一种铁路调车顶送作业智能控制方法技术

一种铁路调车顶送作业智能控制方法，在调车顶送作业车列推进的最前方车辆端壁上安装可拆卸的信息感知和处理设备，利用可拆卸的信息感知和处理设备采集顶送作业时的前端作业信息，并将采集的前端作业信息通过高速点对点无线数据传输方式回传到司机室，由司机根据回传的前端作业信息进行调车顶送作业实时控制，实现调车顶送作业的智能作业控制。本发明专利技术针对铁路调车顶送作业对推进前方路况瞭望不良导致安全事故的痛点问题，利用点对点高速无线传输技术，破解了铁路调车顶送作业前端监控图像实时回传的技术难题，解决了调车司机顶送作业前方瞭望不良的业务痛点，能够有效提高调车顶送作业的安全水平和作业效率。

An Intelligent Control Method for Railway Shunting Operation

An intelligent control method for railway shunting and top-feeding operation is presented. The disassemblable information sensing and processing equipment is installed on the front end wall of the vehicle in front of the shunting and top-feeding operation train. The disassemblable information sensing and processing equipment is used to collect the front-end operation information during the top-feeding operation, and the collected front-end operation information is transmitted back to the driver's cab through high-speed point-to-point wireless data transmission. Real-time control of shunting and top-feeding operation is realized by the driver according to the information of the front-end operation, which realizes the intelligent operation control of shunting and top-feeding operation. The invention aims at the pain point problem of safety accident caused by poor looking ahead to advancing road condition in railway shunting top-delivery operation. By using point-to-point high-speed wireless transmission technology, the technical problem of real-time return of monitoring image at the front end of railway shunting top-delivery operation is solved, the business pain point of poor looking ahead to shunting driver top-delivery operation is solved, and the safe water of shunting top-delivery operation can be effectively improved. Peaceful operation efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种铁路调车顶送作业智能控制方法
本专利技术涉及到一种铁路调车顶送作业安全智能防护方法，适用于铁路调车顶送作业的安全防护，尤其适用于铁路调车长距离顶送作业的安全防护。在铁路调车顶送作业中，实现推进方向上实时路况图像化显示和障碍物自动报警。属于机车和列车作业

技术介绍
：铁路调车顶送作业，是指利用铁路调车机车或者本务机车，从后端连挂一组货车车列进行推送的调车作业，即机车相对于推送方向，位于车列的尾部。由此带来的一个问题，是司机看不到车列前进方向上的线路情况，无法对线路断道、障碍物等各种意外情况做出及时反应，从而导致调车安全事故出现。为了解决司机瞭望不良的问题，全路主要采用人员扒车瞭望的方式，通过调车手台用语音将前方路况通知司机。人员扒车瞭望，是指调车长指定一名制动员或连接员，扒在车列前端第一辆车侧面，通过侧身瞭望前方路况，并在异常情况下发出语音报警。上述方式存在严重的安全隐患问题，且作业极为艰苦。作业人员扒车作业，属于露天作业，在极热极寒、雨雪雷电、光线不好等环境下，尤其在长距离顶送作业中对人员的体力也是极大的考验，由于疲劳、疏忽造成人员打滑从车上跌落，形成压死、压伤人员的安全事故。这是铁路调车顶送作业的一大安全痛点。因此，开发一种铁路调车顶送作业安全智能防护方法，用技防取代人防显得尤为重要。铁路调车顶送作业安全事故的本质问题在于信息不对称，即司机无法准确掌握车列推进前方线路的情况。在信息技术快速发展的今天，利用现代信息技术，解决司机顶送作业的前方瞭望问题，成为调车作业安全防护技术的必然发展方向。铁路现场围绕调车顶送作业的前方瞭望电子化进行了很多技术探索，技术难点在于前端图像回传机车的延时太大，难以满足顶送作业安全防护的实时性要求。针对这个技术难点，可以从图像压缩算法、无线传输速度两个方面考虑，降低图像回传的延时。同时，根据调车作业现实需要，开发专门的铁路线路障碍物自动识别算法，实现异常情况自动报警。通过专利检索没发现有与本专利技术相同技术的专利文献报道，与本专利技术有一定关系的专利主要有以下几个：1、专利号为CN201610211531，名称为“一种铁路调车作业系统及方法”，申请人为：天津联合智选科技有限公司的专利技术专利，该专利公开了一种铁路调车作业系统及方法，包括接收平台和发射设备，所述接收平台放置与火车头驾驶室内，所述发射设备通过连接件固定在火车尾部车钩处，所述接收平台与发射设备采用无线传输方式，所述接收平台包括复视管理主机、数据接收模块、天线和显示设备，所述发射设备包括视频采集模块、数据发射模块、测距模块、辅助照明模块、供电模块、天线。2、专利号为CN201120545619，名称为“铁路调车作业安全防护系统”，申请人为：河南蓝信科技有限公司的技术专利，该专利公开了一种铁路调车作业安全防护系统，在每条股道的前后两个调车信号机之间设置至少两个地面设备，所述的地面设备采集调车信号机的调车状态信号和机车行驶状态信号，并把采集到的上述信号传送给机车装置，上述信号经机车装置处理后发送给列车控制装置。3、专利号为CN201410762010，名称为“铁路调车作业无线视频监控系统”，申请人为：柳州铁道职业技术学院的专利技术专利，该专利公开了一种无线视频监控系统，包括设置在调车监控室内的固定监控装置及设置在室外的活动监控装置，固定监控装置包括流媒体服务器Ⅰ、解码器Ⅰ、显示器Ⅰ、硬盘录像机、高增益APⅠ，活动监控装置包括流媒体服务器Ⅱ、解码器Ⅱ、显示器Ⅱ、高增益APⅡ、高增益APⅢ、机车前摄像头、机车后摄像头、移动摄像头。调车司机可以通过活动监控装置的显示装置看到机车前后状况及调车人员清楚，活动监控装置还可将图像传到调车监控室内的固定监控装置，调车长在监控室内即可看到调车情况。通过对上述专利的梳理分析，这些专利虽然都涉及一些铁路调车作业安全防护的方法及装置，但都无法解决调车顶送作业前方瞭望的实时性问题。因此，该领域的技术难题尚未解决，仍有待进一步研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决铁路调车顶送作业前方路况瞭望不良的业务痛点问题，提出通过集成应用监控视频图片压缩技术和高速点对点无线传输技术的方法，开发无损图片压缩算法和调车线路障碍物智能识别算法，实现司机实时监控调车顶送作业前方路况信息回传延时控制在0.5秒以内的目标，解决电子瞭望数据回传延时的技术难题，同时实现调车线路上障碍物自动识别、报警的目标，为铁路调车顶送作业，尤其是长距离调车顶送作业，提供全新的智能化技术解决方案。为了达到这一目的，本专利技术提供了一种铁路调车顶送作业智能控制方法，其特征在于：在调车顶送作业车列推进的最前方车辆端壁上安装可拆卸的信息感知和处理设备，利用可拆卸的信息感知和处理设备采集顶送作业时的前端作业信息，并将采集的前端作业信息通过高速点对点无线数据传输方式回传到司机室，由司机根据回传的前端作业信息进行调车顶送作业实时控制，实现调车顶送作业的智能作业控制。进一步地，所述的利用可拆卸的信息感知和处理设备采集顶送作业时的前端作业信息是通过可拆卸的信息感知和处理设备中的信息感知系统采集顶送作业时的前端作业的图像和音频信号，再将采集的前端作业信息以图像和音频信回传到司机室，实现调车作业员和调车司机之间的实时智能对讲交换信息。进一步地，所述的信息感知系统采集顶送作业时的前端作业的图像和音频信号是利用高清摄像系统装置，拍摄列车尾部的调车的图像情况，实时采集前端作业的图像和音频信号，并进行图像智能识别，再将采集的前端作业信息以图像和音频信回传到司机室，供调车司机实时查看顶送前方路况，以及为车载或地面监控设备自动报警提供实时数据。如权利要求3所述的铁路调车顶送作业智能控制方法，其特征在于：所述的图像智能识别是采用计算机视觉获取方式，利用卷积神经元网络识别人体、车辆等障碍物位置，将识别到的障碍物位置和轨道位置进行位置对比，如果位置重叠则向司机、调车长及地面监控人员发出报警。进一步地，所述的图像智能识别包括通过图像识别将人和障碍物识别出来标记在屏幕上，以提醒司机注意安全。如权利要求1所述的铁路调车顶送作业智能控制方法，其特征在于：所述的将采集的前端作业信息通过高速点对点无线数据传输方式回传到司机室是利用可拆卸的信息感知和处理设备中的信息传输系统，将采集的前端作业信息通过5.8GHz高速点对点无线数据传输方式进行数据传输，在调度车速不超过15Km/h，时间控制在0.5秒以内，将车列前端监控信息回传司机室。进一步地，所述的通过5.8GHz高速点对点无线数据传输方式进行数据传输包括将利用无损压缩算法将图片压缩处理后传输到车载监控设备，先对所采集的前端作业图像信息进行无损压缩处理，再通过5.8GHz高速点对点无线数据传输方式进行数据传输。进一步地，所述的无损压缩算法是在摄像头获取图像信息以后，检测哪些像素点的颜色信息与上一次图像相同像素点位置的颜色信息一致，如果一致则此像素将不会进行传输，以减少图像传输的数据量。进一步地，所述的图像解压算法是车载终端接收到压缩后的视频数据后，通过像素差异比较算法，检测图片缺失的像素点，并调用上一张图片的相关像素点进行图像还原，在车载终端显示，以及利用图像获取算法，进行障碍物识别和报警。进一步地，所述的图像获取算法是采用计算机视本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁路调车顶送作业智能控制方法，其特征在于：在调车顶送作业车列推进的最前方车辆端壁上安装可拆卸的信息感知和处理设备，利用可拆卸的信息感知和处理设备采集顶送作业时的前端作业信息，并将采集的前端作业信息通过高速点对点无线数据传输方式回传到司机室，由司机根据回传的前端作业信息进行调车顶送作业实时控制，实现调车顶送作业的智能作业控制。

【技术特征摘要】
1.一种铁路调车顶送作业智能控制方法，其特征在于：在调车顶送作业车列推进的最前方车辆端壁上安装可拆卸的信息感知和处理设备，利用可拆卸的信息感知和处理设备采集顶送作业时的前端作业信息，并将采集的前端作业信息通过高速点对点无线数据传输方式回传到司机室，由司机根据回传的前端作业信息进行调车顶送作业实时控制，实现调车顶送作业的智能作业控制。2.如权利要求1所述的铁路调车顶送作业智能控制方法，其特征在于：所述的利用可拆卸的信息感知和处理设备采集顶送作业时的前端作业信息是通过可拆卸的信息感知和处理设备中的信息感知系统采集顶送作业时的前端作业的图像和音频信号，再将采集的前端作业信息以图像和音频信回传到司机室，实现调车作业员和调车司机之间的实时智能对讲交换信息。3.如权利要求2所述的铁路调车顶送作业智能控制方法，其特征在于：所述的信息感知系统采集顶送作业时的前端作业的图像和音频信号是利用高清摄像系统装置，拍摄列车尾部的调车的图像情况，实时采集前端作业的图像和音频信号，并进行图像智能识别，再将采集的前端作业信息以图像和音频信回传到司机室，供调车司机实时查看顶送前方路况，以及为车载或地面监控设备自动报警提供实时数据。4.如权利要求3所述的铁路调车顶送作业智能控制方法，其特征在于：所述的图像智能识别是采用计算机视觉获取方式，利用卷积神经元网络识别人体、车辆等障碍物位置，将识别到的障碍物位置和轨道位置进行位置对比，如果位置重叠则向司机、调车长及地面监控人员发出报警。5.如权利要求3所述的铁路调车顶送作业智能控制方法，其特征在于：所述的图像智能识别包括通过图像识别将人和障碍物识别出来标记在屏幕上，以提醒司机注意安全。6.如权利要求1所述的铁路调车顶送作业智能控制方法，其特征在于：所述的将采集的前端作业信息通过高速...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘启钢，张光群，孙文桥，黄捷洲，史宏，张岩，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司运输及经济研究所，株洲中车轨道交通装备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11