一种铁路异物入侵监测系统技术方案

本发明专利技术提出一种铁路异物入侵监测系统，属于铁路安全技术领域。系统包括多个光纤传感器组成的分布式光纤监测单元与多个红外摄像机组成的分布式视频监测单元。多个光纤传感器与多个红外摄像机在每个入侵监测子区域对应的边界线上交错布置。方法包括：根据目标监测区域边界线的长度与区域曲率，将目标监测区域边界线划分为多个入侵监测子区域；通过接收红外摄像机的红外发射光执行波形幅度变化分析后预判是否可能存在异物入侵；当预判可能存在异物入侵时，确定存在异物入侵的目标监测区域边界线区段并调节该区段安装的红外摄像机的观测范围。本发明专利技术的异物入侵方案充分考虑铁路环境变化与硬件工作要求，准确性较高的同时能够降低硬件成本。降低硬件成本。降低硬件成本。

【技术实现步骤摘要】
一种铁路异物入侵监测系统


[0001]本专利技术属于铁路安全
，尤其涉及一种铁路异物入侵监测系统。

技术介绍

[0002]异物入侵检测一直是列车行驶安全领域的一项重要研究。目前轨道异物检测方法分为接触式和非接触式2种。接触式异物检测采用防护网，只有当异物接触并产生形变才能检测到。
[0003]非接触式异物检测包括激光、图像处理、红外等方法，其中应用最多的是图像处理。通过在线路重点区域安装视频采集设备监控异常状况，而现有的监控设备所涉及的检测方法一般为传统的图像识别方法或结合深度学习的目标检测算法。
[0004]但是传统的图像识别方法检测准确率并不理想，一次漏检可能造成重大损失。此外，使用摄像头、红外传感器、双电网等传统入侵监测手段，存在可靠性较低，无法自动识别目标危害等级，无法精确定位等问题。
[0005]同时，现有技术的入侵监测在硬件布置上成本较高，当监测范围较大时需要布置较多的监测装置；同时，监测装置的监控范围都是静态的，无法根据实际情况进行调整。
[0006]因此，现有技术至少存在成本过高、安装复杂同时监测范围不灵活、入侵监测准确性不高、不能适应铁路实际环境变化等问题。

技术实现思路

[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提出一种铁路异物入侵监测系统，通过多个光纤传感器与多个红外摄像机在每个入侵监测子区域对应的边界线上交错布置，本专利技术可根据目标监测区域边界线的长度与区域曲率，将目标监测区域边界线划分为多个入侵监测子区域；通过接收红外摄像机的红外发射光执行波形幅度变化分析后预判是否可能存在异物入侵；当预判可能存在异物入侵时，确定存在异物入侵的目标监测区域边界线区段并调节该区段安装的红外摄像机的观测范围。
[0008]具体而言，本专利技术的技术方案包括如下几个方面：在本专利技术的第一个方面，提供一种铁路异物入侵监测系统，所述系统包括分布式光纤监测单元与分布式视频监测单元，所述分布式光纤监测单元包括多个光纤传感器，所述分布式视频监测单元包括多个红外摄像机。
[0009]具体的， 每个所述红外摄像机包含两个光线方向相反的第一红外光发射器和第二红外光发射器；作为本专利技术最重要的创造性改进点之一，多个光纤传感器与多个红外摄像机在边界线上交错布置。
[0010]具体的，所述分布式光纤监测单元与分布式视频监测单元在目标监测区域边界线上交错布置，并且，每两个光纤传感器之间布置一个所述红外摄像机。
[0011]作为更具体的布置手段，在所述目标监测区域边界线上的第一位置布置第一光纤
传感器；在所述目标监测区域边界线上的第二位置布置第二光纤传感器；在所述目标监测区域边界线上的第三位置布置一个第三红外摄像机；所述第三位置在所述第一位置和所述第二位置之间，并且，所述第三红外摄像机的第一红外光发射器的发射光被所述第一光纤传感器接收，所述第三红外摄像机的第二红外光发射器的发射光被所述第二光纤传感器接收。
[0012]其中，所述监测系统还包括第一电光调制器与第二电光调制器；每个所述红外摄像机产生的每个方向的一路发射光分别通过所述第一电光调制器与第二电光调制器调制后，被对应的光纤传感器接收。
[0013]所述分布式光纤监测单元通过接收红外摄像机的红外发射光执行波形幅度变化分析后预判是否可能存在异物入侵；当预判可能存在异物入侵时，确定存在异物入侵的目标监测区域边界线区段。
[0014]在确定存在异物入侵的目标监测区域边界线区段后，调节该区段安装的红外摄像机的观测范围，具体的，所述调节包括：旋转该区段位置安装的每个红外摄像机，使得所述每个红外摄像机的至少一个红外发射器的方向朝向该存在异物入侵的目标监测区域边界线区段位置。
[0015]本专利技术的第二个方面，提供一种铁路异物入侵监测方法，所述方法包括如下步骤：S610：确定目标监测区域边界线的长度与区域曲率；S620：根据目标监测区域边界线的长度与区域曲率，将所述目标监测区域边界线划分为多个入侵监测子区域；S630：针对每个入侵监测子区域，安装分布式光纤监测单元与分布式视频监测单元；S640：通过所述分布式光纤监测单元接收的红外发射光执行波形幅度变化分析后预判是否可能存在异物入侵；当预判可能存在异物入侵时，确定存在异物入侵的入侵监测子区域的边界线区段；其中，所述分布式光纤监测单元包括多个光纤传感器，所述分布式视频监测单元包括多个红外摄像机；并且，所述多个光纤传感器与所述多个红外摄像机在每个入侵监测子区域对应的边界线上交错布置。
[0016]所述步骤S640进一步包括：确定存在异物入侵的入侵监测子区域区段后，调节该区段安装的红外摄像机的观测范围。
[0017]在本专利技术的第三个方面，还提出基于第一个方面所述的铁路异物入侵监测系统实现的一种铁路异物入侵监测系统实现；所述方法包括如下步骤：S810：分布式光纤监测单元通过接收红外摄像机的红外发射光执行波形幅度变化分析后预判是否可能存在异物入侵；当预判可能存在异物入侵时，确定存在异物入侵的目标监测区域边界线区段位
置；S820：调节该区段位置安装的红外摄像机的观测范围；其中，步骤S820具体包括：旋转该区段位置安装的每个红外摄像机，使得所述每个红外摄像机的至少一个红外发射器的方向朝向该存在异物入侵的目标监测区域边界线区段位置。
[0018]所述步骤S810采用解调布里渊频移实现所述入侵监测。
[0019]在所述步骤S820之后，所述方法还包括：S830：获取该区段位置安装的红外摄像机的视频监测数据；S840：根据所述视频监测数据执行深度异物入侵监测。
[0020]本专利技术的异物入侵方案充分考虑铁路环境变化与硬件工作要求，准确性较高的同时能够降低硬件成本。
[0021]具体的，本专利技术的技术方案中，多个光纤传感器与多个红外摄像机交错布置，相对于全部布置光纤传感器的方案，至少节省一半的硬件成本；而相对于全部布置红外摄像机的方案，则结合了分布式光纤传感技术使得识别和检测更加准确；同时，每个红外摄像机本身就能当做分布式光纤传感器的输入光波（波形）来源，不必额外布置波形传感器；同时，每个红外摄像机在当做分布式光纤传感器的输入光波（波形）来源的同时，还可以在分布式光纤传感器预判到异常侵入时切换为视频监测模式，从而结合了视频联动技术实现了多维度周界异物入侵感知与识别系统，能够大幅提升高铁运营安全预警完备率和应急响应效率。
[0022]本专利技术的进一步优点将结合说明书附图在具体实施例部分进一步详细体现。
[0023]附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1是本专利技术一个实施例的铁路异物入侵监测系统的主体子系统架构示意图；图2是图1所述系统的实际目标区域布局示意图；图3是图1所述系统使用的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁路异物入侵监测系统，所述系统包括分布式光纤监测单元与分布式视频监测单元，所述分布式光纤监测单元包括多个光纤传感器，所述分布式视频监测单元包括多个红外摄像机；其特征在于：每个所述红外摄像机包含两个光线方向相反的第一红外光发射器和第二红外光发射器；所述分布式光纤监测单元与分布式视频监测单元在目标监测区域边界线上交错布置，并且，每两个光纤传感器之间布置一个所述红外摄像机。2.如权利要求1所述的一种铁路异物入侵监测系统，其特征在于：在所述目标监测区域边界线上的第一位置布置第一光纤传感器；在所述目标监测区域边界线上的第二位置布置第二光纤传感器；在所述目标监测区域边界线上的第三位置布置一个第三红外摄像机；所述第三位置在所述第一位置和所述第二位置之间，并且，所述第三红外摄像机的第一红外光发射器的发射光被所述第一光纤传感器接收，所述第三红外摄像机的第二红外光发射器的发射光被所述第二光纤传感器接收。3.如权利要求1所述的一种铁路异物入侵监测系统，其特征在于：所述监测系统还包括第一电光调制器与第二电光调制器；每个所述红外摄像机产生的每个方向的一路发射光分别通过所述第一电光调制器与第二电光调制器调制后，被对应的光纤传感器接收。4.如权利要求1所述的一种铁路异物入侵监测系统，其特征在于：所述分布式光纤监测单元通过接收红外摄像机的红外发射光执行波形幅度变化分析后预判是否可能存在异物入侵；当预判可能存在异物入侵时，确定存在异物入侵的目标监测区域边界线区段。5.如权利要求4所述的一种铁路异物入侵监测系统，其特征在于：在确定存在异物入侵的目标监测区域边界线区段后，调节该区段安装的红外摄像机的观测范围。6.一种铁路异物入侵监测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S610：确定目标监测区域边界线的长度与区域曲率；S620：根据目标监测区域边界线的长度...

【专利技术属性】
技术研发人员：安良程，康秋静，孙云蓬，张淮，高玉亮，王鹤，蒋梦，高飞，丁海有，黄玉君，曹钰，
申请(专利权)人：北京大成国测智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：