車載光學(xué)探測(cè)與地理信息相結(jié)合的機(jī)車防撞方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鐵路安全運(yùn)行領(lǐng)域，具體涉及一種車載光學(xué)探測(cè)與地理信息相結(jié)合的機(jī)車防撞方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]鐵路目前防撞的方法是閉塞行車方法，通過閉塞區(qū)間來判斷前方線路是否空閑，空閑就確認(rèn)前方?jīng)]有障礙物，可以運(yùn)行。而這種技術(shù)方法的缺點(diǎn)是，即便確認(rèn)線路空閑，而閉塞區(qū)間仍然有障礙物時(shí)，比如:由于種種原因?qū)е碌膬蓷l鋼軌不導(dǎo)電(鋼軌導(dǎo)電不良、車輪導(dǎo)電不良、障礙物是非導(dǎo)電體)時(shí)，鋼軌上的所有障礙物都無法探測(cè)到；車輛、塌方、洪水漫道等等，通過現(xiàn)有技術(shù)手段無法檢測(cè)到，因而發(fā)生列車碰撞事故。
[0003]還有憑司機(jī)目測(cè)，這完全受制于司機(jī)的體能、智能、責(zé)任心等。白天一般在600米左右，而其夜間司機(jī)的觀測(cè)距離僅200?300米，雨霧天則更差，幾近于臆測(cè)行車。而機(jī)車的制動(dòng)距離最低800米，再加上司機(jī)反應(yīng)時(shí)間所越過的距離，是無法避免事故的。多數(shù)的重大行車事故一般都是在后半夜、司機(jī)體能下降、氣象條件惡劣加上沒有科學(xué)手段防控而發(fā)生的，這是行車安全的一大隱患。國(guó)內(nèi)尚無科學(xué)的解決方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種車載光學(xué)探測(cè)與地理信息相結(jié)合的機(jī)車防撞方法及裝置，利用光學(xué)探測(cè)技術(shù)，探測(cè)鋼軌軌跡的標(biāo)定區(qū)段及進(jìn)口處圖像信息，結(jié)合地理信息，得知標(biāo)定區(qū)段及進(jìn)口處與機(jī)車的準(zhǔn)確距離，形成預(yù)警距離以及確報(bào)距離，運(yùn)用障礙物預(yù)警以及障礙物確報(bào)向機(jī)車制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)布制動(dòng)指令，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)車防撞。本方法彌補(bǔ)了上述的人工觀測(cè)和行車閉塞方法的技術(shù)空白以及缺陷，使鐵路行車安全更有保障。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種車載光學(xué)探測(cè)與地理信息相結(jié)合的機(jī)車防撞方法，包括以下步驟:
[0006]車載光學(xué)探測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)鋼軌軌跡信息進(jìn)行提?。?br>[0007]與地理信息結(jié)合，對(duì)探測(cè)機(jī)構(gòu)信息進(jìn)行綜合分析判斷；
[0008]對(duì)機(jī)車運(yùn)行進(jìn)行控制。
[0009]進(jìn)一步地，所述地理信息包括:車載地面數(shù)據(jù)或者地面應(yīng)答器，或者GPS、北斗衛(wèi)星通訊定位所形成的地理信息。
[0010]進(jìn)一步地，所述機(jī)車是指鐵路機(jī)車、軌道車以及具有自輪運(yùn)轉(zhuǎn)特性的工程機(jī)械。
[0011]進(jìn)一步地，所述車載光學(xué)探測(cè)機(jī)構(gòu)為遠(yuǎn)紅外攝像機(jī)或CXD探測(cè)裝置。
[0012]進(jìn)一步地，與地理信息結(jié)合，對(duì)探測(cè)機(jī)構(gòu)信息進(jìn)行綜合分析判斷，具體為:對(duì)地理信息進(jìn)行分析，對(duì)設(shè)置在機(jī)車前方的探測(cè)機(jī)構(gòu)采集的圖像信息進(jìn)行處理，結(jié)合地理信息和探測(cè)機(jī)構(gòu)的信息獲取該鋼軌軌跡上道路狀態(tài)信息并產(chǎn)生控制命令。
[0013]進(jìn)一步地，所述對(duì)機(jī)車進(jìn)行控制，具體包括:通過接收控制命令對(duì)機(jī)車的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制，包括正常行駛、減速行駛和制動(dòng)三種控制方式。
[0014]—種車載光學(xué)探測(cè)與地理信息相結(jié)合的機(jī)車防撞裝置，包括:
[0015]地面采集裝置，用于對(duì)鋼軌軌跡標(biāo)定區(qū)段及進(jìn)口處進(jìn)行圖像采集和分析處理信息;
[0016]車載控制裝置，接收地面采集裝置傳送的分析處理信息，并對(duì)機(jī)車制動(dòng)進(jìn)行控制。
[0017]進(jìn)一步地，所述地面采集裝置包括攝像裝置、圖像處理單元和數(shù)據(jù)傳輸單元，所述攝像裝置的輸出端連接所述圖像處理單元，所述圖像處理單元的輸出端連接數(shù)據(jù)傳輸單
J L ο
[0018]進(jìn)一步地，所述車載控制裝置包括電源單元、圖像采集單元、監(jiān)控顯示單元和執(zhí)行控制機(jī)構(gòu)，所述圖像采集單元為設(shè)置在機(jī)車上的攝像裝置，所述監(jiān)控顯示單元與所述圖像采集單元的輸出端連接，所述監(jiān)控顯示單元的輸出端連接執(zhí)行控制機(jī)構(gòu)，所述電源單元為所述圖像采集單元和監(jiān)控顯示單元供電。
[0019]進(jìn)一步地，所述地面采集裝置與車載控制裝置為無線數(shù)據(jù)傳輸。
[0020]進(jìn)一步地，所述車載控制裝置設(shè)置備用系統(tǒng)，所述備用系統(tǒng)包括備用電源、備用圖像采集單元和備用監(jiān)控單元。
[0021]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明利用遠(yuǎn)紅外或C⑶探測(cè)裝置，探測(cè)鋼軌軌跡的標(biāo)定區(qū)段及進(jìn)口處圖像信息，結(jié)合地理信息，得知標(biāo)定區(qū)段及進(jìn)口處與機(jī)車的準(zhǔn)確距離，形成預(yù)警距離以及確報(bào)距離，運(yùn)用障礙物預(yù)警以及障礙物確報(bào)向機(jī)車制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)布制動(dòng)指令，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)車防撞，在夜間、雨、雪、霧等天氣情況下仍能探測(cè)所需保證安全的距離，能全天候工作，為行車安全提供重要保障。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明提出的一種車載光學(xué)探測(cè)與地理信息相結(jié)合的機(jī)車防撞方法流程圖；
[0023]圖2是本發(fā)明提出的一種車載光學(xué)探測(cè)與地理信息相結(jié)合的機(jī)車防撞裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖3是本發(fā)明提出的所述地面采集裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖4是本發(fā)明提出的所示車載控制裝置結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明。
[0027]參見圖1，是本發(fā)明提出的一種車載光學(xué)探測(cè)與地理信息相結(jié)合的機(jī)車防撞方法及裝置流程圖。
[0028]如圖1所示，一種車載光學(xué)探測(cè)與地理信息相結(jié)合的機(jī)車防撞方法，包括以下步驟:
[0029]步驟101，車載光學(xué)探測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)鋼軌軌跡信息進(jìn)行提?。?br>[0030]步驟102，與地理信息結(jié)合，對(duì)探測(cè)機(jī)構(gòu)信息進(jìn)行綜合分析判斷；
[0031 ] 步驟103，對(duì)機(jī)車運(yùn)行進(jìn)行控制。
[0032]本發(fā)明實(shí)施例中，通過對(duì)探測(cè)機(jī)構(gòu)采集的圖像信息和機(jī)車自身參數(shù)，根據(jù)上述采集識(shí)別圖像信息，通過數(shù)據(jù)處理及監(jiān)控操作，對(duì)機(jī)車的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制，控制機(jī)車減速或其他行車功能，該發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別障礙物和控制列車，達(dá)到確保預(yù)防沖、脫、擠和撞車事故的目的，極大提高鐵路及社會(huì)的安全、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。
[0033]在步驟101中，所述車載光學(xué)探測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)鋼軌軌跡信息進(jìn)行提取，具體包括:設(shè)置在機(jī)車上的車載光學(xué)探測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)標(biāo)定區(qū)段及進(jìn)口處的鋼軌軌跡進(jìn)行提取。
[0034]其中，所述車載光學(xué)探測(cè)機(jī)構(gòu)為遠(yuǎn)紅外攝像機(jī)或CCD探測(cè)裝置。
[0035]本發(fā)明實(shí)施例中，采用遠(yuǎn)紅外攝像機(jī)或C⑶探測(cè)裝置，無論白、晝、雨、雪、霧等氣候條件下，均可以對(duì)鋼軌軌跡及車前狀況有效的進(jìn)行識(shí)別。
[0036]利用遠(yuǎn)紅外或C⑶探測(cè)技術(shù)，結(jié)合地理信息，通過對(duì)地理信息的分析完全可以綜合判斷障礙物位置，對(duì)列車前方因線路上的塌方落石等自然災(zāi)害、接近的列車汽車等線路障礙、夜間雨霧等惡劣氣候造成的對(duì)駕駛員視覺障礙等而引發(fā)的各類重大行車事故，起到積極有效的報(bào)警、預(yù)防和自動(dòng)化防護(hù)控車的作用。
[0037]在步驟102中，所述與地理信息結(jié)合，對(duì)探測(cè)機(jī)構(gòu)信息進(jìn)行綜合分析判斷，具體為:對(duì)地理信息進(jìn)行分析，對(duì)設(shè)置在機(jī)車前方的探測(cè)機(jī)構(gòu)采集的圖像信息進(jìn)行處理，結(jié)合地理信息和探測(cè)機(jī)構(gòu)的信息獲取該鋼軌軌跡上道路狀態(tài)信息并產(chǎn)生控制命令。
[0038]其中，所述地理信息包括:車載地面數(shù)據(jù)或者地面應(yīng)答器，或者GPS、北斗衛(wèi)星通訊定位所形成的地理信息。
[0039]所述對(duì)檢測(cè)的鋼軌軌跡信息進(jìn)行分析判斷，具體為:對(duì)地理信息進(jìn)行分析，對(duì)設(shè)置在機(jī)車前方的探測(cè)機(jī)構(gòu)采集的圖像信息進(jìn)行處理，結(jié)合地理信息和探測(cè)機(jī)構(gòu)的信息獲取該鋼軌軌跡上道路狀態(tài)信息并產(chǎn)生控制命令。
[0040]在步驟103中，所述對(duì)機(jī)車進(jìn)行控制，具體包括:通過接收控制命令對(duì)機(jī)車的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制，包括正常行駛、減速行駛和制動(dòng)三種控制方式。
[0041 ] 本發(fā)明通過已有的列控裝置LKJ (或者GYK軌道車運(yùn)行控制設(shè)備)獲得機(jī)車速度、位置等運(yùn)行狀態(tài)信息，形成運(yùn)行制動(dòng)曲線，采用全天候遠(yuǎn)紅外探測(cè)、圖像智能識(shí)別和目標(biāo)判定、鎖定等技術(shù)對(duì)障礙物識(shí)別，利用無線高精確定位和組網(wǎng)技術(shù)、無線網(wǎng)橋通信等技術(shù)對(duì)徑路橋梁狀態(tài)和道邊山體狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，限速標(biāo)志牌識(shí)別以及站場(chǎng)藍(lán)白燈識(shí)別防控和調(diào)車作業(yè)監(jiān)控，彌補(bǔ)了在該領(lǐng)域內(nèi)的空白；又可以和機(jī)車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置相互通信，和鐵路其他既有設(shè)備相互配合，實(shí)現(xiàn)信息共享，做到無論是機(jī)車自身還是運(yùn)行徑路的全方面監(jiān)測(cè)控制，起到積極有效的報(bào)警、預(yù)防和自動(dòng)化防護(hù)控車的作用，切實(shí)保障鐵路運(yùn)輸安全。機(jī)車運(yùn)行障礙探測(cè)及防控技術(shù)和鐵路現(xiàn)有設(shè)備相互銜接、匹配使用，形成了完備、和諧、科學(xué)、合理的鐵路行車設(shè)備安全防控體系。機(jī)車運(yùn)行障礙探測(cè)及防控技術(shù)，在上述重大行車隱患和行車安全真空領(lǐng)域共用一套裝置，將會(huì)給鐵路帶來節(jié)約設(shè)備投資、便利售后維護(hù)、優(yōu)化行車設(shè)備等無盡的經(jīng)濟(jì)效益。
[0042]參見圖2，是本發(fā)明提出的一種車載光學(xué)探測(cè)與地理信息相結(jié)合的機(jī)車防撞裝置結(jié)構(gòu)圖。
[0043]如圖2所示，一種車載光學(xué)探測(cè)與地理信息相結(jié)合的機(jī)車防撞裝置，包括:
[0044]地面采集裝置201，用于對(duì)鋼軌軌跡標(biāo)定區(qū)段及進(jìn)口處進(jìn)行圖像采集和分析處理信息；
[0045]車載控制裝置202，接收地面采集裝置傳送的分析處理信息，并對(duì)機(jī)車制動(dòng)進(jìn)行控制。
[0046]本發(fā)明的具體實(shí)施過程為:
[0047](I)通過機(jī)車前方的探測(cè)機(jī)構(gòu)和當(dāng)前的地理信息，提取列車進(jìn)路圖像信息:分為
a.禁止越過一須采取制動(dòng)措施的“障礙物”(如藍(lán)燈、紅燈；汽車、火車Γ落石、落水等)；
b.允許通過一須采取限速運(yùn)行的“障礙物”(如限速標(biāo)志牌