监测站台安全门与车门区间安全的辅助系统及其实现方法技术方案

本发明专利技术公布了一种监测站台安全门与车门区间安全的辅助系统及其控制方法，该系统包括相连接的大屏分区显示的图形显示模块、与轨旁设备相接的主控制器、安全门处存有模板存储器的视频图像监控单元；特征在于；存储器设有基本和现场模板及自检图像存储区域；通过自检图像存储区域图像与基本模板特征比较，认定视频图像监控单元是否有故障和现场模板提取；安全门关门后采集图像与现场模板比较监测是否有障碍物，显示屏以分区显示图像，同一区域显示对应视频图像监控单元传递的图像内还包含其报警信息；有障碍物时拦截安全门已关好的开关信息至信号车载设备阻止列车出站；关门指令发出后司机和站台人员观察显示，确认是否有障碍物，提高防夹的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及城市轨道交通安全领域，具体地讲是涉及基于图像识别技术的一种监测轨道交通站台安全门(屏蔽门)与列车车门之间区域安全的辅助系统及其实现方法。
技术介绍
目前，城市地铁、轻轨等轨道交通站台为了节能和安全，在我国主要是为了防止乘客擅入轨行区的安全考虑，各城市花重金在轨道交通站台上使用(全高或半高)安全门(屏蔽门)系统﹙PSD﹚，其系统的屏蔽墙围绕站台距边缘30CM左右的地方连续布置，将站台候车区与轨道行车区隔开，屏蔽墙上设有乘客上下列车的安全门(屏蔽门)通道，安全门(屏蔽门)与轨道上停靠的列车车门一一对应，平时安全门(屏蔽门)处于关闭且锁闭状态，其由列车本身的车门系统、信号系统及安全门(屏蔽门)控制系统共同协调配合实现安全门(屏蔽门)与列车门同步开启和关闭，从而避免乘客从站台进入隧道发生危险。信号ATC系统(车载及轨旁子系统)与站台安全门(屏蔽门)系统﹙PSD﹚基于无线传输技术建立车-地双向数据通信的联动系统，构成安全门(屏蔽门)系统﹙PSD﹚与信号ATC系统之间相互联锁关系，当列车一旦进入通过设置在站台终端适当位置的车-地通信单元覆盖区域，立刻被轨旁子系统(信号轨旁设备)“捕获”，进而建立以轨旁子系统为主的主从式半双工高速数据通信链路交换信息，当信号车载通过精确定位系统检测到列车速度为零且停车窗内，并施加了防溜制动，则表明列车具备了开、关车车门及站台安全门(屏蔽门)的条件，便发出允许开门指令，不管采用自动开门管理模式，<br>还是手动开门管理模式，随后其发出开门指令均分别传递至车门控制器和轨旁子系统(信号轨旁设备)，轨旁子系统再将开门指令传递到安全门(屏蔽门)系统﹙PSD﹚，实现分别完成车门和安全门(屏蔽门)开启；当乘客上下完备，不管采用自动关门管理模式，还是手动关门管理模式，其发出关门指令均分别传递至车门控制器和轨旁子系统(信号轨旁设备)，轨旁子系统再将关门指令传递到安全门(屏蔽门)系统﹙PSD﹚，分别完成车门和安全门(屏蔽门)关闭并锁闭，车门开/关状态信息直接传递至信号车载，安全门(屏蔽门)开/关状态信息通过轨旁子系统传递至信号车载，当信号车载同时接收到“安全门(屏蔽门)关闭并锁闭”状态和“车门关闭并锁闭”状态信息后，才容许列车出发。本领域技术人员可知:当乘客上下完备，车门与安全门(屏蔽门)均关闭并锁闭后，车门与安全门(屏蔽门)之间区域无障碍物，则车门与安全门(屏蔽门)之间区域的物理状态与列车进站停稳后车门与安全门(屏蔽门)均未开启时物理状态相同。因安全门(屏蔽门)与列车门同步开启和关闭是由信号ATC系统、列车本身的车门控制器系统及安全门(屏蔽门)系统﹙PSD﹚共同协调配合实现，由于各系统信号传递和执行的差异性，运用延时，只能做到原则上同步。当前，安全门(屏蔽门)与列车车门的开启顺序设置有列车车门首先开启，紧接着安全门(屏蔽门)开启；或安全门(屏蔽门)首先开启，紧接着列车车门开启，总之安全门(屏蔽门)与列车车门几乎同时开启，前后时间差只有几妙；待乘客上车，发送关门信号之后，安全门(屏蔽门)与列车车门的关门顺序设置有先关列车车门，紧接着关安全门(屏蔽门)；或先关安全门(屏蔽门)，紧接着关列车车门，总之安全门(屏蔽门)与列车车门几乎同时关闭，前后时间差只有几妙。众所周知:安全门(屏蔽门)与列车车门开启时采用完全同步或顺序不同方式，安全门(屏蔽门)与列车车门之间都不存在被夹问题，但安全门(屏蔽门)与列车车门关闭时不管采取完全同步或顺序不同方式均存在安全门(屏蔽门)与列车车门之间被夹的安全隐患。所以现有的安全门(屏蔽门)系统中都加装了防夹的安全防护装置，分别有被各城市屏蔽门系统广泛采用的在滑动门底部设计斜面防站人挡板，以杜绝乘客主观逗留在滑动门门体和列车门之间的被动式物理方式，以及在安全门(屏蔽门)上设计金属挡板(防夹板)来探测障碍物，当遇到障碍物时可以阻碍滑动门的关闭，配合门控单元的检测系统，可以大大提高安全门(屏蔽门)的安全性的主动式物理方式。但仅仅依靠物理的方式检测屏蔽门与列车之间是否有障碍物的存在还是有很大的局限性，另外由于需要考虑到美观和车辆限界，也不太可能将物理式的探测装置做的很大，充满整个缝隙空间。所以只安装有被动式物理方式和主动式物理方式防护的轨道交通站台安全门(屏蔽门)与列车车门关闭时还存在夹人的安全隐患，近年来发生夹人的事件不时的见诸媒体，如2007年07月15日下午3时34分，上海市轨道交通1号线上海体育馆站往莘庄方向的站台上，一名20多岁的男子在蜂鸣器鸣响与屏蔽门灯光频闪的情况下强行上车，被卡在列车与安全门(屏蔽门)中间，并在列车启动后受挤压坠落隧道身亡；又如2014年11月6日晚上7时左右，北京地铁5号线惠新西街南口站一名女子被夹在安全门(屏蔽门)和列车中间，并在列车启动后受挤身亡。所以各城市轨道交通站台份份增设非接触式探测方式，一般选用抗干扰能力较好的红外激光探测的方式来检测安全门(屏蔽门)与列车车门关闭后其间隙是否有障碍物的安全防护装置。如2007年7月后上海地铁采用在地铁屏蔽门安装红外线光幕探测仪，红外线光幕探测仪的探测器(发射器和接收器)分别安装在车门和安全门(屏蔽门)间隙的左右两侧，在列车车门和站台安全门(屏蔽门)完全关闭后，探测器设置在两侧的红外线光幕探测仪会自动发射出红外线，形成一道光幕屏障，接收器能够接收到发射光的信号则表示正常，可以发车，如果两扇门之间夹有异物阻断光幕(乘客被夹)，探测仪就会在第一时间发出警报信息，终止发车信号，通知前方的驾驶员不要启动列车，障碍物清除时即可停止报警允许启动列车，以保证旅客和车辆运输的安全。但采用非接触式激光探测的方式来防护安全门(屏蔽门)与列车车门关闭时其区间被夹问题，存在安装调试困难，没有实时超前自检功能，随着使用时间的推移，设备老化或局部损坏，会出现误报，如发射器损坏或接收器击穿。也有文献记载，如:《微型电脑应用》2011年第3期，第26-28页的“基于图像识别技术的站台屏蔽门智能控制系统”、专利申请号为200710045171.6的站台屏门智能系统及申请号为200710045172.0站台屏门智能控制方法，均为运用图像识别技术代替现有的安全门(屏蔽门)系统中安全门(屏蔽门)与列车车门之间区域防夹检测装置，构成新的安全门(屏蔽门)系统，因预先存入图像模板，随着时间的推移镜头灰尘沉结、图像传感器老化或损坏等问题出现导致误报率将越来越高，且灯光等环境随着的时间的推移也会发生变化，会加重误报率的出现，即虽然防夹了，但出现没有异物时，会报被夹的问题出现，且没有视频检测单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种监测站台安全门与车门区间安全的辅助系统，包括：图形显示模块，通信系统，与信号轨旁设备相连接的主控制器，安装在每个相应的安全门处采集和检测安全门与列车车门之间间隙图像和障碍物的视频图像监控单元；所述主控制器经信号轨旁设备与信号车载设备、安全门系统建立连接，经通信系统与图形显示模块和视频图像监控单元建立连接；所述视频图像监控单元经通信系统还与图形显示模块建立连接；所述视频图像监控单元包括感光器件为黑白CMOS的摄像头、视频图像处理器、存储器、与通信系统相配的通信接口；通过通信接口经通信系统与图形显示模块和主控制器建立连接，所述视频图像处理器包括中央处理器ARM、A/D转换模块，嵌入有图像增强模块、图像识别模块；摄像头通过A/D转换模块与ARM相连接，存储器与视频图像处理器相连接，视频图像处理器经通信接口与通信系统相连接；所述A/D转换模块将接到的摄像头所摄模拟图像信号转换为数字图像信号，图像增强模块对A/D转换模块输岀的图像信号增强处理，图像识别模块包括对增强了的数字图像进行图像特征信息提取、矩阵建立，图像间误差检测和相关度识别；所述图形显示模块是以大型的液晶的显示屏为显示终端的图像与报警信息处理的显示装置，该装置安装在列车停靠时车头对应的站台上；所述存储器存储增强了的数字图像及其特征信息，所述特征信息包括图像灰度直方图及其平均灰度；其特征在于，存储器设置有固定模板存储区域、暂存模板存储区域和自检图像存储区域；固定模板存储区域存储辅助系统初始化时采集的列车停靠在站台上，列车门和安全门均不打开上下客时安全门与列车车门间隙间的一帧数字图像及其特征信息，固定模板存储区域存储的图像及其特征信息设定为基本模板；自检图像存储区域存储辅助系统运行过程中接收到列车驶入站台停车信号至开门指令时间段内现场采集的数字图像及其特征信息，自检图像存储区域存储的图像及其特征信息与基本模板比较实现视频图像监控单元故障自检和现场模板提取，自检图像存储区域内与基本模板相关度最大的图像及其特征信息设定为现场模板；所述暂存模板存储区域存储从自检图像存储区域内获得的现场模板；所述摄像头安装在对应的安全门设置的立柱上端，调节俯视角度使相应的安全门与列车车门之间间隙处于对应的摄像头视场内；图形显示模块中显示屏以分区域一一对应显示相应的视频图像监控单元传递的信息，视频图像监控单元传递的信息包括安全门与列车车门之间间隙图像和报警信息，即显示屏上同一区域显示内容包含对应的视频图像监控单元传递的图像和报警信息，报警信息以几何图形方式呈现在显示区域内，所述报警信息包括有故障的报警信息和有障碍物的报警信息两种类型；所述信号轨旁设备内增设有安全门已关好信息识别模块和视频图像监控单元输出的状态信息与安全门已关好信息关联控制模块；所述图形显示模块上设有控制视频图像监控单元停止报警信息传递的第—按键。...

【技术特征摘要】
1.一种监测站台安全门与车门区间安全的辅助系统，包括：图形显示模块，通信系统，
与信号轨旁设备相连接的主控制器，安装在每个相应的安全门处采集和检测安全门与列车车
门之间间隙图像和障碍物的视频图像监控单元；所述主控制器经信号轨旁设备与信号车载设
备、安全门系统建立连接，经通信系统与图形显示模块和视频图像监控单元建立连接；所述
视频图像监控单元经通信系统还与图形显示模块建立连接；
所述视频图像监控单元包括感光器件为黑白CMOS的摄像头、视频图像处理器、存储器、
与通信系统相配的通信接口；通过通信接口经通信系统与图形显示模块和主控制器建立连接，
所述视频图像处理器包括中央处理器ARM、A/D转换模块，嵌入有图像增强模块、图像识别模
块；摄像头通过A/D转换模块与ARM相连接，存储器与视频图像处理器相连接，视频图像处
理器经通信接口与通信系统相连接；所述A/D转换模块将接到的摄像头所摄模拟图像信号转
换为数字图像信号，图像增强模块对A/D转换模块输岀的图像信号增强处理，图像识别模块
包括对增强了的数字图像进行图像特征信息提取、矩阵建立，图像间误差检测和相关度识别；
所述图形显示模块是以大型的液晶的显示屏为显示终端的图像与报警信息处理的显示装置，
该装置安装在列车停靠时车头对应的站台上；所述存储器存储增强了的数字图像及其特征信
息，所述特征信息包括图像灰度直方图及其平均灰度；
其特征在于，存储器设置有固定模板存储区域、暂存模板存储区域和自检图像存储区域；
固定模板存储区域存储辅助系统初始化时采集的列车停靠在站台上，列车门和安全门均不打
开上下客时安全门与列车车门间隙间的一帧数字图像及其特征信息，固定模板存储区域存储
的图像及其特征信息设定为基本模板；自检图像存储区域存储辅助系统运行过程中接收到列
车驶入站台停车信号至开门指令时间段内现场采集的数字图像及其特征信息，自检图像存储
区域存储的图像及其特征信息与基本模板比较实现视频图像监控单元故障自检和现场模板提
取，自检图像存储区域内与基本模板相关度最大的图像及其特征信息设定为现场模板；所述
暂存模板存储区域存储从自检图像存储区域内获得的现场模板；所述摄像头安装在对应的安
全门设置的立柱上端，调节俯视角度使相应的安全门与列车车门之间间隙处于对应的摄像头
视场内；图形显示模块中显示屏以分区域一一对应显示相应的视频图像监控单元传递的信息，
视频图像监控单元传递的信息包括安全门与列车车门之间间隙图像和报警信息，即显示屏上
同一区域显示内容包含对应的视频图像监控单元传递的图像和报警信息，报警信息以几何图
形方式呈现在显示区域内，所述报警信息包括有故障的报警信息和有障碍物的报警信息两种
类型；所述信号轨旁设备内增设有安全门已关好信息识别模块和视频图像监控单元输出的状

\t态信息与安全门已关好信息关联控制模块；所述图形显示模块上设有控制视频图像监控单元
停止报警信息传递的第—按键。
2.根据权利要求1所述的监测站台安全门与车门区间安全的辅助系统，其特征在于，所
述的几何图形为三角型。
3.根据权利要求1所述的监测站台安全门与车门区间安全的辅助系统，其特征在于，所
述图形显示模块上还设有第二按键，第二按键控制信号轨旁设备挂起视频图像监控单元输出
的状态信息与安全门已关好信息关联控制模块。
4.根据权利要求1所述的监测站台安全门与车门区间安全的辅助系统，其特征在于，所
述的立柱设置在对应安全门一侧至站台边缘之间，并固定在站台上，立柱的高度等于安全门
的高度。
5.一种根据权利要求1所述的监测站台安全门与车门区间安全的辅助系统的实现方法，
其特征在于，如下步骤：
1)设置视频图像监控单元实时采集安全门与列车车门之间间隙图像传递至图形显示模块
上；
2)设置信号轨旁设备检测到列车驶入站台停车信号传递至视频图像监控单元，视频图像
监控单元从接收到列车驶入站台停车信号起实时采集安全门与列车车门间隙间的数字图像进
行增强处理和增强后的图像特征信息提取，并将增强了的图像及其特征信息存储至自检图像
存储区域；
3)设置信号轨旁设备接收到开门指令传递至安全门系统的同时还传递至视频图像监控单
元，当视频图像监控单元接收到开门指令，停止写入现场图像至自检图像存储区域存储，并
进行自检图像存储区域所存图像与基本模板比较：
①首先建立自检图像存储区域所存...

【专利技术属性】
技术研发人员：於跃成，王长宝，徐维艳，高尚，张明，吴陈，程科，胡广朋，胡春龙，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32