基于卫星遥感的铁路线路安全预警方法技术

本发明专利技术涉及铁路线路安全预警领域，尤其是一种基于卫星遥感的铁路线路安全预警方法，包括步骤一，持续获取覆盖铁路线路区域的遥感卫星图像；步骤二，将所述遥感卫星图像与铁路线路图进行匹配，基于铁路线路图走向对所述遥感卫星图像沿铁路线路进行网格划分；步骤三，对于划分后的各个网格，按照设定的时间间隔，持续比对各个网格内的图像特征变化；步骤四，若所述图像特征变化超过指定阈值，则发出预警信号。本方法基于卫星遥感图像数据对铁路沿线安全情况进行持续监控，能够及时、全面地掌握铁路沿线的运行环境，及时根据监控异常发送预警信号。

【技术实现步骤摘要】
基于卫星遥感的铁路线路安全预警方法
本专利技术涉及铁路线路安全预警领域，尤其是一种基于卫星遥感的铁路线路安全预警方法。
技术介绍
铁路是一种跨越不同自然和地理区域的长大线性工程，需要接受复杂地质条件的考验，极易受到自然灾害的侵袭。铁路的发展不仅要求线路长度的增加，更要求运输安全和质量的提高。我国既有山区铁路沿线分布有众多的泥石流沟、大中型滑坡、崩塌等地质灾害。目前，就高速铁路沿线环境安全防护而言，主要采取在高铁沿线设立围挡，设立警示牌或者人工巡视等手段。然而，这些方法属于被动防护或者巡视效率低下。此外，由于铁路线路分布范围广，若采用视频监控或者传感器监测需要的成本巨大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于卫星遥感的铁路线路安全预警系统，包括遥感卫星、天地信号传输单元和地面监测中心，所述遥感卫星和地面监测中心通过天地信号传输单元连接；所述地面监测中心包括遥感图像获取单元、图像对比分析单元和预警信号发布单元；所述遥感图像获取单元用于接收遥感卫星传回的线路沿线遥感图像数据，所述遥感图像获取单元的输出端连接所述图像对比分析单元；所述遥感图像对比分析单元用于对比不同时间采集的沿线遥感图像数据，并将对比结果发送至预警信号发布单元；所述预警信号发布单元用于根据所述对比结果发出预警信号。进一步地，所述预警信号发布单元包括警报装置，所述警报装置为具有显示器和/或扬声器的计算机。进一步地，所述遥感卫星为高分光学遥感卫星或者微波遥感卫星。本专利技术另一方面还提供一种基于卫星遥感的铁路线路安全预警方法，包括：步骤一，持续获取覆盖铁路线路区域的遥感卫星图像；步骤二，将所述遥感卫星图像与铁路线路图进行匹配，基于铁路线路图走向对所述遥感卫星图像沿铁路线路进行网格划分；步骤三，对于划分后的各个网格，按照设定的时间间隔，持续比对各个网格内的图像特征变化；步骤四，若所述图像特征变化超过指定阈值，则发出预警信号。可选地，步骤四中，若所述图像特征变换未超过指定阈值，每隔预设周期输出覆盖铁路线路区域的更新遥感卫星图像。进一步地，所述遥感卫星图像为光学遥感图像或者微波遥感图像。进一步地，所述步骤二具体包括：步骤二一，沿线路走向网格化铁路线路区域图；步骤二二，将遥感卫星图像配准到相同地区的所述铁路线路区域图；步骤二三，提取遥感卫星图像与铁路线路区域图重合的网格。可选地，所述图像为光学遥感图像，所述图像特征为图像灰度分布，若网格内的图像灰度分布在前后两次采样中的变化量超过指定阈值，则发送预警信号。进一步地，计算图像灰度分布在前后两次采样中的变化量是指：计算前后两次光学遥感图像的灰度重心和/或平均灰度，若灰度重心的偏离值和/或平均灰度的变化值。可选地，所述图像为微波遥感图像，所述图像特征为图像形变特征，若网格内的图像形变特征在前后两次采样中的变化量超过指定阈值，则发送预警信号。进一步地，计算图像形变特征在前后两次采样中的变化量是指：计算前后两次微波遥感图像的像素高程变化累计量和/或高程变化最大量。进一步地，步骤四还包括，对于所述图像特征变化超过指定阈值的异常网格图像，采用深度学习模型判定异常类型，所述异常类型包括塌方、泥石流和异物侵限。本专利技术还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时上述的安全预警方法。本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述的安全预警方法的计算机程序。本技术方案带来的有益效果：本专利技术提供的基于卫星遥感的铁路线路安全预警方法基于卫星遥感图像数据对铁路沿线安全情况进行持续监控，能够及时、全面地掌握铁路沿线的运行环境，根据遥感图像中反映的图像特征差异及时发送预警信号。该方法取代了采用地面监测设备监控铁路沿线运行安全的传统方式，能够根据铁路线路的网格化监控实现对于铁路全线运行区的在线监控，能够显著降低运行中列车遭遇线路地质灾害而发生脱轨等事故，提供高速铁路运营安全。附图说明本专利技术的前述和下文具体描述在结合以下附图阅读时变得更清楚，其中：图1是实施例1基于卫星遥感的铁路线路安全预警系统结构图；图2是实施例1基于卫星遥感的铁路线路安全预警系统实物连接图；图3是实施例1基于卫星遥感的铁路线路安全预警方法流程图；图中标示：1-遥感卫星，2-天地信号传输单元，3-地面监测中心，31-遥感图像获取单元，32-遥感图像对比分析单元，33-预警信号发布单元，34-铁路线路数据库。实施例1实施例1提供一种基于卫星遥感的铁路线路安全预警系统，如图1-2所示，包括遥感卫星1、天地信号传输单元2和地面监测中3心，所述遥感卫星1和地面监测中心3通过天地信号传输单元2连接；所述地面监测中心3包括遥感图像获取单元31、图像对比分析单元32和预警信号发布单元33；所述遥感图像获取单元31用于接收遥感卫星1传回的线路沿线遥感图像数据，所述遥感图像获取单元31的输出端连接所述图像对比分析单元32；所述遥感图像对比分析单元32用于对比不同时间采集的沿线遥感图像数据，并将对比结果发送至预警信号发布单元33；所述预警信号发布单元33用于根据所述对比结果发出预警信号。地面监测中心设置于铁路调度中心。所述预警信号发布单元33包括警报装置，所述警报装置为具有显示器和/或扬声器的计算机。所述遥感图像对比分析服务器32还与铁路线路数据库34连接，所述铁路线路数据库34存储有网格化的铁路线路走向图。基于铁路线路数据库，所述遥感图像对比分析服务器能够实现按照网格进行图像对比分析。所述遥感卫星1为高分光学遥感卫星或者微波遥感卫星。本实施例提供一种基于卫星遥感的铁路线路安全预警方法，如图3所示，包括：S100，持续获取覆盖铁路线路区域的遥感卫星图像；S200，将所述遥感卫星图像与铁路线路图进行匹配，基于铁路线路图走向对所述遥感卫星图像沿铁路线路进行网格划分；S300，对于划分后的各个网格，按照设定的时间间隔，持续比对各个网格内的图像特征变化；S400，若所述图像特征变化超过指定阈值，则发出预警信号。基于网格化的遥感图像特征比对简化了遥感图像处理复杂度，由于铁路线路呈带状分布，铁路线路沿线地物信息相对简洁，基于铁路线路的网格化图像特征对比能够快速识别异常区域，提高预警效率。步骤S400中，若所述图像特征变换未超过指定阈值，每隔预设周期输出覆盖铁路线路区域的更新遥感卫星图像进一步地，所述遥感卫星图像为光学遥感图像或者微波遥感图像。进一步地，所述步骤S200具体包括：步骤S210，沿线路走向网格化铁路线路区域图；步骤S220，将遥感卫星图像配准到相同地区的所述铁路线路区域图；步骤S2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于卫星遥感的铁路线路安全预警方法，其特征在于，包括：/n步骤一，持续获取覆盖铁路线路区域的遥感卫星图像；/n步骤二，将所述遥感卫星图像与铁路线路图进行匹配，基于铁路线路图走向对所述遥感卫星图像沿铁路线路进行网格划分；/n步骤三，对于划分后的各个网格，按照设定的时间间隔，持续比对各个网格内的图像特征变化；/n步骤四，若所述图像特征变化超过指定阈值，则发出预警信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于卫星遥感的铁路线路安全预警方法，其特征在于，包括：
步骤一，持续获取覆盖铁路线路区域的遥感卫星图像；
步骤二，将所述遥感卫星图像与铁路线路图进行匹配，基于铁路线路图走向对所述遥感卫星图像沿铁路线路进行网格划分；
步骤三，对于划分后的各个网格，按照设定的时间间隔，持续比对各个网格内的图像特征变化；
步骤四，若所述图像特征变化超过指定阈值，则发出预警信号。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述遥感卫星图像为光学遥感图像或者微波遥感图像；步骤四中，若所述图像特征变换未超过指定阈值，每隔预设周期输出覆盖铁路线路区域的更新遥感卫星图像。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤二具体包括：
步骤二一，沿线路走向网格化铁路线路区域图；
步骤二二，将遥感卫星图像配准到相同地区的所述铁路线路区域图；
步骤二三，提取遥感卫星图像与铁路线路区域图重合的网格。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述图像为光学遥感图像，所述图像特征为图像灰度分布，若网格内的图像灰度分布在前后两次采样中的变化量超过指定阈值，则发送预警信号。


5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：占栋，
申请(专利权)人：成都唐源电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51