一种基于人工智能的铁路站台入侵监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于人工智能的铁路站台入侵监测系统及方法，前端站台设备的核心为雷球一体机，布防状态下，相控阵雷达探测到站台区域或者铁轨区域出现可疑入侵目标后自动联动高清球机抓拍目标图像发送给智能分析控制器进行人员入侵确认。监控中心设备的核心为智能分析控制器，内置自主设计并训练的人工智能算法，能够计算球机抓拍图片中目标的精确位置和具体类别，产生报警信息并发送给应用管理服务器。本发明专利技术雷球一体机和人工智能算法，实现对人员横跨铁轨和人员站台越线两种铁路站台入侵情况的检测，人工智能算法检测精度高，雷达快速定位移动目标减少了需要算法处理的图片数量，提升了报警效率；双管齐下确保了本发明专利技术的实时性和准确率。发明专利技术的实时性和准确率。发明专利技术的实时性和准确率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于人工智能的铁路站台入侵监测系统及方法


[0001]本专利技术涉及铁路安全监测
，具体为一种基于人工智能的铁路站台入侵监测系统及方法。

技术介绍

[0002]随着高铁路网日益完善，火车成为人们长途出行的首选交通工具。近年来铁路车站发车量持续增加，站台客流量日益密集，为了保障乘客的人身安全，铁路站台均划定了安全白线限制乘客在所搭乘火车未停靠前靠近铁路站台边缘，但由于各种原因导致的乘客坠落站台事故仍时有发生，甚至还有部分乘客为图方便从一个站台直接横跨铁轨到其他站台，给自身生命安全和铁路行车安全都造成了巨大威胁。因此铁路站台的安全防护需求主要包括两个方面，一是监测是否有人员横跨铁轨到其他站台；二是监测是否有人员在候车过程中越线靠近站台边缘。
[0003]目前大部分铁路站台安全防护措施以人防和物防为主，技防措施应用较少，并且主要集中在监测铁路站台越线方面，大致可分为对射技术和视频监控技术两大类。对射技术在铁路站台布设红外对射装置或激光对射装置，当红外线或激光被遮挡后产生报警；对射技术结构简单、部署方便，报警实时性强，但是易受干扰，无法区分入侵目标的类别，误报多，此外对射装置安装在站台上时无法监测人员横跨铁轨的情况。视频监控技术在铁路站台布设相机采集站台实时图像数据，采用目标识别技术判断是否存在人员侵入，但其准确率和实时性受所采用的目标识别技术的影响非常大，传统的目标识别技术精度不高容易出现误报，并且目标识别耗时过多导致逐帧对站台视频数据进行处理难以保证报警实时性，如果抽帧进行处理又容易遗漏存在人员入侵的图像。
[0004]公开号为CN109839638A的中国专利技术专利申请公开了一种铁路站台防护方法和设备；该申请通过在铁路站台设置激光雷达等检测设备，对铁路站台的指定区域进行扫描，自动对监测区域的目标进行监测。该申请拟采用激光雷达等检测设备替代视频监控来避免视频监控人工盯防容易遗漏和视频监控智能分析拍摄画面易受光线和天气影响的问题，目的是提供一种稳定的监控方法但该申请采用的仍为单一的监控手段并且不进行人员跨越铁轨的监测，激光雷达等检测设备可以克服光照不足和恶劣天气的影响，但其目标识别能力有限，容易受到树木、小动物等干扰目标的影响，检测精度普遍不高，常因误报率过高导致频繁虚假报警，无法实际部署使用。近年来人工智能技术飞速发展，图像目标识别精度实现了质的飞跃，本申请融合了雷达全天候全天时不间断快速探测目标和视频图像高精度识别目标的优势，使铁路站台入侵监测系统从准确性和实时性方面得到双提升，实时性强、误报率低、稳定性高，能够确保铁路站台入侵监测系统的实际部署应用效果。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于：提供一种铁路站台入侵监测系统及方法，同时监测人员横跨铁轨和人员站台越线两种入侵情况，确保入侵监测报警实时性和大幅提升入
侵人员识别精度。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种基于人工智能的铁路站台入侵监测系统，包括前端站台设备和监控中心设备；所述监控中心设备和多套所述前端站台设备连接；
[0008]所述前端站台设备包括雷球一体机、超宽带定位基站、灯带、喇叭、串口转网口模块、光电转换模块、防水设备箱、杆件；
[0009]所述雷球一体机和所述超宽带定位基站均安装在所述杆件上，所述杆件安装在铁路站台上，并在火车行进方向上均匀排布；所述雷球一体机和所述超宽带定位基站均通过所述光电转换模块与所述监控中心设备连接；
[0010]所述光电转换模块和所述串口转网口模块安装于所述防水设备箱中，所述防水设备箱、所述灯带和所述喇叭安装在铁路站台上；所述灯带和所述喇叭通过所述串口转网口模块与所述光电转换模块连接。
[0011]优点：本专利技术的入侵监控系统通过相控阵雷达快速探测到站台区域或者铁轨区域中出现的可疑入侵目标后，自动联动高清球机抓拍目标图像发送给智能分析控制器，利用自主设计并训练的人工智能算法计算图片中目标的精确位置和具体类别，自动排除非人员目标的干扰，提高入侵监测报警实时性和准确率。
[0012]优选地，所述雷球一体机包含相控阵雷达和高清球机。
[0013]优选地，所述监控中心设备包括智能分析控制器、应用管理服务器和至少一个光电交换机；
[0014]所述光电交换机与每套所述前端站台设备的光电转换模块连接；所述智能分析控制器和所述应用管理服务器均与光电交换机连接。
[0015]优选地，所述智能分析控制器中具有人工智能算法；
[0016]所述智能分析控制器通过人工智能算法来检测所述雷球一体机和所述超宽带定位基站发送的信息，控制灯带和喇叭工作，同时能够将产生的报警信息发送给所述应用管理服务器；
[0017]所述应用管理服务器具有数据库用于存储接收到的报警信息。
[0018]优选地，所述应用管理服务器设有能够供第三方管理平台调用的接口。
[0019]优选地，还包括电子标签，所述电子标签能够佩戴在铁路工作人员身上；
[0020]所述电子标签与所述超宽带定位基站之间通过无线通讯连接，所述超宽带定位基站通过内嵌的边缘计算模块对所述电子标签的位置进行实时计算；
[0021]所述电子标签的位置可由任意所述超宽带定位基站解算，且定位精度优于20厘米。
[0022]优选地，本系统能够将前端站台设备的监控范围划分为火车警戒区域、行人警戒区域和排除区域；
[0023]所述火车警戒区域分别处于站台两端的两套前端站台设备覆盖范围内，用于检测火车是否到站停靠；
[0024]所述行人警戒区域分别处于每套前端站台设备覆盖范围内，其能够覆盖铁路站台区域以及站台外侧铁轨区域，对人员横跨铁轨和人员站台越线两种站台入侵情况进行报警；
[0025]所述排除区域能够设置在每套前端站台设备的监控范围中，所述排除区域不进行入侵检测。
[0026]本专利技术还公开了一种铁路站台入侵监测方法，包括如下步骤：
[0027]S1、铁路站台入侵监测系统启动，站台两端的相控阵雷达监测火车警戒区内是否有移动目标；
[0028]S2、若火车警戒区内没有移动目标，则铁路站台入侵监测系统进入布防状态；
[0029]S3、若火车警戒区内有移动目标，站台两端的高清球机抓拍站台图片并将抓拍图片发送给智能分析控制器；
[0030]S4、智能分析控制器基于步骤S3的抓拍图片，通过内置的人工智能算法检测抓拍图片中是否出现火车；
[0031]S5、若抓拍图片中出现火车，智能分析控制器控制铁路站台入侵监测系统进入撤防状态；
[0032]S6、若抓拍图片中没有出现火车，智能分析控制器控制铁路站台入侵监测系统进入布防状态。
[0033]优选地，在所述撤防状态下，铁路站台入侵监测系统不进行入侵检测，所述灯带一直亮绿灯，喇叭一直处于静默状态，人员能够上下火车。
[0034]优选地，在所述布防状态下，包括如下步骤：
[0035]S101、超宽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于人工智能的铁路站台入侵监测系统，其特征在于：包括监控中心设备(1)和前端站台设备(2)；所述监控中心设备(1)和多套所述前端站台设备(2)连接；所述前端站台设备(2)包括雷球一体机(21)、灯带(22)、光电转换模块(23)、串口转网口模块(24)、超宽带定位基站(25)、喇叭(26)、防水设备箱和杆件；所述雷球一体机(21)和所述超宽带定位基站(25)均安装在所述杆件上，所述杆件安装在铁路站台上，并在火车行进方向上均匀排布；所述雷球一体机(21)和所述超宽带定位基站(25)均通过所述光电转换模块(23)与所述监控中心设备(1)连接；所述光电转换模块(23)和所述串口转网口模块(24)安装于所述防水设备箱中，所述防水设备箱、所述灯带(22)和所述喇叭(26)安装在铁路站台上；所述灯带(22)和所述喇叭(26)通过所述串口转网口模块(24)与所述光电转换模块(23)连接。2.根据权利要求1所述的基于人工智能的铁路站台入侵监测系统，其特征在于：所述雷球一体机(21)包含相控阵雷达和高清球机。3.根据权利要求1所述的基于人工智能的铁路站台入侵监测系统，其特征在于：所述监控中心设备(1)包括应用管理服务器(11)、智能分析控制器(13)和至少一个光电交换机(12)；所述光电交换机(12)与每套所述前端站台设备(2)的光电转换模块(23)连接；所述智能分析控制器(13)和所述应用管理服务器(11)均与光电交换机(12)连接。4.根据权利要求3所述的基于人工智能的铁路站台入侵监测系统，其特征在于：所述智能分析控制器(13)中具有人工智能算法；所述智能分析控制器(13)通过人工智能算法来检测所述雷球一体机(21)和所述超宽带定位基站(25)发送的信息，控制灯带(22)和喇叭(26)工作，同时能够将产生的报警信息发送给所述应用管理服务器(11)；所述应用管理服务器(11)具有数据库用于存储接收到的报警信息。5.根据权利要求4所述的基于人工智能的铁路站台入侵监测系统，其特征在于：所述应用管理服务器(11)设有能够供第三方管理平台调用的接口。6.根据权利要求1所述的基于人工智能的铁路站台入侵监测系统，其特征在于：还包括电子标签，所述电子标签能够佩戴在铁路工作人员身上；所述电子标签与所述超宽带定位基站(25)之间通过无线通讯连接，所述超宽带定位基站(25)通过内嵌的边缘计算模块对所述电子标签的位置进行实时计算；所述电子标签的位置可由任意所述超宽带定位基站(25)解算，且定位精度优于20厘米。7.根据权利要求1所述的基于人工智能的铁路站台入侵监测系统，其特征在于：本系统能够将前端站台设备(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：商国军，甘彤，杨利红，凌虎，王崇海，张琦珺，程剑，刘海涛，房思思，姜少波，唐亮，刘正丽，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：