一种列车自主感知系统技术方案

本发明专利技术涉及一种列车自主感知系统，该系统包括：车载子系统，用于识别出轨行区中的障碍物；轨旁子系统，用于弥补车载子系统传感器探测距离的局限性，以及增强对视线受遮挡的重点区域检测；手持移动终端子系统，由列车值乘人员携带和操作，用于查看显示和确认操作；中心服务器子系统，用于获取各子系统设备的工作状态及告警信息，并进行基于全局状态数据的综合逻辑处理；调度终端子系统，与中心服务器子系统通信，用于获取并显示沿线各子系统、各设备的工作状态，显示车辆位置，轨旁子系统安装位置，查看各子系统的报警信息以及管理各子系统设备。与现有技术相比，本发明专利技术具有列车能够主动去发现障碍物，并且根据障碍物的情况进行处理等优点。理等优点。理等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种列车自主感知系统


[0001]本专利技术涉及轨道交通信号系统，尤其是涉及一种列车自主感知系统。

技术介绍

[0002]轨道交通安全关系到参与人的生命安全和财产安全，一直是轨道交通行业关注的重点。在历年来的轨道交通故障统计中发现，轨行区障碍物侵限是造成事故的主要原因，障碍物包括各类不应该出现在轨行区的异物，如行人、汽车、前方列车、各类施工遗留工具设备、人防门、钻头、倒塌轨旁设施、树木、塌方、泥石流等。针对这些障碍物的防护，目前以人工瞭望和周边系统联合防护为主，列车司机在行驶中的重要职能就是根据周围环境判断行驶安全，进行列车制动。无人驾驶模式下则采用封闭环境、专有路权的方法来保证轨道区域内无障碍物出现，此外还有一些边坡防护、天气预警等手段，进行预防性防护。
[0003]这些防护都是由外界施加到列车上的，列车本身并没有针对障碍物的检测能力。如全自动无人驾驶线路上，控制列车行驶的信号系统，根据列车的相对位置及线路状态确定列车的行走，当轨行区出现障碍物时，由于信号系统无法探测，因此就无法防护，造成行车事故，如列车碰撞人防门、钻头打穿隧道刮伤列车等。如果能为列车增加自主障碍物感知能力，让列车能够自主感知到障碍物，并且制动，可以大大降低列车的事故率，提高行车安全。
[0004]传统的列车障碍物感知技术主要包括接触式障碍物感知系统和非接触式障碍物感知系统。接触式障碍物感知系统如各类异物推杆，安装于列车车轮前方，在触碰到障碍物时会发生位移或者形变，相关传感器采集监测这种位移或形变，处理主机根据传感器数据进行判断，感知到障碍物，通知列控系统，进而由列控系统控制列车减速停车。非接触式障碍物感知系统如各类脱轨检测系统，利用脱轨时产生的各种剧烈震动、传感器相对钢轨的位移等参数变化来检测事故的发生，进而控制列车减速停车。这类传统感知技术的缺点就是事故发生后才能检测到，无法提前预测事故。另外在各类有人驾驶列车上，依靠司机瞭望来确保行车安全，行车过程中司机需要全程精神专注，劳动强度高，容易疲劳，且人的反应时间、专注能力等容易受各种因素干扰，存在疏忽的情况。
[0005]随着近几年技术的进步，出现了以视频处理为主的主动障碍物检测技术，特别是人工智能技术的发展，相关运算能力的提升，让基于机器学习的障碍物识别技术变成可能。在轨道交通领域，障碍物识别的一般方法是先识别轨行区，然后识别各类物体，最后把两者相交的部分作为障碍物，输出位置信息。激光雷达技术和毫米波雷达技术的成熟，又使得三维距离测量和速度测量更加精确，增加了距离信息的障碍物信息，进一步提高了信息的可用性，可以根据距离采取不同的应对措施。查询近几年的轨道交通领域障碍物检测专利，以视频摄像机为主，搭配毫米波雷达、激光雷达、或者双目视觉成像，主要讨论各种改进和组合检测方法，基本以车载系统为主，也有部分厂家提出了轨旁辅助检测系统，以及利用车载、轨旁、服务器组成系统，完成障碍物检测的方法。这类专利大都重点在障碍物检测的算法，或者系统的构成上。对障碍物检测到之后的操作，描述得比较少。进过检索，中国专利公
开号《CN114572279A》提出了一种轨交远程驾驶智能防护系统，该系统仅作为列控信号系统降级或者无法工作时的备用系统，通过地面远程授权移动列车，障碍物检测系统作为安全防护，一旦发现障碍物则立即停车。同时中国专利公开号《CN113954911A》和《CN110027592A》提出的专利重点在于增加了障碍物检测的列控系统，利用障碍物检测技术和轨旁检测技术代替现有的列控信号系统车载和轨旁设备，技术难度比较大，实现困难。
[0006]因此如何来实现通过传感器与软件的结合，为列车增加自主感知能力，并能触发一系列的防护联动，成为需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种列车自主感知系统。
[0008]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0009]根据本专利技术的一个方面，提供了一种列车自主感知系统，该系统包括：
[0010]车载子系统，安装在运行列车上，用于通过传感器获取前方轨行区信息及障碍物信息，识别出轨行区中的障碍物；
[0011]轨旁子系统，安装在轨道旁边，用于弥补车载子系统传感器探测距离的局限性，以及增强对视线受遮挡的重点区域检测，增强障碍物检测能力；
[0012]中心服务器子系统，分别与车载子系统、轨旁子系统通信，获取各子系统设备的工作状态及告警信息，并进行基于全局状态数据的综合逻辑处理；
[0013]调度终端子系统，与中心服务器子系统通信，用于获取并显示沿线各子系统、各设备的工作状态，显示车辆位置，轨旁子系统安装位置，查看各子系统的报警信息以及管理各子系统设备。
[0014]作为优选的技术方案，所述的系统还包括：手持移动终端子系统，由列车值乘人员携带和操作，所述手持移动终端子系统与车载子系统绑定后，与车载子系统进行通信，查看车载子系统运行状态，显示相关报警信息，并进行障碍物确认操作。
[0015]作为优选的技术方案，所述的手持移动终端子系统适用于无人驾驶列车，列车值乘人员选择绑定本车车载主机的手持移动终端，查看列车自主感知系统的运行状态和报警信息，如果值乘时有障碍物报警，通过手持移动终端查看报警的详细信息以及处理建议。
[0016]作为优选的技术方案，所述的重点区域包括弯道区域、坡道尽头、隧道进出口、上跨桥以及站台区、端头区。
[0017]作为优选的技术方案，所述的车载子系统通过网络与轨旁子系统进行通信，获取轨旁子系统检测范围内的障碍物信息，用于扩大车载子系统的检测范围及检测距离。
[0018]作为优选的技术方案，在连续弯道区域，部署多个所述的轨旁子系统，所述车载子系统同时与多个轨旁子系统进行通信，扩大最远探测距离。
[0019]作为优选的技术方案，多辆列车的所述车载子系统通过中心服务器获取彼此的位置及速度，列车根据彼此的相对位置，判断碰撞发生的概率，保持安全的运行间隔。
[0020]作为优选的技术方案，多个相连的所述轨旁子系统通过彼此之间的通信，交换各自轨行区的检测情况，合并成一个比较大的检测距离，同时发给车载子系统。
[0021]作为优选的技术方案，所述调度终端子系统在运营控制中心统一查看各列车的障
碍物报警信息，委派人员清除障碍物，恢复列车行驶。
[0022]作为优选的技术方案，所述调度终端子系统接收轨旁子系统上报的各类异常障碍物，异常障碍物是指除正常列车通过以外的各种障碍物侵限，同时所述调度终端子系统根据时间设置过滤报警，避免天窗点施工人员的误报警。
[0023]作为优选的技术方案，所述中心服务器子系统接收并记录其他子系统的各类报警及操作记录，其它各子系统上电开机后，主动向中心服务器子系统发起网络连接并报告设备和系统自检状态，所述车载子系统还需要实时上报自身定位，所述中心服务器子系统还具备对各类消息的转发功能，形成多个子系统之间的防护联动机制。
[0024]作为优选的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种列车自主感知系统，其特征在于，该系统包括：车载子系统，安装在运行列车上，用于通过传感器获取前方轨行区信息及障碍物信息，识别出轨行区中的障碍物；轨旁子系统，安装在轨道旁边，用于弥补车载子系统传感器探测距离的局限性，以及增强对视线受遮挡的重点区域检测，增强障碍物检测能力；中心服务器子系统，分别与车载子系统、轨旁子系统通信，获取各子系统设备的工作状态及告警信息，并进行基于全局状态数据的综合逻辑处理；调度终端子系统，与中心服务器子系统通信，用于获取并显示沿线各子系统、各设备的工作状态，显示车辆位置，轨旁子系统安装位置，查看各子系统的报警信息以及管理各子系统设备。2.根据权利要求1所述的一种列车自主感知系统，其特征在于，所述的系统还包括：手持移动终端子系统，由列车值乘人员携带和操作，所述手持移动终端子系统与车载子系统绑定后，与车载子系统及中心服务器子系统进行通信，查看车载子系统运行状态，显示相关报警信息，并进行障碍物确认操作。3.根据权利要求2所述的一种列车自主感知系统，其特征在于，所述的手持移动终端子系统适用于无人驾驶列车，列车值乘人员选择绑定本车车载主机的手持移动终端，查看列车自主感知系统的运行状态和报警信息，如果值乘时有障碍物报警，通过手持移动终端查看报警的详细信息以及处理建议。4.根据权利要求1所述的一种列车自主感知系统，其特征在于，所述的重点区域包括弯道区域、坡道尽头、隧道进出口、上跨桥以及站台区、端头区。5.根据权利要求1所述的一种列车自主感知系统，其特征在于，所述的车载子系统通过网络与轨旁子系统进行通信，获取轨旁子系统检测范围内的障碍物信息，用于扩大车载子系统的检测范围及检测距离。6.根据权利要求1或5所述的一种列车自主感知系统，其特征在于，在连续弯道区域，部署多个所述的轨旁子系统，所述车载子系统同时与多个轨旁子系统进行通信，扩大最远探测距离。7.根据权利要求1所述的一种列车自主感知系统，其特征在于，多辆列车的所述车载子系统通过中心服务器获取彼此的位置及速度，列车根据彼此的相对位置，判断碰撞发生的概率，保持安全的运行间隔。8.根据权利要求1所述的一种列车自主感知系统，其特征在于，多个相连的所述轨旁子系统通过彼此之间的通信，交换各自轨行区的检测情况，合并成一个比较大的检测距离，同时发给车载子系统。9.根据权利要求1所述的一种列车自主感知系统，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋耀东，阳扬，崔洪州，李云，孙军峰，王思远，林伟欣，梅晗，
申请(专利权)人：卡斯柯信号有限公司，
类型：发明
国别省市：