基于周边环境监测的铁路道口维修防护系统的制作方法

本发明涉及铁路道口维修，更具体地说，涉及基于周边环境监测的铁路道口维修防护系统。

背景技术：

1、早期的铁路道口有人值守，当火车将通过时，看守挥动红旗或红灯示意所有车辆和行人停止，并使车辆和行人离开轨道；后来，引入了手动或电子的栏杆以挡住公路；栏杆用于阻拦任何车辆和行人闯入铁路；在铁路的早期，许多车辆都是畜力车，因此有必要设立真正的障碍；而现代除了车辆和行人流量大的铁路道口仍有人看守外，大多已自动化运作而无人看守，为防止车辆及行人闯越，有的铁路道口会安装侦测器，在人车于栅栏放下后仍在铁路道口内时发出声响警告，并有紧急按钮以在车辆卡在铁路道口无法移开时按钮警告列车减速停车。

2、目前铁路道口在夜晚维修时，在铁路道口两边安装的路灯会为维修人员提供照明，同时也为来往行驶的车辆以及行人提供照明，但是路灯的光照强度是恒定，这样在铁路道口周围没有车辆和行人的情况，也会提供照明，从而增加了能源的损耗率，降低了能源的利用率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于周边环境监测的铁路道口维修防护系统，以解决上述背景技术中提出的问题：目前铁路道口在夜晚维修时，在铁路道口两边安装的路灯会为维修人员提供照明，同时也为来往行驶的车辆以及行人提供照明，但是路灯的光照强度是恒定，这样在铁路道口周围没有车辆和行人的情况，也会提供照明，从而增加了能源的损耗率，降低了能源的利用率。

2、基于周边环境监测的铁路道口维修防护系统，所述基于周边环境监测的铁路道口维修防护系统包括实时监控模块、实时采集模块、数据分析模块、防护模块和交互模块；

3、所述实时监控模块用于通过监控设备对过往车辆、行人以及列车的位置进行监控；

4、所述实时采集模块用于通过传感器实时采集监控设备拍摄的图像数据，并对拍摄的图像数据进行预处理操作；

5、所述数据分析模块用于将进行过预处理操作的图像数据，输送到维修防护系统中，并对图像数据进行数据分析操作；

6、所述防护模块用于根据分析后的数据，进行防护栏的开关以及切换列车的行驶轨道的防护措施；

7、所述交互模块用于设计直观、用户友好的交互界面，并以图形和可视化方式展示，且展示的数据有列车行驶的轨道、维修路段、列车行驶的速度和铁路道口红绿灯，让操作人员能够迅速理解和响应系统信息。

8、优选地，所述实时监控模块用于通过监控设备对过往车辆、行人以及列车的位置进行监控，并拍摄图像数据，此时采集模块会通过传感器实时采集监控设备拍摄的图像数据，并对采集的图像数据进行预处理操作，当采集的图像数据进行预处理操作后，会输送到维修防护系统中，并通过数据分析模块对输送到维修防护系统中的图像数据进行数据分析操作，然后防护模块根据分析后的图像数据，进行防护栏的开关以及切换列车的行驶轨道的防护措施，且交互模块会将防护措施以及分析后的数据以图形和可视化方式展示，并展示列车行驶的轨道、维修路段、列车行驶的速度和铁路道口红绿灯的数据。

9、优选地，所述实时监控模块包括道路监控模块和列车监控模块；

10、所述道路监控模块用于监控铁路道口周围的过往车辆以及行人进行监控操作，并进行拍摄，获取图像数据；

11、所述列车监控模块用于监控列车行驶的轨道路线、列车行驶的速度以及列车距离维修路段的距离，并进行拍摄，获取图像数据。

12、优选地，所述实时采集模块包括数据采集模块和数据处理模块；

13、所述数据采集模块用于通过传感器实时采集道路监控模块以及列车监控模块拍摄的图像数据，且采集的图像数据包括过往车辆、行人行驶、轨道路线、列车行驶的速度以及列车距离维修路段的距离的数据；

14、所述数据处理模块基于数据采集模块实时采集的图像数据的基础上，对采集的图像数据进行预处理操作，并进行清洗和预处理，包括去除噪声、处理缺失值和数据格式转换操作。

15、优选地，所述数据分析模块包括数据传输模块和分析模块；

16、所述数据传输模块用于将经过预处理操作的图像数据输送到消息队列，并根据输送到消息队列的时间对传输数据进行排列操作，然后逐批次的将消息队列的前端图像数据输送维修防护系统中；

17、所述分析模块用于对输送到维修防护系统中的图像数据进行分析操作，并分析列车行驶的轨道是否与维修轨道为同一轨道，然后分析列车行驶的路径是否经过维修路段。

18、优选地，所述防护模块包括防护栏模块和切换轨道模块；

19、所述防护栏模块基于分析模块中分析的数据基础上，确定列车是否经过维修路段，若确定列车的行驶路径经过维修路段，则会分析出列车达到维修路段所需时间，并在列车十分钟后达到维修路段时，会发出警报，并让防护栏关闭，禁止车辆和行人出入，以及让维修人员离开维修路段；

20、所述切换轨道模块基于分析模块中分析的数据基础上，确定列车行驶的路径是否与维修轨道为同一轨道，若确定为同一轨道，则维修防护系统会确定列车的位置，然后向铁路局发送切换轨道提示，然后确定列车经过下一个路径节点，并对列车需要经过的路径节点进行切换轨道，这样当列车经过下一个路径节点，会行驶到另一个轨道，从而避免列车行驶到维修路段。

21、优选地，所述交互模块包括交互界面模块、手动干预模块和自适应光照模块；

22、所述交互界面模块用于将防护措施以及分析后的数据以柱状图方式展示，同时交互界面还设计有控制界面；

23、所述手动干预模块用于在交互界面模块的基础上，在交互界面上会设计列车到达维修路段的进度条，当列车到达维修路段的进度条达到95％时，维修防护系统检测到防护栏没有关闭，则会发出警报，则操作人员听到警报后，会利用交互界面中的控制界面进行手动干预操作，并关闭防护栏，当列车到达维修路段的进度条达到90％，则表示列车十分钟后到达维修路段，此时维修防护系统会关闭防护栏。

24、优选地，所述自适应光照模块用于在防护栏上安装红外感应器，同时铁路道口会安装路灯，当维修防护系统监测到外界的光照强度为弱光时，会开启路灯的弱灯模式，然后根据红外感应器的感知范围内是否存在车辆和行人，若存在车辆和行人，则会让路灯的弱灯模式切换为强灯模式。

25、相比于现有技术，本发明的优点在于：

26、1)本发明中，通过维修防护系统监测到外界的光照强度为弱光时，会开启路灯的弱灯模式，然后根据红外感应器的感知范围内是否存在车辆和行人，若存在车辆和行人，则会让路灯的弱灯模式切换为强灯模式，这样可以根据红外感应器的感知范围内是否存在车辆和行人，决定路灯的照明模式，从而可以提高能源的利用率，进而降低能源的损耗率。

27、2)本发明中，通过确定列车行驶的路径是否与维修轨道为同一轨道，若确定为同一轨道，则维修防护系统会确定列车的位置，然后向铁路局发送切换轨道提示，然后确定列车经过下一个路径节点，并对列车需要经过的路径节点进行切换轨道，这样当列车经过下一个路径节点，会行驶到另一个轨道，从而避免列车行驶到维修路段，提高列车行驶的安全性，还可以避免维修路段因为维修路段造成停运的情况出现。

28、3)本发明中，通过当列车十分钟后达到维修路段时，会发出警报，并让防护栏关闭，禁止车辆和行人出入，以及让维修人员离开维修路段，此时交互界面上列车到达维修路段的进度条达到90％，且当列车到达维修路段的进度条达到95％时，维修防护系统检测到防护栏没有关闭，则会发出警报，则操作人员听到警报后，会利用交互界面中的控制界面进行手动干预操作，并关闭防护栏，然后对维修防护系统进行维修，避免故障进一步的扩大，这样可以在维修防护系统出现故障时，操作人员可以进行手动干预操作，从而可以避免事故的发生，也可以提高维修防护系统的工作效率。