一种TACS降级列车定位识别检测方法、设备及介质与流程

本发明涉及列车信号控制系统，尤其是涉及一种基于重力传感器和视频检测技术的tacs降级列车定位识别检测方法、设备及介质。

背景技术：

1、tacs车车通信系统没有次级检测设备。当车载子系统ctc与轨旁通信正常时，ctc通过读取信标主动计算列车位置(主用位置检测)并申请道岔等线路资源；当车载子系统ctc发生故障无法向轨旁提供计算位置信息的结果时，轨旁设备无法获得准确的列车定位信息，从而失去了对列车的追踪，只能通过人工介入调度与司机互相确认来行车，操作不便且有安全风险。因此需要一种辅助检测或者次级检测或者降级检测的手段来定位列车。在城市轨道交通行业中，目前基于轨道电路或计轴的列车次级检测方式应用广泛，但是轨道电路和计轴设备及轨旁线缆布置太多，成本昂贵且维护成本高，同时容易受到干扰；上述次级检测设备无法提供列车id信息，以列车为中心的tacs系统来说对故障列车追踪和管理极为不便。

2、因此车载ctc故障车载网络通信中断等情况下，tacs降级下实现列车位置的实时跟踪，需要寻找额外的列车占用检测系统，实现对列车跟踪识别，来确保通信列车和故障列车的定位以及追踪安全；此时对于各种的工程车和拖挂车，同样需要识别定位系统来确定列车位置。

3、经过检索中国专利公开号cn117132933a公开了一种基于视频的电扶梯人流数据统计方法和系统；同时cn115320668a公开了一种站台门状态检测系统及方法，即现有专利，在轨道交通行业视频检测技术主要用于障碍物检测和站台门间隙检测以及大客流数据检测等，并未涉及tacs系统采用重力传感器和视频检测技术来精确定位列车等。因此如何来通过重力传感器和视频检测技术来精确定位列车，从而在降级情况下具有非常高的安全性和可靠性，成为需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明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安全性高、可靠性好的基于重力传感器和视频检测技术的tacs降级列车定位识别检测方法、设备及介质。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、根据本发明的第一方面，提供了一种tacs降级列车定位识别检测方法，该方法通过重力传感器和视频检测技术来精确定位列车，所述方法包括以下步骤：

4、步骤s1，通过视频传感器检测列车所在轨道的位置和列车移动方向；

5、步骤s2，进行列车车牌识别；

6、步骤s3，通过重力传感器检测列车位置和列车移动方向；

7、步骤s4，将视频检测结合重力传感器检测结果相互结合后发给ats系统，ats系统结合轨道的数据来显示列车精确位置。

8、作为优选的技术方案，所述步骤s1具体包括以下步骤：

9、步骤s101，采集视频数据；

10、步骤s102，对采集的视频数据进行预处理；

11、步骤s103，通过外接矩形框出列车的车头或者车身，来识别图像中的列车轮廓；

12、步骤s104，过滤外接矩形框；

13、步骤s105，确立检测线，该检测线为列车占用轨道区段的标志线，当列车通过检测线则进行列车所在轨道的位置确认。

14、作为优选的技术方案，所述步骤s102具体为：

15、步骤s1021，将彩色图像转换为灰度化图像；

16、步骤s1022，背景减除；

17、步骤s1023，滤波去噪；

18、步骤s1024，图像腐蚀；

19、步骤s1025，元素膨胀；

20、步骤s1026，闭运算操作，通过先膨胀再腐蚀，填充白色物体内细小黑色空洞的区域。

21、作为优选的技术方案，所述步骤s1022中的背景减除具体为：以没有列车占用时的完整静止的背景帧为基础，通过帧差法来计算像素差从而获得到前景对象。

22、作为优选的技术方案，所述步骤s1023中的滤波去噪具体为：对整幅图像进行加权平均，所有像素点的值由像素本身和邻域内的其他像素值经过加权平均后计算新的图像。

23、作为优选的技术方案，所述步骤s1024中的图像腐蚀具体为：采用卷积核沿图像滑动，把列车图像的边界腐蚀掉，图像沿着边界向内收缩，把小于指定结构体元素的部分去除。

24、作为优选的技术方案，所述步骤s1025中的元素膨胀具体为：结构元素的原点遍历所有原图像的背景点，如果结构元素与原图像中的前景点有重叠的部分，则标记原图像中的该背景点并替换为新的前景点，实现图像边界点向外扩张。

25、作为优选的技术方案，所述步骤s2具体包括以下步骤：

26、步骤s201，通过视频采集到车头的画面信息后，将图像采集出来，经过图像处理过程，将车牌部分定位出来并裁剪调其他部分只保留车牌；

27、步骤s202，进行数字分割，将图像分割成单独的数字；

28、步骤s203，进行归一化和字符特征提取将数字特征信息析出；

29、步骤s204，通过神经网络训练直接得出数字，即可得到列车号码。

30、作为优选的技术方案，所述步骤s3中的重力传感器包括液压式传感器或者电阻应变片式传感器，每个传感器的数据独立采集并传送到传感数据处理服务器中，对传感器的信息进行处理。

31、作为优选的技术方案，所述对传感器的信息进行处理具体为：

32、采用单个传感器、两个传感器或者三个传感器混合算法监测；

33、其中对于单个传感器，分为：传感器压为0-3，表示没有车占用；传感器压力为4-6，表示附近有车占用或者轻车占用；传感器压力为7-10，表示有车占用的状态；

34、对于两个传感器，分为：00表示没有车占用，01表示左侧有车占用，10表示右侧有车占用，11表示全部有车占用；其中1定义为有车占用，0定义为没有车占用；

35、对于三个传感器，分为：000为没有车占用，001记作仅右侧有车占用，010中间有车占用，011记作中间和右侧有车占用，100记作仅左侧有车占用，101记作中间无车占用，最左侧和最右侧有车占用；110记作左侧和中间都有占用，111记作三个都有占用，其中1定义为有车占用，0定义为没有车占用。

36、作为优选的技术方案，所述重力传感器先判断完列车的占用后，再根据占用列车的传感器压力系数来判断列车是电客车还是工程车，并根据传感器的先后占用来判断列车的运行方向。

37、作为优选的技术方案，所述重力传感器的布置原则如下：

38、每个道岔的岔前设置1个，定位道岔设置一个，反位道岔设置一个；

39、连续道岔进行合并，同时两个道岔距离过短也合并，或者两个重力传感器的距离过长可增加。

40、作为优选的技术方案，所述视频传感器的布置原则如下：

41、按照轨道的划分，覆盖轨行区的所有轨道，并在每根轨道进行双向布置；其中隧道中采用红外摄像头，隧道外采用数字高清摄像头。

42、作为优选的技术方案，所述视频传感器通过画面来检测是否为雨天，如果是雨天视频被遮挡，完全依靠重力传感器；

43、如果不是雨天则看视频检测能否提取列车的号码，如果能提取列车号码则以视频检测为主，重力传感器检测为辅；如果视频检测不到列车的号码则以重力传感器为准，视频检测辅助。

44、根据本发明的第二方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的方法。

45、根据本发明的第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现所述的方法。

46、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

47、1)本发明tacs系统可以通过重力传感器和视频检测技术来精确定位列车，降级情况下具有非常高的安全性和可靠性，同时可以给出列车的运行方向，用于列车资源的分配和防护，对于tacs故障下的列车降级防护具有十分重要的作用。

48、2)本发明设计了视频检测结合重力传感器的综合检测手段，克服了现有技术中降级列车和工程车难以定位的缺陷。

49、3)本发明把视频检测结合重力传感器检测结果相互结合后发给ats系统，可以结合轨道上正常列车的显示来统筹显示，解决了故障列车难以显示位置和对于工程车和非装备车也可以显示，扩展信号系统检测的灵活性。

50、4)本发明定义了重力传感器的算法和组合定位算法，实现列车的精确定位。同时对于视频检测中图像识别来精准识别列车，同时对于雨天可以通过模糊识别来判断列车框架，相关技术安全可靠，可灵活快速布置。

51、5)本发明通过事件驱动、多重判断和组合算法等方式，定位列车的实际位置并纳入信号系统的统一管理，增强信号系统实时性和科学性。