铁路高速动态多维度图像智能安全监测系统的制作方法

本发明涉及一种铁路高速动态多维度图像智能安全监测系统。

背景技术：

1、近年来，随着我国经济的飞速发展，铁路运输量越来越大，列车运行车次越来越密集，各次列车的编组越来越长，铁路运输负担越来越重，对铁路运输行车安全的要求及压力也越来越重。

2、这种安全压力很大程度上源自于在行驶线上列车车皮的质量及完好程度。如：车皮底板、车厢侧板（侧面），车皮顶部是否有破损，罐车顶部罐口是否关闭，车皮内固定横杆是否完好，车皮各门窗是否关闭完好，散装货物上盖棚布是否捆绑完整，车皮载货有无异物突出，以及装载货物的车皮状态是否符合要求。

3、此类车皮的相关问题还体现车皮卸载载后是否有剩煤、冻煤残存，车皮内部/底部是否有异物、残留物，车皮装载货物是否均衡，有无超载、左右偏载、前后偏载，车皮装载物是否符合车皮自身功能性质等等。

4、上述各种现象直接关系到列车的行车安全，轻则影响到所运输货物的完整，重则直接造成铁路运输的重大安全事故，直接破坏铁路运输的整个运行秩序及人身安全。

5、为保证铁路运行的安全，我国各货运站，尤其是编组站和大货运站往往都要配备大量的人力安全人员，在列车进站后出站前，安全人员逐次对列车逐节车皮进行巡检，力求绝不能放过问题车皮上路。然而，如此一来，必然需要耗费大量人力，且费时费力。更何况，只要是人就必然存在疏漏，在百密一疏的情况下，问题车皮上路仍然在所难免。

6、为此，一些车站也安装了一些安检设备，如：轨道衡超偏载检测系统，二维图象监测设备。上述设备中，计量设备-轨道衡/超偏载检测系统是比较成熟的，而监测车皮安全状态的二维成像设备的功能有天然缺陷，对车皮内部状态反映不出来，只能观察平面状态，不能反映计算被载物质的体积大小和立体形态，同时二维图象的摄制对光线、天气、夜晚与外部条件要求很严。所以铁路场站仍然需要大量的巡检人员逐列、逐节的检查车皮状态，工作效率低且不论，而且人工巡检同样存在漏检、错判的情况。三维图象检测目前在公路运输方面单节、静态、人工判别尚可一用，在铁路运输方面，大批、多节、动态测试还办不到，但是三维激光图象由于是线扫描成像，可以动态、立体测试。然而，三维成像也存在固有的缺陷，其不如二维成像一般能够窥测到车厢内的全景，由于采用激光线扫描成像，无法有效捕捉车厢内物件的颜色信息。因此，无论是二维成像还是三维成像，都有其自身明显的优势，也都有其自身显著的缺陷。

7、综上所述，为保障铁路系统安全运行，提高工作效率，减少人力资源，降低运行成本，把二维成像和三维成像的优势互补组成一个统一的列车安全检测系统成了铁路安全运行方面急需解决的课题。

技术实现思路

1、本发明提供一种，有效地解决了上文所提到的现有技术所存在的问题。

2、具体而言，本发明提供一种铁路高速动态多维度图像智能安全监测系统，该系统在铁路沿线选定的地点配备车号识别器、车速仪，并设置中央处理单元与车号识别器和测速仪远程通信，另外，该系统在铁路沿线选定的数据采样点处设置用于采集经过数据采样点的列车车皮的二维图像数据的二维图像采集器和用于采集经过数据采样点的列车车皮的立体图像数据的三维图像采集器，二维图像采集器和三维图像采集器将各自采集到的列车车皮的二维图像数据和立体图像数据发送至中央处理单元，在特定时间，车速仪感知列车到来并形成列车到来信号，车号识别器感知列车车次并形成列车车号信息及该车号列车自身结构信息（列车种类、长宽高、出厂尺寸、轴数等），列车到来信号、车号信号被传送至中央处理单元，由中央处理单元将激活信号发送至二维图像采集器和三维图像采集器，二维图像采集器采集经过列车的车皮的二维图像数据，三维图像采集器采集经过列车的车皮的三维图像数据，所述二维图像数据和三维图像数据分别发送回中央处理单元并存入各自在中央处理单元中的计算机存贮空间，并记录各自的采集时间，由此中央处理单元中将存储有多辆已经过列车的列车数据，包括已经过列车的二维图像数据和三维图像数据以及对应的车号信息，随后，中央处理单元内的控制软件在已存储的列车数据中筛选出特定采集时间、特定车号的二维图像数据和三维图像数据，再依据二维图像采集器和三维图像采集器在铁路沿线的位置代号，将所述特定时间的特定一节车皮的特定二维图像数据和特定三维图像数据存入中央处理单元的数据缓冲区，在中央处理单元中，智能识别软件对所述车次的n种车皮现象依次判定，其中，其中1≤i≤n，编号i从1至n依次取值，二维图像数据和三维图像数据各自对于第i种车皮现象敏感则计为敏感程度“1”，不敏感则计为敏感程度“0”；在所述敏感程度的基础上，智能识别软件进一步基于二维图形数据和三维图像数据各自形成“二维正常/二维不正常”以及“三维正常/三维不正常”的正常与否判断，智能识别软件基于正常与否判断确定第i种车皮现象能够被忽略或者编号i作为选取数应被记录于中央处理单元之中，一旦i从1至n取值完毕，如果所有取值均被忽略，则确认车皮运行正常，如果在i从1至n的取值完毕之后，中央处理单元中记录有一个或多个选取数，则按照所有选取数对应的车皮现象对车皮进行报警、复核、处理或检修。

3、优选地，车号识别器还感知正在到来的列车的车况信息，将车况信息与列车车号进行结合比对，由此确保正在到来的列车的正确识别。

4、优选地，对于该车皮的第i种车皮现象，如果二维图像数据和三维图像数据均设定为敏感程度“1”，且二维图像数据针对第i种车皮现象显示“二维正常”，且三维图像数据针对第i种车皮现象显示“三维正常”，则第i种车皮现象被忽略。

5、优选地，对于该车皮的第i种车皮现象，如果二维图像数据和三维图像数据均设定为敏感程度“1”，且二维图像数据针对第i种车皮现象显示“二维不正常”，且三维图像数据针对第i种车皮现象显示“三维不正常”，则编号i将作为选取数被记录于中央处理单元之中。

6、优选地，对于该车皮的第i种车皮现象，如果二维图像数据和三维图像数据均设定为敏感程度“1”，然而，二维图像数据针对第i种车皮现象显示“二维正常”而三维图像数据针对第i种车皮现象显示“三维不正常”，则进一步判断第i种车皮现象预存于中央处理单元中的三维图像警示指数是否大于第一阈值，如果大于第一阈值，则编号i将作为选取数被记录于中央处理单元之中，如果不大于第一阈值，则第i种车皮现象被忽略或根据需要给予提示。

7、优选地，如果二维图像数据针对该车皮的第i种车皮现象显示“二维不正常”而三维图像数据针对第i种车皮现象显示“三维正常”，则也进一步判断第i种车皮现象预存于中央处理单元中的二维图像警示指数是否大于第二阈值，如果大于第二阈值，则编号i将作为选取数被记录于中央处理单元之中，如果不大于第二阈值，则第i种车皮现象被忽略或根据需要给予提示。

8、优选地，对于该车皮的第i种车皮现象，如果二维图像数据设定的敏感程度为“1”而三维图像数据设定的敏感程度为“0”，则忽略三维图像数据，在此情况下，如果二维图像数据针对第i种车皮现象显示“二维不正常”，则编号i将作为选取数被记录于中央处理单元之中，如果二维图像数据针对第i种车皮现象显示“二维正常”，则第i种车皮现象被忽略或根据需要给予提示。

9、优选地，对于该车皮的第i种车皮现象，如果二维图像数据设定的敏感程度为“0”而三维图像数据设定的敏感程度为“1”，则忽略二维图像数据，在此情况下，如果三维图像数据针对第i种车皮现象显示“三维不正常”，则车皮现象编号i将作为选取数被记录于中央处理单元之中，如果三维图像数据针对第i种车皮现象显示“三维正常”，则第i种车皮现象被忽略或根据需要给予提示。

10、优选地，在数据采样点处，列车的左侧、右侧、上侧各设置一个二维图像采集器，在列车的上侧设置2个三维图像采集器。

11、优选地，在数据采样点处设置龙门架以应用于安装固定二维图像采集器和三维图像采集器。

12、优选地，本系统不仅能检测列车车皮的安全状况与否，还可以检车车皮内超过一定尺寸范围的残留物质，及对列车行车安全和经济价值的影响，如对列车卸车后的冻煤剩煤等。

13、概括而言，本发明提供一种铁路高速动态多维度图像智能安全监测系统，在铁路沿线经过列车时，抓拍车号信息以及二三维图像数据，并将二维图像和三维图像两种不同的识别机制进行有机结合，相互间互补、融合，并在此基础上进行智能分析判断，综合判断的结果就有效地对两种机制进行取长补短，提高了判断的准确性和可靠度。