隧道中轨旁设备偏移侵限检测方法及系统与流程

本申请属于轨道交通，尤其涉及一种隧道中轨旁设备偏移侵限检测方法及系统。

背景技术：

1、近年来，轨道交通车辆运行和控制方式已逐渐从人工(司机)驾驶过渡到具有较高自动化等级的有人值守自动驾驶(goa3)或无人驾驶(goa4)。轨道交通列车自重大、制动距离长，线路情况复杂多样，为确保行车安全，需要在较远距离上发现轨道区域内可能危及行车安全的障碍物；对达到goa4等级的无人驾驶而言，列车上不设常驻司机，缺乏对行车环境进行有效监控的手段。

2、现有技术中的感知单元大多装在行驶的列车上，用于检测隧道内的障碍物，例如将摄像机、雷达等传感器引入列车运行控制中构建感知系统，对轨道区域进行连续检测，以及时发现障碍物，降低行车安全风险。

3、但是，设于轨道一侧的轨旁设备由于常年的风化侵蚀，不可避免地发生偏移侵限，若频繁地对轨旁设备进行检修以判断其偏移变化量是否侵限，会花费大量的资源；感知单元在列车行驶的过程中难免会出现检测死角，对于轨旁设备偏移侵限检测不够稳定，并且因为列车的惯性大，制动距离长，即使列车上的感知单元检测到轨旁设备侵限也不能保证列车的安全。

技术实现思路

1、针对相关技术中存在的不足之处，本申请提供了一种隧道中轨旁设备偏移侵限检测方法及系统，通过建立传感坐标系以稳定覆盖轨旁设备，在轨旁设备出现偏移时通知预警，并通过隧道坐标系以计算轨旁设备的偏移量，进而判定轨旁设备是否侵限，减小了维修人员的检修工作量，及时避免偏移的轨旁设备进一步侵限以威胁列车行驶安全。

2、第一方面，本申请提供一种隧道中轨旁设备偏移侵限检测方法，在隧道轨旁设有感知单元，所述感知单元与计算单元连接，所述检测方法包括：

3、采集数据步骤，通过所述感知单元实时采集列车运行环境数据并发送给所述计算单元；

4、数据分析步骤，在一平行于轨面的平面内建立感知坐标系与隧道坐标系，所述感知坐标系与所述隧道坐标系至少有一坐标轴相交，通过所述计算单元分析所述列车运行环境数据以得到两个坐标系内的轨旁设备状态信息和列车运行状态结构化信息，基于所述轨旁设备状态信息和所述列车运行状态结构化信息得到报警阈值；

5、侵限判定步骤，通过所述感知单元判断所述轨旁设备状态信息在所述感知坐标系内是否变化，若是，则通过所述计算单元计算变化后的轨旁设备状态信息在所述隧道坐标系内的变化量；

6、报警步骤，通过所述计算单元判断所述变化量是否大于所述报警阈值，并根据不同的判断结果发送不同的报警信号。

7、在一些实施例中，所述数据分析步骤进一步包括：

8、感知坐标系建立步骤，所述感知坐标系基于感知单元的视场中心线建立，所述感知坐标系包括相互垂直的x轴、y轴以及z轴，其中所述x轴与所述y轴所在的平面平行于轨面，所述z轴垂直于轨面，所述y轴与所述感知单元的视场中心线重合，以使位于所述感知单元视场内的轨旁设备被所述感知坐标系覆盖。

9、在一些实施例中，所述数据分析步骤进一步包括：

10、隧道坐标系建立步骤，所述隧道坐标系基于轨道中心线建立，所述隧道坐标系包括相互垂直的u轴、v轴以及w轴，其中所述u轴与所述v轴所在的平面平行于轨面，所述w轴垂直于轨面，所述v轴与所述轨道中心线平行，所述y轴延长线与所述v轴延长线相交并且夹角为θ。

11、在一些实施例中，所述侵限判定步骤进一步包括：

12、预判定步骤，所述感知单元基于所述感知坐标系内的轨旁设备状态信息，判断所述轨旁设备在所述感知坐标系内是否发生偏移，若是，则所述感知单元向所述计算单元发送预警信号以及所述变化后的轨旁设备状态信息。

13、在一些实施例中，所述侵限判定步骤进一步包括：

14、偏移计算步骤，所述计算单元基于所述预警信号以及夹角θ，将所述变化后的轨旁设备状态信息从所述感知坐标系内转移到所述隧道坐标系内进行计算，所述计算单元基于所述隧道坐标系内的所述轨旁设备状态信息以及所述变化后的轨旁设备状态信息求出所述变化量。

15、在一些实施例中，所述报警步骤进一步包括；

16、偏移报警步骤，通过所述计算单元判断所述变化量是否大于所述报警阈值，若否，则所述计算单元向控制中心发送偏移报警信号。

17、在一些实施例中，所述报警步骤进一步包括；

18、侵限报警步骤，通过所述计算单元判断所述变化量是否大于所述报警阈值，若是，则所述计算单元向控制中心发送侵限报警信号。

19、第二方面，本申请还提供一种隧道中轨旁设备偏移侵限检测系统，用于支持上述隧道中轨旁设备偏移侵限检测方法，所述系统包括:

20、感知单元，设于隧道轨旁一侧，所述感知单元用于监测设于隧道轨旁另一侧的轨旁设备，并且所述感知单元用于采集所述列车运行环境数据；

21、计算单元，所述计算单元与所述感知单元连接，所述计算单元用于对所述列车运行环境数据进行分析，以得到两个所述坐标系内的轨旁设备状态信息和列车运行状态结构化信息；所述计算单元还用于计算变化后的轨旁设备状态信息在所述隧道坐标系内的变化量，根据所述轨旁设备状态信息和所述列车运行状态结构化信息得到报警阈值，并且基于所述报警阈值以及所述变化量进行判断，根据不同的判断结果发送不同的报警信号。

22、第三方面，还提供一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述隧道中轨旁设备偏移侵限检测方法。

23、第四方面，还提供一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，所述程序代码使所述处理器执行上述隧道中轨旁设备偏移侵限检测方法。

24、综上所述，本申请提供一种隧道中轨旁设备偏移侵限检测方法及系统，通过建立传感坐标系以稳定覆盖轨旁设备，在轨旁设备出现偏移时通知预警，并通过隧道坐标系以计算轨旁设备的偏移量，进而判定轨旁设备是否侵限，减小了维修人员的检修工作量，及时避免偏移的轨旁设备进一步侵限以威胁列车行驶安全；通过两个坐标系之间的转移换算既达到了稳定检测轨旁设备偏移，又能精确快捷计算偏移量的技术效果。

25、本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分将从说明书中的描述变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种隧道中轨旁设备偏移侵限检测方法，其特征在于，在隧道轨旁设有感知单元，所述感知单元与计算单元连接，所述检测方法包括：

2.根据权利要求1所述的隧道中轨旁设备偏移侵限检测方法，其特征在于，所述数据分析步骤进一步包括：

3.根据权利要求2所述的隧道中轨旁设备偏移侵限检测方法，其特征在于，所述数据分析步骤进一步包括：

4.根据权利要求3所述的隧道中轨旁设备偏移侵限检测方法，其特征在于，所述侵限判定步骤进一步包括：

5.根据权利要求4所述的隧道中轨旁设备偏移侵限检测方法，其特征在于，所述侵限判定步骤进一步包括：

6.根据权利要求1-5中任一项所述的隧道中轨旁设备偏移侵限检测方法，其特征在于，所述报警步骤进一步包括；

7.根据权利要求6所述的隧道中轨旁设备偏移侵限检测方法，其特征在于，所述报警步骤进一步包括；

8.一种隧道中轨旁设备偏移侵限检测系统，用于支持权利要求1-7所述的隧道中轨旁设备偏移侵限检测方法，其特征在于，所述系统包括:

9.一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任一项所述的隧道中轨旁设备偏移侵限检测方法。

10.一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，其特征在于，所述程序代码使所述处理器执行如权利要求1至7中任一项所述的隧道中轨旁设备偏移侵限检测方法。

技术总结本申请涉及一种隧道中轨旁设备偏移侵限检测方法及系统，其中方法包括采集数据步骤S1、数据分析步骤S2、侵限判定步骤S3以及报警步骤S4；系统包括感知单元与计算单元；通过建立传感坐标系以稳定覆盖轨旁设备，在轨旁设备出现偏移时通知预警，并通过隧道坐标系以计算轨旁设备的偏移量，进而判定轨旁设备是否侵限，减小了维修人员的检修工作量，及时避免偏移的轨旁设备进一步侵限以威胁列车行驶安全；通过两个坐标系之间的转移换算既达到了稳定检测轨旁设备偏移，又能精确快捷计算偏移量的技术效果。技术研发人员：张君,邢春阳,任玲,张传习,张伟,孟彤,陈航,王义华,蓝天,潘佳鹏受保护的技术使用者：青岛地铁集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9