一种铁路道口围栏管理控制方法及其系统与流程

1.本发明属于铁路道口管理技术领域，尤其涉及一种铁路道口围栏管理控制方法及其系统。


背景技术：

2.铁路道口是铁路运输机车、公路机车和行人通行的交汇处，铁路道口的管理直接影响铁路运输的安全、运能和效率。在火车车辆即将经过道口时，需要先将公路通行端封闭，并确认火车通行区域中没有行人、车辆或其他杂物等影响火车安全通过的障碍物，待火车通过后，再打开公路通行封闭栏杆，让行人及车辆通过。
3.目前的道口管理及围栏控制主要是通过道口员完成，包括车辆即将到来的信息确认、关闭道口栏杆、上报车辆通过信息、打开道口栏杆、对火车车辆进行安全预警等主要工作。然而，当道口员由于不可抗拒因素需要离开道口现场时，在道口员缺岗情况下如有火车经过，将无法完成关闭栏杆等操作，无法保证道口现场的安全，影响火车行驶安全。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种铁路道口围栏管理控制方法及其系统，解决了现有技术中只能由道口员现场控制所带来的缺陷。
5.第一方面，本发明提供一种铁路道口围栏管理控制方法，包括：
6.利用上下行检测端采集和/或感应火车经过信息，判断是否有火车驶向道口，若是，输出第一检测信号；
7.根据地址列表映射关系，将第一检测信号传输至火车经过路线上对应的道口现场端；
8.在道口现场端弹出第一界面，启动计时；
9.若在计时时间内所述第一界面得到确认，或者在计时时间内，运行于道口现场端的目标检测程序，并检测到道口员出现在接车区域，则判断存在在岗道口员，进入现场操作模式，接收并执行现场操作指令；
10.若在计时时间内所述第一界面未确认，并且在计时时间内，运行于道口现场端的目标检测程序，没有检测到道口员出现在接车区域，则判断不存在在岗道口员，进入远程操作模式，向远程服务端上报请求信息，接收并执行远程操作指令。
11.在一些实施例中，在远程操作模式下，接收远程操作指令后，在执行远程操作指令时，包括：
12.采集道口现场图像，划分出危险管控区域，识别在所述危险管控区域内的目标对象，确定目标对象类型，根据目标对象类型动态调整关闸策略，所述关闸策略预设有停留时间；
13.若在所述危险管控区域内不存在目标对象，执行关闸动作；
14.若目标对象在危险管控区域内出现的时间大于停留时间，且所述火车到达道口的
时间小于预设时间，向道口现场发出声光警告，向火车发出减速停车信号。
15.在一些实施例中，在利用上下行检测端采集和/或感应火车经过信息，判断是否有火车驶向道口时，包括：
16.采集目标检测图像，基于深度学习的目标检测算法对目标检测图像进行目标检测及跟踪，当火车目标图像持续设定次数地出现在目标检测图像中时，计算火车的运行方向、运行速度和位置信息，判断得到第一经过结果；
17.利用多个感应模组构成差分感应阵列，每个所述感应模组在其感应范围内感应是否有介质经过，当在感应时间内每个所述感应模组依次感应到有感应信息，判断得到第二经过结果；
18.在同时接收到所述第一经过结果和第二经过结果后，综合判断得到并输出所述第一检测信号。
19.在一些实施例中，在判断得到第二经过结果时，包括：
20.在所述差分感应阵列中，当出现第一个所述感应模组感应到有感应信息后，开始计时；
21.若在设定感应时间内出现其余所述感应模组也感应到有感应信息，则判断得到代表有火车经过的第二经过结果，并停止计时，根据间隔时间、感应模组之间的间隔距离计算火车的运行方向、运行速度和位置信息；
22.若在设定感应时间内无其余所述感应模组感应到感应信息，则判断无火车经过。
23.在一些实施例中，在构建差分感应阵列时，包括：
24.将位于同一个上下行检测端的多个感应模组按设定间隔距离等距布置，所述设定间隔距离为5m～10m。
25.在一些实施例中，在根据地址列表映射关系，将第一检测信号传输至火车经过路线上对应的道口现场端时，包括：
26.所述远程服务端接收第一检测信号，根据其内设的地址映射表，确定道口现场端的通信端口，将所述第一检测信号传输至对应道口现场端；
27.其中，所述上下行检测端、道口现场端与所述远程服务端之间基于4g无线网络通信系统、光纤通信系统及lora无线通信系统，通过mqtt协议进行消息传输。
28.在一些实施例中，当光纤通信系统网络断开时，所述上下行检测端与所述道口现场端之间通过4g无线网络通信系统进行消息传输，当4g无线网络通信系统也断开时，所述上下行检测端与所述道口现场端之间通过lora无线通信系统进行消息传输。
29.在一些实施例中，所述地址列表映射关系的确定步骤包括：
30.获取火车线路信息，确定沿线路的若干个道口，基于行驶规律数据，计算对应火车在道口的停留时间、相邻道口之间的行驶时间；
31.将沿线路的若干个所述道口定义为目标道口集群，提高所述目标道口集群中道口对应的上下行检测端的检测优先级；
32.将检测优先级中对应的上下行检测端调整至唤醒状态，将其余非沿线路的道口的上下行检测端调整至睡眠状态。
33.在一些实施例中，在定义目标道口集群时，包括：
34.根据火车的运行方向、运行速度和位置信息，沿火车前行方向，将预计到达时间或
预计到达距离范围内的道口定义为目标道口集群。
35.第二方面，本发明提供一种应用如上述的铁路道口围栏管理控制方法的系统，包括：
36.上下行检测端，用于采集和/或感应火车经过信息，判断是否有火车驶向道口，若是，输出第一检测信号；
37.地址列表端，用于根据地址列表映射关系，将第一检测信号传输至火车经过路线上对应的道口现场端；
38.道口现场端，用于展示第一界面，并启动计时，若在计时时间内所述第一界面得到确认，或者运行其内置的目标检测程序，并检测到道口员出现在接车区域，进入现场操作模式，接收并执行现场操作指令；若在计时时间内所述第一界面未确认，或者其内置的目标检测程序，没有检测到道口员出现在接车区域，向远程服务端发送进入远程操作模式的请求指令，接收并执行远程操作指令；
39.远程服务端，用于响应所述请求指令，向道口现场端发送远程操作指令。
40.本发明的有益效果：
41.本发明提供一种铁路道口围栏管理控制方法及其系统，将上下行检测端与道口现场端按地址列表映射关系一一对应，当上下行检测端检测到有火车经过后，向对应的道口现场端发送第一检测信号，此时道口现场端会弹出第一界面，如果在计时时间内，第一界面被确认，或者运行于道口现场端的目标检测程序，并检测到道口员出现在接车区域，代表现场有道口员，此时现场的管理按道口员下达的现场操作指令执行；如果在计时时间内，第一界面没有得到确认，并且运行于道口现场端的目标检测程序，没有检测到道口员出现在接车区域，则代表现场无道口员，为了完成现场的管理，此时远程服务端取得控制权，通过远程服务端可直接下达远程的关门指令，本发明能确认道口员是否在现场，当道口员缺岗时，可及时通过远程下达相关指令，保证了道口现场的安全和火车行驶的安全。
附图说明
42.利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
43.图1是本发明提供的一种铁路道口围栏管理控制方法在一种实施方式下的示意图。
44.图2是本发明提供的一种铁路道口围栏管理控制方法在另一种实施方式下的示意图。
45.图3是本发明提供的一种铁路道口围栏管理控制方法在另一种实施方式下的示意图。
46.图4是本发明提供的一种铁路道口围栏管理控制方法在另一种实施方式下的示意图。
具体实施方式
47.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施
例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
48.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
49.第一方面，参照图1，本实施例提供一种铁路道口围栏管理控制方法，包括：
50.利用上下行检测端采集和/或感应火车经过信息，判断是否有火车驶向道口，若是，输出第一检测信号；
51.根据地址列表映射关系，将第一检测信号传输至火车经过路线上对应的道口现场端；
52.在道口现场端弹出第一界面，启动计时；
53.若在计时时间内第一界面得到确认，或者在计时时间内，运行于道口现场端的目标检测程序，并检测到道口员出现在接车区域，则判断存在在岗道口员，进入现场操作模式，接收并执行现场操作指令；
54.若在计时时间内第一界面未确认，或者在计时时间内，运行于道口现场端的目标检测程序，没有检测到道口员出现在接车区域，则判断不存在在岗道口员，进入远程操作模式，向远程服务端上报请求信息，接收并执行远程操作指令。
55.需要说明的是，上下检测端布置在铁路的侧旁，一个道口的上、下行两个方向上分别都设置有上下检测端，上下检测端距离道口3km～5km，上下检测端可以通过采集图像信号和/或感应信号的方式确定火车经过信息，判断火车是否要经过对应道口，如果火车的行驶方向是驶向道口，则输出第一检测信号，根据地址列表映射关系，第一检测信号只能被转发至指定的道口现场端，为了确认在道口现场是否存在在岗道口员，在道口现场端弹出第一界面，并启动计时，等待道口员点击确认按钮。其中，第一界面中会显示火车经过的画面，还有运行方向、运行速度和位置信息等信息。
56.若道口员在规定的计时时间内确认此第一界面，或者在计时时间内，运行于道口现场端的目标检测程序，并检测到道口员出现在接车区域，代表有在岗的道口员在现场，此时进入现场操作模式，由道口员完成相关现场操作指令的下达；
57.若道口员在规定的计时时间内没有确认此第一界面，并且在计时时间内，运行于道口现场端的目标检测程序，没有检测到道口员出现在接车区域，代表道口员缺岗，此时进入远程操作模式，由道口现场端向远程服务端上报请求信息，远程服务端在收到请求信息后，可调取现场道口的视频情况，并启动语音双向对讲功能，可进一步确认道口员是否缺岗，在核实后，点击关门操作等相关指令，道口现场端接收并执行远程操作指令，完成远程控制。
58.应理解，正常工作流程时，道口员先确认第一界面，然后出现在接车区域，在火车即将经过本道口时，道口员在接车区域举起旗帜，指示当前道口安全，火车可正常通行，所以如果在计时时间内，道口员完成确认第一界面或出现在接车区域中的任一项，则证明其在现场，进入现场操作模式；如果在计时时间内，这两项工作均没有完成，则证明其不在现
场，进入远程操作模式。
59.应理解，道口现场端运行目标检测程序，基于深度学习的目标检测网络，检测道口员是否出现在现场摄像机所捕捉画面的接车区域中。
60.参照图2，作为一种实施方式，在远程操作模式下，接收远程操作指令后，在执行远程操作指令时，为了减轻在远程服务端中相关管理人员的工作量，提高现场的管控精度，道口现场端会启动自主目标检测识别程序，更具体地包括：
61.采集道口现场图像，划分出危险管控区域，一般危险管控区域为铁路和公路相交接的区域，识别在危险管控区域内的目标对象，由于在危险管控区域内可能会出现行人、自行车、摩托车等小型动态目标，也有可能是汽车、货车等大型动态目标，甚至是货物、大型垃圾等静态目标，因此需要确定目标对象类型，根据目标对象类型动态调整关闸策略，每个关闸策略都预设有对应的不同的停留时间；
62.若在危险管控区域内不存在目标对象，执行关闸动作；
63.若在危险管控区域内存在目标对象，再判断目标对象在危险管控区域内出现的时间是否大于其对应关闸策略的停留时间；
64.若目标对象在危险管控区域内出现的时间不大于其对应关闸策略的停留时间，则正常执行关闸动作；
65.若目标对象在危险管控区域内出现的时间大于其对应关闸策略的停留时间，再判断火车到达道口的时间是否小于预设时间；
66.若火车到达道口的时间不小于预设时间，则向道口现场发出声光警告；
67.若火车到达道口的时间小于预设时间，向道口现场发出声光警告，向火车发出减速停车信号，通知即将来临的火车本道口存在障碍物，便于火车车辆及时停车，避免发生火车撞车撞人事故。
68.更具体地，如果是小型动态目标，先控制道口栏杆关闭到80％，便于此类目标快速通过；如果是大型动态目标，则根据其前进方向，暂停其行驶方向一侧的关门操作，使其尽快驶离，继续关闭目标驶离方向的栏杆，防止后续车辆跟车进入；如果是静态目标，由于其出现在危险管控区域，有可能影响火车的行驶安全，且其是静态目标，不会移动，其在危险管控区域内出现的时间大于其对应关闸策略的停留时间，所以让火车及时停车，避免发生事故。
69.参照图3，作为一种实施方式，在利用上下行检测端采集和/或感应火车经过信息，判断是否有火车驶向道口时，包括：
70.采集目标检测图像，基于深度学习的目标检测算法对目标检测图像进行目标检测及跟踪，当火车目标图像持续设定次数地出现在目标检测图像中时，计算火车的运行方向、运行速度和位置信息，判断得到第一经过结果，在这种方式中，是通过采集图像的方式，通过图像的分析，识别出火车目标图像，在持续采集一定数量的目标检测图像时，火车目标图像持续出现设定次数，则可根据以上信息计算得到火车的运行方向、运行速度和位置信息，并判断其为真实的火车车辆；
71.另外地，利用多个感应模组构成差分感应阵列，每个感应模组在其感应范围内感应是否有介质经过，当在感应时间内每个感应模组依次感应到有感应信息，判断得到第二经过结果；需要说明的是，不同的感应模组可以在不同的时间和空间下感应得到是否存在
某种介质进入到其感应范围，每个感应模组被配置为当存在介质经过其感应范围时反馈感应信息，当在设定的感应时间内，同一差分感应阵列中的感应模组依次感应到感应信息，则判断存在火车经过，得到第二经过结果，否则，可能存在其他介质误触；
72.由于以上两种检测方式同时存在，而且分别独立检测和运行，在同时接收到第一经过结果和第二经过结果后，综合判断得到并输出第一检测信号，最终输出的第一检测信号是结合了第一经过结果和第二经过结果之后的综合结果，两种检测方式可以共存且互补，兼容了两种检测方式的优点，完成双向互相校验，检测结果更准确，避免误判或者漏判。
73.应当理解的是，一个道口的上下行分别有一个检测端，每个检测端都具备以上两种检测方式，相应地也都存在存在由多个感应模组构成的差分感应阵列。
74.参照图4，更进一步地，每个检测端在判断得到第二经过结果时，包括：
75.在差分感应阵列中，当出现第一个感应模组感应到有感应信息后，开始计时；
76.若在设定感应时间内出现其余所有的感应模组也感应到有感应信息，则判断得到代表有火车经过的第二经过结果，并停止计时，根据间隔时间、感应模组之间的间隔距离计算火车的运行方向、运行速度和位置信息；
77.如果在这个设定感应时间内，没有检测到所有的感应信息，无其余感应模组感应到感应信息，则证明火车没有依次进入或经过差分感应阵列中的每个感应模组的感应范围，说明经过的介质并非火车，则判断无火车经过。
78.通过设定感应时间，可以提高感应的准确度，更进一步地，通过毫米波雷达、压力传感器和磁感应接近开关这三种感应器的感应方式，可从多个感应维度来反映火车信息，弥补了图像分析的缺陷。
79.优选地，在构建差分感应阵列时，将位于同一个上下行检测端的多个感应模组按设定间隔距离等距布置，设定间隔距离为5m～10m，等距布置有利于计算车速，且降低同一个区域里的误判。
80.在本实施例中，在根据地址列表映射关系，将第一检测信号传输至火车经过路线上对应的道口现场端时，包括：
81.由远程服务端接收第一检测信号，根据其内设的地址映射表，确定道口现场端的通信端口，将第一检测信号传输至对应道口现场端；
82.其中，上下行检测端、道口现场端与远程服务端之间基于4g无线网络通信系统、光纤通信系统以及lora无线通信系统，基于mqtt协议进行消息传输。
83.优选地，当光纤通信网络断开，则上下行检测端与所述道口现场端之间通过4g无线网络通信系统完成消息传输，当4g无线网络通信系统也断开时，上下行检测端与道口现场端之间通过lora无线通信系统进行消息传输，4g无线网络作为光纤通信网络断开时的候补通信手段，lora无线通信系统作为4g无线网络断开时的候补通信手段，防止因网络故障造成的系统瘫痪，提高整体系统的稳定性。
84.作为一种实施方式，地址列表映射关系的确定步骤包括：
85.获取火车线路信息，由火车线路信息可得知即将需要依次经过的所有道口，依次确定沿线路的若干个道口，基于历史的行驶规律数据，计算对应火车在道口的停留时间、相邻道口之间的行驶时间，利用大数据，可以预测在预定的时间或者距离内，火车的行驶状态；
86.将沿线路的若干个道口定义为目标道口集群，提高目标道口集群中道口对应的上下行检测端的检测优先级；
87.将检测优先级中对应的上下行检测端调整至唤醒状态，将其余非沿线路的道口的上下行检测端调整至睡眠状态，可以针对性地唤醒目标道口集群中的上下行检测，而暂时无需检测的上下行检测端则进入睡眠，在火车漫长的行驶线路中，可有效降低整体能耗，并形成一个动态的目标道口集群，随着火车的前行，目标道口集群也在动态变化，更进一步地，在定义目标道口集群时，根据火车的运行方向、运行速度和位置信息，沿火车前行方向，将预计到达时间或预计到达距离范围内的道口定义为目标道口集群。
88.例如，沿火车前行方向，根据行驶规律数据，可以找到在半个小时内可以到达的道口或者30公里内的道口，将这些道口定义为目标道口集群，而且随着火车的前行，这个目标道口集群内的道口及其对应的上下行检测端都会随着更新，并随之唤醒这些上下行检测端。
89.第二方面，本实施例提供一种应用如上述实施例的铁路道口围栏管理控制方法的系统，包括：
90.上下行检测端，布置在道口的上行侧或下行侧，用于采集和/或感应火车经过信息，判断是否有火车驶向道口，若是，输出第一检测信号；
91.地址列表端，用于根据地址列表映射关系，将第一检测信号传输至火车经过路线上对应的道口现场端；
92.道口现场端，用于展示第一界面，并启动计时，若在计时时间内第一界面得到确认，或者运行其内置的目标检测程序，并检测到道口员出现在接车区域，进入现场操作模式，接收并执行现场操作指令；若在计时时间内所述第一界面未确认，或者其内置的目标检测程序，没有检测到道口员出现在接车区域，向远程服务端发送进入远程操作模式的请求指令，接收并执行远程操作指令；
93.远程服务端，用于响应所述请求指令，向道口现场端发送远程操作指令。
94.其中，地址列表端可合并在远程服务端内，上下行检测端与远程服务端信号连接，远程服务端与道口现场端信号连接。
95.相对于现有技术，本发明提供一种铁路道口围栏管理控制系统，在存在多个道口的铁路系统中，在每个道口的上下行方向都设置对应的检测子系统，此检测子系统将第一检测信号发送至地址映射传输模块，地址映射传输模块根据其内预设的地址映射表，将第一检测信号传输至对应的执行子系统，每个执行子系统只受与其对应的检测子系统的信号控制，避免控制信号错乱，提高控制准确度。
96.最后需要强调的是，本发明不限于上述实施方式，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。