一种铁路接发列车智能监控预警系统的制作方法

1.本实用新型涉及列车监控技术领域，具体为一种铁路接发列车智能监控预警系统。


背景技术：

2.铁路接发列车作业是全路车站涉及安全的至关重要的生产过程，有专业性强、实时性高等特点，对值班员和信号员这两个特殊岗位要求做到"零差错"，要确保接发列车安全必须严格落实接发列车标作业准化。
3.近年来随着以人工智能、大数据、云计算等为代表新一代信息技术的快速迭代发展，迸发出新技术应用的新潮，越来越多的技术难题、管理难题通过全新的技术模式得以解决，因此，如何在铁路接发列车作业领域应用新技术解决当下存在的各类疑难问题正成为行业发着研究方向，通过对接发列车作业相关数据进行预测、优化、分析和挖掘，从而整合全路接发列车作业数据，实现接发列车作业数字化、标准化、可视化、规范化、智能化，保障行车安全、提高运输效率。特别是如何在接发作业过程中对列车故障和车辆异常情况实现预警，是全路面临的接发作业管理关键问题。在这样的新形势下，要实现铁路接发列车的安全生产及运能提升，必须构建人防、物防、技防“三位一体”的安全保障体系，来实现铁路运输的科学安全管理。为此，需要设计相应的技术方案给予解决。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种铁路接发列车智能监控预警系统，解决了现有的铁路监控系统存在一定的功能局限，无法实现列车接发作业过程中对列车故障和车辆异常情况实现预警的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种铁路接发列车智能监控预警系统，本实用新型实施例提供一种技术方案：一种铁路接发列车智能监控预警系统，包括接发列车视频信息采集单元、车号识别单元、轮温数据采集单元、音频数据采集单元、数据智能分析运算处理集群服务单元和客户端，所述接发列车视频信息采集单元、车号识别单元、轮温数据采集单元和音频数据采集单元均通过网络与数据智能分析运算处理集群服务单元连接，所述数据智能分析运算处理集群服务单元通过线路与客户端连接。
8.优选的，所述接发列车视频信息采集单元包括列车扫描单元、高清视频单元、车号解码模块和数据传输设备，所述列车扫描单元包括扫描控制模块，所述高清视频单元包括列车接近检测模块，所述扫描控制模块和列车接近检测模块均与车号解读模块连接，所述车号解读模块与数据传输设备连接。
9.优选的，所述车号识别单元包括磁钢控制模块、车号解码模块和数据传输设备，所述磁钢控制模块和车号解码模块均与数据传输设备连接。
10.优选的，所述轮温数据采集单元包括左轮轮温采集装置、右轮轮温采集装置、温度数据处理模块和数据传输设备，所述轮轮温采集装置、右轮轮温采集装置均与温度数据处理模块连接，所述温度数据处理模块与数据传输设备连接。
11.优选的，所述音频数据采集单元包括音频采集装置、音频数据处理模块和数据传输设备，所述音频采集装置与音频数据处理模块连接，所述音频数据处理模块与数据传输设备连接。
12.优选的，所述数据智能分析运算处理集群服务单元包括图像处理服务器、深度学习服务器、校时服务器、预警服务器、轮温检测服务器、音频采集服务器和视频监控服务器。
13.优选的，所述数据传输设备为网络信号传输器，所述数据传输设备通过网络与数据智能分析运算处理集群服务单元种对应的服务器远程连接。
14.(三)有益效果
15.本预警系统采用分布式架构设计，系统以“人工智能”核心，且以工业互联、大数据共享、视频分析、深度学习、行为分析、模糊识别等先进技术为依托，实现铁路接发列车智能监控预警，车站接发列车全天候自动数据采集、分析、判断、预警提示，替代了人工作业，减少值班作业人员的劳动强度和提高了列车通过的能力及运输效率。
附图说明
16.图1为本实用新型系统整体示意图；
17.图2为本实用新型接发列车视频信息采集单元结构图；
18.图3为本实用新型车号识别单元结构图；
19.图4为本实用新型轮温数据采集单元结构图；
20.图5为本实用新型音频数据采集单元结构图；
21.图6为本实用新型数据智能分析运算处理集群服务单元结构图。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
23.请参阅图1-6，本实用新型实施例提供一种技术方案：一种铁路接发列车智能监控预警系统，包括接发列车视频信息采集单元、车号识别单元、轮温数据采集单元、音频数据采集单元、数据智能分析运算处理集群服务单元和客户端，接发列车视频信息采集单元、车号识别单元、轮温数据采集单元和音频数据采集单元均通过网络与数据智能分析运算处理集群服务单元连接，数据智能分析运算处理集群服务单元通过线路与客户端连接，本系统充分利用人工智能、视频分析、深度学习等前沿科技实现铁路接发车作业的智能化管理，解决人工盯控存在的安全隐患，提高铁路运输效率和科技化水平。
24.接发列车视频信息采集单元包括列车扫描单元、高清视频单元、车号解码模块和数据传输设备，列车扫描单元包括扫描控制模块，高清视频单元包括列车接近检测模块，扫描控制模块和列车接近检测模块均与车号解读模块连接，车号解读模块与数据传输设备连
接，当列车经过视频采集节点时，自动生成列车两侧车厢图片，通过网络传输到工业相机工作服务器进行图片拼接、缝合生成列车经过完整图片；经视频分析工作站进行初步分析处理，再经深度服务器进行深度学习处理，输出列车经过异常信息触发预警服务，实现列车异常开启车门、异常开启车窗、闲杂人员攀爬、异物悬挂、软管未吊起、货物冒烟起火、篷布飘起等因素进行实时监控预警及回放服务。
25.车号识别单元包括磁钢控制模块、车号解码模块和数据传输设备，磁钢控制模块和车号解码模块均与数据传输设备连接，车号识别单元主要借助接发列车视频信息采集单元收集的信息，提前预知列车号，针对列车的前往的轨迹，提前对磁钢进行调节，实现变道的目的，变道执行信息将通过数据传输设备远程传输至数据智能分析运算处理集群服务单元对应的服务器内。
26.轮温数据采集单元包括左轮轮温采集装置、右轮轮温采集装置、温度数据处理模块和数据传输设备，轮轮温采集装置、右轮轮温采集装置均与温度数据处理模块连接，温度数据处理模块与数据传输设备连接，轮温数据采集基于在线式红外轮温感知检测技术，实现列车经过在线轮温实时传输，同步分析车厢左右车轮温度数据，超过设定温度标准立即生成热轮预警信息，经过热轮预警分析模块向终端发出异常预警，数据同步保存在后台数据服务中心，以便回放查询。
27.音频数据采集单元包括音频采集装置、音频数据处理模块和数据传输设备，音频采集装置与音频数据处理模块连接，音频数据处理模块与数据传输设备连接，音频数据采集主要采集接发列车经过声音，实现音频信息实时在线输出，同步生成正弦波音频波形图，通过独立场景音频识别技术，对列车经过音频信号数字化及特征分析，智能判定异音产生，通过音频分析服务模块向值班人员发出异音预警。
28.数据智能分析运算处理集群服务单元包括图像处理服务器、深度学习服务器、校时服务器、预警服务器、轮温检测服务器、音频采集服务器和视频监控服务器，通过不同类型的服务器可以实现不同类型信息的接收和发送，同时也对信息进行第一时间的判断向终端发送，发动的同时也对接收的信息进行储存和备份。
29.数据传输设备为网络信号传输器，数据传输设备通过网络与数据智能分析运算处理集群服务单元种对应的服务器远程连接，网络信号传输器可借助网络向对应的服务器以及终端发送信息，速度快、效率高，避免了线路连接的方式，造成成本高的问题。
30.综合上述，本系统具体实施步骤如下：
31.s1.初始样本数据采集：收集试点车站24小时的接发车作业资料，包括日班计划、阶段计划、调度命令、施工计划、行车日志、站场回放数据、各工种之间的联系记录以及行车室录音和视频资料；
32.s2.初步建模：按照采集的初始数据，对接发列车作业过程监控等主要子系统进行软件建模，形成基本可行的系统实现技术方案和技术路线，如果数据采据数量不足或者质量不足，则针对性进行局部重复采集。这个阶段应形成软件原型；
33.s3.模型方案验证：将采集的数据和作业样例，在初步设计的原型软件或者方案上进行验证，确认基本达到设计目的。在此阶段应审核原来技术目标是否可行，技术路线是否正确，发现问题应及时进行调整；
34.s4.接口和运行条件验证：对系统运行所需的接口条件进行逐项确认，尤其是和调
度等安全系统以及外部互联网接口要进行认真分析，不能遗漏，关系到项目是否真正能落地；
35.s5.软件开发：确定需求和方案以及技术路线正确后，按照正常的软件开发流程：概要设计、详细设计、单元测试、集成测试等步骤分头进行软件开发工作；
36.s6.现场调试：选择具备条件的车站或者车务段进行分项功能调试，项目组全程跟踪操作并记录和处理问题；
37.s7.试运行和用户测试：确定主要问题解决后，各分项子系统可以先后在具备条件的车站进行试运行，并结合项目原定目标进行测试。
38.本实用新型的部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知，本实用新型解决的问题是现有的铁路监控系统存在一定的功能局限，无法实现列车接发作业过程中对列车故障和车辆异常情况实现预警的问题，本实用新型预警系统采用分布式架构设计，系统以“人工智能”核心，且以工业互联、大数据共享、视频分析、深度学习、行为分析、模糊识别等先进技术为依托，实现铁路接发列车智能监控预警，车站接发列车全天候自动数据采集、分析、判断、预警提示，替代了人工作业，减少值班作业人员的劳动强度和提高了列车通过的能力及运输效率。
39.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
40.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种铁路接发列车智能监控预警系统，其特征在于：包括接发列车视频信息采集单元、车号识别单元、轮温数据采集单元、音频数据采集单元、数据智能分析运算处理集群服务单元和客户端，所述接发列车视频信息采集单元、车号识别单元、轮温数据采集单元和音频数据采集单元均通过网络与数据智能分析运算处理集群服务单元连接，所述数据智能分析运算处理集群服务单元通过线路与客户端连接。2.根据权利要求1所述的一种铁路接发列车智能监控预警系统，其特征在于：所述接发列车视频信息采集单元包括列车扫描单元、高清视频单元、车号解码模块和数据传输设备，所述列车扫描单元包括扫描控制模块，所述高清视频单元包括列车接近检测模块，所述扫描控制模块和列车接近检测模块均与车号解读模块连接，所述车号解读模块与数据传输设备连接。3.根据权利要求1所述的一种铁路接发列车智能监控预警系统，其特征在于：所述车号识别单元包括磁钢控制模块、车号解码模块和数据传输设备，所述磁钢控制模块和车号解码模块均与数据传输设备连接。4.根据权利要求1所述的一种铁路接发列车智能监控预警系统，其特征在于：所述轮温数据采集单元包括左轮轮温采集装置、右轮轮温采集装置、温度数据处理模块和数据传输设备，所述轮轮温采集装置、右轮轮温采集装置均与温度数据处理模块连接，所述温度数据处理模块与数据传输设备连接。5.根据权利要求1所述的一种铁路接发列车智能监控预警系统，其特征在于：所述音频数据采集单元包括音频采集装置、音频数据处理模块和数据传输设备，所述音频采集装置与音频数据处理模块连接，所述音频数据处理模块与数据传输设备连接。6.根据权利要求1所述的一种铁路接发列车智能监控预警系统，其特征在于：所述数据智能分析运算处理集群服务单元包括图像处理服务器、深度学习服务器、校时服务器、预警服务器、轮温检测服务器、音频采集服务器和视频监控服务器。7.根据权利要求2所述的一种铁路接发列车智能监控预警系统，其特征在于：所述数据传输设备为网络信号传输器，所述数据传输设备通过网络与数据智能分析运算处理集群服务单元种对应的服务器远程连接。

技术总结
本实用新型公开了一种铁路接发列车智能监控预警系统，包括接发列车视频信息采集单元、车号识别单元、轮温数据采集单元、音频数据采集单元、数据智能分析运算处理集群服务单元和客户端，所述接发列车视频信息采集单元、车号识别单元、轮温数据采集单元和音频数据采集单元均通过网络与数据智能分析运算处理集群服务单元连接，所述数据智能分析运算处理集群服务单元通过线路与客户端连接，本系统充分利用人工智能、视频分析、深度学习等前沿科技实现铁路接发车作业的智能化管理，解决人工盯控存在的安全隐患，提高铁路运输效率和科技化水平。平。平。


技术研发人员：张志元 杨华峰 倪永芳 徐伟东 眭凯 施剑锋 张超 李钟梁 李大强 陈立旻 傅雨韬 殷强 李华刚 徐梦迪 邓海楠 赵逸平
受保护的技术使用者：上海铁路站场调速技术中心有限公司
技术研发日：2022.06.30
技术公布日：2023/4/25