[发明专利]一种铁路维修作业安全预警系统及其方法

权利要求书

1.一种铁路维修作业安全预警系统，其特征在于，包括：计算控制单元（1）、图像采集单元（2）、用户接口单元（3）、警报和安全动作触发单元（4），所述计算控制单元（1）分别与图像采集单元（2）、用户接口单元（3）、警报和安全动作触发单元（4）相连，所述图像采集单元（2）采集施工作业现场的图像信息，计算控制单元（1）通过现场标定准确获取焦距实际值；所述计算控制单元（1）对图像采集单元（2）采集的图像信息进行处理，并将处理得到的信息与存储在计算控制单元（1）中的铁路线路设备模版进行匹配计算，确定铁路线路设备的类型；计算控制单元（1）根据图像采集单元（2）获取的焦距实际值和图像采集单元（2）采集的图像信息解算出铁路线路设备与图像采集单元（2）之间的实际物理距离；计算控制单元（1）结合铁路线路设备与图像采集单元（2）之间的实际物理距离，以及相应铁路线路设备的警报和安全动作触发距离，向警报和安全动作触发单元（4）发出警报和安全动作触发信息；所述用户接口单元（3）对计算控制单元（1）中的相应信息进行显示，并对计算控制单元（1）进行参数设置。

2.根据权利要求1所述的一种铁路维修作业安全预警系统，其特征在于：所述计算控制单元（1）、图像采集单元（2）、用户接口单元（3）、警报和安全动作触发单元（4）安装在施工作业车（5）上，所述图像采集单元（2）安装在施工作业车（5）作业方向的前端视野开阔处。

3.根据权利要求1或2所述的一种铁路维修作业安全预警系统，其特征在于：所述存储在计算控制单元（1）中的铁路线路设备模版进一步包括线路标志、道岔转换设备、信号标志、信号表示器、继电器箱和接触网电线柱在内的模板；所述警报和安全动作触发单元（4）进一步包括低频喇叭、低频警示灯、高频喇叭和高频警示灯。

4.一种铁路维修作业安全预警方法，其特征在于，所述安全预警方法包括以下步骤：

S100：图像采集单元（2）采集施工作业现场的图像信息；

S101：计算控制单元（1）对图像采集单元（2）采集的图像信息进行处理，并将处理得到的信息与存储在计算控制单元（1）中的铁路线路设备模版进行匹配计算，确定铁路线路设备的类型；

S102：计算控制单元（1）根据匹配计算确定的铁路线路设备类型，计算相应铁路线路设备与轨道中线（6）之间的距离，并解算相应铁路线路设备与图像采集单元（2）之间的实际物理距离；

S103：计算控制单元（1）解算施工超限点与相应铁路线路设备之间的距离；

S104：计算控制单元（1）结合施工超限点与相应铁路线路设备之间的距离信息，向警报和安全动作触发单元（4）发出警报和安全动作触发信息。

5.根据权利要求4所述的一种铁路维修作业安全预警方法，其特征在于，所述步骤S101中计算控制单元（1）对图像采集单元（2）采集的图像信息进行处理的过程进一步包括以下步骤：

计算控制单元（1）读取图像采集单元（2）采集的原始图像信息，然后采用中值滤波、最大值滤波、最小值滤波、中点滤波、修正阿尔法均值滤波、算术均值滤波、几何均值滤波、谐波均值滤波、逆谐波均值滤波中的任意一种滤波方式对原始图像信息进行平滑滤波处理，以减小图像噪声。

6.根据权利要求5所述的一种铁路维修作业安全预警方法，其特征在于，所述步骤S101中计算控制单元（1）进行匹配计算，确定铁路线路设备的类型的过程进一步包括以下步骤：

S200：计算控制单元（1）读取滤波之后的图像数据；

S201：计算控制单元（1）按顺序分别读取铁路线路设备模版，如线路标志、道岔转换设备、信号标志、信号表示器、继电器箱和接触网电线柱等的模板数据；

S202：计算控制单元（1）将模板数据与图像数据进行相关运算，即将模板数据和图像数据相应位置的数据进行相关运算，得到相关系数；

S203：当计算控制单元（1）计算得到的相关系数大于一设定值时，确定图像与模板匹配，从而获取图像数据中的铁路线路设备类型。