[发明专利]一种铁路维修作业安全预警系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种作业安全预警系统及其方法，尤其是涉及一种应用于铁路线路维修和养路过程中的作业安全预警系统及其方法。

背景技术

铁路线路维修机械——大型养路机械自轮运转设备(主要是配砟车和清筛车)作业机构本身在施工过程中存在超限现象。而在实际施工安全管理过程中，现在采用的是操作人员人工观察保障施工安全。在以往的施工过程中，多次出现操作人员倦怠，而造成较为严重的线路设备安全事故；如：配砟车撞断接触网电线杆等事故。线路维修安全关系到铁路线路的运营安全性和可靠性，铁路单位对安全生产和安全施工进行严格规范检查，迫切需要自动化程度更高，安全性和稳定性更好的施工安全保障装置，确保铁路运营线路、施工人员和设备的安全。

机器视觉是指通过摄像机采集数字图像，再对采集的数字图像的某些特征进行分析，计算和模式识别的方法。目前国内大型养路机械的实际施工安全管理过程中，主要采用的是操作人员人工安全监控，人工观察保障施工安全，一方面施工作业人员增加，维修成本增加，另一方面，人工观察依赖人员的责任心，维修任务繁重时，人员容易倦怠疏忽，极易引起事故。同时，单一方向的距离测量传感器也不能满足大角度范围测量需要，仅能测定某一部分指定角度位置的障碍物距离。

在现有技术当中，由北京龙达科技开发有限公司、陆亦群和高春雷于2006年09月05日申请，并于2007年09月12日公开，公开号为CN200947120Y的中国实用新型专利涉及一种探测铁路道床表面障碍物的避障系统，包括测距单元、数据处理单元、参数设置单元和避障动作信号单元，数据处理单元和测距单元、参数设置单元、避障动作信号单元分别连接，测距单元为安装在行驶车辆前端的上部的传感器，其轴线方向为相对水平线向下倾斜，从而使得其探测方向为水平向下倾斜一定角度，并且该传感器能够对前方180度范围进行探测。本实用新型能够实时探测到障碍物的各个点的位置，从而可以判断该障碍物位于侧犁的外部还是位于侧犁的内部,以便及时进行避障处理。但是该专利是一种使用单一方向距离测量传感器的简单避障系统，不能满足大角度范围测量的需要，该方法主要安装指定方向的距离探测器，根据探测器的信号解算障碍物与探测器的距离，再触发避障动作。

发明内容

本发明的目的是提供一种铁路维修作业安全预警系统及其方法，该系统及其方法实现了对铁路线路设备的智能识别并进行规避，用户可根据大型养路机械车型进行施工安全限界参数设置，具有良好的适应性。

为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种铁路维修作业安全预警系统的技术实现方案，一种铁路维修作业安全预警系统，包括：计算控制单元、图像采集单元、用户接口单元、警报和安全动作触发单元，计算控制单元分别与图像采集单元、用户接口单元、警报和安全动作触发单元相连，图像采集单元采集施工作业现场的图像信息，计算控制单元通过现场标定准确获取焦距实际值；计算控制单元对图像采集单元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；计算控制单元根据图像采集单元获取的焦距实际值和图像采集单元采集的图像信息解算出铁路线路设备与图像采集单元之间的实际物理距离；计算控制单元结合铁路线路设备与图像采集单元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发出警报和安全动作触发信息；用户接口单元对计算控制单元中的相应信息进行显示，并对计算控制单元进行参数设置。

作为本发明一种铁路维修作业安全预警系统技术方案的进一步改进，计算控制单元、图像采集单元、用户接口单元、警报和安全动作触发单元安装在施工作业车上，图像采集单元安装在施工作业车作业方向的前端视野开阔处。

作为本发明一种铁路维修作业安全预警系统技术方案的进一步改进，存储在计算控制单元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；警报和安全动作触发单元进一步包括低频喇叭、低频警示灯、高频喇叭和高频警示灯。

本发明还另外具体提供了一种铁路维修作业安全预警方法的技术实现方案，一种铁路维修作业安全预警方法，包括以下步骤：

S100：图像采集单元采集施工作业现场的图像信息；

S101：计算控制单元对图像采集单元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；