技术特征：
1.一种铁路专用线推送调车安全预警方法，其特征在于，适用于由调车机车的车载计算机执行，包括：接收由面阵激光雷达实时采集的点云数据和由定位器实时获取的定位信息，其中，所述面阵激光雷达可拆卸地安装在被推送车组的车头前端，所述被推送车组是指被位于车组行驶方向后方的所述调车机车推动行驶的车组，所述定位器安装在所述调车机车或所述被推送车组上，所述点云数据包含有多个激光发射点至车头前方物体的距离值，所述多个激光发射点位于所述面阵激光雷达的面阵上；将所述点云数据转换为二维图像，其中，所述二维图像的多个像素点与所述多个激光发射点一一对应；将所述二维图像导入基于目标检测算法的且已完成预训练的车头前方物体识别模型，输出得到车头前方物体识别结果；根据所述车头前方物体识别结果、所述定位信息和推送调车作业计划内容，判断在所述被推送车组的行驶方向前方是否存在障碍物；若存在，则进行预警或触发报警并控制停车。2.如权利要求1所述的铁路专用线推送调车安全预警方法，其特征在于，根据所述车头前方物体识别结果、所述定位信息和推送调车作业计划内容，判断在所述被推送车组的行驶方向前方是否存在障碍物，包括：根据所述定位信息确定所述车头前端的所在位置；根据所述车头前端的所在位置和推送调车作业计划内容，判断所述车头前端是否已进入预设的推送调车作业范围内；当判定所述车头前端已进入所述推送调车作业范围内时，根据所述推送调车作业计划内容，判断是否有车组连挂作业；当判定有车组连挂作业时，若所述车头前方物体识别结果显示在行驶方向前方存在识别出的目标物体且该目标物体不为待连挂车辆，则判定在所述被推送车组的行驶方向前方存在障碍物。3.如权利要求1所述的铁路专用线推送调车安全预警方法，其特征在于，进行预警或触发报警并控制停车，包括：先根据所述车头前方物体识别结果和所述点云数据，确定所述车头前端至所述障碍物的目标距离，然后根据所述目标距离、所述定位信息和由速度传感器实时采集的速度信息，生成在常用制动下实时的目标-距离模式曲线，最后通过人机交互界面输出展示所述目标-距离模式曲线，以便进行预警，其中，所述速度传感器安装在所述调车机车或所述被推送车组上；或者，先根据所述车头前方物体识别结果和所述点云数据，确定所述车头前端至所述障碍物的目标距离，然后根据所述定位信息和由速度传感器实时采集的速度信息，计算得到在常用制动下实时的制动距离，再然后判断所述制动距离是否大于所述目标距离，最后当判定所述制动距离大于所述目标距离时，通过人机交互界面输出展示报警信息，以及向所述调车机车的控制系统发送所述报警信息，以便所述控制系统采取紧急制动措施，其中，所述速度传感器安装在所述调车机车或所述被推送车组上。4.如权利要求3所述的铁路专用线推送调车安全预警方法，其特征在于，根据所述车头
前方物体识别结果和所述点云数据，确定所述车头前端至所述障碍物的目标距离，包括：根据所述车头前方物体识别结果，确定用于在所述二维图像中标记所述障碍物的标记框；根据所述点云数据与所述二维图像的转换关系，确定与位于所述标记框内的至少一个像素点一一对应的至少一个激光发射点；根据所述点云数据中的且与所述至少一个激光发射点对应的距离值，确定最小距离值，并将所述最小距离值作为所述车头前端至所述障碍物的目标距离。5.如权利要求3所述的铁路专用线推送调车安全预警方法，其特征在于，根据所述定位信息和由速度传感器实时采集的速度信息，计算得到在常用制动下实时的制动距离，包括：根据所述定位信息确定所述车头前端的初始位置，以及根据由速度传感器实时采集的速度信息确定所述车头前端的初始速度，其中，所述速度传感器安装在所述调车机车或所述被推送车组上；以所述初始位置为起点，将位于车头前方的行车路线划分为若干个单位步距；按照如下步骤s621～s625计算得到在常用制动下实时的制动距离：s621.将步距数m初始化为1，然后执行步骤s622；s622.针对沿车组行驶方向位于所述车头前方的第m个单位步距，根据对应的线路条件信息和所述调车机车在常用制动下的制动性能信息，计算得到对应的制动减速度，然后执行步骤s623；s623.针对所述第m个单位步距，根据对应的经过前速度及制动减速度，计算得到对应的经过后速度，然后执行步骤s624，其中，当m为1时，对应的经过前速度为所述初始速度，而当m大于1时，对应的经过前速度为与沿车组行驶方向位于所述车头前方的第m-1个单位步距对应的经过后速度；s624.针对所述第m个单位步距,判断对应的经过后速度是否大于目标速度，若是，则使m自加1，然后返回执行步骤s622，否则执行步骤s625；s625.将m个单位步距的总长度作为在常用制动下实时的制动距离。6.如权利要求3所述的铁路专用线推送调车安全预警方法，其特征在于，根据所述目标距离、所述定位信息和由速度传感器实时采集的速度信息，生成在常用制动下实时的目标-距离模式曲线，包括：根据所述定位信息确定所述车头前端的初始位置，以及根据由速度传感器实时采集的速度信息确定所述车头前端的初始速度，其中，所述速度传感器安装在所述调车机车或所述被推送车组上；以所述初始位置为起点，将位于车头前方的行车路线划分为若干个单位步距；按照如下步骤s721～s727生成在常用制动下实时的目标-距离模式曲线：s721.将步距数n初始化为1，然后执行步骤s722；s722.针对沿车组行驶方向位于所述车头前方的第n个单位步距,根据所述初始速度和对应的起点位置，计算得到对应的且在常用制动下的所需制动距离，然后执行步骤s723；s723.针对所述第n个单位步距，判断对应的所需制动距离是否小于所述目标距离，若是，则确定对应的经过后速度为所述初始速度，并使n自加1，然后返回执行步骤s722，否则执行步骤s724；
s724.针对所述第n个单位步距，根据对应的线路条件信息和所述调车机车在常用制动下的制动性能信息，计算得到对应的制动减速度，然后执行步骤s725；s725.针对所述第n个单位步距，根据对应的经过前速度及制动减速度，计算得到对应的经过后速度，然后执行步骤s726，其中，当n为1时，对应的经过前速度为所述初始速度，而当n大于1时，对应的经过前速度为与沿车组行驶方向位于所述车头前方的第n-1个单位步距对应的经过后速度；s726.针对所述第n个单位步距,判断对应的经过后速度是否大于目标速度，若是，则使n自加1，然后返回执行步骤s722，否则执行步骤s727；s727.根据沿车组行驶方向位于所述车头前方的前n个单位步距以及n个经过前速度和n个经过后速度，生成在常用制动下实时的目标-距离模式曲线，其中，所述n个经过前速度与所述前n个单位步距一一对应，所述n个经过后速度与所述前n个单位步距一一对应。7.一种铁路专用线推送调车安全预警装置，其特征在于，适用于布置在调车机车的车载计算机中，包括有依次通信连接的接收模块、转换模块、识别模块、判断模块和响应模块；所述接收模块，用于接收由面阵激光雷达实时采集的点云数据和由定位器实时获取的定位信息，其中，所述面阵激光雷达可拆卸地安装在被推送车组的车头前端，所述被推送车组是指被位于车组行驶方向后方的所述调车机车推动行驶的车组，所述定位器安装在所述调车机车或所述被推送车组上，所述点云数据包含有多个激光发射点至车头前方物体的距离值，所述多个激光发射点位于所述面阵激光雷达的面阵上；所述转换模块，用于将所述点云数据转换为二维图像，其中，所述二维图像的多个像素点与所述多个激光发射点一一对应；所述识别模块，用于将所述二维图像导入基于目标检测算法的且已完成预训练的车头前方物体识别模型，输出得到车头前方物体识别结果；所述判断模块，用于根据所述车头前方物体识别结果、所述定位信息和推送调车作业计划内容，判断在所述被推送车组的行驶方向前方是否存在障碍物；所述响应模块，用于在判定前方存在障碍物时，进行预警或触发报警并控制停车。8.一种铁路专用线推送调车安全预警系统，其特征在于，包括有面阵激光雷达、定位器和车载计算机，其中，所述面阵激光雷达可拆卸地安装在被推送车组的车头前端，所述定位器安装在调车机车或所述被推送车组上，所述车载计算机安装在所述调车机车中，所述被推送车组是指被位于车组行驶方向后方的所述调车机车推动行驶的车组；所述面阵激光雷达，用于实时采集点云数据，其中，所述点云数据包含有多个激光发射点至车头前方物体的距离值，所述多个激光发射点位于所述面阵激光雷达的面阵上；所述定位器，用于实时获取所处位置的定位信息；所述车载计算机，分别通信连接所述面阵激光雷达和所述定位器，用于在获取到来自所述面阵激光雷达的点云数据和来自所述定位器的定位信息后，执行如权利要求1～6中任意一项所述的铁路专用线推送调车安全预警方法。9.一种计算机设备，其特征在于,包括有依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如权利要求1～6中任意一项所述的铁路专用线推送调车安全预警方法。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有指令，
当所述指令在计算机上运行时，执行如权利要求1～6中任意一项所述的铁路专用线推送调车安全预警方法。
技术总结
本发明涉及推送调车技术领域，公开了一种铁路专用线推送调车安全预警方法、装置及系统，其方法是先将由面阵激光雷达实时采集的点云数据转换为二维图像，然后将所述二维图像导入基于目标检测算法的且已完成预训练的车头前方物体识别模型，输出得到车头前方物体识别结果，再根据车头前方物体识别结果且结合由定位器实时获取的定位信息和推送调车作业计划内容，判断在被推送车组的行驶方向前方是否存在障碍物，若存在则进行预警或报警并控制停车，如此不但可以完成司机视野盲区内路况信息的获取，还可以通过智能化手段增强推送车组对前方障碍物的识别能力，避免由于调车员观察疏漏或与司机之间沟通不畅所导致的安全隐患，提高推送调车作业效率。高推送调车作业效率。高推送调车作业效率。
技术研发人员：彭其渊 张晓梅 罗仕杰 叶轶淳 孙怡平 聂否 潘姿延
受保护的技术使用者：西南交通大学
技术研发日：2022.07.19
技术公布日：2022/9/30