一种基于AI视频的铁路隧道洞口段异物侵限监测系统的制作方法

一种基于ai视频的铁路隧道洞口段异物侵限监测系统
技术领域
1.本实用新型及铁路安防技术领域，具体为一种基于ai视频的铁路隧道洞口段异物侵限监测系统。


背景技术：

2.异物侵限是铁路运营面临的外部环境最严重的威胁，传统异物检测工作由人工完成，这种方法费时费力、效率较低，在面临突发异物侵限时，不能及时预警，往往造成严重的后果。尤其是铁路隧道洞口段、深路堑、高边坡等高风险性区段，受降雨、地震、列车振动等外界影响，落石、滑坡、泥石流等地质灾害频发，铁路局多采用现场蹲守、定时巡检等方式进行灾害防治，运维管理上面临巨大的压力和繁重的工作量。加之地质灾害随机性强，人工巡检存在时间、空间盲区，难以及时发现地质灾害。
3.现有技术中的铁路防异物侵限手段多存在以下弊端：
4.1.防护栏、防护网存在以下缺点：
5.①
漏报：利用金属围网、地形防护只能起到环境隔离作用，防护范围有限，异物(如：落石)易弹跳躲避防护进入限界；
6.②
维护需额外防雷，维护成本高，需定期调校松紧度；
7.③
不能对入侵行为进行监测、预警。
8.2.光栅传感器、红外线屏障存在以下缺点：
9.①
漏报：防护区间仅限于红外射线线条或布设光栅传感器范围内，异物(如：落石)易弹跳躲避防护进入限界，躲避报警；
10.②
误报：树枝花草遮挡，猫、鼠、鸟经过，风吹落叶、纸片、塑料袋等都可能引起报警；
11.③
有效监测距离短，价格昂贵；
12.④
需额外防雷，设备故障率高；
13.⑤
功率大，依赖外部电源、网络。
14.3.激光雷达存在以下缺点：
15.①
误报：树枝花草遮挡，猫、鼠、鸟经过，风吹落叶、纸片、塑料袋等都可能引起报警；
16.②
有效监测距离短，价格昂贵。
17.③
功率大，依赖外部电源、网络。
18.综上：以上方法在不同程度上存在依赖外部电源、网络；监测范围短；漏报、误报率高；成本高等问题。


技术实现要素：

19.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种基于ai视频的铁路隧道洞口段异物侵限监测系统，该系统针对高风险性区段，借助边缘计算、ai视频监测手段，
利用图像人工智能解析、流数据处理等技术，研发了铁路沿线地质灾害监测与预警技术，为铁路运营提供优质高效的技术手段，大幅降低运维人力成本，并通过监测系统的合理布设、实时观测和及时反馈监测信息，全天候有效地掌握高风险性区段的侵限状态，从而确保铁路运营安全，监测系统做到有效运行。
20.一种基于ai视频的铁路隧道洞口段异物侵限监测系统，包括多目标智能检测设备，以及多组视频数据采集设备和报警设备，其中视频数据采集设备上均挂载有报警设备，且视频数据采集设备分别布设在隧道洞口上方的山体上监测被动防护网的稳定状态，以及布设在隧道洞口外部轨道两侧监测铁轨异物侵限状态；多目标智能检测设备分别有线连接多组视频数据采集设备和报警设备。
21.优选的，多目标智能检测设备包括防水机柜，该防水机柜内部设置无线网络盒子及边缘计算小站，其中边缘计算小站通过一体化传输数据线分别连接多个视频数据采集设备，并将计算后的数据由无线网络盒子远程发送；防水机柜的顶部固设有为无线网络盒子及边缘计算小站提供电能的太阳能板。
22.优选的，视频数据采集设备包括监控立杆、避雷针、横杆及球型摄像机，其中监控立杆垂向布设在隧道洞口上方的山体上以及隧道洞口外部轨道两侧，该监控立杆的顶部固设避雷针，监控立杆的上部两侧对称固设横杆；横杆的末端布设通过一体化传输数据线连接边缘计算小站的球形摄像机。
23.优选的，报警设备包括远程报警器及室外防雨音柱，其中远程报警器远程接收无线网络盒子发送的远程报警信号；室外防雨音柱固设在监控立杆上用以播放警报语音提醒。
24.本实用新型的优点和技术效果是：
25.1、本实用新型的一种基于ai视频的铁路隧道洞口段异物侵限监测系统，借助边缘计算、 ai视频等监测手段，利用图像人工智能解析、流数据处理等技术，可以准确识别异物，确保无漏报、误报；
26.2、本实用新型的一种基于ai视频的铁路隧道洞口段异物侵限监测系统，通过布设合理化设计监测点，监控铁路防护网范围内运营状态，铁路防护网范围外异物来源，可以全天候、全范围的确保铁路隧道洞口段运维安全；
27.3、本实用新型的一种基于ai视频的铁路隧道洞口段异物侵限监测系统，利用独立供电系统、无线网络传输模块实现系统独立运行，解决偏远山区无电、无网难题，增加场景适用广度。
附图说明
28.图1为本实用新型的系统框架图；
29.图2为本实用新型的道洞口段异物侵限监测系统布设位置示意图；
30.图3为本实用新型的多目标智能检测设备连接结构示意图；
31.图中：1-多目标智能检测设备；5-被动防护网；8-山体；9-隧道洞口；10-外部轨道；11
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太阳能板；12-无线网络盒子；13-边缘计算小站；14-远程报警器；15-避雷针；16-横杆；19
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室外防雨音柱；20-一体化传输数据线；21-监控立杆；22-防水机柜；23-0-30m检测视距线； 24-30-60m检测视距线；2、3、4、6、7-视频数据采集设备；17、18-球型摄像机。
具体实施方式
32.为能进一步了解本实用新型的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。需要说明的是，本实施例是描述性的，不是限定性的，不能由此限定本实用新型的保护范围。
33.一种基于ai视频的铁路隧道洞口段异物侵限监测系统，包括多目标智能检测设备1，以及多组视频数据采集设备和报警设备，其中视频数据采集设备上均挂载有报警设备，且视频数据采集设备(2、3、4、6、7)分别布设在隧道洞口9上方的山体8上监测被动防护网5的稳定状态，以及布设在隧道洞口外部轨道10两侧监测铁轨异物侵限状态；多目标智能检测设备分别有线连接多组视频数据采集设备和报警设备。
34.优选的，多目标智能检测设备包括防水机柜22，该防水机柜内部设置无线网络盒子12 及边缘计算小站13，其中边缘计算小站通过一体化传输数据线20分别连接多个视频数据采集设备，并将计算后的数据由无线网络盒子远程发送；防水机柜的顶部固设有为无线网络盒子及边缘计算小站提供电能的太阳能板11。
35.优选的，视频数据采集设备包括监控立杆21、避雷针15、横杆16及球型摄像机(17、 18)，其中监控立杆垂向布设在隧道洞口上方的山体上以及隧道洞口外部轨道两侧，该监控立杆的顶部固设避雷针，监控立杆的上部两侧对称固设横杆；横杆的末端布设通过一体化传输数据线连接边缘计算小站的球形摄像机。
36.优选的，报警设备包括远程报警器14及室外防雨音柱19，其中远程报警器远程接收无线网络盒子发送的远程报警信号；室外防雨音柱固设在监控立杆上用以播放警报语音提醒。
37.另外，本实用新型优选的，球形摄像机、一体化传输数据线、无线网络盒子及边缘计算小站均采用现有技术中的成熟产品。
38.为了更清楚地描述本实用新型的具体实施方式，下面提供一种实施例：
39.本实用新型的一种基于ai视频的铁路隧道洞口段异物侵限监测系统，借助边缘计算、ai视频等监测手段，通过布设合理化设计监测点，监控铁路隧道洞口段运营状态，利用无线网络传输实现异物侵限实时报警。共包括：视频数据采集设备、多目标智能检测设备、报警设备。
40.视频数据采集设备包含监控立杆、避雷针、横杆、球型摄像机、一体化传输数据线。监控立杆高4-6m，通过膨胀螺丝与地面相连接，避雷针安装在监控立杆顶部；监控立杆上部设置两根横杆，其水平角度为90度，分别挂有两个800万像素球型摄像机，实时拍摄ai高清视频，采集的视频数据通过一体化传输数据线传送至多目标智能检测设备进行实时分析；
41.多目标智能检测设备，包括：太阳能板、无线网络盒子、边缘计算小站、防水机柜)。防水机柜长
×
宽
×
高：800mm
×
800mm
×
1400mm，通过膨胀螺丝与地面相连接，设置于轨道一侧，太阳能板安装于防水机柜顶端，为监测系统供电；无线网络盒子放置于防水机柜内，为数据传输提供无线网络；边缘计算小站及无线网络盒子均放置于防水机柜内，借助边缘计算，对拍摄的ai高清视频进行实时分析，标记出异物侵限情况。
42.报警设备，包括：远程报警器、室外防雨音柱。对多目标智能检测设备分析的异物侵限情况进行报警：一是通过远程报警器为以短信的形式通知相关人员；二是通过安装在监控立杆中上部的室外防雨音柱发出警报声，提醒周边人员。
43.隧道洞口段需安装5处视频数据采集设备(2、3、4、6、7)：
44.1、视频数据采集设备6设置于隧道洞口9上方20-60m位置，用于监测被动防护网5稳定状态，视频数据采集设备7设置于山体8中部，用于监测山坡表面危岩、孤石变化情况。当视频数据采集设备(6、7)所监测目标发生变化时，说明铁路存在异物入侵风险，应及时报警通知所属工务部门处理。
45.2、视频数据采集设备(2、3、4)设置于隧道洞口9外部轨道10两侧，交叉排布，间隔 60m，上挂球型摄像机监测0-30m检测视距线23，球型摄像机18监测30-60m视距线24，实现隧道洞口180m范围内全覆盖。
46.最后，本实用新型的未述之处均采用现有技术中的成熟产品及成熟技术手段。
47.本实用新型公开和提出的方法，本领域技术人员可通过借鉴本文内容，适当改变条件路线等环节实现，尽管本实用新型的方法和制备技术已通过较佳实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本实用新型内容、精神和范围内对本文的方法和技术路线进行改动或重新组合，来实现最终的制备技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本实用新型精神、范围和内容中。并且应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。