铁路线路入侵障碍三维检测系统

2020-11-07 23:17:40  

铁路线路障碍三维检测系统主要是通过三维激光雷达对防护区域进行实时扫描,获取防护区域的三维信息,包括铁轨、道渣,以及铁轨周边监控范围内的其它信息。再对获取的数据进行...


主要功能:

铁路异物监测工作是直接关系到列车行车安全的重要工作之一,做好铁路周边异物的实时监测和积极防护是铁路维护工作的重中之重。我国铁路沿线周边环境复杂,所经地形有山区、丘陵、河道、湖泊等,复杂的地形环境给铁路安全防护带来较大的挑战。例如,在岩体结构的山区,易发的岩体滑落、泥石流、落石等危险情况会对铁路造成严重的破坏,对列车的行车安全危害极大。为了弥补布网式防护措施出现的弊端,以激光雷达为探测手段的新型技术被引入到铁路安全防护系统中。激光雷达技术中最先被应用的是平面扫描工作方式的雷达系统,这种雷达对平行于铁轨的平面进行扫描,对高于铁轨的物体进行报警处理。实际应用表明平面扫描模式的激光雷达系统能够对防护区域内的异物进行一定程度的监测并进行报警处理,但是从应用过程中所反映的情况来看,这种平面扫描模式的雷达存在较多的缺陷和故障。导致这些问题的部分原因是系统的设计不完善因素,但大部分还是由这种系统本身的工作模式所致。二维平面扫描雷达,由于其只能够对平行于轨道面的平面进行扫描,只能获取此平面内部的信息,所得信息较为有限,不能够对铁路周边环境、铁路本身以及行进的列车进行全面的、立体信息的监控。例如,平面扫描模式无法识别高出铁轨上方部分的物体,不能够对铁轨起伏实现自适应跟踪,另外铁路道渣,生长的杂草会直接对系统的判断造成干扰,形成扫描探测的盲区,对目标区域不能够准确的判断。
在对二维雷达系统本身以及现场使用出现的问题进行充分的分析研究之后,为了弥补这种平面扫描工作模式出现的不足并发挥激光雷达本身的优势,以三维立体扫描工作模式为基础的激光雷达系统被引入到铁路异物入侵防护系统中。这种立体式的三维扫描方式对整个防区内的空间进行扫描成像、图像识别和数据处理实现铁轨的自适应跟踪探测,对高出铁轨的物体方位、高度、动静等多种形态进行全方位识别。定期的轨道周边环境数据自适应修正以及目标空间方位判定的相对特性,使整个系统的运行具有更高的目标识别能力、更好环境适应性,满足复杂多变的铁路防护应用要求。
主要特点:
三维立体信息判断:三维雷达的关键功能提升表现在能够对目标高度进行判断,增强了雷达本身对目标的识别能力,拓展了可检测目标的范围,并且能够有效对目标进行分类
长探测距离:三维雷达将监测范围提高到50-60米,而当前应用的二维激光雷达只能够达到35米
轨道自识别算法简化系统安装、调试与维护:三维雷达利用铁轨面的自动寻找算法,降低了雷达安装过程中的平面调节过程
环境自适应与特殊场景识别:三维激光雷达算法对铁路轨道自适应识别,自更新的轨道基准面可以自发修正由外界因素导致的目标识别误差问题。
弯道监测能力:三维雷达能够对识别的轨道面进行分段处理