一种铁路营业线周界电子防护方法、系统及终端

本申请涉及铁路防护，具体涉及一种铁路营业线周界电子防护方法、系统及终端。

背景技术：

1、邻近营业线施工过程中，挖掘机、履带吊、泵车等大型施工机械的臂架具有伸展范围大、运动轨迹复杂等特点，容易超出施工许可边界并侵入铁路安全限界。特别是在昼夜连续作业以及雨雪、雾霾、扬尘、树木遮挡和夜间无光等环境下，人工瞭望和普通视频监控难以持续、准确地识别机械臂架的空间位置，也难以判断机械臂架与铁路安全边界之间的实际距离。

2、现有邻近营业线施工通常采用物理隔离设施，并由专职防护人员进行现场盯控。然而，人工盯控容易受到人员疲劳、视线受阻和经验差异等因素影响，难以准确判断机械臂架的伸展趋势。物理隔离设施主要用于阻止施工人员或设备进入限定区域，无法根据机械臂架的当前位置和运动状态提前判断其是否存在越界风险。因此，现有防护方式通常只能在机械臂架已经接近或进入铁路安全限界后进行处置，属于事后被动防护，难以实现对机械臂架伸展越界风险的提前预判和预警。

技术实现思路

1、本申请旨在解决现有技术中的问题，提供一种可提前预判风险的铁路营业线周界电子防护方法、系统及终端。

2、为了实现上述目的，本申请第一方面提供一种铁路营业线周界电子防护方法，包括：

3、获取铁路线路中心线、安全距离阈值、接触网高度阈值和地面过滤阈值，并基于铁路线路中心线、安全距离阈值、接触网高度阈值和地面过滤阈值，建立用于分隔施工区域与铁路禁入区域的三维电子防护墙；

4、通过激光雷达采集目标机械臂架的点云数据，并根据点云数据确定目标机械臂架的激光雷达目标三维坐标；通过毫米波雷达采集目标机械臂架的回波数据，并根据回波数据确定目标机械臂架的毫米波雷达目标平面坐标和运动信息；

5、获取目标机械臂架所在区域的气象状态，并根据气象状态确定激光雷达融合权重和毫米波雷达融合权重；

6、基于激光雷达融合权重和毫米波雷达融合权重，对激光雷达目标三维坐标中的平面坐标和毫米波雷达目标平面坐标进行融合，并根据激光雷达目标三维坐标中的高度坐标确定融合后的高度坐标，得到目标机械臂架的融合目标三维坐标；

7、根据融合目标三维坐标，确定目标机械臂架至三维电子防护墙的当前距离，以及目标机械臂架相对于三维电子防护墙的当前方位关系；

8、根据连续采集时刻对应的所述融合目标三维坐标和所述运动信息，确定所述目标机械臂架的三维运动速度和运动状态，并基于所述三维运动速度预测所述目标机械臂架在预设未来时刻的预测位置；

9、根据当前距离、当前方位关系以及预测位置与三维电子防护墙之间的位置关系，确定目标机械臂架对应的预警等级和三维入侵预警点位，并生成与预警等级对应的预警信息。

10、本申请第二方面提供一种铁路营业线周界电子防护系统，包括：

11、防护墙建立模块，用于获取铁路线路中心线、安全距离阈值、接触网高度阈值和地面过滤阈值，并基于所述铁路线路中心线、所述安全距离阈值、所述接触网高度阈值和所述地面过滤阈值，建立用于分隔施工区域与铁路禁入区域的三维电子防护墙；

12、目标感知模块，用于通过激光雷达采集目标机械臂架的点云数据，并根据所述点云数据确定所述目标机械臂架的激光雷达目标三维坐标；以及通过毫米波雷达采集所述目标机械臂架的回波数据，并根据所述回波数据确定所述目标机械臂架的毫米波雷达目标平面坐标和运动信息；

13、融合权重确定模块，用于获取所述目标机械臂架所在区域的气象状态，并根据所述气象状态确定激光雷达融合权重和毫米波雷达融合权重；

14、坐标融合模块，用于基于所述激光雷达融合权重和所述毫米波雷达融合权重，对所述激光雷达目标三维坐标中的平面坐标和所述毫米波雷达目标平面坐标进行融合，并根据所述激光雷达目标三维坐标中的高度坐标确定融合后的高度坐标，得到所述目标机械臂架的融合目标三维坐标；

15、位置关系确定模块，用于根据所述融合目标三维坐标，确定所述目标机械臂架至所述三维电子防护墙的当前距离，以及所述目标机械臂架相对于所述三维电子防护墙的当前方位关系；

16、轨迹预测模块，用于根据连续采集时刻对应的所述融合目标三维坐标和所述运动信息，确定所述目标机械臂架的三维运动速度和运动状态，并基于所述三维运动速度预测所述目标机械臂架在预设未来时刻的预测位置；

17、预警生成模块，用于根据所述当前距离、所述当前方位关系以及所述预测位置与所述三维电子防护墙之间的位置关系，确定所述目标机械臂架对应的预警等级和三维入侵预警点位，并生成与所述预警等级对应的预警信息。

18、本申请第三方面提供一种终端设备，包括处理器和存储器，存储器中存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述铁路营业线周界电子防护方法。

19、本申请第四方面提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述铁路营业线周界电子防护方法。

20、与现有技术相比，本申请具有如下有益效果：

21、根据铁路线路中心线以及水平和高度方向的安全阈值建立三维电子防护墙，能够在三维空间内分隔施工区域和铁路禁入区域。通过融合激光雷达的三维定位能力和毫米波雷达的全天候探测及测速能力，可以提高复杂气象环境下目标机械臂架坐标和运动状态的连续性。同时判断目标机械臂架的当前距离、当前方位关系和预测位置，不仅能够判断目标机械臂架是否已经侵入铁路禁入区域，还能够在目标机械臂架尚未越界时提前预警，并输出对应的三维入侵预警点位。

1.一种铁路营业线周界电子防护方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的铁路营业线周界电子防护方法，其特征在于，在对所述激光雷达目标三维坐标中的平面坐标和所述毫米波雷达目标平面坐标进行融合之前，所述方法还包括：

3.根据权利要求2所述的铁路营业线周界电子防护方法，其特征在于，所述根据所述气象状态确定激光雷达融合权重和毫米波雷达融合权重，包括：

4.根据权利要求1所述的铁路营业线周界电子防护方法，其特征在于，所述根据连续采集时刻对应的所述融合目标三维坐标和所述运动信息，确定所述目标机械臂架的三维运动速度和运动状态，包括：

5.根据权利要求4所述的铁路营业线周界电子防护方法，其特征在于，基于所述三维运动速度预测所述目标机械臂架在预设未来时刻的预测位置；包括：

6.根据权利要求5所述的铁路营业线周界电子防护方法，其特征在于，所述根据所述当前距离、所述当前方位关系以及所述预测位置与所述三维电子防护墙之间的位置关系，确定所述预警等级和所述三维入侵预警点位，包括：

7.一种铁路营业线周界电子防护系统，其特征在于，包括：

8.一种终端设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现权利要求1至6任一项所述的方法。

9.一种可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6任一项所述的方法。