铁路防侵限的方法及装置与流程

1.本技术涉及铁路施工安全检测技术领域，具体涉及一种铁路防侵限的方法及装置。


背景技术：

2.近些年，铁路运输来得到了快速的发展，列车数量也随之增加。而随着列车数量的增加，作业区和运行线路之间的距离也越来越近，导致侵限行为很容易发生，给铁路上的生产工作和铁路网的安全稳定运行带来了很多隐患。
3.相关技术中，现有的铁路系统的防侵限通常采用人工现场监护，或者通过在作业现场附近安装一些摄像头来人工远程监护。然而，上述两种方式都过于依赖人工管控，随着列车数量和速度的提升，不仅需要耗费大量的人力，人工管控的主观性和不可控性也很容易导致侵限漏报和误报的发生，无法为作业人员提供更加准确、高效的侵限行为识别。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术的目的在于克服现有技术中防侵限的方式过于依赖人工管控，无法为作业人员提供更加准确、高效的侵限行为识别的技术问题，提供一种铁路防侵限的方法及装置。
5.为实现以上目的，本技术采用如下技术方案：
6.本技术的一方面提供一种铁路防侵限的方法，包括：
7.获取感兴趣区域图像；
8.从所述感兴趣区域图像中提取接触网和股道区域，并结合预先设置的空窗作业股道区域，确定所述感兴趣区域图像中的安全区域边界；
9.检测所述感兴趣区域图像中的作业区域位置，根据所述安全区域边界，判断所述作业区域位置中是否存在侵限行为；所述作业区域位置包括人员位置和作业设施位置；
10.若所述作业区域位置中存在侵限行为，上传所述感兴趣区域图像并发出预警信息。
11.可选的，所述获取感兴趣区域图像，包括：
12.获取图像采集装置发送的采集图片；
13.基于注意力机制，从所述采集图片中确定所述感兴趣区域，提取所述感兴趣区域图像。
14.可选的，所述从所述采集图片中确定所述感兴趣区域，提取所述感兴趣区域图像，包括：
15.从所述采集图片中确定所述感兴趣区域的区域大小和位置信息；
16.发送所述区域大小和位置信息给所述图像采集装置，以便于所述图像采集装置根据所述区域大小和位置信息调节镜头焦距，采集所述感兴趣区域的放大图像；
17.获取所述图像采集装置发送的所述感兴趣区域的放大图像，将所述感兴趣区域的
放大图像作为所述感兴趣区域图像。
18.可选的，所述从所述感兴趣区域图像中提取接触网，包括：
19.采用电力线提取技术提取所述感兴趣区域图像中的所述接触网。
20.可选的，所述股道区域的提取方法包括：
21.采用股道分割技术提取所述感兴趣区域图像中的所述股道区域。
22.可选的，所述检测所述感兴趣区域图像中的作业区域位置，包括：
23.基于目标检测算法，检测所述感兴趣区域图像中的作业区域位置。
24.可选的，所述根据所述安全区域边界，判断所述作业区域位置中是否存在侵限行为，包括：
25.根据所述安全区域边界，确定所述感兴趣区域图像的安全区域；
26.将所述安全区域与所述作业区域位置进行比对，检测所述作业区域位置中是否存在超出所述安全区域的位置；
27.若存在，则所述作业区域位置中存在侵限行为；若不存在，则所述作业区域中不存在侵限行为。
28.本技术的另一方面提供一种铁路防侵限的装置，包括：
29.获取模块，用于获取感兴趣区域图像；
30.确定模块，用于从所述感兴趣区域图像中提取接触网和股道区域，并结合预先设置的空窗作业股道区域，确定所述感兴趣区域图像中的安全区域边界；
31.判断模块，用于检测所述感兴趣区域图像中的作业区域位置，根据所述安全区域边界，判断所述作业区域位置中是否存在侵限行为；所述作业区域位置包括人员位置和作业设施位置；
32.预警模块，用于若所述作业区域位置中存在侵限行为，上传所述感兴趣区域图像并发出预警信息。
33.本技术提供的技术方案可以包括以下有益效果：
34.本技术的方案中，在获取到作业现场的感兴趣区域图像后，可以从感兴趣区域图像中分别提取出接触网和股道区域，再结合预先设置的空窗作业股道区域，就可以确定出感兴趣区域图像中的安全区域边界，实现了对作业现场的安全区域边界划分。在确定了安全区域边界后，可以检测感兴趣区域图像中的作业区域位置，其中，作业区域位置可以包括：人员位置、作业平台的屈展状态和作业机械的位置。继而根据安全区域边界，判断作业区域位置中是否存在侵限行为。若存在侵限行为，上传感兴趣区域图像并发出预警提示。如此，实现了对铁路工作现场侵限行为的高效、准确、自动识别，节省了人力资源，为铁路作业现场的安全提供了保障。
附图说明
35.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1是本技术一个实施例提供的一种铁路防侵限的方法的流程图。
37.图2是本技术另一个实施例提供的一种铁路防侵限的装置的结构示意图。
具体实施方式
38.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本技术所保护的范围。
39.参见图1是本技术一个实施例提供的一种铁路防侵限的方法的流程图。本技术的实施例提供一种铁路防侵限的方法，如图所示，该方法至少可以包括如下实施步骤：
40.步骤11、获取感兴趣区域图像。
41.其中，感兴趣区域可以包括人员活动和作业的区域。
42.步骤12、从感兴趣区域图像中提取接触网和股道区域，并结合预先设置的空窗作业股道区域，确定感兴趣区域图像中的安全区域边界。
43.步骤13、检测感兴趣区域图像中的作业区域位置，根据安全区域边界，判断作业区域位置中是否存在侵限行为；作业区域位置包括人员位置和作业设施位置。
44.其中，作业设施位置可以包括作业平台屈展状态的位置和作业机械的位置。
45.若作业区域位置中存在侵限行为，则继续执行步骤14；若作业区域位置中不存在侵限行为，确定当前无侵限风险。
46.步骤14、上传感兴趣区域图像并发出预警信息。
47.实施时，在确定作业区域位置中存在侵限行为后，一方面可以将实时画面(感兴趣区域图像)保存并上传给指挥中心；另一方面可以向现场作业人员发出预警信息，以确保作业人员得到及时的预警，避免危险事件发生。
48.在向现场作业人员发送预警信息时，可以以文字提示的方式发送预警信息给现场的作业人员；也可以以语音播报的方式发送预警信息给现场的作业人员。例如，可以以语音播报的方式发送预警信息给作业现场的蓝牙音箱，蓝牙音箱在收到预警信息后，发出语音播报，对现场的作业人员进行语音预警。
49.本实施例中，在获取到作业现场的感兴趣区域图像后，可以从感兴趣区域图像中分别提取出接触网和股道区域，再结合预先设置的空窗作业股道区域，就可以确定出感兴趣区域图像中的安全区域边界，实现了对作业现场的安全区域边界划分。在确定了安全区域边界后，可以检测感兴趣区域图像中的作业区域位置，其中，作业区域位置可以包括：人员位置、作业平台的屈展状态和作业机械的位置。继而根据安全区域边界，判断作业区域位置中是否存在侵限行为。若存在侵限行为，上传感兴趣区域图像并发出预警提示。如此，实现了对铁路工作现场侵限行为的高效、准确、自动识别，节省了人力资源，为铁路作业现场的安全提供了保障。
50.本技术的执行主体可以是智能设备，也可以是智能设备中基于软件或者硬件的功能模块，还可以是其他的设备，等等。
51.一些实施例中，在获取感兴趣区域图像时，可以首先获取图像采集装置发送的采集图片，继而基于注意力机制，从采集图片中确定出感兴趣区域，从而提取到感兴趣区域图像。
52.具体实施时，采集图片可以是作业现场图片，在获取到作业现场图片后，可以通过注意力机制初步定位作业设备和作业人员的位置区域，将其设定为感兴趣区域，并提取感兴趣区域图像，以去除采集图片中的无效区域。
53.其中，利用注意力机制从采集图片中确定感兴趣区域的具体实现方式可以参考现有相关技术，此处不再赘述。
54.为了可以更加精确地实现对侵限行为的有效识别，在从采集图片中确定感兴趣区域，提取感兴趣区域图像时，可以从采集图片中确定感兴趣区域的区域大小和位置信息，以确定感兴趣区域在采集图像中的区域信息；继而发送区域大小和位置信息给图像采集装置，以便于图像采集装置可以根据区域大小和位置信息调节镜头焦距，可以针对性地采集感兴趣区域的放大图像；继而获取图像采集装置发送的感兴趣区域的放大图像，将感兴趣区域的放大图像作为感兴趣区域图像。
55.实施时，铁路防侵限的方法可以应用于智能摄像头中，如此，在现场作业前，可以将智能摄像头设置在作业现场，将智能摄像头的镜头对准作业现场，基于此，智能摄像头可以实时获取作业现场的采集图片，继而在确定采集图片中的感兴趣区域后，可以调整镜头的焦距，放大感兴趣区域，从而获取到更加清晰的感兴趣区域图像。
56.在获取到感兴趣区域图像后，可以对感兴趣区域图像中的接触网和股道区域进行提取。提取时，可以利用电力线提取技术提取感兴趣区域图像中的接触网，以确定感兴趣区域图像中所有的接触网的位置信息。
57.其中，利用电力线提取技术提取感兴趣区域图像中的接触网的具体实现方式可以参考现有相关技术，此处不再赘述。
58.一些实施例中，在对股道区域进行提取时，可以采用股道分割技术提取感兴趣区域图像中不同的的股道区域，以确定感兴趣区域图像中所有的股道区域的位置信息。
59.其中，利用股道分割技术提取感兴趣区域图像中不同的的股道区域的具体实现方式可以参考现有相关技术，此处不再赘述。
60.在提取了感兴趣区域图像中的接触网和股道区域后，就可以结合预先设置的空窗作业股道区域，确定出感兴趣区域图像中的安全区域边界，实现对作业现场安全区域边界的划分。
61.其中，预先设置的空窗作业股道区域可以是作业人员在现场作业开始前，人为设定的空窗作业股道区域。
62.一些实施例中，在检测感兴趣区域图像中的作业区域位置时，可以基于目标检测算法，检测感兴趣区域图像中的作业区域位置。
63.具体的，基于目标检测算法检测感兴趣区域图像中的作业区域位置的具体实现方式可以参考现有相关技术，此处不再赘述。
64.在确定了感兴趣区域图像中所有的作业区域位置后，就可以根据安全区域边界，判断作业区域位置中是否存在侵限行为。
65.具体实施时，可以根据安全区域边界，确定感兴趣区域图像的安全区域；继而将安全区域与作业区域位置进行比对，检测作业区域位置中是否存在超出安全区域的位置；若存在，则作业区域位置中存在侵限行为；若不存在，则作业区域中不存在侵限行为。例如，当位于作业车上的平台起落架处于压缩状态时候，一旦从视觉上发现人员和解除网的接触
(图像中位置发生重叠)，或者，检测到旋转机械和人员在地面的投影越过空窗作业股道的区域(图像中位置发生重叠)，就认为存在侵限行为。
66.基于相同的技术构思，本技术的实施例还提供一种铁路防侵限的装置，如图2所示，该装置可以包括：获取模块201，用于获取感兴趣区域图像；确定模块202，用于从感兴趣区域图像中提取接触网和股道区域，并结合预先设置的空窗作业股道区域，确定感兴趣区域图像中的安全区域边界；判断模块203，用于检测感兴趣区域图像中的作业区域位置，根据安全区域边界，判断作业区域位置中是否存在侵限行为；作业区域位置包括人员位置和作业设施位置；预警模块204，用于若作业区域位置中存在侵限行为，上传感兴趣区域图像并发出预警信息。
67.可选的，在获取感兴趣区域图像时，获取模块201，可以用于：获取图像采集装置发送的采集图片；基于注意力机制，从采集图片中确定感兴趣区域，提取感兴趣区域图像。
68.可选的，在从采集图片中确定感兴趣区域，提取感兴趣区域图像时，获取模块201，具体可以用于：从采集图片中确定感兴趣区域的区域大小和位置信息；发送区域大小和位置信息给图像采集装置，以便于图像采集装置根据区域大小和位置信息调节镜头焦距，采集感兴趣区域的放大图像；获取图像采集装置发送的感兴趣区域的放大图像，将感兴趣区域的放大图像作为感兴趣区域图像。
69.可选的，在从感兴趣区域图像中提取接触网时，确定模块202，可以用于：采用电力线提取技术提取感兴趣区域图像中的接触网。
70.可选的，确定模块202，还可以用于：采用股道分割技术提取感兴趣区域图像中的股道区域。
71.可选的，在检测感兴趣区域图像中的作业区域位置时，判断模块203，可以用于：基于目标检测算法，检测感兴趣区域图像中的作业区域位置。
72.可选的，在根据安全区域边界，判断作业区域位置中是否存在侵限行为时，判断模块203，具体可以用于：根据安全区域边界，确定感兴趣区域图像的安全区域；将安全区域与作业区域位置进行比对，检测作业区域位置中是否存在超出安全区域的位置；若存在，则作业区域位置中存在侵限行为；若不存在，则作业区域中不存在侵限行为。
73.实施时，本技术的实施例提供的铁路防侵限的装置的具体实现方式可以参考以上任意实施例所述的铁路防侵限的方法的具体实施方式，此处不再赘述。
74.本技术的实施例还可以提供一种行为识别一体机，行为识别一体机可以包括行为识别主机、主机三脚架连接安装件和三角支架。其中，行为识别主机通过主机三脚架连接安装件与三角支架连接；行为识别主机设置有控制装置、存储模块、网口、外围接口、摄像头、触摸屏和蓝牙模块；控制装置包括如以上任意实施例所述的铁路防侵限的装置。
75.实施时，控制装置可以是rk3399pro平台，存储模块可以是4gb 64gb存储器，网口可以是千兆网口，外围接口可以是高速外围接口，摄像头可以是800w像素高清摄像头。
76.可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
77.需要说明的是，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
78.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
79.应当理解，本技术的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
80.本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
81.此外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
82.上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
83.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
84.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。