鐵路研究論文：鐵路機車視頻系統(tǒng)芻議

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本文作者：李桂月工作單位：深圳市長龍鐵路電子工程有限公司

系統(tǒng)組成

系統(tǒng)由攝像機、云臺、車載顯示器和車載處理單元組成。攝像機攝像機安裝臺機車的車頂，由攝像頭和高倍變焦鏡頭組成。利用高倍變焦鏡頭的放大功能將遠處人工看不到或看不清楚的圖像清晰地采集下來，傳輸給車載處理單元，并顯示在車載顯示器上。云臺攝像機安裝在機車車頂?shù)脑婆_上，其作用是在機車進入鐵軌的彎道時，通過控制云臺的轉(zhuǎn)向，使攝像機始終能采集鐵軌上的圖像。車載處理單元接收攝像機的圖像，顯示并自動識別鐵軌圖像和鐵軌上的目標，根據(jù)目標特性進行預(yù)警或報警；同時根據(jù)圖像控制云臺轉(zhuǎn)向，使攝像機始終能拍攝到前方鐵軌的圖像。車載處理單元還前方圖像通過H.264壓縮后，保存在車載處理單元的存儲器上，方便以后的查詢和分析。車載顯示器車載顯示器顯示前方的圖像和分析結(jié)果，當線路上有特殊情況時，自動報警并提示機車乘務(wù)員，乘務(wù)員采取相應(yīng)措施。無線網(wǎng)絡(luò)接口和無線視頻接口（預(yù)留）預(yù)留的無線網(wǎng)絡(luò)接口在地面高速無線網(wǎng)絡(luò)建成后，可以將車上的圖像信息傳輸?shù)降孛?，方便地面查看。預(yù)留的無線視頻接口可以使用便攜攝像頭將故障時的機車內(nèi)部圖像通過無線網(wǎng)絡(luò)接口傳輸?shù)降孛?，方便地面進行故障診斷和分析。

系統(tǒng)特點

智能化：能夠利用視頻識別技術(shù)判斷鐵路線路上的目標，并根據(jù)目標特性進行預(yù)警或報警。數(shù)字化：視頻全數(shù)字化采集、處理和傳輸，集視頻采集識別功能、靈活的操作性、網(wǎng)絡(luò)功能和遠程管理（預(yù)留）等全方面功能于一身。網(wǎng)絡(luò)化（預(yù)留）：通過WAN網(wǎng)絡(luò)，可以傳輸高質(zhì)量的圖象、聲音、控制信號，非常方便的供管理者隨時隨地查看機車圖象或歷史圖像。安全性：采用數(shù)字加密算法保證其傳輸?shù)陌踩浴？煽啃裕翰捎眯阅芸煽俊⒒ハ嗉嫒莸脑O(shè)備組成系統(tǒng)，確保系統(tǒng)長期可靠的運行。靈活實用性：整個系統(tǒng)的設(shè)計貫徹以用戶需求為準則，面向用戶，非常的人性化，操作方便、實用性強?？蓴U展性：預(yù)留接口，具有較強的兼容性和可擴展性，便于系統(tǒng)的充實完善和升級。

系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

視頻識別技術(shù)對攝像機拍攝到的視頻進行背景提取，根據(jù)提取到的背景經(jīng)過一系列的圖像處理最終對視場中鐵軌區(qū)域進行劃定。然后系統(tǒng)自動監(jiān)測視頻數(shù)據(jù)，自動以灰度圖的形式保存危險情況存在時的圖像，目的是為了后續(xù)的目標識別。最后根據(jù)鐵路沿線上可能出現(xiàn)的目標，提出了一種目標識別算法。云臺自動控制技術(shù)根據(jù)攝像機采集到的視頻圖像，經(jīng)過視頻識別后的鐵路線路走向，自動控制云臺的轉(zhuǎn)向，使攝像頭能根據(jù)鐵路線路走向而轉(zhuǎn)動。高分全天候攝像機高分全天候攝像機保證在各種環(huán)境下系統(tǒng)的正常運行。

鐵路機車視頻監(jiān)控系統(tǒng)，采用了視頻采集、視頻識別、線路追蹤及傳輸?shù)认冗M技術(shù)，實現(xiàn)了高速鐵路全線路的視頻監(jiān)控，實時監(jiān)測及傳送鐵路沿線列車前方的視頻圖像，并進行視頻圖像識別，自動識別線路上的特別物體進行預(yù)警，使列車司機能提前采取措施，預(yù)防意外事故的發(fā)生，為高速鐵路安全運輸生產(chǎn)，提供了可靠的安全及技術(shù)上的保證。