基于4G网络的机车台道口视频安全防护系统及实现方法与流程

基于4g网络的机车台道口视频安全防护系统及实现方法
技术领域
1.本发明涉及铁路行车安全防护领域，特别涉及一种基于4g网络的机车台道口视频安全防护系统及实现方法。


背景技术：

2.随着铁路运输业务高速、高密集化的发展，铁路通信对高质量无线覆盖、高速运行下的通信性能以及扩展性、兼容性的需求日益增高，新技术的演进与应用成为必然。目前国铁的行车调度指挥系统主要采用gsm-r通信制式，gsm-r通信制式虽然比较成熟，但gsm-r是窄带系统，技术本身已经落后，一张网建成后只能以语音通信为主，无法适应多样性的需求，另外gsm-r组成系统复杂、投资成本高，还受制于频率资源政策，综合来看gsm-r系统对于地方铁路已经不具有发展性、前瞻性、可行性，并且应用现场也存在以下几个问题：一是目前现场的行车调度通信系统采用传统的450mhz模拟无线列调设备系统+对讲手机的通信模式，此套系统同频干扰严重，通话质量不稳定，不能实现调度、司机、车站之间稳定的大三角通信，而且只能进行语音通信，不具备数据传输能力，不能集成调度命令、货票、调车单等数据传送业务，对铁路运输生产的效率产生极大制约。因此有必要研发一套具备公网2g语音通信能力，同时具备4gvolte语音通话、4g视频通话、4g数据业务传送能力的综合数字通信系统。
3.二是铁路沿线存在着多处平交道口，易发生路外人员与车辆的伤亡事故，《技规》要求时速120公里以下的列车制动距离不得小于800米，而且因远距离瞭望视野受限，特别是在雨雪风沙等恶劣天气的情况下，如遇突发事件，极易出现误判，后果不堪设想。因此有必要在机车增加可视化提前预警系统，形成安全生产作业的“技防+人防”保障措施，提高铁路运输装备的安全性能，进一步提升铁路生产安全管理水平，杜绝安全隐患。
4.三是目前现有部分行车区间采用双机重联牵引模式，产生折角作业量大，影响行车组织效率，因此计划推广双机后补牵引模式，目前的通信方式无法满足双机后补牵引模式的通信要求，需要具备语音与视频双模通讯系统来解决上述问题。实现后车司机可以实时与前车司机语音通信并可共享前车实时视频监控路面情况，实现非正常情况下前后机车同步操控。
5.铁路道口是铁路与道路平面交叉位置，该位置几乎没有设置高架桥或天桥等。早期道口均设有专人值班看护，当火车经过道口时，值班员开启警示灯并做摇旗等指示性手势示意经过汽车或行人停止，待火车经过后恢复通行。为了加强保护，道口均设有栏杆。近年来，道口管理趋于自动化，但通常仍需配备一名值班人员来管理道口日常工作。由于道口分散在铁路沿线上，大多数道口需要全天管理，而分散管理方法效率又较低，导致道口安全隐患较大。公开号cn111717241a《道口警示系统和道口警示控制方法》专利申请，部分道口设有道口警示装置，包括监控设备、控制柜以及报警设备，但大多数道口仍未实现全自动化管理。遇到闯卡或者其他突发情况，仅做出警示，无法做出及时拦截。公开号cn108639111a《道口控制报警系统》专利申请，为了保障行车安全，道口控制报警系统通过传感器检测火
车即将经过道口时有行人穿过，将报警信息发往调度中心，再由调度中心发给火车司机，该方式效率较低，不利于火车司机实时做出安全判断。公开号cn111818297a《一种铁路机车车载接近道口视频自动接入系统》专利申请，通过机车自带车载载波相位卫星定位模块获取当前机车位置，通过车站计算机联锁系统，利用进路数据获得预先配置好的机车行进方向接近道口视频信号；根据机车车速，适时显示前方道口视频，该方式对于道口视频仅做显示并未对危险做出报警，且如果两个道口距离较近，需要司机长时间盯看屏幕，容易造成司机视觉疲劳，无法第一时间发现危险，其次司机无法自主选择某一道口视频进行查看，也查看不到机车的任何运行信息，具有较大的局限性。总之，机车行驶时间是否准确传达，道口拦截设施是否正确启动，行驶安全区是否存在障碍物、行人或车辆等一系列问题存在，可能影响行车安全，甚至危及人身安全。


技术实现要素：

6.鉴于现有技术和应用现场存在的道口危险预警手段欠缺、遇到危险报警效率低以及司机长时间驾驶导致的视觉疲劳等问题，为了提升列车行车安全，且设备小型化、便携，实现通过4g网络进行道口安全的监测，本发明提供了一种基于4g网络的机车台道口视频安全防护系统及实现方法。
7.本发明的具体技术方案是：一种基于4g网络的机车台道口视频安全防护系统，包括机车台主机、机车台显示终端、电源、安全防护移动终端和云服务器，所述电源为机车台主机及机车台显示终端提供电压，所述机车台显示终端与机车台主机连接，所述机车台主机与安全防护移动终端通过主机内置4g网络连接，所述安全防护移动终端与云服务器通过机车台主机内置4g网络连接；所述机车台显示终端用于司机的操作端设置或查看机车台主机状态信息，机车台主机用于收到安全防护移动终端的查询信息请求后，向安全防护移动终端提供机车的状态信息和运行信息，安全防护移动终端用于将获取到的机车状态信息中的位置信息转发至云服务器，所述云服务器用于经过经纬度计算处理并从数据库内查询道口信息发送至安全防护移动终端，安全防护移动终端收到道口信息后向司机呈现道口视频，若前方道口处识别出障碍物则做出报警提醒，未识别出障碍物则正常工作，不触发报警机制。
8.所述安全防护移动终端是基于window10 64位系统的三防工业级平板电脑，内置道口视频智能软件，包括道口视频实时显示、机车运行详细信息显示、防护系统实时状态显示、当前位置地图实时显示、行人物体检测及语音报警五个功能和设置选项，所述设置选项包括亮度调节、运行信息、维护界面以及关闭退出四个功能子项；云服务器使用spring boot框架开发，并集成了spring data jpa简化持久层的操作，内置云服务器响应软件以及基于mysql的道口信息数据库。
9.所述维护界面包括设置安全防护移动终端的本地ip地址、云服务器ip地址以及4g无线网络名称三个参数。
10.一种基于4g网络的机车台道口视频安全防护系统的实现方法，所述实现方法步骤如下：系统先启动道口视频实时显示功能，从机车台获取到的状态信息转发至云服务器，通过云服务器经纬度计算得到道口信息，若道口视频显示正常后，启动防护系统实时状态显示功能，根据安全防护移动终端与机车台主机、云服务器的通信状态，正常通信时显示为连
接正常，反之则显示连接异常并重置道口视频实时显示功能，当防护系统实时状态显示为连接正常时，表明系统初始化完成，开始正常运行，启动机车运行详细信息显示和当前位置地图实时显示两个功能，两个功能正常工作则显示正常，反之显示不正常并重置防护系统实时状态显示功能，道口视频实时显示、防护系统实时状态显示、机车运行详细信息显示、当前位置地图实时显示四项均正常工作时，开启行人物体检测及语音报警功能，保持实时防护，安全防护移动终端收到道口信息后向司机呈现道口视频，通过yolo算法处理道口视频图像，若识别出前方道口处存在障碍物则做出报警提醒，未识别出障碍物则正常工作，不触发报警机制，当道口出现障碍物语音报警后，在道口视频中用醒目的红色方框标出，并语音提示司机，司机立即手动解除报警，或等待30秒后自动解除。
11.所述道口视频实时显示步骤如下：1）机车启动前，安全防护移动终端每隔2秒向机车台主机发送建立通信请求，每隔2秒向云服务器发送建立通信请求；2）机车启动后，安全防护移动终端与机车台主机建立通信成功后，每隔5秒向机车台主机发送状态信息查询请求命令，若安全防护移动终端与机车台主机建立通信失败，则两者周期性尝试建立通信，时间间隔为2秒；3）机车台主机发送机车状态信息至安全防护移动终端，并将该状态信息显示在安全防护移动终端运行的智能软件主界面上，若安全防护移动终端运行的智能软件主界面上显示信息为空，则重新将安全防护移动终端与机车台主机建立通信并查询机车状态信息，直至状态信息显示不为空；4）安全防护移动终端与云服务器建立通信成功后，安全防护移动终端将请求到的状态信息中的位置信息转发至云服务器，查询所需当前道口信息，若安全防护移动终端与云服务器建立通信失败，则两者周期性尝试建立通信，时间间隔为2秒；5）云服务器发送所请求道口信息至安全防护移动终端；6）安全防护移动终端根据用户选择，实时显示道口视频图像。
12.所述防护系统实时状态显示步骤如下：1）道口视频实时显示功能正常启动后，安全防护移动终端定时向云服务器发送心跳帧，时间间隔为5秒；2）收到心跳帧应答后，安全防护移动终端显示与云服务器连接状态；3）若发送四帧心跳帧后，仍未收到一帧心跳帧应答，则安全防护移动终端显示与服务器断开连接，并周期性向云服务器发送建立通信请求，时间间隔为2秒；4）安全防护移动终端定时向机车台主机发送机车运行详细信息查询请求命令，时间间隔为5秒，收到应答后，显示与机车台主机保持连接，若发送四次后，未收到一帧应答，则安全防护移动终端显示与机车台主机断开连接，并周期性向机车台发送建立通信请求，时间间隔为2秒；5）安全防护移动终端与机车台主机、云服务器处于连接状态时，将从云服务器获取到的邻近8个道口名称信息依次显示在主界面下方的8个按钮上；6）安全防护移动终端支持手动或自动两种模式，处于手动模式下，需要用户点击主界面下方的按钮选择当前显示的道口视频，无法自动切换，处于自动模式下，自动显示当前所处道口的视频图像，并根据位置实时更新当前道口视频，自动切换。
13.所述机车运行详细信息显示步骤如下：1）防护系统实时状态显示功能正常启动后，安全防护移动终端定时向机车台主机发送机车运行详细信息查询请求命令，时间间隔为5秒；2）机车台主机发送机车运行详细信息至安全防护移动终端，并在设置选项中的运行信息列表中显示，主界面仅显示机车号、车次号、运行线路名称以及运行区段；3）若设置选项中的运行信息列表中的机车运行详细信息为空或者为乱码，则重新检查防护系统实时状态。
14.所述当前位置地图实时显示步骤如下：1）防护系统实时状态显示功能正常启动后，安全防护移动终端定时向机车台主机发送状态信息查询请求命令，时间间隔为5秒；2）机车台主机发送机车状态信息至安全防护移动终端；3）安全防护移动终端将查询所得机车状态信息发送至百度地图服务器网页响应程序，实时用红点标出机车当前位置，并将运行过的轨迹用绿色曲线绘制出来；4）若用于显示机车当前位置的红点处于闪烁状态，表示当前位置地图实时显示异常，则重新检查防护系统实时状态。
15.所述行人物体检测以及语音报警步骤如下：1）道口视频实时显示、机车运行详细信息显示、防护系统实时状态显示、当前位置地图实时显示四个功能正常启动后，安全防护移动终端根据读取到的道口视频图像，若当前道口出现行人或物体，机车台道口视频安全防护系统通过基于yolo框架的目标检测算法识别并在道口视频图像中红框标出，同时发出语音报警，提示列车司机注意前方危险，其中yolo算法采用一个单独的cnn模型实现end-to-end的目标检测，yolo的cnn网络将输入的图片分割成s
×
s网格，然后每个单元格负责去检测那些中心点落在该格子内的目标；2）经机车司机手动解除报警后，语音报警停止，当运行中的机车持续30秒报警未人为解除报警，也按报警解除处理，进行声光提示。
16.本发明的有益效果是：列车运行中，安全防护移动终端显示指定道口的视频图像，并做出行人、动物等物体检测，检测异常后通过语音报警告知司机，同时实时显示当前位置地图信息，该系统实现了一种可视无线行车安全防护系统，对于前方道口情况进行掌握，及时提示机车司机前方道口存在的潜在危险以及对道口行人人身安全进行提前预判或防护报警，有利于司机提前做出判断并做出行车操作，防止列车与道口行人、车辆、物体等发生相撞等事故。
17.本系统经过大量实验得出从发生危险到司机停车避免事故的时间为290毫秒左右，其中包括视频获取、yolo算法检测以及司机反应三部分时间构成，而现有防护措施理论最短时间为460毫秒，其中包括视频获取、调度员反应、司机反应以及语音通话传输延迟四部分时间构成，一般情况下遇到危险到做出反应时间延迟至少在分钟级别，因此提升了时间效率，减少了中间调度环节，降低了用人成本，避免环节污染。
18.在大雾大雪这种极端天气，本系统的可见度最远可达三公里，而司机的可见度在50米以下，因此克服了极端天气所带来的恶劣影响。
19.本发明通过机车台定位，并根据云服务器获取道口视频，提升了道口视频获取速率，同时增加了目标检测及报警功能，为司机提供了更有保障的安全防护，降低了因为司机
视觉疲劳带来的风险，并且操作便捷，全自动化，更安全更可靠。
20.本系统应用于现场5个月试验，至今未发生相撞事故，相比以往事减少了事故率。
附图说明
21.图1为本发明的系统总连接示意图；图2为本发明的安全防护移动终端设置选项功能构成图；图3为本发明的业务流程图；图4为本发明的报警业务流程图。
具体实施方式
22.为了更清楚的理解本发明，以下结合附图和实施例子详细描述。
23.如图1所示，基于4g网络的机车台道口视频安全防护系统，包括机车台显示终端、机车台主机、电源、云服务器、安全防护移动终端；电源为机车台主机提供13.8v电压，为机车台显示终端提供5v电压；机车台显示终端是司机的操作端，设置或查看机车台主机状态；机车台主机向安全防护移动终端提供机车的详细运行信息；云服务器向安全防护移动终端提供道口信息；安全防护移动终端向司机呈现道口视频并根据需要做出报警提醒。
24.实施例1，以青藏某公司电务段某铁路区间设备试用情况为例。
25.第一步，机车执行货物运输或者客运任务前，将机车台主机、机车台显示终端以及安全防护移动终端装置在前进方向的机车头内，机车台主机与机车台显示终端通过线缆连接，待机车台主机开机后，司机通过机车台显示终端配置机车台主机的车次号和运行线路；机车台显示终端显示车次号和运行线路设置成功后，机车台主机正常运行，机车满足运行要求，可随时听从调度室发车。
26.第二步，如图2所示，机车司机可以在安全防护移动终端的设置选项中调节屏幕亮度、查看机车详细运行信息、维护界面以及关闭退出；其中维护界面中设置的本地ip地址、云服务器ip地址以及4g无线网络名称三个参数存储在系统中，如果没有变化，则无需每次开机都重新设置；机车启动运行前，司机打开安全防护移动终端并运行内置道口视频智能软件，软件启动后机车司机根据需要选择是否在设置选项的维护界面中设置安全防护移动终端的本地ip地址、云服务器ip地址以及4g无线网络名称三个参数，如无需设置，则跳过该步，使用默认参数配置。
27.第三步，如图3所示，安全防护移动终端的本地ip地址、云服务器ip地址以及4g无线网络名称三个参数设置成功后，系统自动开始运行，开启道口视频实时显示功能，安全防护移动终端每隔2秒向机车台主机发送建立通信连接请求，尝试与机车台主机建立通信，同主机建立通信成功后，安全防护移动终端主动查询机车状态信息，包括机车的机车号、车次号以及当前位置经纬度，得到应答信息后，将所得信息放入缓存中，在内置道口视频智能软件主界面上显示机车信息，司机可以在主界面上查看机车号、车次号以及与机车台连接状态，若主界面机车号、车次号与机车台连接状态三个信息为空，则判断为安全防护移动终端与机车台主机建立通信失败，周期性重新尝试建立通信，时间间隔为2秒，直至建立通信成
功；安全防护移动终端每隔2秒向云服务器发送建立通信连接请求，尝试与云服务器进行通信，与云服务器建立通信后，安全防护移动终端将缓存中请求到的状态信息其中的位置信息转发至云服务器，云服务器将位置信息中的经纬度与数据库中储存的道口经纬度进行减法计算，得出与当前地理位置最近的前方道口，并返回该道口信息，道口信息包括机车行驶线路名称、道口名称、道口类别、经度、纬度以及道口视频url地址，根据云服务器返回的道口信息及用户设置的道口视频自动/手动模式，显示道口视频图像，若安全防护移动终端与云服务器建立通信失败，则周期性重新尝试建立通信，时间间隔为2秒，直至建立通信成功。
28.第四步，道口视频实时显示功能运行成功后，开启防护系统实时状态显示功能，安全防护移动终端周期性向机车台主机和云服务器发送心跳帧，时间间隔均为5秒，若收到机车台主机返回的心跳帧应答则显示安全防护移动终端与机车台主机连接正常，收到云服务器返回的心跳帧应答则显示安全防护移动终端与云服务器连接正常，若发送四帧心跳帧后仍未收到心跳帧应答，则周期性重新尝试与机车台主机和云服务器建立通信连接，时间间隔为2秒，直至建立通信连接成功；在安全防护移动终端与机车台主机、云服务器均处于连接状态时，根据第三步获取到的道口信息，将邻近8个道口名称信息依次显示在主界面下方的8个按钮上，当前道口的按钮用深色背景突出显示，便于司机掌握当前所处道口名称；司机在机车行驶过程中，可以选择自动模式或者手动模式显示道口信息，当选择自动模式时，道口视频会根据机车当前位置自动切换至最近的前方道口视频，其他道口视频无法查看，当选择手动模式时，机车司机可以选择任意一个道口视频查看，但不会根据当前位置自动切换视频。
29.第五步，防护系统实时状态显示功能运行成功后，开启机车运行信息显示和当前位置地图实时显示两个功能，显示正常后，司机可以在安全防护移动终端设置选项中的运行信息列表中查询到机车详细运行信息，包括线路id及代码、当前线路属性、本补机状态、当前4g网络号代码、4g主用模块位置区号、4g主用模块小区号、当前定位系统、接收卫星数量、运行线路名称、运行区间、卫星定位状态、车次号、机车号，若该列表为空或乱码，则重新利用防护系统实时状态显示功能对系统进行检查，同时，司机可以在安全防护移动终端主界面的地图中查看当前位置以及行驶过的路线，便于司机掌握当前机车的地理位置，若地图中用于显示机车当前位置的红点处于闪烁状态，表示当前位置地图实时显示异常，则重新利用防护系统实时状态显示功能对系统进行检查。
30.第六步，机车详细运行信息显示和当前位置地图实时显示两个功能运行成功后，开启行人物体检测及语音报警功能，如图4所示，当通过yolo算法处理道口视频图像，直接将原始图像分割成互不重合的小方块，然后通过卷积生产固定大小的特征图，基于现有滑动窗口技术，可以认为特征图的每个元素也是对应原始图片的一个小方块，然后可以用每个元素来预测那些中心点在该小方格内的目标，从而识别出前方道口中存在行人或物体，检测到潜在的危险，判断满足报警条件，语音提示列车司机，并在道口视频图像中红框标记出检测到行人或物体，司机确认报警信息并解除警报，或不确认报警信息警报警示超过30秒自动解除，未识别出前方道口存在行人或物体，则继续正常显示道口视频图像，不触发报警机制，直至机车到站，一个完整的工作过程结束。
31.本实施例中，司机启动安全防护移动终端后，无需任何其他操作即可正常开启安全防护系统，机车到站前，以上工作流程均正常运行，机车到站后，由司机关闭道口视频安
全防护系统，该防护系统可以为司机提供前方道口实时视频图像以及行人物体检测语音报警，提升了道口事故预警能力，降低了司机因视觉疲劳造成列车事故的风险。

技术特征：
1.一种基于4g网络的机车台道口视频安全防护系统，包括机车台主机、机车台显示终端、电源、安全防护移动终端和云服务器，其特征在于：所述电源为机车台主机及机车台显示终端提供电压，所述机车台显示终端与机车台主机连接，所述机车台主机与安全防护移动终端通过主机内置4g网络连接，所述安全防护移动终端与云服务器通过机车台主机内置4g网络连接；所述机车台显示终端用于司机的操作端设置或查看机车台主机状态信息，机车台主机用于收到安全防护移动终端的查询信息请求后，向安全防护移动终端提供机车的状态信息和运行信息，安全防护移动终端用于将获取到的机车状态信息中的位置信息转发至云服务器，所述云服务器用于经过经纬度计算处理并从数据库内查询道口信息发送至安全防护移动终端，安全防护移动终端收到道口信息后向司机呈现道口视频，若前方道口处识别出障碍物则做出报警提醒，未识别出障碍物则正常工作，不触发报警机制。2.根据权利要求1所述的基于4g网络的机车台道口视频安全防护系统，其特征在于：所述安全防护移动终端是基于window10 64位系统的三防工业级平板电脑，内置道口视频智能软件，包括道口视频实时显示、机车运行详细信息显示、防护系统实时状态显示、当前位置地图实时显示、行人物体检测及语音报警五个功能和设置选项，所述设置选项包括亮度调节、运行信息、维护界面以及关闭退出四个功能子项；云服务器使用spring boot框架开发，并集成了spring data jpa简化持久层的操作，内置云服务器响应软件以及基于mysql的道口信息数据库。3.根据权利要求2所述的基于4g网络的机车台道口视频安全防护系统，其特征在于：所述维护界面包括设置安全防护移动终端的本地ip地址、云服务器ip地址以及4g无线网络名称三个参数。4.一种采用权利要求1所述的基于4g网络的机车台道口视频安全防护系统的实现方法，其特征在于，所述实现方法步骤如下：系统先启动道口视频实时显示功能，从机车台获取到的状态信息转发至云服务器，通过云服务器经纬度计算得到道口信息，若道口视频显示正常后，启动防护系统实时状态显示功能，根据安全防护移动终端与机车台主机、云服务器的通信状态，正常通信时显示为连接正常，反之则显示连接异常并重置道口视频实时显示功能，当防护系统实时状态显示为连接正常时，表明系统初始化完成，开始正常运行，启动机车运行详细信息显示和当前位置地图实时显示两个功能，两个功能正常工作则显示正常，反之显示不正常并重置防护系统实时状态显示功能，道口视频实时显示、防护系统实时状态显示、机车运行详细信息显示、当前位置地图实时显示四项均正常工作时，开启行人物体检测及语音报警功能，保持实时防护，安全防护移动终端收到道口信息后向司机呈现道口视频，通过yolo算法处理道口视频图像，若识别出前方道口处存在障碍物则做出报警提醒，未识别出障碍物则正常工作，不触发报警机制，当道口出现障碍物语音报警后，在道口视频中用醒目的红色方框标出，并语音提示司机，司机立即手动解除报警，或等待30秒后自动解除。5.根据权利要求4所述的基于4g网络的机车台道口视频安全防护系统的实现方法，其特征在于：所述道口视频实时显示步骤如下：1）机车启动前，安全防护移动终端每隔2秒向机车台主机发送建立通信请求，每隔2秒
向云服务器发送建立通信请求；2）机车启动后，安全防护移动终端与机车台主机建立通信成功后，每隔5秒向机车台主机发送状态信息查询请求命令，若安全防护移动终端与机车台主机建立通信失败，则两者周期性尝试建立通信，时间间隔为2秒；3）机车台主机发送机车状态信息至安全防护移动终端，并将该状态信息显示在安全防护移动终端运行的智能软件主界面上，若安全防护移动终端运行的智能软件主界面上显示信息为空，则重新将安全防护移动终端与机车台主机建立通信并查询机车状态信息，直至状态信息显示不为空；4）安全防护移动终端与云服务器建立通信成功后，安全防护移动终端将请求到的状态信息中的位置信息转发至云服务器，查询所需当前道口信息，若安全防护移动终端与云服务器建立通信失败，则两者周期性尝试建立通信，时间间隔为2秒；5）云服务器发送所请求道口信息至安全防护移动终端；6）安全防护移动终端根据用户选择，实时显示道口视频图像。6.根据权利要求4所述的基于4g网络的机车台道口视频安全防护系统的实现方法，其特征在于：所述防护系统实时状态显示步骤如下：1）道口视频实时显示功能正常启动后，安全防护移动终端定时向云服务器发送心跳帧，时间间隔为5秒；2）收到心跳帧应答后，安全防护移动终端显示与云服务器连接状态；3）若发送四帧心跳帧后，仍未收到一帧心跳帧应答，则安全防护移动终端显示与服务器断开连接，并周期性向云服务器发送建立通信请求，时间间隔为2秒；4）安全防护移动终端定时向机车台主机发送机车运行详细信息查询请求命令，时间间隔为5秒，收到应答后，显示与机车台主机保持连接，若发送四次后，未收到一帧应答，则安全防护移动终端显示与机车台主机断开连接，并周期性向机车台发送建立通信请求，时间间隔为2秒；5）安全防护移动终端与机车台主机、云服务器处于连接状态时，将从云服务器获取到的邻近8个道口名称信息依次显示在主界面下方的8个按钮上；6）安全防护移动终端支持手动或自动两种模式，处于手动模式下，需要用户点击主界面下方的按钮选择当前显示的道口视频，无法自动切换，处于自动模式下，自动显示当前所处道口的视频图像，并根据位置实时更新当前道口视频，自动切换。7.根据权利要求4所述的基于4g网络的机车台道口视频安全防护系统的实现方法，其特征在于：所述机车运行详细信息显示步骤如下：1）防护系统实时状态显示功能正常启动后，安全防护移动终端定时向机车台主机发送机车运行详细信息查询请求命令，时间间隔为5秒；2）机车台主机发送机车运行详细信息至安全防护移动终端，并在设置选项中的运行信息列表中显示，主界面仅显示机车号、车次号、运行线路名称以及运行区段；3）若设置选项中的运行信息列表中的机车运行详细信息为空或者为乱码，则重新检查防护系统实时状态。
8.根据权利要求4所述的基于4g网络的机车台道口视频安全防护系统的实现方法，其特征在于：所述当前位置地图实时显示步骤如下：1）防护系统实时状态显示功能正常启动后，安全防护移动终端定时向机车台主机发送状态信息查询请求命令，时间间隔为5秒；2）机车台主机发送机车状态信息至安全防护移动终端；3）安全防护移动终端将查询所得机车状态信息发送至百度地图服务器网页响应程序，实时用红点标出机车当前位置，并将运行过的轨迹用绿色曲线绘制出来；4）若用于显示机车当前位置的红点处于闪烁状态，表示当前位置地图实时显示异常，则重新检查防护系统实时状态。9.根据权利要求4所述的基于4g网络的机车台道口视频安全防护系统的实现方法，其特征在于，所述行人物体检测以及语音报警步骤如下：1）道口视频实时显示、机车运行详细信息显示、防护系统实时状态显示、当前位置地图实时显示四个功能正常启动后，安全防护移动终端根据读取到的道口视频图像，若当前道口出现行人或物体，机车台道口视频安全防护系统通过基于yolo框架的目标检测算法识别并在道口视频图像中红框标出，同时发出语音报警，提示列车司机注意前方危险，其中yolo算法采用一个单独的cnn模型实现end-to-end的目标检测，yolo的cnn网络将输入的图片分割成s
×
s网格，然后每个单元格负责去检测那些中心点落在该格子内的目标；2）经机车司机手动解除报警后，语音报警停止，当运行中的机车持续30秒报警未人为解除报警，也按报警解除处理，进行声光提示。

技术总结
本发明涉及一种基于4G网络的机车台道口视频安全防护系统及实现方法，系统包括安全防护移动终端、云服务器、机车台显示终端、机车台主机、电源，机车台显示终端与机车台主机连接，机车台主机与安全防护移动终端通过主机内置4G网络连接，安全防护移动终端与云服务器通过主机内置4G网络连接；列车运行中，安全防护移动终端显示指定道口的视频图像，并做出行人、动物等物体检测，检测异常后通过语音报警告知司机，同时实时显示当前位置地图信息。该系统实现了一种可视无线行车安全防护系统，对于前方道口情况进行掌握，有利于提前做出判断并做出行车操作，防止因道口异常而造成的相撞等事故。故。故。


技术研发人员：邹华勇 杨佳博 王立东 郑纪锋 陈金新 徐甜 冯卓 丁学文 李福然 刘云虓 赵化磊 黄志刚
受保护的技术使用者：天津七一二移动通信有限公司
技术研发日：2022.02.09
技术公布日：2022/3/8