本發(fā)明涉及車輛安全領(lǐng)域，尤其涉及一種基于人工智能的地鐵管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

地鐵輕軌等軌道交通在城市公共交通方面所占有的比例越來(lái)越大，其安全性對(duì)公共安全的影響所占的位置也日益重要。盡大程度的保證軌道交通的安全運(yùn)營(yíng)，是運(yùn)營(yíng)者必須要做到的。

軌道交通的車輛運(yùn)行在固定的軌道上，在沿軌道延長(zhǎng)線的周邊一定范圍內(nèi)的封閉區(qū)間，是保證列車安全通行的區(qū)域。在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，保證不會(huì)有任何影響列車通行的事物和事件發(fā)生，是列車安全運(yùn)行的基本保證。

為保證列車在運(yùn)營(yíng)中的安全行駛，就需要對(duì)上述區(qū)域內(nèi)的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，目前大量使用的攝像頭和人員巡視的方式。

現(xiàn)有技術(shù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和方法有一定局限性，攝像頭監(jiān)視范圍有限，還不能對(duì)突發(fā)情況進(jìn)行判斷，人員巡視只局限于車輛停止運(yùn)營(yíng)之后的時(shí)間。這就要求檢測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)囕v運(yùn)行的區(qū)間和周邊環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)影響行車輛的任何情況，包括人和物，以及與行車有關(guān)的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等，及時(shí)通知到車輛管理系統(tǒng)。同時(shí)對(duì)異常事件做出判斷，并及時(shí)通知到車輛管理系統(tǒng)。以期在最短時(shí)間內(nèi)車輛能夠采取處理措施，最大限度的保證行車安全。

鑒于上述缺陷，本發(fā)明創(chuàng)作者經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究和實(shí)踐終于獲得了本創(chuàng)作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于人工智能的地鐵管理系統(tǒng)，用以克服上述技術(shù)缺陷。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于人工智能的地鐵管理系統(tǒng)，包括設(shè)置在車輛運(yùn)營(yíng)線路上的移動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置、信號(hào)處理系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、即時(shí)處理系統(tǒng)和報(bào)警裝置；

所述的移動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置包括對(duì)檢測(cè)區(qū)間進(jìn)行信號(hào)采集的模塊和信號(hào)處理模塊，包括圖像信號(hào)采集單元、音頻信號(hào)采集單元、生物信號(hào)采集單元和環(huán)境信號(hào)采集單元，分別對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)間內(nèi)的圖像、音頻、生物信息和環(huán)境信息進(jìn)行采集并傳輸至設(shè)置在移動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置內(nèi)的初級(jí)信號(hào)處理單元中，將采集的信號(hào)轉(zhuǎn)化為既定格式的數(shù)字信號(hào)；

所述的初級(jí)信號(hào)處理單元將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)傳輸至次級(jí)信號(hào)處理單元內(nèi)進(jìn)行處理、過(guò)濾，每一個(gè)移動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置附有一個(gè)次級(jí)信號(hào)處理系統(tǒng)，固定設(shè)于車站或區(qū)間內(nèi)，經(jīng)次級(jí)信號(hào)處理單元處理的信號(hào)上傳至指揮中心內(nèi)；

所述的次級(jí)信號(hào)處理單元還包括一比較單元，其通過(guò)對(duì)在單位時(shí)間t內(nèi)，分別獲取檢測(cè)傳感器獲取的確定的一種傳感器信息；確定兩種傳感器檢測(cè)的信息的比較系數(shù)r；

式中，xi表示在單位時(shí)間t內(nèi)，第一種信號(hào)檢測(cè)器獲取的某一種信號(hào)的一瞬時(shí)檢測(cè)值；yi在單位時(shí)間t內(nèi)，第二種信號(hào)檢測(cè)器獲取的某一種信號(hào)的一瞬時(shí)檢測(cè)值；表示在單位時(shí)間t內(nèi)，第一種信號(hào)檢測(cè)器獲取的某一種信號(hào)的平均值；表示在單位時(shí)間t內(nèi)，第二種信號(hào)檢測(cè)器獲取的某一種信號(hào)的的平均值。

進(jìn)一步地，所述的次級(jí)信號(hào)處理單元還對(duì)車輛密度及電量信息進(jìn)行處理，次級(jí)信號(hào)處理單元獲取各傳感器檢測(cè)信號(hào)值v，車輛密度f(wàn)以及供電電量t，以及檢測(cè)的地鐵速度w及相鄰列車的間距d；并通過(guò)下述公式(2)進(jìn)行判定；

公式(2)中，f表示實(shí)時(shí)測(cè)定的相關(guān)系數(shù)；vi表示在單位時(shí)間t0內(nèi)實(shí)時(shí)測(cè)定的某一傳感器檢測(cè)信號(hào)值；表示在單位時(shí)間t0內(nèi)實(shí)時(shí)測(cè)定的某一傳感器的測(cè)信號(hào)平均值；fi/ti表示在單位時(shí)間t0內(nèi)實(shí)時(shí)測(cè)定的車輛密度f(wàn)與供電電量t的比值；表示在單位時(shí)間t0內(nèi)實(shí)時(shí)測(cè)定的車輛密度f(wàn)與供電電量t的比值的平均值；di/wi表示在單位時(shí)間t0內(nèi)實(shí)時(shí)測(cè)定的相鄰列車的間距d與地鐵速度w的比值；表示在單位時(shí)間t0內(nèi)實(shí)時(shí)測(cè)定的相鄰列車的間距d與地鐵速度w的比值的平均值。

進(jìn)一步地，所述移動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置上設(shè)置有多種檢測(cè)傳感器，分別對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)間內(nèi)的圖像、音頻、生物信息和環(huán)境信息進(jìn)行采集；包括ccd相機(jī)、聲音傳感器、濕度和溫度傳感器、氣敏傳感器和位置傳感器，為了保證檢測(cè)的精度，各種傳感器均成組設(shè)置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明的基于人工智能的地鐵管理系統(tǒng)及方法，在移動(dòng)過(guò)程中對(duì)運(yùn)營(yíng)軌道的各種潛在因素進(jìn)行監(jiān)測(cè)、排查，包括車輛運(yùn)行的區(qū)間和周邊環(huán)境，及時(shí)完成對(duì)運(yùn)營(yíng)軌道的清理及維護(hù)；整個(gè)運(yùn)營(yíng)軌道的監(jiān)測(cè)機(jī)動(dòng)、全面。

在本發(fā)明中，通過(guò)將車輛密度、供電量、車輛間距和車輛速度等綜合因素進(jìn)行考慮，利用特有的判定公式，判定軌道系統(tǒng)整體的相關(guān)系數(shù)f，判定地鐵的環(huán)境因素的大小。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的基于人工智能的地鐵管理系統(tǒng)的功能框圖；

圖2為本發(fā)明的移動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置的功能框圖；

圖3為本發(fā)明的基于人工智能的地鐵管理系統(tǒng)的功能框圖；

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說(shuō)明。

請(qǐng)參閱圖1所示，其為本發(fā)明的基于人工智能的地鐵管理系統(tǒng)的功能框圖，該系統(tǒng)包括設(shè)置在車輛運(yùn)營(yíng)線路上的移動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置、信號(hào)處理系統(tǒng)3、供電系統(tǒng)6、即時(shí)處理系統(tǒng)4和報(bào)警裝置5。

其中，所述的移動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置根據(jù)運(yùn)營(yíng)線路的距離、信號(hào)處理的復(fù)雜程度、監(jiān)測(cè)區(qū)間復(fù)雜程度可設(shè)置第一移動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置1、第n移動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，滿足運(yùn)營(yíng)線路的監(jiān)測(cè)需求。

請(qǐng)參閱圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例的移動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置包括對(duì)檢測(cè)區(qū)間進(jìn)行信號(hào)采集的模塊和信號(hào)處理模塊，包括圖像信號(hào)采集單元11、音頻信號(hào)采集單元12、生物信號(hào)采集單元13和環(huán)境信號(hào)采集單元14，分別對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)間內(nèi)的圖像、音頻、生物信息和環(huán)境信息進(jìn)行采集并傳輸至設(shè)置在移動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置內(nèi)的初級(jí)信號(hào)處理單元15中，將采集的信號(hào)轉(zhuǎn)化為既定格式的數(shù)字信號(hào)。

所述的初級(jí)信號(hào)處理單元15件轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)傳輸至次級(jí)信號(hào)處理單元16內(nèi)進(jìn)行處理、過(guò)濾，每一個(gè)移動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置附有一個(gè)次級(jí)信號(hào)處理系統(tǒng)，固定設(shè)于車站或區(qū)間內(nèi)。經(jīng)次級(jí)信號(hào)處理單元16處理的信號(hào)上傳至指揮中心內(nèi)，對(duì)各個(gè)移動(dòng)檢測(cè)裝置的信號(hào)進(jìn)行匯總，并對(duì)異常情況做出處理。

本發(fā)明實(shí)施例的移動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置在每次車輛運(yùn)行之前，對(duì)車輛運(yùn)行軌道完成完整的移動(dòng)監(jiān)測(cè)過(guò)程；當(dāng)車輛在站臺(tái)停止時(shí)，移動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置已經(jīng)完成對(duì)該站臺(tái)的檢測(cè)；當(dāng)車輛出發(fā)向前一站臺(tái)運(yùn)行時(shí)，停留在該站臺(tái)的移動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置反向運(yùn)行，開(kāi)始下一周期的移動(dòng)監(jiān)測(cè)過(guò)程。

車輛密度的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量值為運(yùn)營(yíng)線路上的相鄰兩站臺(tái)之間相鄰兩車的時(shí)間間隔t,預(yù)設(shè)時(shí)間t1和t2,并且，滿足t1>t2；當(dāng)t>t1時(shí)，表示運(yùn)營(yíng)線路處于停歇時(shí)間，此時(shí)，移動(dòng)監(jiān)控裝置處于自檢過(guò)程中，停止在軌道上運(yùn)行，僅在?？奎c(diǎn)的信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)間內(nèi)的圖像、音頻、生物信息和環(huán)境信息進(jìn)行采集。

在本發(fā)明實(shí)施例中，在移動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置上設(shè)置有多種檢測(cè)傳感器，分別對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)間內(nèi)的圖像、音頻、生物信息和環(huán)境信息進(jìn)行采集；包括ccd相機(jī)、聲音傳感器、濕度和溫度傳感器、氣敏傳感器和位置傳感器，為了保證檢測(cè)的精度，各種傳感器均成組設(shè)置。

本發(fā)明的所述的次級(jí)信號(hào)處理單元16還包括一比較單元，其通過(guò)對(duì)在單位時(shí)間t內(nèi)，分別獲取檢測(cè)傳感器獲取的確定的一種傳感器信息；確定兩種傳感器檢測(cè)的信息的比較系數(shù)r。

式中，xi表示在單位時(shí)間t內(nèi)，第一種信號(hào)檢測(cè)器獲取的某一種信號(hào)的一瞬時(shí)檢測(cè)值；yi在單位時(shí)間t內(nèi)，第二種信號(hào)檢測(cè)器獲取的某一種信號(hào)的一瞬時(shí)檢測(cè)值；表示在單位時(shí)間t內(nèi)，第一種信號(hào)檢測(cè)器獲取的某一種信號(hào)的平均值；表示在單位時(shí)間t內(nèi)，第二種信號(hào)檢測(cè)器獲取的某一種信號(hào)的的平均值。

其中，在上述公式(1)中檢測(cè)的參數(shù)可以為電流值、電壓值、功率值；當(dāng)比較系數(shù)r>0.9時(shí)，則認(rèn)為第一種信號(hào)和第二種信號(hào)的檢測(cè)值差異不大，地體系統(tǒng)內(nèi)的環(huán)境較好；當(dāng)比較系數(shù)r<0.9時(shí)，則認(rèn)為第一種信號(hào)和第二種信號(hào)的檢測(cè)值差異較大，地體系統(tǒng)內(nèi)的環(huán)境較差，需要排查。

本發(fā)明的所述的次級(jí)信號(hào)處理單元16還對(duì)車輛密度及電量信息進(jìn)行處理，次級(jí)信號(hào)處理單元16獲取各傳感器檢測(cè)信號(hào)值v，車輛密度f(wàn)以及供電電量t，以及檢測(cè)的地鐵速度w及相鄰列車的間距d；并通過(guò)下述公式(2)進(jìn)行判定。

公式(2)中，f表示實(shí)時(shí)測(cè)定的相關(guān)系數(shù)；vi表示在單位時(shí)間t0內(nèi)實(shí)時(shí)測(cè)定的某一傳感器檢測(cè)信號(hào)值；表示在單位時(shí)間t0內(nèi)實(shí)時(shí)測(cè)定的某一傳感器的測(cè)信號(hào)平均值；fi/ti表示在單位時(shí)間t0內(nèi)實(shí)時(shí)測(cè)定的車輛密度f(wàn)與供電電量t的比值；表示在單位時(shí)間t0內(nèi)實(shí)時(shí)測(cè)定的車輛密度f(wàn)與供電電量t的比值的平均值；di/wi表示在單位時(shí)間t0內(nèi)實(shí)時(shí)測(cè)定的相鄰列車的間距d與地鐵速度w的比值；表示在單位時(shí)間t0內(nèi)實(shí)時(shí)測(cè)定的相鄰列車的間距d與地鐵速度w的比值的平均值。

在本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)將車輛密度、供電量、車輛間距和車輛速度等綜合因素進(jìn)行考慮，利用特有的判定公式，判定軌道系統(tǒng)整體的相關(guān)系數(shù)f，判定地鐵的環(huán)境因素的大小。

所述的供電系統(tǒng)6由不間斷電源供電滑道等組成，與次級(jí)信號(hào)處理系統(tǒng)設(shè)于相同位置，用于為系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備設(shè)施提供動(dòng)力能源。

所述的即時(shí)處理系統(tǒng)4，對(duì)監(jiān)測(cè)到異常情況，在可處理范圍內(nèi)時(shí)，由設(shè)置在行走系統(tǒng)上的機(jī)械手臂等設(shè)施，進(jìn)行即時(shí)處理。用以保證以最快的速度排除影響行車的異常情況。

在本發(fā)明實(shí)施例中，機(jī)械手臂設(shè)置在行走系統(tǒng)上，并且依靠行走系統(tǒng)與指揮中心的數(shù)據(jù)交互，獲取實(shí)時(shí)的故障處理信息；在機(jī)械手臂將故障處理完成后，向指揮中心發(fā)送反饋，指揮中心控制移動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置二次監(jiān)測(cè)，直到故障排除。

所述的報(bào)警系統(tǒng)5，包括采用聲光等措施，異常情況發(fā)生時(shí)，在通過(guò)運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)的同時(shí)，直接向列車發(fā)出警示，以便最快的速度采取措施，避免險(xiǎn)情。

上述詳細(xì)說(shuō)明是針對(duì)本發(fā)明其中之一可行實(shí)施例的具體說(shuō)明，該實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明的專利范圍，凡未脫離本發(fā)明所為的等效實(shí)施或變更，均應(yīng)包含于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。