鐳神智能|軌道異物侵限智能監(jiān)測方案，有效保障軌道行車安全

上一篇文章中，我們淺談了D2809次列車事故引發(fā)的汛期鐵路安全思考和鐵路隱患預防的重要性。

思考過后，綜合軌道交通存在的隱患問題，提供怎樣的解決方案，是今天的主要內(nèi)容。

當前軌道環(huán)境存在以下問題：

公路跨鐵路地段、公路與鐵路并行緊鄰地段、施工路段附近、鐵路正線以及山區(qū)中常有可能發(fā)生坍塌落石和泥石流等情況。

隧道是交通事故多發(fā)的路段之一，受制于地理條件限制，隧道內(nèi)彎道多、彎道大、彎道急，燈光條件有限的情況下，當遇到落石情況時，極大影響行車安全。

軌道中突發(fā)闖入的人、動物等異物侵限情況時有發(fā)生。

高鐵站內(nèi)鋼架結(jié)構(gòu)的風雨棚，在長期運行、使用過程中，歷經(jīng)季節(jié)氣候變化，尤其是近些年強風、強降雨等極端氣候?qū)覍翌l發(fā)，其鋼架結(jié)構(gòu)難免出現(xiàn)各種變形、損傷，成為了行車和旅客安全的重大隱患。

以上情況具有突發(fā)性、無規(guī)律性和不可預測性。

為了解決上述隱患，基于3D激光雷達實時探測技術(shù)，鐳神智能自主研發(fā)軌道交通異物侵限智能監(jiān)測系統(tǒng)，從硬件到算法提供整體解決方案，依據(jù)需求分別有定點式安裝和車載式安裝兩種方案，具有快速響應(yīng)、精準識別異物、穩(wěn)定可靠等工作特點。

定點式方案

激光雷達軌道異物侵限智能監(jiān)測定點式方案，采用3D激光雷達，安裝于軌道異物侵限多發(fā)地段、隧道、易塌方山體及月臺周邊，全天時智能監(jiān)測，及時對軌道異物入侵進行預警。

定點監(jiān)測軌道侵限情況

同時，也能轉(zhuǎn)換監(jiān)控視場，針對易滑坡山體，進行泥石流等突發(fā)災害的實時監(jiān)測預警。

定點監(jiān)測易塌方路段的山體情況

定點式的軌道異物侵限智能監(jiān)測方案，具有120°×25°的超廣視場角，通過組合安裝方法，可全方位無死角覆蓋特殊路段，做到監(jiān)測無盲區(qū)。

對于20×20cm的小物體，即使在200米的探測距離，激光雷達依舊有效感知，分辨率可達至0.03°×0.05°，呈現(xiàn)5~6個穩(wěn)定的點云像素點，清晰準確識別異物。

小物體的有效感知

根據(jù)路側(cè)監(jiān)測的需求，鐳神智能激光雷達可實時監(jiān)控軌道意外情況的發(fā)生，真正做到快速響應(yīng)。

如果說定點式方案是在已知隱患路段進行多地多點的監(jiān)測預防 ，那車載式方案則是基于更無法預測到的險情進行的第二道防線布置。

車載式方案

鐳神智能車載式方案所用激光雷達擁有905nm及1550nm兩種光源配置可選。均采用車規(guī)標準設(shè)計，且在尺寸、功耗、功能安全、成本等進行了全面整合優(yōu)化，通過一系列嚴苛測試，上車應(yīng)用具有現(xiàn)實意義。

905nm激光雷達

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1550nm光纖車規(guī)混合固態(tài)激光雷達

此次車載式方案需要特別介紹的是，以鐳神智能自研自產(chǎn)的1550nm光纖激光器做光源的混合固態(tài)激光雷達，它抗光強度高，不受自然光以及高亮度的對射光影響，探測更穩(wěn)定、探測距離更遠，對小物體的探測能力更優(yōu)秀。

車載式方案通過安裝在車頭表面的激光雷達，無接觸式實時探測前方道路情況，精準抓取入侵軌道的異物，有效識別人、動物、車輛、滾石、落物等不同目標屬性，并輸出距離、3D輪廓等信息。

車端軌道異物侵限智能監(jiān)測系統(tǒng)

系統(tǒng)搭載了慣性測量單元（IMU），即使在信號衰減的隧道內(nèi)，也不會影響列車前方環(huán)境的三維建模和列車行駛的實時定位。

地鐵實測效果

一旦監(jiān)測異常數(shù)據(jù)，算法單位將會啟動信息分發(fā)傳輸模塊，將設(shè)置監(jiān)控范圍內(nèi)有異常的目標告警信息及時提醒司機制動或其他上報處理。

點云效果

1550nm光纖車規(guī)混合固態(tài)激光雷達，探測距離1.5m~300m(250m@10%)，探測精度±3cm，幀率10~20FPS，漏報率極低，給予列車司機或交通大后臺更多的安全冗余時間。

由于不同列車的速度不同，車端激光雷達的探測距離與刷新頻率自然也需要匹配不同車進行方案定制。

根據(jù)以下高鐵、動車、貨車、輕軌的時速，可得知不同列車的運行狀態(tài)是不一樣的。

高鐵的最高速度是300km/h~350km/h

動車的最高速度是200km/h~250km/h

火車的最高速度是120km/h、140km/h和160km/h

輕軌的最高速度是80km/h或者100km/h

由于高鐵的運行速度最快，為了提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，對激光雷達的探測距離和探測幀率要求最高。為此，在探測過程無玻璃隔擋的前提下，鐳神智能可根據(jù)不同列車需求定制公里級探測量程的激光雷達。

當前，鐳神智能激光雷達軌道異物侵限智能監(jiān)測方案，已成功在北京、深圳、蘇州等城市落地應(yīng)用，有效提高了軌道運行安全系數(shù)。

而未來，鐳神智能也希望助力更多城市的軌道應(yīng)用，減少軌道事故的發(fā)生。