视频图像处理技术在保障机车调车作业安全方面的研究与实践

视频图像处理技术在保障机车调车作业安全方面的研究与实践

陈延斌 ,史俊 ,宋伦阳

中国石油兰州石化公司化工储运中心铁路运输车间

摘要：兰州石化公司是我国西部地区的大型炼油企业，我部主要负责原油、石油、成品油等化工产品的调和、运输、输转储存。机车调车作业主要运用于铁路运输，也是原油、石油、成品油等化工产品的重要运输工具和运输方式。化工产品本身具有与安全有一定关联的特殊性质，鉴于机车调车作业的基本特点，保障机车调车作业的安全成为原油、石油、成品油等化工产品运输过程中的重要关注对象。基于机车调车作业安全的考虑，利用视频图像处理技术来保障机车调车作业的安全，可以使化工产品的储存运送过程更加稳妥。

关键词：图像处理；机车调车；保障安全作业

引言：在化工产品通过铁路的储运过程中，原本在车站配有输送计划的列车到达、出发、通过除外，其余机车车辆进行的有目的移动称为调车。而视频图像处理技术主要有智能分析处理技术、视频透雾增透技术、数字动态宽度动向计算、超分辨率重建技术。视频图像处理技术在机车调车作业中的运用主要是利用视频图像处理技术形成调车信号识别系统以及调车作业视频监控系统，使机车调车进入可视、可预警判断的作业状态，有效的改善了机车调车作业安全事故频发，保证了机车调车作业的安全，提高了机车调车作业的效率。

一、视频图像处理技术在机车调车作业中的运用---视频监控系统

（一）机车调车作业的监控系统

机车作业区一般采用无线网络组建视频监控系统，在调车员工作区间配备相应的无线移动视频监控摄像机器，实时跟进调车作业人员与调车车辆的工作进度。并且监控系统通常是联网设置，调车员可以在需要的时候调取需要的视相来开展相关的工作。机车调车作业的监控系统配备的摄像机也可以安装在调车机车的前后端，可以详细并且专一的记录机车调车作业过程中的工作动态以及外界环境的路况、相对距离等。调车机车上也可以安装视屏显示终端设备，监控系统实时记录的图像信息可以给调车员提供可靠的参考数据。同时，监控系统还可以配备流媒体播放器和大屏幕显示器，在调车作业进行过程中，通过流媒体服务器将所有调车机车监控获得的图像信息放映到大屏幕监视器中，使得机车调车作业的相关管理人员能够实时监控调车作业的进度、效率等工作情况。

（二）机车调车作业监控系统的组成部分

机车调车作业监控系统主要有摄像、传输、控制、显示、记录这五项工作。

机车调车作业监控系统的摄像部分主要由安装在机车周身的摄像头来实行，通常分为固定摄像头和无线监控摄像头，固定摄像头通常选用受外界光线影响较小高清摄像头，在光线充足的白天和没有光照的夜晚都能进行摄像工作并取得清晰的成像。

机车调车作业监控系统的传输主要依靠局部区域专用无线网络进行。无线网络通过射频进行无线连接，作业对象在无线网络覆盖区域内可以自由移动，并且也能够进行正常、稳定的信号传输。

机车调车作业监控系统的控制主要通过流媒体服务器来实现。流媒体服务器可以将各个区域的监控摄像头获取的图像信息进行信息整合处理，通过无线网络传输到流媒体管理服务器中，使参与机车调车的工作人员实施掌控调车作业的相关情况。

机车调车作业监控系统的显示主要是指将监控系统拍摄的影响通过无线网络的数据解码放映到监视器中进行查看，并且监控人员可以采用触控的方式将监控屏幕进行放大或缩小的操作来显示需要的图像信息。

机车调车作业监控系统的记录功能是指监控系统可以储存并且管理监控设备传输的监控信息，并且可以选择回放、查询等操作。

（三）机车调车作业监控系统在机车调车安全作业中的存在意义

机车调车作业是一项重要、复杂并且涉及内容十分广泛的工作。调车作业的场所和工作面比较复杂，从机车调车到发车，再到相关的货物运行路线、专用运输路线，甚至是从车站内到车站外，从牵出线到驼峰，其中运行的路线都是十分复杂且数量偏多的。调车作业的组织也是比较复杂的，其中参与调度的作业人员所包含的工种繁多，所以调车作业的进行需要多方面的协调与指挥。通过调车机车作业的监控系统，能够帮助我们实行调车机车作业的协调管理，实时关注调车周围的实际情况，能够更加准确的预留机车停留位置，以此确保调车作业的安全进行。在机车进行调车作业的同时，调车操作人员也可以根据监控系统显示的图像准确判断行经线路中是否有正在进行作业的车辆或人员，增强调车相关作业人员的安全保障。

二、视频图像处理技术在机车调车作业中的运用---调车信号识别系统

（一）调车信号识别系统

调车信号识别系统主要采用图像处理技术中心的智能分析技术对调车机车作业行进过程中的车况环境进行自动处理和检测，以此判断机车行进路线、铁轨道路的状态，并通过信号灯的形式显示出来，同时也对沿途路线中的信号灯进行准确的识别。

（二）机车调车作业信号识别系统的运用

机车调车的摄像设备采集图像信息，除了受到光线的影响外，还会受到其他一些自然环境的制约。比如大雾和尘埃，除了对成像效果产生影响以外，还会影响摄像设备的有效拍摄距离。而调车信号检测系统可以对视频成像的雾化进行简单处理，从而更加真实的回复监控录像所拍摄的实景。

信号识别系统可以进行信号灯的检测。调车信号灯通常设置的有固定颜色的显示模式，对识别到的不同颜色进行分析和判断。信号设别系统对于重点颜色区域的面积、形状、纹路进行推算，从而判断出目标区域和非目标区域，以此确认出信号灯的显示位置，有效的避免了误判信号或遗漏信号的情况发生。

信号识别系统还可以利用图像处理技术中的动态计算来计算动向距离。根据对象机车的移动速度，将识别到的机车轨道物化成无线延生的弧线，再讲平面弧线切割成三角形，利用三角函数的公式来进行距离计算。

（三）机车调车作业信号识别系统在机车调车安全作业中的运用意义

信号识别在机车运行过程中是一项至关重要的工作。因为机车运行过程的速度以及机车设备的装置对机车操作人员的视线形成制约，而机车调车也有无法准时准确接收网络信息的弊端，所以个别时候需要操作人员进行主管的信号识别与判断，这对机车调车作业的安全保障是一项严峻的考验。许多调车作业的挤岔事故都来自于信号判别错误，人工识别信号在调车机车作业中存在严重的安全隐患。

信号识别系统帮助调车机车作业人员进行路线行进过程中的信号识别，减少调车机车作业人员的操作失误，巩固了调车机车操作人员的心理防线，使机车调车运输过程中更加稳定、可靠。

机车调车作业中的信号识别系统有效的结合了视频图像处理技术，使调车机车运行处于在控制范围之内的理想运行状态，能够较大程度上的避免机车调车作业中的安全事故突发，使机控模式渗入调车机车作业运行过程中，为调车机车作业增添了一道安全防护保障。

结束语：铁路运输是化工产品储运中心的重要运输方式，机车调车作业是我们不可忽视的一项重要工作。调车作业对机车周转、运输效率、运营成本都会产生一定的影响，保证机车调车作业的安全在一定程度上节约了运输支出，保证了正常运作节点，能够有效的帮助我们完成运输任务。将视频图像处理技术实际运用到机车调车作业的安全保障工作中，使机车运行状态在监控可视的范围中，提高了机车调车作业的安全系数，为公司运输生产提供了坚实的保证，也为机车调车工作人员提供了必要的人身安全保障。将视频图像处理技术投入到机车调车作业中保障安全，是具有实践和发展意义的工作。

参考文献：

[1]王予见. 图像处理技术在调车作业安全防护中的应用研究[D]. 兰州交通大学.

[2]何港. 图像识别技术在调车安全中的运用[J]. 铁道机车与动车, 2013(7):3.

[3]房辉. “可视化”调车技术在装车站的实施与应用[J]. 铁道货运, 2015, 33(4):3.