打开文本图片集

摘要：从防夹系统研发入手，将计算机技术与地铁屏蔽门控制进行结合，采用图像处理的方式对地铁屏蔽门周围环境安全进行判断，同时将结果与屏蔽门就地控制系统进行联动，降低屏蔽门夹人夹物概率，提高地铁运营安全。

关键词：列车屏蔽门  屏蔽门异物检测  屏蔽门图像处理

一、背景

地铁站台一般为直线形，但受地形、地质、水文等条件影响，部分城市的地铁站台被设计成曲线形，如上海、重庆的部分地铁车站。由于地铁站台的位置、布局设计不同，因此对检测地铁站台门与列车门间是否存在异物的方法也不同。目前，除了人工检测（即通过在列车头瞭望列车尾处灯带的完整性，判断站台门与列车门间是否存在异物）外，还有自动检测异物的方法，其大致可分为物理检测和自动防夹 2 种类型。物理防夹主要包括防夹挡板和防爬板等。而自动防夹包括红外光幕防夹技术，激光雷达防夹技术等。但是以上方法均存在检测精度小，误报率高等问题。为了提升屏蔽门防夹系统的稳定性和精度，应寻找更加精确的方法。

二、整体方案设计

我们的研究内容是实现屏蔽门的防夹人夹物的功能，以及实现列车和屏蔽门之间的关联关系。如今地铁系统中已有的防夹措施各有优势，但是各类夹人夹物事故的出现反映了此类问题依然没有完全解决，屏蔽门的防夹存在进步改善的空间。现在部分的地铁屏蔽门依然是人工的检查，首先确认屏蔽门是否关闭，是否夹到杂物，再反馈到控制室启动地铁。这种方法效率低下，且人视存在视觉盲区，同时需要一定的反应时间；部分地铁站采用屏蔽门统一操控检测的方式，对屏蔽门是否存在异物进行相应的检测，一定程度上解决屏蔽门夹人夹物的现象，但检测精度过低，覆盖范围过小。所以本项目预计从防夹系统研发入手，将计算机技术与地铁屏蔽门控制进行结合，采用图像处理的方式对地铁屏蔽门周围环境进行判断，同时将结果与屏蔽门就地控制系统进行联动，降低屏蔽门夹人夹物概率，提高地铁运营安全。

利用图像处理的技术进行屏蔽门防夹系统的研究，本质上是机器视觉方面的研究。采用视频处理的方法，能够实时判断列车车门和站台屏蔽门之间是否存在异物，并作出智能化的判断和决策，以保障列车安全节能运行及乘客的安全。主要利用：视觉传感器、PLC控制器、以及信号交换机，所述视觉传感器和信号交换机均与PLC控制器连接，由其控制检测和信号发送交换;所述中央控制单元，包括信号交换机、中央控制器、以及地铁屏蔽门和列车门控制器。现阶段监控摄像的普及，为项目实现提供了现实依据；计算机技术的日益更新，为构建高效实时的检测系统提供了技术支撑。图像匹配技术是一种图像处理的方法，基于图像差值的最小匹配位置。在远焦光学中。相机的平移和旋转仅仅带来被测图像的偏移。利用这个特点可以对视觉传感器中固定目标的的特征量进行匹配，以获得视觉传感器因为外因造成的旋转和偏移。从而对特征光源应该出现的位置进行补偿，也就是整个系统允许振动造成微位移的原理。

三、方案设计

项目技术路线大致描述为：首先利用摄像机采集列车头 / 尾处端门外的屏蔽门周围环境的监控视频数据，然后将视频截取成图片，通过对图片进行预处理，按照公式（3.1）进行二值化：

获取图片内的异物图像，设置程序，然后利用机器视觉的方法检测其原始图像内是否存在异物，最终自动判断地铁站台门与列车门间有无异物存在，如果有异物就对系统发出警报。其次利用红外激光图像视觉红外线探测器（图一、图二）的位置在车门和屏蔽门间隙的左右两侧。列车车门和站台屏蔽门完全关闭后，设置在两侧的红外线光幕探测仪会自动发射出红外线，形成一道光幕屏障，如果两扇门之间夹有异物阻断光幕，探测仪会在第一时间发出警报。如果没有物体阻断光幕，接收器能够接收到发射光的信号则表示正常，可以发车。

四、图像处理的优点

利用图像匹配技术检测更可靠，降低了设备对准的要求。无论在安装时，还是在使用时都不需要严格的对准要求。系统通过视觉计算自动补偿特征光出现位置的偏差。采用约定时域0、1调制的光强信号。排除背景干扰。降低偶发干扰的概率，并能自检光源失效状态。采用与特征光匹配的窄带滤波技术，排除90%环境光干扰，采用偏振技术排除车体反射光的干扰，可以很快完成对于屏蔽门与车门之间异物的检测。

参考文献

[1]广州天赋人财光电科技有限公司. 基于机器视觉的屏蔽门和列车门防夹超限监控系统及方法：CN201410331163.8[P]. 2016-02-10.

[2]张长兵，蔺聪聪. 地铁屏蔽门防夹的分析及处理[J]. 城市建设理论研究（电子版），2016（11）：1533-1533.

[3]黎卓虹. 屏蔽门防夹人激光探测装置安装方案探讨[J]. 中国高新技术企业， 2009（19）：2.

[3]杨鹏宇. 两种地铁屏蔽门防夹人措施的对比浅析[J]. 科技展望， 2016， 000（019）：132-133.