基于隧道监控视频的列车通过探测方法研究

胡开麟 HU Kai-lin；李家平 LI Jia-ping；张明 ZHANG Ming

（①上海勘察设计研究院（集团）有限公司，上海 200438；②上海地铁监护管理有限公司，上海 200070）

0 引言

随着我国社会经济的发展及城市化进程不断推进，城市轨道交通成为不可或缺的部分，其中地下隧道交通即地铁是轨道交通中最重要的组成部分。截至2022 年6 月，已经有45 个城市拥有地铁系统。地铁作为人们日常出行非常重要的交通工具，列车是否正常通过隧道及列车通过隧道的具体时间无论对于地铁运营公司、交通监管系统还是用户，都是非常重要的。

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判断列车是否通过隧道某处，可以帮助监控列车的运行情况，及时发现可能发生的意外情况，从而有效地提高列车的安全性。此外，监测其通过也可以更好地了解列车的通过时间段，一方面可以对列车通过时间进行分析，从而提高列车调度系统运行效率，另一方面可以将信息处理结果提供给用户，便捷居民生活，进一步提高居民轨道交通出行智能程度。

目前主流的隧道列车通过监测技术分为接触式和非接触式监测。

接触式监测，如安装轨道电路或给列车安装电子标签并通过地面探测设备识别[1]，前者是指通过在轨道上安装监测电路来监测列车是否通过，并将数据传回控制系统网络；后者是在前者基础上同时给列车安装电子标签，相较于前者提高了通过监测的准确度。然而这两种方法都需要对轨道或列车进行直接的接触式改造，施工较为困难，改造后还需要反复确认安全性，且由于各个车站大小不一，如果需要获得列车的更精确位置信息，则需要安装更多监测设备，成本较高。

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列车通过检测的非接触式探测技术，目前有视频图像处理的探测技术，如使用视频图像处理的方式进行列车通过探测，对采集到的图像进行轨道分析和光流分析[2]（由James J. Gibson 于20 世纪40 年代首先提出），识别出有运动物体通过轨道处，该种方法仅通过隧道监控视频的图像处理得到是否有列车通过，从灰度值入手，进行了列车通过的探测。又如冷文俊，牛晓慧，刘志翔，韩佳容等人提出的专利中提到一种列车智能检测系统的装置方法[3]，通过模拟轨道交通的各种障碍物和同