基于隧道監控視頻的列車通過探測方法研究

胡開麟 HU Kai-lin；李家平 LI Jia-ping；張明 ZHANG Ming

（①上海勘察設計研究院（集團）有限公司，上海 200438；②上海地鐵監護管理有限公司，上海 200070）

0 引言

隨著我國社會經濟的發展及城市化進程不斷推進，城市軌道交通成為不可或缺的部分，其中地下隧道交通即地鐵是軌道交通中最重要的組成部分。截至2022 年6 月，已經有45 個城市擁有地鐵系統。地鐵作為人們日常出行非常重要的交通工具，列車是否正常通過隧道及列車通過隧道的具體時間無論對于地鐵運營公司、交通監管系統還是用戶，都是非常重要的。

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判斷列車是否通過隧道某處，可以幫助監控列車的運行情況，及時發現可能發生的意外情況，從而有效地提高列車的安全性。此外，監測其通過也可以更好地了解列車的通過時間段，一方面可以對列車通過時間進行分析，從而提高列車調度系統運行效率，另一方面可以將信息處理結果提供給用戶，便捷居民生活，進一步提高居民軌道交通出行智能程度。

目前主流的隧道列車通過監測技術分為接觸式和非接觸式監測。

接觸式監測，如安裝軌道電路或給列車安裝電子標簽并通過地面探測設備識別[1]，前者是指通過在軌道上安裝監測電路來監測列車是否通過，并將數據傳回控制系統網絡；后者是在前者基礎上同時給列車安裝電子標簽，相較于前者提高了通過監測的準確度。然而這兩種方法都需要對軌道或列車進行直接的接觸式改造，施工較為困難，改造后還需要反復確認安全性，且由于各個車站大小不一，如果需要獲得列車的更精確位置信息，則需要安裝更多監測設備，成本較高。

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列車通過檢測的非接觸式探測技術，目前有視頻圖像處理的探測技術，如使用視頻圖像處理的方式進行列車通過探測，對采集到的圖像進行軌道分析和光流分析[2]（由James J. Gibson 于20 世紀40 年代首先提出），識別出有運動物體通過軌道處，該種方法僅通過隧道監控視頻的圖像處理得到是否有列車通過，從灰度值入手，進行了列車通過的探測。又如冷文俊，牛曉慧，劉志翔，韓佳容等人提出的專利中提到一種列車智能檢測系統的裝置方法[3]，通過模擬軌道交通的各種障礙物和同