（南京地铁运营有限责任公司）
摘要：地铁的屏蔽门与列车之间一般存在10cm～30cm的缝隙，特别是曲线站台，此间隙会更大，为保证安全，开车前司机都要检测120多米的缝隙中是否有夹人夹物。目前地下站直线站台采用司机从车头瞭望车尾处灯带的完整性来判断车门与屏蔽门之间是否存在异物；曲线站台则由多个站务人员人工确认多个滑动门处隙缝状态，通过对讲机、手势通知司机人工检测结果。由于地铁站台工作人员有限，无法全面的观察曲线站屏蔽门与列车之间是否存在夹人夹物，给运营带来了很大的运营风险。
关键词：1视频防夹；2垂直探测；3横向探测；4门头侦测
一、屏蔽门防夹系统研究背景和目的
国内地铁目前主要有三种方式来消除曲线站屏蔽门与列车之间异物检测：红外电眼系统、激光或光栅系统、基于视频的地铁异物检测系统（视频防夹系统）。 具体各系统之间的优劣比较如下：
通过以上对比，可以清楚地发现视频识别有巨大的性能优势。从原理上讲红外光幕和激光对射都是线检测，是通过点对点的发送接收来检测异物，只能检测一条线的状态；视频识别是面检测，可以对视界内做全部检测。当然，通过增加多个检测点也可以接近面检测，但设备的复杂性将大大增加与可靠性将大大下降，在实践中，一般采用3~5个检测线，能检测的比例小于30%，只能安装在最有可能出现异物的门下方位置，而视频识别可以做到全部100%识别。更进一步地讲，红外和激光对射的安装都需要超限界，而且是只能检测对射区间内的异物；而视频识别可以在不超限界的前提下全范围内检测。在抗干扰方面，红外和激光对射都是开关量模式：有遮挡、或者没有遮挡，当遇到灰尘、蚊虫等的干扰时，从原理上无解决方案；而视频识别获得的是视频信息，可以通过调整识别算法减少错误率。另外对射模式容易造成偏移而误报。因此从上述三种防夹检测方式的运用、成本核算、优缺点可以发现，目前电眼系统方式和激光光栅方式在地铁线路已经成熟运用，而视频防夹系统属于新的防夹检测方式，现也在试验阶段，下面将对视频识别防夹方式进行研究。
二、屏蔽门视频防夹系统设计
屏蔽门视频防夹系统基于机器视觉技术，针对屏蔽门关闭锁紧后有异物入侵至监控区域（屏蔽门与列车之间）的危险情况进行动态图像识别并实时报警。目前有视频探测主要有横向照射和垂直照射两种方式，不同视频角度探测效果比较如下表所示。
（1）横向视频探测方式
屏蔽门视频防夹系统是利用视频图像处理技术来检测屏蔽门端头和端尾的灯带两种颜色（白和黄）是否完整，进而间接判断120~200 米长立体空隙中是否存在异物，整体效果如图1 所示。
图1 直线站台视频检测区域（白色部分）示意图
站台间隙探测系统通过标记摄像机实时检测是否有列车进站，当列车进站，检测程序启动，实时检测单侧摄像机画面划定的间隙位置，判断是否有人、包等异物存在。根据监测结果，给出有无异物被夹信号。可在安装调试阶段，获得站台间隙视频，通过视频识别分析，建立特征库，作为正常运行时比对的依据。比对不是采用像素比对的方式，而是采用视频识别分析结果的比对。如图2和图3所示。
图2：检测异物报警
图3：异物真实图片
此系统实时判断列车是否进站，当列车进站，整个系统开始进入异物探测模式。当停车时间已到，列车门与屏蔽门关闭，本系统通过视频方式识别站台间隙间是否有异物，并不断将检测结果提示出来，提供给列车司机和站台工作人员。当列车驶离，本系统停止工作，恢复到检测列车进站模式。
（2）垂直视频探测方式
每扇滑动门配置一台具备独立图像采集及计算能力的视频监测单元，每侧站台配置独立的运算监控主机、显示器。视频监测单元负责对监控区域进行视频侦测，当识别到监控区域入侵时，上传报警信息及图像至监控主机。监控界面实时显示报警状态及图像，乘务及站务人员判断入侵。系统整体功能图如图4所示。
图4：系统功能图
门头侦测单元可采用双目高清摄像头采集图像，利用双目测距原理，能够快速准确计算出异物的深度（距离摄像头光心的距离），进而识别异物的实际高度。当物体运动时，通过前后帧图像位置信息的对比计算，迅速判断异物的移动距离及速度。监控设备如图5所示。
报警上传及指示：当门头侦测单元侦测到监控区域入侵后，即时通过以太网将报警信息及图片上传至监控主机。主机软件界面显示报警信息及图片，控制盒输出声光报警信号，提醒司机暂停发车，避免不安全行车的发生。单侧系统设备结构如图6所示。
图7：视频防夹系统工作流程
监视界面简洁清晰，直观显示屏蔽门开、关、夹人夹物等状态，同时能实时显示夹人夹物屏蔽门的图像。图8、图9和图10所示为夹人现场监控实景图。
图9：视频防夹系统夹人监控界面
三、地铁屏蔽门视频防夹系统问题
目前只有已有地铁线路采用最新屏蔽门视频防夹系统，施工单位已多次进行修改和验证，目前功能可满足现场需求，但视频防夹系统也需要确定以下问题：
1、屏蔽门视频防夹系统如未接入屏蔽门安全回路系统，故障时需要司机观察监控屏，对司机的操作要求提高，如接入屏蔽门安全回路，影响行车设备增加，故障时对行车影响较大，故考虑是否接入安全屏
蔽门安全回路需要各地铁公司进行确认。
图10：监控区域范围实图
2、视频防夹系统安装在屏蔽门后维护罩上，设备安装限界需根据隧道设备限界确认。
3、屏蔽门视频防夹系统为后加装设备，多数采取三类负荷，但三类负荷会造成设备电源缺失，设备功能失效问题，因此需确认设备电源建议采用一类负荷。
四、屏蔽门视频防夹系统结论
（1）屏蔽门视频防夹系统使用摄像头进行立体图像采集，抗干扰能力强，准确度高；纳米级防尘镜头不存在光线衰减及悬浮粒子干扰的风险。
（2）屏蔽门视频防夹系统采用顶装式，对机械位移产生的干扰敏感度低。
（3）当每一个屏蔽门都安装有一台摄像机，那么本系统除了可以判断站台间隙的异物以外，还可以对上下车的乘客人数做分别的精确统计。根据此精确统计数据，再结合AFC票务系统的实时数据，通过大数据技术，可以获得站台/车厢客流分布、客流路由数据、客流滞留站台时间、客流换乘时间、客流旅行速度统计。
（4）地铁站台间隙异物探测系统采用高清视频与通信传输系统结合对站台间隙异物信息进行自动采集、识别、筛选、汇总、分析，实现检测信息分布获取、集中管理、综合运用，提供及时准确的间隙异物报警功能。主要是对危及地铁运营安全的站台间隙进人、间隙夹物、踏空胶条脱落等危害进行检测，防止发生夹人、夹物事故，以保证列车安全正点、高效运行。
参考文献
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[2]朱卫平，彭海龙，谭晓梅，城市轨道交通站台屏蔽门，第1版，北京：中国标准出版社，2007：7
[3]邓远华，宋瑞刚.地铁站台“二门系统”防夹人事故措施探讨[J].沿海企业与科技，2010（10）（总第125期）.
论文作者:张进
论文发表刊物:《电力设备》2018年第23期
论文发表时间:2019/1/2
标签：异物论文; 视频论文; 系统论文; 站台论文; 屏蔽门论文; 间隙论文; 列车论文; 《电力设备》2018年第23期论文;