镭神智能|轨道异物侵限智能监测方案

当前轨道环境存在以下问题：

• 公路跨铁路地段、公路与铁路并行紧邻地段、施工路段附近、铁路正线以及山区中常有可能发生坍塌落石和泥石流等情况。
• 隧道是交通事故多发的路段之一，受制于地理条件限制，隧道内弯道多、弯道大、弯道急，灯光条件有限的情况下，当遇到落石情况时，极大影响行车安全。
• 轨道中突发闯入的人、动物等异物侵限情况时有发生。
• 高铁站内钢架结构的风雨棚，在长期运行、使用过程中，历经季节气候变化，尤其是近些年强风、强降雨等极端气候屡屡频发，其钢架结构难免出现各种变形、损伤，成为了行车和旅客安全的重大隐患。

 

 

 

以上情况具有突发性、无规律性和不可预测性。

为了解决上述隐患，基于3D激光雷达实时探测技术，镭神智能自主研发轨道交通异物侵限智能监测系统，从硬件到算法提供整体解决方案，依据需求分别有定点式安装和车载式安装两种方案，具有快速响应、精准识别异物、稳定可靠等工作特点。

定点式方案

激光雷达轨道异物侵限智能监测定点式方案，采用3D激光雷达，安装于轨道异物侵限多发地段、隧道、易塌方山体及月台周边，全天时智能监测，及时对轨道异物入侵进行预警。

 

 

定点监测轨道侵限情况

同时，也能转换监控视场，针对易滑坡山体，进行泥石流等突发灾害的实时监测预警。

 

定点监测易塌方路段的山体情况

定点式的轨道异物侵限智能监测方案，具有120°×25°的超广视场角，通过组合安装方法，可全方位无死角覆盖特殊路段，做到监测无盲区。

对于20×20cm的小物体，即使在200米的探测距离，激光雷达依旧有效感知，分辨率可达至0.03°×0.05°，呈现5~6个稳定的点云像素点，清晰准确识别异物。

 

小物体的有效感知

根据路侧监测的需求，镭神智能激光雷达可实时监控轨道意外情况的发生，真正做到快速响应。

如果说定点式方案是在已知隐患路段进行多地多点的监测预防 ，那车载式方案则是基于更无法预测到的险情进行的第二道防线布置。

车载式方案

镭神智能车载式方案所用激光雷达拥有905nm及1550nm两种光源配置可选。均采用车规标准设计，且在尺寸、功耗、功能安全、成本等进行了全面整合优化，通过一系列严苛测试，上车应用具有现实意义。

 

905nm激光雷达

 

1550nm光纤车规混合固态激光雷达

此次车载式方案需要特别介绍的是，以镭神智能自研自产的1550nm光纤激光器做光源的混合固态激光雷达，它抗光强度高，不受自然光以及高亮度的对射光影响，探测更稳定、探测距离更远，对小物体的探测能力更优秀。

车载式方案通过安装在车头表面的激光雷达，无接触式实时探测前方道路情况，精准抓取入侵轨道的异物，有效识别人、动物、车辆、滚石、落物等不同目标属性，并输出距离、3D轮廓等信息。

车端轨道异物侵限智能监测系统

系统搭载了惯性测量单元（IMU），即使在信号衰减的隧道内，也不会影响列车前方环境的三维建模和列车行驶的实时定位。

地铁实测效果

一旦监测异常数据，算法单位将会启动信息分发传输模块，将设置监控范围内有异常的目标告警信息及时提醒司机制动或其他上报处理。

点云效果

1550nm光纤车规混合固态激光雷达，探测距离1.5m~300m(250m@10%)，探测精度±3cm，帧率10~20FPS，漏报率极低，给予列车司机或交通大后台更多的安全冗余时间。

由于不同列车的速度不同，车端激光雷达的探测距离与刷新频率自然也需要匹配不同车进行方案定制。

根据以下高铁、动车、货车、轻轨的时速，可得知不同列车的运行状态是不一样的。

高铁的最高速度是300km/h~350km/h

动车的最高速度是200km/h~250km/h

火车的最高速度是120km/h、140km/h和160km/h

轻轨的最高速度是80km/h或者100km/h

由于高铁的运行速度最快，为了提高系统的响应速度，对激光雷达的探测距离和探测帧率要求最高。为此，在探测过程无玻璃隔挡的前提下，镭神智能可根据不同列车需求定制公里级探测量程的激光雷达。
 

当前，镭神智能激光雷达轨道异物侵限智能监测方案，已成功在北京、深圳、苏州等城市落地应用，有效提高了轨道运行安全系数。

 

而未来，镭神智能也希望助力更多城市的轨道应用，减少轨道事故的发生。