(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号CN113125133A (43)申请公布日2021.07.16 (21)申请号202110325393.3 G08C 17/02 (2006.01) H04N 7/18 (2006.01) (22)申请日 2021.03.26 H04W 4/30 (2018.01) (71)申请人天津华铁科为科技有限公司 H04W 4/38 (2018.01) 地址300000天津市静海区经济开发区金 海道5号 (72)发明人 李书军顾辉朱建国张艳华 张伟强 (74)专利代理机构天津市君砚知识产权代理有 限公司12239 代理人 张东浩 (51) Int. CI. G01M 13/00 (2019.01) G01D 21/02 (2006.01) G01H 17/00 (2006.01) G01P 15/00 (2006.01) 权利要求书2页说明书6页附图4页 (54) 发明名称 铁路桥涵限高防护架状态监测系统及方法 (57)摘要 本申请提供了一种铁路桥涵限高防护架状 采集防护架的姿态信息：环境信息及防护架附近的图像 信息： 态监测系统及方法，该方法采用应用于该系统， 提供采集防护架的姿态信息；环境信息及防护架 附近的图像信息；搭建防护架三维模型，并根据 搭建防护架三维模型，并根据接收到的姿态信息，利用 搭建的防护架三维模型进行姿态仿真 接收到的姿态信息，利用搭建的防护架三维模型 进行姿态仿真；当仿真超过阈值时从接收到的图 S3 像信息中提取车辆信息；根据防护架的仿真结果 当仿真超过阅值时从接收到的图像信息中提取车辆信息 和车辆信息生成并下发报警信息。通过检测限高 防护架左右支柱的冲击、姿态及环境信息，评估 冲击对支柱、横梁姿态造成的影响及防护架所处 根据防护架的仿真结果和车辆信息生成并下发报警信息 环境，之后将冲击力大小、桥涵姿态信息进行仿 真后，根据是否超过预设阈值进行报警，自动化 程度高,采集的数据范围广,实现了对限高防护 α 架的全面监测。 1131251 3 权利要求书 CN 113125133 A 1/2页 1.一种铁路桥涵限高防护架状态监测系统，其特征在于，包括：设置在防护架上的监测 装置、云管理平台和移动终端； 所述监测装置包括姿态采集模块、环境采集模块、图像采集模块及无线传输模块； 所述姿态采集模块用于采集防护架的姿态信息； 所述环境采集模块用于采集防护架所处的环境信息； 图像采集模块用于采集被测防护架附近的图像信息； 所述无线传输模块采用定时或被触发形式，传输防护架的姿态信息、环境信息和图像 信息至云管理平台； 所述防护架仿真模块用于搭建防护架三维模型，并根据接收到的姿态信息，利用搭建 的防护架三维模型进行姿态仿真； 所述图像处理模块用于当仿真超过阈值时从接收到的图像信息中提取车辆信息； 所述报警下发模块用于根据防护架的仿真结果下发报警信息至移动终端。 2.根据权利要求1所述的铁路桥涵限高防护架状态监测系统，其特征在于，所述姿态信 息包括振动信号、姿态信号、加速度信号。 3.根据权利要求1所述的铁路桥涵限高防护架状态监测系统，其特征在于，所述环境信 息包括温湿度信息、团雾信息、路面积水/雪信息、空气颗粒物信息、能见度信息和雨雪信 息。 4.根据权利要求2所述的铁路桥涵限高防护架状态监测系统，其特征在于，所述防护架 三维模型进行仿真时，根据接收到的加速度信息和振动信号，对防护架三维模型进行受力 仿真，所述加速度信息为三轴加速度传感器采集的三维加速度数据，根据三维加速度数据 提取受力方向，利用振动信号提取振幅，通过提取的受力方向和振幅进行受力分析。 5.根据权利要求1所述的铁路桥涵限高防护架状态监测系统，其特征在于，所述图像处 理模块，从图像信息中提取车辆信息时，包括利用神经网络从拍摄的照片中提取车牌号和 车身颜色。 6.根据权利要求1所述的铁路桥涵限高防护架状态监测系统，其特征在于,还包括补光 灯，所述补光灯用于突发事件发生时，辅助摄像机补光拍摄现场照片。 7.根据权利要求1所述的铁路桥涵限高防护架状态监测方法，其特征在于，应用于上述 权利要求1至5中任意一项所述的监测系统中，包括： 采集防护架的姿态信息；环境信息及防护架附近的图像信息； 搭建防护架三维模型，并根据接收到的姿态信息，利用搭建的防护架三维模型进行姿 态仿真； 当仿真超过阈值时从接收到的图像信息中提取车辆信息； 根据防护架的仿真结果和车辆信息生成并下发报警信息。 8.根据权利要求7所述的铁路桥涵限高防护架状态监测方法，其特征在于， 所述姿态信息包括振动信号、姿态信号、加速度信号，所述环境信息包括温湿度信息、 团雾信息、路面积水/雪信息、空气颗粒物信息、能见度信息和雨雪信息。 9.根据权利要求7所述的铁路桥涵限高防护架状态监测方法，其特征在于， 防护架三维模型进行仿真时，根据接收到的加速度信息和振动信号，对防护架三维模 2 权利要求书 2/2页 CN 113125133 A 型进行受力仿真，所述加速度信息为三轴加速度传感器采集的三维加速度数据，根据三维 加速度数据提取受力方向，利用振动信号提取振幅，通过提取的受力方向和振幅进行受力 分析，判断分析结果是否超过预设阈值，当超过预设阈值时，下发报警信息 10.根据权利要求7所述的铁路桥涵限高防护架状态监测方法，其特征在于，从图像信 息中提取车辆信息时，包括利用神经网络从拍摄的照片中提取车牌号和车身颜色。 3 说明书 1/6页 CN 113125133 A 铁路桥涵限高防护架状态监测系统及方法 技术领域 [0001]］本发明涉及限高防护架监测技术领域，具体涉及一种铁路桥涵限高防护架状态监 测系统及方法。 背景技术 [0002]］铁路沿线配置有很多保障行车安全和线路安全的固定设备设施，随着我国铁路运 营里程逐年增加，铁路沿线的铁跨公路的桥涵防撞梁、沿线封闭铁路沿线护网的检修通道 门、未进行平改立的平交道口等数量多、位置分散、周边环境复杂管理困难，一旦现场固定 设备设施失去作用就会出现，如：汽车冲击铁路桥涵和路基、闲杂人员闯入铁路正线、货车 冲击铁路道口等重大事故。 [0003]］铁路桥涵防撞梁被撞损并造成铁路桥涵受损的情况时有发生,现阶段对于日常的 防撞梁检测主要采用人工巡检的方式，遇到被撞事件往往找不到肇事车辆或花费很大的经 历，而日常中小的剐蹭事件更是无知无感；对于铁路道口等存在相同的粗放式管理模式，通 常都是安装视频监控系统，只能是作为后期事件分析数据而日常的监管需要耗费专人或大 量的人力对视频录像进行分析；分析效率低下，智能化较低无法自动上报受损信息。另一方 面，对于撞击造成的受损情况评估不够准确，造成报警信号误判，基于此，需要提供一种铁 路桥涵限高防护架状态监测系统及方法。 发明内容 [0004]］有鉴于此,本申请实施例致力于提供一种铁路桥涵限高防护架状态监测系统及方 法，通过检测限高防护架左右支柱的冲击、姿态及环境信息，评估冲击对支柱、横梁姿态造 成的影响及防护架所处环境，之后将冲击力大小、桥涵姿态信息进行仿真后，根据是否超过 预设阈值进行报警，自动化程度高，采集的数据范围广，实现了对限高防护架的全面监测， 便于相关部门进行统筹管理。 [0005]本发明实施例提供了一种铁路桥涵限高防护架状态监测系统，包括：设置在防护 架上的监测装置、云管理平台和移动终端；所述监测装置包括姿态采集模块、环境采集模 块、图像采集模块及无线传输模块；所述姿态采集模块用于采集防护架的姿态信息；所述环 境采集模块用于采集防护架所处的环境信息图像采集模块用于采集被测防护架附近的图 像信息；所述无线传输模块采用定时或被触发形式，传输防护架的姿态信息、环境信息和图 块；所述防护架仿真模块用于搭建防护架三维模型，并根据接收到的姿态信息，利用搭建的 防护架三维模型进行姿态仿真；所述图像处理模块用于当仿真超过國值时从接收到的图像 信息中提取车辆信息；所述报警下发模块用于根据防护架的仿真结果下发报警信息至移动 终端。 [0006]本发明实施例提供的铁路桥涵限高防护架状态监测系统,利用检测限高防护架左 右支柱的冲击、姿态及环境信息，评估冲击对支柱、横梁姿态造成的影响及防护架所处环 4 说明书 CN 113125133 A 2/6页 境，之后将冲击力大小、桥涵姿态信息进行仿真后，根据是否超过预设阈值进行报警，自动 化程度高，采集的数据范围广，实现了对限高防护架的全面监测，便于相关部门进行统筹管 理。 [0007]优选的，所述姿态信息包括振动信号、姿态信号、加速度信号。所述环境信息包括 温湿度信息、团雾信息、路面积水/雪信息、空气颗粒物信息、能见度信息和雨雪信息。 [0008]］在本实施例提供的铁路桥涵限高防护架状态监测系统中,通过对铁路设施的振动 情况、姿态情况和加速度以及环境信息等多方位进行监控，方便监控部门及时对铁路设施 的环境及时了解，实施对铁路设施是否受冲击情况、姿态现状和是否受温度影响等做出判 断，,方便及时维护。 [0009]在上述任意一项实施例中,所述防护架三维模型进行仿真时，根据接收到的加速 度信息和振动信号，对防护架三维模型进行受力仿真，所述加速度信息为三轴加速度传感 器采集的三维加速度数据，根据三维加速度数据提取受力方向，利用振动信号提取振幅，通 过提取的受力方向和振幅进行受力分析。 [0010]］在上述任意一项实施例中,所述图像处理模块，从图像信息中提取车辆信息时，包 括利用神经网络从拍摄的照片中提取车牌号和车身颜色。 [0011] 在上述任意一项实施例中,还包括补光灯