胡振超 李雪

摘要 屏蔽門是在站臺上以玻璃幕墻的方式將地鐵站臺與列車隔開的設備。針對地鐵站客流量增加而造成的由人員擁擠所引發(fā)的乘客被夾在屏蔽門與列車門之間的情況，設計了地鐵站屏蔽門安全監(jiān)測系統(tǒng)保障地鐵安全及高效運營的需要。利用高清攝像頭通過圖像識別技術對位于地面的光帶進行檢測，從而判斷有無異物。此外，還可利用此系統(tǒng)的高清攝像頭幫助地鐵站工作人員了解軌道內(nèi)情況，輔助工作人員進行軌道內(nèi)的丟失物及垃圾的清理。

【關鍵詞】屏蔽門 異物檢測 垃圾清理 圖像處理

1 背景

近年來，我國各大城市的軌道交通事業(yè)開始大規(guī)模快速建設和發(fā)展。為了保障乘客的乘車安全，地鐵站與列車之間大都設置一個屏蔽門將站臺與列車運行區(qū)域隔離開來，從而起到降低噪音，節(jié)能環(huán)保等作用。然而，地鐵列車與屏蔽門之間約有10-12厘米的間隙，當?shù)罔F站人員較多時，可能發(fā)生乘客在列車啟動瞬間被夾在屏蔽門與列車之間的情況，如果此時列車啟動，將造成嚴重的后果。

為了消除這個安全隱患，目前地鐵站主要依靠列車司機開車前先下車進行人工檢查，通過肉眼來觀察地鐵列車車尾處的“光帶”是夠完整連續(xù)來間接判斷屏蔽門與列車間是否存在異物。然而這種人工觀察法要求列車司機在超過100米以上的狹長空間內(nèi)進行人工識別，對司機的視力要求比較高，同時也容易因為人的主觀失誤而引起誤判。每次發(fā)車前人工異物檢測的耗時為10秒左右，這對于分秒必爭的地鐵運營部門來說是極大的損失。此外，這種方法只適用于直線站臺，而對于一些曲線站臺則行不通。因此，研制出一種地鐵站臺屏蔽門安全監(jiān)測裝置，用于輔助列車司機進行安全檢查，不僅可以保障乘客的出行安全，而且可以減輕列車司機的工作量，提高列車運行效率。

2 整體方案設計

針對以上問題，利用圖像處理技術的非接觸性、實時性與高效性設計出一種地鐵站屏蔽門安全監(jiān)測系統(tǒng)，同時完成屏蔽門與列車門間的異物檢測以及輔助軌道內(nèi)的垃圾清理。如圖1所示，本系統(tǒng)主要是由LED燈帶、攝像頭、控制處理器、輸出顯示器以及聲光報警器組成?？刂铺幚砥鲗z像頭攝取到的LED燈帶的照片進行分析處理后判斷出是否存在異物后，將結(jié)果通過輸出顯示器以及聲光報警器發(fā)送給列車司機以及地鐵站工作人員。當晚上列車停運時，攝像頭轉(zhuǎn)動一定角度朝向軌道內(nèi)，將軌道內(nèi)的圖像提供給工作人員。地鐵站臺側(cè)視圖如圖2所示。

3 監(jiān)控攝像方案設計

借鑒現(xiàn)有的人工檢測方案，以攝像頭代替人眼進行識別。首先將地鐵站臺上每扇屏蔽門與該屏蔽門對應的列車車門之間的縫隙作為一個監(jiān)測區(qū)域。每個檢測區(qū)域內(nèi)，在縫隙內(nèi)站臺地面所處平面范圍內(nèi)設置LED光帶，且長度大于屏蔽門的寬度，攝像機設置在屏蔽門橫梁靠近列車一側(cè)的位置，其鏡頭朝向地面LED光帶。本裝置易于在地鐵實際環(huán)境中安裝，只需在縫隙中安裝攝像機及數(shù)據(jù)線，而攝像機的安裝寬度均可控制在3厘米內(nèi)，所需空間很小，安裝靈活方便，不影響行車安全。如圖3所示。

4 圖像處理方案設計

根據(jù)地鐵站環(huán)境以及對屏蔽門異物檢測的設計要求，本異物檢測系統(tǒng)的圖像處理方案為先對獲取到的圖像進行ROI提取，然后對其進行灰度處理以完成圖像預處理工作，然后ROI區(qū)域進行二值化后，利用Hough變換，檢測出光帶是否連續(xù)。

在對攝像頭的圖像進行處理之前，圖像會在傳輸與存儲過程中受到各種未知因素的破壞與噪聲，從而導致圖像不能滿足人們的使用要求，影響對圖像的正式處理，因此，首先需要對圖像做一些預處理。在地鐵站實地調(diào)研時發(fā)現(xiàn)，“光帶”所處的環(huán)境比較灰暗，而且“光帶”有可能受車廂內(nèi)和站臺燈光的影響，因此需要對圖像進行對比度增強、降噪、去噪等處理。通過對圖像進行ROI提取可以減少我們不需要處理的圖像信息?；叶茸儞Q可以起到上述改善圖像質(zhì)量，提高對比度等作用。如圖4所示。

在圖像經(jīng)過了二值化之后，可以利用Hough變換對直線進行檢測。Houg變換是一種能夠在圖像中尋找直線，圓以及其他簡單形狀的方法。它不僅Hough變換不僅能夠識別出圖像中有無需要檢測的圖形，而且能夠定位到該圖像。通過對直線的檢測可以判斷是否存在異物。輸出顯示設備以及聲光報警裝置就將檢測結(jié)果實時反應給列車司機以及地鐵站其他工作人員。

5 總結(jié)

圖像作為人類感知世界的視覺基礎，是人類獲取信息、表達信息和傳遞信息的重要手段。地鐵站屏蔽門異物檢測系統(tǒng)主要利用小體積高清攝像機自動檢測來判斷光帶是否被異物遮擋輔助人工進行異物檢測。該技術與現(xiàn)有技術相比，具有體積小、成本低、干擾少、檢測區(qū)域可調(diào)整等優(yōu)點，還可利用攝像頭輔助工作人員對軌道內(nèi)的垃圾進行清理。

參考文獻

[1]鄭兆鵬，張祥福，基于改進Hough算法的地鐵屏蔽門與列車間異物自動檢測技術[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟，2015 （14）： 78-80.

[2]張耀坤.基于視頻檢測的地鐵屏蔽門與列車之間的障礙物識別[D].華南理工大學，2013.