基于改进YOLOv5的高铁周界入侵人员检测方法研究

针对高铁周界入侵人员检测研究中,存在远距离入侵目标识别效果差的问题,提出一种基于改进YOLOv5的高铁周界入侵人员检测方法。首先,在YOLOv5s模型的Neck网络层融合坐标注意力机制,以提升模型的特征提取能力;其次,增加一个预测层来提升对远距离入侵人员的检测性能;进一步地,利用K-means聚类算法得到数据集合适的anchor框;最后,改进边界框回归损失函数以提高边界框的定位精度。另外,构建了面向典型场景的高铁周界入侵图像样本库,利用样本库对改进的模型进行训练与测试。试验表明,改进后的模型可以有效检测出高铁周界入侵人员,改进了漏报误报等情况,比原始YOLOv5s模型的平均精度均值(IOU=0.5)提升了5.22%,模型在小目标场景下具有较强的泛化能力。

基于改进ByteTrack的高铁周界入侵监测方法研究

本文旨在应对高铁周界环境复杂、小目标多等情况,研究周界入侵行为的识别与跟踪问题,并提出一种改进ByteTrack算法。本文融合YOLOv7-X与BYTE数据关联方法对模型进行改进,并且引入卷积块注意力机制以提升周界复杂环境下前景目标的识别效果,利用空间-深度转化模块优化跨步卷积与池化层,改善小目标识别时下采样导致的细粒度信息丢失情况。制作铁路周界入侵数据集进行实验,实验结果表明,改进后的模型平均精度达到95.6%,提升了9.4%,对大中小目标识别的平均精度均有提升,尤其是对小目标识别效果提升显著,提升了22.2%。结果表明改进ByteTrack算法在高铁周界复杂环境下能实现入侵行为的识别与跟踪,为高铁周界防护提供技术支持。

基于激光雷达+视频的城际铁路周界入侵监测报警技术研究

城际铁路依靠标准化的作业流程和封闭式的物理护墙来规范旅客行为,然而存在少部分旅客异常行为和异物侵限事件对列车的正常运营造成安全风险,甚至引发安全事故。通过调研城际铁路典型运行环境特点和各类周界入侵技防手段特点,提出激光雷达+视频融合的城际铁路周界入侵监测技术方案。在考虑场景和技术路线适配性的同时,分析气象条件和外部环境对监测技术的影响,通过对烟尘雨雾小颗粒过滤算法、ICP雷视坐标配准算法、点云目标识别算法的针对性研究,提高在雨雾天气的适用性和识别准确率;此外,对雷视融合算法进行研究,提出基于像素级的数据融合技术和基于决策级的报警技术,提高检测结果的准确率,同时提升检测效率,增强目标检测算法的鲁棒性。

基于模拟退火算法的多孔介质三维重建

为了研究固相转换器内部流体的流动状态,将动态退火系数的模拟退火算法与基于改进的状态更新的随机重建方法相结合,提出一种对固相转换器这类多孔介质进行软件重建的三维随机重建策略.首先对显微CT采集得到的多孔介质图像进行处理,得到基于孔隙相与固体相的二值化图像,并将其作为参考模型;然后在保持多孔介质孔隙率不变的前提下对多孔介质进行重建,实现了对其采样、图像处理与重建的过程.实验结果表明,该策略可以提升重建速度与渗透率的精度,重建模型与参考模型的两点相关函数与孔隙分形维数有很好的一致性.

基于深度学习的京张高速铁路周界图像智能识别系统构建研究

为保障京张高速铁路安全稳定运行,提高京张高速铁路周界入侵监测智能化水平,构建基于深度学习的京张高速铁路周界图像智能识别系统。融合深度学习、目标识别、智能监测等先进技术,提出京张高速铁路周界图像智能识别系统的总体结构和逻辑架构,并设计包含监测、报警、存储、用户管理和时间同步等模块的系统功能。开展基于深度学习的关键技术研究,利用图像预处理方法进行低照度图像增强,改善图像识别易受光照条件影响的问题,研究基于深度学习的图像智能识别技术和雷达目标检测技术,并初步实现2种技术的融合监测,进一步提升入侵识别的效果,实现了京张高速铁路重点区域周界人员入侵与异物侵限的全天候实时监测、智能识别和入侵报警。

基于多传感技术融合的高速铁路周界入侵监测技术方案研究

为进一步提高高速铁路周界入侵的监测水平,研究基于多传感技术融合的高速铁路周界入侵监测技术方案。首先分析高速铁路各典型场景,并结合视频智能识别、毫米波雷达、激光雷达等传感技术自身特性,匹配传感技术与场景适应关系,提出“一景一案”的设计模式,形成针对每一高速铁路周界入侵典型场景的多传感技术融合监测方案;其次,提出监测技术方案的技术架构和数据架构,并实现功能设计、性能设计、接口方案设计、网络方案设计等;最后,开展基于视频智能识别、雷达、视频与雷达多传感融合的关键技术研究,并进行试验验证,试验结果表明在监测范围内多传感技术融合的监测方案,可有效实现高速铁路周界人员入侵与异物侵限的实时监测。

铁路外部环境安全监测方案研究

铁路外部环境安全隐患时刻威胁列车运行安全,尤其是高速铁路,对外部环境安全提出了更高要求。在分析铁路外部环境安全防护难点的基础上,提出定期排查和实时监测结合的铁路外部环境安全监测方案。采用空天地监测技术对安全隐患进行定期排查,以确定重点防护区域;针对重点防护区域实时监测需求,重点研究实时监测中的技防技术,分析5G、边缘计算、人工智能等技术在铁路外部环境安全实时监测中的应用。探讨数字化时代社会力量在铁路外部环境安全监测中的重要作用。该监测方案可为铁路外部环境安全治理提供参考。