더 안전한 수준의 교차를위한 3DLR의 탐지 라이브 배팅 사이트 향상

Kowashi Yoshiya, Sasaki Takahiro, Hayashi Toshihiro, Hashizume sho

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Kowashi Yoshiya : 철도 안전 감지 솔루션 부서, 지능형 정보 관리 본부
Sasaki Takahiro : 철도 안전 감지 솔루션 부서, 지능형 정보 관리 본부
Hayashi Toshihiro : Railway Safety Sensing Solutions Department, Intelligent Information Management 본부 관리자
Hashizume Sho : 철도 안전 감지 솔루션 부서, 지능형 정보 관리 본부

우리는 3D 레이저 레이더 레벨 교차 장애물 감지 시스템의 탐지 라이브 배팅 사이트을 향상 시켰습니다 (이하 "3DLR"). 3DLR은 레이저 빔을 사용하여 물체까지의 거리를 측정하여 레벨 교차의 장애물을 감지합니다. 더 높은 탐지 라이브 배팅 사이트을 갖는 장애물 감지 시스템에 대한 수요로 인해 시스템의 라이브 배팅 사이트을 개선하기 위해 노력하고 감지 라이브 배팅 사이트이 떨어졌습니다. 이 테스트는 시뮬레이션 된 환경과 현장 수준의 교차로에서 수행되었으며, 시스템이 눈 덮인 지역에서도 떨어지는 물체를 감지 할 수 있음을 확인하여 레벨 교차의 안전성을 향상시키고 그 어느 때보 다 정확하게 물체를 감지 할 수 있습니다.

1. 소개

레벨 건널목을위한 장애물 감지 시스템은 차량과 다른 물체가 레벨 건널목에 갇힌 다른 물체를 장애물로 고정하여 열차가 추락하는 것을 방지합니다. 이 시스템은 레벨 교차로의 장애물을 감지 할 때 철도 신호 장비를 통해 승무원을 경고합니다. 기차 승무원은 신호를받을 때 기차를 즉시 중지합니다. 이러한 방식으로, 레벨 교차에 대한 장애물 감지 시스템은 수준 교차 사고를 방지합니다. 이 시스템은 일본에서, 주로 트래픽이 많은 수준의 교차로에서 널리 배치되었습니다.

3D 레이저 레이더 레벨 교차 장애물 감지 시스템 (이하 "3DLR"이라고 함)은 레이저 빔을 사용하여 객체까지의 거리를 측정하여 철도 수준의 교차로에서 장애물을 감지합니다. 2005 년에 첫 번째 시스템을 East Japan Railway Company (이하“JR East”라고 함)에 제공 한 이후 IHI는 일본, 유럽 및 기타 국가에서 총 2 800 개 이상의 시스템을 판매했습니다. 지금까지 축적 된 지식과 경험을 바탕으로 IHI는 JR East와 협력하여 시스템의 라이브 배팅 사이트을 개선하여 더 높은 탐지 라이브 배팅 사이트으로 신뢰할 수있는 열차 운영을 방해하지 않습니다. 우리는 2019 년 이래로 향상된 3DLR 레벨 교차점을 출시했습니다.

3DLR의 라이브 배팅 사이트을 향상시키기 위해 원래 알고리즘을 사용하여 소프트웨어를 탐지 라이브 배팅 사이트을 개선했습니다. 향상된 3DLR은 구식 및 휠체어 사용자와 같은 도로 사용자가 레벨 건널목 안에 좌초되는 사고를 방지하는 데 그 어느 때보 다 도움이 될 것입니다. 이 백서는 3DLR을 소개하고 향상 및 테스트 결과의 일부로 개발 된 라이브 배팅 사이트을 설명합니다.

2. 3DLR

2.1 3DLR 개요

그림 13DLR의 개념적 다이어그램을 보여줍니다. 3DLR은 레벨 건널목 근처에 설치된 극 상단에서 레이저 빔을 방출하여 레벨 건널목 영역을 측정하고 객체를 감지하기 위해 레벨 교차로에서 3 차원 모양을 얻는 시스템입니다.

3DLR은 레이저 빔이 도달 할 때마다 물체를 감지 할 수 있으며, 탐지 영역이 여러 영역으로 나뉘어있는 영역은 다른 시스템의 것보다 넓습니다. 3DLR의 다른 특징은 설치 및 수리가 대규모 작업이 필요하지 않고 눈 및 기타 기상 조건에 대한 저항과 차량보다 작은 물체를 감지 할 수있는 높은 탐지 성능입니다.

2.2 3DLR의 기본 구성

그림 23DLR의 기본 구성을 보여줍니다. 레벨 교차가 내려다 보이는 극 상단에 설치된 스캐너 (레이저 장치)는 레이저 빔을 레벨 교차로 방출하여 측정 데이터를 얻습니다. 3DLR이 지진이 크기 때문에 큰 지진, 악천후 또는 기타 원인으로 인한 환경 저하로 인해 탐지 라이브 배팅 사이트을 수행 할 수없는 경우, 탐지 영역에 설치된 평가판은 진단에 사용됩니다. 컨트롤러는 스캐너에서 얻은 측정 된 데이터를 사용하여 계산을 수행하고 장애물이 존재하는지 여부를 감지합니다. 컨트롤러는 종종 철도 트랙에서 설치 한 장비 상자에 3DLR 데이터 용 레코더로 저장됩니다. 설정 또는 조정을 위해 유지 보수 터미널이 컨트롤러에 연결됩니다.

2.3 3DLR의 장애물 감지 절차 및 라이브 배팅 사이트

그림 33DLR의 작동 원리를 보여줍니다^{(1) - (3)}. 스캐너는 레이저 빔을 방출하고 수신하는 메커니즘으로 구성되며 레이저 빔이 반환하는 데 걸리는 시간 (비행 시간 방법)까지 물체까지의 거리를 측정합니다. 3DLR은 레벨 교차로에서 전체 구역을 스캔하여 레이저 빔을 수평 및 수직으로 방출하여 측정 지점까지의 거리를 계산합니다. 3DLR 추출물은 레이저 빔의 반사를 기반으로 레벨 교차점에서 측정 된 지점을 측정하고 차량과 같은 물체의 위치, 속도 및 크기를 계산합니다. 3DLR에는보다 적절한 탐지를위한 다음 라이브 배팅 사이트도 있습니다.

(1) 하위 마스크

축적 된 눈, 잡초 또는 작은 동물과 같은 일부 물체는 실제로 장애물이 아니더라도 레벨 교차의 장애물로 감지됩니다. 3DLR에는 그러한 물체의 오 탐지를 피하고 정상 철도 운영에 영향을 미치지 않도록 하단 마스크라는 라이브 배팅 사이트이 있습니다.그림 4하단 마스크의 개념적 다이어그램을 보여줍니다. 하단 마스크는 도로에서 특정 높이에서 임계 값을 설정하여 임계 값 아래의 작은 물체를 감지하지 않도록합니다.

(2) 탐지 영역

3DLR은 극 상단에서 레이저 빔을 방출하고 레벨 교차 영역을 스캔하여 팬 모양의 스프레드로 데이터를 얻습니다.그림 5레벨 교차로에서 전체 구역 전체의 측정 지점을 보여줍니다. 3DLR에는 검출 영역 설정 라이브 배팅 사이트이있어서 얻은 데이터로부터의 수준의 영역을 식별합니다. 3DLR은 데이터를 처리하여 감지 영역 내의 물체 만 감지합니다. 3DLR은 또한 탐지 영역을 여러 영역으로 나누고 각 객체와 관련하여 각 영역에서 체류 시간 정보를 얻습니다. 이 알고리즘을 사용하면 3DLR은 레벨 교차점에서 물체의 존재 또는 부재를 감지 할 수 있으며, 거기에 붙어있는 물체 만 감지 할 수 있습니다.

2.4 3DLR의 다른 라이브 배팅 사이트

(1) 실패 라이브 배팅 사이트 진단

실패 함수 진단은 3DLR 오작동 또는 레이저 빔을 사용한 측정의 일부가 실패 할 경우 3DLR의 상태를 평가합니다. 고장 진단 라이브 배팅 사이트은 레이저 빔 이미 터/수신기, 통신 및 입력 및 출력 신호의 상태를 지속적으로 모니터링합니다. 또한, 실패 라이브 배팅 사이트의 진단은 지속적으로그림. 2및 레이저 빔의 반사 강도. 따라서 지진이 크기 때문에 스캐너의 설치 위치가 변위되는 경우 또는 악천후 및 측정과 같은 환경 저하로 인해 레이저 빔이 약화 될 때의 경우 사례를 감지 할 수 있습니다.

(2) 데이터 녹화 라이브 배팅 사이트

녹음기에 표시그림. 23DLR이 측정하는 데이터를 저장합니다. 측정 된 데이터를 재생함으로써 3DLR이 모니터 카메라없이 객체를 감지 한 이유를 조사 할 수 있습니다.

3. 3DLR 향상 노력

IHI는 2005 년에 3DLR을 레벨 교차 장애물 탐지 시스템으로 출시했습니다. 그러나 옛날 또는 다른 사람들은 떨어지거나 휠체어 사용자가 레벨 교차 사고에 계속 참여하고 있습니다. 이러한 맥락에서, 전문가, 철도 회사, 도로 관리자, 국가 경찰 기관 및 토지부, 인프라, 운송 및 관광부로 구성된“초등학교의 철도 교차 사고를 예방하기위한 조치위원회”는 높은 수준의 감지 라이브 배팅 사이트을 갖춘 수준의 교착 장애물 탐지 시스템의 설치를 연구 할 것을 제안했다.⁽⁴⁾. 이러한 강력한 사회적 요구에 부응하여 철도 회사와의 긴밀한 협력으로 탐지 성능 및 시스템 신뢰성 향상을 포함하여 여러 가지 방법으로 3DLR을 향상 시켰습니다. 다음 섹션에서는 3DLR을 향상시키기 위해 개발 된 라이브 배팅 사이트과 테스트 결과를 설명합니다.

3.1 라이브 배팅 사이트 감지 라이브 배팅 사이트

떨어지는 내 다운 감지 라이브 배팅 사이트은섹션 2.3보행자가 수준의 교차로에 떨어지면 신뢰할 수없는 탐지를 받았습니다.그림 6떨어지는 감지 라이브 배팅 사이트의 개념적 다이어그램을 보여줍니다. 3DLR은 감지 된 물체를 추적하고 높이를 측정합니다. 이 높이 측정 라이브 배팅 사이트은 추적 된 물체가 낮아지면 해당 물체 주변의 하부 마스크의 높이를 낮추어 물체 감지 성능을 향상시키는 데 사용됩니다.^{(5) - (9)}.

3.2 도로 표면 불균일 보정 라이브 배팅 사이트

레벨 교차 표면은 항상 균일하지는 않지만 상당히 고르지 않을 수 있습니다. Falling Down Detecting Function을 도입하여 탐지 성능을 더욱 향상 시켰지만 새로운 도전이 발생했습니다. 예를 들어, 3DLR은 도로 표면의 돌출 섹션을 불필요하게 감지하기 시작했으며 사람이 들여 쓰기에 빠지면 탐지가 신뢰할 수 없었습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 우리는 도로 표면의 고르지 않은 모양을 미리 측정하고 그에 따라 하단 마스크의 높이를 수정하는 라이브 배팅 사이트을 개발했습니다.그림 7도로 표면의 고르지 않은 모양의 보정을 보여줍니다.

도로 표면 불균일 보정 라이브 배팅 사이트에는 미리 교차로의 불균일 모양에 대한 데이터가 필요합니다. 따라서, 측정 된 데이터에서 고르지 않은 모양을 얻을 수 있도록 극에 스캐너가 설치된 스캐너와 함께 레벨 교차 영역에서 노면을 측정하는 라이브 배팅 사이트이 추가되었습니다.그림 8도로 높이의 히스토그램을 보여줍니다. 측정 된 데이터에는 레벨 교차의 보행자와이를 통과하는 차량과 같은 객체가 포함되어 있으므로 도로 표면의 특정 지점의 높이가 특정 기간 동안 측정되면그림. 8획득됩니다. 따라서 소프트웨어는 보행자 또는 차량을 측정하는 측정 지점을 제외하고 고르지 않은 모양을 측정하기 위해 레벨 교차의 도로 표면 섹션 만 추출하도록 수정되었습니다.^{(5) - (9)}.

3.3 도로 조건 변경을위한 자동 다음 라이브 배팅 사이트

3DLR은 하부 마스크의 효과로 인해 일정량의 누적 눈을 감지하지 않습니다. 그러나, 3DLR은 차량 주위의 눈 축적 또는 보행자의 발에 대한 거짓 양성을 증가시킨 후섹션 3.1눈 덮인 지역에 도입되었습니다. 이 문제를 해결하기 위해, 우리는 눈, 잡초 또는 기타 요소로 인해 점차 변화하는 도로 표면에 따라 하단 마스크의 높이를 자동으로 변경하는 라이브 배팅 사이트을 개발했습니다.그림 9도로 표면의 고르지 않은 모양에 대한 자동 후속 라이브 배팅 사이트의 존재 또는 부재로 인한 차이를 보여줍니다.그림 10도로 표면 불분명을 자동으로 따르는 하단 마스크를 보여줍니다.

3.4 노이즈 감소 라이브 배팅 사이트

그림 11노이즈 감소의 개념적 다이어그램을 보여줍니다^{(7) - (9)}. 레이저 빔이 반사되면 3DLR은 실수로 눈송이를 장애물로 감지 할 수 있습니다. 이것은 많은 큰 눈송이가 떨어지면 발생할 수 있습니다. 3DLR은이 상태를 충족하고 일반 철도 작동에 영향을 미치는 날씨의 눈송이를 반복적으로 감지하기 때문에 눈송이에 해당하는 측정 지점 등을 제거하는 라이브 배팅 사이트이 개발되었습니다. 레이저 빔이 눈송이에 부딪히면 눈송이가 종종 공중에 떠오르는 독립적 인 측정 지점으로 감지됩니다. 새로운 라이브 배팅 사이트은 이러한 독립적으로 측정 된 레이저 빔 측정 포인트를 노이즈로 제거합니다.

3.5 레코더와의 원격 통신

3DLR 데이터는 레코드에 저장됩니다. 철도 운영자는 기록 된 데이터를 수집하기 위해 라이브 배팅 사이트를 방문해야했습니다. 이 문제를 해결하기 위해 데이터를 원격으로 수집하기 위해 통신 기능을 갖춘 새로운 레코더가 개발되었습니다. 이 기능은 철도 운영자의 워크로드를 줄입니다. 또한 철도 운영자는 3DLR이 실패한 경우 실시간으로 객체를 측정하는 방법을 원격으로 모니터링하고보다 유연하게 문제를 해결하여 열차 운영에 대한 영향을 최소화하는 데 도움이됩니다.

4. 개발 된 라이브 배팅 사이트 테스트

4.1 라이브 배팅 사이트 감지 라이브 배팅 사이트

우리는 현장 레벨 교차의 환경을 테스트하고 떨어지는 상황을 가정하여 떨어지는 감지 라이브 배팅 사이트을 테스트했습니다.그림 12다양한 경우 검출 테스트가 떨어지는 것을 보여줍니다. 간단한 폭포 외에도 실제로 발생할 수있는 사례를 테스트했습니다. 구체적으로, 우리는 (a) 휠체어에있는 사람의 추락, (b) 낙하 물체가 차량을 통과하여 그림자가 끊어지고 (c) 자전거와 충돌로 인해 떨어지고 (d) 군중에 떨어지고 떨어지는 감지 라이브 배팅 사이트을 확인하기 어려운 사례를 재현했습니다. 결과가 떨어지는 감지 라이브 배팅 사이트이 이전 3DLR이 할 수 없었던 것으로 감지되는 것으로 나타났습니다.

우리는 또한 시뮬레이션 된 환경에서 얻은 결과를 고려하여 떨어지는 감지 라이브 배팅 사이트을 확인하기 위해 현장 수준의 교차로에서 떨어지는 검출 테스트를 수행했습니다.그림 13현장 수준의 교차로에서 감지 테스트가 떨어지는 상태를 보여줍니다.그림 14현장 수준의 교차로에서 떨어지는 탐지 테스트의 검증 결과를 보여줍니다.그림 14- (a)낙상이 감지되지 않은 이전 3DLR의 감지 결과를 보여줍니다. 대조적으로,그림. 14- (b)감지 라이브 배팅 사이트이 떨어지는 3DLR의 감지 화면을 보여줍니다. 강화 된 3DLR이 레일 표면에서 떨어진 사람을 감지했으며, 이전 3DLR로 감지되지 않은 것으로 확인되었습니다.

4.2 도로 표면 불균일 보정 라이브 배팅 사이트

그림 15보행자와 차량이 실제로 통과하는 수준의 교차로를 위해 도로 표면의 고르지 않은 모양에 대한 데이터를 작성하는 예를 보여줍니다.그림 15- (a)현장 레벨 교차의 이미지입니다.그림 15- (b)보행자 및 차량과 같은 측정 지점이 포함 된 측정 된 데이터가 포함되어 있기 때문에 현장 도로 표면보다 고르지 않은 모양이 생성되었음을 보여줍니다. 따라서 우리는 일정 시간 동안 측정을 계속했으며 보행자와 차량이 레벨 교차로에서 도로 표면을 추출하기 위해 측정 된 측정 지점을 제외했습니다. 이 교정은 곡선의 모양과 보도와 도로 사이의 들여 쓰기를 재현하여 레벨 교차점에서 도로의 들여 쓰기를 재현하여그림. 15- (C).

4.3 도로 조건 변경을위한 자동 다음 라이브 배팅 사이트

우리는 눈 덮인 지역의 레벨 교차로에서 얻은 3DLR 측정 데이터를 사용하여 도로 조건의 변화에 ​​대한 자동 후속 라이브 배팅 사이트을 확인했습니다. 얻은 데이터 중에서, 우리는 특히 많은 양의 눈이 축적 된 일주일의 데이터를 사용했습니다.표 1축적 된 눈이 얼마나 많이 감지되었는지에 대한 비교 결과를 보여줍니다. 설치 위치, 교통량, 눈 용융 기계의 유형 및 기타 요인을 고려하여 검증을 위해 5 개의 레벨 교차점이 선택되었습니다. (1) 이전 시스템은 누적 된 눈이 하단 마스크의 높이를 초과하지 않았기 때문에 누적 된 눈을 감지하지 못했습니다. 그러나 (2) 강화 된 시스템 (자동 후속 함수없이)은 수준의 교차로에서 누적 된 눈이 감지 된 라이브 배팅 사이트이 많은 경우에 떨어지는 것으로 감지 된 라이브 배팅 사이트이 활성화되기 때문에 많은 경우에 떨어지는 것처럼 레벨 건널목에서 누적 된 눈을 감지했습니다. (3) 새로 개발 된 자동 후속 라이브 배팅 사이트이 누적 된 눈 상태에 따라 도로 표면의 고르지 않은 형태를 따를 수 있기 때문에 떨어지는 감지 라이브 배팅 사이트이 활성화 된 경우에도 향상된 시스템 (자동 후속 라이브 배팅 사이트)이 누적 된 눈을 감지하지 못했습니다. 우리는 눈 덮인 지역에서 떨어지는 감지 라이브 배팅 사이트을 도입 할 수있는 잠재력을 확인하고 자동 다음 라이브 배팅 사이트을 검증했습니다.

그림 16눈이 쌓일 때 수평의 상태를 교차하는 상태를 보여줍니다.그림 16- (a)는 차량이 눈이 쌓인 수준의 교차로에 있음을 보여줍니다. 왼쪽 이미지그림. 16- (b)(2) 향상된 시스템 (자동 후속 함수 없음) 이이 상황을 감지하는 방법을 보여줍니다. 이 시스템은 차량을 올바르게 감지했지만 실수로 축적 된 눈을 가을에 감지했습니다.

대조적으로그림. 16- (b)(3)이 상황에서 향상된 시스템 (자동 후속 라이브 배팅 사이트 포함)이 어떻게 객체를 감지했는지를 보여줍니다. 이 시스템은 가속 눈을 감지하지 않고 차량을 올바르게 감지했습니다.그림 16- (c)눈이 쌓이지 않고 초기 상태에서 노면의 고르지 않은 모양의 변화의 양을 보여줍니다. 도로 섹션에서는 소량의 눈이 적은 눈으로 크게 증가하지 않았지만, 많은 양의 눈이 많이있는 보도 섹션에서는 증가의 양이 크게 증가합니다. 우리는 3DLR이 눈이 축적되어 도로 표면 변화에 따라 자동으로 자동으로 수행했음을 확인했습니다.

4.4 노이즈 감소 라이브 배팅 사이트

우리는 소음 감소 라이브 배팅 사이트을 확인하기 위해 강설 기간 동안 강설량의 영향을받는 레벨 교차로의 3DLR 측정 데이터를 얻었습니다.표 2강설 및 감지 시간으로 인한 환경 저하를 감지하여 장애물이 감지 된 횟수를 보여줍니다. 이전 시스템은 수준의 교차로에서 눈송이가 감지되었으며, 이곳에서 강설으로 인한 강설량으로 인한 환경 저하는 검증 된 4 단계 교차로가 발생했습니다. 노이즈 감소 라이브 배팅 사이트이 활성화 된 향상된 시스템은 어떤 수준의 교차로에서 눈송이를 감지하지 않았 으므로이 시스템의 효과를 확인했습니다.

4.5 레코더의 원격 통신 라이브 배팅 사이트

데이터를 원격으로 얻을 수 있는지 확인하기 위해 원격 통신 라이브 배팅 사이트이 여러 레벨 교차로에 레코드를 설치했습니다. 철도 운영자는 레벨 건널목에서 고장이 발생했을 때 레벨 교차로까지 갈 필요없이 사무실에서의 실패 발생을 원격으로 관찰하여 원격 통신 라이브 배팅 사이트의 효과를 확인했습니다.

5. 결론

강력한 사회적 수요에 대한 응답으로, 우리는 3DLR의 능력을 향상 시켰습니다. 결과적으로, 성능은 떨어지는 객체를 감지하기 위해 성공적으로 향상되었으며, 이는 과거에 감지하기 어려웠으며 떨어지는 감지 라이브 배팅 사이트과 도로 표면 불균일 보정 라이브 배팅 사이트을 도입함으로써

눈 덮인 지역에서 떨어지는 감지 라이브 배팅 사이트이 감지 된 눈이 감지 된 것으로 밝혀졌지만 도로 조건의 변화를 위해 자동 다음 라이브 배팅 사이트을 개발하여 눈 덮인 지역에서 떨어지는 감지 라이브 배팅 사이트을 도입 할 수있었습니다. 이러한 노력으로 이제 레벨 교차로의 안전에 더욱 기여할 수있는 레벨 교차 장애물 탐지 시스템을 제공 할 수 있습니다. 또한 레코드와의 노이즈 감소 라이브 배팅 사이트과 원격 통신 라이브 배팅 사이트을 통해 과거보다 신뢰할 수있는 시스템 운영에 더 잘 기여할 수 있다고 생각합니다. 우리는 사회적 요구에 대응하기 위해 레벨 건널목의 안전성 향상과 3DLR의 신뢰할 수있는 운영에 계속 기여할 것입니다.

- 감사 -

이 백서에 설명 된 업적은 East Japan Railway Company와의 공동 연구를 통해 이루어졌습니다. 우리는 East Japan Railway Company의 도움으로 현장 수준의 교차로에서 테스트를 수행했습니다. 우리는 관련 당사자들에게 깊은 감사를 표합니다.

　　　　　　　　　　　　　 　

Vol.56 No.2