一种列车驾驶辅助系统的制作方法

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种列车驾驶辅助系统。

背景技术：

随着轨道交通高速发展并逐渐成网，地铁车辆司乘驾驶人员队伍不断壮大，伴随着司乘驾驶人员的增加，正线列车驾驶的风险也不断上升，安全行车是地铁运营面临越来越重的任务，司乘人员管理部门也面临着越来越大的挑战。

另外，目前警惕装置仅在正常监控模式下参与控制，而在调车模式、降级模式下不参与控制，也同样存在安全隐患和管理盲点。因此，需要提供一套完整的列车驾驶辅助系统，既要能够适应地铁轨道列车驾驶员的工作规律，也要能识别和判断列车行驶的各种状态和潜在风险，还需要实时快速进行预警。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种列车驾驶辅助系统，解决现有技术中缺乏一种能够对列车安全行驶进行监控、预警、支援的综合辅助驾驶系统的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种列车驾驶辅助系统，包括驾驶监控子系统和监控平台，驾驶监控子系统与监控平台通过无线通信进行信息互联，监控平台又进一步包括司机行为识别子系统、行车预警子系统和/或远程支持子系统，驾驶监控子系统包括设置在列车驾驶室内的监控主机以及与监控主机连接的面部识别摄像头、手势识别摄像头、视讯摄像头、通话器和通信天线。

优选的，所述司机行为识别子系统接收来自驾驶监控子系统中面部识别摄像头拍摄采集的司机面部表情的监控视频，通过对监控视频的图像识别实现对司机的人脸识别以及进行疲劳状态分析和告警。

优选的，所述行车预警子系统将获取的列车接近预警信息、人员接近预警信息和/或前方线路异常预警信息通过无线通信发送给驾驶监控子系统，再通过通话器向列车司机进行语音报警。

优选的，所述应急支援子系统接收到司机的应急呼叫信息后，远程开启所述驾驶监控子系统的视讯摄像头和通话器，与司机进行远程视讯通话。

优选的，所述监控主机具有一控制面板，在控制面板上对应设置有面部识别摄像头接口、手势识别摄像头接口、视讯摄像头接口、通话器接口；所述监控主机的内部设置有工控机、监测dvr、无线通信路由器、poe交换机、电源模块；所述工控机、监测dvr以及无线通信路由器均与poe交换机网络连接，所述电源模块向所述工控机、监测dvr供电；所述监测dvr用于列车驾驶员的人脸识别和疲劳监测，通过面部识别摄像头接口连接面部识别摄像头，并将面部识别摄像头采集的信息数据存储、传输至所述工控机处理，所述工控机再通过无线通信路由器与监控平台通信互联；所述监测dvr还通过和通话器接口连接通话器，通过所述通话器对列车驾驶员产生的告警行为进行告警提示；所述手势识别摄像头和视讯摄像头则分别通过手势识别摄像头接口和视讯摄像头接口与poe交换机网络连接，用于监控平台对列车驾驶员进行手势识别和视讯通话。

优选的，所述面部识别摄像头的头部通过立柱固定在底座支架上，所述底座支架再进一步通过三角支架固定在驾驶室的台面上，该位置位于驾驶座椅正中线偏左侧10-20cm处；所述底座支架的底面通过强力胶粘贴三角支架的顶面上，所述三角支架的底面则通过强力胶粘贴在台面上；所述三角支架的横截面为三角形，其顶面和底面之间存在一定夹角，使得所述底座支架固定在所述三角支架的顶面上时，所述面部识别摄像头的头部刚好呈仰视状态对准列车驾驶员的面部。

优选的，所述通话器呈圆盘形状，所述通话器的上表面设置有扬声器通孔，在扬声器通孔下方还设置有音量增加键和音量减小键；所述通话器的下表面通过强力胶固定在台面上，距离所述面部识别摄像头左侧5-10cm。

优选的，所述手势识别摄像头呈半球型，在所述手势识别摄像头的底面周向开设有三个螺纹孔，并通过螺钉固定一圆形的结构面板，所述结构面板再通过强力胶固定在驾驶员座椅的右侧斜上方、驾驶室内部的顶盖上，使得所述手势识别摄像头对列车驾驶员呈俯视监控状态；所述视讯摄像头的固定方式与所述手势识别摄像头的固定方式相同，设置在驾驶员座椅的左侧斜上方、驾驶室内部的顶盖上，对列车驾驶员呈俯视监控状态。

优选的，在控制面板上还设置有信号接口，所述信号接口在控制面板外侧的接线端用于接入列车的车速识别信号和车头识别信号，在控制面板内侧的接线端与所述电源模块连接；所述电源模块包括电源转换电路、对车速识别信号进行识别的车速识别电路，以及对车头识别信号进行识别的车头识别电路；所述车速识别电路和车头识别电路分别将列车速度和车头识别信息推送给所述工控机，所述工控机再推送至所述监测dvr。

优选的，所述监控主机还包括一个具有顶部开口的箱体和可遮盖该顶部开口的箱盖，所述箱体的前侧面作为所述监控主机的控制面板，所述箱体的前侧面上设置有横向的条形凹槽，所述条形凹槽的中间两侧分别向上下扩张；在所述条形凹槽内，面部识别摄像头接口和通话器接口并排设置在左上方，手势识别摄像头接口和视讯摄像头接口并排设置在左中方，两个天线接口位于左下方；usb接口、hdmi接口以及wlan接口自上而下并排设置在中下方；信号接口和电源接口并排设置在右上方，总电源开关和工控机电源开关并排设置在右下方。

本发明的有益效果是：本发明公开了一种列车驾驶辅助系统，包括通过无线通信进行信息互联的驾驶监控子系统和监控平台，又进一步包括司机行为识别子系统、行车预警子系统和远程支持子系统，驾驶监控子系统包括监控主机以及与监控主机连接的面部识别摄像头、手势识别摄像头、视讯摄像头、通话器和通信天线。通过该列车驾驶辅助系统，既可以与列车沿线的安全系统接合，也可以与列车驾驶系统结合，兼容性强。该系统既能够对司机的驾驶行为进行监控，减少和避免司机的危险行为，也可以为司机提供各种预警信息和安全保障，有利于司机在故障、危险等紧急情况时能够获得信息支援，进行最优化的处理操作，从而构建了易安装、功能全、防护安全措施多的综合性驾驶辅助系统。

附图说明

图1是根据本发明一种列车驾驶辅助系统一实施例的组成示意图；

图2是根据本发明一种列车驾驶辅助系统一实施例的驾驶监控子系统的组成示意图；

图3是根据本发明一种列车驾驶辅助系统另一实施例中面部识别摄像头安装示意图；

图4是根据本发明一种列车驾驶辅助系统另一实施例中的通话器安装示意图；

图5是根据本发明一种列车驾驶辅助系统另一实施例中手势识别摄像头安装示意图；

图6是根据本发明一种列车驾驶辅助系统另一实施例中通信天线安装示意图；

图7是根据本发明一种列车驾驶辅助系统另一实施例中的监控主机的立体图；

图8是根据本发明一种列车驾驶辅助系统中监控主机的控制面板示意图；

图9是根据本发明一种列车驾驶辅助系统中监控主机的局部爆炸图；

图10是根据本发明一种列车驾驶辅助系统中监控主机的吊装示意图；

图11是根据本发明一种列车驾驶辅助系统的车速识别部分电路；

图12是根据本发明一种列车驾驶辅助系统的车速识别部分电路；

图13是根据本发明一种列车驾驶辅助系统的电源转换部分电路；

图14是根据本发明一种列车驾驶辅助系统的电源转换部分电路；

图15是根据本发明一种列车驾驶辅助系统的驾驶监控子系统连接示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本发明提供了一种列车驾驶辅助系统实施例，包括驾驶监控子系统和监控平台，驾驶监控子系统与监控平台通过无线通信进行信息互联，监控平台又进一步包括司机行为识别子系统、行车预警子系统和/或远程支持子系统，驾驶监控子系统包括设置在列车驾驶室内的监控主机以及与监控主机连接的面部识别摄像头、手势识别摄像头、视讯摄像头、通话器和通信天线。

这里，驾驶监控子系统主要是指设置在列车驾驶室内的监控设备和系统，该驾驶监控子系统既可以是在车辆生产过程中通过安装的，也可以是在列车驾驶室后期加装的系统，因此该子系统适用于新列车也适用于对已有列车驾驶室的改造安装。由于不同的列车均安装有驾驶监控子系统，这样就可以实现多个驾驶监控子系统与同一个监控平台通信互联，或者说由一个监控平台对多个车辆运行进行辅助驾驶监控，从而实现对管辖车辆的运行监控，满足现实实际需求，有利于对列车行驶安全的整体性监控。

优选的，所述司机行为识别子系统接收来自驾驶监控子系统中面部识别摄像头拍摄采集的司机面部表情的监控视频，通过对监控视频的图像识别实现对司机的人脸识别以及进行疲劳状态分析和告警。

通过司机行为识别子系统，首先可以对司机进行人脸识别，这样有利于实现对司机的岗位监控，确保车次与驾驶员的一致性，避免调度过程中出现实际驾驶员与计划不符的问题。

优选的，对司机进行疲劳状态监控和分析，主要是基于司机的面部表情，对司机进行闭眼监测、分神监测、打哈欠监测、打电话监测、抽烟监测和/离岗监测。其中的面部识别摄像头还包括红外光源，通过测量司机在限定的时间范围内眼睛闭合时所占总时长的时间比值来分析判断司机的疲劳情况，如果该比值大于或等于设定的阈值，则需要对司机进行告警提醒，例如通过通话器直接向司机语音提示。

优选的，司机行为识别子系统还包括安装在司机手机上的app软件，该子系统可以将对司机的监控情况发送给该app软件，供司机空闲时查询和绩效考核。

优选的，在一些铁路环境光线较复杂的情况下，司机会戴上眼镜，针对眼镜反光问题，则单纯从视频分析角度很难完全解决误报的问题，因此考虑多技术手段结合，并合理利用监控平台进行监控。当监控平台发现司机佩戴眼镜时，系统语音提醒当前司机的驾驶状态，并需要由司机作出关键字语音回复或按动指定按钮，以此确认司机当前状态正常。当确认司机当前状态正常后，直到眼镜反光现象消失，系统不再播报语音，以此来降低系统误报产生。

进一步的，所述行车预警子系统将获取的列车接近预警信息、人员接近预警信息和/或前方线路异常预警信息通过无线通信发送给驾驶监控子系统，再通过通话器向列车司机进行语音报警。

优选的，对于列车接近预警信息，是利用铁路沿线安全系统获得本列车轨迹和其他列车轨迹信息，对前方列车距离进行监控，当与前车的距离小于安全距离值的时候，则通过驾驶监控子系统的通话器向司机播报当前预警信息。对于人员接近预警信息，也是结合铁路沿线安全系统，通过此系统获得本列车轨迹信息、人员位置信息，当列车与人员之间的距离小于安全距离值，提醒司机当前前方线路状态。

优选的，对于前方线路异常预警信息，结合铁路沿线安全系统，实现前方线路异常预警。当前方发生重大自然灾害时，铁路沿线安全系统将重大告警信息传送给驾驶监控子系统，直接调用前方灾害点最近的摄像视频传输给驾驶监控子系统，并通过车载显示器实时显示前方线路状况。

进一步的，所述应急支援子系统接收到司机的应急呼叫信息后，远程开启所述驾驶监控子系统的视讯摄像头和通话器，与司机进行远程视讯通话。

优选的，这里司机发出应急呼叫通常是按动设置在监控主机上的应急按钮，或者是列车驾驶系统本身自带的应急按钮，该应急呼叫信息将会传输到监控平台，值班员收到指定的应急支援申请，在应急支援子系统按下确定键，即可对讲设备即可完成视讯功能，通话由值班员主动结束。

优选的，应急支援子系统还包括故障指引，当列车仪表盘数据信息、驾驶台设备运行状态灯等出现故障时，需要司机根据现象快速解决问题，目前解决方式通过司机已有的储备知识或者寻求信号部门帮助，在处理时效和结果上存在很大风险。因此，当出现故障时，利用手势识别摄像头，此摄像头为带云台控制摄像头，安装的位置可以通过云台查看司机控制台和机柜，对司机的控制台和机柜进行查看，可以查看按钮灯的显示状态、仪表盘显示的故障信息，这些信息传输给应急支援子系统后，通过图像识别，对异常的故障信息自动识别，并通过语音播报设备指导司机完成故障处理，应急支援子系统包括仪表盘监控相关及自动分析报警，以及自动故障指引功能。

由此可见，本申请的列车驾驶辅助系统，既可以与列车沿线的安全系统接合，也可以与列车自身的驾驶系统结合，具有很好的兼容性。同时，该系统能够对司机的驾驶行为进行监控，减少和避免司机的危险行为，也可以为司机提供各种预警信息和安全保障，有利于司机在故障、危险等紧急情况时能够获得信息支援，进行最优化的处理操作，也有利于减少和避免各种危险事故，因此本发明为列车行驶提供多种安全防护功能，并且这些功能是相互支持、密切相关，系统之间也是相互兼容和彼此支持，从而构建了成本低、功能全、防护安全措施多的综合性驾驶辅助系统。

如图2所示，驾驶监控子系统包括监控主机w3以及与监控主机w3连接的面部识别摄像头w5、手势识别摄像头w1、视讯摄像头w2、通话器w4、通信天线w6。监控主机w3具有一控制面板，在控制面板上对应设置有面部识别摄像头接口、手势识别摄像头接口、视讯摄像头接口、通话器接口、天线接口。监控主机w3的内部设置有工控机、监测dvr、无线通信路由器、poe交换机、电源模块；工控机、监测dvr以及无线通信路由器均与poe交换机网络连接，电源模块向工控机、监测dvr供电。

监测dvr用于列车驾驶员的人脸识别和疲劳监测，通过面部识别摄像头接口连接面部识别摄像头，将面部识别摄像头采集的信息数据存储后传输至工控机处理，工控机再通过无线通信路由器实现与监控平台之间的通信互联。监测dvr还通过和通话器接口连接通话器，通过通话器对列车驾驶员产生的告警行为进行告警提示。

手势识别摄像头和视讯摄像头分别通过手势识别摄像头接口和视讯摄像头接口与poe交换机网络连接，用于监控平台对列车驾驶员进行手势识别和视讯通话。监控平台设置在运转值班室，通过图像识别列车驾驶员对仪表和信号灯的手势，并对其综合判别，记录不规范手势。另外，当列车发生突发情况时，可以实现列车驾驶员和运转值班室的视讯通话，快速解决突发问题。当列车与前方列车小于安全距离时，语音提醒列车驾驶员防撞。

如图3所示，面部识别摄像头w5的头部w501通过立柱w502固定在底座支架w503上，底座支架w503再进一步通过三角支架w7固定在驾驶室的台面上，该位置位于驾驶座椅正中线偏左侧10-20cm处。

底座支架w503的底面通过强力胶粘贴三角支架w7的顶面上，w701为强力胶所形成的圆形胶层。三角支架w7的底面则通过强力胶粘贴在台面上，w702为三角支架w7的底面与台面之间的矩形胶层。三角支架w7的横截面为三角形，其顶面和底面之间存在一定夹角，使得底座支架w503固定在三角支架w7的顶面上时，面部识别摄像头w5的头部w501刚好呈仰视状态对准列车驾驶员的面部，仰视的角度为0～5°，三角支架顶面和底面之间的夹角根据列车驾驶员的身高进行调节。底座支架w5还进一步通过螺纹连接的方式固定在三角支架w7的顶面上。在底座支架w503上开设有固定孔以及过线孔，固定孔用于和三角支架的顶面螺纹连接，过线孔用于面部识别摄像头w5和监控主机w3电连接。

如图4所示，通话器w4呈圆盘形状，通话器w4的上表面设置有扬声器通孔w401，扬声器通孔w401用于使告警提示传出。在扬声器通孔w401下方还设置有音量增加键w402和音量减小键w403，分别用于增加提示音的增大和减小。通话器w4的下表面通过强力胶固定在台面上，距离图3中面部识别摄像头左侧5-10cm。

如图5所示，手势识别摄像头w1呈半球型，在手势识别摄像头w1的底面周向开设有三个螺纹孔w101，并通过螺钉w103固定一圆形的结构面板w102，结构面板w102再通过强力胶固定在驾驶员座椅的右侧斜上方、驾驶室内部的顶盖上，使得手势识别摄像头w1对列车驾驶员呈俯视监控状态。

视讯摄像头w2的固定方式与手势识别摄像头w1的固定方式相同，设置在驾驶员座椅的左侧斜上方、驾驶室内部的顶盖上，对列车驾驶员呈俯视监控状态。

如图6所示，通信天线w6的底座w601上均涂有强力胶，分别粘贴在驾驶室内前挡风玻璃的左侧底角和右侧底角，w602为底座w601上的胶层。

进一步的，如图7所示，监控主机包括一个具有顶部开口的箱体1和可遮盖该顶部开口的箱盖2，箱体1的前侧面作为监控主机的控制面板3。在箱体1的左右侧面上均设置有多个散热网4，其形状为正六边形，在箱体1的后侧面上也设置有散热网(图中未示出)，在箱盖2上也设置有散热网4，其形状为矩形。

箱体1的左侧面和右侧面均连接有机箱挂耳5，机箱挂耳5具有两个相互垂直的前侧面51和后侧面52，机箱挂耳5的前侧面51与机箱的前面板(即控制面板3)保持平齐，在机箱挂耳5的前侧面51上还设置有把手6，方便携带监控主机，在机箱挂耳5的前侧面51上还设置有安装孔，方便将监控主机安装在图2所示的列车驾驶室内。机箱挂耳5的后侧面52则通过螺纹连接的方式固定在箱体1的左侧面和右侧面。

如图8所示，在箱体的前侧面(即控制面板3)上设置有横向的条形凹槽31，条形凹槽31的中间两侧分别向上下扩张。在条形凹槽31内，面部识别摄像头接口j1和通话器接口j2并排设置在左上方，在通话器接口j2的右侧还设置有备用接口j3。手势识别摄像头接口j8和视讯摄像头接口j9并排设置在左中方，两个天线接口(t1和t2)位于左下方。usb接口、hdmi接口以及wlan接口自上而下并排设置在条形凹槽31的中下方。信号接口j5和电源接口j6并排设置在右上方，在信号接口j5的左侧还设置有备用接口j4。总电源开关k1和工控机电源开关k2并排设置在右下方。

优选的，总电源开关k1和工控机电源开关k2，均与监控主机内部的电源模块电连接，总电源开关k1用于控制电源模块的上电，工控机电源开关k2用于控制工控机的上电。在控制面板3的左上角还设置有提示灯，总电源开关k1打开后，总电源提示灯亮，工控机电源开关k2打开后，工控机通电，pc提示灯亮；出现故障时，故障提示灯亮。

面部识别摄像头接口j1在控制面板3外侧的接线端用于连接面部识别摄像头，在控制面板3内侧的接线端则与监测dvr电连接。电源接口j6在控制面板3外侧的接线端连接外部110v直流电，在控制面板3内侧的接线端则与电源模块电连接。电源模块将110v直流电转化为12v直流电并向工控机、监测dvr供电。

优选的，手势识别摄像头接口j8在控制面板3外侧的接线端用于连接手势识别摄像头，在控制面板3内侧的接线端与poe交换机网络连接。

优选的，通话器接口j2在控制面板外侧的接线端用于连接通话器，在控制面板3内侧的接线端与监测dvr电连接。

优选的，在控制面板3上设置有usb接口、hdmi接口以及wlan接口，usb接口、hdmi接口位于控制面板3内侧的接线端分别对应连接至工控机的usb接口、hdmi接口以及，wlan接口位于控制面板3外侧的wlan接口的接线端用于连接对讲机，位于内侧的接线端用于连接poe交换机。

优选的，信号接口j5在控制面板外侧的接线端用于接入列车的车速识别信号和车头识别信号，在控制面板3内侧的接线端与电源模块连接。电源模块还包括车速识别电路和车头识别电路，分别对车速识别信号和车头识别信号识别。

优选的，天线接口(t1和t2)在控制面板外侧的接线端用于连接通信天线w6，在控制面板3内侧的接线端与无线通信路由器连接。

如图9所示，图9为监控主机的局部爆炸视图。在箱体底面上固定有工控机支架z1、无线通信路由器支架z2、监测dvr支架z3、电源模块支架z4，每个支架均呈颠倒的u形，并且均具有一个水平顶面和垂直于该水平顶面的两个侧壁，每个侧壁的末端均具有一个向外或向内延伸的压紧边，通过螺纹连接的方式固定在箱体的底面上。工控机7、无线通信路由器8、监测dvr(9)、电源模块10均通过螺纹连接的方式设置在对应的水平顶面上。

工控机支架z1、无线通信路由器支架z2均位于箱体底面的前部，工控机支架z1设置在无线通信路由器支架z2的两个侧壁之间；连接工控机7和工控机支架顶面的螺纹柱上穿设有减震垫，无线通信路由器支架z2的顶面中心设置有矩形的散热孔。减震垫的设置减少了震动对工控机的影响，散热孔增加了散热面积，方便散热。

监测dvr支架z3固定在箱体底面的中部，连接监测dvr9和监测dvr支架顶面的螺纹柱上也穿设有减震垫12。监测dvr支架z3的顶面中心也设置有矩形的散热孔。poe交换机11位于监测dvr支架z3的两个侧壁之间，并且固定在箱体底面上。电源模块支架z4固定在箱体底面的后部。

在图9中，通过上下组合的设置方式提高了箱体内部空间的利用率，减小了箱体的整体体积，具有节省材料的优点。

如图10所示，监控主机w3以吊装的方式安装在驾驶室的机柜内。在图10中，可以看出吊架包括机架底盘a1和机板a2，两个机板a2左右对称设置在机架底盘a1上，并且两个机板a2之间还通过前后两个u型限位板a3连接。监控主机w3设置在两个机板a2之间，其机箱挂耳以螺纹连接的方式固定在机板a2的前侧面。

机板a2的侧壁上设置有朝外延伸、横截面为直角形的吊耳，每个吊耳上设置有连接孔，通过螺纹连接的方式使该吊架固定在驾驶室内的机箱中。

进一步优选的，电源模块包括电源转换电路、对车速识别信号进行识别的车速识别电路，以及对车头识别信号进行识别的车头识别电路。车速识别电路和车头识别电路将列车的速度和车头识别信息推送给工控机，工控机再推送至监测dvr，只有当速度不为零且为车头时，才会启动疲劳监测；每当零速变为有速时，启动一次人脸识别。

如图11所示，车速识别电路包括零速接口，零速接口j23的接地端1接地，信号端2接入列车速度检测线，并且还电连接第一继电器rl1的负向输入端-in，而第一继电器rl1的正向输入端+in接12v直流电。结合图11，第一继电器rl1的负向输出端-out接地，正向输出端+out电连接第一光耦的发光二级管的负端，该发光二极管的正端接5v直流电，该第一光耦的输出三极管的发射极接地，输出三极管的集电极与单片机的一个输入输出引脚电连接，并且还串接第一限流电阻和第一发光指示二极管后接入5v直流电，该第一发光指示二极管的正极电连接5v直流电，负极接该第一限流电阻。

优选的，速度检测接口j23的第二接线端2与继电器rl1的负向输入端-in之间还串接有一保险丝f9。优选的，在第一继电器rl1的负向输入端-in和正向输入端+in之间还并接有一个保护二极管d13,该二极管d13的正极与继电器rl1的负向输入端-in电连接，该二极管d13的负极与继电器rl1的正向输入端+in电连接。正常情况下，列车处于停止状态，该列车速度检测线输出高电压，例如输出直流12v，则在继电器rl1的正向输入端+in和负向输入端-in之间就不存在电压差，则控制继电器rl1的正向输出端+out和负向输出端-out之间断开，则控制继电器rl1的正向输出端+out的输出信号speedin1为悬空状态。而当列车启动运行，对应列车速度检测线接地或为低电压时，则继电器rl1的正向输入端+in和负向输入端-in存在电压差，则控制继电器rl1的正向输出端+out和负向输出端-out之间导通，则控制继电器rl1的正向输出端+out的输出信号speedin1为接地信号。

进一步的，如图12所示,对图11中第一继电器rl1的输出信号speedin1进一步串联电阻r1后电连接到光耦芯片ps2804的k1端，而光耦芯片ps2804的a1端接直流5v，光耦芯片ps2804的c1端通过串联电阻r2和发光二极管d3后也接直流5v，光耦芯片ps2804的e1端接地。另外，光耦芯片ps2804的c1端还直接与单片机的一个输入输出引脚电连接。显然，当图11中第一继电器rl1的输出信号speedin1接地时，该光耦芯片ps2804的a1端与k1端之间导通，则引起内部的三极管导通，即c1端与e1端导通，则发光二极管d3点亮，同时c1端的电压为0v，该电压值将被单片机采集，作为列车处于有速运行的信号。而当控制继电器rl1的输出信号speedin1为断开悬空状态时，显然该光耦芯片ps2804的c1端与e1端之间为截止状态，则发光二极管d3为熄灭状态，同时c1端的电压为5v，该电压值将被单片机采集，作为列车处于停止运行的信号。该单片机将采集到的车速识别信号再通过串口或网口传输给监控主机中的工控机，从而能够进一步在工控机的控制下，对面部识别摄像头进行操控。

结合图11和图12，对于来自的列车速度检测线的电压信号，这里采用了继电器rl1和光耦芯片ps2804进行两次隔离，其中通过继电器能够将列车速度检测线的高电压信号的有无转换为输出信号speedin1的接地或悬空，然后再通过光耦芯片ps2804进一步隔离，并获得和单片机接口相适配的5v信号和0v信号的采集。因此，对电源电路板有很好的保护作用。

车头识别电路与车速识别电路具有相同的电路结构，车头识别电路包括主控接口，主控接口的接地端接地，信号端电连第二接继电器的负向输入端，第二继电器的正向输入接12v直流电，所述第二继电器的负向输出端接地，正向输出端电连接第二光耦的发光二级管的负端，该发光二极管的正端接5v直流电，该第二光耦的输出三极管的发射极接地，输出三极管的集电极与单片机的另一个输入输出引脚电连接，并且还串接第二限流电阻和第二发光指示二极管后接入5v直流电，该第二发光指示二极管的正极电连接5v直流电，负极接第二该限流电阻。具体的实现电路组成可以参加图11和图12所示电路，这里不再赘述。

电源控制模块中的电源转换电路如图13所示，其中，在图13中，直流110v接线端j15中一端与共模滤波器acm90v-701-2pl-tl00的第一引脚端电连接，另一端与共模滤波器acm90v-701-2pl-tl00的第三引脚端电连接。优选的，在共模滤波器acm90v-701-2pl-tl00的第三引脚端上串联有保险丝f3和输入电源开关s3，由此可以对输入的直流110v进行大电流保护，以及人为开关加电和断电控制。优选的，在共模滤波器acm90v-701-2pl-tl00的第一引脚端和第三引脚端之间还并联有滤波电容c11，而在共模滤波器acm90v-701-2pl-tl00的第二引脚端和第四引脚端之间还并联有滤波电容c12。

进一步的，在共模滤波器acm90v-701-2pl-tl00之后设置的是直流电源变换器cqb150w-110s12，该直流电源变换器的作用是把输入的110v直流电变换为12v直流电。其中，共模滤波器acm90v-701-2pl-tl00的第二引脚端与直流电源变换器cqb150w-110s12的负极输入端-vin电连接，共模滤波器acm90v-701-2pl-tl00的第四引脚端与直流电源变换器cqb150w-110s12的正极输入端+vin电连接。直流电源变换器cqb150w-110s12的正极输出端+vout输出直流12v，负极输出端-vout则接地。优选的，在直流电源变换器cqb150w-110s12的正极输入端+vin和负极输出端-vout之间还并联有两个滤波电容c4和c5。

图14进一步显示了12v直流电变换为5v直流电的电路，其中，由图12中的直流电源变换器cqb150w-110s12的正极输出端+vout和负极输出端-vout串联一滤波电路后接入另一直流变换电源模块b1205s-2wr2的正极输入端+vin和接地端gnd，其中该滤波电路包括滤波电感l1和滤波电容c6，其中滤波电感l1的两端分别电连接直流电源变换器cqb150w-110s12的正极输出端+vout和直流变换电源模块b1205s-2wr2的正极输入端+vin，滤波电容c6在直流变换电源模块b1205s-2wr2的正极输入端+vin和接地端gnd之间并联。直流变换电源模块b1205s-2wr2的正极输出端+vo输出直流5v，负极输出端-vo接地，在正极输出端+vo和负极输出端-vo之间也并联有两个滤波电容c7和c8。另外，优选的，正极输出端+vo还串接一限流电阻r27和发光二极管d10,当产生输出直流5v时，该发光二级管d10将被点亮，表明有直流5v产生，同时也说明前一级图11中的直流12v也产生输出。

如图15所示，图15为监测主机和外部设备的实物连接示意图。在图15中，电源模块dy接入110v直流电源、车速识别信号、车头识别信号；并且还连接有电源开关，用于控制110v直流电源的上电。电源模块dy还向工控机gk供电，并且还连接有工控机电源开关，用于控制工控机的上电。监测dvr(dvr)、工控机gk、路由器l均和poe交换机p网络连接。监测dvr(dvr)还连接有通话器s1、面部识别摄像头s2。路由器l的天线端连接两个通信天线t，poe交换机p还连接有手势识别摄像头s3以及对讲机dj，其原理与上述内容一致，不再赘述。

另外，本发明对监测dvr进一步说明：监测dvr采用的是人脸识别技术和疲劳监测技术。人脸识别技术是基于人的脸部特征，对输入的人脸图像或者视频流。首先判断其是否存在人脸，如果存在人脸，则进一步的给出每个脸的位置、大小和各个主要面部器官的位置信息。并依据这些信息，进一步提取每个人脸中所蕴涵的身份特征，并将其与已知的人脸进行对比，从而识别每个人脸的身份。

疲劳监测通过测量在一定的时间内眼睛闭合时所占的时间比例检测驾驶员的疲劳情况。设计的系统由红外光源、人眼图像传感、图像处理及眼睛面积补偿算法等组成。在提取人眼图像过程中，利用人眼对850nm/940nm这两种波长的红外光线的吸收率的明显差异，得到差分图像后可将眼睛与其余部分分离,同时也避免了背景光线的干扰，特别适合于夜间容易出现疲劳驾驶时段的检测.在眼睛面积的计算过程中，通过面积补偿算法，修正驾驶员眼睛与检测设备距离相对变化引起的误差，提高了检测系统的准确率。

监控平台对列车驾驶员进行手势识别主要采用肢体识别技术，肢体识别技术基于meanshift和kalman滤波相结合的跟踪算法来跟踪定位人体目标；利用肢体特征和区域特征来提取运动特征；利用基于oaa的支持向量机分类识别。

由此可见，本发明公开了一种列车驾驶辅助系统，包括通过无线通信进行信息互联的驾驶监控子系统和监控平台，又进一步包括司机行为识别子系统、行车预警子系统和远程支持子系统，驾驶监控子系统包括监控主机以及与监控主机连接的面部识别摄像头、手势识别摄像头、视讯摄像头、通话器和通信天线。通过该列车驾驶辅助系统，既可以与列车沿线的安全系统接合，也可以与列车驾驶系统结合，兼容性强。该系统既能够对司机的驾驶行为进行监控，减少和避免司机的危险行为，也可以为司机提供各种预警信息和安全保障，有利于司机在故障、危险等紧急情况时能够获得信息支援，进行最优化的处理操作，从而构建了易安装、功能全、防护安全措施多的综合性驾驶辅助系统。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除