一、 系统概述
列车障碍物检测与辅助防撞系统，又称主动式、非接触式障碍物检测系统，采用无线、视觉分析和雷达探测技术相融合的方式，实现对运营列车的防护。该系统通过视觉分析进行轨行区障碍物的探测和预警，采用雷达技术在ATP切除模式下实现对前方列车的距离测量和辅助防撞预警，为列车运行提供辅助安全保障。
系统仅在非信号模式下参与列车控制。
本系统具备深度学习的功能，可以不断提升增加障碍物的识别种类，增强障碍物识别的灵敏度。
二、 系统构成
车载设备配置表
系统通过高清摄像机采集列车轨行区的视频影像，通过深度学习的人工智能算法自动分析，自动甄别障碍物入侵限界的异常事件，并及时发出告警。
在具体算法实现过程中，首先对图像进行预处理，降低灯光、阳光等背景噪声干扰，包括灰度化、滤波去燥等，并通过边缘检测确定检测敏感窗口即轨行区。通过当前帧与背景帧的差分算法，对图像进行二值化处理并进行人工各种深度学习，提取障碍物的形态特征，进一步计算障碍物的大小和距离，视情发出预警。一旦发现报警帧，则将相关视频影像进行存储备查。
前、后列车通过射频信号的发送和接收建立查询-应答式测距机制。后车向前车发送查询射频信号，前车接收后经信号处理与识别，若符合预设通信协议，则向后车发送应答信号；后车在接收应答信号后根据查询—应答时间差计算追踪距离，并由显示终端告知驾驶人员。若追踪距离小于预警阈值，则发出声光报警。
列车在走行过程中，无论ATP是否旁路，障碍物探测预警功能始终激活。列车通过视频采集获取前方轨行区影像，自动分析是否存在障碍物。若障碍物尺寸超限或侵入列车限界，则自动触发声光警示。采集的视频数据被同步存储并保存较长时间，以供事后分析。
通过视频、激光、雷达的信息融合，使用多种不同的探测体制，能够避免单一技术体制失效可能带来的漏报警风险，充分提高了系统的安全性。
2.1 车载主机
列车两端TC1和TC2车内各安装一台障碍物检测车载主机，采用19英寸标准3U机箱设计。其中包括电源模块、MVB模块、IO模块、雷达模块、交换机模块、视频处理模块等。
· 分析处理雷达和视频信息，根据处理结果触发相应报警输出；
· 可以记录不小于7×24h的视频信息以及运行日志；
· 具有MVB或TRDP总线接口，能够向TIMS传输预警信息和工作信息，以便上传给OCC；
· 距离检测：当前后列车间距＜400m时，向HMI及OCC车辆调度提供声光警示，声光报警需根据距离的大小进行分级。
· 障碍物检测：当检测到轨道中具有危险到行车安全的障碍物时，发出声光报警信息，声光报警需根据障碍物的大小进行分级。
· 采用高度集成化、模块化进行设计，可单独插拔更换，简化维护工作；
· 具有故障自检功能，能够实时监测系统工作，系统故障时可根据故障提示信息，快速锁定故障模块，缩短维修时间。
· 主机设有维护以太网接口，列车数据下载和集中维护可通过维护以太网完成，并实现地面服务器分析数据。
2.2 二次雷达
二次雷达安装在每列车司机室的风挡玻璃内侧，用于和前行列车之间收发无线电信号，实时探测本车与前车距离。雷达探测具有较强的传统能力，可以在弯曲的隧道区段可靠探测前方的列车，弥补了视频探测在这个场景下的探测空白。
· 能够实现直线段不小于500m的雷达探测距离
· 直线段静态测距误差不超过0.1m；
· 扩频调制，减小发射功率，增加抗干扰性能
2.3 摄像机
障碍物探测摄像机安装在司机室，用于探测线路前方障碍物。
· 视频输出具有多种格式可调，默认为720P 25fps；
· 直线段215m处仍能够获取较清晰画面质量，保证障碍物探测距离；
· 具有夜晚低亮度增强、雾霾增强、噪点去除等图像软件增强算法；
· 结构特殊加强和缓冲处理，能够适应列车高速行驶时产生的振动干扰。
2.4 激光雷达
激光雷达可以准确构建地铁车辆前方轨行区的三维图像，通过和视频图形融合，实现高可靠性探测。该雷达探测覆盖范围可达200m。自配有接线盒，用于对激光雷达供电与数据传输。安装在列车端车上方，通过接线盒与车载机箱相连，激光雷达的接线盒内置在车载机箱内，接线盒主要用于激光雷达的供电与数据接收。
三、 系统特点
· ODAS同时具备障碍物探测和实时探测同向前行列车距离两种功能，当存在追尾或障碍物碰撞等重大安全危险隐患时，可以提前预警；
· 障碍物探测采用人工智能算法，能有效消除隧道或高架复杂环境的影响，同时根据需要进行障碍物类型的调整；
· 辅助防撞功能通过探测同向前行列车距离实现，采用二次雷达方式进行距离探测，能够有效去除干扰，保证测距的真实有效，同时排除平行股道反向列车的干扰；
· 列车辅助防撞距离：≥500m；
· 障碍物探测能力：
· 雷达无线频段：3.6～6.2GHz；
· 报警准确率：≥99%；
· 报警漏报率：≤0.1%；
· 供电：标称DC110V，77～162V；
· 功耗：＜100W；
· 温度范围： -25～+70℃；
· 视频存储容量： 7×24h；
· 通信接口：TRDP以太网 ×2，MVB ×1；