Способ повышения безопасности пешеходов на железнодорожном переезде Российский патент 2023 года по МПК B61L29/00 

Изобретение относится к средствам обеспечения безопасности на железнодорожных путях, в частности, к технологиям повышения безопасности пешеходов на железнодорожных переездах и в иных местах пересечения железнодорожных путей.

Изобретение может быть использовано как на оборудованных техническими средствами контроля, сигнализации и ограничения движения железнодорожных переездах, так и на неохраняемых и необорудованных (стихийных) переходах через железнодорожные пути. Способ является дополнительным по отношению к известным и применяемым способам и техническим средствам обеспечения безопасности пешеходов на переездах.

Дорожно-транспортные происшествия на железнодорожных переездах, в том числе с особо тяжкими последствиями, остаются одной из самых острых проблем обеспечения безопасности на железных дорогах.

Из уровня техники известны технические решения, предназначенные для повышения безопасности пешеходов на железнодорожных переездах путем установки предупредительных знаков и средств ограничения движения (шлагбаумы, турникеты, заградительные барьеры), перечисленные, в частности, в "Условиях эксплуатации железнодорожных переездов", утвержденных Приказом Минтранса РФ от 5 октября 2022 г. №402.

Известны средства сигнализации и оповещения о приближении поезда (громкоговорящее оповещение о приближении поезда, светофоры, звуковая сигнализация), указанные в "Условиях эксплуатации железнодорожных переездов", утвержденных Приказом Минтранса РФ от 5 октября 2022 г. №402, а также описанные, в частности, в патентах на изобретение RU2271296, МПК: B61L 23/06, опубл. 10.03.2006, RU 2538309, МПК: G08B 1/00, B61L 23/00, G08G 1/16, опубл. 10.01.2015.

Известны устройства автоматического управления движением на железнодорожных переездах, позволяющие закрывать переезд в зависимости от координат и скорости приближающегося поезда, например описанные в патентах на изобретение RU2468949, МПК: B61L 23/16, опубл. 10.12.2012, RU2544285, МПК: B61L 29/24, опубл. 20.03.2015.

Известны средства оповещения машиниста поезда о ситуации на переезде, например, система удаленного контроля и информирования машиниста о занятости железнодорожного переезда, патент на изобретение RU2667035, МПК: B61L 29/00, опубл. 13.09.2018, система контроля нештатных ситуаций на неохраняемых железнодорожных переездах, патент на изобретение RU2759756, МПК: B61L 29/22, опубл. 17.11.2021.

Известны системы оповещения участников движения, находящихся в зоне переезда, по беспроводным средствам связи, в том числе, мобильному телефону, например, способ повышения безопасности пешеходных переходов, патент на изобретение RU2495775, МПК: B60W 30/08, опубл. 20.10.2013, информационная система заблаговременного оповещения о закрытии (свободности) железнодорожного переезда, патент на изобретение RU2602517, МПК: B61L 29/24, опубл. 20.11.2016, способ обеспечения безопасности на железнодорожном переезде, патент на изобретение RU2681451, МПК: B61L 29/00, опубл. 06.03.2019.

Известны технические решения систем контроля и видео регистрации ситуаций на переезде, а также контроля исправности работы световой и звуковой сигнализаций, устройств заграждения переезда, контроля за движением транспортных средств через переезд, действиями обслуживающего персонала и фактов нарушения водителями правил дорожного движения, в частности, описанные в патентах на полезную модель RU156053, МПК: B61L 29/00, опубл. 27.10.2015, RU158678, МПК: B61L 29/00, опубл. 20.01.2016, RU161481, МПК: B61L 29/00, опубл. 20.04.2016, а также в патентах на изобретение RU2637066, G08G 1/04, B61L 29/00, опубл. 29.11.2017, RU2662306, опубл. 25.07.2018, RU2751041, B61L 29/00, опубл. 07.07.2021, RU2774127, B61L 29/24, опубл. 15.06.2022.

Все перечисленные выше решения имеют общий недостаток, а именно: они являются средствами неизбирательного предупреждения об опасной ситуации и предотвращения инцидентов и не анализируют поведение и уровень риска конкретного пешехода, пересекающего железнодорожные пути.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является способ интерактивного обеспечения безопасности на пешеходном переходе, патент на изобретение RU2539270, МПК: G08G, опубл. 20.01.2015, заключающийся в том, что переход оснащен видеокамерой для определения наличия или отсутствия пешеходов, ожидающих на сторонах пешеходного перехода, причем новым является то, что на заданной высоте над пешеходным переходом и в дорожных зонах подъезда транспортных средств устанавливаются видеокамеры и световые излучатели, формирующие световые изображения на дорожном полотне и/или пешеходной дорожке, видеокамеры фиксируют количество транспортных средств и пешеходов, их габариты, скорость перемещения, ускорение, адекватность их движения в зоне пешеходного перехода, а также в прилегающих территориях, видеокамеры передают видеосигналы в программно-аппаратный комплекс для обработки и анализа ситуации, прогнозирования событий, программно-аппаратный комплекс по заданной программе подает звуковой сигнал и/или команду на световые излучатели, при этом в случаях появления «слепых зон», неадекватности поведения участников событий на переходе или прогнозируемого наезда на пешехода компьютер подает общие или персональные световые сигналы участникам движения для выявления источника опасности и устранения препятствий для перемещения, программно-аппаратный комплекс непрерывно фиксирует соотношение пешеходов и транспорта, регулирует транспортно-пешеходные потоки с учетом особенностей времени суток, количества участников транспортно-пешеходного движения, давая преимущество большинству, или спецмашинам, или детям, или лицам преклонного возраста.

Недостатком данного способа является его ограниченная приспособленность к применению в местах пересечения пешеходами железнодорожных путей, отсутствие раскрытия процедур обнаружения «неадекватности поведения участников событий».

Анализ происшествий на железнодорожных путях и, в частности, на железнодорожных переездах, последствиями которых были человеческие жертвы и тяжелые травмы пешеходов, показывает, что наиболее выраженными факторами поведения пешеходов, увеличивающими риск происшествий при пересечении железнодорожных путей, являются:

- использование наушников, прослушивание музыки, аудиокниг;

- езда по переезду на велосипеде, самокате, мопеде;

- наличие капюшона на верхней одежде, ограничивающего обзор и слышимость;

- разговоры по телефону;

- просмотр экрана смартфона, манипуляции со смартфоном или планшетом;

- разговор с попутчиком или общение в группе людей;

- остановка движения пешехода непосредственно на железнодорожных путях;

- употребление пищи и напитков на ходу;

- передвижение бегом.

Комбинация двух и более из перечисленных выше факторов еще более увеличивает риск безопасности пешехода.

Техническая задача - создание способа анализа поведения пешеходов и наличия у них признаков нарушения внимания и ограничений восприятия внешней среды, а также обеспечивающего формирование и выдачу индивидуализированных аудио (звуковых) и видео (световых) предупреждений о необходимости сохранения бдительности при пересечении железнодорожных путей.

Технический результат - повышение безопасности и снижение риска происшествий и травматизма пешеходов на железнодорожных переездах и в иных местах перехода пешеходами железнодорожных путей за счет анализа и обнаружения признаков рискованного поведения пешеходов и выдачи индивидуализированных аудио (звуковых) и видео (световых) предупреждений о необходимости сохранения бдительности при пересечении железнодорожных путей.

Сущность заявляемого способа заключается в следующем.

Места пересечения маршрута движения пешеходов с железнодорожными путями (железнодорожные переезды, необорудованные стихийные места перехода пешеходов через пути, станционные пути развития и др.) оснащаются средствами видеонаблюдения (видеокамерами), направленными на зону пересечения. Для реализации способа также необходимы средства видеоаналитики и звукового и световизуального оповещения пешеходов.

При приближении поезда все технические и программные средства включаются в работу по сигналам системы железнодорожной автоматики (автоблокировки), зафиксировавшей занятие поездом блок-участка, на котором находится пересечение с пешеходным маршрутом.

Обнаружение пешехода с признаками рискованного поведения происходит в несколько этапов.

Сначала весь поток видеоданных, поступающих от видеокамер, преобразуется в последовательность кадров (то есть, производится «захват» изображения), которая в виде файлов данных поступает в устройства видеоаналитики. Для повышения достоверности возможно реализовать совместную обработку видеосигналов нескольких видеокамер для получения 3-D изображений. В устройствах видеоаналитики могут использоваться как классические методы компьютерного зрения, так и более мощные алгоритмы распознавания на основе глубокого обучения (нейронные сети). Последние более устойчивы к ложным срабатываниям при изменении освещенности, размера или ракурса объекта, позволяют строить более совершенные и отказоустойчивые системы компьютерного зрения. Однако нейронные сети требовательны к вычислительным ресурсам и полноте базы изображений для обучения, а также требуют больших затрат по подготовке данных и обучению моделей.

Обработка потока видеоданных включает:

- выделение границ, контурный анализ, сегментацию изображений;

- классификацию изображений, то есть группировку изображений в разные категории;

- поиск шаблона и идентификацию объектов.

В зависимости от выбранного алгоритма обнаружения и распознавания пешехода какие-то этапы могут отсутствовать либо реализовываться иным способом (например, в нейронных сетях). В любом случае, перед началом использования алгоритмы видеоаналитики должны быть предварительно обучены путем ввода множества размеченных и заранее идентифицированных изображений. Для обучения могут быть использованы стандартные наборы данных (датасеты, англ. dataset), а также библиотеки шаблонов изображений, сформированных самостоятельно в местах установки технических средств, реализующих данный способ.

После обнаружения пешехода с признаками рискованного поведения производится сопровождение (трекинг), что позволяет отслеживать заданного человека в случае потери изображения в потоке людей.

Результатом обработки видеосигналов являются идентифицированные объекты (пешеходы), у которых обнаружены один или несколько признаков повышенного риска при пересечении железнодорожных путей. Примеры результатов обработки показаны на Фиг. 1 - Фиг. 8:

Фиг. 1 - пешеход разговаривает по телефону;

Фиг. 2 - пешеход увлечен просмотром экрана и манипуляциями со смартфоном;

Фиг. 3 - пешеход в наушниках;

Фиг. 4 - пешеход с капюшоном на голове;

Фиг. 5, 6 - езда по переезду на велосипеде, мопеде;

Фиг. 7, 8 - пешеходы с двумя обнаруженными факторами риска (капюшон и велосипед, капюшон и телефон).

При обнаружении в зоне пересечения железнодорожных путей пешехода с признаками рискованного поведения в средствах звукового оповещения формируется индивидуализированный предупреждающий сигнал, который передается пешеходу, например: «Пешеход в желтой куртке, не отвлекайтесь на разговоры и будьте внимательны при переходе железнодорожного пути!» (Фиг. 1). Одновременно внимание указанного пешехода может дополнительно привлекаться направленным мерцающим лучом света (типа «солнечный зайчик»), а изображение пешехода выводиться на видеотабло, установленное в зоне пересечения железнодорожного пути.

Таким образом, предлагается способ повышения безопасности пешеходов на железнодорожном переезде, который может быть использован в качестве дополнительного как на оборудованных техническими средствами контроля, сигнализации и ограничения движения железнодорожных переездах, так и на неохраняемых и стихийных переходах через железнодорожные пути.

Изобретение относится к методам повышения безопасности пешеходов на железнодорожных переездах. Способ включает обнаружение пешеходов при приближении и нахождении в зоне пересечения железнодорожного пути, обработку видеопотока устройств видеонаблюдения, передачу сигналов от средств обнаружения и обработки к средствам оповещения, оповещение пешеходов с помощью аудиосигналов и световой сигнализации, на основе анализа потока видеоданных осуществляется захват и выделение изображения конкретного пешехода по характерным признакам, отнесенным к факторам повышенного риска и снижения внимания при пересечении железнодорожного пути, отождествление выделенного изображения с по меньшей мере одной из заранее определенных моделей рискованного поведения пешехода, формирование индивидуального предупреждающего сигнала, адресную передачу предупреждающего сигнала пешеходу, у которого выявлены признаки рискованного поведения. Достигается повышение безопасности и снижение риска происшествий и травматизма пешеходов на железнодорожных переездах. 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ повышения безопасности пешеходов на железнодорожном переезде, включающий установку устройств видеонаблюдения, видеоаналитики и оповещения, обнаружение пешеходов при приближении и нахождении в зоне пересечения железнодорожного пути, обработку видеопотока устройств видеонаблюдения, передачу сигналов от средств обнаружения и обработки к средствам оповещения, оповещение пешеходов с помощью аудиосигналов и световой сигнализации, причем включение средств обнаружения и оповещения пешеходов осуществляется по сигналам средств железнодорожной автоматики и сигнализации о приближении поезда, отличающийся тем, что на основе анализа потока видеоданных осуществляется захват и выделение изображения конкретного пешехода по характерным признакам, отнесенным к факторам повышенного риска и снижения внимания при пересечении железнодорожного пути, отождествление выделенного изображения с, по меньшей мере, одной из заранее определенных моделей рискованного поведения пешехода, формирование индивидуального предупреждающего сигнала, адресную передачу предупреждающего сигнала пешеходу, у которого выявлены признаки рискованного поведения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что пешеходу передается речевое сообщение, содержащее индивидуализированные идентификационные признаки, с указанием признака рискованного поведения.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что внимание пешехода, в поведении которого обнаружены признаки повышенного риска, привлекается направленным мерцающим лучом света.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что изображение пешехода, в поведении которого обнаружены признаки повышенного риска, выводится на видеотабло, установленное в зоне пересечения железнодорожного пути.