Устройство счета железнодорожных подвижных единиц
RAILWAY ROLLING STOCK COUNTING DEVICE

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и может быть использовано при определении количества вагонов в подвижных единицах на железнодорожных станциях.
Известно устройство для счета подвижных единиц железнодорожного транспорта, содержащее четыре точечных датчика, фиксатор признака подвижной единицы, фиксатор проследования подвижной единицы, определитель осности подвижной единицы, входами устройства являются входы точечных датчиков, выходы точечных датчиков подключены к входам фиксатора проследования подвижной единицы, фиксатора признака подвижной единицы и определителя осности подвижной единицы, выходами устройства являются выход фиксатора подвижной единицы, на котором формируется сигнал о проследовании подвижной единицы, выход фиксатора признака подвижной единицы, на котором формируется сигнал о проследовании локомотива или вагоны, и выход определителя осности подвижной единицы, на котором формируется сигнал о количестве колесных пар в подвижной единице (RU 1284870, B61L 17/00, 23.01.1987).
Устройство осуществляет контроль проследования подвижных единиц через контролируемый участок, определение количества осей в проследовавшей подвижной единице, определение шестиосных локомотивов и четырехосных вагонов.
Недостатком данного устройства является невозможность отличия шестиосных вагонов от шестиосных локомотивов, невозможность определения длины вагонов, невозможность определения отрыва одного вагона от другого.
Известно устройство датчик радиотехнический контроля свободности стрелочных участков (РТД-С), содержащее передатчик, приемники, датчик сравнения, контрольное реле, входами устройства являются входы приемных концов, получающие сигнал от передатчика, выходы приемников соединены с входом схемы сравнения, выход схемы сравнения соединен с контрольным реле, выходом устройства является выход контрольного реле, на котором формируется сигнал о свободности или занятости участка.
Устройство осуществляет контроль наличия или отсутствия подвижной единицы в зоне действия. Приемники и передатчик располагаются перпендикулярно оси пути по разные стороны. Передатчик непрерывно подает СВЧ сигнал на приемники, которые расположены на разной высоте. При наличии сигнала на всех приемниках схема сравнения формирует сигнал о свободности участка, если любой из датчиков перестает подавать сигнал, то схема сравнения формирует сигнал о занятости контролируемого участка (38550-00-00 ТО Техническое описание и инструкция по эксплуатации на датчик радиотехнический контроля свободности стрелочных участков     РТД-С).
Недостатком устройства является сложная схема калибровки и установки данного устройства, фиксация ложной занятости при перекрытии приемников или передатчиков посторонними предметами, невозможность расчета количества вагонов в подвижной единице.
В качестве прототипа принято техническое решение, предусматривающее видеонаблюдение за движущимся подвижными единицами с помощью видеокамер, установленных под определенным углом к контролируемому участку железнодорожных путей, и размещенных по обе стороны контролируемого участка железнодорожных путей, выходы видеорегистраторов соединены с соответствующими входами блока нейросетевого классификатора, к входу управления которого подключен блок ввода данных, выходы блока нейросетевого классификатора соединены со входами блока позиционирования, формирующего на своих выходах сигналы позиционирования ключевых объектов (железнодорожных подвижных единиц), выходы блока позиционирования соединены со входами вычислителя скорости, формирующего на своих выходах сигналы, несущие информацию о скоростях ключевых объектов (RU 2738768, B61L 25/00, 16.12.2020).
Недостатки известного технического решения заключаются в невозможности детектировать сцепки у вагонов и как следствие невозможность фиксации сцепленного и расцепленного состояния вагонов на малой дистанции, невозможность расчета количества вагонов в подвижной единице.
Технический результат изобретения заключается в устранении указанных недостатков, а именно: в повышении функциональной надежности за счет возможности контроля сцепки, что позволяет более точно определять количество вагонов в подвижной единице, количество колесных пар в каждом вагоне и факт отделения одного вагона от другого.
Технический результат достигается тем, что в устройстве счета железнодорожных подвижных единиц, содержащем установленные на контролируемом участке пути источники света и видеорегистраторы, согласно изобретению видеорегистраторы установлены на контролируемом участке таким образом, чтобы в их область обзора входили  автосцепка, оси и номер контролируемой подвижной единицы, выходы  видеорегистраторов подключены к соответствующим входам блока определения расцепа, соединенного с блоком памяти, входы/выходы блока определения расцепа подключены соответственно  к выходам/входам блока распознавания автосцепок, блока распознавания номеров и блока распознавания осей, каждый из которых соединен с соответствующим модулем памяти, выход блока определения расцепа является выходом устройства.
На чертеже представлена структурная схема устройства счета железнодорожных подвижных единиц.
Устройство счета железнодорожных подвижных единиц содержит установленные на контролируемом участке пути источники 1 света и видеорегистраторы 2, которые установлены на контролируемом участке таким образом, чтобы в их область обзора входили  автосцепка, оси и номер контролируемой подвижной единицы, выходы  видеорегистраторов 2 подключены к соответствующим входам блока 3 определения расцепа, соединенного с блоком 4 памяти, входы/выходы блока 3 определения расцепа подключены соответственно  к выходам/входам блока 5 распознавания автосцепок, блока 6 распознавания номеров и блока 7 распознавания осей, каждый из которых соединен с соответствующим модулем 8 (9, 10) памяти, выход блока определения расцепа является выходом устройства.
Устройство счета железнодорожных подвижных единиц работает следующим образом.
Источники 1 света обеспечивают необходимый уровень освещенности для работы видеорегистраторов 2. В качестве видеорегистраторов 2 могут использоваться видеокамеры видимого и инфракрасного диапазона. В качестве источников 1 света могут использоваться светодиоды видимого и инфракрасного излучения.
Видеорегистраторы устанавливаются на контролируемом участке пути таким образом, чтобы в их область обзора входили  автосцепка, оси и номер контролируемой подвижной единицы.
Выходы видеорегистраторов 2 подключены к соответствующим входам блока 3 определения расцепа.  Данные с видеорегистраторов 2 в виде изображений видеокадров поступают на входы блока 3 определения расцепа, входы/выходы которого подключены соответственно  к выходам/входам блока 5 распознавания автосцепок, блока 6 распознавания номеров и блока 7 распознавания осей. В эти блоки передаются поступающие видеокадры.
Для осуществления автоматического формирования местоположения распознанных объектов блоками 5, 6 и 7 необходимо предварительно провести их настройку, которая осуществляется на этапе подготовки устройства. В качестве основы алгоритма настройки может использоваться математический аппарат глубокого обучения [ZhuX. etal. TPH-YOLOv5: Improved YOLOv5 Based on Transformer Prediction Head for Object Detection on Drone-captured Scenarios //Proceedings of the IEEE/CVF International Conference on Computer Vision. – 2021. – С. 2778-2788]. Для обеспечения процесса настройки каждый из блоков 5, 6 и 7 соединен с соответствующим модулем 8, 9 и 10 памяти, в который оператор заносит предварительно сформированную обучающая информацию.
С помощью блока 6 распознавания номеров производится распознавание номера вагона и проверка на соответствие контрольной суммы, в результате чего на выход блока 6 выводится последовательность цифр и степень достоверности результата.
В блоке 7 распознавания осей производится поиск на кадрах осей колесных пар подвижного состава. На выход блока 7 передается информация о наличии и координатах осей внутри кадра.
В блоке 5 распознавания автосцепок производится поиск на кадрах автосцепного устройства подвижного состава. На выход блока 5 передается информация о наличии и координате автосцепного устройства внутри кадра.
Информация от блоков 5, 6 и 7 поступает в блок 3 определения расцепа, который производит обработку информацию и передает на свой выход (выход устройства) информацию о количестве вагонов в подвижной единице и количестве колесных пар в каждом вагоне. В процессе работы устройства, в блок 4 памяти, который соединен с  блоком 3 определения расцепа, производится запись времени съема кадра, самого кадра, информация, полученная с блоков 5, 6 и 7, и информация, передаваемая на выход устройства. Информацию, записанную в  блок 4 памяти, в дальнейшем можно использовать для анализа работы устройства и для формирования обучающей выборки.