本技術(shù)涉及地鐵車輛維修，更具體地說，涉及一種用于地鐵車輛維修的軌行區(qū)人力運輸系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、地鐵作為城市軌道交通重要的一個系統(tǒng)，其運營車輛是由許多部件和子系統(tǒng)組成的復(fù)雜而完整的系統(tǒng)，隨著車輛運行時間的增加和運行里程的累積，一些零部件由于磨損、老化、疲勞、受污染等因素而導(dǎo)致性能下降，可靠性降低，使車輛故障率升高，甚至可能造成安全隱患，所以在地鐵車輛日常運營的間隙，需要對其進(jìn)行一定程度的維護(hù)保養(yǎng)，合理的維修方式方法能夠有效的保證車輛具有良好的運行狀態(tài)。軌行區(qū)是軌道附近一定范圍內(nèi)的立體空間，包括地面空間，軌道上方一定范圍內(nèi)空間，軌道下方地下空間；地鐵軌行區(qū)人力運輸車是地鐵車輛維修中不可或缺的重要工具，用于在軌行區(qū)內(nèi)安全、高效地運輸維修所需的工具、材料和人員。

2、現(xiàn)有技術(shù)公開號為cn117485382a的文獻(xiàn)提供一種用于地鐵車輛維修的軌行區(qū)人力運輸車，其包括底板與轉(zhuǎn)動連接在底板底側(cè)的滾輪，還包括；推手，鉸接于底板一端；限位柱，靠近底板與推手的連接處豎直設(shè)置，且與推手之間設(shè)置有彈性元件；行程開關(guān)，設(shè)置在限位柱與推手之間，推手圍繞鉸接點朝限位柱轉(zhuǎn)動時接觸并開啟行程開關(guān)；電磁剎，連接并受控于行程開關(guān)；手剎，設(shè)置在底板一側(cè)，連接有用于限制滾輪滾動的剎車片；蓄電池箱(4)，設(shè)置在底板底側(cè)，作為提供電量的電源件。該申請具有提高軌行區(qū)人力運輸車的安全性能，保證維修人員的人身安全的效果。

3、上述中的現(xiàn)有技術(shù)方案雖然通過現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)有關(guān)的有益效果，但是仍存在以下缺陷：1、無法及時的對進(jìn)入車輛的人員進(jìn)行認(rèn)證，不能避免未經(jīng)認(rèn)證的人員進(jìn)入；2、不能對維修需要的工具和配件進(jìn)行監(jiān)測，無法避免遺漏工具或配件的問題；3、通過電磁剎限制車輪轉(zhuǎn)動的方式，不能很好的限制車輛的移動，尤其是在斜坡上停車時，存在車輛滑坡的可能性。

4、鑒于此，我們提出一種用于地鐵車輛維修的軌行區(qū)人力運輸系統(tǒng)及方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、1.要解決的技術(shù)問題

2、本技術(shù)的目的在于提供用于地鐵車輛維修的軌行區(qū)人力運輸系統(tǒng)及方法，解決了上述背景技術(shù)中提出的技術(shù)問題，實現(xiàn)了通過人員監(jiān)測機(jī)構(gòu)對進(jìn)入箱體和維修現(xiàn)場的人員進(jìn)行檢測，避免未經(jīng)認(rèn)證的人員進(jìn)入，通過工具配件監(jiān)測機(jī)構(gòu)對維修需要使用的工具和配件進(jìn)行檢測核實，避免遺漏工具和配件，通過驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過傳動機(jī)構(gòu)帶動夾持定位機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動到豎直狀態(tài)；夾持定位機(jī)構(gòu)將夾塊頂緊到鐵軌上進(jìn)行定位，避免箱體發(fā)生溜滑移位的技術(shù)效果。

3、2.技術(shù)方案

4、本技術(shù)技術(shù)方案提供了一種用于地鐵車輛維修的軌行區(qū)人力運輸系統(tǒng)，包括：箱體、座椅、夾持定位機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)、軌道輪、維修通信機(jī)構(gòu)、計劃統(tǒng)籌機(jī)構(gòu)、工具配件監(jiān)測機(jī)構(gòu)和人員監(jiān)測機(jī)構(gòu)；

5、所述箱體的下方兩側(cè)設(shè)置有多個軌道輪，軌道輪由電力驅(qū)動工作；箱體由高強(qiáng)度鋼板制作而成；箱體的鋼板厚度位毫米；增加箱體的抗撞擊能力；

6、箱體內(nèi)固定設(shè)置有若干座椅，座椅上均設(shè)置有安全帶，座椅的前方均設(shè)置有防撞護(hù)墊，防撞護(hù)墊為泡綿墊；

7、箱體的下方固定設(shè)置有驅(qū)動機(jī)構(gòu)；

8、箱體的下方可滑動的設(shè)置有傳動機(jī)構(gòu)，傳動機(jī)構(gòu)與驅(qū)動機(jī)構(gòu)傳動連接；

9、箱體的下方可轉(zhuǎn)動的設(shè)置有兩組夾持定位機(jī)構(gòu)，可通過夾持定位機(jī)構(gòu)夾持在鐵路的鐵軌上，對箱體進(jìn)行定位。

10、箱體上固定設(shè)置有維修通信機(jī)構(gòu)、計劃統(tǒng)籌機(jī)構(gòu)、工具配件監(jiān)測機(jī)構(gòu)和人員監(jiān)測機(jī)構(gòu)。

11、通過上述技術(shù)方案，通過軌道輪使箱體在地鐵軌行區(qū)的軌道上移動，維修人員坐到座椅上，將維修工具放到箱體內(nèi)；在箱體移動到預(yù)定位置后，通過驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動傳動機(jī)構(gòu)動作，傳動機(jī)構(gòu)帶動夾持定位機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動到與箱體垂直狀態(tài)，然后通過夾持定位機(jī)構(gòu)夾緊到鐵軌上進(jìn)行固定，放置箱體溜滑跑位。通過人員監(jiān)測機(jī)構(gòu)對進(jìn)入箱體和維修現(xiàn)場內(nèi)的人員進(jìn)行監(jiān)測識別，避免未經(jīng)認(rèn)證的人員進(jìn)入；通過工具配件監(jiān)測機(jī)構(gòu)對維修需要使用的工具和配件進(jìn)行檢測核實，避免遺漏工具和配件，保證維修工作的順利進(jìn)行；通過計劃統(tǒng)籌機(jī)構(gòu)合理的安排維修的人員、工具配件、時間和路線；通過維修通信機(jī)構(gòu)與地鐵的調(diào)度室進(jìn)行溝通。

12、作為本發(fā)明一種可選方案，計劃統(tǒng)籌機(jī)構(gòu)：制定地鐵維修運輸計劃，包括運輸時間、路線、維修人員和所需工具等，具體包括：

13、維修任務(wù)分析與評估模塊：對維修任務(wù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，包括任務(wù)的復(fù)雜程度、所需時間、最合適的維修人員、所需技能、需要的替換配件和維修工具等。評估現(xiàn)有維修人員的能力和經(jīng)驗，以確定他們是否適合執(zhí)行特定的維修任務(wù)。

14、人力資源規(guī)劃模塊：根據(jù)維修任務(wù)的性質(zhì)和要求，制定人力資源規(guī)劃，包括確定所需維修人員的數(shù)量、技能和資質(zhì)。考慮維修人員的排班和休息時間，確保他們能夠在最佳狀態(tài)下執(zhí)行維修任務(wù)。

15、設(shè)備調(diào)配模塊：根據(jù)維修任務(wù)的需求，調(diào)配適當(dāng)?shù)牡跹b設(shè)備、工具和配件等。確保所需工具和設(shè)備在維修開始前到位，并進(jìn)行必要的檢查和測試。

16、安全與風(fēng)險管理模塊：分析維修過程中可能存在的安全風(fēng)險，制定相應(yīng)的安全措施和應(yīng)急預(yù)案。對維修人員進(jìn)行安全教育和培訓(xùn)，提高他們的安全意識和應(yīng)對突發(fā)情況的能力。

17、進(jìn)度監(jiān)控與調(diào)整模塊：制定維修進(jìn)度計劃，并設(shè)定關(guān)鍵節(jié)點的檢查點。實時監(jiān)控維修進(jìn)度，根據(jù)實際情況對計劃進(jìn)行必要的調(diào)整，以確保維修任務(wù)按時完成。

18、維修質(zhì)量保障模塊：制定維修質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量檢查流程，確保維修工作符合相關(guān)要求和規(guī)范。對維修過程進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)和糾正潛在的質(zhì)量問題。

19、數(shù)據(jù)記錄與分析模塊：記錄維修過程中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)和信息，包括運輸時間、維修時間、人員使用情況等。對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和總結(jié)，以便優(yōu)化未來的維修計劃和提高維修效率。

20、作為本發(fā)明一種可選方案，夾持定位機(jī)構(gòu)包括連扳、定位座和夾持組件；

21、連扳的兩端均固定設(shè)置有定位座；

22、定位座上固定設(shè)置有夾持組件；

23、箱體的下方固定設(shè)置有軸桿，定位座與軸桿轉(zhuǎn)動連接設(shè)置；

24、通過上述技術(shù)方案，連扳帶動定位座轉(zhuǎn)動，定位座帶動夾持組件轉(zhuǎn)動。

25、作為本發(fā)明一種可選方案，驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括電機(jī)和主動齒輪；

26、箱體的下方固定設(shè)置有電機(jī)；

27、電機(jī)的輸出端同軸固定設(shè)置有主動齒輪，主動齒輪與傳動機(jī)構(gòu)嚙合傳動連接設(shè)置。

28、通過上述技術(shù)方案，啟動電機(jī)帶動主動齒輪轉(zhuǎn)動，主動齒輪帶動傳動機(jī)構(gòu)動作。

29、作為本發(fā)明一種可選方案，傳動機(jī)構(gòu)包括雙向絲桿、從動齒輪、滑板、頂板和導(dǎo)向套管；

30、箱體的下方可轉(zhuǎn)動的設(shè)置有雙向絲桿；雙向絲桿兩端的螺紋方向相反；

31、雙向絲桿上固定設(shè)置有從動齒輪，從動齒輪與主動齒輪嚙合傳動連接；

32、雙向絲桿兩端均螺紋配合設(shè)置有滑板；滑板可滑動的設(shè)置在箱體上；箱體上固定設(shè)置有兩個導(dǎo)向套管；導(dǎo)向套管與對應(yīng)的滑板滑動配合設(shè)置；

33、滑板的另一端可轉(zhuǎn)動的設(shè)置有頂板；頂板與對應(yīng)的連扳轉(zhuǎn)動鉸接。箱體上對稱的固定設(shè)置限位板，通過限位板可對夾持定位機(jī)構(gòu)進(jìn)行限位，使夾持定位機(jī)構(gòu)可以轉(zhuǎn)動到豎直狀態(tài)，保持穩(wěn)定。

34、通過上述技術(shù)方案，啟動電機(jī)帶動主動齒輪轉(zhuǎn)動，主動齒輪帶動從動齒輪轉(zhuǎn)動，從動齒輪帶動兩個滑板同步反向移動，兩個滑板帶動兩個頂板同步反向移動，兩個頂板帶動兩個連扳同步反向轉(zhuǎn)動，從而帶動夾持定位機(jī)構(gòu)同步反向轉(zhuǎn)動。

35、作為本發(fā)明一種可選方案，夾持組件包括電動推桿、u型架、轉(zhuǎn)板、c型爪和夾塊；

36、定位座上固定設(shè)置有電動推桿；

37、電動推桿的活動桿上固定設(shè)置有u型架；u型架與定位座滑動配合設(shè)置；

38、定位座上對稱的可轉(zhuǎn)動的設(shè)置有兩個c型爪；c型爪上均可轉(zhuǎn)動的設(shè)置有轉(zhuǎn)板；

39、轉(zhuǎn)板的另一端均與定位座轉(zhuǎn)動鉸接；

40、c型爪上均固定設(shè)置有夾塊，夾塊上均固定設(shè)置有防滑橡膠墊。在夾塊上固定設(shè)置有壓力感應(yīng)器。

41、通過上述技術(shù)方案，啟動電動推桿帶動u型架移動，u型架帶動轉(zhuǎn)板移動，轉(zhuǎn)板帶動c型爪轉(zhuǎn)動，可將夾塊頂緊到鐵軌上，起到固定位置的作用。

42、作為本發(fā)明一種可選方案，箱體的前后兩側(cè)均固定設(shè)置有高清攝像頭和led燈警示牌，箱體的前后兩側(cè)均可滑動的設(shè)置有激光測距儀；

43、箱體內(nèi)固定設(shè)置有隔板，隔板將箱體內(nèi)部空間分成載人箱和工具放置箱；座椅均固定設(shè)置在載人箱內(nèi)；工具放置箱用于放置車輛維修的工具和替換配件。

44、載人箱內(nèi)固定設(shè)置有攝像頭a；

45、工具放置箱內(nèi)固定設(shè)置有攝像頭b。工具放置箱內(nèi)放置有維修提醒警示牌。

46、通過上述技術(shù)方案，可通過led燈警示牌閃爍紅色燈光，提醒正在進(jìn)行車輛維修的工作；通過攝像頭a對載人箱內(nèi)人員進(jìn)行圖像采集；通過攝像頭b對工具放置箱內(nèi)的工具和配件進(jìn)行圖像采集?？赏ㄟ^激光測距儀檢測維修提醒警示牌放置的位置是否合適。

47、作為本發(fā)明一種可選方案，人員監(jiān)測機(jī)構(gòu)包括：

48、數(shù)據(jù)收集模塊：大量收集經(jīng)過認(rèn)證的有資質(zhì)的地鐵維修人員的圖片，對收集到的圖片進(jìn)行標(biāo)注，包括維修人員的能力、特長和類別標(biāo)簽。對圖片進(jìn)行縮放、歸一化等預(yù)處理操作，以適應(yīng)模型的輸入要求。將處理后的數(shù)據(jù)集劃分為訓(xùn)練集、驗證集和測試集，以便進(jìn)行模型的訓(xùn)練、驗證和測試。

49、人員圖像采集模塊：包括攝像頭a和高清攝像頭，對進(jìn)入箱體內(nèi)或維修場地的人員進(jìn)行圖像采集；

50、人臉識別模塊：構(gòu)建一個適用于圖像識別的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(cnn)，可以選擇經(jīng)典的cnn架構(gòu)(如vgg、resnet等)作為基礎(chǔ)，并根據(jù)任務(wù)需求進(jìn)行適當(dāng)修改。包括卷積層、池化層和全連接層；通過多個卷積層來提取圖像中的特征。每個卷積層使用多個卷積核對輸入圖像進(jìn)行卷積操作，生成特征圖。隨著網(wǎng)絡(luò)的深入，卷積核的數(shù)量和大小可以逐漸增加，以提取更高級別的特征。在卷積層之間添加池化層，以減小特征圖的尺寸并降低計算復(fù)雜度。常用的池化操作包括最大池化和平均池化。全連接層在網(wǎng)絡(luò)的最后部分，添加全連接層進(jìn)行分類。全連接層將特征圖展平為一維向量，并通過權(quán)重矩陣和激活函數(shù)進(jìn)行變換，輸出每個類別的預(yù)測概率。選擇合適的損失函數(shù)(如交叉熵?fù)p失函數(shù))來度量模型預(yù)測與實際標(biāo)簽之間的差異。使用優(yōu)化器(如sgd、adam等)來更新模型的權(quán)重，以最小化損失函數(shù)。

51、使用訓(xùn)練集對模型進(jìn)行訓(xùn)練，通過前向傳播計算損失，然后通過反向傳播更新權(quán)重。在訓(xùn)練過程中，可以使用驗證集來監(jiān)控模型的性能，并根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整(如調(diào)整學(xué)習(xí)率、添加正則化等)。在訓(xùn)練過程中，定期保存模型的權(quán)重和性能指標(biāo)，以便后續(xù)評估和選擇最佳模型。

52、使用測試集對訓(xùn)練好的模型進(jìn)行評估，計算準(zhǔn)確率、召回率、f1值等指標(biāo)，以評估模型的性能。將模型的預(yù)測結(jié)果進(jìn)行可視化展示，包括識別出的維修人員的位置和類別標(biāo)簽。

53、部署與應(yīng)用模塊：將訓(xùn)練好的模型部署到實際應(yīng)用場景中，將人員圖像采集模塊采集到的圖像輸入到訓(xùn)練好的模型中，利用模型進(jìn)行識別，實現(xiàn)對地鐵維修人員的自動檢測和識別，及時準(zhǔn)確的識別出經(jīng)過認(rèn)證的有資質(zhì)的維修人員。

54、報警模塊：包括報警器，當(dāng)監(jiān)測到有未經(jīng)認(rèn)證的人員試圖進(jìn)入箱體或維修場地時，報警器發(fā)出警報。

55、作為本發(fā)明一種可選方案，工具配件監(jiān)測機(jī)構(gòu)包括：

56、工具配件圖像采集模塊：包括攝像頭b，采集放入工具放置箱內(nèi)的工具和配件圖像；

57、預(yù)處理模塊：對采集到的圖像進(jìn)行預(yù)處理，包括去噪、增強(qiáng)對比度、調(diào)整色彩平衡等，以提高圖像質(zhì)量。通過圖像分割技術(shù)將工具和配件從背景中分離出來，以便進(jìn)行后續(xù)的識別和分析；

58、特征提取模塊：從預(yù)處理后的圖像中提取工具和配件的關(guān)鍵特征，包括形狀、顏色和紋理等。使用計算機(jī)視覺算法和深度學(xué)習(xí)技術(shù)來自動提取這些特征，以減少人工干預(yù)和提高識別準(zhǔn)確率；

59、數(shù)據(jù)采集模塊：大量收集各種地鐵維修工具和配件圖像，建立數(shù)據(jù)庫，作為參考樣本。對數(shù)據(jù)庫中的圖像進(jìn)行標(biāo)注和分類，以便后續(xù)進(jìn)行匹配和識別。采集當(dāng)前任務(wù)中地鐵維修需要的工具和配件的目錄；

60、對比識別模塊：將特征提取后的圖像與數(shù)據(jù)庫中的圖像進(jìn)行匹配。使用圖像識別算法，如模板匹配、深度學(xué)習(xí)分類器等，來識別現(xiàn)場圖像中的工具和配件。將放置到工具放置箱內(nèi)的工具和配件與當(dāng)前任務(wù)制定的目錄和參照樣本進(jìn)行對比分析，確認(rèn)工具和配件是否齊全，工具和配件是否正確。當(dāng)發(fā)現(xiàn)工具和配件不對或缺失時，及時發(fā)出語音警報，提醒工作人員盡快改正。

61、作為本發(fā)明一種可選方案，維修通信機(jī)構(gòu)：包括無線對講系統(tǒng)、電話通信系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等。主要目的是確保維修人員與控制室之間能夠?qū)崟r、高效地溝通，以便及時傳遞維修進(jìn)度、安全狀況以及其他重要信息。通過這些通信方式，維修人員可以與控制室保持密切聯(lián)系，及時報告維修情況，接受控制室的指導(dǎo)和調(diào)度。同時，控制室也可以實時了解維修現(xiàn)場的情況，及時作出決策和調(diào)度，確保維修工作的順利進(jìn)行。建立與維修人員、控制室以及其他相關(guān)部門的溝通渠道，確保信息暢通。

62、本發(fā)明提供一種用于地鐵車輛維修的軌行區(qū)人力運輸方法，包括以下步驟：

63、s1、通過計劃統(tǒng)籌機(jī)構(gòu)合理的安排維修的人員、工具配件、時間和路線；

64、s2、人員監(jiān)測機(jī)構(gòu)對進(jìn)入箱體的人員進(jìn)行監(jiān)測識別，避免未經(jīng)認(rèn)證的人員進(jìn)入；工具配件監(jiān)測機(jī)構(gòu)對維修需要使用的工具和配件進(jìn)行檢測核實，避免遺漏工具和配件；

65、s3、然后維修人員坐到座椅上，扣好安全帶，將維修工具放到箱體內(nèi)；按照預(yù)定的時間和路線，驅(qū)動箱體移動到需要車輛維修的位置；

66、s4、啟動電機(jī)，驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過傳動機(jī)構(gòu)帶動夾持定位機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動到豎直狀態(tài)；啟動電動推桿，電動推桿帶動u型架移動，u型架帶動轉(zhuǎn)板移動，轉(zhuǎn)板帶動c型爪轉(zhuǎn)動，可將夾塊頂緊到鐵軌上進(jìn)行定位固定；

67、s5、維修人員從箱體下來，拿好維修需要的工具和配件到現(xiàn)場對車輛進(jìn)行維修；人員監(jiān)測機(jī)構(gòu)對進(jìn)入維修現(xiàn)場內(nèi)的人員進(jìn)行監(jiān)測識別，避免未經(jīng)認(rèn)證的人員進(jìn)入；維修人員通過維修通信機(jī)構(gòu)與地鐵的調(diào)度室進(jìn)行溝通；

68、s6、車輛維修完畢后，將工具和替換下來的配件放到工具放置箱內(nèi)；

69、s7、人員監(jiān)測機(jī)構(gòu)對進(jìn)入箱體內(nèi)的人員進(jìn)行識別核實，確保所有的維修人員都進(jìn)入到箱體內(nèi)，避免有維修人員遺漏在現(xiàn)場；驅(qū)動箱體離開返回即可。

70、3.有益效果

71、本技術(shù)技術(shù)方案中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點：

72、1、本發(fā)明通過計劃統(tǒng)籌機(jī)構(gòu)制定地鐵維修運輸計劃，合理的安排運輸時間、路線、維修人員和所需工具。

73、2、通過人員監(jiān)測機(jī)構(gòu)對進(jìn)入箱體和維修現(xiàn)場的人員進(jìn)行檢測，避免未經(jīng)認(rèn)證的人員進(jìn)入。

74、3、通過工具配件監(jiān)測機(jī)構(gòu)對維修需要使用的工具和配件進(jìn)行檢測核實，避免遺漏工具和配件，保證維修工作的順利進(jìn)行；通過維修通信機(jī)構(gòu)與地鐵的調(diào)度室進(jìn)行溝通。

75、4、通過驅(qū)動箱體移動到需要車輛維修的位置；通過驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過傳動機(jī)構(gòu)帶動夾持定位機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動到豎直狀態(tài)；啟動電動推桿帶動u型架移動，u型架帶動轉(zhuǎn)板移動，轉(zhuǎn)板帶動c型爪轉(zhuǎn)動，可將夾塊頂緊到鐵軌上進(jìn)行定位，避免箱體發(fā)生溜滑移位的問題。