摘要：在机车运行中需通过视频监控系统对乘务员的行为操作进行监控，以判断其是否符合相关规范，但既有视频监控系统存在数据结构异状，视频分析方法受限、系统兼容性差、系统综合联动分析工作量大等问题，无法满足实际运营需求，本文设计了一套机车智能视频监控系统，利用图像识别技术、行为即时分析算法等智能分析技术，对机车运行中乘务员的作业行为图像进行分析，监督乘务员岗位行为操作是否符合规范要求，彻底消除重载铁路高位运输中存在的重大行车安全隐患，提高视频监控的效率。 武术对练关键词：智能视频监控系统；图像识别；行为分析；操作规范
根据《铁路机车操作规则》机车乘务员确认呼唤标准，要求机车乘务员在行车过程中进行信号确认时，必须使用一套规范的手势，以此来提高机车运行的安全性。但在实际行车中，从技术角度看，既有的机车视频监控系统无法对乘务员的动作行为进行实时监控，因缺乏对乘务员规范行为操作的有效监督，导致很多乘务员并未按照机车标准操作规范行车，从管理角度看，也无法实现添乘监督全覆盖；从高位运输密度看，神朔铁路线路特殊，线路随山势起伏曲折，重车线12‰的长达下坡道或长达上坡道，就存在三处，线路曲线半径最少400米，
机车乘务员的操作是否规范标准，对行车安全至关重要，因此存在着极其严重的行车安全隐患。
一、既有机车视频监控系统存在以下问题。
1）数据结构异状
现场运用的视频系统颇多，因厂家相异，视频系统功能、性能、清晰度以及软硬件兼容性等技术参数不一而足，不相类似，考虑知识产权保护，主要表现在视频类型多样、格式不一；转储、调阅软件多样化；数据缺失无法卡控等。
2）现场场景多样化
因前期视频系统功能建设的需要，以及受当时视频系统等技术发展的限制，视频系统建设比较片面、单一，缺乏后期建设的兼容性，主要表现在视频系统功能建设重点考虑作业过程、机车信息以及机车环境等方面。
3）视频分析方法受限
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因现场视频系统旁杂，生产厂家众多，导致多种分析软件数据匹配起来相当困难；或者各种视频系统无法综合联动；甚至现场关键处所、重要地段、关键作业环节、重点操作行为等覆盖率严重不足，或者考虑不周全，更主要的是缺乏大数据概念，缺少系统智能分析功能。
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4）劳产率底下，综合资源浪费多
因现场视频系统多，产生的视频信息量大，正常情况一台车一天就能产生上百G的视频，导致视频分析工作量非常巨大，各生产单位、生产岗位的职责相异，导致在 LKJ、音视频分析岗需要大量的人力物力成本；现场需要设置专岗专人进行转储、分析行车违规行为，不仅浪费人力成本，且耗时长，易出错，劳动效率不高；导致人力协调、资源配置投入颇多。
因此，在此背景下，迫切需要进行机车视频智能分析系统的研究，将机车视频图像结合机车运行实时信息数据，自动实时检索乘务员违规行为，发现违规行为时，通过车载显示终端向乘务员进行提示；同时通过网络向地面系统传输报警信息，实现远程跟踪；用技术手段代替人工添乘，通过地面系统结合LKJ文件实现更加细致准确的行为分析，实现视频检
查全覆盖，达到提高乘务员操作规范性，保障行车安全的目的；随着物联网、人工智能、当前图像识别能力、大数据等技术的快速发展，使通过技术手段实现视频自动智能分析化成为可能。不仅可降低大量的人工重复劳动，同时提高视频检测效率，实现对机车视频管理自动化，大大提高视频分析效率，而且可以实现行车现场乘务员行为即时分析，发现违规行为并及时提醒，从而降低行车安全事故发生的几率。
二、机车智能视频监控系统的必要性研究
1）研究内容
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系统主要研究地面视频智能分析，通过图像识别技术和行为分析算法，实现对从机车转储下来的视频文件加速分析，同时结合乘务员行车操作规范和LKJ监控文件，实现离线视频中违规行为的快速检索并自动生成文件报告。同时研究在离线视频（机车转储下来的视频）分析基础上，利用已经研究的行为分析算法，研究车载视频智能分析主机，将地面算法进行优化并移植到车载智能视频分析主机，结合机车运行实时数据，实现乘务员行为分析结果实时预报警提示，报警警告；并通过机车视频监控预警系统自带的传输功能模块将分析结果及视频片段上传至地面服务器，实时通知地面管理人员。
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（1）图像识别技术是基于人工智能发展的一个重要科研范畴，它依托大量数据信息，在模拟专家经验和已有感知认识的基础上，利用计算机和数学推理的方法对形状、模式、曲线、数字、字符格式和图形进行自动识别完成、评价，通过编制模拟人类图像识别活动的计算机程序，建立不同的图像识别模型，是立体视觉、运动分析、数据融合等实用技术的科学基础，在导航、地图与地形配准、自然资源分析、天气预报、环境监测、生理病变研究等许多重要领域有着无可代替的实用应用价值。因此本文基于铁路机车运行中，乘务员行为手势图像进行研究，通过研判即时分析识别乘务员行车过程中不安全行为图像，达到消除行车严重安全隐患之目的。
（2）行为分析算法在人工智能分析领域有着广泛的应用背景,如智能监控、人机交互、运动员辅助训练、视频编码等等，近年来，这些技术在科研应用领域的驱动之下,行为分析已经成为图像分析、心理学、神经生理学等相关领域的研究重点和热点。本文通过机车视频智能分析系统研究，着重研究机车运行现状及目前存在的主要安全隐患问题，通过研究机车运行实时数据和操作行为规矩，实现了对乘务员手比、站立、开侧窗、离岗、姿势异常、做无关行为的图像行为进行实时分析，并通过车载显示终端报警，同时对所有分析结果通过机车视频监控预警系统自带的传输功能模块实时传至地面服务器，同时将违规行为
的图片、视频片段上传。
（3）智能视频监控系统根据分析逻辑实现乘务员以下行为即时分析：
公安论文①手比，主要是确认信号机前、特殊地段，乘务员是否手比、是否无声手比、调车作业时首架信号是否二人同侧手比确认；
②起身开侧窗并探头窗外，主要判断机车升弓、动车前乘务员是否起身开侧窗并探头窗外；
③站立，主要时针对副司机需要站立的区段判断副司机是否站立；
④司机室人数，主要用于判断双人值乘是否少人、是否有闲杂人或超过设定人数；
⑤司机离岗，主要是确认行车中是否离开座位、停轮后司机室是否无人值守；
⑥姿势异常，主要是确认行车过程中是否有脚搭操作台、停轮后是否平躺座椅；
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