都市鉄道輸送は、都市公共交通の幹線であり、旅客輸送の動脈であり、都市住民の移動、仕事、生活に直接影響を与える都市の生命線プロジェクトである。人々の移動の効率を高めて時間を節約し、生活の質を向上させることは、都市全体の発展に大きな影響を及ぼします。このような状況下、低エネルギー消費、低公害の選択肢として世界的に認知されているグリーン交通は、「都市病」を解決する黄金の鍵であり、都市の持続的発展にとって大きな意義があるのです。
列車は踏切のない特別な線路を走るため、他の交通機関に邪魔されることがない。また、通信設備が発達しているため、鉄道の交通事故はほとんどない。しかし、現在の鉄道運営に存在する問題点を無視することはできない。
現在の鉄道事業には、次のような問題がある。
l 高速道路が鉄道と交差または隣接する区間、工事区間、鉄道本線、山間部では、土砂崩れや落石が発生しやすくなっています。
l トンネルは、道路で最も事故が起こりやすい区間の一つです。地理的な条件により、トンネル内には多くのカーブや急カーブが存在します。また、照明が少ないため、落石事故に遭遇した場合、走行安全性に大きな影響を与える可能性があります。
l 人や動物などによる突然の軌道への侵入が時折発生します。
l 高速鉄道の駅構内にあるシェルターの鉄骨構造は、長期間の使用により風雨にさらされてきました。特に近年は強風や降雨などの異常気象が頻発し、鉄骨構造物に様々な変形や損傷が発生し、列車の運行や乗客の安全にも大きな支障をきたしています。
これらの問題によって引き起こされる事故は、しばしば突然、不規則で予測不可能なものです。LSLiDARは、3Dライダーのリアルタイム検出技術に基づき、鉄道輸送における異物侵入のインテリジェント監視システム-鉄道侵入監視システム-を独自に開発し、問題解決にハードウェアとアルゴリズムを含む全体ソリューションを提供しました。このシステムは、路側定点設置、車両搭載の2つの展開方法があり、いずれも高速応答、正確な異物識別、安定性、信頼性を特徴としています。
l 固定小数点演算ソリューション
鉄道侵入監視システムソリューション（定点観測）では、線路への異物侵入が多いトンネル内や崩落しやすい坂道、ホーム周辺に3Dライダーを設置し、24時間体制でインテリジェントに監視することで異物侵入をタイムリーに警告しています。
軌道侵入の定点観測
また、視野変換の監視も可能で、土砂災害の発生しやすい丘陵地での土砂崩れなど突発的な災害のリアルタイムな監視・警報が行えます。
土砂災害が発生しやすい道路区間での山の状態を定点観測
本システムで使用するライダーは120°×25°の広視野で、複数のライダーを組み合わせることで、行き止まりのない全方向の特殊な道路区間をカバーすることが可能です。
20×20cmの小さな物体であれば、検出距離200mでもライダーは0.03°×0.05°までの分解能で効果的に認識し、5～6点の安定した点群ピクセルポイントを提示して、明確かつ正確に異物を特定することが可能です。
小さな物体を効率よく認識する
LSLiDARのスマートライダーは、路側帯モニタリングのニーズに応じて、トラック事故の発生をリアルタイムで監視し、迅速な対応を実現します。
定点ソリューションが既知の危険な道路での多地点監視・防止であるのに対し、車載ソリューションはより予測不可能な危険に対する第二の防衛線として機能します。
l 車載用ソリューション
ライダーの光源の波長は905 nmまたは1550 nmです。このソリューションで使用されるライダーは、すべて車載規格に従って設計され、サイズ、消費電力、機能安全、コストの面で完全に統合・最適化されており、一連の厳しいテストに合格しています。
1550nmファイバーレーザー ハイブリッドソリッドステートLiDAR
LSLiDARが自社開発した1550nmのファイバーレーザーを光源とするハイブリッド固体ライダーは、このソリューションの特長の一つです。高い光量に強く、自然光や高輝度の対向光の影響を受けず、より安定した検出、検出距離の延長、微小物体の検出性能の向上を実現します。
車載型ソリューションは、車両前部に搭載したライダーにより、非接触でリアルタイムに前方を検知し、軌道上に侵入する異物を正確にキャッチ、人、動物、車両、転石、落下物など異なるターゲットを効果的に識別し、距離や3Dプロファイルなどの情報を出力します。
列車端部軌道の異物侵入制限のためのインテリジェント監視システム
このシステムには慣性計測ユニット（IMU）が搭載されており、信号が薄れるトンネル内でも、前方環境の3Dモデリングと列車のリアルタイム測位を高いパフォーマンスで実現することが可能です。
サブウェイ効果測定
設定された監視範囲内で異常データが検出されると、アルゴリズムユニットは情報配信・送信モジュールを起動し、異常対象のアラートをタイムリーに報告します。
1550nmのオートグレードハイブリッド固体ライダーは、検出範囲1.5 m ~ 300 m (250 m @10%) 、検出精度±3 cm、フレームレート10~20 FPSで、ミス率が非常に低く、列車の運転手と交通管制局に安全冗長時間を与えています。
列車の速度が異なれば、車載ライダーの検出距離やリフレッシュ周波数も異なる列車に合わせて調整する必要があります。
高速鉄道、新幹線、トラック、軽便鉄道の速度は以下のとおりです。
- 高速鉄道の最高速度は300km/h～350km/hです。
- 新幹線の最高速度は200km/h～250km/hです。
- 在来線の最高速度は120km/h、140km/h、160km/hです
- ライトレールの最高速度は80km/hまたは100km/hです。
高速鉄道の運行速度は最も速いため、システムの応答速度を高めるために、搭載するライダーの検出距離とフレームレートを最も高くする必要があります。このため、LeiShenは、検出プロセスにガラス障壁がないことを条件に、お客様の実際のニーズに合わせて、検出距離1キロメートルのカスタマイズされたライダーを提供しています。
現在までに、「鉄道侵入監視システムソリューション」は北京、深圳、蘇州で適用され、鉄道運行の安全性を効果的に向上させることに成功しています。
今後、LSLiDARは、鉄道事故の発生を減らすために、より多くの都市の鉄道輸送に貢献したいと考えています。
