ES1288940U - Sistema de seguridad ferroviaria - Google Patents

Abstract

Sistema de seguridad ferroviaria (100) para comprobar la seguridad en una red ferroviaria (106) o parte de la misma, caracterizado por el hecho de que comprende una pluralidad de módulos que incluye: un módulo de obtención de imágenes (107a - 107h) configurado para obtener imágenes de la red ferroviaria (106) o parte de la misma, que incluye unos dispositivos de cámara (107a - 107h); un módulo de procesamiento de imágenes (102, 103a - 103c) configurado para procesar las imágenes obtenidas y detectar situaciones de riesgo para la seguridad en la red ferroviaria (106) o parte de la misma; y un módulo de transmisiones (104) configurado para realizar transmisiones entre módulos de la pluralidad de módulos.

Description

DESCRIPCIÓN

SISTEMA DE SEGURIDAD FERROVIARIA

El objeto de la presente invención está relacionado con un sistema de seguridad ferroviaria.

ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR

Existe un problema recurrente de seguridad en las líneas ferroviarias a causa de incidencias diversas como, por ejemplo, atropellos en las líneas ferroviarias por presencia no debida o caídas de personas y/u objetos como, por ejemplo vehículos. Incidencias que pueden poner en riesgo la seguridad en una red ferroviaria pueden incluir la caída de una persona de forma accidental a las vías, un derrumbamiento de piedras, taludes, vehículos atascados en pasos a nivel con y sin barreras, coches que se caen a las vías, etc.

Existe, por tanto, la necesidad de sistemas de seguridad ferroviaria que permitan prestar un buen servicio a las operadoras ferroviarias, evitando los atropellos y, en general, cualesquiera incidencias que puedan afectar a la seguridad ferroviaria. Además, como segunda derivada, un mejor control de dichas incidencias puede minimizar o atenuar las pérdidas económicas y las paradas de actividad derivadas de dichas incidencias. Sistemas fiables de seguridad en líneas ferroviarias también pueden beneficiar a las personas, y sociedad en general, puesto que pueden ayudar a evitar esos accidentes y sus consecuencias como, por ejemplo, muertes, lesiones, etc.

El solicitante ha descubierto que es posible una mejora de la seguridad en las líneas o vías o redes ferroviarias con respecto al estado de la técnica.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

Es un objeto de la invención un sistema de seguridad ferroviaria para comprobar la seguridad en una red ferroviaria o parte de la misma, que comprende una pluralidad de módulos que incluye un módulo de obtención de imágenes, un módulo de procesamiento de imágenes y un módulo de transmisiones. El módulo de obtención de imágenes está configurado para obtener imágenes de la red ferroviaria o parte de la misma, que incluye unos dispositivos de cámara. El módulo de procesamiento de imágenes está configurado para procesar las imágenes obtenidas y detectar situaciones de riesgo para la seguridad en la red ferroviaria o parte de la misma. El módulo de transmisiones está configurado para realizar transmisiones entre módulos de la pluralidad de módulos.

Gracias a estas características, se puede llevar un mejor control y más eficiente de la seguridad en una red ferroviaria. Con el sistema propuesto, se puede automatizar totalmente o casi totalmente dicho control o comprobación de la seguridad, ya que los dispositivos de cámara pueden estar capturando imágenes continuamente y el módulo de procesamiento puede procesarlas en tiempo real o casi tiempo real, de modo que cualquier incidencia puede ser identificada rápidamente. Dicha detección rápida puede permitir la realización de acciones preventivas adecuadas que impidan situaciones más catastróficas que impliquen grandes daños en personas y retrasos o demoras en la circulación de los trenes.

En un ejemplo del sistema de seguridad ferroviaria, el módulo de procesamiento de imágenes puede incluir un módulo central de procesamiento de imágenes configurado para procesar imágenes obtenidas por una diversidad de los dispositivos de cámara. Está opción correspondería a un enfoque centralizado (frente a, por ejemplo, un enfoque local a los dispositivos de cámara) que puede ser más conveniente si la rapidez de detección y correspondiente actuación son críticas. El módulo central puede estar dotado de dispositivos informáticos muy potentes (por ejemplo, servidores) que pueden procesar las imágenes obtenidas por los dispositivos de cámara de forma muy eficiente y precisa.

En otro ejemplo del sistema de seguridad ferroviaria, el módulo central de procesamiento de imágenes puede estar configurado para almacenar las imágenes obtenidas por la diversidad de dispositivos de cámara para su posterior procesamiento. Antes del procesamiento de imágenes, éstas pueden ser almacenadas en un repositorio adecuado como, por ejemplo, una base de datos o sistema de ficheros. Este almacenamiento previo al procesamiento puede permitir un preanálisis de las imágenes para establecer, por ejemplo, prioridades en cuanto a qué imágenes son más sospechosas de incidencia y, de este modo, aumentar las posibilidades de detección de incidencias reales.

En una realización del sistema de seguridad ferroviaria, los dispositivos de cámara de dicha diversidad de dispositivos pueden estar configurados para enviar, a través del módulo de transmisiones, las imágenes que han obtenido al módulo central de procesamiento de imágenes. De este modo, según se ha comentado anteriormente, el módulo central de procesamiento puede realizar un procesamiento más potente en comparación al que pueda realizar cada dispositivo de cámara localmente con medios informáticos menos potentes. Además, el hecho de poder procesar en el módulo central de procesamiento diversas imágenes de una misma parte de la red ferroviaria desde diferentes perspectivas puede mejorar sustancialmente la detección de situaciones peligrosas.

En algunas realizaciones del sistema de seguridad ferroviaria, el módulo central de procesamiento de imágenes puede estar configurado para enviar, a través del módulo de transmisiones, las imágenes procesadas y/o resultados de dicho procesamiento a un módulo de control de la pluralidad de módulos.

En ejemplos adicionales del sistema de seguridad ferroviaria, el módulo de procesamiento de imágenes puede incluir unos submódulos locales de procesamiento de imágenes, cada uno de los cuales se puede encontrar dentro de o conectado localmente a uno de los dispositivos de cámara y puede estar configurado para procesar localmente las imágenes obtenidas por dicho dispositivo de cámara. Esta opción correspondería al enfoque local citado anteriormente. Si el procesamiento local de las imágenes obtenidas por un determinado dispositivo de cámara no requiere excesivos recursos informáticos, este enfoque local puede ser una buena opción. En configuraciones en las que cada dispositivo de cámara tiene su propio submódulo de procesamiento, podría no necesitarse el módulo central de procesamiento.

En algunas realizaciones del sistema de seguridad ferroviaria, uno o más de los submódulos locales o uno o más de los dispositivos de cámara con submódulo local pueden estar configurados para enviar, a través del módulo de transmisiones, las imágenes procesadas y/o resultados de dicho procesamiento a un módulo de control de la pluralidad de módulos.

Según unos ejemplos, todo o parte del módulo de procesamiento de imágenes puede estar configurado para ser entrenado mediante aprendizaje profundo y para detectar situaciones de riesgo para la seguridad según lo aprendido con dicho entrenamiento. Experimentos realizados por el solicitante han demostrado que el aprendizaje profundo permite un entrenamiento del módulo de procesamiento fiable y eficiente. Además, el aprendizaje profundo permite un entrenamiento continuado (sin fin) del módulo de procesamiento, de modo que puede experimentar una mejora continua, aprendiendo de, por ejemplo, errores cometidos en situaciones específicas mal resueltas. Esta mejora continua puede culminar con un módulo de procesamiento óptimo en términos de fiabilidad y eficiencia.

De acuerdo con un ejemplo del sistema de seguridad ferroviaria, el entrenamiento mediante aprendizaje profundo puede incluir un entrenamiento de identificación de personas y/u objetos y su proximidad o caída a una vía de la red ferroviaria.

En un ejemplo del sistema de seguridad ferroviaria, todo o parte del módulo de procesamiento de imágenes puede estar configurado para generar como resultado del procesamiento de una imagen uno o más de los siguientes datos.

En otro ejemplo del sistema de seguridad ferroviaria, la pluralidad de módulos puede comprender además uno o más módulos de control, de modo que cada uno de dichos módulos de control está asociado a una parte de la red ferroviaria que puede ser, por ejemplo, una estación de la red ferroviaria. Este uno o más módulos de control pueden corresponder a cualquiera de los módulos de control citados anteriormente.

De acuerdo con un ejemplo adicional, uno o más de los módulos de control pueden estar configurados cada uno para recibir, a través del módulo de transmisiones, imágenes obtenidas por uno o más de los dispositivos de cámara, y/o resultados de procesamiento de imágenes producidos por uno o más submódulos locales (del módulo de procesamiento de imágenes) que se encuentran en o están asignados a la parte de la red ferroviaria a la que está asociado el módulo de control, y/o resultados de procesamiento de imágenes producidos por un módulo central de procesamiento de imágenes de la pluralidad de módulos. Este uno o más submódulos locales pueden corresponder a cualesquiera de los submódulos locales citados anteriormente. Este módulo central de procesamiento de imágenes puede corresponder a cualquiera de los módulos centrales de procesamiento citados anteriormente.

En una realización, uno o más de los resultados de procesamiento de imágenes recibidos a través del módulo de transmisiones pueden incluir datos de alarma y/o alerta debidos al procesamiento de imágenes realizado. En caso de que el procesamiento de imágenes detecte una posible situación de riesgo para la seguridad, los resultados de dicho procesamiento pueden incluir una alarma o alerta para que el correspondiente módulo de control avise a los responsables de la instalación ferroviaria (por ejemplo, estación) donde se ha producido dicha situación anómala. Esta alarma/alerta puede producirse con muy poco retardo con respecto al momento en que se ha producido la situación, con lo que los responsables de la instalación pueden llevar a cabo las acciones preventivas y/o correctivas necesarias rápidamente.

En un ejemplo adicional, el módulo de transmisiones puede estar configurado para realizar las transmisiones entre módulos codificadas y/o comprimidas o, dicho de otro modo, con codificación y/o compresión de datos. Con la codificación, se puede garantizar una buena seguridad informática en términos de, por ejemplo, intento de robo de imágenes y/o datos asociados, intento de hackeo del sistema, intento de ataque informático, etc. Con la compresión, se puede garantizar una mayor rapidez en las transmisiones, de modo que las imágenes y resultados de procesamiento (por ejemplo, alarmas) asociados pueden llegar rápidamente a los responsables de la correspondiente instalación ferroviaria.

Según otros ejemplos, la pluralidad de módulos puede comprender además un módulo de interfaz de usuario configurado para proporcionar una interfaz a uno o más usuarios para tareas de administración y/u operación del sistema. Esta interfaz puede abarcar todos o parte de los módulos restantes. Por ejemplo, parte de la interfaz puede dar soporte a los técnicos en aprendizaje profundo para entreno continuado del módulo de procesamiento, ya sea el módulo centralizado o los submódulos locales. También puede dar soporte a los técnicos en transmisiones para administración y/u operación del módulo de transmisiones, y/o a los responsables de las instalaciones asociadas a respectivos módulos de control. Etcétera.

De acuerdo con un ejemplo de realización, todos o parte de los dispositivos de cámara pueden ser cámaras IP y/o de alta resolución. Las cámaras IP pueden garantizar una conectividad efectiva y eficiente con todos o parte de los otros módulos del sistema en una configuración web del mismo. Cada uno de los dispositivos de cámara pueden estar identificados unívocamente mediante la correspondiente dirección IP. Las cámaras de alta resolución pueden proporcionar unas imágenes de alta resolución, que pueden permitir un análisis muy detallado y preciso por parte del módulo de procesamiento de imágenes. Dicho análisis detallado y profundo puede permitir una detección de situaciones de riesgo muy eficaz y fiable.

En un ejemplo, la pluralidad de módulos puede comprender además un módulo de errores configurado para detectar y/o procesar errores que se producen en cualquiera de los módulos de la pluralidad de módulos. Este módulo de errores puede estar conectado con todos o parte de los módulos del sistema, de modo que cualquier situación técnica anómala en dichos módulos pueda ser capturada por el módulo de errores y trata en consecuencia.

Los errores procesados por el módulo de errores pueden incluir uno o más de los siguientes errores.

En ejemplos de acuerdo con la presente divulgación, el módulo de transmisiones puede estar configurado para soportar (o admitir o implementar o realizar) comunicaciones TCP/IP, sobre Ethernet, WIFI o GPRS y comunicaciones serie sobre RS232 o RS485.

Otros objetos, ventajas y características de realizaciones de la invención se pondrán de manifiesto para el experto en la materia a partir de la descripción, o se pueden aprender con la práctica de la invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

A continuación se describirán realizaciones particulares de la presente invención a título de ejemplo no limitativo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

La figura 1 muestra una vista esquemática y de un sistema de seguridad ferroviaria de acuerdo con ejemplos.

EXPOSICIÓN DETALLADA DE MODOS DE REALIZACIÓN

En la figura 1 puede verse un sistema de seguridad ferroviaria 100 de acuerdo a ejemplos de la presente memoria.

Sistemas de seguridad ferroviaria 100 pueden estar configurados para comprobar (o controlar o monitorizar) la seguridad en una red o vía ferroviaria 106 o parte de la misma, y puede comprender un módulo de obtención de imágenes 107a - 107h, un módulo de procesamiento de imágenes 102, 103a - 103c y un módulo de transmisiones o comunicaciones104. El módulo de obtención de imágenes puede estar configurado para obtener imágenes de la red ferroviaria o parte de la misma, por medio de unos dispositivos de cámara 107a - 107h. El módulo de procesamiento de imágenes 102, 103a - 103c puede estar configurado para procesar las imágenes obtenidas y detectar situaciones de riesgo para la seguridad en la red ferroviaria 106 o parte de la misma. El módulo de transmisiones o comunicaciones104 puede estar configurado para realizar transmisiones entre diversos módulos de la pluralidad de módulos.

Sistemas de seguridad ferroviaria 100 pueden comprender además unos módulos de control 101a - 101d, un módulo de interfaz de usuario (no mostrado) y un módulo de errores (no mostrado). Cada módulo de control 101a - 101d puede estar asociado a una parte de la red ferroviaria como, por ejemplo, una estación de la red ferroviaria 106.

El módulo de procesamiento de imágenes 102, 103a - 103c puede comprender un módulo central o centralizado de procesamiento 102 y/o submódulos locales de procesamiento 103a - 103c. El módulo central de procesamiento 102 puede estar configurado para procesar imágenes obtenidas por una diversidad de dispositivos de cámara 107c - 107f. El módulo de transmisiones o comunicaciones104 puede estar conectado a otros módulos 101a - 101d, 102, 103a - 103c, 107a - 107h que requieren realizar transmisiones de, por ejemplo, imágenes y/o datos relacionados con las mismas. El módulo de transmisiones o comunicaciones104 puede estar configurado para dar soporte a los otros módulos 101a -101d, 102, 103a - 103c en la realización de transmisiones a través de una red de comunicaciones 105 como, por ejemplo, Internet.

Sistemas de seguridad ferroviaria 100 pueden comprender, por ejemplo, uno o más de los siguientes componentes de hardware y software.

Sistemas de seguridad ferroviaria 100 pueden comprender uno o más de los siguientes servicios web en diversos módulos como, por ejemplo, el de transmisiones o comunicaciones104, el de obtención de imágenes 107a - 107h, el de procesamiento 102, 103a - 103c, etc.

Todos o parte de los dispositivos de cámara 107a - 107h pueden ser una cámara fija IP con un identificador único.

El módulo de procesamiento 102, 103a - 103c puede estar configurado para realizar un procesado fino de imágenes, mediante el Software 1 (algoritmia Deep Learning) y los Hardware 1 y 2. El módulo central de procesamiento 102 puede estar configurado para ejecutar una versión central del Software 1 en el Hardware 1. Cada submódulo local de procesamiento 103a - 103c puede estar configurado para ejecutar una versión local del Software 1 en el correspondiente Hardware 2.

El módulo de transmisiones o comunicaciones104 puede implementar un protocolo de comunicaciones adaptado al Centro de Supervisión de cada operador ferroviario (no mostrado). La estación/emplazamiento 101a - 101d donde se ha producido el incidente puede ser identificado de manera unívoca en el Centro de Supervisión. Esta información se puede obtener a partir de los servicios web que se pueden mostrar, a través del módulo de interfaz, en el módulo de control 101a - 101d de la estación para comprobar, por ejemplo, los datos de alerta recibidos.

En base a donde se encuentre instalado cada módulo de control 101a - 101d y sus respectivas cámaras 107a - 107h, el Centro de Supervisión (no mostrado) puede saber en todo momento a qué estación 101a - 101d pertenece la información que le está llegando. De esta manera, podrá visualizar los datos independientes a cada estación 101a - 101d. Cada estación 101a - 101d puede tener instaladas, por ejemplo, cuatro cámaras que pueden proporcionar imágenes desde ángulos o perspectivas distintas, con lo que se puede construir la escena final con una precisión mayor.

Para cada una de todas o parte de las cámaras 107a - 107h se pueden generar uno o más de los siguientes datos a efectos de, por ejemplo, control o monitorización de las mismas.

Los resultados de procesamiento de imágenes obtenidas por una cámara o un grupo de cámaras 107a - 107h pueden incluir uno o más de los siguientes datos.

Todos o parte de los datos generados, ya sea en tiempo real (imágenes) o en diferido con un retardo reducido (resultados de procesamiento de imágenes), pueden ser transmitidos, a través del módulo de transmisiones o comunicaciones104, desde todas o parte de las cámaras 107a - 107h, y/o desde el módulo central de procesamiento 102, y/o desde todos o parte de los módulos locales de procesamiento 103a - 103c a un Centro de Supervisión que puede encargarse de gestionar toda la información relevante o no relevante (de forma manual o automatizada, dependiendo de los correspondientes requisitos). La red ferroviaria puede tener un único Centro de Supervisión que puede estar coordinado y comunicado, a través del módulo de transmisiones o comunicaciones104, con los módulos de control 101a - 101d asociados a, por ejemplo, estaciones de la red ferroviaria. Alternativamente, puede haber un Centro de Supervisión para cada estación con su correspondiente módulo de control 101a -101d asociado.

El módulo de interfaz (no mostrado) puede proporcionar una interfaz de usuario, que puede permitir la visualización en el Centro de Supervisión de todos los aspectos necesarios o convenientes para monitorizar la seguridad de la red ferroviaria. Estos aspectos, su visualización y tratamiento mediante la interfaz de usuario pueden ser adaptables o personalizables según requisitos del usuario. El Software 3 puede ser el encargado de realizar esta tarea asociada al Centro de Supervisión, ya sea central o para cada estación de la red ferroviaria.

Los aspectos a visualizar pueden, por lo tanto, ser elegidos por cada Centro de Supervisión. Los responsables de cada Centro de Supervisión pueden elegir si quieren visualizar, por ejemplo, todo lo que ocurre o solo si alguien o algo está en peligro. La interfaz de usuario también puede permitir a los usuarios activar o desactivar unos recuadros de dimensiones que representan a cada objeto identificado, así como cambiar el color para cada tipo de objeto a su elección, junto con su distancia actual y su distancia con respecto a un peligro.

La interfaz de usuario también puede mostrar todos o parte de los siguientes datos que pueden estar incluidos en los resultados del procesamiento de imágenes.

Todos a parte de los dispositivos de cámara 17a - 107h pueden enviar, a través del módulo de transmisiones 104, la información codificada y comprimida a, por ejemplo, los servicios web principales del sistema 100. Cada servicio puede estar definido inicialmente por su propia máquina virtual (por ejemplo: Servicio remoto 6) que puede soportar y gestionar al menos parcialmente los módulos de transmisiones 104 y/o de procesamiento de imágenes 102, 103a - 103c.

Los servicios web pueden depender de la cantidad de cámaras 17a - 107h que hay instaladas en cada estación (por ejemplo, cuatro en cada estación). Estos cuatro servicios web remotos (uno por cámara) se pueden encargar de registrar las peticiones recibidas y enviadas de cada uno de los datos de las cámaras.

Los datos de las cámaras 17a - 107h enviados inicialmente pueden ser únicamente imágenes de alta resolución comprimidas y codificadas en un intervalo de tiempo de, por ejemplo, 65 milisegundos.

Los datos de las cámaras 17a - 107h enviados finalmente pueden ser las configuraciones actuales de las mismas, que también pueden ser datos comprimidos y codificados en un intervalo de tiempo de, por ejemplo, 500 milisegundos.

Cada una de todas o parte de las imágenes enviadas puede ser almacenada en una base de datos remota, que puede estar asociada a la cámara que ha enviado la petición, para su posterior procesamiento. Mientras se almacenan las imágenes correspondientes de cada una de las cámaras, los procesadores de alta potencia pueden comenzar el análisis de las imágenes de forma ininterrumpida.

Los módulos de procesamiento pueden incluir un procesador por cada cámara local. De este modo se puede agilizar el análisis, evitar la sobrecarga y reducir o evitar el encolamiento de imágenes pendientes de procesar. El procesador asociado a una cámara concreta puede estar dimensionado según la velocidad de generación de imágenes por segundo de la cámara. Una sola cámara puede generar, por ejemplo, unas 15 imágenes cada segundo y el procesador asociado puede estar dimensionado para procesarlas de forma que se genere un retardo muy reducido o incluso nulo.

Cada procesador puede analizar y procesar una imagen, y enviar el resultado de dicho análisis/procesamiento. Esta operación puede tardar aproximadamente 75 milisegundos por imagen. Por lo tanto, cada procesador puede tardar unos 1,12 segundos en procesar un total de 15 imágenes por cámara.

Estas operaciones, que se pueden ejecutar en paralelo, pueden tardar en generar una respuesta hacia el Centro de Supervisión unos 140 milisegundos aproximadamente. Esto significa que el Centro de Supervisión puede ser capaz de ver un total de 28 resultados por segundo desde cuatro perspectivas distintas (según posición de cada una de las 4 cámaras).

El procesamiento de imágenes puede incluir un primer procesamiento dedicado a identificar objetos involucrados y características de los mismos, y un segundo procesamiento dedicado a identificar situaciones anómalas (que pueden poner en riesgo la seguridad) a partir de los resultados del primer procesamiento. Este primer procesamiento puede generar uno o más de los siguientes datos.

La funcionalidad principal de los sistemas propuestos puede ser la automatización de la identificación inequívoca de personas y/u objetos en proximidad a las líneas ferroviarias o en las mismas vías, mediante un procesado fino de imágenes mediante algoritmia basada en técnicas de aprendizaje profundo.

Una vez automatizada dicha interpretación de imágenes realizada por el módulo de procesamiento de imágenes 102, 103a - 103c, los datos pueden ser almacenados en una base de datos configurada para tal propósito en, por ejemplo, servidores web (Azure) para posteriormente comunicarse, a través del módulo de transmisiones 104, mediante protocolos adaptados a cada Centro de Supervisión, y generar las señales de alarma oportunas que permitan gestionar las situaciones de peligro objeto de identificación (por ejemplo, proximidad o caída de personas y objetos a la vía), por medio de una interfaz de usuario adaptada a cada perfil de usuario.

La interfaz de usuario proporcionada por el módulo de interfaz (no mostrado) es una aplicación final a la cual podrán acceder en todo momento todos los responsables de cada Centro de Supervisión (asociado a una sola estación o a un grupo de estaciones) para determinar si está ocurriendo alguna situación de peligro y, de este modo, poder tomar las medidas pertinentes cuanto antes.

Para desarrollar los algoritmos de procesamiento de imágenes se pueden utilizar una o más de las siguientes librerías de código libre (Open Source): OpenCV.dll, OpenCL.dll, OpenCVSharp.dll, EmguCV.dll y las librerías de NVIDIA cuDNN (Deep Neural Network library) para desarrolladores.

Se puede usar una conexión directa a través de, por ejemplo, DarkNET para el entrenamiento inicial del algoritmo. Una vez realizada la conexión se pueden usar unas librerías de código libre de YOLO adaptadas al desarrollo en .NET. Las librerías de YOLO pueden permitir una minimización de todo el desarrollo del programa en menos líneas de código y con mayor rapidez, para maximizar al máximo el rendimiento y así poder proporcionar métodos y funciones para procesar las imágenes frame a frame. Para diseñar el aprendizaje profundo de cada imagen capturada, se puede acceder a tres archivos de configuración creados previamente mediante un exhaustivo entrenamiento por imágenes. El entrenamiento puede ser más eficiente cuantas más imágenes se utilicen para dicho entrenamiento, y también cuantos más objetos y personas existan en la imagen y cuanto mayor sea la resolución de la misma (por ejemplo, con una resolución mínima de 1920 x 1080).

Una vez se han creado los archivos propios para el software, se pueden usar únicamente para lectura con el fin de incrementar poco a poco el nivel de aprendizaje de los algoritmos.

Los archivos se pueden pasar como parámetros a ciertas funciones creadas dentro del programa para conectarse con YOLO. Después de esto, YOLO puede devolver la información necesaria para poder usarla dentro de los algoritmos de Deep Learning del software y, de este modo, comparar y procesar imágenes con muchos valores (previamente entrenados) de los archivos de configuración propios (por ejemplo: .names, .cfg, .weight).

Una vez comprobados los valores devueltos por el cálculo realizado por los algoritmos creados, se pueden representar de forma visual mediante coordenadas, líneas y rectángulos, que ubiquen de manera inequívoca y precisa cada objeto y persona dentro de cada frame de la imagen capturada.

La representación se puede visualizar en la Interfaz de usuario. Cada cámara puede tener su propia ventana que muestra esa información final. La interfaz de usuario puede ser visualizada en el correspondiente Centro de Supervisión por medio de uno o varios monitores o pantallas. Los operadores del Centro de Supervisión pueden personalizar la interfaz para que visualice todos o parte de los datos disponibles, y/o para definir ciertas funcionalidades en modo automático o manual.

Con relación a la seguridad, se puede implementar un Firewall que permite la configuración ad-hoc de las IP, puertos y protocolos de comunicaciones admitidos. Adicionalmente, puede existir una serie de scripts de supervisión que identifican problemas funcionales o de comunicación y que son capaces de reiniciar el sistema en caso de estimarse necesario.

Los tipos de fallos pueden ser:

4 Error en el procesamiento de imágenes código.

5 Error en la respuesta de imágenes código.

6 ^{Error en el programa del Centro de Supervisión}

_{código._____________________________________}

Puede haber muchos errores, pero todo esto puede ser gestionado por el módulo de errores mencionado anteriormente (no mostrado) para saber qué fallo o fallos pueden desencadenar un error fatal o grave que pueda requerir, por ejemplo, el reinicio del sistema.

Con relación a su conectividad, el módulo de transmisiones 104 puede soportar comunicaciones TCP/IP, sobre Ethernet, WIFI o GPRS y comunicaciones serie sobre RS232 o RS485.

La información generada por uno o más de los distintos módulos que conforman el sistema puede ser almacenada en, por ejemplo, Azure. Dicho almacenamiento se puede realizar, por ejemplo, de manera segmentada por operador ferroviario. Una vez almacenada, se puede emitir, a través del módulo de transmisiones 104, toda o parte de la información de forma personalizada, según lo definido por usuarios competentes, a cada módulo o módulos de control asociados al Centro de Supervisión. Esta información emitida (a través del módulo de transmisiones 104) puede ser visualizada en la interfaz de usuario de cada Centro de Supervisión según parámetros definidos por los usuarios competentes del Centro de Supervisión.

Sistemas 100 de acuerdo con la presente divulgación pueden incluir una herramienta de configuración que permite realizar a través de la interfaz de usuario (proporcionada por el módulo de interfaz) o de manera remota (por ejemplo, vía web) la parametrización del sistema 100. Los parámetros configurables a través de esta herramienta de configuración pueden ser uno o más de los siguientes.

- Ejecución del algoritmo y procesado de personas/objetos: está funcionalidad permite ejecutar el algoritmo de varias formas posibles dependiendo del propósito final de cada uno.

- Recuadro de color y nombre que identifica a cada persona u objeto: está funcionalidad permite diferenciar a cada objeto/persona por el color indicado, así como realizar varias combinaciones posibles para aumentar la complejidad del desglose de objetos/personas por tipos y/o géneros.

- Activación/desactivación de elementos que el software debe identificar: está funcionalidad permite indicar qué tipo de objeto se quiere detectar, cuándo y cómo.

- Perímetros definidos como críticos en cada ubicación específica y sus colores de identificación: está funcionalidad permite realizar de forma manual y/o automática un marcado de perímetros que el Software debe interpretar como críticos/no críticos.

- Visualización de objetos en forma de gráficos (2D/3D) para un mejor reconocimiento del entorno: está funcionalidad permite ver cómo el software está detectando cada objeto en cada perímetro de varias formas posibles mediante, por ejemplo, un mapa gráfico 3D para comprobar cuales son las ubicaciones con más densidad de objetos y/o los picos con más movimiento en relación con varias cuadrículas o celdas del mapa.

- Visualización y seguimiento de patrones diferenciados por cada objeto: está funcionalidad permite seguir y visualizar una media de objetos que han sido analizados y procesados a la largo de una unidad de tiempo (por ejemplo: día, mes, año) para marcar como principales las zonas más usadas o más afectadas.

- Seguimiento del comportamiento de cada objeto en función de su movimiento desde una ubicación inicial hasta una ubicación final en, por ejemplo, un plano con coordenadas X,Y,Z: está funcionalidad permite ver y analizar en varios aspectos y con funciones gráficas (plasmadas en, por ejemplo, cada imagen de forma secuencial) los comportamientos de cada objeto desde inicio hasta fin de su recorrido, así como su recorrido medio y su tendencia.

- Registro de eventos y/o datos generados por la obtención/captura de imágenes y su procesamiento: esta funcionalidad permite registrar datos relevantes para determinar capturas y/o procesamientos correctos o con alguna anomalía o incorrección.

- Registro de errores y/o mensajes de alerta: esta funcionalidad permite registrar errores y mensajes generados a lo largo de la vida de cada dispositivo y software para determinar la causa de dichos errores y solucionarlos.

Según se usa en este documento, puede entenderse que el término "módulo" se refiere a software, firmware, hardware y/o varias combinaciones de los mismos. Cabe señalar que los módulos son solo de ejemplo. Los módulos pueden combinarse, integrarse, separarse y/o duplicarse para dar soporte a diversas aplicaciones. Además, una función descrita en este documento como realizada en un módulo particular puede realizarse en uno o más otros módulos y/o en uno o más dispositivos en lugar de o además de la función realizada en el módulo particular descrito.

Además, los módulos pueden implementarse en múltiples dispositivos, asociados o vinculados a correspondientes sistemas para comprobar la seguridad en una red ferroviaria, y/o a otros componentes que pueden ser locales o remotos entre sí. Además, los módulos pueden moverse de un dispositivo y agregarse a otro dispositivo, y/o pueden incluirse en ambos dispositivos, asociados a los correspondientes sistemas para comprobar la seguridad en una red ferroviaria. Cualquier implementación de software puede incorporarse de manera tangible en uno o más medios de almacenamiento como, por ejemplo, un dispositivo de memoria, un disquete, un disco compacto (CD), un disco digital versátil (DVD) u otros dispositivos que pueden almacenar código informático.

Los sistemas para comprobar la seguridad en una red ferroviaria de acuerdo con la presente divulgación pueden ser o estar implementados por medios informáticos, medios electrónicos o una combinación de los mismos. Los medios informáticos pueden ser un conjunto de instrucciones (por ejemplo, un programa informático o software) y luego los sistemas para comprobar la seguridad en una red ferroviaria pueden comprender una memoria y un procesador, que incorporan dicho conjunto de instrucciones almacenadas en la memoria y ejecutables por el procesador. Las instrucciones pueden comprender una funcionalidad o funcionalidades para ejecutar correspondientes procedimientos o algoritmos para comprobar la seguridad en una red ferroviaria.

En caso de que los sistemas para comprobar la seguridad en una red ferroviaria sean o estén implementados solo por medios electrónicos, un controlador del sistema puede ser, por ejemplo, un CPLD (Dispositivo lógico programable complejo), una FPGA (matriz de puerta programable de campo) o un ASIC (circuito integrado de aplicación específica).

En caso de que los sistemas para comprobar la seguridad en una red ferroviaria sean una combinación de medios electrónicos e informáticos, los medios informáticos pueden ser un conjunto de instrucciones (por ejemplo, un programa informático o software) y los medios electrónicos pueden ser cualquier circuito electrónico capaz de implementar las correspondientes etapas de procedimiento o algoritmo para comprobar la seguridad en una red ferroviaria.

Los programas informáticos o software pueden ser o estar incorporados en un medio de almacenamiento (por ejemplo, un CD-ROM, un DVD, una unidad USB, una memoria informática o una memoria de solo lectura) o ser transportados en una señal portadora (por ejemplo, en una señal portadora eléctrica u óptica).

Los programas informáticos o software pueden ser o estar en forma de código fuente, código objeto, un código intermedio entre fuente y objeto tal como en forma parcialmente compilada, o en cualquier otra forma adecuada para su uso en la implementación de los correspondientes procedimientos o algoritmos para comprobar la seguridad en una red ferroviaria. El portador puede ser cualquier entidad o dispositivo capaz de portar o transportar los programas informáticos o software.

Por ejemplo, el portador puede comprender un medio de almacenamiento, como una ROM, por ejemplo un CD ROM o una ROM de semiconductores, o un medio de grabación magnético, por ejemplo un disco duro. Además, el portador puede ser un portador transmisible tal como una señal eléctrica u óptica, que puede transmitirse a través de un cable eléctrico u óptico o por radio u otros medios.

Cuando los programas informáticos o software son o están incorporados en una señal que puede ser transportada directamente por un cable u otro dispositivo o medio, el portador puede ser o estar constituido por dicho cable u otro dispositivo o medio. Alternativamente, el portador puede ser un circuito integrado en el que el programa informático o software está integrado, estando el circuito integrado adaptado para realizar, o para usar en la realización de, los correspondientes procedimientos o algoritmos.

A pesar de que se han descrito aquí sólo algunas realizaciones y ejemplos particulares de la invención, el experto en la materia comprenderá que son posibles otras realizaciones alternativas y/o usos de la invención, así como modificaciones obvias y elementos equivalentes. Además, la presente invención abarca todas las posibles combinaciones de las realizaciones concretas que se han descrito. Los signos numéricos relativos a los dibujos y colocados entre paréntesis en una reivindicación son solamente para intentar aumentar la comprensión de la reivindicación, y no deben ser interpretados como limitantes del alcance de la protección de la reivindicación. El alcance de la presente invención no debe limitarse a realizaciones concretas, sino que debe ser determinado únicamente por una lectura apropiada de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (21)

REIVINDICACIONES

1. Sistema de seguridad ferroviaria (100) para comprobar la seguridad en una red ferroviaria (106) o parte de la misma, caracterizado por el hecho de que comprende una pluralidad de módulos que incluye:

un módulo de obtención de imágenes (107a - 107h) configurado para obtener imágenes de la red ferroviaria (106) o parte de la misma, que incluye unos dispositivos de cámara (107a - 107h);

un módulo de procesamiento de imágenes (102, 103a - 103c) configurado para procesar las imágenes obtenidas y detectar situaciones de riesgo para la seguridad en la red ferroviaria (106) o parte de la misma; y

un módulo de transmisiones (104) configurado para realizar transmisiones entre módulos de la pluralidad de módulos.

2. Sistema de seguridad ferroviaria (100) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el módulo de procesamiento de imágenes (102, 103a - 103c) incluye un módulo central de procesamiento de imágenes (102) configurado para procesar imágenes obtenidas por una diversidad de los dispositivos de cámara (107a - 107h).

3. Sistema de seguridad ferroviaria (100) según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que el módulo central de procesamiento de imágenes (102) está configurado para almacenar las imágenes obtenidas por la diversidad de dispositivos de cámara (107a - 107h) para su posterior procesamiento.

4. Sistema de seguridad ferroviaria (100) según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que los dispositivos de cámara (107a - 107h) de dicha diversidad de dispositivos están configurados para enviar, a través del módulo de transmisiones (104), las imágenes que han obtenido al módulo central de procesamiento de imágenes (102).

5. Sistema de seguridad ferroviaria (100) según una cualquiera de las reivindicaciones 3 o 4, caracterizado por el hecho de que el módulo central de procesamiento de imágenes (102) está configurado para enviar, a través del módulo de transmisiones (104), las imágenes procesadas y/o resultados de dicho procesamiento a un módulo de control (101a - 101d) de la pluralidad de módulos.

6. Sistema de seguridad ferroviaria (100) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que el módulo de procesamiento de imágenes (102, 103a -103c) incluye submódulos locales de procesamiento de imágenes (103a - 103c), de modo que

cada submódulo local de procesamiento de imágenes (103a - 103c) se encuentra dentro de o conectado localmente a uno de los dispositivos de cámara (107a - 107h) y está configurado para procesar localmente las imágenes obtenidas por dicho dispositivo de cámara (107a - 107h).

7. Sistema de seguridad ferroviaria (100) según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que uno o más de los submódulos locales (103a - 103c) o uno o más de los dispositivos de cámara (107a - 107h) con submódulo local están configurados para enviar, a través del módulo de transmisiones (104), las imágenes procesadas y/o resultados de dicho procesamiento a un módulo de control (101a - 101d) de la pluralidad de módulos.

8. Sistema de seguridad ferroviaria (100) según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por el hecho de que todo o parte del módulo de procesamiento de imágenes (102, 103a - 103c) está configurado para ser entrenado mediante aprendizaje profundo y para detectar situaciones de riesgo para la seguridad según lo aprendido con dicho entrenamiento.

9. Sistema de seguridad ferroviaria (100) según la reivindicación 8, caracterizado por el hecho de que el entrenamiento mediante aprendizaje profundo incluye un entrenamiento de identificación de personas y/u objetos y su proximidad o caída a una vía de la red ferroviaria (106).

10. Sistema de seguridad ferroviaria (100) según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por el hecho de que todo o parte del módulo de procesamiento de imágenes (102, 103a - 103c) está configurado para generar como resultado del procesamiento de una imagen uno o más de los siguientes datos: Resolución inicial de la imagen, Resolución final de la imagen, Distancias de los elementos con alto riesgo, Distancias de los elementos con medio riesgo, Distancias de los elementos con bajo riesgo, Distancias de los elementos en peligro, Dimensiones de los elementos con alto riesgo, Dimensiones de los elementos con medio riesgo, Dimensiones de los elementos con bajo riesgo, Dimensiones de los elementos en peligro, Nube de puntos de alto riesgo, Nube de puntos de medio riesgo, Nube de puntos de bajo riesgo, Nube de puntos en peligro, Procesamiento exitoso/no exitoso, Recorrido de los elementos por tipo, Recorrido de los elementos por riesgo, Recorrido de los elementos por área/zona, Recorrido de los elementos por distancia, Tiempo de recorrido los elementos por tipo, Tiempo de recorrido los elementos por riesgo, Tiempo de recorrido los elementos por área/zona, Tiempo de recorrido los elementos por distancia.

11. Sistema de seguridad ferroviaria (100) según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por el hecho de que la pluralidad de módulos comprende uno o más módulos de control (101a - 101d), de modo que cada módulo de control (101a - 101d) está asociado a una parte de la red ferroviaria (106).

12. Sistema de seguridad ferroviaria (100) según la reivindicación 11, caracterizado por el hecho de que la parte de la red ferroviaria (106) a la que está asociada un módulo de control (101a - 101d) es una estación de la red ferroviaria (106).

13. Sistema de seguridad ferroviaria (100) según una cualquiera de las reivindicaciones 11 o 12, caracterizado por el hecho de que uno o más de los módulos de control (101a - 101d) están configurados cada uno para recibir, a través del módulo de transmisiones (104), imágenes obtenidas por uno o más de los dispositivos de cámara (107a - 107h), y/o resultados de procesamiento de imágenes producidos por uno o más submódulos locales (103a - 103c) del módulo de procesamiento de imágenes que se encuentran en o están asignados a la parte de la red ferroviaria (106) a la que está asociado el módulo de control (101a - 101d), y/o

resultados de procesamiento de imágenes producidos por un módulo central de procesamiento de imágenes (102) de la pluralidad de módulos.

14. Sistema de seguridad ferroviaria (100) según la reivindicación 13, caracterizado por el hecho de que uno o más de los resultados de procesamiento de imágenes recibidos a través del módulo de transmisiones (104) incluyen datos de alarma y/o alerta debidos al procesamiento de imágenes realizado.

15. Sistema de seguridad ferroviaria (100) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado por el hecho de que el módulo de transmisiones (104) está configurado para realizar las transmisiones entre módulos con codificación y/o compresión de datos.

16. Sistema de seguridad ferroviaria (100) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado por el hecho de que la pluralidad de módulos comprende además un módulo de interfaz de usuario configurado para proporcionar una interfaz a uno o más usuarios para tareas de administración y/u operación del sistema (100).

17. Sistema de seguridad ferroviaria (100) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado por el hecho de que todos o parte de los dispositivos de cámara (107a -107h) son cámaras de alta resolución.

18. Sistema de seguridad ferroviaria (100) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado por el hecho de que todos o parte de los dispositivos de cámara (107a -107h) son cámaras IP.

19. Sistema de seguridad ferroviaria (100) según una de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado por el hecho de que la pluralidad de módulos comprende además un módulo de errores configurado para detectar y/o procesar errores que se producen en cualquiera de los módulos de la pluralidad de módulos.

20. Sistema de seguridad ferroviaria (100) según la reivindicación 19, caracterizado por el hecho de que los errores procesados por el módulo de errores incluyen uno o más de los siguientes errores: Error de cámara, Error de almacenamiento, Error de trasferencia, Error de procesamiento de imágenes, Error en resultados de procesamiento, Error en módulo de control (101a - 101d).

21. Sistema de seguridad ferroviaria (100) según una de las reivindicaciones 1 a 20, caracterizado por el hecho de que el módulo de transmisiones (104) soporta comunicaciones TCP/IP, sobre Ethernet, WIFI o GPRS y comunicaciones serie sobre RS232 o RS485.