中老铁路友谊隧道国界段列车识别景观灯光控制系统

一、项目概况：

中老铁路位于中国-中南半岛经济走廊，贴合“一带一路”战略 布局，是泛亚铁路的重要组成部分。是中国铁路走出国门的第一条，是中国当前唯一的一条国内外均采用中国技术标准的铁路，也是中国唯一的一条开行动车的国际铁路，同时，中老铁路开通后将由中国进行运营管理50年。对中国铁路的建设史来说，具有非常重要的意义。

友谊隧道跨越中国和老挝国境线，全长9595米，中国和老挝两国的国界界碑位于隧道内埋深约 220m的位置。为贯彻落实好习近平总书记关于把中老铁路建成“一带一路”、 中老友谊标志性工程的批示精神，对友谊隧道国界段智能景观工程方案进行建设。通过智能景观照明的生动形式，向国际友人展示中老两国人民的热情及中国的国家形象。

在隧道内中老国界交界处附近，将友谊隧道装饰成了最美隧道。隧道上方彩有蓝天白云，而在隧道的两侧，彩绘有中老两国国旗互相连接，将整个隧道变成了彩虹隧道，在智能灯光控制系统控制下，各种颜色组合的灯光按照预定的时间序列投射到隧道洞壁上，呈现出各种颜色的图案，实现时光隧道的美丽视觉效果。

二、实现方案：

为了实现节能减排、提高使用寿命及减少红色灯光对火车司机的干扰，采用了基于人工智能的深度学习神经网络结合毫米波雷达技术，对旅客列车、货车、牵引机头、维修车辆实现实时的动态识别，在旅客列车机头经过后的瞬间实现灯光的开启及跟随控制。

灯光区段总长620m, 旅客列车时速160千米/小时，全程通过时间仅14秒。整个项目的核心是高速列车车型的准确识别及高精度的灯光时间控制。。为此国铁集团于2021年5月召开了友谊隧道景观照明控制方式研究会议，讨论了深圳安锐科技有限公司提出的列车行车信号控制和人工智能控制两种方案：

2.1、列车信号控制方案

原理：通过列车行车控制系统中协调相关部门，修改现有列车行车控制系统的软件，给景观照明系统提供控制信号。

优势：原理简单，直接费用相对较低

劣势：1.由于列车行车系统的高度安全性，对外修改软件、提供信息控制接口，可能会对现有系统带来潜在安全隐患，形成安全漏洞。

2、跨部门协调多级部门，协调难度大，周期长，变数多，难以保证景观工程的施工进度。

3、协调系统软件的提供方进行系统修改，会增加费用，且费用难以估计。

4、后期无论是景观控制系统升级或行车控制系统升级，均需要协调第三方进行配套升级，系统独立性较低。

5、只能知道是否有列车从车站出发，无法确切知道客车机头到达景观灯光处的确切时间。灯光需要在列车到达前较早的时间提前打开，红色灯光会对列车司机造成干扰，影响行车安全。

2.2、AI智能控制方案

原理:通过对列车视频的智能识别，给景观照明系统提供控制信号。

（一）优势：

1、基于视频的AI智能识别控制技术稳定成熟，已得到较大范围的引用。如使用极为普遍的通过视频识别车辆车牌控制道闸起降的停车收费系统，人脸识别控制闸机的旅客列车检票系统等。深圳安锐科技有限公司在基于视频识别的人工智能技术和多传感器融合应用方面有深厚的技术积累。成功的开发出基于机器视觉的实弹设计智能报靶系统、基于AI的射击姿态辅助训练系统等、基于二维码的结构位移监测控制系统等多项技术得到实际应用。基于AI的软件控制技术已经是深圳安锐科技有限公司商业化、规模化使用的成熟技术；

2、使用的硬件属于标准商业用途的计算机硬件。其核心配件为英特尔等国际大厂生产，技术稳定成熟，市场供货充足。如果出现故障，可以很快更换配件恢复正常工作；

3、系统独立性较强，不会影响到铁路其他系统的正常工作，升级维护不需要协调铁路其他部门；易；

4、自适应性能力强：系统采用机器学习原理，能够通过学习获得新车型的识别能力。智能化程度高，人工干预少；

5、安全程度高。可以准确的知道列车接近景观灯光区的速度，可以较为准确的控制灯光开启的时间，对列车司机的灯光干扰较少。

（二）劣势：

1、系统成本相对较高；

2、对人工智能训练的图像有要求，而要在通车前调用实际的客车配合通过采集训练视频，需要多单位配合协调；

专家们在会议上总结出两种控制方式的特点

1、列车信号控制方案优点是原理简单，直接费用低。缺点是需要修改现有的行车控制系统的，增加对外通讯接口。对景观控制系统的控制时间准确性差，存在灯光对司机的干扰，安全性较差。系统独立性较低存在行车安全隐患、协调难度大，间接费用难以估计预算。

2、AI智能识别控制方案，系统独立性较强，安全程度高，自适应能力强，升级维护容易。缺点是成本高。

会议最后决定采用基于AI智能识别控制方案。

深圳安锐科技有限公司随后成立项目小组，克服疫情影响，先后到老挝磨丁和云南磨憨的隧道现场进行了实际踏勘，晚上了技术方案，制定了基于AI人工智能和毫米波雷达多传感器数据融合的技术方案，并搭建模拟环境进行算法及控制系统的反复实测，确保在2021年12月的通车仪式上实现完美效果。

    经过紧张的现场安装及测试，整个系统项目在2021年11月建成并投入使用。在通车仪式前，系统准确的识别出通车仪式前从中国开到老挝的旅客列车，正确的控制灯光系统实现了预期的效果。经过现场实际使用，效果良好，获得了中央电视台的报道。

该项目的成功实施，标志着深圳安锐科技有限公司在应用智能化技术服务国家大型基础设施的建设方面的能力，达到了国内领先。