列車接近防護預警系統的製作方法
2023-05-28 16:52:16 2
本實用新型屬於鐵路設備技術領域,用於鐵路工作人員的人身安全防護，具體地說是一種列車接近防護預警系統。
背景技術：
安全是鐵道運輸領域永恆的主題，而人身安全則是鐵路安全監控的核心。現場作業人身安全監護，主要通過對列車接近情況進行預報，提醒作業人員提前下道避車來實現預防。傳統的全路各局對現場作業人員的人身防護主要依靠現場防護員人工瞭望、駐站防護員人工通知等傳統方式進行。受氣象條件、地理條件、車流密度和行車速度、防護員安全意識、防護員身體狀況等因素制約，防護手段不可靠，防護效果不理想，專用技術裝備的缺失，造成人身傷害事故時有發生。
授權公告號為CN 104691581 B的發中國明專利，公開了一種列車接近智能預警系統及其預警方法：利用預警伺服器接收道口位置、現場工作人員位置及列車信息，進行計算之後根據設定的安全距離範圍進行預警。該發明需要在列車上安裝內置GPS的車載設備不利於鐵路線路的信息保密，同時也會增加成本。
技術實現要素：
為解決現有技術中存在的上述問題，本實用新型旨在提供一種列車接近防護預警系統，以通過站機向載有列車運行和信號狀態信息的信號設備獲取列車運行信息，有效地做到保密的同時節約了成本。
本實用新型為實現上述目的，所採用的技術方案如下：
一種列車接近防護預警系統，它包括載有列車運行和信號狀態信息的信號設備、總伺服器、現場手持終端、站機；
所述站機包括信息採集模塊、信息分析處理模塊和信息發送模塊；
所述載有列車運行和信號狀態信息的信號設備是微機監測設備或者微機聯鎖設備或者TDCS設備或者CTC設備；
所述現場手持終端包括GPS定位模塊、無線收發模塊和語音播報模塊，現場手持終端與總伺服器無線連接；
所述站機的信號輸入埠與載有列車運行和信號狀態信息的信號設備的列車信息輸出埠連接，站機的信號輸出埠與總伺服器的列車信息輸入埠連接。
作為限定：所述列車接近防護預警系統還包括駐站防護員手持終端和車站集中防護終端；
所述現場手持終端還包括對講模塊；
所述駐站防護員手持終端包括無線收發模塊、語音播報模塊、對講模塊和GPS定位模塊；
所述駐站防護員手持終端與總伺服器無線連接；
所述車站集中防護終端包括顯示模塊和語音播報模塊，車站集中防護終端與總伺服器無線連接。
作為進一步限定：所述列車接近防護預警系統還包括車間集中防護終端；
所述車間集中防護終端包括顯示模塊和語音播報模塊，車間集中防護終端與總伺服器無線連接。
作為又進一步限定：所述列車接近防護預警系統還包括段集中防護終端；
所述段集中防護終端包括顯示模塊和語音播報模塊，段集中防護終端與總伺服器無線連接。
作為另一種限定：所述列車接近防護預警系統還包括車站伺服器、駐站防護員手持終端和車站集中防護終端；
所述現場手持終端還包括對講模塊；
所述駐站防護員手持終端包括無線收發模塊、語音播報模塊、對講模塊和GPS定位模塊；
所述車站伺服器的列車信息輸入埠與站機的信號輸出埠連接，車站伺服器與總伺服器無線連接；
所述車站集中防護終端包括顯示模塊和語音播報模塊；
所述車站伺服器帶有WiFi模塊，所述駐站防護員手持終端、車站集中防護終端分別通過WiFi與車站伺服器無線連接。
作為進一步限定：所述列車接近防護預警系統還包括車間集中防護終端；
所述車間集中防護終端包括顯示模塊和語音播報模塊，車間集中防護終端通過鐵路專用網絡與車站伺服器連接。
作為又進一步限定：所述列車接近防護預警系統還包括段集中防護終端；
所述段集中防護終端包括顯示模塊和語音播報模塊，段集中防護終端通過鐵路專用網絡與車站伺服器連接。
作為第三種限定：所述現場手持終端還包括錄音模塊和/或顯示屏。
作為第四種限定：所述駐站防護員手持終端還包括錄音模塊和/或顯示屏。
本實用新型由於採用了上述的結構，其與現有技術相比，所取得的技術進步在於：
（1）本實用新型通過站機向載有列車運行和信號狀態信息的信號設備獲取列車信息，有效地做到保密的同時節約了成本；
（2）本實用新型可以實現車站、車間、段三級聯防，更加安全可靠；
（3）本實用新型中設備之間採用自檢方式檢查相互之間通信是否正常進行，一旦通信中斷可以及時發現；
（4）本實用新型通過增加車站伺服器對駐站防護員手持終端、車站集中防護終端實現wifi覆蓋，有助於信息的保密；車間集中防護終端、段集中防護終端通過鐵路專用網絡從車站伺服器獲取信息，也有助於信息的保密。
本實用新型適用於鐵路工作人員的人身安全防護，做到信息保密的同時降低成本，而且更加安全可靠。
附圖說明
附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與本實用新型的實施例一起用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的限制。
在附圖中：
圖1為本實用新型實施例1的結構示意圖；
圖2為本實用新型實施例2的結構示意圖；
圖3為本實用新型實施例1的防護範圍示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的優選實施例進行說明。應當理解，此處所描述的優選實施例僅用於說明和解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。
實施例1 一種列車接近防護預警系統
本實施例如圖1所示，包括載有列車運行和信號狀態信息的信號設備、總伺服器、現場手持終端、站機；
站機包括信息採集模塊、信息分析處理模塊、信息發送模塊；
載有列車運行和信號狀態信息的信號設備是微機監測設備或者微機聯鎖設備或者TDCS設備或者CTC設備；
現場手持終端包括GPS定位模塊、無線收發模塊和語音播報模塊，現場手持終端通過無線收發模塊與總伺服器無線連接，現場手持終端被現場防護員或其他鐵路工作人員根據需要隨身攜帶；
站機的信號輸入埠與載有列車運行和信號狀態信息的信號設備的列車信息輸出埠連接，站機的信號輸出埠與總伺服器的列車信息輸入埠連接，站機利用信息採集模塊從載有列車運行和信號狀態信息的信號設備獲取經過本站的列車運行信息，然後經過信息分析處理模塊的分析處理轉換成列車運行語音信息，再通過信息發送模塊發送出去。
為了更有效地防護：如圖1所示，列車接近防護預警系統還包括駐站防護員手持終端和車站集中防護終端；
現場手持終端還包括對講模塊；
駐站防護員手持終端包括無線收發模塊、語音播報模塊、對講模塊和GPS定位模塊，駐站防護員手持終端與總伺服器無線連接；
車站集中防護終端包括顯示模塊和語音播報模塊，車站集中防護終端與總伺服器無線連接。
為了實現兩級聯防：如圖1所示，列車接近防護預警系統還包括車間集中防護終端，車間集中防護終端包括顯示模塊和語音播報模塊，所述車間集中防護終端與總伺服器無線連接。
為了實現三級聯防：如圖1所示，列車接近防護預警系統還包括段集中防護終端，段集中防護終端包括顯示模塊和語音播報模塊，段集中防護終端與總伺服器無線連接。
現場手持終端、駐站防護員手持終端還包括錄音模塊和\或顯示屏；二者利用錄音模塊可以把使用者的語音信息進行錄製並通過無線收發模塊發送到總伺服器進行存儲，以便隨時進行回放、查詢；此外，對於有顯示模塊的現場手持終端、駐站防護員手持終端，根據使用者的職級，在各自的手持終端中開放相應的權限，使用者可以依權限來查看有關信息。
在實際使用中，現場手持終端、駐站防護員手持終端可以根據需求設計成單語音通道或雙語音通道。對單語音通道的現場手持終端、駐站防護員手持終端，列車接近預警信息語音播報優先，即，當有列車接近預警信息語音播報時，對講通話被切斷；對雙語音通道的現場手持終端、駐站防護員手持終端，列車接近預警信息語音播報和對講通話可以同時進行。
利用本實施例來實現的預警方法包括以下步驟：
（1）事先採集全站各個信號點、彎道及與臨站相鄰區域信號點的GPS數據，預置到總伺服器中，同時在總伺服器中事先設置防護範圍，站機從載有列車運行和信號狀態信息的信號設備中獲取經過本站的列車運行信息並分析處理成列車運行語音信息；
（2）現場手持終端實時採集現場防護員的GPS位置信息並發送到總伺服器、駐站防護員手持終端實時採集駐站防護員的GPS位置信息並發送到總伺服器，總伺服器根據現場防護員的GPS位置，結合步驟（1）中使用者事先設置的防護範圍及事先採集的全站各個信號點、彎道、臨站相鄰區域信號點的GPS數據，計算出現場防護員的防護區域，同時，總伺服器通過站機實時獲取經過本站的列車運行信息和列車運行語音信息；
（3）總伺服器向現場手持終端播報定點防護預警信息，總伺服器向駐站防護員手持終端播報全站列車運行語音信息；
（4）在步驟（1）-（3）進行的同時，現場手持終端、總伺服器、站機之間採用自檢方式檢查相互之間通信是否正常進行，若通信中斷，則現場手持終端會發出語音報警；駐站防護員手持終端、總伺服器之間採用自檢方式檢查相互之間通信是否正常進行，若通信中斷，則駐站防護員手持終端會發出語音報警；此外，車站集中防護終端、車間集中防護終端、段集中防護終端分別通過總伺服器獲得現場防護員的GPS位置信息、列車運行信息、駐站防護員的GPS位置信息，並且分別在各自的顯示模塊中顯示帶有現場防護員的GPS位置信息、列車運行信息、駐站防護員位置信的站場平面圖；駐站防護員通過駐站防護員手持終端與現場防護員實現實時對講，駐站防護員根據車站集中防護終端所顯示的信息提醒現場防護員避讓列車，同時車站集中防護終端、車間集中防護終端、段集中防護終端對各自所屬範圍的全站列車運行語音信息進行播報。
播報定點防護預警信息，即總伺服器經過計算分析出列車進入防護區域後，通過現場手持終端播報列車接近預警信息。
防護區域包括：現場防護員R與線路的水平距離=N個完整閉塞分區的總長度+現場防護員R與來車方向最近信號點的距離；現場防護員R與線路的垂直距離H。現場防護員R與線路的垂直距離H通過GPS坐標計算，當現場防護員R與線路的垂直距離H小於步驟（1）設置的防護範圍中的垂直距離時，總伺服器會自動計算現場防護員R水平防護區域預警起始點，在計算時，N取決於完整閉塞分區的總長度是否不足防護範圍設置的列車與現場防護員的水平防護距離的最小值，如果不足，則延伸1個閉塞分區，以此類推，閉塞分區的總長計算按信號點公裡標相減的方法進行，現場防護員與來車方向最近信號點的距離通過GPS坐標計算。在本實施例中，現場防護員R與線路的垂直防護距離H設置為100m，普速鐵路的水平防護距離設置不少於3km，高速鐵路的水平防護距離設置不少於10km。以普速鐵路的防護區域計算為例，如圖3所示，現場防護員與下行線路的垂直距離是H1，X信號點、X1信號點、X2信號點、X3信號點、X4信號點、X5信號點每相鄰兩個信號點之間是一個閉塞分區，現場防護員R來車方向最近信號點是X2信號點，假設，H1=10m，每個閉塞分區的距離為1.2km，現場防護員R與X2信號點的距離是400m；因為H1=10m<100m，所以總伺服器會自動計算現場防護員R水平防護區域預警起始點，經計算X2信號點與X3之間的距離為1.2km<3km，不滿足普速列車的水平防護距離要求，則應該延伸一個完整閉塞分區，經計算X2信號點與X4之間的距離為2.4km3km，滿足普速列車的水平防護距離要求，所以X5信號點是現場防護員R水平防護區域預警起始點；當下行列車越過X5信號點時，開始播報預警信息，播報信息為「下行列車通過X5信號點，距離大約4km」，接下來當列車越過X4信號點時，播報信息為「下行列車通過X4信號點，距離大約2.8km」，當列車越過X3信號點時，則播報信息為「下行列車通過X3信號點，距離大約1.6km」， 當列車越過X2信號點時，則播報信息為「下行列車通過X2信號點，距離大約400m」。假設X信號點為進站信號機，則X3信號點、X2信號點、X1信號點分別為一接近信號點、二接近信號點、三接近信號點，當列車越過X3信號點、X2信號點、X1信號點時，在防護區域要求內的現場防護員手持終端的語音播報信息分別為「下行列車一接近」、下行列車二接近」、下行列車三接近」，而不再播報距離。
上行列車的接近預警信息也按上述規則進行播報。
人與列車不在車站同側區間，即人與列車分別位於站場兩側，則站內上下行進站信號點之間按一個閉塞分區計算。
全站列車運行語音信息的播報包括：
（1）播報列車在區間運行時通過的每一個信號點，例如「上行\下行列車通過xx信號點」、當列車一\二\三接近時播報「上行\下行列車一\二\三接近進x道停車\經x道通過」；
（2）車站進路排列情況的播報，即對車站的所有接車進路\發車進路\通過進路辦理完成後進行播報，例如排列下行x道接車信號開放後系統進行播報「下行x道接車信號開放」、排列上行x道發車信號開放後系統進行播報「上行x道發車信號開放」、排列上行x道通過信號開放後系統進行播報「上行x道通過信號開放」；
以上播報內容均根據車站聯鎖圖表的內容條件進行比對判定。
在實際使用中，現場手持終端也可以選擇全站列車運行語音信息的接收與播報；駐站防護員手持終端、車站集中防護終端、車間集中防護終端、段集中防護終端可以根據實際需要選擇是否打開語音播報功能。
實施例2 一種列車接近防護預警系統
本實施例包括載有列車運行和信號狀態信息的信號設備、總伺服器、現場手持終端和站機；
站機包括信息採集模塊、信息分析處理模塊、信息發送模塊；
載有列車運行和信號狀態信息的信號設備是微機監測設備或者微機聯鎖設備或者TDCS設備或者CTC設備；
現場手持終端包括GPS定位模塊、無線收發模塊和語音播報模塊，現場手持終端與總伺服器無線連接，現場手持終端被現場防護員或其他鐵路工作人員根據需要隨身攜帶；
站機的信號輸入埠與載有列車運行和信號狀態信息的信號設備的列車信息信號輸出埠連接，站機的信號輸出埠與總伺服器的列車信息信號輸入埠連接，站機利用信息採集模塊從載有列車運行和信號狀態信息的信號設備獲取經過本站的列車運行信息，然後經過信息分析處理模塊的分析處理轉換成列車運行語音信息，再通過信息發送模塊發送出去。
為了更有效地防護：在列車接近防護預警系統中增加車站伺服器、駐站防護員手持終端和車站集中防護終端；
現場手持終端包括對講模塊；
駐站防護員手持終端包括無線收發模塊、語音播報模塊、對講模塊和GPS定位模塊；
車站伺服器的列車信息信號輸入埠與站機的信號輸出埠連接、車站伺服器與總伺服器無線連接；
車站集中防護終端包括顯示模塊和語音播報模塊；
車站伺服器帶有WiFi功能，駐站防護員手持終端、車站集中防護終端分別通過WiFi與車站伺服器無線連接。
為了實現二級聯防：在列車接近防護預警系統中增加車間集中防護終端，車間集中防護終端包括顯示模塊和語音播報模塊，車間集中防護終端通過鐵路專用網絡與車站伺服器連接。
為了實現三級聯防：在列車接近防護預警系統中增加段集中防護終端，段集中防護終端包括顯示模塊和語音播報模塊，段集中防護終端通過鐵路專用網絡與車站伺服器連接。
現場手持終端、駐站防護員手持終端還包括錄音模塊和\或顯示模塊；二者利用錄音模塊可以把使用者的語音信息進行錄製並分別通過無線收發模塊發送到總伺服器、車站伺服器進行存儲，以便隨時進行回放、查詢；此外，對於有顯示模塊的現場手持終端、駐站防護員手持終端，根據使用者的職級，在各自的手持終端中開放相應的權限，使用者可以依權限來查看有關信息。
在實際使用中，現場手持終端、駐站防護員手持終端可以根據需求設計成單語音通道或雙語音通道。對單語音通道的現場手持終端、駐站防護員手持終端，列車接近預警信息語音播報優先，即，當有列車接近預警信息語音播報時，對講通話被切斷；對雙語音通道的現場手持終端、駐站防護員手持終端，列車接近預警信息語音播報和對講通話可以同時進行。
利用本實施例來實現的列車接近預警方法包括以下步驟：
（1）事先採集全站各個信號點、彎道及與臨站相鄰區域信號點的GPS數據，預置到總伺服器、本地伺服器中，同時在總伺服器、本地伺服器中事先設置防護範圍，站機從載有列車運行和信號狀態信息的信號設備中獲取經過本站的列車運行信息並分析處理成列車運行語音信息，駐站防護員手持終端實時採集駐站防護員的GPS位置信息並發送到車站伺服器；
（2）現場手持終端實時採集現場防護員的GPS位置信息並發送到總伺服器，總伺服器根據現場防護員的GPS位置，結合步驟（1）中使用者事先設置的防護範圍及事先採集的全站各個信號點、彎道、臨站相鄰區域信號點的GPS數據，計算出現場防護員的防護區域，同時，總伺服器通過站機實時獲取經過本站的列車運行信息和列車運行語音信息；車站伺服器從總伺服器獲取現場防護員的GPS位置，同時，車站伺服器通過站機實時獲取經過本站的列車運行信息和列車運行語音信息；
（3）總伺服器向現場手持終端播報定點防護預警信息，車站伺服器向駐站防護員手持終端播報全站列車運行語音信息；
（4）在步驟（1）-（3）進行的同時，現場手持終端、總伺服器、站機之間採用自檢方式檢查相互之間通信是否正常進行，若通信中斷，則現場手持終端會發出語音報警；駐站防護員手持終端、車站伺服器、站機之間採用自檢方式檢查相互之間通信是否正常進行，若通信中斷，則駐站防護員手持終端會發出語音報警；駐站防護員通過駐站防護員手持終端與現場防護員實現實時對講，根據車站集中防護終端所顯示的信息提醒現場防護員避讓；車站集中防護終端、車間集中防護終端、段集中防護終端分別通過鐵路專用網絡從車站伺服器獲得現場防護員的GPS位置信息、列車運行信息、駐站防護員的GPS位置信息，並在各自的顯示模塊中顯示帶有現場防護員的GPS位置信息、列車運行信息、駐站防護員的GPS位置信息的站場平面圖，同時車站集中防護終端、車間集中防護終端、段集中防護終端對各自所屬範圍的全站列車運行語音信息進行播報。
播報定點防護預警信息，即總伺服器經過計算分析出列車進入防護區域後，通過現場手持終端向現場防護員播報列車接近預警信息。
本實施例中，全站列車運行語音信息的播報內容、防護區域要求、語音播報規則與實施例2中的全站列車運行語音信息的播報內容、防護區域要求、語音播報規則相同。
在實際使用中，現場手持終端也可以選擇全站列車運行語音信息的接收與播報；駐站防護員手持終端、車站集中防護終端、車間集中防護終端、段集中防護終端可以根據實際需要選擇是否打開語音播報功能。
最後應說明的是：以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，儘管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型權利要求保護的範圍之內。