列车接近防护预警系统及预警方法与流程

本发明属于铁路设备技术领域,用于铁路工作人员的人身安全防护，具体地说是一种列车接近防护预警系统及预警方法。

背景技术：

安全是铁道运输领域永恒的主题，而人身安全则是铁路安全监控的核心。现场作业人身安全监护，主要通过对列车接近情况进行预报，提醒作业人员提前下道避车来实现预防。传统的全路各局对现场作业人员的人身防护主要依靠现场防护员人工瞭望、驻站防护员人工通知等传统方式进行。受气象条件、地理条件、车流密度和行车速度、防护员安全意识、防护员身体状况等因素制约，防护手段不可靠，防护效果不理想，专用技术装备的缺失，造成人身伤害事故时有发生。

授权公告号为CN 104691581 B的中国发明专利，公开了一种列车接近智能预警系统及其预警方法，它是利用预警服务器接收道口位置、现场工作人员位置及列车信息，进行计算之后根据设定的安全距离范围进行预警。该发明需要在列车上安装内置GPS的车载设备不利于铁路线路的信息保密，同时也会增加成本。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明旨在提供一种列车接近防护预警系统，通过站机向载有列车运行和信号状态信息的信号设备获取列车运行信息，有效地做到保密的同时节约了成本；

本发明的另外一个目的，是提供一种利用所述列车接近防护预警系统来实现的列车接近预警方法。

本发明为实现上述目的，所采用的技术方案如下：

一种列车接近防护预警系统，它包括载有列车运行和信号状态信息的信号设备，还包括总服务器、现场手持终端、站机；

所述站机包括信息采集模块、信息分析处理模块和信息发送模块；

所述载有列车运行和信号状态信息的信号设备是微机监测设备或者微机联锁设备或者TDCS设备或者CTC设备；

所述现场手持终端包括GPS定位模块、无线收发模块和语音播报模块，现场手持终端与总服务器无线连接；

所述站机的信号输入端口与载有列车运行和信号状态信息的信号设备的列车信息输出端口连接，站机的信号输出端口与总服务器的列车信息输入端口连接。

作为限定：它还包括驻站防护员手持终端和车站集中防护终端；

所述现场手持终端还包括对讲模块；

所述驻站防护员手持终端包括无线收发模块、语音播报模块、对讲模块和GPS定位模块；

所述驻站防护员手持终端与总服务器无线连接；

所述车站集中防护终端包括显示模块和语音播报模块，车站集中防护终端与总服务器无线连接。

作为进一步限定：它还包括车间集中防护终端；

所述车间集中防护终端包括显示模块和语音播报模块，车间集中防护终端与总服务器无线连接。

作为又进一步限定：它还包括段集中防护终端；

所述段集中防护终端包括显示模块和语音播报模块，段集中防护终端与总服务器无线连接。

作为另一种限定：所述列车接近防护预警系统还包括车站服务器、驻站防护员手持终端和车站集中防护终端；

所述现场手持终端还包括对讲模块；

所述驻站防护员手持终端包括无线收发模块、语音播报模块、对讲模块和GPS定位模块；

所述车站服务器的列车信息输入端口与站机的信号输出端口连接，车站服务器与总服务器无线连接；

所述车站集中防护终端包括显示模块和语音播报模块；

所述车站服务器带有WiFi模块，所述驻站防护员手持终端、车站集中防护终端分别通过WiFi与车站服务器无线连接。

作为进一步限定：所述列车接近防护预警系统还包括车间集中防护终端；

所述车间集中防护终端包括显示模块和语音播报模块，车间集中防护终端通过铁路专用网络与车站服务器连接。

作为又进一步限定：所述列车接近防护预警系统还包括段集中防护终端；

所述段集中防护终端包括显示模块和语音播报模块，段集中防护终端通过铁路专用网络与车站服务器连接。

作为第三种限定：所述现场手持终端还包括录音模块和/或显示屏。

作为第四种限定：所述驻站防护员手持终端还包括录音模块和/或显示屏。

一种利用上述列车接近防护预警系统实现的列车接近预警方法，它包括以下步骤：

（1）事先采集全站各个信号点、弯道及与临站相邻区域信号点的GPS数据，预置到总服务器中，同时在总服务器中事先设置防护范围，站机从载有列车运行和信号状态信息的信号设备中获取经过本站的列车运行信息并分析处理成列车运行语音信息；

（2）现场手持终端实时采集现场防护员的GPS位置信息并发送到总服务器，总服务器根据现场防护员的GPS位置，结合步骤（1）中使用者事先设置的防护范围及事先采集的全站各个信号点、弯道、与临站相邻区域信号点的GPS数据，计算出现场防护员的防护区域，同时，总服务器通过站机实时获取经过本站的列车运行信息和列车运行语音信息；

（3）播报定点防护预警信息；

（4）在步骤（1）-（3）进行的同时，现场手持终端、总服务器、站机之间采用自检方式检查相互之间通信是否正常进行，若通信中断，则现场手持终端会发出语音报警；

所述播报定点防护预警信息，即总服务器经过计算分析出列车进入防护区域后，通过现场手持终端播报列车接近预警信息。

作为限定：所述步骤（2）中，驻站防护员手持终端实时采集驻站防护员的GPS位置信息并发送到总服务器；

步骤（3）中，总服务器向驻站防护员手持终端播报全站列车运行语音信息；

步骤（4）中，车站集中防护终端、车间集中防护终端、段集中防护终端分别通过总服务器获得现场防护员的GPS位置信息、驻站防护员的GPS位置信息、列车运行信息，并且分别在各自的显示模块中显示带有现场防护员的GPS位置信息、驻站防护员的GPS位置信息、列车运行信息的站场平面图，同时车站集中防护终端、车间集中防护终端、段集中防护终端对各自所属范围的全站列车运行语音信息进行播报；

驻站防护员通过驻站防护员手持终端与现场防护员实现实时对讲，根据车站集中防护终端所显示的信息提醒现场防护员避让列车；

在步骤（1）-（3）进行的同时，驻站防护员手持终端、总服务器之间采用自检方式检查相互之间通信是否正常进行，若通信中断，则驻站防护员手持终端会发出语音报警。

作为另一种限定：所述步骤（1）中：

先采集全站各个信号点、弯道及与临站相邻区域信号点的GPS数据，预置到本地服务器中；

驻站防护员手持终端实时采集驻站防护员的GPS位置信息并发送到车站服务器；

所述步骤（2）中：

车站服务器从总服务器获取现场防护员的GPS位置信息，同时，车站服务器通过站机实时获取经过本站的列车运行信息和列车运行语音信息；

步骤（3）中：

车站服务器向驻站防护员手持终端播报的全站列车运行语音信息；

步骤（4）中：

驻站防护员手持终端、车站集中防护终端通过车站服务器获取现场防护员的GPS位置信息、列车运行信息、驻站防护员的GPS位置信息，并在各自的显示模块中显示带有现场防护员的GPS位置信息、列车运行信息和驻站防护员的GPS位置信息的站场平面图；

车间集中防护终端、段集中防护终端分别通过铁路专用网络从车站服务器获得现场防护员的GPS位置信息、列车运行信息、驻站防护员的GPS位置信息，并在各自的显示模块中显示带有现场防护员的GPS位置信息、列车运行信息、驻站防护员的GPS位置信息的站场平面图，同时车站集中防护终端、车间集中防护终端、段集中防护终端对各自所属范围的全站列车运行语音信息进行播报；

在步骤（1）-（3）进行的同时，驻站防护员手持终端、车站服务器、站机之间采用自检方式检查相互之间通信是否正常进行，若通信中断，则驻站防护员手持终端会发出语音报警；

在步骤（4）中，驻站防护员通过驻站防护员手持终端与现场防护员实现实时对讲，根据车站集中防护终端所显示的信息提醒现场防护员避让列车。

本发明由于采用了上述的结构和方法，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

（1）本发明通过站机向载有列车运行和信号状态信息的信号设备获取列车信息，有效地做到保密的同时节约了成本；

（2）本发明可以实现车站、车间、段三级联防，更加安全可靠；

（3）本发明中设备之间采用自检方式检查相互之间通信是否正常进行，一旦通信中断可以及时发现；

（4）本发明通过增加车站服务器对驻站防护员手持终端、车站集中防护终端实现WiFi覆盖，有助于信息的保密；车间集中防护终端、段集中防护终端通过铁路专用网络从车站服务器获取信息，也有助于信息的保密。

本发明适用于铁路工作人员的人身安全防护，做到信息保密的同时降低成本，而且更加安全可靠。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例2的结构示意图；

图3为本发明实施例3的防护范围示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1 一种列车接近防护预警系统

本实施例如图1所示，包括载有列车运行和信号状态信息的信号设备、总服务器、现场手持终端、站机；

站机包括信息采集模块、信息分析处理模块、信息发送模块；

载有列车运行和信号状态信息的信号设备是微机监测设备或者微机联锁设备或者TDCS设备或者CTC设备；

现场手持终端包括GPS定位模块、无线收发模块和语音播报模块，现场手持终端通过无线收发模块与总服务器无线连接，现场手持终端被现场防护员或其他铁路工作人员根据需要随身携带；

站机的信号输入端口与载有列车运行和信号状态信息的信号设备的列车信息输出端口连接，站机的信号输出端口与总服务器的列车信息输入端口连接，站机利用信息采集模块从载有列车运行和信号状态信息的信号设备获取经过本站的列车运行信息，然后经过信息分析处理模块的分析处理转换成列车运行语音信息，再通过信息发送模块发送出去。

为了更有效地防护：如图1所示，列车接近防护预警系统还包括驻站防护员手持终端和车站集中防护终端；

现场手持终端还包括对讲模块；

驻站防护员手持终端包括无线收发模块、语音播报模块、对讲模块和GPS定位模块，驻站防护员手持终端与总服务器无线连接；

车站集中防护终端包括显示模块和语音播报模块，车站集中防护终端与总服务器无线连接。

为了实现两级联防：如图1所示，列车接近防护预警系统还包括车间集中防护终端，车间集中防护终端包括显示模块和语音播报模块，所述车间集中防护终端与总服务器无线连接。

为了实现三级联防：如图1所示，列车接近防护预警系统还包括段集中防护终端，段集中防护终端包括显示模块和语音播报模块，段集中防护终端与总服务器无线连接。

现场手持终端、驻站防护员手持终端还包括录音模块和/或显示屏；二者利用录音模块可以把使用者的语音信息进行录制并通过无线收发模块发送到总服务器进行存储，以便随时进行回放、查询；此外，对于有显示模块的现场手持终端、驻站防护员手持终端，根据使用者的职级，在各自的手持终端中开放相应的权限，使用者可以依权限来查看有关信息。

在实际使用中，现场手持终端、驻站防护员手持终端可以根据需求设计成单语音通道或双语音通道。对单语音通道的现场手持终端、驻站防护员手持终端，列车接近预警信息语音播报优先，即，当有列车接近预警信息语音播报时，对讲通话被切断；对双语音通道的现场手持终端、驻站防护员手持终端，列车接近预警信息语音播报和对讲通话可以同时进行。

实施例2 一种列车接近防护预警系统

本实施例包括载有列车运行和信号状态信息的信号设备、总服务器、现场手持终端和站机；

站机包括信息采集模块、信息分析处理模块、信息发送模块；

载有列车运行和信号状态信息的信号设备是微机监测设备或者微机联锁设备或者TDCS设备或者CTC设备；

现场手持终端包括GPS定位模块、无线收发模块和语音播报模块，现场手持终端与总服务器无线连接，现场手持终端被现场防护员或其他铁路工作人员根据需要随身携带；

站机的信号输入端口与载有列车运行和信号状态信息的信号设备的列车信息信号输出端口连接，站机的信号输出端口与总服务器的列车信息信号输入端口连接，站机利用信息采集模块从载有列车运行和信号状态信息的信号设备获取经过本站的列车运行信息，然后经过信息分析处理模块的分析处理转换成列车运行语音信息，再通过信息发送模块发送出去。

为了更有效地防护：在列车接近防护预警系统中增加车站服务器、驻站防护员手持终端和车站集中防护终端；

现场手持终端包括对讲模块；

驻站防护员手持终端包括无线收发模块、语音播报模块、对讲模块和GPS定位模块；

车站服务器的列车信息信号输入端口与站机的信号输出端口连接、车站服务器与总服务器无线连接；

车站集中防护终端包括显示模块和语音播报模块；

车站服务器带有WiFi功能，驻站防护员手持终端、车站集中防护终端分别通过WiFi与车站服务器无线连接。

为了实现二级联防：在列车接近防护预警系统中增加车间集中防护终端，车间集中防护终端包括显示模块和语音播报模块，车间集中防护终端通过铁路专用网络与车站服务器连接。

为了实现三级联防：在列车接近防护预警系统中增加段集中防护终端，段集中防护终端包括显示模块和语音播报模块，段集中防护终端通过铁路专用网络与车站服务器连接。

现场手持终端、驻站防护员手持终端还包括录音模块和/或显示模块；二者利用录音模块可以把使用者的语音信息进行录制并分别通过无线收发模块发送到总服务器、车站服务器进行存储，以便随时进行回放、查询；此外，对于有显示模块的现场手持终端、驻站防护员手持终端，根据使用者的职级，在各自的手持终端中开放相应的权限，使用者可以依权限来查看有关信息。

在实际使用中，现场手持终端、驻站防护员手持终端可以根据需求设计成单语音通道或双语音通道。对单语音通道的现场手持终端、驻站防护员手持终端，列车接近预警信息语音播报优先，即，当有列车接近预警信息语音播报时，对讲通话被切断；对双语音通道的现场手持终端、驻站防护员手持终端，列车接近预警信息语音播报和对讲通话可以同时进行。

实施例3 一种列车接近预警方法

本实施例利用实施例1来实现，它包括以下步骤：

（1）事先采集全站各个信号点、弯道及与临站相邻区域信号点的GPS数据，预置到总服务器中，同时在总服务器中事先设置防护范围，站机从载有列车运行和信号状态信息的信号设备中获取经过本站的列车运行信息并分析处理成列车运行语音信息；

（2）现场手持终端实时采集现场防护员的GPS位置信息并发送到总服务器、驻站防护员手持终端实时采集驻站防护员的GPS位置信息并发送到总服务器，总服务器根据现场防护员的GPS位置，结合步骤（1）中使用者事先设置的防护范围及事先采集的全站各个信号点、弯道、临站相邻区域信号点的GPS数据，计算出现场防护员的防护区域，同时，总服务器通过站机实时获取经过本站的列车运行信息和列车运行语音信息；

（3）总服务器向现场手持终端播报定点防护预警信息，总服务器向驻站防护员手持终端播报全站列车运行语音信息；

（4）在步骤（1）-（3）进行的同时，现场手持终端、总服务器、站机之间采用自检方式检查相互之间通信是否正常进行，若通信中断，则现场手持终端会发出语音报警；驻站防护员手持终端、总服务器之间采用自检方式检查相互之间通信是否正常进行，若通信中断，则驻站防护员手持终端会发出语音报警；此外，车站集中防护终端、车间集中防护终端、段集中防护终端分别通过总服务器获得现场防护员的GPS位置信息、列车运行信息、驻站防护员的GPS位置信息，并且分别在各自的显示模块中显示带有现场防护员的GPS位置信息、列车运行信息、驻站防护员位置信的站场平面图；驻站防护员通过驻站防护员手持终端与现场防护员实现实时对讲，驻站防护员根据车站集中防护终端所显示的信息提醒现场防护员避让列车，同时车站集中防护终端、车间集中防护终端、段集中防护终端对各自所属范围的全站列车运行语音信息进行播报。

播报定点防护预警信息，即总服务器经过计算分析出列车进入防护区域后，通过现场手持终端播报列车接近预警信息。

防护区域包括：现场防护员R与线路的水平距离=N个完整闭塞分区的总长度+现场防护员R与来车方向最近信号点的距离；现场防护员R与线路的垂直距离H。现场防护员R与线路的垂直距离H通过GPS坐标计算，当现场防护员R与线路的垂直距离H小于步骤（1）设置的防护范围中的垂直距离时，总服务器会自动计算现场防护员R水平防护区域预警起始点，在计算时，N取决于完整闭塞分区的总长度是否不足防护范围设置的列车与现场防护员的水平防护距离的最小值，如果不足，则延伸1个闭塞分区，以此类推，闭塞分区的总长计算按信号点公里标相减的方法进行，现场防护员与来车方向最近信号点的距离通过GPS坐标计算。在本实施例中，现场防护员R与线路的垂直防护距离H设置为100m，普速铁路的水平防护距离设置不少于3km，高速铁路的水平防护距离设置不少于10km。以普速铁路的防护区域计算为例，如图3所示，现场防护员与下行线路的垂直距离是H1，X信号点、X1信号点、X2信号点、X3信号点、X4信号点、X5信号点每相邻两个信号点之间是一个闭塞分区，现场防护员R来车方向最近信号点是X2信号点，假设，H1=10m，每个闭塞分区的距离为1.2km，现场防护员R与X2信号点的距离是400m；因为H1=10m<100m，所以总服务器会自动计算现场防护员R水平防护区域预警起始点，经计算X2信号点与X3之间的距离为1.2km<3km，不满足普速列车的水平防护距离要求，则应该延伸一个完整闭塞分区，经计算X2信号点与X4之间的距离为2.4km<3km，也不满足普速列车的水平防护距离要求，则应该再延伸一个完整闭塞分区，经计算X2信号点与X5之间的距离为3.6km>3km，满足普速列车的水平防护距离要求，所以X5信号点是现场防护员R水平防护区域预警起始点；当下行列车越过X5信号点时，开始播报预警信息，播报信息为“下行列车通过X5信号点，距离大约4km”，接下来当列车越过X4信号点时，播报信息为“下行列车通过X4信号点，距离大约2.8km”，当列车越过X3信号点时，则播报信息为“下行列车通过X3信号点，距离大约1.6km”， 当列车越过X2信号点时，则播报信息为“下行列车通过X2信号点，距离大约400m”。假设X信号点为进站信号机，则X3信号点、X2信号点、X1信号点分别为一接近信号点、二接近信号点、三接近信号点，当列车越过X3信号点、X2信号点、X1信号点时，在防护区域要求内的现场防护员手持终端的语音播报信息分别为“下行列车一接近”、下行列车二接近”、下行列车三接近”，而不再播报距离。

上行列车的接近预警信息也按上述规则进行播报。

人与列车不在车站同侧区间，即人与列车分别位于站场两侧，则站内上下行进站信号点之间按一个闭塞分区计算。

全站列车运行语音信息的播报包括：

（1）播报列车在区间运行时通过的每一个信号点，例如“上行\下行列车通过xx信号点”、当列车一\二\三接近时播报“上行\下行列车一\二\三接近进x道停车\经x道通过”；

（2）车站进路排列情况的播报，即对车站的所有接车进路\发车进路\通过进路办理完成后进行播报，例如排列下行x道接车信号开放后系统进行播报“下行x道接车信号开放”、排列上行x道发车信号开放后系统进行播报“上行x道发车信号开放”、排列上行x道通过信号开放后系统进行播报“上行x道通过信号开放”；

以上播报内容均根据车站联锁图表的内容条件进行比对判定。

在实际使用中，现场手持终端也可以选择全站列车运行语音信息的接收与播报；驻站防护员手持终端、车站集中防护终端、车间集中防护终端、段集中防护终端可以根据实际需要选择是否打开语音播报功能。

实施例4 一种列车接近预警方法

本实施例利用实施例2来实现，它包括以下步骤：

（1）事先采集全站各个信号点、弯道及与临站相邻区域信号点的GPS数据，预置到总服务器、本地服务器中，同时在总服务器、本地服务器中事先设置防护范围，站机从载有列车运行和信号状态信息的信号设备中获取经过本站的列车运行信息并分析处理成列车运行语音信息，驻站防护员手持终端实时采集驻站防护员的GPS位置信息并发送到车站服务器；

（2）现场手持终端实时采集现场防护员的GPS位置信息并发送到总服务器，总服务器根据现场防护员的GPS位置，结合步骤（1）中使用者事先设置的防护范围及事先采集的全站各个信号点、弯道、临站相邻区域信号点的GPS数据，计算出现场防护员的防护区域，同时，总服务器通过站机实时获取经过本站的列车运行信息和列车运行语音信息；车站服务器从总服务器获取现场防护员的GPS位置，同时，车站服务器通过站机实时获取经过本站的列车运行信息和列车运行语音信息；

（3）总服务器向现场手持终端播报定点防护预警信息，车站服务器向驻站防护员手持终端播报全站列车运行语音信息；

（4）在步骤（1）-（3）进行的同时，现场手持终端、总服务器、站机之间采用自检方式检查相互之间通信是否正常进行，若通信中断，则现场手持终端会发出语音报警；驻站防护员手持终端、车站服务器、站机之间采用自检方式检查相互之间通信是否正常进行，若通信中断，则驻站防护员手持终端会发出语音报警；驻站防护员通过驻站防护员手持终端与现场防护员实现实时对讲，根据车站集中防护终端所显示的信息提醒现场防护员避让；车站集中防护终端、车间集中防护终端、段集中防护终端分别通过铁路专用网络从车站服务器获得现场防护员的GPS位置信息、列车运行信息、驻站防护员的GPS位置信息，并在各自的显示模块中显示带有现场防护员的GPS位置信息、列车运行信息、驻站防护员的GPS位置信息的站场平面图，同时车站集中防护终端、车间集中防护终端、段集中防护终端对各自所属范围的全站列车运行语音信息进行播报。

播报定点防护预警信息，即总服务器经过计算分析出列车进入防护区域后，通过现场手持终端向现场防护员播报列车接近预警信息。

本实施例中，全站列车运行语音信息的播报内容、防护区域要求、语音播报规则与实施例3中的全站列车运行语音信息的播报内容、防护区域要求、语音播报规则相同。

在实际使用中，现场手持终端也可以选择全站列车运行语音信息的接收与播报；驻站防护员手持终端、车站集中防护终端、车间集中防护终端、段集中防护终端可以根据实际需要选择是否打开语音播报功能。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明权利要求保护的范围之内。