一种铁路作业监控防护系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种铁路作业监控防护系统。铁路基础设施装备维护管理体系相对滞后，作业安全防护不到位。本实用新型包括TDCS采集接口、智能监控防护主机、数传电台/GSMR、电务维护终端、室外智能操作手持终端、室外扬声器和车站交流稳压电源；其中的TDCS采集接口、智能监控防护主机、数传电台/GSMR和电务维护终端位于室内机柜，TDCS采集接口、数传电台/GSMR和电务维护终端均接入智能监控防护主机；室外智能操作手持终端接入数传电台/GSMR，室外扬声器和车站交流稳压电源接入智能监控防护主机。本实用新型可对铁路车站和区间的作业过程进行有效的动态监控、超前预防、智能防护，实现作业管理的有效监控、智能预警，提高维护管理水平。
【专利说明】
一种铁路作业监控防护系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种铁路运营维护人员安全防护系统，具体涉及一种铁路作业监控防护系统。【背景技术】
[0002]近30年来，我国铁路密集建设、快速发展，成就显著，铁路建设规模、建设标准、技术水平都达到历史性的高度。
[0003]随着铁路基础设施装备水平不断提高，维护管理体系发展相对滞后的问题逐渐显露。而铁路作业有效监控、安全防护方面的问题尤其突出。如胶济线2008年1.23事故、4.28 事故都是运营管理重大疏漏、作业安全防护不到位、维护管理水平落后等因素导致的惨痛教训。
[0004]因此有效的检测监控、安全防护、智能管理系统，是铁路安全运营保障体系中的一个重要课题。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种铁路作业监控防护系统，可对铁路车站和区间的运营、维护、施工等作业过程进行有效的动态监控、超前预防、智能防护，保障铁路安全生产。
[0006]本实用新型所采用的技术方案为:
[0007]—种铁路作业监控防护系统，其特征在于:
[0008]包括TDCS采集接口、智能监控防护主机、数传电台/GSMR、电务维护终端、室外智能操作手持终端、室外扬声器和车站交流稳压电源；
[0009]其中的TDCS采集接口、智能监控防护主机、数传电台/GSMR和电务维护终端位于室内机柜，TDCS采集接口、数传电台/GSMR和电务维护终端均接入智能监控防护主机；
[0010]室外智能操作手持终端接入数传电台/GSMR，室外扬声器和车站交流稳压电源接入智能监控防护主机。
[0011]TDCS采集接口与TDCS/CTC系统通信，TDCS采集接口通过两根线缆分别连接至 TDCS/CTC系统综合处理机的A、B机；
[0012]接口双端均采用带光电隔离的RS-422标准串行口，使用带屏蔽的双绞四线制连接，在铁路作业智能监控防护系统侧单端接地。
[0013]本实用新型具有以下优点:
[0014]1、列车、调车作业动态实时监测:
[0015]该系统具有对运行的列车、进入现场的运营维护人员的位置进行动态实时监测。 列车位置信息通过铁路信号系统获取，作业人员位置通过卫星定位及通信网络获取。实时监测的列车及人员位置信息在以铁路线路及附属设施为主的电子地图(GIS地图、B頂模型) 动态实时显示。
[0016]2、作业过程管理及信息共享:[〇〇17](1)作业任务(单)等通过作业维护管理终端下发给相关作业人员(根据需要也可传给相关管理人员)。
[0018](2)现场作业图片等重要信息上传共享(尤其应急抢修信息)
[0019](3)记录相关列车运行移动轨迹和站场作业人员移动轨迹
[0020]①上传至作业维护管理终端；
[0021]②相关作业人员实时共享；[〇〇22]③相关指挥管理人员远程监视(应急抢修)。[〇〇23](4)现场作业信息以文本、语音或视频等方式记录并上传(一般信息进行存储，后续上传;紧急信息实时上传共享)。
[0024](5)接收指挥中心或其它终端的指令及相关信息。[〇〇25]3、作业区域划分及预警防护:
[0026]对作业相关的铁路线路进行动态区域划分(时间、空间)。
[0027]绿色区域:为安全区域。运行的列车与绿色安全区域边界之间有一定的安全防护距离。获得授权的作业人员在授权时间内可在该区域进行现场作业。[〇〇28]黄色区域:为接近报警区域。表示运行的列车已经接近绿色安全区域(现场作业安全区域)，靠近现场作业人员，现场作业人员必须快速规避，立即撤离至安全区域。
[0029]红色区域:为危险区域。表示运行的列车所占用的区域，是列车和人员相互冲突、 相互抵触的区域，两者不能“共存”。运营维护人员不得在该区域停留，否则可能触发事故、 必须采取特殊措施。
[0030]另外，只有获得作业授权，确认手持终端正常工作，才能进入铁路线路进行作业； 未经作业许可(时间、空间)者进入，手持终端报警。
[0031]4、智能作业管理:
[0032]智能监控防护计算机对各种信息进行综合处理、智能分析、辅助决策，实现作业管理的有效监控、智能预警。【附图说明】[〇〇33]图1为本实用新型系统框图。[〇〇34]图2为车站及区间信息采集图。[〇〇35]图3为TDCS/CTC与系统地面主机硬件连接方案图。[0〇36]图4为信息传输流向图。【具体实施方式】
[0037]下面结合【具体实施方式】对本实用新型进行详细的说明。
[0038]本实用新型涉及的一种铁路作业监控防护系统，为铁路电务、车务及机务等专业提供了保障运营维护作业人员安全的智能监控防护系统。该系统可对铁路车站和区间的运营、维护、施工等作业过程进行有效的动态监控、超前预防、智能防护，保障铁路安全生产。 此系统可以保证在列车始发终到作业、调车牵出折返作业等情况下，对进行现场维护和运营作业的相关人员通过手持终端、定位报警器等设备进行提醒，保证人员安全;手持终端同时具有将现场图片回传至指挥中心、可以文本方式记录并回传工作信息、接收来自指挥中心的呼叫或文本信息等功能。
[0039]所述系统包括TDCS采集接口、智能监控防护主机、数传电台/GSMR、电务维护终端、 室外智能操作手持终端、室外扬声器和车站交流稳压电源。其中的TDCS采集接口、智能监控防护主机、数传电台/GSMR和电务维护终端位于室内机柜，TDCS采集接口、数传电台/GSMR和电务维护终端均接入智能监控防护主机。室外智能操作手持终端接入数传电台/GSMR，室外扬声器和车站交流稳压电源接入智能监控防护主机。
[0040] TDCS采集接口与TDCS/CTC系统通信，TDCS采集接口通过两根线缆分别连接至 TDCS/CTC系统综合处理机的A、B机;接口双端均采用带光电隔离的RS-422标准串行口，使用带屏蔽的双绞四线制连接，在铁路作业智能监控防护系统侧单端接地。该系统信息采集 TDCS/CTC仅向该系统发送数据，但该系统不向TDCS/CTC发送任何数据。通信接口通过两根线缆分别连接至TDCS/CTC系统综合处理机的A、B机实现。[〇〇411系统地面主机将TDCS/CTC传送来的车站站场信息和现场施工及施工作业单通过数据库信息的运算，产生相应的防护信息，通过系统无线数传信道发送到手持终端，并将手持终端回执的信息传给上位机及有关的作业机显示记录，并以车站1DCS/CTC传送来信息和手持终端回执的信息为根据，记录、跟踪室外人员的位置，并记忆站场及区间人员的位置。 当在站场或区间中多组施工人员进行施工作业时，系统的地面设备是通过接收到的各个手持终端的编号及其跟踪的手持终端所在的位置确定不同手持终端所应接收到的防护信息， 确保施工作业的安全。
[0042]系统数据采取动态采集、双向传输的方式，数据流向清晰，实现闭环控制。系统能对列车及人员位置在地图上进行动态实时监视，并对施工维护“封锁”区域在地图上进行标记。[〇〇43]本实用新型铁路作业智能监控防护系统利用微机联锁或TDCS/CTC提供的站场信息，通过增加地面信息处理主机完成自动发送模拟或数字调制的无线信号，采用扩音器或无线接收终端及时通知现场施工人员或站场咽喉处工作的工、电、车、机务人员有关“列车接近，信号开放”等安全防护信息，对人身安全起到良好的辅助防护作用，减少人身伤害，确保铁路行车的安全。
[0044] 1、车站及区间信息采集[〇〇45]系统车站及区间信息的采集如图2所示，通过与TDCS/CTC系统通信完成，TDCS/ CTC系统将车站及区间办理的进路联锁、信号开放状态、车列占用轨道状态及有关道岔的位置，根据该系统的要求传送到铁路作业智能监控防护系统的地面主机设备。[〇〇46]通信的基本内容为车站联锁及区间信息，主要是由TDCS/CTC发送给该系统地面主机，用以反映当前站场联锁及区间状态。[〇〇47]信息的基本内容:[〇〇48] (1)区段状态信息:空闲、占用、锁闭。
[0049] (2)列车信号机的状态信息:列车信号关闭、开放、引导。
[0050] (3)调车信号机的状态信息:调车信号关闭、开放。[0051 ] (4)道岔状态信息:定表、反表。[〇〇52] (5)区间通过信机及轨道区段信息。
[0053] 2、通信接口方式[〇〇54]铁路作业智能监控防护系统与TDCS/CTC的通信接口，通过两根线缆分别连接至 TDCS/CTC综合处理机的A、B机实现的，连接方式如图3所示。
[0055]接口双端均采用带光电隔离的RS-422标准串行口，使用带屏蔽的双绞四线制连接，在铁路作业智能监控防护系统侧单端接地。TDCS/CTC向该系统发送数据，但该系统不向 TDCS/CTC发送任何数据，该系统故障不影响TDCS/CTC的使用，该系统的任何处理不影响 TDCS/CTC的使用。[〇〇56] 3、地面主机工作原理
[0057]系统地面主机将传送来的车站联锁有关列调进路的状态、站场及区间信号开放情况和现场施工及施工作业单通过数据库信息的运算，产生相应的防护信息，通过系统无线数传信道发送到手持终端，并将手持终端回执的信息传给上位机及有关的作业机显示记录，并以车站1DCS/CTC传送来信息和手持终端回执的信息为根据，记录、跟踪室外人员的位置，并记忆站场及区间人员的位置。[〇〇58]当在站场或区间中多组施工人员进行施工作业时，系统的地面设备是通过接收到的各个手持终端的编号及其跟踪的手持终端所在的位置确定不同手持终端所应接收到的防护信息，确保施工作业的安全。
[0059]地面主机采用高可靠性工业级控制设备。地面主机使用的操作系统应满足系统控制实时性、可靠性要求。地面主机与电务维护终端的通信采用网络接口或串行接口。地面主机可采用双机热备型冗余结构，即2个相同的功能单元同时工作，2个功能单元各自构成一个独立的系。两系应仅有一系为主系，产生对外输出的有效运算结果；另一系为备系，备系应与主系保持同步工作状态。当主系故障时，处于同步状态的备系应自动升为主系。
[0060]4、室外手持接收终端
[0061]手持终端采用无线数据传输电台/GSMR的控制方式;防护主机可同时支持多台手持终端设备，并可根据现场需求扩展终端数量，每一终端均有明确的电子编号及识别功能， 对过往列车及站内调车作业情况，具有语音提示、震动及报警功能;手持终端与防护主机可实现数据双向实时传输，对接收确认信息，可实现闭环控制，确保信息发送至终端的实时性及可靠性;终端相互间可实现实时的通话功能;终端可实现工作任务单的接收下载、传输、 存储功能。[〇〇62] 5、系统信息的传送
[0063]由于本系统是由多个系统联合组成的防护系统，因此，信息的传输是占有非常重要的位置。系统数据采取动态采集、双向传输的方式，数据流向清晰，实现闭环控制。信息传输流向图如图4。
[0064]各系统之间传送的信息既考虑现有技术要求并预留今后系统发展的需要，同时避免系统重复采集，保证多渠道信息共享，在系统控制时实现多重判别的安全防护功能，也最大限度的减少了硬件设备，这也是系统安全性可靠性的关键。[〇〇65]传输的信息内容如下:[〇〇66](1)TDCS/CTC系统定时向系统地面主机发送站场及区间信息[〇〇67]站场轨道电路占用状态；[〇〇68] 站场列、调信号的显示；
[0069]站场列、调进路开放状态；
[0070]站场道岔状态；
[0071]区间信号或轨道区段占用情况。
[0072]施工计划、调度命令(施工作业任务单)信息。[〇〇73](2)地面设备向手持终端设备发送的信息[〇〇74]联锁区的列调信号开放、轨道区段占用及接近报警信息；
[0075]区间的列车占用及接近报警信息；
[0076]施工计划、调度命令(施工作业任务单)信息；[〇〇77]通信联络信息。[〇〇78](3)手持终端向地面设备发送的信息[〇〇79]维护人员活动区域(手持终端位置)的实时定位信息；[〇〇8〇]接收地面设备信息的有关回执；
[0081]终端的操作有关信息；[〇〇82]终端设备故障报警信息；[〇〇83]通信联络信息。
[0084]本实用新型的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。
【主权项】
1.一种铁路作业监控防护系统，其特征在于:包括TDCS采集接口、智能监控防护主机、数传电台/GSMR、电务维护终端、室外智能操作 手持终端、室外扬声器和车站交流稳压电源；其中的TDCS采集接口、智能监控防护主机、数传电台/GSMR和电务维护终端位于室内机 柜，TDCS采集接口、数传电台/GSMR和电务维护终端均接入智能监控防护主机；室外智能操作手持终端接入数传电台/GSMR，室外扬声器和车站交流稳压电源接入智 能监控防护主机。2.根据权利要求1所述的一种铁路作业监控防护系统，其特征在于:TDCS采集接口与TDCS/CTC系统通信，TDCS采集接口通过两根线缆分别连接至TDCS/CTC 系统综合处理机的A、B机；接口双端均采用带光电隔离的RS-422标准串行口，使用带屏蔽的双绞四线制连接，在 铁路作业智能监控防护系统侧单端接地。
【文档编号】B61L27/00GK205615535SQ201620377308
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】宋利, 王建龙, 陈志颖, 熊志勇
【申请人】中铁第勘察设计院集团有限公司, 中铁第一勘察设计院集团有限公司