一种铁路人机环关系实时识别方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及铁路信息化，特别是一种铁路人机环关系实时识别方法。
【背景技术】
[0002] 铁路是交通的大动脉，铁路交通的安全直接影响着经济的发展和社会安定，因此， 及时对铁路进行安全维护和检修是必不可少的，但目前铁路作业人员对铁路的检修、维护 等作业，通常是在机车运行的间隙进行，当机车驶近时，监控中心通知防护监测人员提醒作 业人员离开作业区域，但这种提醒方式过于依赖人工，存在安全隐患，且预警方式主要采用 对讲机喊话或旗语方式，针对性差，即便不在通行机车危险区域内的作业人员也会接收到 预警离开作业区域，影响工作效率。行驶的机车对上道作业人员是否构成威胁，与机车所处 股道、机车行驶方向、人员所处股道、以及股道连接结构有关。
[0003] 北斗卫星定位技术经过多年发展，已在导航、测绘等多个领域得到了广泛应用，已 成为一项成熟的技术。随着北斗地基增强系统的建设，北斗定位精度将直接从米级提高到 亚米级、厘米级，为铁路行业的精细化管理提供了技术支持。北斗高精度定位技术与传统北 斗定位技术相比，具有实时性好，定位精度高的特点，能够实现厘米级的精确定位；且与其 他定位技术相比，具有成本低，适应性强，不受天气、环境干扰，无累积误差等优点。但至今 还未见有既解决铁路的维修，又保证铁路维修人员安全方面的有关技术公开报导。
【发明内容】
[0004] 针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种铁路人机环 关系实时识别方法，可有效解决动态解算出行驶的机车对每一个上道作业人员是否构成安 全威胁以及安全威胁的程度，实现不安全预警，保证行车的畅通和铁路维修人员安全的问 题。
[0005] 本发明解决的技术方案是，利用铁路北斗地基增强CORS数据中心、机车高精度机 载设备、上道作业人员高精度定位便携式设备和监控预测预警中心组成的系统，动态解算 出行驶的机车对每一个上道作业人员是否构成安全威胁以及安全威胁的程度，实现不安全 预警，既保证铁路的顺利维修，又保证维修人员的安全，具体步骤是：
[0006] (1)、设置识别区域：根据上道作业人员所处位置，设置出一个识别区域，并设定范 围大小，其范围大小是：
[0007] 机车进入识别区域以最快速度行驶到上道作业人员作业位置的时间：T1;
[0008] 上道作业人员接收到预警信号到脱离危险区的时间：T2;
[0009] 机车最快行驶速度
[0010] 机车行驶距离：D ;
[0011] T1= IOT 2，
[0012] D = T1XVnax;
[0013] 以作业区域两端边界为基点，沿股道两个方向各延长机车行驶距离D作为识别区 域；
[0014] (2)、构建支路股道坐标数组：设置识别区域内的支路股道并根据提取的经炜度数 据，构建支路股道坐标数组；
[0015] 识别区域内的支路股道至少包括AB段，对每段支路股道沿中心点每间隔50cm提 取一组经炜度数据，构建成支路股道坐标数组；
[0016] (3)、构建人机环关联关系表：关系表包括机车所处支路股道、机车行驶方向、受危 险威胁人员所属的支路股道，将机车所处支路股道、机车行驶方向与安全受此机车威胁的 上道作业人员所处支路股道构建成相应的关联关系表；
[0017] (4)、构建机车与所处支路股道的关联模型：机车进入识别区域后，将机车所处位 置坐标与识别区域内的各个支路股道坐标数组数据分别进行比对，判断机车与所处支路股 道的关联关系；当比对成功，则为机车与此支路股道关联捕捉成功；关联捕捉成功后，继续 跟踪机车位置，此时只需与关联的支路股道坐标数组数据进行比对；当数据比对失败或者 数据失踪后，重新对机车进行捕捉；
[0018] (5)、构建上道作业人员与支路股道的关联模型：定义作业危险区，并将上道作业 人员位置与识别区域各个支路股道分别进行距离的遍历计算，把上道作业人员位置关联到 作业危险区范围内的支路股道上；
[0019] 上道作业危险区指从股道中心点向两边延伸距离L的区域；
[0020] 将上道作业人员位置与各个支路股道的坐标数组数据分别进行距离的遍历计算， 计算作业人员到各个支路股道的最短距离d，
[0021] 与AB段的最短距离：
[0023] 根据计算结果，把上道作业人员位置关联到满足d < L的支路股道上；
[0024] 其中，H J2……丄为上道作业人员所处不同位置坐标的经度，U1J2……W n 为上道作业人员所处不同位置坐标的炜度；
[0025] (6)、确认上道作业人员是否受到安全威胁：通过机车所属股道信息、上道作业人 员所属股道信息及相应的人机环关联关系表，确认上道作业人员是否受到安全威胁，当人 机环存在关联关系，即上道作业人员受到安全威胁，则把相应预警信息发送到机车和受到 安全威胁的上道作业人员设备上；当人机环不存在关联关系，则仅进行提示性的预警即 可；
[0026] (7)、根据上道作业人员受威胁程度监控中心发出相应等级的预警信号：
[0027] 预警信号包括按上道作业人员与机车设备定位数据得到的两点坐标计算出的人 机距离D、预警时间T，T = D/V，其中V为机车速度，并做出等级判断：
[0028] 等级1 :人机环关联关系不存在，不构成安全威胁，但要警示预警；
[0029] 等级2 :人机环关联关系存在，预警时间T>lmin ;
[0030] 等级3 :人机环关联关系存在，预警时间30s〈T彡Imin ;
[0031] 等级4 :人机环关联关系存在，预警时间T彡30s。
[0032] 本发明通过对识别区域内的机车位置、上道作业人员位置进行监测及数据分析， 动态解算出行驶的机车对每一个上道作业人员是否构成安全威胁以及安全威胁的程度，将 机车对上道作业人员的安全威胁区域精确到股道级别，安全预警针对性强，既保证铁路维 修的顺利进行，又保证维修人员的人身安全，提高铁路和维修管理质量，有很强的实用性， 经济和社会效益巨大。
【附图说明】
[0033] 图1是本发明的流程图。
[0034] 图2是本发明铁路某识别区域股道分布示意图。
[0035] 图3是本发明系统结构框图。
[0036] 图4是本发明作业危险区示意图。
[0037] 图5是本发明一个实施例的股道状态图。
[0038] 图6是本发明另一个实施例的股道状态图。
【具体实施方式】
[0039] 以下结合附图对本发明的【具体实施方式】作详细说明。
[0040] 由图1所示，本发明在具体实施中，包括以下步骤：设置识别区域、构建支路股道 坐标数组、构建人机环关联关系表、构建机车与所处支路股道的关联模型、构建上道作业人 员与支路股道的关联模型、确认上道作业人员是否受到安全威胁、根据上道作业人员受威 胁程度监控中心发出相应等级的预警信号，具体步骤如下：
[0041] 步骤1、设置识别区域，方法是：
[0042] 机车进入识别区域以最快速度行驶到上道作业人员作业位置的时间：T1;
[0043] 上道作业人员接收到预警信号到脱离危险区的时间：T2;
[0044] 机车最快行驶速度：V_;
[0045] 机车行驶距离：D ;
[0046] T2=