一种铁路施工安全防护预警系统技术方案

一种铁路施工安全防护预警系统，包括地面预警终端、车载预警终端和车站监控终端，车载预警终端将列车行驶信息传送至地面预警终端和车站监控终端，地面预警终端采集施工地点的位置信息并传送至车站监控终端，当有施工地点位置信息传送至车站监控终端时，车站工作人员调整列车行驶路线；当列车与施工地点之间的距离小于地面预警终端和车载预警终端的通信距离时，车站监控终端、车载预警终端和地面预警终端的报警模块均发出警报，施工人员撤离施工地点；若施工人员未及时撤离时自动制动装置进行制动停下列车。本实用新型专利技术提高了铁路施工安全防护预警的有效性，确保了铁路施工人员的安全性，且本系统简单便捷，成本低廉，可实施性强。

An early warning system for railway construction safety protection

A railway construction safety warning system, including ground terminal, terminal and vehicle warning warning warning vehicle monitoring terminal station, terminal will transmit the information to the train station and the ground terminal monitoring terminal, the ground terminal acquisition site warning position information and transmits it to the station monitoring terminal, when construction location information is sent to the station the monitoring terminal, the route adjustment of train station staff; when the communication distance between the train and the construction site is less than the distance between the ground terminal and the terminal vehicle warning warning, alarm module station monitoring terminal, vehicle terminal and ground terminal warning warning issued alerts, the construction personnel from the construction site; if the automatic braking device for braking the construction personnel not timely evacuation when the train stopped. The utility model improves the effectiveness of railway construction safety protection and early warning, ensures the safety of railway construction personnel, and has the advantages of simple and convenient system, low cost and strong implementation.

【技术实现步骤摘要】
一种铁路施工安全防护预警系统
本技术涉及一种用于铁路施工安全防护的预警系统。
技术介绍
铁路由于其价格低廉、安全性好等特点，是我国国民经济发展的基础。近年，铁路里程不断扩大，铁路线路输送大量列车后需要对其进行大量的维修、保养等工作，而线路工人进行线路施工时，现有的安全防护设备通常是车站工作人员将该线路的施工时段设置为“天窗”期，不放行列车进入该施工区域，同时现场施工工人通过在地面设置防护设备，当有列车通过该防护设备时，向线路施工工人发送警报。这些安全防护措施都不够全面，容易导致列车闯入施工区发生列车撞人事故，例如，2016年12月10日，郑州铁路局京广铁路误将货物列车放行到施工区，导致6名施工工人死亡。通过对现有铁路施工安全防护设施的梳理，可以发现，现有的防护设施只从一个或者两个方面进行了防护，没有从车站工作人员监控，火车司机和施工工人三个方面来进行全方位的防护，且自动性不强。同时，现有的系统大多是以传统单片机为基础来进行开发，系统性能较差，特别是在实际应用时。
技术实现思路
本技术的目的，就是针对上述问题，提出一种用于铁路施工安全防护的自动预警系统，从车站监控，列车和施工工地三个方面来进行全方位的防护。本技术的技术方案为：一种铁路施工安全防护预警系统，包括地面预警终端、车载预警终端和车站监控终端，所述车载预警终端包括车载处理器模块以及与车载处理器模块连接的第一无线通信模块、第三无线通信模块和第一报警模块，所述车载处理器模块随时将列车行驶信息通过第三无线通信模块传送至车站监控终端，当达到第一无线通信模块的通信距离时通过第一无线通信模块将列车行驶信息传送至地面预警终端；所述地面预警终端包括地面处理器模块以及与地面处理器模块连接的第一无线通信模块、第二无线通信模块、GPS定位模块和第二报警模块，所述地面处理器模块接收GPS定位模块采集的施工地点的位置信息并通过第二无线通信模块传送至车站监控终端；所述车站监控终端包括车站处理器模块以及与车站处理器模块连接的第二无线通信模块、第三无线通信模块、第三报警模块和图像处理显示装置，所述图像处理显示装置将车站处理器模块接收到的施工地点的位置信号与地图结合并显示出来，当有施工地点显示在图像处理显示装置上时第三报警模块发出警报；所述车载预警终端和地面预警终端通过第一无线通信模块连接，所述地面预警终端和车站监控终端通过第二无线通信模块连接，所述车站监控终端和车载预警终端通过第三无线通信终端连接。具体的，所述车载处理器模块、地面处理器模块和车站处理器模块中的处理器为ARM架构下的STM32硬件开发平台。具体的，所述第一无线通信模块采用型号为E50-TTL-100的无线通信模块，其通信距离为2000米，在地面预警终端的第一无线通信模块的发射机末端设置一功率放大器增大通信距离。具体的，所述第一无线通信模块采用型号为APC810的无线通信模块，其通信距离为5000米。具体的，所述第二无线通信模块为GPRS模块，所述第三无线通信模块采用模拟铁路数字移动通信系统GSM-R进行信息交互。具体的，施工地点在高铁路线上时，根据高速列车的行驶速度和制动距离计算，4000米为安全制动距离，因此在距离施工地点4000米处设置一个点式电磁感应器；施工地点在非高速铁路线路上时，安全距离为1500米，因此在距离施工地点1500米处设置一个点式电磁感应器；车载预警终端设置相同的点式电磁感应器和列车制动装置，并与车载处理器模块连接。具体的，所述图像处理显示模块包括地图模块和显示器，所述地图模块采用SDK软件开发工具包进行开发后与GPS定位模块传送至车站监控终端的施工地点的位置信息匹配后显示在显示器上。具体的，所述图像处理显示模块为计算机，接收GPS定位模块传送至车站监控终端的施工地点的位置信息并显示在事先下载开发的地图中。具体的，所述地面预警终端集成为一小型手持设备，所述地面预警终端还包括与地面处理器模块连接的锂电池。本技术的有益效果为：通过地面预警终端、车载预警终端和车站监控终端实现了施工人员、火车司机和车站工作人员三方面联合的铁路施工安全防护预警，极大的提高了铁路施工安全防护预警的有效性，确保了铁路施工人员的安全性；同时，以ARM架构下的STM32硬件开发平台进行开发，系统的性能远好于通过单片机来开发；此外本系统简单、便捷，成本低廉，可实施性极强；结合列车制动装置自动制动列车停车，避免由于列车工作人员不能及时发现情况时保证施工人员的安全。附图说明图1是本技术提供的一种铁路施工安全防护预警系统的逻辑示意框图。具体实施方式下面结合附图对本技术进行详细的描述。本技术的一种用于铁路施工安全防护的预警系统，包括地面预警终端、车载预警终端和车站监控终端，所述车载预警终端包括车载处理器模块以及与车载处理器模块连接的第一无线通信模块、第二无线通信模块和第一报警模块，所述车载处理器模块将列车行驶信息传送至地面预警终端和车站监控终端；所述地面预警终端包括地面处理器模块以及与地面处理器模块连接的第二无线通信模块、第三无线通信模块、GPS定位模块和第二报警模块，所述地面处理器模块接收GPS定位模块采集的施工地点的位置信息并传送至车站监控终端；所述车站监控终端包括车站处理器模块、地图模块以及与车站处理器模块连接的第二无线通信模块、第三无线通信模块、第三报警模块和显示器，所述显示器连接地图模块，将施工地点的位置信号在地图模块传送的地图上显示出来，当有施工地点显示在显示器上显示时第三报警模块发出警报，车站工作人员调整列车线路避开施工地点；所述车载预警终端和地面预警终端通过第一无线通信模块连接，所述地面预警终端和车站监控终端通过第二无线通信模块连接，所述车站监控终端和车载预警终端通过第三无线通信终端连接；当列车与施工地点之间的距离小于地面预警终端和车载预警终端的第一无线通信模块的通信距离时，第一报警模块、第二报警模块和第三报警模块发出警报。本实施例中车载处理器模块、地面处理器模块和车站处理器模块中的处理器为ARM架构下的STM32硬件开发平台，性能好于传统系统中使用的单片机。本实施例中地面预警终端和车载预警终端的第一无线通信模块采用型号为E50-TTL-100的无线通信模块，具有低功耗、穿透性强的特点。该模块的的通信距离为2000米，以普通列车100km/h的速度计算，列车距施工区有一分钟的时间，工人听到警报后有足够的时间趋避。在地面预警终端的第一无线通信模块的发射机末端设置一功率放大器增大通信距离或者第一无线通信模块采用型号为APC810的无线通信模块，其通信距离为5000米。本实施例中第二无线通信模块为GPRS模块，GPRS无线通信模块具有传输速度快、距离远、数据传输稳定的特点。本实施例中第三无线通信模块是模拟铁路数字移动通信系统GSM-R进行信息交互，GSM-R系统是专门为铁路通信设计的综合专用数字移动通信系统，通信稳定，大量应用在铁路调度和通信中。本实施例中，施工地点在高铁路线上时，在距离施工地点4000米处设置一个点式电磁感应器；施工地点在非高速铁路线路上时，在距离施工地点1500米处设置一个点式电磁感应器；车载预警终端设置相同的点式电磁感应器和列车制动装置，并与车载处理器模块连接。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁路施工安全防护预警系统，包括地面预警终端、车载预警终端和车站监控终端，其特征在于，所述车载预警终端包括车载处理器模块以及与车载处理器模块连接的第一无线通信模块、第三无线通信模块和第一报警模块，所述车载处理器模块随时将列车行驶信息通过第三无线通信模块传送至车站监控终端，当达到第一无线通信模块的通信距离时通过第一无线通信模块将列车行驶信息传送至地面预警终端；所述地面预警终端包括地面处理器模块以及与地面处理器模块连接的第一无线通信模块、第二无线通信模块、GPS定位模块和第二报警模块，所述地面处理器模块接收GPS定位模块采集的施工地点的位置信息并通过第二无线通信模块传送至车站监控终端；所述车站监控终端包括车站处理器模块以及与车站处理器模块连接的第二无线通信模块、第三无线通信模块、第三报警模块和图像处理显示装置，所述图像处理显示装置将车站处理器模块接收到的施工地点的位置信号与地图结合并显示出来，当有施工地点显示在图像处理显示装置上时第三报警模块发出警报；所述车载预警终端和地面预警终端通过第一无线通信模块连接，所述地面预警终端和车站监控终端通过第二无线通信模块连接，所述车站监控终端和车载预警终端通过第三无线通信终端连接。...

【技术特征摘要】
1.一种铁路施工安全防护预警系统，包括地面预警终端、车载预警终端和车站监控终端，其特征在于，所述车载预警终端包括车载处理器模块以及与车载处理器模块连接的第一无线通信模块、第三无线通信模块和第一报警模块，所述车载处理器模块随时将列车行驶信息通过第三无线通信模块传送至车站监控终端，当达到第一无线通信模块的通信距离时通过第一无线通信模块将列车行驶信息传送至地面预警终端；所述地面预警终端包括地面处理器模块以及与地面处理器模块连接的第一无线通信模块、第二无线通信模块、GPS定位模块和第二报警模块，所述地面处理器模块接收GPS定位模块采集的施工地点的位置信息并通过第二无线通信模块传送至车站监控终端；所述车站监控终端包括车站处理器模块以及与车站处理器模块连接的第二无线通信模块、第三无线通信模块、第三报警模块和图像处理显示装置，所述图像处理显示装置将车站处理器模块接收到的施工地点的位置信号与地图结合并显示出来，当有施工地点显示在图像处理显示装置上时第三报警模块发出警报；所述车载预警终端和地面预警终端通过第一无线通信模块连接，所述地面预警终端和车站监控终端通过第二无线通信模块连接，所述车站监控终端和车载预警终端通过第三无线通信终端连接。2.根据权利要求1所述的铁路施工安全防护预警系统，其特征在于，所述车载处理器模块、地面处理器模块和车站处理器模块中的处理器为ARM架构下的STM32硬件开发平台。3.根据权利要求1所述的铁路施工安全防护预警系统，其特征在于，所述第一无线通信模块采用型号为E50-TT...

【专利技术属性】
技术研发人员：石小林，江欣国，章国鹏，申勇，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：新型
国别省市：四川,51