CN109767652A - 一种铁路机车救援的安全防控系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种铁路机车救援的安全防控系统，包括服务器、Web端和车载设备，所述Web端实现救援命令输入、下发和救援过程监控的功能，所述车载设备包括防控主机和人机操作界面，所述防控主机实现救援机车的精确定位、语音提醒、救援作业防碰撞的功能。本发明还提供上述防控系统的控制方法，包括步骤：S1、救援机车到达指定的救援区间两端站，防控主机接收救援命令并传送至服务器；S2、启动救援机车；S3、救援机车接近待救援机车的行进过程中，防控主机实时计算救援机车和待救援机车之间的距离，并在设定的距离处播放降速或停车的语音提示。本系统可实现机车救援过程中救援机车防碰撞功能，提高人员和机车的安全防护。

Description

一种铁路机车救援的安全防控系统及控制方法

技术领域

本发明属于铁路机车救援的安全防控技术领域，具体涉及一种铁路机车救援的安全防控系统及控制方法。

背景技术

现有技术中，在铁路机车的救援作业时，救援机车在区间救援行进过程中，需要司乘人员人为观察道路状况和计算待救援机车的位置，整个机车救援过程还处于完全人控的状态。这样的方式下，救援作业存在较多的安全隐患，例如：救援机车接近待救援机车时，由于弯道、天气恶劣、夜晚等视线差，作业人员由于判断失误或疏忽等原因导致速度把控有偏差，造成救援机车与待救援机车相撞的事故。因此需要研发出针对铁路机车救援的安全防控系统，减少现有技术中完全依靠人为判断和控制救援机车的作业过程中所存在的发生撞车的安全隐患。

发明内容：

本发明目的是提供了一种铁路机车救援的安全防控系统，要解决现有技术中只依靠人工控制救援机车的操作过程所存在的安全隐患，以实现机车救援的全流程闭环管理，使机车救援模式从人控模式到人工加机控模式的转变。

本发明还提供了上述铁路机车救援的安全防控系统的控制方法，能实时监控救援机车在救援作业过程中的位置信息，并根据预设程序发出语音提醒和报警，保证了救援作业的安全性和可靠性。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种铁路机车救援的安全防控系统，用于防止救援机车与待救援机车之间发生相撞，包括服务器、Web端和车载设备，所述Web端实现救援命令输入、下发和救援过程监控的功能，所述车载设备包括防控主机和人机操作界面，所述防控主机实现救援机车的精确定位、语音提醒、救援作业防碰撞的功能，所述服务器负责数据的存储以及与所述Web端和车载设备之间的数据通讯。

优选的，所述防控主机包括语音电路和4G无线通信模块，所述语音电路包括音频采集电路、音量控制电路、扬声器及麦克风，所述防控主机通过所述4G无线通信模块实现与所述服务器之间的通信连接。设置语音电路，防控主机可以播报指定的语音信息，并通过语音电路与应急指挥中心值守台的工作人员进行语音沟通。

优选的，所述Web端与所述服务器之间通过以太网连接，所述服务器和所述车载设备之间通过4G网络连接。

优选的，所述防控主机还包括GNSS定位模块。

优选的，所述防控主机还包括机车安全信息综合检测装置。

本发明还提供一种铁路机车救援的安全防控系统的控制方法，包括如下步骤：

S1、救援机车按照操作要求到达指定的救援区间两端站，车载设备接收120应急指挥中心值守台下发的救援命令并传送至服务器，救援命令中包含待救援机车的公里标信息；

S2、启动救援机车；

S3、救援机车接近待救援机车的行进过程中，防控主机实时计算救援机车和待救援机车之间的距离，并在设定的距离处播放降速或停车的语音提示。

优选的，所述步骤S3中救援机车与待救援机车之间的距离实时计算具体包括如下步骤：

A1、防控主机根据所述步骤S1中救援命令中的待救援机车的公里标和救援机车到达指定救援区间两端站的公里标，计算出救援机车与待救援机车之间的初始距离；

A2、防控主机的机车安全信息综合检测装置实时记录救援机车的运行速度和公里标，防控主机的GNSS定位模块实时记录救援机车的具体位置；

A3、防控主机根据实时获取的救援机车的运行速度、公里标和具体位置信息，以及所述步骤A1中的救援机车与待救援机车之间初始距离，实时计算出救援机车与待救援机车之间的距离。

优选的，所述步骤S3中语音播报的操作具体包括：防控主机根据实时获取的机车安全信息综合检测装置和GNSS定位模块记录的数据信息，分别在距离待救援机车第一设定值处(如2000)米播放降速提示音，在距离待救援机车第二设定值处(如300米)播放“一度停车”提示音，在距离待救援机车第三设定值处(如10米)播放“一度停车”提示音，所有语音提示(包括提示内容、时间、速度、公里标等)都同时上传至服务器进行记录。在实际工作中，语音提示的距离、语音提示内容和限速值等具体信息不限于以上表述的内容，均可根据实际情况进行调整。

优选的，所述步骤S1中的救援命令包含信息还有：救援方向、待救援机车行驶方向、待救援机车长度、待救援机车头部/尾部公里标、待救援机车头部/尾部救援距离2km公里标、待救援机车头部/尾部救援距离300m公里标、待救援机车头部/尾部救援距离10m公里标以及救援机车车次。

优选的，所述步骤S2中救援机车启动后，防控主机语音播放提示音。

优选的，所述步骤S3之后还包括步骤S4，所述步骤S4具体包括：救援机车钩挂上待救援机车后，防控主机的人机操作界面显示具体的救援操作示意。

本发明的有效效果在于：本发明的铁路机车救援的安全防控系统可实现救援机车的精确定位、语音提醒、实现机车救援过程中调车作业防护、救援作业防碰撞功能，提高作业人员和机车的安全防护，避免发生人员伤亡重大事件、机车损坏等重大经济损失。

附图说明

图1为本发明铁路机车救援的安全防控系统的主要组成框图；

图2为采用本发明铁路机车救援的安全防控系统进行救援时的救援命令下发确认流程图；

图3为本发明铁路机车救援的安全防控系统中车载设备的主要工作示意图。

具体实施方式

以下提供本发明的优选实施例，以助于进一步理解本发明。本领域技术人员应了解到,本发明实施例的说明仅是示例性的，并不是为了限制本发明的方案。

参见示意图1，本实施例中的铁路机车救援的安全防控系统，用于防止救援机车与待救援机车之间发生相撞，包括服务器、Web端和车载设备(由防控主机和人机操作界面组成)。服务器部署在段部机房，负责数据的存储以及与所述Web端和车载设备之间的数据通讯。Web端展示于调度站，实现救援命令输入、下发和救援过程监控的功能；在其他实施例中可根据需要设置在其它地方。Web端与服务器之间通过以太网连接，服务器和车载设备之间通过4G网络连接。车载设备包括防控主机和人机操作界面，防控主机主要用于计算救援机车和待救援机车之间的实时距离和播报救援命令，人机操作界面主要用于作业人员登录系统、显示救援命令、作业人员执行或确定部分救援指令。其中语音电路由音频采集电路、音量控制电路、扬声器及麦克风组成；防控主机主要包括语音电路、4G无线通信模块、TAX箱数据接收模块和GNSS定位模块。机车安全信息综合检测装置(可简称为TAX箱)可实时获取列车运行监控记录装置采集的时间、公里标、速度、车号和车次等重要列车运行信息，并定时广播发送给作业人员。防控主机通过4G无线通信模块实现与服务器之间的通信连接，本实施例中的4G无线通信模块使用中兴公司的4G模块ME3630，支持国内当前所有制式，性能稳定可靠；在其他实施例中也可以根据具体需要采用其他可市购的无线通信模块。

本实施例中的防控系统通过Web端、服务器、卫星定位技术，记录救援机车的运行轨迹和精确位置情况，并根据4G无线通信模块、GNSS定位模块数据、TAX箱的公里标数据完成救援机车与待救援故障车之间距离的实时自动计算。在接近救援地点时对救援机车的司乘人员发出语音预警，进行速度防控，减少现有技术中完全依靠人工计算和控制救援机车与被救援机车之间的距离和速度所存在的撞车隐患，实现区间救援防碰撞；确保救援过程安全、高效、可控，运输畅通，实现机车救援的全流程闭环管理，使机车救援模式从人控模式到“人工+机控”模式的转变。

参见示意图2和图3，以下简要介绍采用本实施例中铁路机车救援的安全防控系统进行救援的大致工作流程，其中包含本实施例中安全防控系统的控制方法的具体步骤：

1.故障车辆(也即待救援机车)的乘务员向列车调度员(或车站值班员)报告当前故障车辆的公里标、车次、上行\下行方向、车长等信息；

2.列车调度员根据上报的公里标以及故障车辆的车长等信息，计算出故障车辆的车头和车尾公里标，同时通知救援相关的盯控人员注意故障事件以及需要进行紧急救援；

3.救援相关盯控人员通知待乘的救援机车乘务员准备进行救援，救援机车出库；

4.救援机车按照操作要求前往指定的救援区间，然后开始以下步骤的各项工作：

S1、救援机车按照操作要求到达指定的救援区间两端站，防控主机接收120应急指挥中心下发的救援命令，救援机车司乘人员确认后回传至服务器进行救援命令备份，救援命令主要包含以下信息：

a)救援方向：正进返回/反进正回；

b)待救援机车公里标；

c)待救援机车行驶方向：上行/下行；

d)待救援机车长度：(m)；

e)待救援机车头部/尾部公里标；

f)待救援机车头部/尾部救援距离2km公里标；

g)待救援机车头部/尾部救援距离300m公里标；

h)待救援机车头部/尾部救援距离10m公里标；

i)救援机车车次；

S2、救援机车乘务员启动救援机车，车载设备的防控主机和人机操作界面接收和播放调度命令。

参见示意图2，采用本防控系统时，120应急指挥中心值守台下发的救援命令需要进行多次确认和核对。救援命令信息核对无误后发送至车载设备，救援机车司乘人员确认后，防控主机再将救援信息发送至服务器进行备份。救援机车司乘人员启动救援机车，防控主机多次播报救援信息语音提示及操作提示，以提醒司乘人员执行正确的操作。

S3、救援机车接近待救援机车的行进过程中，防控主机实时计算救援机车和待救援机车之间的距离，并分别在距离待救援机车2000米处播放降速提示音，提示降速为20km/h，在距离待救援机车300米处播放“一度停车”提示音，在距离待救援机车10米处播放“一度停车”提示音，所有的语音提示(包括，提示内容、时间、速度、公里标等)都会上传至服务器进行记录。

参见示意图3，在其他实施例中，可以根据救援机车的速度和型号以及救援机车与待救援机车之间的初始距离来设定几次语音播报时的指定位置。比如在距离待救援机车500米或50米处播放“一度停车”提示音或在距离3km处播放减速提示音。

其中，步骤S3中救援机车与待救援机车之间的距离实时计算具体包括如下步骤：

A1、防控主机根据步骤S1中救援命令中的待救援机车的公里标和救援机车到达指定救援区间两端站的公里标，计算出救援机车与待救援机车之间的初始距离；

A2、防控主机的机车安全信息综合检测装置实时记录救援机车的运行速度和公里标，防控主机的GNSS定位模块实时记录救援机车的具体位置；

A3、防控主机根据实时获取的救援机车的运行速度、公里标和具体位置信息，以及步骤A1中的救援机车与待救援机车之间初始距离，实时计算出救援机车与待救援机车之间的距离。

5.救援机车挂上故障车后，救援机车的司乘人员按照救援命令，完成剩余操作。由于后续操作与防控主机无关，防控主机可退出此次作业监控，注销本次救援事件。

在上述实施例的基础上，在更优选的实施例中，步骤S3之后还包括步骤S4，步骤S4具体包括：救援机车钩挂上待救援机车后，防控主机的人机操作界面显示具体的救援操作示意。

通过上述介绍可知，采用本实施例中的铁路机车救援的安全防控系统，能对整个机车救援工作起到一个实时防控的作用，在救援机车启动后可进行语音播报提醒，在救援机车行进过程中可进行实时定位和距离计算，并在与待救援机车之间达到预定距离时进行降速或停车的语音提示，这样可大大减少完全依靠人工对救援机车进行控制所存在的安全隐患，使得整个救援工作多了一重安全保障，进一步提高了机车救援过程中的安全性和可控性，避免发生人员伤亡重大事件、机车损坏等重大经济损失。

最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明，所述领域的普通技术人员应当理解：本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或等同替换，但以上变更、修改或等同替换，均在本申请的待授权或待批准之权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铁路机车救援的安全防控系统，用于防止救援机车与待救援机车之间发生相撞，其特征在于，包括服务器、Web端和车载设备，所述Web端实现救援命令输入、下发和救援过程监控的功能，所述车载设备包括防控主机和人机操作界面，所述防控主机实现救援机车的精确定位、语音提醒、救援作业防碰撞的功能，所述服务器负责数据的存储以及与所述Web端和所述车载设备之间的数据通讯。

2.根据权利要求1所述的铁路机车救援的安全防控系统，其特征在于，所述防控主机包括语音电路和4G无线通信模块，所述语音电路包括音量控制电路和扬声器，所述防控主机通过所述4G无线通信模块实现与所述服务器之间的通信连接。

3.根据权利要求2所述的铁路机车救援的安全防控系统，其特征在于，所述Web端与所述服务器之间通过以太网连接，所述服务器和所述车载设备之间通过4G网络连接。

4.根据权利要求3所述的铁路机车救援的安全防控系统，其特征在于，所述防控主机还包括GNSS定位模块。

5.根据权利要求4所述的铁路机车救援的安全防控系统，其特征在于，所述防控主机还包括机车安全信息综合检测装置。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的铁路机车救援的安全防控系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、救援机车到达指定的救援区间两端站，车载设备接收救援命令，救援机车司乘人员确认救援命令后回传至服务器进行备份，救援命令中包含待救援机车的公里标信息；

S2、启动救援机车；

S3、救援机车接近待救援机车的行进过程中，防控主机实时计算救援机车和待救援机车之间的距离，并在设定的距离处播放降速或停车的语音提示。

7.根据权利要求6所述的铁路机车救援的安全防控系统的控制方法，其特征在于，所述步骤S3中救援机车与待救援机车之间的距离实时计算具体包括如下步骤：

A1、防控主机根据所述步骤S1中救援命令中的待救援机车的公里标和救援机车到达指定救援区间两端站的公里标，计算出救援机车与待救援机车之间的初始距离；

A2、防控主机的机车安全信息综合检测装置实时记录救援机车的运行速度和公里标，防控主机的GNSS定位模块实时记录救援机车的具体位置；

A3、防控主机根据实时获取的救援机车的运行速度、公里标和具体位置信息，以及所述步骤A1中的救援机车与待救援机车之间初始距离，实时计算出救援机车与待救援机车之间的距离。

8.根据权利要求6所述的铁路机车救援的安全防控系统的控制方法，其特征在于，所述步骤S3中语音播报的操作具体包括：防控主机根据实时获取的机车安全信息综合检测装置和GNSS定位模块记录的数据信息，分别在距离待救援机车第一设定值处播放“降速”提示音，在距离待救援机车第二设定值处播放“一度停车”提示音，在距离待救援机车第三设定值处播放“一度停车”提示音，所有语音提示信息同时上传至服务器进行记录。

9.根据权利要求6所述的铁路机车救援的安全防控系统的控制方法，其特征在于，所述步骤S1中的救援命令包含信息还有：救援方向、待救援机车行驶方向、待救援机车长度、待救援机车头部/尾部公里标、待救援机车头部/尾部救援距离2km公里标、待救援机车头部/尾部救援距离300m公里标、待救援机车头部/尾部救援距离10m公里标以及救援机车车次。

10.根据权利要求9所述的铁路机车救援的安全防控系统的控制方法，其特征在于，所述步骤S2中救援机车启动后，防控主机语音播放提示音。