CN111469890A - 一种铁路施工作业安全防护预警系统 - Google Patents

Abstract

一种铁路施工作业安全防护预警系统，包括便携式振动信号采集器、便携式基站和撤离告警器，撤离告警器具有相同的多套；撤离告警器分为便携式声讯报警器及发光背心，便携式声讯报警器安装在施工人员的皮带、肩臂等衣服上任一一处位置，发光背心穿在施工人员的身上；便携式振动信号采集器吸附到钢轨的侧面；便携式基站安装在施工区域附近；所述便携式振动信号采集器、便携式基站和撤离告警器通过无线信号实现信息交互。本发明重量轻、体积小、携带方便、安装迅速、安装后系统可快速组网使用。有火列车接近时，施工人员身上携带的撤离告警器能起到预警撤离的作用。本发明省去人工防护不必要的人工费用支出及人为因素造成的影响。

Description

一种铁路施工作业安全防护预警系统

技术领域

本发明涉及铁路施工使用的安全设备技术领域，特别是一种铁路施工作业安全防护预警系统。

背景技术

随着铁路新线的大规模建设及既有铁路运输密度的不断增加，铁路建设、电务及工务等人员需要对铁路线路相关的设备进行施工及检修维护，在施工、运输任务繁重的情况下，施工及检修维护过程中常常会有列车在线路上运行，在列车到达前，人员及机具等设备均应及时撤离至安全地带，保证施工及检修维护人员及运行列车的安全。

现有技术中，一般是通过设置驻站联络员、施工防护员等人工防护措施，通知施工人员车辆即将到达的信息，该防护措施不但会造成施工方不必要的人工费用支出，且受到人员经验以及是否具有责任心诸多条件限制，不能保证预警的有效性。基于上述，在信息化和自动化高度发达的当今，提供一种铁路施工作业安全防护预警系统，能及时、准确的对列车进入施工区域进行预警，对提高铁路施工作业效率及确保施工安全意义重大。

发明内容

为了克服现有铁路施工中，对于安全的预警因采用人为方式存在的会导致施工方不必要的费用支出，不能保证预警有效性的弊端，本发明提供了重量轻、体积小、携带方便、安装迅速、安装后系统可快速组网，应用中在相关设备共同作用下，可实时采集铁路线路上是否有列车驶来，当检测到有列车驶来时，施工人员身上携带的撤离告警器便携式声讯报警器会发出报警声音且伴随有振动提示，施工人员身上穿的撤离告警器发光背心会同时发光，起到声光预警撤离的作用，施工人员可及时撤离现场，减少了施工人员出现意外的几率，并保证了列车安全运行的一种铁路施工作业安全防护预警系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种铁路施工作业安全防护预警系统，其特征在于包括便携式振动信号采集器、便携式基站和撤离告警器，撤离告警器具有相同的多套；所述撤离告警器分为便携式声讯报警器及发光背心，便携式声讯报警器安装在施工人员的皮带、肩臂等衣服上任一一处位置，发光背心穿在施工人员的身上；便携式振动信号采集器通过其元件盒外侧安装在的永久磁铁磁性吸附到钢轨的侧面；所述便携式基站安装在施工区域附近；所述便携式振动信号采集器、便携式基站和撤离告警器通过无线信号实现信息交互。

进一步地，所述便携式振动信号采集器包括低功耗微处理模块、信号调理及AD采样模块、振动信号传感器、天线、射频前端模块、数据存储器、看门狗自动复位模块、电池、电池欠压提示模块和工作LED指示灯，所有部件安装在元件盒内电路板上，电池两极和低功耗微处理模块的电源输入两端分别经导线连接，射频前端模块的信号输出端和天线经导线连接，振动信号传感器的信号输出端和信号调理及AD采样模块的信号输入端经导线连接，信号调理及AD采样模块、看门狗自动复位模块的信号输出端和低功耗微处理模块第一及第二路信号输入端经导线分别连接，数据储存器信号输入输出端和低功耗微处理模块信号输入输出端经导线连接，低功耗微处理模块的三路信号输出端分别和电池欠压提示模块、工作LED指示灯、射频前端模块三路信号输入端经导线连接。

进一步地，所述便携式基站包括微处理模块、数据存储器、电池欠压提示模块、工作LED指示灯、时钟辅助模块、外置天线、射频前端模块、看门狗自动复位模块和电池，所有部件安装在元件盒A内电路板上，电池两极和微处理模块的电源输入两端分别经导线连接，射频前端模块信号输出端和天线经导线连接，时钟辅助模块、看门狗自动复位模块的信号输出端和低功耗微处理模块第一及第二路信号输入端经导线分别连接，数据储存器、射频前端模块信号输入输出端和低功耗微处理模块的两路信号输入输出端经导线分别连接，低功耗微处理模块的两路信号输出端分别和电池欠压提示模块、工作LED指示灯两路信号输入端经导线连接。

进一步地，所述撤离告警器的便携式声讯报警器及发光背心包括低功耗微处理器和高亮度发光LED、电池欠压提示模块、按键、高增益天线、射频前端模块、工作LED指示灯、电池，便携式声讯报警器还具有震动电机、蜂鸣器，便携式声讯报警器及发光背心分别安装在两个外壳内；便携式声讯报警和发光背心中，电池和微处理模的电源输入两端分别经导线连接，射频前端模块信号输入端和天线经导线连接，按键、射频前端模块的信号输出端和低功耗微处理模块第一及第二路路号输入端经导线分别连接；便携式声讯报警中，低功耗微处理模块的三路信号输出端分别和电池欠压提示模块，工作LED指示灯，震动电机、蜂鸣器、高亮度发光LED三路信号输入端经导线连接，发光背心中，低功耗微处理模块的三路信号输出端分别和电池欠压提示模块，工作LED指示灯、高亮度发光LED三路信号输入端经导线连接。

本发明有益效果是：本发明重量轻、体积小、携带方便、安装迅速、安装后系统可快速组网使用。便携式振动信号采集器能实时监测列车驶入施工区域的振动信号，并将采集到的振动信号经无线发送出去，便携式基站实时接收到便携式振动信号采集器发射的信号后，能同时为安装在若干施工工人身上的撤离告警器的便携式声讯报警器或发光背心发送列车即将进入施工区域的信号，撤离告警器通过接收基站下发的撤离指令，施工人员身上携带的便携式声讯报警器会发出报警声音且伴随有振动提示，施工人员身上穿的发光背心会发光，起到预警撤离的作用。本发明省去人工防护不必要的人工费用支出及人为因素造成的影响。基于上述，本发明具有好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和实施例将本发明做进一步说明。

图1为本发明系统架构图。

图2为本发明便携式振动信号采集器电路原理图。

图3为本发明便携式基站电路原理图。

图4为本发明撤离告警器电路原理图。

具体实施方式

图1中所示，一种铁路施工作业安全防护预警系统，包括便携式振动信号采集器、便携式基站和撤离告警器，撤离告警器具有相同的多套；所述撤离告警器分为便携式声讯报警器及发光背心（隧道内告警用），便携式声讯报警器安装在施工人员的皮带、肩臂等衣服上任一一处位置，发光背心穿在施工人员的身上；便携式振动信号采集器通过其元件盒外侧安装在的永久磁铁磁性吸附到钢轨的侧面；所述便携式基站安装在施工区域附近；所述便携式振动信号采集器、便携式基站和撤离告警器通过无线信号实现信息交互。

图2中所示，便携式振动信号采集器包括低功耗微处理模块、信号调理及AD采样模块、振动信号传感器、天线、射频前端模块、数据存储器、看门狗自动复位模块、电池、电池欠压提示模块和工作LED指示灯，所有部件安装在元件盒内电路板上，电池两极和低功耗微处理模块的电源输入两端分别经导线连接，射频前端模块的信号输出端和天线经导线连接，振动信号传感器的信号输出端和信号调理及AD采样模块的信号输入端经导线连接，信号调理及AD采样模块、看门狗自动复位模块的信号输出端和低功耗微处理模块第一及第二路信号输入端经导线分别连接，数据储存器信号输入输出端和低功耗微处理模块信号输入输出端经导线连接，低功耗微处理模块的三路信号输出端分别和电池欠压提示模块、工作LED指示灯、射频前端模块三路信号输入端经导线连接。

图3中所示，便携式基站包括微处理模块、数据存储器、电池欠压提示模块、工作LED指示灯、时钟辅助模块、外置天线、射频前端模块、看门狗自动复位模块和电池，所有部件安装在元件盒A内电路板上，电池两极和微处理模块的电源输入两端分别经导线连接，射频前端模块信号输出端和天线经导线连接，时钟辅助模块、看门狗自动复位模块的信号输出端和低功耗微处理模块第一及第二路信号输入端经导线分别连接，数据储存器、射频前端模块信号输入输出端和低功耗微处理模块的两路信号输入输出端经导线分别连接，低功耗微处理模块的两路信号输出端分别和电池欠压提示模块、工作LED指示灯两路信号输入端经导线连接。

图4中所示，撤离告警器的便携式声讯报警器及发光背心包括低功耗微处理器和高亮度发光LED、电池欠压提示模块、按键、高增益天线、射频前端模块、工作LED指示灯、电池，便携式声讯报警器还具有震动电机、蜂鸣器，便携式声讯报警器及发光背心分别安装在两个外壳内；便携式声讯报警和发光背心中，电池和微处理模的电源输入两端分别经导线连接，射频前端模块信号输入端和天线经导线连接，按键、射频前端模块的信号输出端和低功耗微处理模块第一及第二路路号输入端经导线分别连接；便携式声讯报警中，低功耗微处理模块的三路信号输出端分别和电池欠压提示模块，工作LED指示灯，震动电机、蜂鸣器、高亮度发光LED三路信号输入端经导线连接，发光背心中，低功耗微处理模块的三路信号输出端分别和电池欠压提示模块，工作LED指示灯、高亮度发光LED三路信号输入端经导线连接。

图1、2中所示，便携式振动信号采集器工作时，电池输出的电源进入低功耗微处理模块电源输入端后，低功耗微处理模块处于得电工作状态。振动信号传感器实时采集铁轨的振动信号，并经信号调理及AD采样模块处理后，将信号输入至低功耗微处理器信号输入端，列车接近的距离越近信号电压越高、反之越低；采集的数据实时存储到数据存储器；当列车接近施工处的距离一定时，也就是输入至微处理器的信号电压超过其内部设定的阈值时，微处理器会控制射频前端模块通过天线向便携式基站发送无线信号指令；本发明中，当低功耗微处理器开始工作时，工作LED指示灯会一直闪烁，当电池电量低于设定电压值时，电池欠压指示模块会通过蜂鸣器发声给出更换电池的提示。当低功耗微处理器死机时，通过看门狗自动复位模块进行复位操作。

图1、3中所示，便携式基站工作时，电池输出的电源进入微处理器后，微处理器处于得电工作状态。微处理通过外置天线和射频前端模块实时接收便携式振动信号采集器射频前端模块发送的无线指令，并存储到数据存储器，同时，微处理器将信号处理后，通过外置天线、射频前端模块向撤离告警器发送撤离无线指令信号；当微处理开始工作时，工作LED指示灯会一直闪烁，当电池电量低于设定电压值时，电池欠压指示模块会通过蜂鸣器发声给出更换电池的提示；当微处理死机时，通过看门狗自动复位模块进行复位操作；时钟辅助模块为采集的指令提供时标信号。

图1、4中所示，撤离告警器工作时电池输出的电源进入低功耗微处理器后，低功耗微处理器处于得电工作状态。低功耗微处理器通过高增益天线和射频前端模块实时接收便携式基站的射频前端模块发送的撤离无线指令信号；当收到撤离指令时，撤离告警器的便携式声讯报警器中，低功耗微处理器会驱动震动电机、蜂鸣器和高亮度发光LED2发出声音、振动、发光的撤离提示，为了节约电池的电量，当收到撤离指令开始有序撤离时，操作人员可通过按键关闭撤离提示；当收到撤离指令时，撤离告警器的发光背心中，

低功耗微处理器会驱动高亮度发光LED2发出闪光的撤离提示，为了节约电池的电量，当收到撤离指令开始有序撤离时，操作人员可通过按键关闭撤离提示。当低功耗微处理器开始工作时，工作LED指示灯会一直闪烁，当电池电量低于设定电压值时，电池欠压指示会通过蜂鸣器发声给出更换电池的提示。

图1、2、3、4中所示，本发明重量轻、体积小、携带方便、安装迅速、安装后系统可快速组网使用。便携式振动信号采集器能实时监测列车驶入施工区域的振动信号，并将采集到的振动信号经无线发送出去，便携式基站实时接收到便携式振动信号采集器发射的信号后，能同时为安装在若干施工工人身上的撤离告警器的便携式声讯报警器或发光背心发送列车即将进入施工区域的信号，撤离告警器通过接收基站下发的撤离指令，施工人员身上携带的便携式声讯报警器会发出报警声音且伴随有振动提示，施工人员身上穿的发光背心会发光，起到预警撤离的作用。本发明省去人工防护不必要的人工费用支出及人为因素造成的影响。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种铁路施工作业安全防护预警系统，其特征在于包括便携式振动信号采集器、便携式基站和撤离告警器，撤离告警器具有相同的多套；所述撤离告警器分为便携式声讯报警器及发光背心，便携式声讯报警器安装在施工人员的皮带、肩臂等衣服上任一一处位置，发光背心穿在施工人员的身上；便携式振动信号采集器通过其元件盒外侧安装在的永久磁铁磁性吸附到钢轨的侧面；所述便携式基站安装在施工区域附近；所述便携式振动信号采集器、便携式基站和撤离告警器通过无线信号实现信息交互。

2.根据权利要求1所述的一种铁路施工作业安全防护预警系统，其特征在于，便携式振动信号采集器包括低功耗微处理模块、信号调理及AD采样模块、振动信号传感器、天线、射频前端模块、数据存储器、看门狗自动复位模块、电池、电池欠压提示模块和工作LED指示灯，所有部件安装在元件盒内电路板上，电池两极和低功耗微处理模块的电源输入两端分别经导线连接，射频前端模块的信号输出端和天线经导线连接，振动信号传感器的信号输出端和信号调理及AD采样模块的信号输入端经导线连接，信号调理及AD采样模块、看门狗自动复位模块的信号输出端和低功耗微处理模块第一及第二路信号输入端经导线分别连接，数据储存器信号输入输出端和低功耗微处理模块信号输入输出端经导线连接，低功耗微处理模块的三路信号输出端分别和电池欠压提示模块、工作LED指示灯、射频前端模块三路信号输入端经导线连接。

3.根据权利要求1所述的一种铁路施工作业安全防护预警系统，其特征在于，便携式基站包括微处理模块、数据存储器、电池欠压提示模块、工作LED指示灯、时钟辅助模块、外置天线、射频前端模块、看门狗自动复位模块和电池，所有部件安装在元件盒A内电路板上，电池两极和微处理模块的电源输入两端分别经导线连接，射频前端模块信号输出端和天线经导线连接，时钟辅助模块、看门狗自动复位模块的信号输出端和低功耗微处理模块第一及第二路信号输入端经导线分别连接，数据储存器、射频前端模块信号输入输出端和低功耗微处理模块的两路信号输入输出端经导线分别连接，低功耗微处理模块的两路信号输出端分别和电池欠压提示模块、工作LED指示灯两路信号输入端经导线连接。

4.根据权利要求1所述的一种铁路施工作业安全防护预警系统，其特征在于，撤离告警器的便携式声讯报警器及发光背心包括低功耗微处理器和高亮度发光LED、电池欠压提示模块、按键、高增益天线、射频前端模块、工作LED指示灯、电池，便携式声讯报警器还具有震动电机、蜂鸣器，便携式声讯报警器及发光背心分别安装在两个外壳内；便携式声讯报警和发光背心中，电池和微处理模的电源输入两端分别经导线连接，射频前端模块信号输入端和天线经导线连接，按键、射频前端模块的信号输出端和低功耗微处理模块第一及第二路路号输入端经导线分别连接；便携式声讯报警中，低功耗微处理模块的三路信号输出端分别和电池欠压提示模块，工作LED指示灯，震动电机、蜂鸣器、高亮度发光LED三路信号输入端经导线连接，发光背心中，低功耗微处理模块的三路信号输出端分别和电池欠压提示模块，工作LED指示灯、高亮度发光LED三路信号输入端经导线连接。

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