CN114162177B - 铁路区间作业防护用预警手环 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了铁路区间作业防护用预警手环,涉及铁路施工预警技术领域,解决了通过列车的速度对列车的到达时间进行预估,但是此种预估方式并不准确的技术问题;通过节点拟定端预先对施工区域的铁路路线进行节点拟定,通过节点信息采集端对铁路系统内部的信息进行采集,对多处节点的速度数据依次采集,对所采集的速度数据进行处理,得到对应的最快加速度数值,再对最快加速度数值以及最慢速度值进行预估测算,得出对应的最快到达时间值以及最慢到达时间值,对预估测算得到的时间值与决策服务端内部阈值进行比对,对施工人员进行及时预警,通过预警手环将信号发出,警示施工人员,使施工人员提前撤离施工区域,确保施工人员的施工安全。
Description
技术领域
本发明属于铁路施工预警技术领域,具体是铁路区间作业防护用预警手环。
背景技术
铁路是供火车等交通工具行驶的轨道线路,轨道线路在长期经过碾压后,容易出现线路损坏,线路损坏后,便需外部施工人员设定施工区域,对轨道线路进行维修。
在进行维修处理过程中,又不可阻止列车的运行工作,故需一种外部的告警设备对施工人员进行告警处理,在列车到达之间及时警示施工人员,使施工人员远离施工区域,一种采用预警手环进行告警工作,预警手环对外部预警信号进行接收,但此种预警信号由铁路系统发出,通过列车的速度对列车的到达时间进行预估,但是此种预估方式并不准确,时间差距较大,同时施工安全系数低。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一;为此,本发明提出了铁路区间作业防护用预警手环,用于解决通过列车的速度对列车的到达时间进行预估,但是此种预估方式并不准确的技术问题。
为实现上述目的,根据本发明的第一方面的实施例提出铁路区间作业防护用预警手环,包括防护系统和预警手环,防护系统用于对列车的到达时间进行预估计算判定,向预警手环内发送预警信号,预警手环用于对预警信号进行接收,发出预警警报进行预警处理,警示施工人员;
防护系统包括节点拟定端、处理终端、决策服务端以及节点信息采集端;
节点拟定端,用于对铁路路线节点进行拟定并生成对应的节点路线图,将节点路线图输送至处理终端内;
信息采集端,与外部的铁路系统无线连接,节点信息采集端对列车数据进行采集,并将所采集的列车数据发送至处理终端内;
处理终端,将节点路线图与列车进行相匹配,对节点信息采集端所采集的列车数据进行处理,计算出列车的最快加速度值,并通过所计算的最快加速度值进行时间预估得到最快到达时间值,同时对列车的最慢速度进行计算处理,通过最慢速度得到最慢到达时间值,并将所计算得到的时间值输送至决策服务端内;
决策服务端,对最快到达时间值与最慢到达时间值进行接收并处理,通过处理结果,发出预警信号。
优选的,铁路路线节点包括N处节点,N≥7,且N为正整数,第一处节点与第二处节点为固定节点,节点区间距离为1.5km,第二处节点到第三处节点设定为防护系统计算区域节点段,节点区间距离拟定为X,剩余N-3处节点之间距离相等,其中N-3节点之间距离为Y。
优选的,所述列车数据包括移动列车编号信息、列车移动速度、位置信息以及时间信息,列车移动速度为到达节点处的速度数据。
优选的,处理终端对节点信息采集端所采集的列车数据进行处理的步骤如下:
S1、对N-3处节点移动速度数据进行提取并标记为VN-3,对VN-3内部的最高速度值以及最低速度值进行提取,并标记为Vmax和Vmin,速度单位为m/s;
S2、将最高速度值Vmax的节点进行提取,并标记为k,其中k∈N-3,对上一处节点速度值进行提取,并标记为Vk+1,将到达最高速度值Vmax的节点时间信息进行提取,标记为Tmax,将到达上一处节点的节点信息进行提取,并标记为Tk+1,列车行驶方向为从K+1节点向最高速度值Vmax的节点进行移动,采用得到此节点区间加速度Vj;
S4、将计算所得的Sz以及Sm输送至决策服务端内。
优选的,所述决策服务端内部设置有阈值模块,阈值模块内部设置有阈值X。
优选的,决策服务端对最快到达时间与最慢到达时间进行接收并处理的步骤如下:
步骤一、最快到达时间值Sz≥X时,决策服务端将移动列车编号信息以及预估列车最快到达时间值Sz和预估最慢到达时间Sm进行捆绑,向预先绑定好的预警手环内发送;
步骤二、最快到达时间值Sz≤X时,决策服务端直接生成预警信号,并同时将移动列车编号信息以及预估列车最快到达时间值Sz和预估最慢到达时间Sm进行捆绑,向预先绑定好的预警手环内发送。
优选的,所述预警手环内部设置有传声声呐和控制器,控制器接收到预警信号,对传声声呐进行控制发出预警警报。
优选的,防护系统计算区域节点段不参与数据计算。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:通过节点拟定端预先对施工区域的铁路路线进行节点拟定,再通过节点信息采集端对铁路系统内部的信息进行采集,对多处节点的速度数据依次采集,并对所采集的速度数据进行处理,得到对应的最快加速度数值,再通过对最快加速度数值以及最慢速度值进行预估测算,从而得出对应的最快到达时间值以及最慢到达时间值,再对预估测算得到的时间值与决策服务端内部阈值进行比对,通过比对结果,对施工人员进行及时预警,通过预警手环将信号发出,警示施工人员,使施工人员提前撤离施工区域,确保施工人员的施工安全,对列车最快加速度进行测算,可对最快的到达时间进行测算,最快到达时间便是最佳安全撤离时间,对施工人员的撤离时间进行最大限度的扩大,保证施工人员的施工安全;
对节点进行处理,同时也设置了一段防护系统计算区域节点,供列车的速度不确定因素进行缓冲,此处节点路段不进行计算,为施工人员提供更多的撤离时间,同时也为整个防护系统进行数据测算时,提供时间,从而再次提升施工人员的安全保障撤离时间。
附图说明
图1为本发明原理框图;
图2为本发明预警手环立体示意图;
附图标记:1、环体;2、显示屏;3、传声声呐;4、束紧带。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1,本申请提供了铁路区间作业防护用预警手环,包括防护系统和预警手环,防护系统输出端宇预警手环输入端电性连接;
防护系统包括节点拟定端、处理终端、决策服务端以及节点信息采集端,所述节点拟定端输出端与处理终端输入端电性连接,所述处理终端与节点信息采集端之间双向连接,所述处理终端输出端与决策服务端输入端电性连接,所述决策服务端输出端与预警手环输入端电性连接;
节点拟定端,用于对铁路路线节点进行拟定,其中节点包括N处节点,N≥7,节点数值N由操作人员拟定,且N为正整数,第一处节点与第二处节点为固定节点,节点区间距离为1.5km,第二处节点到第三处节点为防护系统计算区域节点,节点区间距离拟定为X,其中1km≤X≤1.5km,剩余N-3处节点之间距离相等,N-3处节点则是剔除前三处节点,其中N-3节点之间距离为Y,其中Y≤1km,节点排列初始点便是施工区域,依次向列车到来的方向进行节点排列;
节点信息采集端,其中节点信息采集端与外部的铁路系统无线连接,节点信息采集端对移动列车编号信息、列车移动速度、位置信息以及时间信息进行采集,其中所采集的列车移动速度为到达节点处的速度数据,所提取的速度数据为N-2处节点移动速度数据,N-2处节点便是剔除第一处节点与第二处节点,对第三处节点移动速度数据开始进行测算;
将所设定的N处节点设定完毕后,节点拟定端生成对应的节点路线,并将所生成的节点路线传输至处理终端内,处理终端根据节点路线与列车的位置信息进行相匹配,列车的位置信息处于变动状态,通过节点信息采集端从外部的铁路系统内部进行提取,从而对列车进行定位,根据定位信息对列车的行驶速度有效提取,所提取的行驶速度为列车车头到达指定节点处的速度信息;
处理终端,用于对节点信息采集端所采集的移动列车编号信息、列车移动速度以及位置信息进行处理,对列车的最快加速度值进行计算,并通过所计算的最快加速度值进行时间预估,并对列车的最慢速度进行计算处理,通过最慢速度得到最慢到达时间,并将所计算得到的预估时间值输送至决策服务端内,其中处理步骤如下:
S1、对N-3处节点移动速度数据进行提取并标记为VN-3,对VN-3内部的最高速度值以及最低速度值进行提取,并标记为Vmax和Vmin,速度单位为m/s;
S2、将最高速度值Vmax的节点进行提取,并标记为k,其中k∈N-3,对上一处节点速度值进行提取,并标记为Vk+1,将到达最高速度值Vmax的节点时间信息进行提取,标记为Tmax,将到达上一处节点的节点信息进行提取,并标记为Tk+1,列车行驶方向为从K+1节点向最高速度值Vmax的节点进行移动,采用得到此节点区间加速度Vj,因节点区间距离小于1km,列车速度最低为10km/h,故列车经过节点区间时,所耗损的时间单位为分钟,(Tk+1-Tmax)×60则是将所耗损的时间换算为秒,得到的节点区间加速度Vj时间单位为m/s;
S4、将计算所得的Sz以及Sm输送至决策服务端内。
决策服务端用于对移动列车编号信息以及预估列车最快到达时间值Sz和预估最慢到达时间Sm进行处理,其中决策服务端内部设置有阈值模块,阈值模块内部设置有阈值X,X为时间值,由操作人员进行拟定,当到达时间值Sz≥X时,决策服务端将移动列车编号信息以及预估列车最快到达时间值Sz和预估最慢到达时间Sm进行捆绑,向预先绑定好的预警手环内发送,操作人员通过对预警手环观察,对列车到达时间达到清晰的了解,及时撤离施工路段;
当到达时间值Sz≤X时,决策服务端直接生成预警信号,并同时将移动列车编号信息以及预估列车最快到达时间值Sz和预估最慢到达时间Sm进行捆绑,向预先绑定好的预警手环内发送,预警手环接收到预警信号直接开始预警,通过内部的传声声呐3发出警报,操作人员接听到警报声,便立即撤离施工路段,避免出现交通事故;
将第二处节点到第三处节点设定为防护系统计算区域节点,此处节点路段供列车的速度不确定因素进行缓冲,此处节点路段不进行计算,为施工人员提供更多的撤离时间,同时也为整个防护系统进行数据测算时,提供时间;
请参阅图2,预警手环佩戴于操作人员手部区域,包括环体1,环体1两侧均设置有束紧带4,且环体1内部中间处设置有显示屏2,环体1外端两侧均设置有传声声呐3,环体1内部同时设置有控制器,其中预警手环与防护系统之间无线连接,预警手环内设置有对应的手机卡,具备无线数据传输以及接收功能,显示屏2可将预警手环内部接收的数据进行显示,传声声呐3可发出预警警报,传声声呐由控制器进行控制,控制器通过所接收的预警信号进行预警操作,启动传声声呐3,对施工人员进行告警,警示施工人员及时撤离施工区域。
上述公式中的部分数据均是去除量纲取其数值计算,公式是由采集的大量数据经过软件模拟得到最接近真实情况的一个公式;公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者通过大量数据模拟获得。
本发明的工作原理:通过节点拟定端预先对施工区域的铁路路线进行节点拟定,再通过节点信息采集端对铁路系统内部的信息进行采集,对多处节点的速度数据依次采集,并对所采集的速度数据进行处理,得到对应的最快加速度数值,再通过对最快加速度数值以及最慢速度值进行预估测算,从而得出对应的最快到达时间值以及最慢到达时间值,再对预估测算得到的时间值与决策服务端内部阈值进行比对,通过比对结果,对施工人员进行及时预警,通过预警手环将信号发出,警示施工人员,使施工人员提前撤离施工区域,确保施工人员的施工安全,对列车最快加速度进行测算,可对最快的到达时间进行测算,最快到达时间便是最佳安全撤离时间,对施工人员的撤离时间进行最大限度的扩大,保证施工人员的施工安全;
对节点进行处理,同时也设置了一段防护系统计算区域节点,供列车的速度不确定因素进行缓冲,此处节点路段不进行计算,为施工人员提供更多的撤离时间,同时也为整个防护系统进行数据测算时,提供时间,从而再次提升施工人员的安全保障撤离时间。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换,而不脱离本发明技术方法的精神和范围。
Claims (6)
1.铁路区间作业防护用预警手环,其特征在于,包括防护系统和预警手环,防护系统用于对列车的到达时间进行预估计算判定,向预警手环内发送预警信号,预警手环用于对预警信号进行接收,发出预警警报进行预警处理,警示施工人员;
防护系统包括节点拟定端、处理终端、决策服务端以及节点信息采集端;
节点拟定端,用于对铁路路线节点进行拟定并生成对应的节点路线图,将节点路线图输送至处理终端内;
信息采集端,与外部的铁路系统无线连接,节点信息采集端对列车数据进行采集,并将所采集的列车数据发送至处理终端内;
处理终端,将节点路线图与列车进行相匹配,对节点信息采集端所采集的列车数据进行处理,计算出列车的最快加速度值,并通过所计算的最快加速度值进行时间预估得到最快到达时间值,同时对列车的最慢速度进行计算处理,通过最慢速度得到最慢到达时间值,并将所计算得到的时间值输送至决策服务端内;
决策服务端,对最快到达时间值与最慢到达时间值进行接收并处理,通过处理结果,发出预警信号;
铁路路线节点包括N处节点,N≥7,且N为正整数,第一处节点与第二处节点为固定节点,节点区间距离为1.5km,第二处节点到第三处节点设定为防护系统计算区域节点段,节点区间距离拟定为X,剩余N-3处节点之间距离相等,其中N-3节点之间距离为Y;
处理终端对节点信息采集端所采集的列车数据进行处理的步骤如下:
S1、对N-3处节点移动速度数据进行提取并标记为VN-3,对VN-3内部的最高速度值以及最低速度值进行提取,并标记为Vmax和Vmin,速度单位为m/s;
S2、将最高速度值Vmax的节点进行提取,并标记为k,其中k∈N-3,对上一处节点速度值进行提取,并标记为Vk+1,将到达最高速度值Vmax的节点时间信息进行提取,标记为Tmax,将到达上一处节点的节点信息进行提取,并标记为Tk+1,列车行驶方向为从K+1节点向最高速度值Vmax的节点进行移动,采用得到此节点区间加速度Vj;
S4、将计算所得的Sz以及Sm输送至决策服务端内。
2.根据权利要求1所述的铁路区间作业防护用预警手环,其特征在于,所述列车数据包括移动列车编号信息、列车移动速度、位置信息以及时间信息,列车移动速度为到达节点处的速度数据。
3.根据权利要求1所述的铁路区间作业防护用预警手环,其特征在于,所述决策服务端内部设置有阈值模块,阈值模块内部设置有阈值X。
4.根据权利要求3所述的铁路区间作业防护用预警手环,其特征在于,决策服务端对最快到达时间与最慢到达时间进行接收并处理的步骤如下:
步骤一、最快到达时间值Sz≥X时,决策服务端将移动列车编号信息以及预估列车最快到达时间值Sz和预估最慢到达时间Sm进行捆绑,向预先绑定好的预警手环内发送;
步骤二、最快到达时间值Sz≤X时,决策服务端直接生成预警信号,并同时将移动列车编号信息以及预估列车最快到达时间值Sz和预估最慢到达时间Sm进行捆绑,向预先绑定好的预警手环内发送。
5.根据权利要求4所述的铁路区间作业防护用预警手环,其特征在于,所述预警手环内部设置有传声声呐(3)和控制器,控制器接收到预警信号,对传声声呐(3)进行控制发出预警警报。
6.根据权利要求1所述的铁路区间作业防护用预警手环,其特征在于,防护系统计算区域节点段不参与数据计算。
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