CN117354725B - 一种基于4g/5g的铁路电子围栏防护系统实现方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于4G/5G的铁路电子围栏防护系统实现方法，Web管理软件，根据设置有机车台的机车运行线路或手持终端的作业位置，自定义电子围栏，云服务器存储电子围栏数据库；机车台，手持终端定时向云服务器上报状态信息；web管理软件将状态信息，展示在用户管理终端的地图页面上，通过对上报状态信息的最后更新时间，根据图标判断机车台或手持终端的在线状态，实时的显示机车台或手持终端的位置；云服务器通过电子围栏，与机车台或手持终端的经纬度经进行对比，对没有在电子围栏规定范围内的机车台或手持终端发送报警信息，管理人员进行指挥调度和警情处理。实现了铁路电子围栏设置，增加对铁路机车运行以及施工作业人员的安全防护。
Description
技术领域
本发明涉及铁路行车安全防护领域，特别涉及一种基于4G/5G的铁路电子围栏防护系统实现方法。
背景技术
目前部分地方铁路采用了LTE专网的通信环境，而依赖于无线通信的行车指挥调度时有发生通信不畅通问题，影响了行车指挥效果，导致铁路运输效率下降。随着铁路运输业务高速、高密集化的发展，铁路通信对高质量无线覆盖、高速运行下的通信性能以及扩展性、兼容性的需求日益增高，新技术的演进与应用成为必然。铁路中因远距离瞭望视野受限，特别是在雨雪风沙等恶劣天气的情况下，如遇突发事件，极易出现误判，后果不堪设想。因此有必要增加电子围栏防护方法，形成安全生产作业的“技防+人防”保障措施，提高铁路运输装备的安全性能，进一步提升铁路生产安全管理水平，杜绝安全隐患。
发明内容
鉴于现有技术存在的问题，为了提升列车行车安全和作业人员的安全问题，本发明提供了一种基于4G/5G的铁路电子围栏防护系统实现方法，实现了通过4G/5G网络的铁路电子围栏设置，增加对铁路机车运行以及施工作业人员的安全防护。
本发明的具体技术方案是：一种基于4G/5G的铁路电子围栏防护系统实现方法，系统包括管理人员的用户管理终端、内置web管理软件的云服务器、设置在机车内的机车台、作业者的手持终端，具体步骤如下：
步骤一，所述web管理软件，根据设置有机车台的机车运行线路或携带手持终端的作业者的作业位置，自定义电子围栏，所述电子围栏限定所述机车台或手持终端的地理位置、范围、开启时间；所述云服务器存储电子围栏数据库；
步骤二，所述机车台，手持终端定时向云服务器上报状态信息；
步骤三，所述web管理软件，将云服务器收到的机车台或手持终端的状态信息，通过百度地图api展示在用户管理终端的地图页面上，通过对机车台或手持终端的上报状态信息的最后更新时间，根据图标判断机车台或手持终端的在线状态，绿色图标为在线，橘黄色图标为离线；并且使用机车台图标或手持终端的图标，实时的显示机车台或手持终端的位置；
步骤四，云服务器通过将预先设置好的电子围栏，与不断上报的机车台或手持终端的经纬度经进行对比，对没有在电子围栏规定范围内的机车台或手持终端发送报警信息，同时向web管理软件发送报警信息，web管理软件在用户管理终端的地图上显示报警状态、报警地点，管理人员根据报警状态、报警地点进行指挥调度和警情处理，处理后报警解除。
步骤二中所述机车台，手持终端定时向云服务器上报状态信息时，时间间隔为5秒；机车台上报状态信息包括线路ID及上下行、公里标、当前定位系统、运行线路名称、运行区间、卫星定位状态、车次和机车号；手持终端上报信息包括线路ID、当前定位系统、运行线路名称、所在区间、卫星定位状态、手持终端ID和所属部门。
步骤四中，所述报警解除通过以下三种方式进行解除：
一、管理人员在web管理软件中，根据机车实际运行线路或作业者的允许作业范围，通过变更机车台或手持终端的电子围栏区域，将机车台或手持终端位置合理化后，报警解除；
二、所述管理人员在web管理软件中，或机车台控制人员、手持终端携带者通过对某一个报警中的机车台或者手持终端手动确认本次报警，根据警情处理结果，报警解除；
三、设置有机车台的机车或携带手持终端的作业者回到了所述电子围栏限定的地理位置、范围，报警解除。
本发明的有益效果是：机车运行过程中，因远距离瞭望视野受限，特别是在雨雪风沙等恶劣天气的情况下，如遇突发事件，极易出现误判。本发明通过进行运行区域的划分后，定义电子围栏，可以让机车运行过程中，提高机车运行速度，减少减速等待，减速预防等问题发生几率。本发明可防止施工作业人员干扰行车，有效地提高巡检调度与运营管理效率，提升线路巡检作业的安全，同时为司机提供了更有保障的安全防护，降低了因为司机视觉疲劳带来的风险。工作人员作业时，使用手持终端，可以通过划分的工作区域，迅速定位，快速统计作业人员的数量，以及作业轨迹。本发明还能够对巡检工作进行统计和考核，自动生成统计报表，进行考核等。
附图说明
图1为本发明的系统总体结构示意图；
图2为本发明的web管理软件功能构成图；
图3为本发明的业务流程图。
具体实施方式
如图1所示，一种基于4G/5G的铁路电子围栏防护系统实现方法，系统包括用户管理终端、内置web管理软件的云服务器、设置在机车内的机车台、作业者携带的手持终端；其中，用户管理终端为计算机，web管理软件部署在云服务器上，用户管理终端与云服务器通过以太网、光纤、无线等方式网络连接，管理人员可以通过用户管理终端访问web管理软件，进行电子围栏管理以及查看数据；管理人员可以通web管理软件自定义电子围栏，管理电子围栏数据库，云服务器通过web管理软件显示报警详细信息；云服务器使用Spring Boot框架开发，并集成了Spring Data JPA简化持久层的操作，内置服务器响应软件以及基于MySQL的电子围栏数据库；机车台以及手持终端分别与云服务器通过4G/5G网络无线连接，实现其各自与云服务器的双向通信；机车台或手持终端可分别向云服务器提供位置信息，云服务器可分别向机车台或手持终端发出报警信号；手持终端是基于安卓7.0系统的工业级手台；并可根据安卓系统的更新进行相应的系统升级。
如图2所示，为本发明的web管理软件功能构成图，包括：地图显示模块、报警管理模块和电子围栏管理模块；其中地图显示模块用于显示设置有机车台的机车或携带手持终端作业者的当前位置和在线、离线信息；管理人员可以在web管理软件中查看地图显示；报警管理模块包括：历史查看和手动消除报警，管理人员可以实时监测到报警信息，进行指挥调度和警情处理，并能够查看历史报警信息，以及根据警情处理结果，手动消除报警；电子围栏管理模块包括：电子围栏范围管理、手持终端分组区域管理和机车台区域管理，其中电子围栏范围管理涉及到具体的电子围栏本身的自定义，能够自定义电子围栏的地理位置，范围，开启时间，以及筛选可出入人员和车辆；手持终端或机车台分属不同电子围栏区域的管理，管理人员可以重新配置手持终端或机车台区域，以适应工作变动导致的报警情况；并能够设置机车、手持终端参数，分别对机车和手持终端进行分组。
如图3所示，为本发明的业务流程图，具体工作流程为：开始，云服务器向机车台或手持终端分别发送建立通信连接请求，尝试与机车台或手持终端进行通信；云服务器同机车台建立通信后，云服务器接受机车台的位置上报信息，否则重新尝试与机车台进行通信；云服务器同手持终端建立通信后，接受手持终端的位置上报信息，否则，重新尝试与手持终端进行通信；云服务器缓存中配置好的电子围栏数据和机车台或手持终端上报的位置数据进行比对；判断其是否在围栏内，如果机车台或手持终端在区域内，则持续更新判断机车台或手持终端是否全部下线；否则，即出现区域外的机车台或手持终端，云服务器会向机车台或手持终端各进行报警，同时推送给web管理软件，让管理人员介入进行调度解决报警问题，根据问题解决情况进行报警消除，如果报警消除，云服务器判断更新机车台或手持终端在线状况，机车台或手持终端在线则继续接受机车台或手持终端上报位置信息，根据上报信息持续对比；直至机车台或手持终端全部下线，表明机车或工作人员已完成线路运行或施工工作，流程结束。
实施例，基于4G/5G的铁路电子围栏防护系统实现方法，包括电子围栏设置，当前位置地图实时显示，电子围栏检测及实时报警功能：
一、管理人员通过web管理软件根据机车的运行线路或作业施工人员的作业位置自定义电子围栏，设置有机车台的机车运行线路或携带手持终端的作业者的地理位置、范围、开启时间；筛选可出入人员和车辆，从而限定机车的运行时刻和线路范围；以及手持终端的人员的活动区域范围。
二、机车运行前，将机车台放置在机车头内，确保定位准确，机车台可向云服务器提供位置信息，同时可以实时接收警告信息；作业施工人员携带手持终端进入作业施工现场，确保定位准确，手持终端可向云服务器提供位置信息，同时可以实时接收告警信息；当机车运行或作业开始时，机车台或手持终端定时向云服务器上报状态信息，时间间隔为5秒；间隔时间过长则更新时间不及时，延长报警时间，造成安全隐患，间隔时间过短则增加通讯网络带宽占用，并且增加服务器负荷，降低服务器寿命，造成不必要的浪费；机车台上报信息主要包括线路ID及上下行、公里标、当前定位系统、运行线路名称、运行区间、卫星定位状态、车次号、机车号；手持终端上报信息主要包括线路ID、当前定位系统、运行线路名称、所在区间、卫星定位状态、手持终端ID，所属部门；云服务器接受机车台或手持终端的上报信息与云服务器上的电子围栏数据库相对应；云服务器根据机车台或手持终端的上报信息调取相应电子围栏数据。
三、web管理软件将云服务器收到的机车台或手持终端的状态信息，通过百度地图api展示在用户管理终端的地图页面上，使用机车图标和手持终端的图标实时的显示机车台或手持终端的当前位置；web管理软件通过对机车台或手持终端的上报状态信息的最后更新时间，判断机车台或手持终端的在线状态，通过图标的颜色来显示在线离线状态的不同，绿色图标为在线，橘黄色图标为离线。
四、电子围栏检测及实时报警步骤如下：
1）云服务器通过将预先设置好的电子围栏范围，与不断上报的机车台或手持终端的经纬度经进行对比，当机车偏离运行线路范围，或当工作施工人员超出工作范围时，云服务器对没有在规定范围内的机车台或手持终端发送报警信息，同时向web管理软件发送报警信息，云服务器通过web管理软件显示报警详细信息，在用户管理终端的地图上以醒目的方式显示报警状态、报警地点，管理人员可根据报报警状态、报警地点与机车操控人员或施工作业人员相互取得联系，进行指挥调度和警情处理，处理后报警解除，最终解决报警问题。
2）当报警问题解决后，报警解除只能通过以下3种方式进行：
a.当电子围栏范围数据出现错误时，而机车实际运行线路、时间无误，或施工作业人员未超出允许的作业地点范围，产生误报警，管理人员可在web管理软件中，通过变更机车台或者手持终端的可活动电子围栏区域，更正电子围栏数据库，将机车台或者手持终端位置合理化后，报警解除；
b.管理人员在web管理软件中，或机车台控制人员、手持终端携带者，通过相互通信，对某一个报警中的机车台或者手持终端手动确认本次报警，根据警情处理结果，报警解除；
c.当设置有机车台的机车、携带手持终端的作业者，回到了电子围栏范围内后，报警解除。
Claims (1)
1.一种基于4G/5G的铁路电子围栏防护系统实现方法，其特征在于：系统包括用户管理终端、内置web管理软件的云服务器、设置在机车内的机车台、作业者携带的手持终端；其中，用户管理终端为计算机，web管理软件部署在云服务器上，用户管理终端与云服务器通过以太网、光纤、无线方式网络连接，管理人员通过用户管理终端访问web管理软件，进行电子围栏管理以及查看数据；管理人员通过web管理软件自定义电子围栏，管理电子围栏数据库，云服务器通过web管理软件显示报警详细信息；机车台以及手持终端分别与云服务器通过4G/5G网络无线连接，实现其各自与云服务器的双向通信；具体步骤如下：
步骤一，所述web管理软件，根据设置有机车台的机车运行线路或携带手持终端的作业者的作业位置，自定义电子围栏，所述电子围栏限定所述机车台或手持终端的地理位置、范围、开启时间；所述云服务器存储电子围栏数据库；
步骤二，所述机车台，手持终端定时向云服务器上报状态信息；
步骤三，所述web管理软件，将云服务器收到的机车台或手持终端的状态信息，通过百度地图api展示在用户管理终端的地图页面上，通过对机车台或手持终端的上报状态信息的最后更新时间，根据图标判断机车台或手持终端的在线状态，绿色图标为在线，橘黄色图标为离线；并且使用机车台图标或手持终端的图标，实时的显示机车台或手持终端的位置；
步骤四，云服务器通过将预先设置好的电子围栏，与不断上报的机车台或手持终端的经纬度经进行对比，对没有在电子围栏规定范围内的机车台或手持终端发送报警信息，同时向web管理软件发送报警信息，web管理软件在用户管理终端的地图上显示报警状态、报警地点，管理人员根据报警状态、报警地点进行指挥调度和警情处理，处理后报警解除；
步骤二中所述机车台，手持终端定时向云服务器上报状态信息时，时间间隔为5秒；
机车台上报状态信息包括线路ID及上下行、公里标、当前定位系统、运行线路名称、运行区间、卫星定位状态、车次和机车号；
手持终端上报信息包括线路ID、当前定位系统、运行线路名称、所在区间、卫星定位状态、手持终端ID和所属部门；
步骤四中，所述报警解除通过以下三种方式进行解除：
一、管理人员在web管理软件中，根据机车实际运行线路或作业者的允许作业范围，通过变更机车台或手持终端的电子围栏区域，将机车台或手持终端位置合理化后，报警解除；
二、所述管理人员在web管理软件中，或机车台控制人员、手持终端携带者通过对某一个报警中的机车台或者手持终端手动确认本次报警，根据警情处理结果，报警解除；
三、设置有机车台的机车或携带手持终端的作业者回到了所述电子围栏限定的地理位置、范围，报警解除；
所述云服务器使用Spring Boot框架开发，并集成了Spring Data JPA简化持久层的操作，内置服务器响应软件以及基于MySQL的电子围栏数据库；
所述手持终端是基于安卓7.0系统的工业级手持台，能够根据安卓系统的更新进行相应的系统升级；
所述web管理软件的功能包括：地图显示模块、报警管理模块和电子围栏管理模块；
所述地图显示模块，用于显示机车台或手持终端的当前位置和在线、离线信息；管理人员在web管理软件中查看地图显示；
所述报警管理模块包括：历史查看和手动消除报警，查看历史报警信息，根据警情处理结果，手动消除报警；
所述电子围栏管理模块包括：电子围栏范围管理、手持终端分组区域管理和机车台区域管理；能够自定义电子围栏的地理位置，范围，开启时间，以及筛选出入人员和车辆；并能够设置机车台、手持终端参数，分别对机车台和手持终端进行分组。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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