CN117799666A - 一种列车接近预警方法及系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种列车接近预警方法及系统，其中所述方法包括：通过定位卫星获取列车位置和工务作业人员位置；通过400MHz数字无线列车调度通信系统将所述列车位置和工务作业人员位置发送给列车接近预警中心服务器；列车接近预警中心服务器根据所述列车位置和工务作业人员位置，产生预警信息；通过400MHz数字无线列车调度通信系统将所述预警信息发送给有作业风险的工务作业人员。本公开通过卫星定位和400MHz的系统，来判断预警位置和时机实现列车接近预警。

Description

一种列车接近预警方法及系统

技术领域

本发明轨道车辆控制技术领域，尤其涉及一种列车接近预警方法及系统。

背景技术

列车接近预警主要是提供给在铁轨沿线作业的工务作业人员使用，在有列车接近时及时进行告警，提醒工务作业人员远离列车行驶区域，提高工务作业人员作业安全性，工务作业人员利用作业本身需要的无线列调对讲机就可以接收预警信息。

现有的列车预警技术是通过接收列车电台发送的车次号、公里标和速度，预警设备判断列车与预警设备的位置差的绝对值。当位置差的绝对值小于门限值时开始告警。这种告警方式非常依赖于与列车电台直接的通信，如果出现电台故障或者传输数据丢包、延时或者数据包的顺序错误等故障时，就会导致无法准确进行预警。另外每套预警设备都是互相独立自主判断，需要多少预警点位就需增加多少设备。

目前需要高效准确且减少硬件设备的列车接近预警方法及系统。

发明内容

为解决上述问题至少之一，本发明提供了一种列车接近预警方法及系统。

一种列车接近预警方法，所述方法包括：

通过定位卫星获取列车位置和工务作业人员位置；

通过400MHz数字无线列车调度通信系统将所述列车位置和工务作业人员位置发送给列车接近预警中心服务器；

列车接近预警中心服务器根据所述列车位置和工务作业人员位置，产生预警信息；

通过400MHz数字无线列车调度通信系统将所述预警信息发送给有作业风险的工务作业人员。

在一些实施例中，所述通过400MHz数字无线列车调度通信系统将所述列车位置和工务作业人员位置发送给列车接近预警中心服务器包括：

所述400MHz数字无线列车调度通信系统的传输系统从机车电台和对讲机分别获取所述列车位置和工务作业人员位置，并发送给所述400MHz数字无线列车调度通信系统的中心通信机房系统；

所述中心通信机房系统将收到的所述列车位置和工务作业人员位置发送给列车接近预警中心服务器。

在一些实施例中，

所述传输系统的远端机从机车电台和对讲机分别获取所述列车位置和工务作业人员位置，并将获取的所述列车位置和工务作业人员位置发送给所述传输系统的车站电台；

所述中心通信机房系统的三层交换机从所述车站电台获取所述列车位置和工务作业人员位置，并将获取的所述列车位置和工务作业人员位置发送给中心通信机房的中心设备；

所述中心设备将所述列车位置和工务作业人员位置发送给所述列车接近预警中心服务器。

在一些实施例中，所述通过400MHz数字无线列车调度通信系统将所述预警信息发送给有作业风险的工务作业人员包括：

所述列车接近预警中心服务器将所述预警信息发送给所述400MHz数字无线列车调度通信系统的中心通信机房系统；

所述中心通信机房系统将所述预警信息发送给所述400MHz数字无线列车调度通信系统的传输系统；

所述传输系统将所述预警信息发送给有作业风险的工务作业人员。

在一些实施例中，

所述列车接近预警中心服务器将所述预警信息发送给所述中心通信机房系统的中心设备；

所述中心设备将所述预警信息发送给所述中心通信机房系统的三层交换机；

所述三层交换机将所述预警信息发送给所述传输系统的车站电台；

所述车站电台将所述预警信息发给传输系统的远端机；

所述远端机将所述预警信息发送给有作业风险的工务作业人员。

在一些实施例中，所述列车接近预警中心服务器根据所述列车位置和工务作业人员位置产生预警信息包括：

根据列车运行轨迹模型，依据列车与相关地面工作人员的距离、列车速度方向和速度大小，确定列车是否会对相关地面工作人员产生潜在的安全威胁，在产生安全威胁时生成所述预警信息。

本公开还提供了一种列车接近预警系统，所述系统包括定位卫星、400MHz数字无线列车调度通信系统和列车接近预警中心服务器，其中，

所述定位卫星，用于确定列车位置和工务作业人员位置；

所述400MHz数字无线列车调度通信系统，用于将所述列车位置和工务作业人员位置发送给所述列车接近预警中心服务器；并将预警信息发送给有作业风险的工务作业人员

所述列车接近预警中心服务器，用于根据所述列车位置和工务作业人员位置，产生预警信息。

在一些实施例中，所述400MHz数字无线列车调度通信系统包括中心通信机房系统和传输系统，其中，

所述传输系统，用于从机车电台和对讲机分别获取所述列车位置和工务作业人员位置，并发送给所述中心通信机房系统；

所述中心通信机房系统，用于将收到的所述列车位置和工务作业人员位置发送给列车接近预警中心服务器。

在一些实施例中，传输系统包括车站电台和远端机，所述中心通信机房系统包括三层交换机和中心设备；其中，

所述远端机，用于从机车电台和对讲机分别获取所述列车位置和工务作业人员位置，并将获取的所述列车位置和工务作业人员位置发送给所述车站电台；

所述三层交换机，用于从所述车站电台获取所述列车位置和工务作业人员位置，并将获取的所述列车位置和工务作业人员位置发送给所述中心设备；

所述中心设备，用于将所述列车位置和工务作业人员位置发送给所述列车接近预警中心服务器。

在一些实施例中，所述列车接近预警中心服务器用于根据所述列车位置和工务作业人员位置产生预警信息包括：

根据列车运行轨迹模型，依据列车与相关地面工作人员的距离、列车速度方向和速度大小，确定列车是否会对相关地面工作人员产生潜在的安全威胁，在产生安全威胁时生成所述预警信息。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明的目的是通过卫星定位模块接收北斗或GPS定位信息获取车和工务作业人员的位置信息，来判断预警位置和时机，并对收集的信息进行综合智能处理，并通过列调系统本身通道和设备进行预警。

400MHz数字无线列车调度通信系统是集语音和数字为一体的无线列车调度通信系统，可以提供信号传输通道、报警信息通道，进行语音呼叫、还可以传输调度命令、无线车次号校核信息等。

本发明的技术方案为，通过卫星定位模块采集列车和工务作业人员位置信息，借由400MHz数字无线列车调度通信系统的传输通道，将信息传输到预警系统的分析模块，进行分析后又将分析结果发送到地面的工务作业人员，信息发送可以在区域内统一广播，也可以发送到某一工务作业人员。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本公开实施例的一种列车接近预警系统结构图；

图2示出了根据本公开实施例的一种列车接近预警方法流程示意图；

图3示出了根据本公开实施例的一种位置冲突计算示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例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他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了根据本公开实施例的一种列车接近预警系统结构图。如图1所示，本公开实施例的列车预警接近系统主要包括列车接近预警中心服务器和定位卫星，定位卫星对列车和工务作业人员进定位确定其位置，并发送给列车接近预警中心服务器，由该列车接近预警中心服务器获取列车位置、铁轨沿线作业的工务作业人员位置的信息，根据获取的位置信息进行分析，生成预警信息的功能。生成的预警信息通过中心通信机房系统、传输系统发送给工务作业人员。

该列车预警接近系统还包括400MHz数字无线列车调度通信系统，该400MHz数字无线列车调度通信系统包括中心通信机房系统、传输系统、调度所系统以及列车电台和工务作业人员的手持对讲机等。其中，中心通信机房系统包括接口设备、通过网线与接口设备连接的中心设备、与中心设备连接的三层交换机、与三层交换机连接的网管服务器、与网管服务器连接的网管终端（例如工作电脑等）；传输系统与三层交换机通过光纤或网线连接，包括通过光纤或网线连接的多个车站电台、以及与车站电台连接的车站操作台、远端机等。本公开实施例中，采用了400MHz数字无线列车调度通信系统，可以实现在现有的列车控制系统中除了进行语音呼叫、传输调度命令、无线车次号校核信息等，还传输预警相关信息，例如位置信息和预警信息，无需采用新的通信系统，降低系统成本。

本公开实施例中，列车接近预警中心服务器按软件功能主要分为：信息采集模块、信息分析处理模块、信息发送模块。

（1）信息采集模块

信息采集模块主要用于获取列车位置信息、工务作业人员位置信息。

位置信息是指目标所处的经纬度信息。工务作业人员的移动终端通过其卫星定位模块接收北斗或GPS等定位卫星的定位信息以获取移动终端的位置信息，并通过400MHz数字无线列车调度通信系统的数据传输通道进行周期上报，上报给列车接近预警中心服务器。为了识别信息的来源，上报内容也包含本设备ID，供列车接近预警中心服务器对设备类型进行识别。本公开实施例中采用了定位卫星对列车和工务作业人员的位置进行定位，避免了由于地面定位设备发生故障而导致定位错误，进而导致无法产生预警或产生错误预警的问题。

在轨道所处的隧道区，可以对卫星信号进行引入和补盲，以满足位置信息采集需求。

（2）信息分析处理模块

信息分析处理模块的处理内容主要包括数据有效性验证、位置冲突计算。

数据有效性验证是指对采集的信息进行验证，剔除无效数据的影响。无效数据例子包括比如某次经纬度位置明显偏离基站位置、该移动终端运行轨迹或显示该移动终端运行速度超出常理等。

位置冲突计算是指通过建立列车运行轨迹模型，依据列车与相关地面工务作业人员的距离、列车速度方向和速度大小等综合判定，预测列车是否会对相关地面工务作业人员产生潜在的安全威胁，存在安全威胁的工务作业人员作为有风险的工务作业人员，对于存在安全威胁的工务作业人员产生相应的预警信息。

位置冲突可包含多种风险等级的事件，低风险事件包括列车初次进入本站无线信号覆盖区，需提示本站相关地面工务作业人员。中高风险事件包括列车与相关地面工务作业人员距离较近且列车速度较大、运行方向指向相关地面工务作业人员，判定存在潜在的安全威胁。

（3）信息发送模块

信息发送模块向有潜在风险的手持台发出预警信息，通过短信或语音播报方式对相关工务作业人员进行提醒。

列车对人员存在潜在的安全威胁时，对所涉及的地面工务作业人员周期发送预警信息，进行重复提醒。其中重复提醒的发送间隔与所预测的列车与相关地面工务作业人员的距离、列车速度大小有关。

图2示出了根据本公开实施例的一种列车接近预警方法流程示意图。如图2所示，定位卫星对地面工务作业人员进行定位，即对工务作业人员的对讲机进行定位；并对列车进行定位，即对列车的电台进行定位。对讲机和列车电台通过定位卫星获取各自的位置后，将位置信息发给传输系统。对于列车电台和对讲机位置的定位和位置的发送，在图2中虽然以先对讲机在前为例进行示例性说明，但是并非仅仅限于这种顺序，只要能够实现将对讲机和列车电台位置发送到传输系统均可适用于本公开，例如先对列车电台进行定位并发送后对对讲机进行定位并发送，也可以适用于本公开。

在工程实施中，例如在轨道维修中，各工务作业人员携带有对讲机，工程实施场可能面临多列列车对工务作业人员形成安全威胁。为了区分不同的对讲机、列车电台，本公开实施例在对讲机和列车电台向传输系统发送的位置信息中包含设备ID（标识），以区分不同的设备。

传输系统中的远端机接收对讲机或列车电台的位置信息。接收到位置信息后，通过光纤或网线传输到车站电台。车站电台通过光纤或网线发送到机房的三层交换机。三层交换机对接收的数据进行处理后，发送给机房的中心设备。中心设备将收到的对讲机、列车电台的位置信息发送给中心服务器，即列车接近预警中心服务器。

如上所述，列车接近预警中心服务器在接收到对讲机和列车电台的位置信息后，对数据进行有效性验证和位置冲突计算。中心服务器在位置冲突计算中，考虑工务作业人员的作业位置、列车运行轨迹（列车所处的轨道、行驶方向）、列车速度等进行综合判断。如图3示例性地示出了根据本公开实施例的一种位置冲突计算示意图。工务作业人员在A点时，只有第一轨道的车辆对其产生风险，则A点的人员作为第一轨道的有作业风险的工务作业人员；工务作业人员在B点时，第一轨道、第二轨道和第三轨道这三条轨道的车辆对其都会产生风险，则B点的人员作为第一轨道、第二轨道和第三轨道的有作业风险的工务作业人员；工务作业人员在C点时，第二轨道和第三轨道这两条轨道的车辆对其都会产生风险，则C点的人员作为第二轨道和第三轨道的有作业风险的工务作业人员。

以在A点为例，列车接近预警中心服务器收到工务作业人员在A点工作的A点位置信息后，可以通过其内部存储的电子地图进行对比，判断该A点在第一轨道附近，并且远离其他的轨道，例如远离图3中的第二轨道和第三轨道。本公开实施例中，可以工作位置与其他轨道最近点是否超出预订距离为标准来判断工务作业人员所处的位置点是接近轨道或远离轨道，示例性，该预订距离可以设为50米、100米等。对于远离工务作业人员所处的位置点的轨道上的列车，在接近预警的判断中，将不做考虑，而只考虑接近工务作业人员所处的位置点的轨道上的车辆。对于A点可以仅仅基于第一轨道上驶来列车的情况，对于行驶远离A点的列车将不予考虑。此时确定在该第一轨道上、行驶方向为驶向A点的列车的位置。如果该列车的位置与A点的位置较近，则可以产生预警信息。同样地，可以列车位置与工务作业人员所处的位置是否超出预订距离为标准来判断列车位置与工务作业人员所处的位置点是否接近。本公开实施例中，还可以考虑列车的行驶速度，根据列车的行驶速度调整上述预订距离。例如，列车的行驶速度比较缓慢时的预订距离与行驶速度较快的预订距离要长。

再以B点为例，列车接近预警中心服务器收到工务作业人员在B点工作的B点位置信息后，可以通过其内部存储的电子地图进行对比，判断该B点位于第一轨道、第二轨道和第三轨道之间。此时需要确定在该第一轨道、第二轨道和第三轨道上、行驶方向为驶向B点的所有列车的位置。只要有一个列车的位置与B点的位置较近，则可以产生预警信息。

再以C点为例，列车接近预警中心服务器收到工务作业人员在C点工作的C点位置信息后，可以通过其内部存储的电子地图进行对比，判断该C点位于第二轨道和第三轨道之间，此时不再考虑距离C点位置较远的第一轨道上的列车。需要确定在该第二轨道和第三轨道上、行驶方向为驶向C点的所有列车的位置。只要有一个列车的位置与C点的位置较近，则可以产生预警信息。

需要说明的是，预警判断顺序并非限于上述先确定工务作业人员所处位置的方式，相反，先从列车所处的位置入手进行判断也同样适用于本公开，只要实现位置距离的判断，形成预警信息均涵盖在本公开范围之内。示例性地，获取列车所处的轨道和行驶方向，在列车位置预订距离内的工务作业人员均作为风险作业人员，可以生成预警信息，以向这些距离之内的工务作业人员群发进行预警。还可以是，列车进入到某站无线信号覆盖区（例如某远端机覆盖的区域）时，对在该区域内的全站地面工务作业人员群发一次预警提示性信息。

对于预警信息，本公开实施例中可以设置不同的预警级别。例如，列车位置和工务作业人员位置相距较远、列车速度较慢的第一距离时，产生低风险预警信息；列车位置和工务作业人员位置相距较近、列车速度较快的第二距离时，产生中风险预警信息；列车位置和工务作业人员位置相距非常近、列车速度较快的第三距离时，产生高风险预警信息。可以根据实际情况和具体要求进行设置。预警信息可以为短信或语音数据的形式。

中心服务器生成预警信息后，发给机房的中心设备，由中心设备发给三层交换机。三层交换机根据预警信息的接收地址，通过传输系统发送对应的车站电台、远端机，并通过远端机发送给相关工务作业人员手持的对讲机，最终实现列车的接近预警。

在列车的行驶路段上，可能存在隧道或定位信息丢失的情况。这种情况下，本公开实施例可以通过判断机车电台、对讲机接入的远端机的位置，判断列车和人员的位置，实现列车的接近预警。示例性地，工务作业人员和列车都接入到1号远端机，而1号远端机的覆盖范围是2km（千米），此时可以初步判断列车和工务作业人员的距离在2km以内，此时可以提醒工务作业人员，定位信息丢失，发出预警信息，提醒工务作业人员在2km范围内有列车。

本公开实施例中，列车对人员存在潜在的安全威胁时，对所涉及的地面工作人员可以周期性方式发送预警信息，进行重复提醒。其中重复提醒的发送间隔可以根据所确定的列车与相关地面工作人员的距离、列车速度大小进行设置。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种列车接近预警方法，所述方法包括：

通过定位卫星获取列车位置和工务作业人员位置；

通过400MHz数字无线列车调度通信系统将所述列车位置和工务作业人员位置发送给列车接近预警中心服务器；

列车接近预警中心服务器根据所述列车位置和工务作业人员位置，产生预警信息；

通过400MHz数字无线列车调度通信系统将所述预警信息发送给有作业风险的工务作业人员。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述通过400MHz数字无线列车调度通信系统将所述列车位置和工务作业人员位置发送给列车接近预警中心服务器包括：

所述400MHz数字无线列车调度通信系统的传输系统从机车电台和对讲机分别获取所述列车位置和工务作业人员位置，并发送给所述400MHz数字无线列车调度通信系统的中心通信机房系统；

所述中心通信机房系统将收到的所述列车位置和工务作业人员位置发送给列车接近预警中心服务器。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，

所述传输系统的远端机从机车电台和对讲机分别获取所述列车位置和工务作业人员位置，并将获取的所述列车位置和工务作业人员位置发送给所述传输系统的车站电台；

所述中心通信机房系统的三层交换机从所述车站电台获取所述列车位置和工务作业人员位置，并将获取的所述列车位置和工务作业人员位置发送给中心通信机房系统的中心设备；

所述中心设备将所述列车位置和工务作业人员位置发送给所述列车接近预警中心服务器。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述通过400MHz数字无线列车调度通信系统将所述预警信息发送给有作业风险的工务作业人员包括：

所述列车接近预警中心服务器将所述预警信息发送给所述400MHz数字无线列车调度通信系统的中心通信机房系统；

所述中心通信机房系统将所述预警信息发送给所述400MHz数字无线列车调度通信系统的传输系统；

所述传输系统将所述预警信息发送给有作业风险的工务作业人员。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，

所述列车接近预警中心服务器将所述预警信息发送给所述中心通信机房系统的中心设备；

所述中心设备将所述预警信息发送给所述中心通信机房系统的三层交换机；

所述三层交换机将所述预警信息发送给所述传输系统的车站电台；

所述车站电台将所述预警信息发给传输系统的远端机；

所述远端机将所述预警信息发送给有作业风险的工务作业人员。

6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其中，所述列车接近预警中心服务器根据所述列车位置和工务作业人员位置，产生预警信息包括：

根据列车运行轨迹模型，依据列车与相关地面工作人员的距离、列车速度方向和速度大小，确定列车是否会对相关地面工作人员产生潜在的安全威胁，在产生安全威胁时生成所述预警信息。

7.一种列车接近预警系统，所述系统包括定位卫星、400MHz数字无线列车调度通信系统和列车接近预警中心服务器，其中，

所述定位卫星，用于确定列车位置和工务作业人员位置；

所述400MHz数字无线列车调度通信系统，用于将所述列车位置和工务作业人员位置发送给所述列车接近预警中心服务器；并将预警信息发送给有作业风险的工务作业人员

所述列车接近预警中心服务器，用于根据所述列车位置和工务作业人员位置，产生预警信息。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述400MHz数字无线列车调度通信系统包括中心通信机房系统和传输系统，其中，

所述传输系统，用于从机车电台和对讲机分别获取所述列车位置和工务作业人员位置，并发送给所述中心通信机房系统；

所述中心通信机房系统，用于将收到的所述列车位置和工务作业人员位置发送给列车接近预警中心服务器。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，传输系统包括车站电台和远端机，所述中心通信机房系统包括三层交换机和中心设备；其中，

所述远端机，用于从机车电台和对讲机分别获取所述列车位置和工务作业人员位置，并将获取的所述列车位置和工务作业人员位置发送给所述车站电台；

所述三层交换机，用于从所述车站电台获取所述列车位置和工务作业人员位置，并将获取的所述列车位置和工务作业人员位置发送给所述中心设备；

所述中心设备，用于将所述列车位置和工务作业人员位置发送给所述列车接近预警中心服务器。

10.根据权利要求7-9任一所述的系统，其中，所述列车接近预警中心服务器用于根据所述列车位置和工务作业人员位置产生预警信息包括：

根据列车运行轨迹模型，依据列车与相关地面工作人员的距离、列车速度方向和速度大小，确定列车是否会对相关地面工作人员产生潜在的安全威胁，在产生安全威胁时生成所述预警信息。