CN203268063U - 铁路列车接近安全智能报警系统 - Google Patents

Abstract

一种铁路列车接近安全智能报警系统，用以在一铁路列车接近报警点时进行报警以及判断述报警点是否正常工作，包括：信号发送装置，设置在铁路列车上，用以定位铁路列车以及发送报警信号；信号接收装置，设置在报警点，用以接收报警信号并警示附近区域；服务器，用以记录铁路列车接近安全智能报警系统的运行数据；其中，信号发送装置、信号接收装置、服务器无线通讯连接，信号接收装置接收到报警信号后向信号发送装置发送回复信号，若信号发送装置未收到回复信号，则信号发送装置发送一故障信号至服务器，服务器作出相应的提示，发送给信号发送装置，用以告知铁路列车，前方报警器故障，提醒注意。

Description

铁路列车接近安全智能报警系统

技术领域

本实用新型涉及报警系统领域，特别涉及一种铁路列车接近安全智能报警系统。

背景技术

随着铁路事业的发展，列车速度的不断提升，发生铁路职工作业伤害和路外人员闯入线路伤亡事故的概率也在不断上升，给铁路企业造成巨额经济损失的同时，还会在社会上造成一些不良影响。如何保证铁路职工及路外人员身安全，是铁路企业的一个十分重要的课题。通过建立铁路列车接近智能报警系统，可以对行驶中的列车位置、速度等动态信息进行即时监控，当列车接近铁路作业施工地点和铁路附近行人较多地段时，由系统自动发出警报信息，报警器终端报警，警告在该路段的施工作业人员和行人下道避车，确保铁路施工作业人员和铁路沿线人民安全。

一、国内现行的报警器主要为道口报警器，所采用的方式多为有线连接，也有太阳能供电的无线传输，通过电磁传感器、红外线传感器、钢轨对地这三种方式中的一种传输信号。

存在着以下缺陷：感应器使用一段时间之后、容易发生误报警、报警器终端多需要配备交流电，受现场环境的影响较大，其系统组成是一个道口一个系统，主要安装在有人值守的道口，也有安装在无人看守的道口。一个道口报警器设备，其为独立的组成，不具备联网，不能远程查看或控制。

二、中国实用新型申请号94205566.7 ，名称“夜间巡道列车接近报警器”，用于铁路夜间行车时主动向列车接近者报警，以促其下道避车，属保护铁路交通及人身安全的装置。其特征是采用光敏元件接收机车头灯灯光经放大及控制电路，启动报警电路发出声响报警，电源经过稳压，并设有电源指示灯。本报警器解决了夜间在铁路线上作业佩带“反光带”，只能提醒司机注意而不能促使作业人员主动下道避车的问题。本机元件少，体积小，携带方便，灵敏度高，控制距离达到部标规定。

该实用新型存在着以下缺陷：

1、使用对象单一，主要用于夜间寻道的铁路职工；

2、使用时间固定，只能用于夜间；

3、以光敏元件作为传感器，及相应的电路作为控制电路，夜间的灯光来源可能不固定由火车发出，容易误动作。

三、还有一种利用太阳能供电，在无人道口设置的无人道口太阳能报警器，它是先在预先设定的路段安装由太阳能供电的无线电发射设备，并在无人道口处安装无线电接收设备，当火车到达设定的路段时，无线电发射设备发出信号，同时无线电接收设备收到信号，发出报警声，提醒行人，注意安全，避免发生事故。

存在着下述缺陷：

1、无线电波在传输过程中信号有衰减，开放性，保密性差，易受干扰；

2、预警形式单一，在周围有居民的地段，不适合安装，夜间发出报警声影响居民休息；

3、报警器、接收器及其相关的电路，使用部门不能了解设备是否工作正常或不正常；

4、机车司机没法知道前方接收设备是否正常。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提供了一种铁路列车接近安全智能报警系统，在实现了智能判断铁路列车何时到达报警点的同时，能够对报警点的工作状态进行检测，通知服务器故障报警点的里程坐标。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种铁路列车接近安全智能报警系统，用以在一铁路列车接近报警点时进行报警以及判断述报警点是否正常工作，包括：

信号发送装置，设置在铁路列车上，用以定位铁路列车以及发送报警信号；

信号接收装置，设置在报警点，用以接收报警信号并警示附近区域；

服务器，用以记录铁路列车接近安全智能报警系统的运行数据；

其中，信号发送装置、信号接收装置、服务器无线通讯连接，信号接收装置接收到报警信号后向信号发送装置发送回复信号，若信号发送装置未收到回复信号，则信号发送装置发送一故障信号至服务器，用以告知服务器报警点的故障信息，服务器发送一警示信号至信号发送装置，用以提醒铁路列车报警点故障。

较佳的，信号发送装置，包括：

定位模块，用以采集铁路列车的里程坐标和车速；

无线通讯模块，无线通讯连接信号接收装置以及服务器；

控制模块，连接定位模块，用以将采集到的铁路列车的里程坐标和车速与报警点的里程坐标进行判断，当铁路列车的里程坐标与报警点的里程坐标的距离小于或小于等于一预设报警里程值时，控制模块命令无线通讯模块以拨号形式发送报警信号至报警点，报警点向无线通讯模块发送回复信号，无线通讯模块停止发送报警信号；

在无线通讯模块未收到报警点的回复信号的情况下，无线通讯模块以拨号形式再次发送报警信号至报警点，若收到回复信号则无线通讯模块停止发送报警信号，若仍未收到回复信号则无线通讯模块发送故障信号至服务器，用以告知故障报警点的里程坐标。

较佳的，信号发送装置还包括：存储模块，用以存储报警点的里程坐标、信号接收装置的通讯地址、服务器的通讯地址以及行驶记录。

较佳的，信号接收装置包括：

无线通讯模块，无线通讯连接信号发送装置以及服务器；

控制模块，将报警信号解码；

显示模块，显示经解码的报警信号；

语音模块，语音播放、录音经解码的报警信号。

较佳的，信号接收装置还包括：存储模块，用以存储报警信号和语音模块播放的内容。

较佳的，信号发送装置以及信号接收装置包括供电系统。

较佳的，信号发送装置采用双机热备的方式运行。

附图说明

图1所示的是本实用新型的网络框架图；

图2所示的是本实用新型信号发送装置的工作原理图；

图3所示的是本实用新型信号接收装置的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本实用新型的一部分实例，并不是全部的实例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

为了便于对本实用新型实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例作进一步的解释说明，且各个实施例不构成对本实用新型实施例的限定。

请参考图1，本实用新型提供一种铁路列车接近安全智能报警系统，用以在一铁路列车接近报警点时进行报警以及判断述报警点是否正常工作，包括：

信号发送装置1，设置在铁路列车上，用以定位铁路列车以及发送报警信号；信号接收装置2，设置在报警点，用以接收报警信号并警示附近区域；服务器3，用以记录铁路列车接近安全智能报警系统的运行数据。通过这种部署，值班人员可及时掌握报警点接收装置的报警情况和设备故障情况。

请参考图2，信号发送装置，包括：定位模块，用以采集铁路列车的里程坐标和车速；无线通讯模块，无线通讯连接信号接收装置以及服务器；控制模块，连接定位模块，用以将采集到的铁路列车的里程坐标和车速与报警点的里程坐标进行判断，当铁路列车的里程坐标与报警点的里程坐标的距离小于或小于等于一预设报警里程值时，控制模块命令无线通讯模块以拨号形式发送报警信号至报警点，报警点向无线通讯模块发送回复信号，无线通讯模块停止发送报警信号；

在无线通讯模块未收到报警点的回复信号的情况下，无线通讯模块以拨号形式再次发送报警信号至报警点，若收到回复信号则无线通讯模块停止发送报警信号，若仍未收到回复信号则无线通讯模块发送一故障信号至服务器，用以告知故障报警点的里程坐标。

其工作流程是：当列车从远方开过来时，控制模块对GPS定位模块中的里程坐标和车速进行采集，并利用预先设置在控制模块中的报警里程数据进行判别，当达到报警里程数据界限时（一般距离报警点两公里，可调整），控制模块唤醒GPRS模块，以拨号的形式将数据传递给报警点（信号接收装置所在点），当信号接收装置收到信息并返回确认信号后则停止发送，否则再次发送报警信息到报警点；当报警点没有发送回复信号时，发射系统启动故障报警信号并送到服务器中心，提示值班人员报警点出现故障。

信号发送装置采用双机热备的方式运行，信号发送装置主要由以下几个部分组成：

GPS定位模块：采用NMEA-0183协议，通讯接口参数为：波特率4800bit/s（缺省值 ）；数据位8位；停止位1位；奇偶校验无。主要用于获得UTC时间、经纬度、经纬度方向、速率、GPS状态、卫星数量，用于列车位置信息的获得和时钟同步。

无线通信模块采用GPRS：通过Gi接口以X.25、X.75或IP协议和接收端和服务器端实现互联。为保证安全性，可采用VPDN技术实现专网接入业务方案，使用第二层隧道协议L2TP。GGSN通过输入域名或主被叫号码从Radius服务器获取建立隧道的相关信息，然后启动到企业网关的L2TP隧道协议，建立起GGSN和系统网关之间的隧道连接。此时PPP包可以直达系统网关，由系统网关通过Radius服务器完成对用户级的认证，通过后，就建立起GRPS手机到达系统网关的PPP链路。

存储模块：用来存储预设的报警点坐标、接收端通讯地址、服务器端通讯地址、行驶记录等信息。

控制模块：根据列车当前坐标计算运行速度、运行方向及下一报警点的距离。当距离小于预设值时，根据预设的接收端地址调度GPRS模块，对指定接收端发送经过编码的提示信息包。提供console命令集供操作员设置和导出数据。

电源模块：采用机车电源转直流稳压电源供电。

请参考图3，信号接收装置包括：无线通讯模块，无线通讯连接信号发送装置以及服务器；控制模块，将接收到的报警信号解码；显示模块，显示经解码的报警信号；语音模块，语音播放、录音经解码的报警信号。

其工作流程是：信号发射装置将报警信号传输到报警点时，无线通讯模块检测信号并确认无误时，语音报警模块启动，发出报警声音并显示传输信息（里程坐标和车速）；录音设备记录下当前的报警内容，同时无线通讯模块向信号发送装置和服务器返回回复信号，确认收到报警信号。

当需要地面人员（巡道工）检查报警点是否故障时，只需向报警点拨号，当设备播放声音并反馈信息给巡道工时，证明设备正常运行，反之就需要对设备进行检修。

无线通讯模块采用GPRS：通过Gi接口以X.25、X.75或IP协议和发射端和服务器端实现互联。本实用新型在此并不做限制，在今后3G、4G技术成熟后，亦可将其替换为3G、4G通讯。

太阳能供电模块：利用太阳能供电系统，保证终端的24小时运行。

存储模块：用来存储预设的语音模板、告警记录等信息。

控制模块：对接收到的报警信号进行解码。校验正确后通过喇叭播放警示语音，同时在LED显示屏上显示列车的距离、车速和预计到达时间，并返回确认信息给发射端和服务器端。提供console命令集供操作员设置和导出数据。

服务器端开启永久服务侦听信号发送装置和信号接收装置的信号，并对信号进行记录比对。提供统一显示和管理界面，并可以通过IP地址或IMSI号对信号发送装置和信号接收装置进行远程设置和管理。在信号发送装置和信号接收装置通讯中断的情况下，系统提供声光电报警来警示管理员，及时采取应急措施。在收到报警信号后，服务器作出相应的提示，发送给信号发送装置，用以告知铁路列车，前方报警器故障，提醒注意。

服务器是以google地图为基础的监视和控制操作平台，具有很方便的信息数据库和强大的电子地图操作功能，为用户提供完善的服务。系统以GIS地图和机车线路及附属设施台为辅助基础，各功能以模块化的方式搭建，以便用户在后期方便，低成本的增加管理功能。GIS地图资料和机车线路及附属设施台保存在一台数据库服务器内，确保数据安全，报警数据和其他业务数据也上传到该服务器内，再进行数据发布。

信号发送装置、信号接收装置和服务器之间的通信统一采用系统自定义的协议格式进行通讯，以保证系统的安全性和稳定性。

每个数据包由包头、数据和校验位组成，共128位。包头中定义了该数据包的指令类型，例如请求连接、发送数据、返回数据、断开连接、心跳检测等。数据位中定义了坐标、方位、速度、距离、车次等数据内容。校验位采用简单的CRC校验方法，检查数据包的完整性和正确性。

本实用新型实现了以下功能：

列车运行监控功能：信号发送装置能全天侯实时监控当前列车的位置、行驶方向、行驶速度等状态信息。系统可根据需要设置状态信息读取间隔时间，以便最及时的掌握列车的状况。

轨迹回放功能：通过信号发送装置的console口或服务器端的远程管理接口能随时读取近60天内的列车历史行程、轨迹记录。

到达提示功能：当列车离下个报警点距离小于预设值后，由信号发送装置的无线通讯模块自动发送数据至接收端，信号接收装置根据解码得到的数据（车次、方向、距离、速度、预计到达时间）通过喇叭进行广播，并在LED上显示。

信息设置：通过信号发送装置的console口或服务器端的远程管理接口可录入车次的编号、沿途报警点坐标、接收端地址列表。

统一管理：通过服务器端可以通过对信号发送装置和信号接收装置的设置实现系统的统一部署，并对整个系统的运行状况进行统一的监控和管理。当系统终端发生故障，实现自动发现和自动报警。

系统特点

1. 系统采用SQL网络型数据库，支持多级架构，多中心级连、分布式互联；

2. 系统具有完整安全及自动灾难恢复机制，保证安全稳定，降低系统维护成本。

3. 提供标准数据接口，可实现与企业管理信息系统的无缝对接；

4. 系统部署阶段可实现现有报警点或零时地点的数据导入（EXCEL，MDB，SQL等），地图信息可从现有GIS系统中导入，大大降低部署时间和成本。

5. 可通过增加功能模块提供对机车和设施运行状态和参数的分析处理。

6. 按行业管理要求设计的各种实用统计报表，并可按客户要求定制报表种类及样式。

7. 开放式系统，维护可由用户自行完成，维护成本低。

8. 模块化设计，用户可自行选择功能模块，搭建最符合自身管理需求的系统。

9. 系统可通过网络对数据库和系统进行远程维护。

10.可提供硬件加密保护，确保信息安全。

精确性：提高系统定位精确度的关键在两项技术，一是要生成准确的GIS地图，另一项是对GPS终端定位偏差的修正。

系统所用GIS地图可根据用户GIS系统导入的数据，能最大程度的保证道路，尤其是报警点位置的准确性。

系统通过精确的计算方法将设备采集的GPS信息进行纠正，确保定位的精度。

扩展性：考虑到目前仅需要实现到位管理的功能，日后有可能会有更高的要求，所以在系统软件设计的时候，充分考虑到日后扩展功能模块的便利性，可以在不更新现有设备，不替换系统数据库的前提下，直接增加系统功能模块，升级为报警点及附属设施的综合管理平台。同时在设计时考虑与GIS系统的集成，设计了针对SUPERMAP平台的数据接口，保证地图数据更新的便利性。有需要的话，也可以将机车信息或报警点信息输入集成到GIS或其他管理系统中。

稳定性：作为日常维护一个比较重要的系统，必须能高可靠的连续运行，本系统以经济实用，高性价比的原则设计，从系统结构、设计方案、技术保障等方面综合考虑，设立单独的数据和通信服务器，使得系统能保证稳定可靠。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限与此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种铁路列车接近安全智能报警系统，用以在一铁路列车接近报警点时进行报警以及判断述报警点是否正常工作，其特征在于，包括：

信号发送装置，设置在所述铁路列车上，用以定位所述铁路列车以及发送报警信号；

信号接收装置，设置在所述报警点，用以接收所述报警信号并警示附近区域；

服务器，用以记录所述铁路列车接近安全智能报警系统的运行数据；

其中，所述信号发送装置、所述信号接收装置、所述服务器无线通讯连接，所述信号接收装置接收到所述报警信号后向所述信号发送装置发送回复信号，若所述信号发送装置未收到所述回复信号，则所述信号发送装置发送一故障信号至所述服务器，用以告知服务器报警点的故障信息，所述服务器发送一警示信号至所述信号发送装置，用以提醒所述铁路列车报警点故障。

2.根据权利要求1所述的一种铁路列车接近安全智能报警系统，其特征在于，所述信号发送装置，包括：

定位模块，用以采集所述铁路列车的里程坐标和车速；

无线通讯模块，无线通讯连接所述信号接收装置以及服务器；

控制模块，连接所述定位模块，用以将采集到的所述铁路列车的里程坐标和车速与报警点的里程坐标进行判断，当所述铁路列车的里程坐标与所述报警点的里程坐标的距离小于或小于等于一预设报警里程值时，所述控制模块命令所述无线通讯模块以拨号形式发送报警信号至所述报警点，所述报警点向所述无线通讯模块发送回复信号，所述无线通讯模块停止发送报警信号；

在所述无线通讯模块未收到所述报警点的回复信号的情况下，所述无线通讯模块以拨号形式再次发送报警信号至所述报警点，若收到回复信号则所述无线通讯模块停止发送报警信号，若仍未收到回复信号则所述无线通讯模块发送故障信号至所述服务器，用以告知故障报警点的里程坐标。

3.根据权利要求2所述的一种铁路列车接近安全智能报警系统，其特征在于，所述信号发送装置还包括：存储模块，用以存储报警点的里程坐标、信号接收装置的通讯地址、服务器的通讯地址以及行驶记录。

4.根据权利要求1所述的一种铁路列车接近安全智能报警系统，其特征在于，所述信号接收装置包括：

无线通讯模块，无线通讯连接所述信号发送装置以及服务器；

控制模块，将所述报警信号解码；

显示模块，显示经解码的报警信号；

语音模块，语音播放、录音经解码的报警信号。

5.根据权利要求4所述的一种铁路列车接近安全智能报警系统，其特征在于，所述信号接收装置还包括：存储模块，用以存储报警信号和所述语音模块播放的内容。

6.根据权利要求1所述的一种铁路列车接近安全智能报警系统，其特征在于，所述信号发送装置以及所述信号接收装置包括供电系统。

7.根据权利要求1所述的一种铁路列车接近安全智能报警系统，其特征在于，所述信号发送装置采用双机热备的方式运行。

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