CN205365642U - 列车接近预警系统中的手持终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种列车接近预警系统中的手持终端包括定位模块、通讯模块、控制模块、报警模块、进行辅助定位和辅助通信的Zigbee模块以及为所述定位模块、所述通讯模块、所述控制模块、所述报警模块、所述Zigbee模块提供工作电源的电源模块；所述控制模块分别与所述通讯模块、所述Zigbee模块、所述报警模块以及所述定位模块连接；所述控制模块接收所述定位模块或所述Zigbee模块生成的地理位置信息，并控制所述通讯模块发送所述地理位置信息及时钟信息；在接收到服务器发送的列车接近预警信息后，所述控制模块控制所述报警模块进行报警。本实用新型成本低、使用简易、可靠性高，对各类列车均可准确报警。

Description

列车接近预警系统中的手持终端

技术领域

本实用新型涉及列车接近预警技术领域，特别是涉及一种列车接近预警系统中的手持终端。

背景技术

长期以来，由于铁路运营的特殊性，现场施工作业、设备巡查往往要利用列车运行间隙进行，如何解决好列车安全运行和上道作业人员的安全问题是一个长期的课题。目前，铁路局的现场施工作业、日常设备巡查(主要是工务、供电、电务和房建专业)均有完善的规章制度和作业标准，往往牵涉到多个部门、多个专业，需要很多人员的共同配合进行防护，这是长期以来积累的可靠保障措施，但由于协调统一工作的部门多，人员业务能力、责任心参差不齐，这些保障措施有时仍然难以保证安全，所以，采用先进技术设计的列车接近预警系统应运而生。

目前，国内外在列车接近预警领域主要有两大方式：一是人工预警；二是通过技术手段进行列车接近预警。

而对于通过技术手段进行列车接近预警的解决方案，目前有如下三种实现方法：

方法一：在列车上加装发送设备。即地面工作人员通过接收设备获取列车发送的信息，向作业人员报警。此方法的缺点一是预警距离有限，同时对山区无线通信困难地段易出现通信盲区；二是单向通信方式可靠性不足，对没有安装发射装置或者发射装置有故障的列车很容易漏报。

方法二：在铁路沿线列车经过的地点安装列车探测装置(如磁头等)，当探测装置探测到列车的信息后，将信息广播给前方站点。该方法的缺点一是铁路沿线设备维护和防盗问题突出；二是仅适用于定点施工场所预警，不适用于沿线巡查作业人员使用；三是列车探测装置可靠性难以保障。

方法三：利用手持终端采集BDS(BeiDouNavigationSatelliteSystem，北斗卫星导航系统)或GPS(GlobalPositioningSystem，全球定位系统)信息，通过无线网络回传远程地面终端，由地面终端判断接车接近情况进行预警。该方法的缺点是现场采集BDS或GPS信号存在不稳定性，特别是山区、隧道等地方难以实现，同时无线通信覆盖也存在问题，适用范围有限。

据检索，德国和其他欧洲国家在铁路工地采用列车接近自动报警系统(AWS)已经有几十年的历史。目前除了采用传统的电缆连接的AWS系统外，还越来越多地采用无线报警系统和设备。最初采用无线通信联系的设备之一是接近区段无线装置ZFA。ZFA是接近区段接通传感器与现场报警系统总机之间进行联系的无线通信装置，它由一个接收台(ZFE)和一个发射台(ZFS)组成，该系统只能实现单向无线传输，新一代设备(移动无线报警器)则能够进行双向传输，最新一代的产品通过GSM-R(GlobalSystemforMobileCommunications-Railway)铁路移动无线网进行无线传输，现在利用GSM-R网络来代替70cm波长无线传输的安全设备，在这里，由SCWS从铁路信号安全设备提供的信息中生成报警信息。国内的研究单位针对工务施工安全研发了相应的防护设备，如利用GPS定位，由中心服务器、监控客户端、现场手持防护终端和调度专用控制终端等组成工务施工安全防护系统，该系统所有功能均是以中心服务器为通信枢纽得以实现。现场手持防护终端的所有监控数据包括定位信息、语音通话信息及其他互控信息均通过无线移动通信公网(如3G网络)实时发送到中心服务器，中心服务器进行数据的解析、存储等处理。中心服务器通过Internet网实现与监控中心客户端的联接及数据传输，由监控中心客户端将所有来自现场防护手持终端的数据进行显示或回放。现场手持防护终端由作业现场负责人使用的防护主机，及驻站防护员、现场防护员使用的手持防护终端从机组成。主机与从机进行作业安全防护联动操作，如对讲、施工防护申请、实时进行作业进展报警提示等，并具有定位功能。该方案很好地适应了现有铁路施工管理模式，同时具备通话、记录等功能，同样适用于一定规模的施工作业，但难以适应少量的巡查人员的上道防护。

乌鲁木齐铁路局组织研发了“LJB-4型”列车接近报警系统，该系统是将发射机安装在机车上，当列车运行时速达5公里/小时开始间隔不定期发射报警信息，通过列车运行状态信息自动控制分辨上、下行列车，发射不同的报警信息。其中包含列车的车次、速度，所在公里标等。并且根据列车速度变化发射功率不同的无线电磁波，在列车运行的有效范围内形成一个无线电磁波覆盖区。区内的接收装置收到信息后，发出提示警报。报警方式有声音、振动、灯光等。同时可以显示列车的公里标、车次、车速、时间等信息。当列车通过报警点时，报警器停止报警，两车相遇时交替报警。该系统能很好地对列车接近进行预警，但需在机车上安装发射装置，难以满足现有机车交路管理模式。

综合分析国内外列车接近预警系统，发现各系统均能较好地解决列车接近预警要求，在实际生产中发挥着重要作用，但各项解决方案存在一定的局限性，从适应我国铁路运营管理的实际需要考虑，利用现有技术手段，探寻方案简单，低成本、使用简易、高可靠性的解决方案是很必要的。

实用新型内容

基于此，为解决现有技术中的问题，本实用新型提供一种列车接近预警系统中的手持终端，准确获得工作人员的位置信息，与后台服务器配合使用能确定列车与工作人员的相对位置，对列车接近进行预警。

为实现上述目的，本实用新型实施例采用以下技术方案：

一种列车接近预警系统中的手持终端，包括通讯模块、Zigbee模块、控制模块、报警模块、获取地理位置信息的定位模块以及为所述GSM模块、所述Zigbee模块、所述控制模块、所述报警模块、所述定位模块提供工作电源的电源模块；

所述控制模块分别与所述通讯模块、所述Zigbee模块、所述报警模块以及所述定位模块连接；所述控制模块接收所述定位模块或所述Zigbee模块传输的地理位置信息，并控制所述通讯模块发送所述地理位置信息；所述控制模块接收服务器发送的列车接近预警信息，并控制所述报警模块进行报警。

本实用新型提供的列车接近预警系统中的手持终端成本低、使用简易、可靠性高，将其与后台的服务器配合使用，通过TDCS、GPS、GIS及GPRS等技术的结合，能准确确定列车与工作人员的相对位置，得到的地理位置信息是确报信息，不会因为外界的干扰而改变报警距离的有效性。本实用新型提供的手持终端对各类列车均可准确报警，避免了不同属局列车进入该管局内漏报的情况。

附图说明

图1是本实用新型的列车接近预警系统中的手持终端在一个实施例中的结构示意图；

图2是本实用新型的列车接近预警系统中的手持终端在另一个实施例中的结构示意图；

图3是本实用新型的列车接近预警系统中的手持终端在又一实施例中的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合较佳实施例及附图对本实用新型的内容作进一步详细描述。显然，下文所描述的实施例仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。应当说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容。

图1是本实用新型的列车接近预警系统中的手持终端(以下简称手持终端)在一个实施例中的结构示意图。如图1所示，本实施例中的手持终端包括定位模块10、通讯模块20、控制模块30、报警模块40、进行辅助定位和辅助通信的Zigbee模块50以及电源模块60，电源模块60为定位模块10、通讯模块20、控制模块30、报警模块40、Zigbee模块50提供工作电源。

控制模块30分别与定位模块10、通讯模块20、报警模块40以及Zigbee模块50连接；控制模块30接收定位模块10或Zigbee模块50生成的地理位置信息，并控制通讯模块20发送地理位置信息；控制模块30接收服务器发送的列车接近预警信息，并控制报警模块40进行报警。

下面对本实施例中手持终端的工作原理进行详细说明。

本实施例中的手持终端可由现场工作人员随身携带，手持终端中的定位模块10可以获取当前的地理位置信息，例如在一种可选的实施方式中，定位模块可选用GPS模块、BDS模块、GLONASS(GLOBALNAVIGATIONSATELLITESYSTEM，全球卫星导航系统)模块等，也可以集合多个上述模块进行定位。例如定位模块包括GPS模块和BDS模块，可以采集GPS信息和BDS信息，包括经度、纬度信息，获得当前的地理位置信息，然后控制模块30控制通讯模块20发送手持终端当前的地理位置信息以及时钟信息。若工作人员处于山区、隧道等BDS和GPS信号不稳定地区域时，则可以通过Zigbee模块20进行定位。Zigbee是IEEE802.15.4协议的代名词，根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。Zigbee模块的特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。目前Zigbee定位技术较为成熟，本实施例中的手持终端基于Zigbee的上述优势，在GPS信号或BDS信号较差的区域，开启Zigbee模块50进行定位，获取地理位置信息。

在获取手持终端当前的地理位置信息后，控制模块30将控制通讯模块20传输该地理位置信息以及时钟信息至服务器。在一种可选的实施方式中，通讯模块20为GPRS模块或GSM模块，通过无线通信信道传输数据。例如通讯模块20采用GPRS模块，通过GPRS无线通信信道传输手持终端当前的地理位置信息以及时钟信息至服务器。在一种较佳地实施方式中，若在山区、隧道等没有GPRS信号覆盖的区域，则控制模块30开启Zigbee模块50进行辅助通讯。Zigbee模块50进行桥接通信，可将手持终端当前的地理位置信息转发至GPRS信号覆盖区进行通信。

处于后台的服务器在接收到手持终端发送的地理位置信息及时钟信息后，通过铁路行车调度信息的TDCS端口接收列车运行位置信息，并通过铁路线路地理信息(GIS)判断列车运行前方位置是否对携带手持终端的现场工作人员构成危险，如果构成危险，则生成列车接近预警信息，并将其发送给手持终端，例如通过GPRS网络将列车通过手持终端当前位置的时间、车次等信息发给手持终端，然后手持终端的控制模块30控制报警模块40进行报警，提醒工作人员列车正在接近，注意施工安全。

在一种可选的实施方式中，控制模块30为单片机，例如可选用具有RTC功能的单片机，单片机可配置丰富的外设，例如定时器、看门狗定时器、USB2.0全速装置、RTC、PDMA、UART、SPI、I²C、I²S、PWM、12位ADC、12位DAC、ISO-7816等。

在一种可选的实施方式中，报警模块40包括蜂鸣器，例如采用超薄交流1W高频蜂鸣器，可以在列车接近预警时进行声音提示。较佳的，报警模块40还包括振动器，例如选用手机用通用直流振动器，在列车接近预警时对携带手持终端的工作人员进行振动提示，防止在现场噪音较大以致工作人员听不清报警声音提示时发生安全事故。

本实用新型在实际应用时，手持终端在开机后首先进行初始化并向后台服务器注册，注册之后控制模块30再开启定位模块10采集地理位置信息。

在另一个实施例中，如图2所示，本实用新型的列车接近预警系统中的手持终端，还包括OLED(OrganicLight-EmittingDiode，有机发光二极管)显示模块70，例如选用1.77彩色点阵OLED显示模块，OLED显示模块70与控制模块30连接。该OLED显示模块可显示电池电量、GPS和GSM信号状态等，还可以显示手持终端与后台服务器的注册状态。在收到列车接近预警信息时，OLED显示模块70显示列车的车次、列车到达手持终端当前位置的时间等等。列车通过手持终端当前的位置后显示自动消失。

进一步的，为了保证手持终端与服务器传输数据的安全性，如图3所示，本实用新型的列车接近预警系统中的手持终端，还包括密钥芯片80，密钥芯片80与控制模块30连接，采用加密算法对传输数据进行加密，例如可以采用3DES密钥算法，由手持终端注册时产生的机器CPUID码以及时钟等特征码加入生成动态密钥。

较佳地，手持终端上还可设置用于确认列车接近预警信息的按键，在报警模块40进行声音、振动报警后，现场工作人员按下手持终端上的此按键即可停止报警，手持终端将发送确认信息至服务器以进行记录。

本实用新型提供的列车接近预警系统中的手持终端成本低、使用简易、可靠性高，将其与后台的服务器配合使用，通过TDCS、GPS、GIS及GPRS等技术的结合，能准确确定列车与工作人员的相对位置，得到的地理位置信息是确报信息，不会因为外界的干扰而改变报警距离的有效性。本实用新型提供的手持终端对各类列车均可准确报警，避免了不同属局列车进入该管局内漏报的情况。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种列车接近预警系统中的手持终端，其特征在于，包括定位模块、通讯模块、控制模块、报警模块、进行辅助定位和辅助通信的Zigbee模块以及为所述定位模块、所述通讯模块、所述控制模块、所述报警模块、所述Zigbee模块提供工作电源的电源模块；

所述控制模块分别与所述通讯模块、所述Zigbee模块、所述报警模块以及所述定位模块连接；所述控制模块接收所述定位模块或所述Zigbee模块生成的地理位置信息，并控制所述通讯模块发送所述地理位置信息及时钟信息；在接收到服务器发送的列车接近预警信息后，所述控制模块控制所述报警模块进行报警。

2.根据权利要求1所述的列车接近预警系统中的手持终端，其特征在于，所述通讯模块为GPRS模块或GSM模块。

3.根据权利要求1或2所述的列车接近预警系统中的手持终端，其特征在于，所述控制模块为单片机。

4.根据权利要求1或2所述的列车接近预警系统中的手持终端，其特征在于，所述定位模块包括GPS模块和/或BDS模块和/或GLONASS模块。

5.根据权利要求1或2所述的列车接近预警系统中的手持终端，其特征在于，所述报警模块包括蜂鸣器。

6.根据权利要求5所述的列车接近预警系统中的手持终端，其特征在于，所述报警模块还包括振动器。

7.根据权利要求1或2所述的列车接近预警系统中的手持终端，其特征在于，还包括由所述电源模块供电的OLED显示模块，所述OLED显示模块与所述控制模块连接。

8.根据权利要求1或2所述的列车接近预警系统中的手持终端，其特征在于，还包括密钥芯片，所述密钥芯片与所述控制模块连接。