CN206841449U - 一种本务机车作业安全防护系统 - Google Patents

Abstract

一种本务机车作业安全防护系统，实现在本务机车作业过程中，实时对本务机车位置信息、站场信号状态信息进行实时采集并输出机车目标距离信息，然后通过GPRS网络发送至车载设备进行分级预警提示。本系统包括信息运算子系统、定位子系统和车载子系统，所述信息运算子系统与定位子系统通过以太网进行信息传输；所述车载子系统与信息运算子系统通过GPRS网络进行实时传输交互信息；本实用新型优点：能够对机车作业过程进行分级预警或报警提示，同时能够实现全程监视和记录，有效防止本务机车作业事故的发生，方便用户对设备使用、维护。

Description

一种本务机车作业安全防护系统

技术领域

本实用新型属于铁路本务机车作业安全防护应用领域，具体是涉及一种本务机车作业安全防护系统。

背景技术

目前，全路运行的本务机车在牵引列车时已经实现了设备控车，但在调车作业时完全靠司机人为确认地面信号并操纵机车运行。由于本务机车作业一般均在运输繁忙的车站或编组场进行，一旦发生事故，将会对铁路运输造成较大的影响。

“本务机车作业安全防护系统”是针对本务机车在站场和机务段内进行出库、入库、转线、挂车等作业中，可能发生的越过关闭调车信号、撞土挡、压脱轨器、越出站界、闯入无电区、机车冲突等事故进行安全防护的系统。该系统采用计算机技术、北斗差分定位技术、无线通信技术、伪卫星技术等，通过信息采集，运用多任务、多线程的处理方法实现对铁路站场信号状态信息、进路信息、位置信息的综合运算处理生成行车许可信息等，并通过GPRS网络发送至车载设备进行分级预警及显示，机车司机根据系统提示的预警和显示信息进行制动或减速等操作，从而达到机车作业安全防护目的。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种本务机车作业安全防护系统，实现在本务机车作业过程中，实时对本务机车位置信息、站场信号状态信息进行实时采集并输出机车目标距离信息，然后通过GPRS网络发送至车载设备进行分级预警提示，机车司机根据系统预警提示进行制动或减速等操作，从而达到本务机车作业安全防护目的。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种本务机车作业安全防护系统，包括信息运算子系统、定位子系统和车载子系统；所述信息运算子系统与定位子系统通过网络进行电连接；所述车载子系统与信息运算子系统之间通过GPRS网络进行实时传输交互信息；

所述定位子系统，用于提供一定区域卫星差分信息并通过网络发送至信息运算子系统；

所述信息运算子系统，用于对接收外部设备传输的铁路站场信号状态信息、机车位置信息及输入经纬度站场图信息进行综合处理输出机车目标距离信息，并通过GPRS网络发送至车载子系统；同时提供本务机车作业过程信息实时显示；

所述车载子系统，用于接收地面行车许可信息并进行预警提示。

所述信息运算子系统，包括行车许可运算服务器、信息接口机、信息监视服务器、监视终端、维护终端、网络交换机；所述行车许可运算服务器、信息接口机、信息监视服务器通过网络交换机相连接；所述监视终端、维护终端与信息监视服务器通过铁路办公网或网络交换机相连接；

所述信息接口机，安装在铁路局或铁路总公司机房，用于接收外部设备传输的站场信号状态信息，经处理后转发至行车许可运算服务器；

所述行车许可运算服务器，安装在铁路局或铁路总公司机房，用于将接收站场信号状态信息、机车位置信息、卫星差分信息，经综合处理后输出机车目标距离信息，然后通过GPRS网络传输至车载子系统；同时行车许可运算服务器将接收站场信号状态信息、机车位置信息及经纬度站场图数据综合处理后通过以太网传输至信息监视服务器；

所述信息监视服务器，安装在铁路局或铁路总公司机房，用于将接收站场信息、机车信息进行分类处理，并传输至监视终端进行实时显示；

所述监视终端，用于将接收站场信号状态信息、机车位置信息、速度信息进行实时显示；所述监视终端，能够根据实际需要配置多个；

所述维护终端，用于显示系统各车站采集站场信号状态信息、机车位置信息、速度信息及系统设备运行状态；

所述网络交换机，用于信息运算子系统各设备之间信息传输、转发。

所述定位子系统，包括北斗差分服务器、北斗差分基站、伪卫星设备；

所述差分服务器分别与北斗差分基站、信息运算子系统行车许可运算服务器进行电连接；

所述北斗差分基站，安装在铁路车站，用于接收北斗卫星信号并传输至差分服务器；

所述北斗差分服务器，用于接收车站北斗差分基站发送的卫星接收信息、信息运算子系统发送的列车位置信息，经过处理后将机车位置的差分信息回传给信息运算子系统行车许可运算服务器；

所述伪卫星设备，用于解决大型车站风雨棚下收不到北斗卫星信号时，模拟卫星发送标准格式的电文信号供车载主机北斗接收模块接收及设备运算位置定位。

所述车载子系统，包括车载北斗天线、车载GPRS天线、车载主机、TAX箱采集板和显示单元；

所述车载北斗天线、车载GPRS天线与车载主机进行电连接；所述车载主机与显示单元、TAX箱采集板进行电连接；

所述车载北斗天线，用于接收北斗卫星信号并传输至车载主机；

所述车载GPRS天线，安装在本务机车室内，用于接收地面信息运算子系统传输信息并传输至车载主机，同时发射车载主机发送的信息；

所述车载主机，采用机架式结构，用于获取列车位置信息并发送至地面信息运算子系统，同时对接收行车许可信息进行处理和分级预警提示；

所述TAX箱采集板，用于采集TAX箱传输列车运行速度信息、车号信息并转发至车载主机；所述TAX 箱采集板安装在外部设备TAX箱内，通过串口总线与外部设备TAX箱相连接；

所述显示单元，用于显示车载主机输出机车预警信息、目标距离信息。

所述车载主机，包括电源板、BDS板、GPRS板、CPU板、C2板、总线板；

所述车载主机，采用机架式结构，车载主机各板卡通过总线板进行电连接；

所述电源板，用于将输入电源转换为各板卡所需工作电压；

所述BDS板，用于对接收北斗卫星信号进行处理并传输至CPU板；

所述GPRS板，用于车载主机与地面行车许可运算服务器之间进行信息通信；

所述C2板，用于接收TAX箱采集板传输的机车运行速度信息、车次信息，经转换处理后传输至CPU板；

所述总线板，用于车载主机各板卡之间电源连接、信号通信连接。

采用上述技术方案的本实用新型，它具有以下优点：

(1)本实用新型采用北斗卫星定位技术、无线通信技术、网络通信技术、计算机技术等，能够对本务机车在作业过程中可能发生的越过关闭调车信号、撞土挡、压脱轨器、越出站界、闯入无电区、机车冲突等事故进行分级预警或报警提示，有效防止本务机车作业事故的发生。

(2)本实用新型能够对本务机车作业过程进行全程监视和记录，实现机车作业情况的远程监视、预警提示及历史数据回放查询，同时能够对设备运行状态进行自检，方便用户对设备使用、维护。

附图说明

图1为本发明的系统结构图。

图2为本发明的数据处理流程图。

具体实施方式

下面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描述，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，本领域技术人员在没有作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。

如图1、图2所示，一种本务机车作业安全防护系统，包括信息运算子系统、定位子系统和车载子系统；所述信息运算子系统与定位子系统通过网络进行电连接；所述车载子系统与信息运算子系统之间通过GPRS网络进行实时传输交互信息；所述信息运算子系统，包括行车许可运算服务器、信息接口机、信息监视服务器、监视终端、网络交换机；所述定位子系统，包括北斗差分服务器、北斗差分基站；

系统地面设备启动后，信息运算子系统通过信息接口机接收外部设备传输的站场信号状态信息，经数据转换处理后传输给行车许可运算服务器；当车载设备启动后，车载主机通过GPRS网络发送机车初始位置信息至行车许可运算服务器，行车许可运算服务器将接收机车初始位置信息转发至北斗差分服务器，北斗差分服务器对接收北斗卫星信号、机车位置信号进行运算处理输出差分数据并发送至行车许可运算服务器，行车许可运算服务器将接收机车位置差分数据转发至车载设备；行车许可运算服务器根据接收站场信号状态信息、机车位置信息及经纬度站场图信息运算出列车目标距离信息，然后通过GPRS网络将列车目标距离信息发送至车载主机；车载主机将接收列车目标距离信息、列车速度信息输出至显示单元进行显示，同时车载主机对接收目标距离信息根据预先设定预警报警或报警条件进行分级预警或报警提示；

所述机车在运行过程中，车载主机实时发送机车精确位置信息至地面行车许可运算服务器；所述机车精确位置信息获得方法为，车载主机通过BDS天线实时接收卫星信号并运算列车速度信息、通过TAX箱采集板接收TAX箱传输的列车速度信息，同时车载主机接收行车许可运算服务器发送卫星差分数据，车载主机再根据机车速度信息、卫星差分数据计算出机车精确位置信息，然后通过GPRS网络将机车精确位置信息发送至地面行车许可运算服务器；

所述定位子系统，用于提供一定区域卫星差分信息并通过网络发送至信息运算子系统；

所述信息运算子系统，用于对接收外部设备传输的铁路站场信号状态信息、机车位置信息及输入经纬度站场图信息进行综合处理输出行车许可信息，并通过GPRS网络发送至车载子系统；同时提供本务机车作业过程信息实时显示、查询；

所述车载子系统，用于接收地面行车许可信息并进行预警提示及显示。

所述信息运算子系统，包括行车许可运算服务器、信息接口机、信息监视服务器、监视终端、网络交换机；所述行车许可运算服务器、信息接口机、信息监视服务器通过网络交换机相连接；所述监视终端、维护终端与信息监视服务器通过铁路办公网或网络交换机相连接；所述车载子系统，包括车载北斗天线、车载GPRS天线、车载主机、TAX箱采集板和显示单元；

所述信息接口机，安装在铁路局或铁路总公司机房，用于接收外部设备传输的站场信号状态信息，经处理后转发至行车许可运算服务器；

所述行车许可运算服务器，安装在铁路局或铁路总公司机房，用于将接收站场信号状态信息、机车位置信息、卫星差分信息综合处理输出行车许可信息，然后通过GPRS网络传输至车载子系统；同时行车许可运算服务器将接收站场信号状态信息、机车位置信息及经纬度站场图数据综合处理后通过以太网传输至信息监视服务器；

所述信息监视服务器，安装在铁路局或铁路总公司机房，用于将接收站场信息、机车信息进行分类处理、存储，并传输至监视终端进行实时显示；

所述监视终端，用于将接收站场信号状态信息、机车位置信息、速度信息进行实时显示，并提供历史查询服务；所述监视终端，能够根据实际需要配置多个；

所述维护终端，用于显示系统各车站采集站场信号状态信息、机车位置信息、速度信息及系统设备运行状态，并提供历史信息查询、打印服务；

所述网络交换机，用于信息运算子系统各设备之间信息传输、转发。

所述定位子系统，包括北斗差分服务器、北斗差分基站、伪卫星设备；

所述差分服务器分别与北斗差分基站、信息运算子系统行车许可运算服务器进行电连接；

所述北斗差分基站，安装在铁路车站，用于接收北斗卫星信号并传输至差分服务器；

所述北斗差分服务器，用于接收车站北斗差分基站发送的卫星接收信息、信息运算子系统发送的列车位置信息，经过处理后将机车位置的差分信息回传给信息运算子系统行车许可运算服务器；

所述伪卫星设备，用于解决大型车站风雨棚下收不到北斗卫星信号时，模拟卫星发送标准格式的电文信号供车载主机北斗接收模块接收及设备运算位置定位。

所述车载北斗天线、车载GPRS天线与车载主机进行电连接；所述车载主机与显示单元、TAX箱采集板进行电连接；

所述车载北斗天线，用于接收北斗卫星信号并传输至车载主机；

所述车载GPRS天线，安装在本务机车室内，用于接收地面信息运算子系统传输信息并传输至车载主机，同时发射车载主机发送的信息；

所述车载主机，采用机架式结构，用于获取列车位置信息并发送至地面信息运算子系统，同时对接收行车许可信息进行处理和分级预警提示；

所述TAX箱采集板，用于采集TAX箱传输列车运行速度信息、车号信息并转发至车载主机；所述TAX 箱采集板安装在外部设备TAX箱内，通过串口总线与外部设备TAX箱相连接；

所述显示单元，用于显示车载主机输出机车预警信息、目标距离信息。

所述车载主机，包括电源板、BDS板、GPRS板、CPU板、C2板、总线板；

所述车载主机，采用机架式结构，车载主机各板卡通过总线板进行电连接；

所述电源板，用于将输入电源转换为各板卡所需工作电压；

所述BDS板，用于对接收北斗卫星信号进行处理并传输至CPU板；

所述GPRS板，用于车载主机与地面行车许可运算服务器之间进行信息通信；

所述C2板，用于接收TAX箱采集板传输的机车运行速度信息、车次信息，经转换处理后传输至CPU板；

所述总线板，用于车载主机各板卡之间电源连接、信号通信连接。

本发明采用北斗卫星定位技术、无线通信技术、网络通信技术、计算机技术等，能够对本务机车在作业过程中可能发生的越过关闭调车信号、撞土挡、压脱轨器、越出站界、闯入无电区、机车冲突等事故进行分级预警或报警提示，有效防止本务机车作业事故的发生。

本发明能够对本务机车作业过程进行全程监视和记录，实现本务机车作业情况的远程监视、预警提示及历史数据回放查询，同时能够对设备运行状态进行自检，方便用户对设备使用、维护。

Claims (5)

1.一种本务机车作业安全防护系统，其特征是，它包括信息运算子系统、定位子系统和车载子系统；所述信息运算子系统与定位子系统通过网络进行电连接；所述车载子系统与信息运算子系统间采用GPRS网络进行实时传输交互信息；

所述定位子系统，用于提供一定区域卫星差分信息并通过网络发送至信息运算子系统；

所述信息运算子系统，用于对接收外部设备传输的铁路站场信号状态信息、机车位置信息及输入经纬度站场图信息进行综合处理输出机车目标距离信息，并通过GPRS网络发送至车载子系统；同时提供本务机车作业过程信息实时显示；

所述车载子系统，用于接收地面行车许可信息并进行预警提示及显示。

2.根据权利要求1所述的一种本务机车作业安全防护系统，其特征是，所述信息运算子系统，包括行车许可运算服务器、信息接口机、信息监视服务器、监视终端、维护终端、网络交换机；所述行车许可运算服务器、信息接口机、信息监视服务器通过网络交换机相连接；所述监视终端、维护终端与信息监视服务器通过铁路办公网或网络交换机相连接；

所述信息接口机，安装在铁路局或铁路总公司机房，用于接收外部设备传输的站场信号状态信息，经处理后转发至行车许可运算服务器；

所述行车许可运算服务器，安装在铁路局或铁路总公司机房，用于将接收站场信号状态信息、机车位置信息、卫星差分信息，经综合处理后输出机车目标距离信息，然后通过GPRS网络传输至车载子系统；同时行车许可运算服务器将接收站场信号状态信息、机车位置信息及经纬度站场图数据综合处理后通过以太网传输至信息监视服务器；

所述信息监视服务器，安装在铁路局或铁路总公司机房，用于将接收站场信息、机车信息进行分类处理、存储，并传输至监视终端进行实时显示；

所述监视终端，用于将接收站场信号状态信息、机车位置信息、速度信息进行实时显示；所述监视终端，能够根据实际需要配置多个；

所述维护终端，用于显示系统各车站采集站场信号状态信息、机车位置信息、速度信息及系统设备运行状态；

所述网络交换机，用于信息运算子系统各设备之间信息传输、转发。

3.根据权利要求1所述的一种本务机车作业安全防护系统，其特征是，所述定位子系统，包括北斗差分服务器、北斗差分基站、伪卫星设备；

所述差分服务器分别与北斗差分基站、信息运算子系统行车许可运算服务器进行电连接；

所述北斗差分基站，安装在铁路车站，用于接收北斗卫星信号并传输至差分服务器；

所述北斗差分服务器，用于接收车站北斗差分基站发送的卫星接收信息、信息运算子系统发送的列车位置信息，经过处理后将机车位置的差分信息回传给信息运算子系统行车许可运算服务器；

所述伪卫星设备，用于解决大型车站风雨棚下收不到北斗卫星信号时，模拟卫星发送标准格式的电文信号供车载主机北斗接收模块接收及设备运算位置定位。

4.根据权利要求1所述的一种本务机车作业安全防护系统，其特征是，所述车载子系统，包括车载北斗天线、车载GPRS天线、车载主机、TAX箱采集板和显示单元；

所述车载北斗天线、车载GPRS天线与车载主机进行电连接；所述车载主机与显示单元、TAX箱采集板进行电连接；

所述车载北斗天线，用于接收北斗卫星信号并传输至车载主机；

所述车载GPRS天线，安装在本务机车室内，用于接收地面信息运算子系统传输信息并传输至车载主机，同时发射车载主机发送的信息；

所述车载主机，采用机架式结构，用于获取列车位置信息并发送至地面信息运算子系统，同时对接收行车许可信息进行处理和分级预警提示；

所述TAX箱采集板，用于采集TAX箱传输列车运行速度信息、车号信息并转发至车载主机；所述TAX箱采集板安装在外部设备TAX箱内，通过串口总线与外部设备TAX箱相连接；

所述显示单元，用于显示车载主机输出机车预警信息、目标距离信息。

5.根据权利要求4所述的一种本务机车作业安全防护系统，其特征是，所述车载主机，包括电源板、BDS板、GPRS板、CPU板、C2板、总线板；

所述车载主机，采用机架式结构，车载主机各板卡通过总线板进行电连接；

所述电源板，用于将输入电源转换为各板卡所需工作电压；

所述BDS板，用于对接收北斗卫星信号进行处理并传输至CPU板；

所述GPRS板，用于车载主机与地面行车许可运算服务器之间信息通信；

所述C2板，用于接收TAX箱采集板传输的机车运行速度信息、车次信息，经转换处理后传输至CPU板；

所述总线板，用于车载主机各板卡之间电源连接、信号通信连接。