CN207902455U - 一种车站改造条件下站场线路运维安全智能预警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车站改造条件下站场线路运维安全智能预警系统包括云端服务器，所述云端服务器通过有线或无线网络与现场监测数据采集子系统、预警信息系统、站场内线路运行安防预警子系统，所述现场监测数据采集子系统与监测装置、数据采集仪、无线发射装置相连，所述站场内线路运行安防预警子系统包含电子地图模块，并与视频联动控制器、声光报警器相连。本实用新型抗干扰能力强；本实用新型更便捷的管理：人员、设备位置实时掌握，管控效率大幅提示；本实用新型可实现站场改造作业时安全防护及预警，降低了安全管理的风险，提高建筑施工的安全管理水平与综合效益。便于建筑施工企业广泛的推广应用。

Description

一种车站改造条件下站场线路运维安全智能预警系统

技术领域

本实用新型属于铁路工程技术领域，具体涉及一种站场线路运维安全智能预警系统。

背景技术

随着我国铁路的快速发展，在铁路的大规模修建中，尤其是在既有线路改建中，站区改扩建、功能提升经常能够遇见改造的同时仍要保持线路运行的状况。例如在沈阳北站、德州东站及哈尔滨站等扩能改造工程中，需要增加线路、增加雨棚覆盖面积、加长旅客地道及车站综合改造等，在原有站场内实施过渡施工方案，均有施工与线路运维并行的情况。随着既有线客运和货运的不断增加，如何减少施工要点数量，最大限度减少对运输的压力是亟待解决的问题。通常情况下，利用天窗点通过现场增加安全员来实施盯梢式的管理。面对着我国目前大规模的既有线改造，尤其干线繁忙，以上管理办法弊病是明显的，且对一个施工项目部的成本以及对运输的影响都是很大的浪费。

因此，需要解决几类问题，如站场内第几道线有列车行驶，站台列车停靠情况，如何划定警戒区，报警情景的设定，区分警戒区内入侵信号的属性，结合运行和施工进行综合管理。

即预警系统应能在给定条件下预警，使现场安全人员及时定位并采取措施，以规避安全隐患；另一是应能识别列车的停靠情况及行驶状态；对既有线附近作业人员及时提醒及警示。传统的技术手段都不能有效解决实时定位及预警这一要求。

发明内容

本实用新型为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种站场线路运维安全智能预警系统。

本实用新型的技术方案是：一种站场线路运维安全智能预警系统，包括云端服务器，所述云端服务器通过有线或无线网络与现场监测数据采集子系统、预警信息系统、站场内线路运行安防预警子系统，所述现场监测数据采集子系统与监测装置、数据采集仪、无线发射装置相连，所述站场内线路运行安防预警子系统包含电子地图模块，并与视频联动控制器、声光报警器相连。

所述监测装置包括测速仪、振动传感器、微波雷达、红外探测仪、声波测距仪。

所述云端服务器通过网络通讯与客户查询端、移动查询端相连。

所述振动传感器沿线路给定范围内铺设。

所述红外探测仪、微波雷达、视频联动控制器、声光报警器安装在工字钢上，所述视频联动控制器驱动CCD红外摄像头。

所述工字钢顺站台黄线每40~60cm吊挂在雨棚弦杆上。

本实用新型的有益效果如下：

1）本实用新型抗干扰能力强；

2）本实用新型更便捷的管理：人员、设备位置实时掌握，管控效率大幅提示；

3）本实用新型实现轨迹回放及存储，在岗情况统计，路径规划及防碰撞；

4）本实用新型更安全的管理：有效预防伤亡事件，保护员工安；

5）本实用新型预警对象具有随机性，而且入侵瞬间发生，有实时性要求；

6）本实用新型微波雷达的使用绕开了多目标网络化分布的实时通信机制问题；

7）本实用新型具有现场管理特征的综合信息化管理系统；

8）本实用新型可实现站场改造作业时安全防护及预警，降低了安全管理的风险，提高建筑施工的安全管理水平与综合效益。便于建筑施工企业广泛的推广应用。

附图说明

图1 是本实用新型中预警系统的连接示意图；

图2 是本实用新型中站场内线路运行安防预警子系统的模块图；

图3 是本实用新型中监测装置的安装示意图；

图4 是本实用新型中预警方法的方法流程图；

其中：

1 云端服务器 2 现场监测数据采集子系统

3 预警信息系统 4 站场内线路运行安防预警子系统

5 监测装置 6 数据采集仪

7 无线发射装置 8 电子地图模块

9 视频联动控制器 10 声光报警器

11 测速仪 12 振动传感器

13 微波雷达 14 红外探测仪

15 声波测距仪 16 客户查询端

17 移动查询端 18 工字钢。

具体实施方式

以下，参照附图和实施例对本实用新型进行详细说明：

如图1~3所示，一种站场线路运维安全智能预警系统，包括云端服务器1，所述云端服务器1通过有线或无线网络与现场监测数据采集子系统2、预警信息系统3、站场内线路运行安防预警子系统4，所述现场监测数据采集子系统2与监测装置5、数据采集仪6、无线发射装置7相连，所述站场内线路运行安防预警子系统4包含电子地图模块8，并与视频联动控制器9、声光报警器10相连。

所述监测装置5包括测速仪11、振动传感器12、微波雷达13、红外探测仪14、声波测距仪15。

所述云端服务器1通过网络通讯与客户查询端16、移动查询端17相连。

所述振动传感器12沿线路给定范围内铺设。

所述红外探测仪14、微波雷达13、视频联动控制器9、声光报警器10安装在工字钢18上，所述视频联动控制器9驱动CCD红外摄像头。

所述工字钢18顺站台黄线每40~60cm吊挂在雨棚弦杆上。

所述现场监测数据采集子系统2、预警信息系统3、站场内线路运行安防预警子系统4通过云端服务器1实现信息的传输与共享。

所述预警信息系统3包括数据处理、采集控制、数据库管理与查询等。该系统基于bootstrap开发，是数据采集系统的核心，并运用基于DataSocket 技术的网络传输方式完成数据采集单元与之间的通信。

所述站场内线路运行安防预警子系统4即综合管理显示终端由应用功能模块、软件基础服务、底层硬件设备组成。可以实现以下功能：

1.基于WPF的电子地图交互：在电子地图内设置虚拟警戒墙，结合微波雷达载波传输情况判定信号入侵情况。

2.数据管理：对系统中的系统设置参数、管理对象位置数据等内容实现完整的存储，通过有机的数据组织实现科学有效管理。

3.警戒区域设定：针对关键区域的安全管理问题，提供管理对象与指定区域的相对位置关系监控。在以人机交互方式在电子地图上指定警戒区域后，系统可以自动监控指定时间段内，管理对象进入（或离开）该指定区域的事件，并进一步报警提示。

站场内线路运行安防预警子系统4包括以下模块：

模块1即设备运行设置，用于设备启动与关闭；模块2即地图查询：基于WPF电子地图，虚拟警戒区的设置及场区内场景展示；模块3即监控设置：用于软、硬件相关参数的设置与调节；模块4即监控对象：对监控对象进行分类；模块5即事件管理：用于危险程度识别，预警统计及情景回放；模块6即警戒区域：主要用于警戒电子围栏的设置；模块7即列车运行状态：对列车运行状态监控及统计；模块8即设备状态监控：用于设备运行状态监控，排查问题。

用于现场监测的监测传感器及硬件主要有CCD红外摄像头、声光报警系统、微波雷达及红外探测系统，振动传感器，声波测距仪。其中振动传感器根据预警安全时间要求沿线路给定范围内铺设；CCD红外摄像头、声光报警系统、微波雷达及红外探测系统可以安装在一段工字钢上，顺站台黄线每40~60m吊挂于雨棚弦杆上。

车站扩能改造时，综合微波雷达技术、人体红外探测技术、信息综合管理技术，设置虚拟警戒区，以实现以下几种场景：

火车通行时，人员及其他可动设施均不允许进入给定防护区域，若侵界即报警。

当传感器感知到有列车通过时，微波雷达一旦检测到任何入侵信号，都要报警，且开启摄像系统。

当传感器监测到列车停靠到某一站台时，系统可以识别顺轨道方向列车范围内旅客上下车这一正常运行作业，超出列车范围有侵界应能报警。

当振动传感器没有感知到列车通过时，微波雷达再对信号及预设报警条件进行分类报警。

改造区域工作人员配标签进入工作区域时，只激活成像系统做记录，不报警，这里标签的识别不属于本专利内容。

未配标签的非工作人员进入防护区域时，可以通过设置虚拟警戒墙的方式进行预警提示。需要在沿着虚拟墙体安装两道激活边界。

所述测速仪、振动传感器、声波测速仪联合使用能监测到列车的运行及停靠状态。

预警信息系统包括预警及管理决策建议等。

站场内线路运行安防系统预警系统包括数据处理、采集控制、数据库管理与查询等。该系统基于bootstrap开发，是数据采集系统的核心，并运用基于DataSocket 技术的网络传输方式完成数据采集单元与之间的通信。

安全防护预警系统的核心技术是多传感器的入侵信号识别、列车运行状态的监测及实时对场区进行管理的综合管理显示软件。

软件内载入有基于WPF开发的GIS的场区布置图形，可在该场区图形内设置虚拟警戒区，通过载波传输受阻情况判定入侵信号位置。

通过振动传感器、声波测距仪判断站场内列车运行或停靠状态，通过分段安装的微波雷达、人体红外探测仪及设置的虚拟墙判定入侵信号的属性。

通过多套探测设备同时检测，分析进入警戒区内的信号是否需要报警。若需预警，核心处理器调用声光报警器即刻报警，同时开启摄像头，结合摄像机联动技术可将人员的位置信息和周边环境信息在PC端中直观展示，对现场作业人员和监控中心进行安全提示。

对于生产现场人员的实时活动情况，采用视频监控记录并存档，进而分析、判别和发现是否有人进入安全禁区，以实现重要区域的智能监控。通过这些技术，确保现场工作人员按要求在指定的时间和指定的工作场所工作而不误入其他区域，确保巡检班组人员对现场安全隐患及时发现，避免事故发生。系统在工作现场和监控中心实现告警提醒功能，在前端(工作现场)采用声光告警提醒现场人员注意安全，在后端(监控中心)告警主动提醒监控人员关注现场的安全状况。

如图4所示，一种站场线路运维安全智能预警系统的预警方法，包括以下步骤：

ⅰ.通过操作显示终端设备运行设置开启系统；

ⅱ.振动传感器常开，监测站场及场区附近有无列车通行；

ⅲ.测速仪及声波测距仪常开，监测进入站场内的列车沿站台停靠状态；

ⅳ.判断站场内是否有列车通行，如果无列车通行，执行步骤ⅴ，如果有列车通行，通过微波雷达监测有无入侵信号，如果无入侵信号，不报警；如果有入侵信号，通过红外探测装置识别是否为人类，不是人类进行警示，如果是人类，报警并开启视频联动控制器，开启摄像头进行摄录；

ⅴ.站场内无列车通行时，测速仪及声波测距仪监测站台是否有列车停靠，无列车停靠，不报警，有列车停靠，进入步骤ⅵ；

ⅵ.站台有列车停靠时，进一步通过微波雷达监测有无入侵信号，无入侵信号，不报警；有入侵信号，通过红外探测装置识别是否是人类，不是人类进行警示，如果是人类，进入步骤ⅶ；

ⅶ.站台有列车停靠时，有人类进入警戒区时，通过声波测距仪及微波雷达检测是否为车身范围内旅客上下车，如果是，不报警，如果不是即车身范围外进入警戒区，报警并开启摄像系统摄录。

当列车停靠时，主要监测车身范围外有无侵界，车身范围内主要是旅客携行李上下车。

以上步骤是针对单一站台的；针对场区内多站台场景，以上运行流程是并行的。

本实用新型的预警方法实现如下功能：

其一、判断列车的运行及停靠状态。

其二、识别警戒区的入侵信号，立即预警，使现场安全人员及时定位并采取措施，消除安全隐患。

其三、判断距离值是否在预警阈值范围内。

其四、当距离值在预警阈值范围内，触发蜂鸣器，进行声光预警。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种车站改造条件下站场线路运维安全智能预警系统，包括云端服务器（1），其特征在于：所述云端服务器（1）通过有线或无线网络与现场监测数据采集子系统（2）、预警信息系统（3）、站场内线路运行安防预警子系统（4），所述现场监测数据采集子系统（2）与监测装置（5）、数据采集仪（6）、无线发射装置（7）相连，所述站场内线路运行安防预警子系统（4）包含电子地图模块（8），并与视频联动控制器（9）、声光报警器（10）相连。

2.根据权利要求1所述的一种车站改造条件下站场线路运维安全智能预警系统，其特征在于：所述监测装置（5）包括测速仪（11）、振动传感器（12）、微波雷达（13）、红外探测仪（14）、声波测距仪（15）。

3.根据权利要求1所述的一种车站改造条件下站场线路运维安全智能预警系统，其特征在于：所述云端服务器（1）通过网络通讯与客户查询端（16）、移动查询端（17）相连。

4.根据权利要求2所述的一种车站改造条件下站场线路运维安全智能预警系统，其特征在于：所述振动传感器（12）沿线路给定范围内铺设。

5.根据权利要求2所述的一种车站改造条件下站场线路运维安全智能预警系统，其特征在于：所述红外探测仪（14）、微波雷达（13）、视频联动控制器（9）、声光报警器（10）安装在工字钢（18）上，所述视频联动控制器（9）驱动CCD红外摄像头。

6.根据权利要求5所述的一种车站改造条件下站场线路运维安全智能预警系统，其特征在于：所述工字钢（18）顺站台黄线每40~60m吊挂在雨棚弦杆上。