CN210526560U - 铁路作业安防系统和铁路调度系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种铁路作业安防系统和铁路调度系统。铁路作业安防系统包括北斗定位终端、远程服务器和现场报警设备。北斗定位终端由作业现场的作业人员携带，用于接收北斗卫星信号进行作业人员定位。远程服务器部署在数据中心，用于无线接收北斗定位终端发送的位置信号，监测北斗定位终端在虚拟电子围栏区中的位置状态，以及在北斗定位终端越出虚拟电子围栏区时生成告警信号。虚拟电子围栏区为作业现场中划设的安全作业区域对应的电子地图区域。现场报警设备由作业人员携带，用于无线接收到远程服务器发送的告警信号后进行现场安防告警。作业现场不再需要分配防护员，大大提高了铁路作业的安全防护效率。

Description

铁路作业安防系统和铁路调度系统

技术领域

本实用新型涉及铁路安防技术领域，特别是涉及一种铁路作业安防系统和铁路调度系统。

背景技术

随着铁路运输业的发展，铁路作业的安全防护也正日趋完善。铁路大型机械作业是铁路部门的一项日常工作，主要是在铁路沿线或轨道上进行的施工，在多轨道并行时，一条轨道作业，另外的轨道是正常行车的，这就要求现场作业人员在一定的安全范围内作业，不得越过安全红线，否则现场作业人员的人身安全将会面临威胁。

面对铁路大型机械作业过程中的现场作业人员人身安全的威胁，与日常维护铁路保障列车的正常运行之间的矛盾，传统的安防措施是给作业现场分配专门的防护员进行人工防护与提醒，或者是应用市面上基于GPS或者北斗定位系统的各类安全管理系统，通过现场人员携带的手持终端与远程中心的应用服务器进行协同安防。然而，在实现本实用新型的过程中，发明人发现传统的安防措施存在着安全防护效率不高的问题。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述传统的安防措施存在的问题，提供一种能够大大提高安全防护效率的铁路作业安防系统，以及一种铁路调度系统。

为了实现上述目的，本实用新型实施例采用以下技术方案：

一方面，本实用新型实施例提供一种铁路作业安防系统，包括：

北斗定位终端，由作业现场的作业人员携带，用于接收北斗卫星信号进行作业人员定位；

远程服务器，部署在数据中心，用于无线接收北斗定位终端发送的位置信号，监测北斗定位终端在虚拟电子围栏区中的位置状态，以及在北斗定位终端越出虚拟电子围栏区时生成告警信号；虚拟电子围栏区为作业现场中划设的安全作业区域对应的电子地图区域；

现场报警设备，由作业人员携带，用于无线接收到远程服务器发送的告警信号后进行现场安防告警。

在其中一个实施例中，北斗定位终端包括多个，各北斗定位终端与作业人员一一对应。

在其中一个实施例中，北斗定位终端包括定位计算板卡和无线通信模块，定位计算板卡电连接无线通信模块，定位计算板卡和无线通信模块分别用于电连接供电源；

定位计算板卡用于接收至少4颗北斗卫星的卫星信号，并解算出所属作业人员的定位信息；

无线通信模块还用于将定位信息转换成位置信号后无线传输至远程服务器。

在其中一个实施例中，现场报警设备包括多个，各现场报警设备与作业人员一一对应。

在其中一个实施例中，现场报警设备包括音频报警器、报警指示灯和震动报警器中的至少一种。

在其中一个实施例中，还包括调度台终端，调度台终端部署在指挥调度中心大厅且通信连接远程服务器；

调度台终端用于接收远程服务器发送的告警信号并进行告警提醒。

在其中一个实施例中，还包括中心显示大屏幕，中心显示大屏幕电连接远程服务器，用于实时展示各北斗定位终端的位置。

在其中一个实施例中，中心显示大屏幕为拼接墙显示器。

在其中一个实施例中，调度台终端包括坐席显示设备和/或PC机。

另一方面，本实用新型实施例提供一种铁路调度系统，包括上述的铁路作业安防系统。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

上述铁路作业安防系统和铁路调度系统，通过在作业现场的作业人员身上配备北斗定位终端，从而给予北斗卫星定位系统实现对作业人员的亚米级高精度定位，并将作业人员的定位信息通过位置信号发送给铁路数据中心的远程服务器。远程服务器进而可以根据接收到的位置信号，实时监测北斗定位终端在虚拟电子围栏区中的位置状态。当监测到北斗定位终端越出虚拟电子围栏区时，即判定相应的作业人员越出虚拟电子围栏区，从而向该相应的作业人员携带的现场报警设备发送告警信号，以进行现场安防告警。如此，作业现场不再需要分配防护员，作业人员定位判断精度高，告警通知更及时且实现全自动化，可靠性较好，大大提高了铁路作业的安全防护效率。

附图说明

图1为一个实施例中铁路作业安防系统的第一结构示意图；

图2为一个实施例中铁路作业安防系统的第二结构示意图；

图3为一个实施例中铁路作业安防系统的第三结构示意图；

图4为一个实施例中铁路作业安防系统的第四结构示意图；

图5为一个实施例中铁路作业安防系统的第五结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件，即也可以是间接连接到另一个元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，在一个实施例中，本申请提供的一种铁路作业安防系统，包括北斗定位终端12、远程服务器14和现场报警设备16。北斗定位终端12由作业现场的作业人员携带，用于接收北斗卫星信号进行作业人员定位。远程服务器14部署在数据中心，用于无线接收北斗定位终端12发送的位置信号，监测北斗定位终端12在虚拟电子围栏区中的位置状态，以及在北斗定位终端12越出虚拟电子围栏区时生成告警信号。虚拟电子围栏区为作业现场中划设的安全作业区域对应的电子地图区域。现场报警设备16由作业人员携带，用于无线接收到远程服务器14发送的告警信号后进行现场安防告警。

可以理解，北斗定位终端12为便携式的移动终端设备，可以实现接收北斗卫星信号后，解算得到作业人员的实时位置信息，例如作业人员坐在地理位置的经纬度和时间等位置信息，以定位作业人员。北斗定位终端12可以是但不限于基于北斗卫星定位系统进行定位的手机或者专用定位仪。远程服务器14为铁路数据中心已有的服务器可以提供各种数据分析与数据管理功能。现场报警设备16为具备无线通信功能的提醒设备。

具体的，作业现场的作业人员可以每人随身携带一个北斗定位终端12，也可以以若干人为一个小组的方式，由小组中其中一个作业人员或者小部分作业人员随身携带一个北斗定位终端12，具体可以根据作业内容、作业方式和其他人员编组方式等进行确定。北斗定位终端12接收北斗卫星信号后通过内部的定位解算模块实时定位作业人员，并将作业人员的定位信息通过相应的位置信号无线传输给远程服务器14，例如但不限于通过移动公网或者专网与远程服务器14进行无线通信，以向远程服务器14发送作业人员的位置信号。

远程服务器14接收到北斗定位终端12发送的位置信号后，即可自动获得相应作业人员的实时位置信息。因而可以通过该实时位置信息在电子地图上实时判断作业人员的实时位置是否超出虚拟电子围栏区，如果超出即表明相应作业人员的实时位置已经越过作业现场中的安全作业区域，将会面临人身安全威胁。此时，远程服务器14生成告警信号并向相应作业人员携带的现场报警设备16发送。相应作业人员携带的现场报警设备16接收到该告警信号后，立即进行现场安防告警，以提醒相应作业人员当前已经越过作业现场中的安全作业区域，需尽快返回安全作业区域。

上述铁路作业安防系统，通过在作业现场的作业人员身上配备北斗定位终端12，从而给予北斗卫星定位系统实现对作业人员的亚米级高精度定位，并将作业人员的定位信息通过位置信号发送给铁路数据中心的远程服务器14。远程服务器14进而可以根据接收到的位置信号，实时监测北斗定位终端12在虚拟电子围栏区中的位置状态。当监测到北斗定位终端12越出虚拟电子围栏区时，即判定相应的作业人员越出虚拟电子围栏区，从而向该相应的作业人员携带的现场报警设备16发送告警信号，以进行现场安防告警。如此，作业现场不再需要分配防护员，作业人员定位判断精度高，告警通知更及时且实现全自动化，可靠性较好，大大提高了铁路作业的安全防护效率。

请参阅图2，在一个实施例中，北斗定位终端12包括多个。北斗定位终端12与作业人员一一对应。

可以理解，北斗定位终端12的数量可以与作业现场的作业人员数量相同，也即北斗定位终端12有多个，且一个北斗定位终端12对应由一个作业人员携带。各个北斗定位终端12分别与远程服务器14无线通信，以将各个相应的作业人员的定位信息在作业过程中实时或者周期性地上报给远程服务器14，由远程服务器14分别监视各个作业人员的实时位置，确定是否有作业人员越出作业现场中的安全作业区域。从而远程服务器14可以对所有的作业人员均进行位置监视并提供相应的安防告警。通过上述采用与作业人员的数量一致的多个北斗定位终端12，分别与远程服务器14组网进行作业人员的安全防护，可以进一步提升安全防护效率，能够更好地避免造成人员伤亡。

在一个实施例中，北斗定位终端12包括定位计算板卡和无线通信模块。定位计算板卡电连接无线通信模块。定位计算板卡和无线通信模块分别用于电连接供电源。定位计算板卡用于接收至少4颗北斗卫星的卫星信号，并解算出所属作业人员的定位信息。无线通信模块还用于将定位信息转换成位置信号后无线传输至远程服务器14。

可以理解，定位计算板卡为本领域中已推广应用的北斗定位解算板卡，具体型号可以根据北斗定位终端12的定位性能与成本等进行选择。无线通信模块可以是但不限于本领域中的2G通信模块、3G通信模块、4G通信模块、5G通信模块、NB-IOT(窄带物联网)通信模块或者其他通信模块，具体可以根据定位信息的传输距离、终端功耗以及其他应用指标的要求进行选择。供电源为北斗定位终端12上可拆卸或不可拆卸的电池，且电池可以是可充电电池，也可以是不可充电电动。定位计算板卡和无线通信模块由供电源供电。

本领域技术人员可以理解，北斗定位终端12除上述的定位计算板卡和无线通信模块之外，还可以包括其他组成部件，例如卫星接收天线、外壳体和/或显示屏等。具体的，在对作业人员进行定位的过程中，定位计算板卡接收到至少4颗北斗卫星的卫星信号后，可以直接根据接收到的该至少4个卫星信号进行位置解算，以得到该北斗定位终端12所属的作业人员的定位信息，也即该作业人员当前在作业现场的具体位置，基于北斗卫星定位系统，利用至少4个卫星信号进行定位，定位计算板卡对作业人员的定位精度可达北斗亚米级的高精度水平。

定位计算板卡得到的作业人员的定位信息后，输出给无线通信模块。无线通信模块进而将该定位信息无线传输给远程服务器14，由远程服务器14基于该定位信息确定作业人员的实时位置并进行监视。通过上述的定位计算板卡和无线通信模块的应用，实现对作业人员的高精度定位，简化北斗定位终端12的设备结构同时，有效提升远程服务器14对作业人员是否越出作业现场中的安全作业区域的监视精度，提高安全防护效率。

请参阅图3，在一个实施例中，现场报警设备16包括多个。各现场报警设备16与作业人员一一对应。

可以理解，现场报警设备16的数量也可以与作业现场的作业人员数量相同，也即现场报警设备16有多个，且一个现场报警设备16对应由一个作业人员携带。各个现场报警设备16分别与远程服务器14无线通信，以接收对应于各个相应的作业人员的告警信号，进行针对各个相应的作业人员个人的安防告警。现场报警设备16可以是独立的告警设备，也可以与同属于一个作业人员的北斗定位终端12一体化封装。通过上述采用与作业人员的数量一致的多个现场报警设备16，分别与远程服务器14组网进行作业人员的安全防护，可以进一步提升安全防护效率，能够更好地避免造成人员伤亡。

在一个实施例中，现场报警设备16包括音频报警器、报警指示灯和震动报警器中的至少一种。

本领域技术人员可以理解，现场报警设备16中还可以包括用于接收远程服务器14下发的告警信号的无线通信模块，或者可以共用同属于一个作业人员的北斗定位终端12的无线通信模块，来实现与远程服务器14之间的通信。音频报警器、报警指示灯和震动报警器均可以通过无线通信模块接收到远程服务器14下发的告警信号。

现场报警设备16接收到告警信号后，可以通过音频报警的方式进行告警提醒，例如播放提醒语音，如“您已越出安全作业区域，请立即返回”的语音，或者发出蜂鸣声等。现场报警设备16接收到告警信号后，也可以通过灯光告警的方式进行告警提醒，例如发出单色或者多色的耀眼闪烁光；还可以通过震动的方式进行告警提醒。现场报警设备16接收到告警信号后，还可以同时通过音频报警、灯光告警与震动告警中的两种或者三种告警方式进行强力的安防告警，具体可以根据作业现场的环境情况进行选择，例如白天的作业现场，则可以采用音频报警和震动告警共同进行告警提醒；在夜间的作业现场，则可以采用音频报警和震动告警共同进行告警提醒，音频报警和灯光告警共同进行告警提醒，灯光告警和震动告警共同进行告警提醒，或者同时采用音频报警、灯光告警与震动告警三种告警方式进行强力告警提醒。

通过上述的告警提醒方式，可以有效确保作业人员在越出安全作业区域时的提醒，避免漏报导致安全事故的发生。告警实现简单且可靠性较高。

请参阅图4，在一个实施例中，铁路作业安防系统还包括调度台终端18。调度台终端18部署在指挥调度中心大厅且通信连接远程服务器14。调度台终端18用于接收远程服务器14发送的告警信号并进行告警提醒。

可以理解，调度台终端18为铁路的指挥调度中心大厅的电脑终端，例如调度员或者联络员使用的电脑终端，还可以是大厅操作坐席的显示操作终端。调度台终端18的数量可以一台，也可以是多台，具体可以根据应用需要进行确定。

具体的，在指挥调度中心大厅上，远程服务器14在向作业现场上的相应作业人员的现场报警设备16发送告警信号时，还可以将告警信号发送到调度台终端18，从而将作业现场上有作业人员越出安全作业区域而面临安全威胁的情况，通知给指挥调度中心大厅上的调度员或者联络员，以便对作业现场的安防情况进行核实、跟踪与管控等。通过上述的调度台终端18的接入应用，可以在指挥调度中心大厅上同步获知作业现场的安防情况，便于与作业现场进行远程协作，进一步提高作业现场上的作业人员的安全防护效率。

在一个实施例中，由于调度台终端18具备信息显示功能，因而当远程服务器14在接收到北斗定位终端12上报的位置信号后，可以自动地实时更新北斗定位终端12在作业现场对应的电子地图上的实时位置，并将相应的电子地图传输给调度台终端18的实时展示。前述的电子地图上则标记了前述的虚拟电子围栏区。指挥调度中心大厅上的调度员或者联络员可以通过显示的电子地图实时监视作业现场上所有作业人员的位置分布情况，以便在必要时及时联系相应的作业人员进行沟通与提醒。

考虑到野外环境可能会出现通信质量差与信号延迟等问题，因而远程服务器14、北斗定位终端12、现场报警设备16和调度台终端18之间，在音频数据处理中可以通过应用现有的后置滤波技术，以及硬件专项适配方案来提高音频质量；在视频数据处理中通过应用传统的网络自适应技术实现丢包补偿，确保调度台终端18显示的视频画面尽量少地出现卡顿和花屏。此外，还可以通过传统的带宽自动评估功能，保证在移动网络信号差的窄带宽环境中保证视频数据的流畅性，同时通过现有的业务功能中已广泛应用的自动或手动视频转音频的功能，实现在极端网络环境中优先保证音频的传输，从而确保铁路作业安防系统的最佳性能。

请参阅图5，在一个实施例中，铁路作业安防系统还包括中心显示大屏幕20。中心显示大屏幕20电连接远程服务器14，用于实时展示各北斗定位终端12的位置。

可以理解，远程服务器14在监视作业现场上各作业人员的实时位置时，还可以将相应的位置数据转发到中心显示大屏幕20上进行实时展示，从而在指挥调度中心大厅上，不同部门的调度员(例如作业现场的作业监控人员和执行列车调度任务的调度员等)可以跨部门协作，例如通过观察中心显示大屏幕20确认当前即将经过的作业现场上是否有作业人员越出安全作业区域，从而指挥行经列车的司机调整车速，以避免出现安全事故。通过北斗定位终端12、远程服务器14与中心显示大屏幕20的协同应用，可以实现不同的铁路作业部门之间的协作，从而进一步提高铁路作业的安全防护效率。

在一个实施例中，远程服务器14还用于记录并保存北斗定位终端12在电子地图上的移动轨迹。可以理解，远程服务器14在监视作业人员是否越界时，还可以利用自身的数据存储功能，将作业现场上各作业人员的位置移动轨迹保存为历史轨迹。此后，作业监控人员可以对各作业时段进行移动轨迹查询，以便在作业巡视与把控时，可以清楚明了的得知作业人员的行进路线，避免错巡与漏巡等异常情况的发生，以及时指导巡视工作的安全顺利进行。

在一个实施例中，中心显示大屏幕20为拼接墙显示器。可以理解，传统的中心显示大屏幕20可以有等离子体显示大屏幕，LED点阵的显示大屏幕等。在本实施例中的中心显示大屏幕20采用的是拼接墙显示器，用于对各北斗定位终端12的位置，也即各作业人员的位置进行实时显示，显示清晰度高且经济性好。

在一个实施例中，上述的调度台终端18包括坐席显示设备和/或PC机。可以理解，坐席显示设备也即指挥调度中心大厅中某一调度坐席或者作业监控坐席上的显示设备。远程服务器14在向作业现场上的相应作业人员的现场报警设备16发送告警信号时，还可以同步将告警信号发送到坐席显示设备，或者是作业监控人员使用的PC机，便于与作业现场进行远程协作，提高作业现场上的作业人员的安全防护效率，

在一个实施例中，还提供一种铁路调度系统，包括上述的铁路作业安防系统。

其中，关于本实施例中铁路作业安防系统的具体说明，可以参见上述各个实施例中相应的解释说明，此处不再展开重复赘述。本领域技术人员可以理解，铁路调度系统还包括其他各类组成设备，例如调度服务器、调度终端或者其他设备等，本说明书中不再对铁路调度系统已有的其他各类组成设备进行展开赘述。

上述铁路调度系统，通过应用上述的铁路作业安防系统，克服了传统的安防措施存在的安全防护效率不高的问题，使得作业现场不再需要分配防护员，作业人员定位判断精度高，告警通知更及时且实现全自动化，可靠性较好，大大提高了铁路作业的安全防护效率，也便于与将要行经作业现场的列车进行联合调度，确保列车畅通运行和作业人员的安全。

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 (10)

1.一种铁路作业安防系统，其特征在于，包括：

北斗定位终端，由作业现场的作业人员携带，用于接收北斗卫星信号进行作业人员定位；

远程服务器，部署在铁路数据中心，用于无线接收所述北斗定位终端发送的位置信号，监测所述北斗定位终端在虚拟电子围栏区中的位置状态，以及在所述北斗定位终端越出所述虚拟电子围栏区时生成告警信号；所述虚拟电子围栏区为所述作业现场中划设的安全作业区域对应的电子地图区域；

现场报警设备，由所述作业人员携带，用于无线接收到所述远程服务器发送的所述告警信号后进行现场安防告警。

2.根据权利要求1所述的铁路作业安防系统，其特征在于，所述北斗定位终端包括多个，各所述北斗定位终端与所述作业人员一一对应。

3.根据权利要求2所述的铁路作业安防系统，其特征在于，所述北斗定位终端包括定位计算板卡和无线通信模块，所述定位计算板卡电连接所述无线通信模块，所述定位计算板卡和所述无线通信模块分别用于电连接供电源；

所述定位计算板卡用于接收至少4颗北斗卫星的卫星信号，并解算出所属作业人员的定位信息；

所述无线通信模块还用于将所述定位信息转换成位置信号后无线传输至所述远程服务器。

4.根据权利要求1至3任一项所述的铁路作业安防系统，其特征在于，所述现场报警设备包括多个，各所述现场报警设备与所述作业人员一一对应。

5.根据权利要求4所述的铁路作业安防系统，其特征在于，所述现场报警设备包括音频报警器、报警指示灯和震动报警器中的至少一种。

6.根据权利要求4所述的铁路作业安防系统，其特征在于，还包括调度台终端，所述调度台终端部署在指挥调度中心大厅且通信连接所述远程服务器；

所述调度台终端用于接收所述远程服务器发送的所述告警信号并进行告警提醒。

7.根据权利要求6所述的铁路作业安防系统，其特征在于，还包括中心显示大屏幕，所中心显示大屏幕电连接所述远程服务器，用于实时展示各所述北斗定位终端的位置。

8.根据权利要求7所述的铁路作业安防系统，其特征在于，所述中心显示大屏幕为拼接墙显示器。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的铁路作业安防系统，其特征在于，所述调度台终端包括坐席显示设备和/或PC机。

10.一种铁路调度系统，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的铁路作业安防系统。

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