CN221151582U - 一种铁路货车列检作业人员定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铁路货车列检作业人员定位系统，包括：卫星定位系统，用于提供作业人员的位置信息；地面差分基站，与卫星定位系统通信连接，用于作为数据交换站，接收卫星定位系统数据；手持终端机，与地面差分基站通信连接，用于通过与基准站之间的差异来消除定位误差；信息管理平台，包括计算机服务器和显示模块，用于接收手持终端机和地面差分基站数据，通过计算数据显示作业人员在作业轨道的位置信息和作业轨迹。本实用新型通过上述设备形成列检作业场全天候、高精度、全时段、多场景的铁路列检作业人员高精度定位系统，实现对列检作业人员的行走路线和作业位置精准定位、异常报警及管理层远程安全质量监控管理目的。

Description

一种铁路货车列检作业人员定位系统

技术领域

本实用新型属于铁路列检作业技术领域，具体地说，涉及一种铁路货车列检作业人员定位系统。

背景技术

铁路货物列车检修所(简称列检所)，是负责进行列车运用维护检修，保证货物列车安全运行的场所，常设置于大型货物列车编组场，其检修作业具有野外露天、人员分散、点多线长、来往列车多、全天候作业及环境复杂的特殊性，给管理工作，特别是职工标准化作业质量管理控制带来非常大的难度和挑战。

为保证作业人员人身安全和列车检修质量，铁路部门制定了严格的列检所标准化作业流程和作业质量规范标准，其中包括非常重要的作业人员“整队出发、列队归所”走行路线图及复杂的列车两侧作业人员辆车、列车平行跨步、骑轨、立身移动行走路线图。但长期以来，由于缺乏信息化、数字化技术手段，管理层对作业人员是否按标作业，只能采取“人盯人”落后战术，对职工简化作业、漏检漏修、安全防护等缺少科学有效的把控方法，经常发生人身伤亡和车辆漏检漏修问题，给人身、行车安全带来极大安全风险，成为现场亟待解决的问题。

有鉴于此特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种铁路货车列检作业人员定位系统，通过设置卫星定位系统、地面差分基站、手持终端机、信息管理平台，应用成熟先进的卫星定位系统，通过在列检作业线路侧配置地面差分基站、作业人员手持终端机及由计算机服务器、显示模块组成的管理平台等硬件设施，形成一套完善的信息化、数字化列检所作业人员定位信息管理系统实现对列检所作业人员行走路线、作业位置、车辆位置进行精准自动定位、异常报警及管理层远程安全质量监控管理目的，提高对作业人员的定位精确性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是：本实用新型提供一种铁路货车列检作业人员定位系统，包括：

卫星定位系统，用于提供作业人员的位置信息；

地面差分基站，与卫星定位系统通信连接，用于作为数据交换站，接收卫星定位系统数据；

手持终端机，与地面差分基站通信连接，用于通过与地面差分基站之间的差异来消除定位误差；

信息管理平台，包括计算机服务器和显示模块，用于接收手持终端机和地面差分基站数据，通过计算数据显示作业人员在作业轨道的位置信息和作业轨迹。

进一步地，所述卫星定位系统包括：

卫星接收单元，用于接收地面差分基站、手持终端机的信号；

数据处理单元，用于处理来自地面差分基站、手持终端机的信号数据生成作业人员的位置信息；

控制单元，用于监控和管理卫星定位系统的运行，协调地面差分基站和卫星定位系统的运行；

卫星发送单元，用于将数据处理单元处理后的信号发送至地面差分基站。

进一步地，所述地面差分基站包括：

第一信号接收单元，用于接收卫星定位系统的数据处理单元处理后的信号；

第一RTK定位单元，用于提供地面差分基站的固定位置信息；

数据处理与分析单元，用于对接收到的信号数据进行处理、分析和存储，包括对定位结果进行处理和分析，提供高精度的位置信息；

第一通信单元，用于与计算机服务器进行数据传输和通信，将接收的数据传输至计算机服务器；

电源单元，用于提供地面差分基站所需的电力。

进一步地，所述地面差分基站具有多个，安装在作业轨道的一端，位于作业轨道的两侧；

所述地面差分基站的数量为两个。

进一步地，所述手持终端机包括：

第二通信单元，用于向卫星定位系统、地面差分基站进行信号数据传输和通信；

第二RTK定位模块，用于提供手持终端机的位置信息；

第二信号接收单元，用于接收卫星定位系统的数据，并将数据传输给计算机服务器。

进一步地，所述手持终端机还包括：

显示模块，用于显示作业信息、设备状态和定位信息；

电源模块，用于为手持终端机提供电源；

存储模块，用于存储数据信息。

进一步地，所述计算机服务器包括：

差分运算模块，与手持终端机和地面差分基站通信连接，用于接收手持终端机和地面差分基站的数据，矫正作业人员的位置信息。

进一步地，所述计算机服务器还包括：

数据采集模块，用于采集地面差分基站的位置信息和手持终端机的位置信息；

数据输出模块，用于将差分运算模块处理后的信息发送到显示模块上进行显示。

采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

(1)本实用新型通过设置卫星定位系统、地面差分基站、手持终端机、信息管理平台，应用成熟先进的卫星定位系统，通过在列检作业线路侧配置地面差分基站、作业人员手持终端机及由计算机服务器、显示模块组成的管理平台等硬件设施，形成一套完善的信息化、数字化列检所作业人员定位信息管理系统，实现对列检所作业人员行走路线、作业位置、车辆位置进行精准自动定位、异常报警及管理层远程安全质量监控管理目的，提高对作业人员的定位精确性

(2)本实用新型通过地面差分基站和手持终端机的配合使用，可以消除定位误差，提高定位精度；信息管理平台可以实时接收和显示作业人员的位置信息，方便管理人员对作业过程进行监控；通过卫星定位系统，作业人员可以更快速地找到需要检查的铁路货车，提高作业效率；管理人员可以通过卫星定位系统实时监控作业人员的位置，避免意外情况的发生，提高安全性；信息管理平台可以记录和存储作业人员的位置信息和作业轨迹，方便后续的数据分析和追溯。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本实用新型的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1是本实用新型一种铁路货车列检作业人员定位系统结构图；

图2是本实用新型一种铁路货车列检作业人员定位系统组成结构图；

图3是本实用新型地面差分基站安装图。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1至图2所示，本实用新型所述的一种铁路货车列检作业人员定位系统，包括卫星定位系统、地面差分基站、手持终端机和信息管理平台。

在图1中中控室为信息管理平台。

所述卫星定位系统用于提供作业人员的位置信息。

所述地面差分基站与卫星定位系统通信连接，用于作为数据交换站，接收卫星定位系统数据。

所述手持终端机与地面差分基站通信连接，用于通过与基准站之间的差异来消除定位误差。

所述信息管理平台包括计算机服务器和显示模块，用于接收手持终端机和地面差分基站数据，通过计算数据显示作业人员在作业轨道的位置信息和作业轨迹。

本实用新型通过设置卫星定位系统、地面差分基站、手持终端机、信息管理平台，应用成熟先进的卫星定位系统，通过在列检作业线路侧配置地面差分基站、作业人员手持终端机及由计算机服务器、显示模块组成的管理平台等硬件设施，形成一套完善的信息化、数字化列检所作业人员定位信息管理系统，通过地面差分基站和手持终端机的配合使用，可以消除定位误差，提高定位精度；信息管理平台可以实时接收和显示作业人员的位置信息，方便管理人员对作业过程进行监控；通过卫星定位系统，作业人员可以更快速地找到需要检查的铁路货车，提高作业效率；管理人员可以通过卫星定位系统实时监控作业人员的位置，避免意外情况的发生，提高安全性；信息管理平台可以记录和存储作业人员的位置信息和作业轨迹，方便后续的数据分析和追溯。

进一步地，所述卫星定位系统包括卫星接收单元、数据处理单元、控制单元、卫星发送单元。

所述卫星接收单元用于接收地面差分基站、手持终端机的信号。

所述数据处理单元用于处理来自地面差分站、手持终端机的信号数据生成作业人员的位置信息。

所述控制单元用于监控和管理卫星定位系统的运行，协调地面差分基站和卫星定位系统的运行。

所述卫星发送单元用于将数据处理单元处理后的信号发送至地面差分基站。

通过接收来自地面差分基站和手持终端机的信号，卫星定位系统可以生成作业人员的位置信息，并提高定位精度；卫星发送单元将处理后的信号发送至地面差分基站，实现了高效的数据传输和通信；控制单元用于监控和管理卫星定位系统的运行，协调地面差分基站和卫星定位系统的运行，确保系统的稳定性和可靠性；该卫星定位系统可以兼容北斗卫星系统，并利用北斗卫星系统的信号进行定位和通信，提高了系统的可用性和普及性；数据处理单元用于处理来自地面差分站、手持终端机的信号数据，生成作业人员的位置信息，提高了系统的数据处理能力。

本申请中的卫星定位系统是由一系列静态卫星和动态卫星组成，通过测量与卫星之间的时间差来计算出定位对象的位置，其中在本申请中应用RTK定位技术，在应用北斗RTK定位技术时，我们采用与北斗RTK定位模块相匹配的RTK接收器(RTK差分定位基站),并将其与计算机或移动终端相连接，接收器会接收并处理卫星信号，并将处理后的信号发送给终端服务器进行处理和显示人员位置。

进一步地，所述地面差分基站包括第一信号接收单元、第一RTK定位单元和数据处理与分析单元。

具体地，所述地面差分基站具有多个，安装在作业轨道的一端，位于作业轨道的两侧。

所述地面差分基站的数量为两个。

本实用新型中的地面差分基站的为固定基准站，地面差分基站通过与接收卫星定位系统的数据并计算手持终端机的精确位置，用于提供高精度的定位技术；地面差分基站能够提供高精度的位置信息，使得列检作业在作业过程中也能获得精准的位置信息，在列检作业场的每条作业轨道侧安装一个地面差分基站，作为本作业轨道人员定位的固定基准站，实时接收卫星定位系统的数据，并把接收的数据传输至服务器。

所述第一信号接收单元，用于接收卫星定位系统的数据处理单元处理后的信号。

所述第一RTK定位单元，用于提供地面差分基站的固定位置信息。

所述数据处理与分析单元，用于对接收到的信号数据进行处理、分析和存储，包括对定位结果进行处理和分析，提供高精度的位置信息。

所述第一通信单元，用于与计算机服务器进行数据传输和通信，将接收的数据传输至计算机服务器。

所述电源单元，用于提供地面差分基站所需的电力。

通过第一RTK定位单元和数据处理与分析单元的配合使用，地面差分基站可以提供高精度的位置信息，提高了定位精度，将地面差分基站的位置固定，提高了系统的稳定性和可靠性，确保了高精度的位置信息不受环境变化的影响，通信单元与计算机服务器进行数据传输和通信，将接收的数据传输至计算机服务器，实现了数据的实时传输和处理。

同时，地面差分基站的具有可扩展性，可以根据需要增加更多的基站来扩大覆盖范围和提高定位精度。

本申请地面差分基站安装要求，地面差分基准站应尽量选择在视线开阔的地带，避免高建筑物、山脉、树木等阻挡卫星信号，如下图3所示天线和天空15度方向要没有建筑物或者遮挡物，不能有遮挡物或者建筑物；选择远离电磁干扰源(如高压电线、电台、4G/5G通讯基站等)的地点，以确保设备正常运行；天线和馈线接头处做好防水处理。

进一步地，所述手持终端机包括第二通信单元、第二RTK定位单元、第二信号接收单元。

所述第二通信单元，用于向卫星定位系统、地面差分基站进行信号数据传输和通信。

所述第二RTK定位模块，用于提供手持终端机的位置信息。

所述第二信号接收单元，用于接收卫星定位系统的数据，并将数据传输给计算机服务器。

本实用新型通过在作业人员进入轨道作业时手持终端机中第二RTK定位模块也在接收卫星定位系统的数据并传输给计算机服务器，计算机服务器在地面差分基准站数据和手持终端机的第二RTK定位模块接收的数据基础上，根据相对定位原理，进行实时差分运算，从而解算出流动站的三维坐标及其精度，其定位精度可达1cm～2cm，然后在显示模块上显示作业人员手持终端的具体位置。

进一步地，所述手持终端机还包括显示模块、电源模块和存储模块。

所述显示模块用于显示作业信息、设备状态和定位信息。

所述电源模块用于为手持终端机提供电源。

所述存储模块用于存储数据信息。

通过显示模块用于显示手持终端的状态、定位结果等信息，通常包括液晶显示屏和触摸屏等；电源模块用于提供手持终端所需的电力，包括电池、充电器等，存储模块可以存储相应的数据信息，方便后续进行查看。

本实用新型中的手持终端机是一种集成了RTK技术的移动定位设备，RTK技术是一种高精度的实时定位技术，可以提供厘米级或亚厘米级的定位精度，RTK高精度定位手持终端通过接收卫星信号，使用RTK技术进行实时差分定位计算，它与地面差分基站相连，通过与地面差分基站之间的差异来消除定位误差，从而实现高精度的定位结果。

进一步地，所述计算机服务器包括差分运算模块，与手持终端机和地面差分基站通信连接，用于接收手持终端机和地面差分基站的数据，矫正作业人员的位置信息。

本实用新型通过差分运算模块接收来自手持终端机和地面差分基站的数据，对接收到的数据进行处理和分析，以消除定位误差，提高定位精度，将处理后的数据发送到显示模块，通过数据显示人员位置信息和作业轨迹；计算机服务器集中接收和处理来自手持终端机和地面差分基站的数据，方便对数据进行统一管理和处理，差分运算模块对数据的处理和分析，计算机服务器可以提供更准确的定位信息，提高定位精度，将处理后的数据显示在显示模块上，方便用户进行直观的监控和管理，计算机服务器可以记录和存储人员位置信息和作业轨迹，方便后续的数据分析和追溯，能够确保数据的稳定传输和处理，提高整个系统的稳定性。

具体地，所述计算机服务器还包括数据采集模块和数据输出模块。

所述数据采集模块用于采集地面差分基站的位置信息和手持终端机的位置信息。

所述数据输出模块，用于将差分运算模块处理后的信息发送到显示模块上进行显示。

通过数据采集模块采集地面差分基站的位置信息和手持终端机的位置信息通过差分运算模块接收来自手持终端机和地面差分基站的数据，对接收到的数据进行处理和分析，以消除定位误差，提高定位精度，数据输出模块将差分运算模块处理后的信息发送到显示模块上进行显示。信息管理平台主要是由计算机服务器和显示屏组成，通过无线网络把基准站的数据和手持终端的数据通过网络传输到计算机服务器，计算机服务器通过计算数据在显示屏上显示出人员位置信息和作业轨迹，实现对列检作业过程中人员的作业步骤及轨迹查看和记录，作业信息自动传输上报，列检所作业人员行走路线、作业位置、车辆位置进行精准自动定位、异常报警及管理层远程安全质量监控管理目的。

本实用新型通过工作时，首先在列检值班人员接到作业通知后，全组作业人员整队出发，检查手持终端机是否工作正常，在显示屏上可以实时查看全组人员位置是否全部显示确认无误后开始带队进入列检现场作业。

中控室(信息管理平台)的管理人员在显示屏上查看作业人员均到达指定位置，然后作业人员按照列检严格的步骤开始进行列检作业检查，根据作业文件规定要求，作业人员每行进一步就会进行一个列车位置点的检查。所以作业人员的步调基本一致，管理层可以在显示屏上实时盯控作业人员是否按标作业、简化作业、漏检等情况的发生；在列检作业人员从接到任务开始，每人的定位轨迹等信息开始记录存储。有助于需要时可以进行轨迹回放分析。

本实用新型基于北斗卫星高精度定位技术并辅以RTK技术，通过配置高精度手持终端机、地面差分基站以及信息管理平台，形成列检作业场全天候、高精度、全时段、多场景的铁路列检作业人员高精度定位系统，实现对列检作业人员的行走路线和作业位置精准定位、异常报警及管理层远程安全质量监控管理目的。从根本上改变了原来落后低效的管理方式，给确保人身安全、车辆检修质量及提高管理效率提供了可靠的技术保障。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本申请的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，上述实施例中的实施方案也可以进一步组合或者替换，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。

Claims (8)

1.一种铁路货车列检作业人员定位系统，其特征在于，包括：

卫星定位系统，用于提供作业人员的位置信息；

地面差分基站，与卫星定位系统通信连接，用于作为数据交换站，接收卫星定位系统数据；

手持终端机，与地面差分基站通信连接，用于通过与地面差分基站之间的差异来消除定位误差；

信息管理平台，包括计算机服务器和显示模块，用于接收手持终端机和地面差分基站数据，通过计算数据显示作业人员在作业轨道的位置信息和作业轨迹。

2.根据权利要求1所述的一种铁路货车列检作业人员定位系统，其特征在于，所述卫星定位系统包括：

卫星接收单元，用于接收地面差分基站、手持终端机的信号；

数据处理单元，用于处理来自地面差分基站、手持终端机的信号数据生成作业人员的位置信息；

控制单元，用于监控和管理卫星定位系统的运行，协调地面差分基站和卫星定位系统的运行；

卫星发送单元，用于将数据处理单元处理后的信号发送至地面差分基站。

3.根据权利要求2所述的一种铁路货车列检作业人员定位系统，其特征在于，所述地面差分基站包括：

第一信号接收单元，用于接收卫星定位系统的数据处理单元处理后的信号；

第一RTK定位单元，用于提供地面差分基站的固定位置信息；

数据处理与分析单元，用于对接收到的信号数据进行处理、分析和存储，包括对定位结果进行处理和分析，提供高精度的位置信息；

第一通信单元，用于与计算机服务器进行数据传输和通信，将接收的数据传输至计算机服务器；

电源单元，用于提供地面差分基站所需的电力。

4.根据权利要求3所述的一种铁路货车列检作业人员定位系统，其特征在于，所述地面差分基站具有多个，安装在作业轨道的一端，位于作业轨道的两侧；

所述地面差分基站的数量为两个。

5.根据权利要求1所述的一种铁路货车列检作业人员定位系统，其特征在于，所述手持终端机包括：

第二通信单元，用于向卫星定位系统、地面差分基站进行信号数据传输和通信；

第二RTK定位模块，用于提供手持终端机的位置信息；

第二信号接收单元，用于接收卫星定位系统的数据，并将数据传输给计算机服务器。

6.根据权利要求5所述的一种铁路货车列检作业人员定位系统，其特征在于，所述手持终端机还包括：

显示模块，用于显示作业信息、设备状态和定位信息；

电源模块，用于为手持终端机提供电源；

存储模块，用于存储数据信息。

7.根据权利要求1所述的一种铁路货车列检作业人员定位系统，其特征在于，所述计算机服务器包括：

差分运算模块，与手持终端机和地面差分基站通信连接，用于接收手持终端机和地面差分基站的数据，矫正作业人员的位置信息。

8.根据权利要求7所述的一种铁路货车列检作业人员定位系统，其特征在于，所述计算机服务器还包括：

数据采集模块，用于采集地面差分基站的位置信息和手持终端机的位置信息；

数据输出模块，用于将差分运算模块处理后的信息发送到显示模块上进行显示。