鐵路道口安全防護(hù)預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】鐵路道口安全防護(hù)預(yù)警系統(tǒng)，其特征是：由監(jiān)控中心子系統(tǒng)、工務(wù)段子系統(tǒng)、現(xiàn)場子系統(tǒng)及連接各子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)組成，所述監(jiān)控中心子系統(tǒng)通過TDCS接口服務(wù)器獲取信號(hào)設(shè)備狀態(tài)和運(yùn)行計(jì)劃，它由道口安全防護(hù)模塊、道口管理模塊、應(yīng)急通信模塊組成；所述工務(wù)段子系統(tǒng)從所述監(jiān)控中心子系統(tǒng)獲取道口實(shí)時(shí)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)所管轄道口的實(shí)時(shí)監(jiān)控，該子系統(tǒng)由外部接口模塊、道口安全防護(hù)模塊、身份認(rèn)證模塊、應(yīng)急通信模塊組成。提高列車定位的精度、可靠性、全面性和經(jīng)濟(jì)性，在中心和現(xiàn)場之間建立穩(wěn)定可靠的通信鏈接，報(bào)警對(duì)象不僅包括機(jī)動(dòng)車和行人，也包括列車司機(jī)，最大限度降低道口安全風(fēng)險(xiǎn)，相關(guān)要素組成一張閉環(huán)協(xié)同網(wǎng)絡(luò)，從根源上解決了道口安全管理中的信息交互不暢問題。
【專利說明】鐵路道口安全防護(hù)預(yù)警系統(tǒng)
[0001]所屬領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明公開了一種用于鐵路道口安全防護(hù)的預(yù)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于TDCS、無線列調(diào)、GSM-R和北斗衛(wèi)星導(dǎo)航等系統(tǒng)和技術(shù)，由中心子系統(tǒng)、工務(wù)段子系統(tǒng)和現(xiàn)場子系統(tǒng)三部分構(gòu)成。本發(fā)明將道口相關(guān)的安全要素進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化管理，從根源上提高了道口的安全防護(hù)水平。

【背景技術(shù)】
[0003]道口，指道路與鐵路的平面交叉處，鋪面寬度在2.5米及以上，直接與道路貫通的平面交叉路口。道口是列車、機(jī)動(dòng)車、蓄力車、行人和牲畜的通道，其管理涉及鐵路、安檢、公安、城建等多個(gè)部門。道口一直是鐵路安全生產(chǎn)中的薄弱環(huán)節(jié)，也是道路運(yùn)輸?shù)奈ｋU(xiǎn)地段，直接威脅交通參與者的人身安全。道口事故往往不僅造成鐵路行車中斷和道路阻塞，而且會(huì)造成重大經(jīng)濟(jì)損失和人身傷害，帶來惡劣的社會(huì)影響。
[0004]隨著我國鐵路運(yùn)營里程的增加和公路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，機(jī)動(dòng)車輛和行人穿越鐵路道口的需求量越來越大。通過我國鐵路不斷提速，運(yùn)營密度也逐步加大，道口安全防護(hù)問題愈顯重要。“平改交”是實(shí)現(xiàn)鐵路道口安全的最有效方式，但這一改造所需資金較多，只是逐步實(shí)施。平交道口的安全防護(hù)問題仍將是未來相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)鐵路生產(chǎn)的關(guān)注焦點(diǎn)之一。
[0005]按有無防護(hù)人員劃分，道口可分為無人看守道口和有人看守道口兩類。對(duì)于無人看守道口，一般只設(shè)有道口標(biāo)志、護(hù)樁、列車司機(jī)鳴笛標(biāo)志和停車讓行標(biāo)志。列車司機(jī)見鳴笛標(biāo)志后必須鳴笛，以通告道路上的車輛和行人避讓。對(duì)于有人看守道口，看守員根據(jù)列車接近信息進(jìn)行預(yù)警，同時(shí)阻止機(jī)動(dòng)車輛和行人的違規(guī)行為，以降低事故發(fā)生概率。列車接近的判斷方式包括自動(dòng)報(bào)警機(jī)、電話通知和目測(cè)三種，其中自動(dòng)報(bào)警機(jī)通過在鋼軌遠(yuǎn)端加裝感應(yīng)器，當(dāng)列車接近時(shí)將報(bào)警信號(hào)通過有線電纜傳至道口。
[0006]對(duì)于無人看守道口，由于缺少有效的動(dòng)態(tài)警示標(biāo)志，主要取決于機(jī)動(dòng)車駕駛員和行人的主觀安全意識(shí)，道口的交通安全無法得到保障。
[0007]對(duì)于有人看守道口，其安全性更多地取決于看守員的工作責(zé)任心，而管理部門無法及時(shí)監(jiān)管現(xiàn)場工作人員的工作狀態(tài)。此外，看守員只知道列車的大概位置，無法獲知列車的運(yùn)行速度和到達(dá)時(shí)間；道口缺少面向機(jī)動(dòng)車司機(jī)和行人的動(dòng)態(tài)顯示預(yù)警系統(tǒng)；道口對(duì)機(jī)動(dòng)車和行人無法實(shí)時(shí)監(jiān)控，不能有效遏制違規(guī)現(xiàn)象。這些都給道口安全保障埋下了隱患。
[0008]對(duì)于部分道口安裝的自動(dòng)報(bào)警機(jī)，其必須在道口兩端一定距離的遠(yuǎn)端安裝列車檢測(cè)設(shè)備，并從兩端往中心布線，實(shí)施難度和投入成本較大。此外，由于很多道口位于偏遠(yuǎn)地區(qū)，設(shè)備取電和系統(tǒng)維護(hù)都存在很多困難。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是:提供一種鐵路道口安全防護(hù)預(yù)警系統(tǒng)，提高列車定位的精度、可靠性、全面性和經(jīng)濟(jì)性，在中心和現(xiàn)場之間建立穩(wěn)定可靠的通信鏈接，報(bào)警對(duì)象不僅包括機(jī)動(dòng)車和行人，也包括列車司機(jī)，最大限度降低道口安全風(fēng)險(xiǎn)，相關(guān)要素組成一張閉環(huán)協(xié)同網(wǎng)絡(luò)，從根源上解決了道口安全管理中的信息交互不暢問題。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:鐵路道口安全防護(hù)預(yù)警系統(tǒng)，其特征是:由監(jiān)控中心子系統(tǒng)、工務(wù)段子系統(tǒng)、現(xiàn)場子系統(tǒng)及連接各子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)組成，所述監(jiān)控中心子系統(tǒng)通過TDCS接口服務(wù)器獲取信號(hào)設(shè)備狀態(tài)和運(yùn)行計(jì)劃，它由道口安全防護(hù)模塊、道口管理模塊、應(yīng)急通信模塊組成；所述工務(wù)段子系統(tǒng)從所述監(jiān)控中心子系統(tǒng)獲取道口實(shí)時(shí)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)所管轄道口的實(shí)時(shí)監(jiān)控，該子系統(tǒng)由外部接口模塊、道口安全防護(hù)模塊、身份認(rèn)證模塊、應(yīng)急通信模塊組成。
[0011]所述工務(wù)段子系統(tǒng)外部接口模塊與欄木、路障檢測(cè)、信號(hào)機(jī)既有系統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行信息交互，接口方式包括傳感器電路或數(shù)據(jù)接口，該外部接口模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)欄木的升落狀態(tài)，并能夠在無人看守道口對(duì)欄木進(jìn)行控制，系統(tǒng)通過路障檢測(cè)設(shè)備實(shí)時(shí)判斷防護(hù)區(qū)內(nèi)的機(jī)動(dòng)車和行人是否清空，對(duì)于半自動(dòng)閉塞區(qū)段，系統(tǒng)實(shí)時(shí)獲取道口信號(hào)機(jī)的狀態(tài)，以獲取更精確的列車接近信息；
[0012]所述工務(wù)段子系統(tǒng)道口安全防護(hù)模塊按設(shè)定頻率將道口信息上傳至中心，并根據(jù)中心下發(fā)的指令進(jìn)行報(bào)警提示，同時(shí)根據(jù)現(xiàn)場機(jī)動(dòng)車和行人的避讓情況對(duì)列車司機(jī)進(jìn)行報(bào)警提示；
[0013]所述工務(wù)段子系統(tǒng)身份認(rèn)證模塊用于對(duì)有人看守道口看守員的確認(rèn)，認(rèn)證方式包括指紋、動(dòng)態(tài)口令；
[0014]所述工務(wù)段子系統(tǒng)應(yīng)急通信模塊應(yīng)用于自然災(zāi)害、行車事故或其他突發(fā)性公共事件場景，系統(tǒng)可與中心間進(jìn)行話音、圖像、視頻和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的雙向可靠傳輸。
[0015]所述工務(wù)段子系統(tǒng)通過GSM-R、GSM/3G和北斗短報(bào)文模塊實(shí)現(xiàn)中心和現(xiàn)場的話音、圖像、視頻和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)雙向通信，并且自動(dòng)分析各類通道的傳輸質(zhì)量，選擇使用速度和可靠性最佳的通道，該子系統(tǒng)通過GSM-R和無線列調(diào)模塊實(shí)現(xiàn)列車司機(jī)與現(xiàn)場的語音通信，當(dāng)列車接近時(shí)，路障檢測(cè)設(shè)備發(fā)現(xiàn)防護(hù)區(qū)域存在未及時(shí)撤離的機(jī)動(dòng)車輛或行人，則系統(tǒng)發(fā)起對(duì)列車司機(jī)的呼叫，并播送預(yù)存的警示語音；對(duì)于GSM-R區(qū)段，系統(tǒng)根據(jù)車次號(hào)進(jìn)行功能尋址呼叫；對(duì)于非GSM-R區(qū)段，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定通信頻點(diǎn)，反復(fù)播送警示語音。
[0016]所述工務(wù)段子系統(tǒng)在使用過程中與所述監(jiān)控中心保持在線連接狀態(tài)，在與所述監(jiān)控中心失去連接時(shí)，系統(tǒng)會(huì)以語音、光、振動(dòng)方式持續(xù)提醒機(jī)動(dòng)車輛、行人和看守員加強(qiáng)人工防護(hù)。
[0017]所述工務(wù)段子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)可分為無線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)，所述有線網(wǎng)絡(luò)分為工務(wù)段、車間、工區(qū)之間通信的基層網(wǎng)和工務(wù)段對(duì)鐵路局、鐵路總公司的上層網(wǎng)，基層網(wǎng)采用專用的傳輸通道，應(yīng)用環(huán)形組網(wǎng)冗余措施提高網(wǎng)絡(luò)可靠性，上層網(wǎng)基于鐵路既有基礎(chǔ)通信平臺(tái)和TCP/IP協(xié)議，鐵路局、總公司與工務(wù)段之間采用星型專用通道連接。
[0018]所述工務(wù)段子系統(tǒng)將各工務(wù)段與道口安全防護(hù)相關(guān)的要素集中管理，包括看守員、現(xiàn)場安全防護(hù)設(shè)備、列車運(yùn)行情況，各段根據(jù)所管轄道口的特點(diǎn)增加防護(hù)要素，并制定差異化的報(bào)警觸發(fā)條件。
[0019]所述監(jiān)控中心子系統(tǒng)道口安全防護(hù)模塊定量分析列車定位信息的誤差和時(shí)延影響，評(píng)估道口安全防護(hù)要素，構(gòu)建面向各類道口的安全防護(hù)預(yù)警模型，根據(jù)列車位置、速度和應(yīng)用場景，動(dòng)態(tài)生成不同等級(jí)的防護(hù)區(qū)域；所述監(jiān)控中心子系統(tǒng)道口管理模塊實(shí)時(shí)監(jiān)控道口的作業(yè)情況，采集和分析現(xiàn)場的語音、圖像和視頻信息，并將決策信息下發(fā)至相應(yīng)工務(wù)段子系統(tǒng)；所述監(jiān)控中心子系統(tǒng)應(yīng)急通信模塊應(yīng)用于自然災(zāi)害、行車事故或其他突發(fā)性公共事件，該系統(tǒng)為指揮中心與現(xiàn)場間提供穩(wěn)定可靠的通信保障，實(shí)現(xiàn)話音、圖像、視頻和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的雙向可靠傳輸。
[0020]所述監(jiān)控中心子系統(tǒng)基于TDCS接口服務(wù)器、GSM-R接口服務(wù)器、GPRS/3G接口服務(wù)器、北斗民用運(yùn)營平臺(tái)和鐵路GIS平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)道口安全防護(hù)功能；該監(jiān)控中心子系統(tǒng)通過TDCS接口服務(wù)器獲取信號(hào)設(shè)備狀態(tài)和三小時(shí)階段計(jì)劃，掌握管轄范圍內(nèi)所有列車的當(dāng)前位置和運(yùn)行計(jì)劃信息。
[0021]所述監(jiān)控中心子系統(tǒng)在GSM-R覆蓋區(qū)域，系統(tǒng)優(yōu)先采用其作為語音和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸通道；在其它區(qū)域，系統(tǒng)采用公網(wǎng)GSM/3G作為語音和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸通道，系統(tǒng)采用公網(wǎng)GSM/3G作為圖像和視頻數(shù)據(jù)的傳輸通道，當(dāng)GSM-R與公網(wǎng)信號(hào)皆未覆蓋或故障時(shí)，系統(tǒng)采用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)作為業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸通道。
[0022]所述監(jiān)控中心子系統(tǒng)通過鐵路GIS平臺(tái)進(jìn)行道口安全防護(hù)相關(guān)要素空間數(shù)據(jù)的管理、編輯、維護(hù)，道口安全防護(hù)相關(guān)要素既包括鐵路線路、區(qū)段、車站、站場配線、閉塞分區(qū)道口周界設(shè)施，也包括欄木、道口信號(hào)機(jī)、道口標(biāo)志、司機(jī)鳴笛標(biāo)志、看守房道口內(nèi)部設(shè)施，還包括列車、看守員動(dòng)態(tài)要素。
[0023]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):1)與有人看守道口的人工防護(hù)方式相比，本發(fā)明可將最準(zhǔn)確的列車接近信息自動(dòng)發(fā)至現(xiàn)場并自動(dòng)報(bào)警，從本源上解決了人工防護(hù)中存在的漏報(bào)、誤報(bào)、效率低下等問題；同時(shí)本系統(tǒng)將現(xiàn)場異常情況發(fā)送列車司機(jī)，解決了人工防護(hù)中無法叫停列車的問題。2)與自動(dòng)報(bào)警機(jī)相比，本發(fā)明在列車位置獲取、報(bào)警信息可靠傳送、報(bào)警信息有效性等方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明構(gòu)建的監(jiān)控中心、工務(wù)段和現(xiàn)場融合的閉環(huán)協(xié)同網(wǎng)絡(luò)，這更是其它防護(hù)系統(tǒng)無法具備的功能特色。3)本發(fā)明基于TDCS系統(tǒng)獲取列車實(shí)時(shí)位置及運(yùn)行計(jì)劃信息，這是當(dāng)前精度最高也最可靠的列車定位方法，且無需在現(xiàn)場另加列車位置檢測(cè)設(shè)備。TDCS的列車占用信息來源底層的信號(hào)系統(tǒng)，而三小時(shí)階段計(jì)劃信息直接用于指揮行車。與既有自動(dòng)報(bào)警機(jī)相比，本系統(tǒng)在列車定位的精度、可靠性、全面性和經(jīng)濟(jì)性上具有明顯的優(yōu)勢(shì)。4)本發(fā)明綜合采用北斗短報(bào)文、GSM-R、GSM/3G等通信技術(shù)，力求在中心和現(xiàn)場之間建立穩(wěn)定可靠的通信鏈接；綜合采用GSM-R和無線列調(diào)等通信技術(shù)，力求在現(xiàn)場與列車司機(jī)間建立穩(wěn)定可靠的通信鏈接。5)本發(fā)明的報(bào)警對(duì)象不僅包括機(jī)動(dòng)車和行人，也包括列車司機(jī)，力求最大限度降低道口安全風(fēng)險(xiǎn)。6)本發(fā)明將監(jiān)控中心、工務(wù)段、現(xiàn)場等道口安全防護(hù)相關(guān)要素組成了一張閉環(huán)的協(xié)同網(wǎng)絡(luò)，從根源上解決了道口安全管理中的信息交互不暢問題。當(dāng)系統(tǒng)某一部分或通信網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，系統(tǒng)其它部分可自動(dòng)感知，并提醒作業(yè)人員加強(qiáng)人工防護(hù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明鐵路道口安全防護(hù)預(yù)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；
[0025]圖2為本發(fā)明監(jiān)控中心子系統(tǒng)模塊組成；
[0026]圖3本發(fā)明現(xiàn)場子系統(tǒng)模塊組成。
具體實(shí)施方案
[0027]下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。
[0028]本發(fā)明由監(jiān)控中心子系統(tǒng)、工務(wù)段子系統(tǒng)、現(xiàn)場子系統(tǒng)及連接各子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)組成。
[0029]監(jiān)控中心子系統(tǒng)是本系統(tǒng)的信息處理中樞，既可設(shè)置于鐵路總公司，也可設(shè)置于各鐵路局，亦可按兩層結(jié)構(gòu)同時(shí)設(shè)置于總公司和鐵路局。該子系統(tǒng)基于TDCS接口服務(wù)器、GSM-R接口服務(wù)器、GPRS/3G接口服務(wù)器、北斗民用運(yùn)營平臺(tái)和鐵路GIS平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)道口安全防護(hù)功能。
[0030]監(jiān)控中心子系統(tǒng)通過TDCS接口服務(wù)器獲取信號(hào)設(shè)備狀態(tài)和三小時(shí)階段計(jì)劃，從而掌握管轄范圍內(nèi)所有列車的當(dāng)前位置和運(yùn)行計(jì)劃信息。信號(hào)設(shè)備狀態(tài)包括進(jìn)站、出站、區(qū)間、調(diào)車信號(hào)機(jī)顯示，軌道電路的空閑與占用，進(jìn)路空閑、鎖閉與占用，接近、離去區(qū)段的空閑與占用信息。三小時(shí)階段計(jì)劃包括列車車次、列車等級(jí)、列車長度、運(yùn)行方向、運(yùn)行路徑、運(yùn)行時(shí)分、停站時(shí)分和停靠股道信息。
[0031]監(jiān)控中心子系統(tǒng)通過GSM-R接口服務(wù)器、GSM/3G接口服務(wù)器、北斗民用運(yùn)營平臺(tái)建立中心與現(xiàn)場間的通信鏈路。中心實(shí)時(shí)接收現(xiàn)場的語音、圖像、視頻及欄木、報(bào)警燈、報(bào)警喇叭設(shè)備狀態(tài)信息，并實(shí)時(shí)向現(xiàn)場下發(fā)語音及報(bào)警數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信息。在GSM-R覆蓋區(qū)域，系統(tǒng)優(yōu)先采用其作為語音和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸通道；在其它區(qū)域，系統(tǒng)采用公網(wǎng)GSM/3G作為語音和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸通道；系統(tǒng)采用公網(wǎng)GSM/3G作為圖像和視頻數(shù)據(jù)的傳輸通道。當(dāng)GSM-R與公網(wǎng)信號(hào)皆未覆蓋或故障時(shí)，系統(tǒng)采用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)作為業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸通道。
[0032]監(jiān)控中心子系統(tǒng)通過鐵路GIS平臺(tái)進(jìn)行道口安全防護(hù)相關(guān)要素空間數(shù)據(jù)的管理、編輯、維護(hù)。道口安全防護(hù)相關(guān)要素既包括鐵路線路、區(qū)段、車站、站場配線、閉塞分區(qū)道口周界設(shè)施，也包括欄木、道口信號(hào)機(jī)、道口標(biāo)志、司機(jī)鳴笛標(biāo)志、看守房道口內(nèi)部設(shè)施，還包括列車、看守員動(dòng)態(tài)要素。
[0033]監(jiān)控中心子系統(tǒng)道口安全防護(hù)模塊定量分析列車定位信息的誤差和時(shí)延影響，統(tǒng)籌研究和評(píng)估道口安全防護(hù)要素，構(gòu)建面向各類道口的安全防護(hù)預(yù)警模型。系統(tǒng)根據(jù)列車位置、速度和應(yīng)用場景，動(dòng)態(tài)生成不同等級(jí)的防護(hù)區(qū)域；如道口位于該區(qū)域內(nèi)，系統(tǒng)向其下發(fā)不同等級(jí)的報(bào)警信息。
[0034]監(jiān)控中心子系統(tǒng)道口管理模塊實(shí)時(shí)監(jiān)控道口的作業(yè)情況，采集和分析現(xiàn)場的語音、圖像和視頻信息，并將決策信息下發(fā)至相應(yīng)工務(wù)段子系統(tǒng)。
[0035]監(jiān)控中心子系統(tǒng)應(yīng)急通信模塊應(yīng)用于自然災(zāi)害、行車事故或其他突發(fā)性公共事件場景。系統(tǒng)可為指揮中心與現(xiàn)場間提供穩(wěn)定可靠的通信保障，實(shí)現(xiàn)話音、圖像、視頻和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的雙向可靠傳輸。
[0036]工務(wù)段子系統(tǒng)用于各工務(wù)段的道口安全管理，可在工務(wù)段、工務(wù)車間或工務(wù)工區(qū)設(shè)置相應(yīng)操作終端。
[0037]工務(wù)段子系統(tǒng)將各工務(wù)段與道口安全防護(hù)相關(guān)的要素集中管理，包括看守員、現(xiàn)場安全防護(hù)設(shè)備、列車運(yùn)行情況。各段可根據(jù)所管轄道口的特點(diǎn)增加防護(hù)要素，并制定差異化的報(bào)警觸發(fā)條件。
[0038]工務(wù)段子系統(tǒng)從監(jiān)控中心子系統(tǒng)獲取道口的實(shí)時(shí)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)所管轄道口的實(shí)時(shí)監(jiān)控。監(jiān)控信息包括道口行車狀況、防護(hù)設(shè)備工作狀態(tài)、看守員工作狀態(tài)和現(xiàn)場子系統(tǒng)工作狀態(tài)，其中道口行車狀況包括列車速度、方向、通過道口時(shí)間，防護(hù)設(shè)備工作狀態(tài)包括欄木升落狀態(tài)、路障檢測(cè)設(shè)備狀態(tài)、報(bào)警燈和報(bào)警喇叭開關(guān)狀態(tài)，看守員工作狀態(tài)包括當(dāng)前看守員姓名、交接班時(shí)間、當(dāng)前動(dòng)作行為，現(xiàn)場子系統(tǒng)工作狀態(tài)指本系統(tǒng)現(xiàn)場設(shè)備設(shè)備的工作狀態(tài)，包括電源、通訊、控制模塊的指標(biāo)參數(shù)。
[0039]工務(wù)段子系統(tǒng)是本系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，既可安裝于有人看守道口的看守房內(nèi)，也可露天安裝于無人看守道口。該子系統(tǒng)配備GSM-R、無線列調(diào)、GSM/3G、北斗短報(bào)文、太陽能供電、外部接口模塊，實(shí)現(xiàn)道口安全防護(hù)、身份認(rèn)證、應(yīng)急通信功能。
[0040]工務(wù)段子系統(tǒng)通過GSM-R、GSM/3G和北斗短報(bào)文模塊實(shí)現(xiàn)中心和現(xiàn)場的話音、圖像、視頻和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)雙向通信。本子系統(tǒng)自動(dòng)分析各類通道的傳輸質(zhì)量，選擇使用速度和可靠性最佳的通道。北斗短報(bào)文模塊可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場景選配。如本系統(tǒng)設(shè)置于看守房內(nèi)，則天線需外置于室外。
[0041 ] 工務(wù)段子系統(tǒng)通過GSM-R和無線列調(diào)模塊實(shí)現(xiàn)列車司機(jī)與現(xiàn)場的語音通信。當(dāng)列車接近時(shí)，系統(tǒng)如通過路障檢測(cè)設(shè)備發(fā)現(xiàn)防護(hù)區(qū)域存在未及時(shí)撤離的機(jī)動(dòng)車輛或行人，則系統(tǒng)發(fā)起對(duì)列車司機(jī)的呼叫，并播送預(yù)存的警示語音。對(duì)于GSM-R區(qū)段，系統(tǒng)根據(jù)車次號(hào)進(jìn)行功能尋址呼叫；對(duì)于非GSM-R區(qū)段，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定通信頻點(diǎn)，反復(fù)播送警示語音。
[0042]對(duì)于取電困難的偏遠(yuǎn)道口，本子系統(tǒng)提供太陽能供電模塊，包括太陽能電池板、太陽能控制器和蓄電池。
[0043]工務(wù)段子系統(tǒng)通過外部接口模塊可與欄木、路障檢測(cè)、信號(hào)機(jī)既有系統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行信息交互，接口方式包括傳感器電路和數(shù)據(jù)接口。系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)欄木的升落狀態(tài)，并可在無人看守道口對(duì)欄木進(jìn)行控制；系統(tǒng)通過路障檢測(cè)設(shè)備可實(shí)時(shí)判斷防護(hù)區(qū)內(nèi)的機(jī)動(dòng)車和行人是否清空；對(duì)于半自動(dòng)閉塞區(qū)段，系統(tǒng)實(shí)時(shí)獲取道口信號(hào)機(jī)的狀態(tài)，以獲取更精確的列車接近信息。
[0044]工務(wù)段子系統(tǒng)道口安全防護(hù)模塊按設(shè)定頻率將道口信息上傳至中心，并根據(jù)中心下發(fā)的指令進(jìn)行報(bào)警提示，同時(shí)根據(jù)現(xiàn)場機(jī)動(dòng)車和行人的避讓情況對(duì)列車司機(jī)進(jìn)行報(bào)警提示。道口信息包括語音、圖像、視頻及欄木、報(bào)警燈、報(bào)警喇叭設(shè)備狀態(tài)信息。對(duì)于機(jī)動(dòng)車和行人，報(bào)警方式包括語音、光、數(shù)字動(dòng)態(tài)顯示牌，報(bào)警內(nèi)容包括列車距離、速度和預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間；對(duì)于列車司機(jī)，報(bào)警方式為電話呼叫，報(bào)警內(nèi)容包括道口名稱、公里標(biāo)和操作建議。系統(tǒng)按設(shè)定頻率與中心同步時(shí)間信息，并保存最近一個(gè)月的報(bào)警信息。
[0045]工務(wù)段子系統(tǒng)身份認(rèn)證模塊用于對(duì)有人看守道口看守員的確認(rèn)。認(rèn)證方式包括指紋、動(dòng)態(tài)口令。
[0046]工務(wù)段子系統(tǒng)應(yīng)急通信模塊應(yīng)用于自然災(zāi)害、行車事故或其他突發(fā)性公共事件場景。系統(tǒng)可與中心間進(jìn)行話音、圖像、視頻和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的雙向可靠傳輸。
[0047]工務(wù)段子系統(tǒng)統(tǒng)在使用過程中與中心保持在線連接狀態(tài)。如與中心失去連接，系統(tǒng)會(huì)以語音、光、振動(dòng)方式持續(xù)提醒機(jī)動(dòng)車輛、行人和看守員加強(qiáng)人工防護(hù)。
[0048]工務(wù)段子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)可分為無線和有線兩個(gè)部分。無線網(wǎng)絡(luò)基于GSM-R、無線列調(diào)、GSM/3G、北斗既有系統(tǒng)，在中心和現(xiàn)場之間直接建立通信鏈路。有線網(wǎng)絡(luò)分為工務(wù)段、車間、工區(qū)之間的通信基層網(wǎng)和工務(wù)段對(duì)鐵路局、鐵路總公司的上層網(wǎng)?；鶎泳W(wǎng)采用專用的傳輸通道，可應(yīng)用環(huán)形組網(wǎng)冗余措施提高網(wǎng)絡(luò)可靠性。上層網(wǎng)基于鐵路既有基礎(chǔ)通信平臺(tái)和TCP/IP協(xié)議，鐵路局、總公司與工務(wù)段之間可采用星型專用通道連接。
[0049]TDCS: Train Dispatching Command System,列車調(diào)度指揮系統(tǒng),是覆蓋我國鐵路的調(diào)度管理支撐系統(tǒng)，由鐵路總公司、各鐵路局和基層車站三級(jí)構(gòu)成，可實(shí)現(xiàn)對(duì)列車在車站和區(qū)間運(yùn)行的實(shí)時(shí)集中監(jiān)視和運(yùn)行計(jì)劃動(dòng)態(tài)調(diào)整。
[0050]列車無線調(diào)度電話系統(tǒng):簡稱無線列調(diào)，是重要的鐵路行車通信設(shè)備，工作頻率在450MHz附近，具備話音和數(shù)據(jù)傳輸能力。
[0051]GSM-R:Global System for Mobile Communicat1ns - Railway,鐵路移動(dòng)通信系統(tǒng)，是基于GSM平臺(tái)、專門為鐵路通信設(shè)計(jì)的綜合專用數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)。
[0052]北斗民用服務(wù)運(yùn)營平臺(tái):本平臺(tái)依托于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，為覆蓋范圍內(nèi)的入網(wǎng)注冊(cè)用戶提供雙向短報(bào)文通信和增值信息服務(wù)。
【權(quán)利要求】
1.鐵路道口安全防護(hù)預(yù)警系統(tǒng)，其特征是:由監(jiān)控中心子系統(tǒng)、工務(wù)段子系統(tǒng)、現(xiàn)場子系統(tǒng)及連接各子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)組成，所述監(jiān)控中心子系統(tǒng)通過TDCS接口服務(wù)器獲取信號(hào)設(shè)備狀態(tài)和運(yùn)行計(jì)劃，它由道口安全防護(hù)模塊、道口管理模塊、應(yīng)急通信模塊組成；所述工務(wù)段子系統(tǒng)從所述監(jiān)控中心子系統(tǒng)獲取道口實(shí)時(shí)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)所管轄道口的實(shí)時(shí)監(jiān)控，該子系統(tǒng)由外部接口模塊、道口安全防護(hù)模塊、身份認(rèn)證模塊、應(yīng)急通信模塊組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路道口安全防護(hù)預(yù)警系統(tǒng)，其特征是:所述工務(wù)段子系統(tǒng)外部接口模塊與欄木、路障檢測(cè)、信號(hào)機(jī)既有系統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行信息交互，接口方式包括傳感器電路或數(shù)據(jù)接口，該外部接口模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)欄木的升落狀態(tài)，并能夠在無人看守道口對(duì)欄木進(jìn)行控制，系統(tǒng)通過路障檢測(cè)設(shè)備實(shí)時(shí)判斷防護(hù)區(qū)內(nèi)的機(jī)動(dòng)車和行人是否清空，對(duì)于半自動(dòng)閉塞區(qū)段，系統(tǒng)實(shí)時(shí)獲取道口信號(hào)機(jī)的狀態(tài)，以獲取更精確的列車接近信息； 所述工務(wù)段子系統(tǒng)道口安全防護(hù)模塊按設(shè)定頻率將道口信息上傳至中心，并根據(jù)中心下發(fā)的指令進(jìn)行報(bào)警提示，同時(shí)根據(jù)現(xiàn)場機(jī)動(dòng)車和行人的避讓情況對(duì)列車司機(jī)進(jìn)行報(bào)警提示； 所述工務(wù)段子系統(tǒng)身份認(rèn)證模塊用于對(duì)有人看守道口看守員的確認(rèn)，認(rèn)證方式包括指紋、動(dòng)態(tài)口令； 所述工務(wù)段子系統(tǒng)應(yīng)急通信模塊應(yīng)用于自然災(zāi)害、行車事故或其他突發(fā)性公共事件場景，系統(tǒng)可與中心間進(jìn)行話音、圖像、視頻和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的雙向可靠傳輸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路道口安全防護(hù)預(yù)警系統(tǒng)，其特征是:所述工務(wù)段子系統(tǒng)通過GSM-R、GSM/3G和北斗短報(bào)文模塊實(shí)現(xiàn)中心和現(xiàn)場的話音、圖像、視頻和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)雙向通信，并且自動(dòng)分析各類通道的傳輸質(zhì)量，選擇使用速度和可靠性最佳的通道，該子系統(tǒng)通過GSM-R和無線列調(diào)模塊實(shí)現(xiàn)列車司機(jī)與現(xiàn)場的語音通信，當(dāng)列車接近時(shí)，路障檢測(cè)設(shè)備發(fā)現(xiàn)防護(hù)區(qū)域存在未及時(shí)撤離的機(jī)動(dòng)車輛或行人，則系統(tǒng)發(fā)起對(duì)列車司機(jī)的呼叫，并播送預(yù)存的警示語音；對(duì)于GSM-R區(qū)段，系統(tǒng)根據(jù)車次號(hào)進(jìn)行功能尋址呼叫；對(duì)于非GSM-R區(qū)段，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定通信頻點(diǎn)，反復(fù)播送警示語音。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路道口安全防護(hù)預(yù)警系統(tǒng)，其特征是:所述工務(wù)段子系統(tǒng)在使用過程中與所述監(jiān)控中心保持在線連接狀態(tài)，在與所述監(jiān)控中心失去連接時(shí)，系統(tǒng)會(huì)以語音、光、振動(dòng)方式持續(xù)提醒機(jī)動(dòng)車輛、行人和看守員加強(qiáng)人工防護(hù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路道口安全防護(hù)預(yù)警系統(tǒng)，其特征是:所述工務(wù)段子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)可分為無線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)，所述有線網(wǎng)絡(luò)分為工務(wù)段、車間、工區(qū)之間通信的基層網(wǎng)和工務(wù)段對(duì)鐵路局、鐵路總公司的上層網(wǎng)，基層網(wǎng)采用專用的傳輸通道，應(yīng)用環(huán)形組網(wǎng)冗余措施提高網(wǎng)絡(luò)可靠性，上層網(wǎng)基于鐵路既有基礎(chǔ)通信平臺(tái)和TCP/IP協(xié)議，鐵路局、總公司與工務(wù)段之間采用星型專用通道連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路道口安全防護(hù)預(yù)警系統(tǒng)，其特征是:所述工務(wù)段子系統(tǒng)將各工務(wù)段與道口安全防護(hù)相關(guān)的要素集中管理，包括看守員、現(xiàn)場安全防護(hù)設(shè)備、列車運(yùn)行情況，各段根據(jù)所管轄道口的特點(diǎn)增加防護(hù)要素，并制定差異化的報(bào)警觸發(fā)條件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路道口安全防護(hù)預(yù)警系統(tǒng)，其特征是:所述監(jiān)控中心子系統(tǒng)道口安全防護(hù)模塊定量分析列車定位信息的誤差和時(shí)延影響，評(píng)估道口安全防護(hù)要素，構(gòu)建面向各類道口的安全防護(hù)預(yù)警模型，根據(jù)列車位置、速度和應(yīng)用場景，動(dòng)態(tài)生成不同等級(jí)的防護(hù)區(qū)域；所述監(jiān)控中心子系統(tǒng)道口管理模塊實(shí)時(shí)監(jiān)控道口的作業(yè)情況，采集和分析現(xiàn)場的語音、圖像和視頻信息，并將決策信息下發(fā)至相應(yīng)工務(wù)段子系統(tǒng)；所述監(jiān)控中心子系統(tǒng)應(yīng)急通信模塊應(yīng)用于自然災(zāi)害、行車事故或其他突發(fā)性公共事件，該系統(tǒng)為指揮中心與現(xiàn)場間提供穩(wěn)定可靠的通信保障，實(shí)現(xiàn)話音、圖像、視頻和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的雙向可靠傳輸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路道口安全防護(hù)預(yù)警系統(tǒng)，其特征是:所述監(jiān)控中心子系統(tǒng)基于TDCS接口服務(wù)器、GSM-R接口服務(wù)器、GPRS/3G接口服務(wù)器、北斗民用運(yùn)營平臺(tái)和鐵路GIS平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)道口安全防護(hù)功能；該監(jiān)控中心子系統(tǒng)通過TDCS接口服務(wù)器獲取信號(hào)設(shè)備狀態(tài)和三小時(shí)階段計(jì)劃，掌握管轄范圍內(nèi)所有列車的當(dāng)前位置和運(yùn)行計(jì)劃信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路道口安全防護(hù)預(yù)警系統(tǒng)，其特征是:所述監(jiān)控中心子系統(tǒng)在GSM-R覆蓋區(qū)域，系統(tǒng)優(yōu)先采用其作為語音和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸通道；在其它區(qū)域，系統(tǒng)采用公網(wǎng)GSM/3G作為語音和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸通道，系統(tǒng)采用公網(wǎng)GSM/3G作為圖像和視頻數(shù)據(jù)的傳輸通道，當(dāng)GSM-R與公網(wǎng)信號(hào)皆未覆蓋或故障時(shí)，系統(tǒng)采用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)作為業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸通道。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路道口安全防護(hù)預(yù)警系統(tǒng)，其特征是:所述監(jiān)控中心子系統(tǒng)通過鐵路GIS平臺(tái)進(jìn)行道口安全防護(hù)相關(guān)要素空間數(shù)據(jù)的管理、編輯、維護(hù)，道口安全防護(hù)相關(guān)要素既包括鐵路線路、區(qū)段、車站、站場配線、閉塞分區(qū)道口周界設(shè)施，也包括欄木、道口信號(hào)機(jī)、道口標(biāo)志、司機(jī)鳴笛標(biāo)志、看守房道口內(nèi)部設(shè)施，還包括列車、看守員動(dòng)態(tài)要素。
【文檔編號(hào)】B61L29/00GK104325996SQ201410670436
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】胡亞峰, 李 東, 邸士萍 申請(qǐng)人:北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院有限公司