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原文传递车地一体化作业安全防护系统及方法

专利名称：	车地一体化作业安全防护系统及方法
摘要：	车地一体化作业安全防护系统及方法，实现现场作业人员在上道作业过程中，通过卫星差分定位获取作业人员精确位置信息，通过外部车载设备获取列车运行信息，通过与外部TDCS系统接口获取车站站场信号状态信息，然后结合作业人员精确位置信息、列车运行信息、车站站场信号状态信息及基础数据进行综合运算处理，输出作业安全防护信息并通过移动无线通信网络/GSM‑R网传输至现场作业人员及系统车载设备，现场作业人员收到预警信息或告警信息停止作业及时下道避让。系统优点：实现现场作业人员精确定位、现场作业区与接近列车进路冲突自动识别和告警、车地一体化联动防护、远程作业协助，有效解决现场单人或多人作业情况下人身安全防护问题。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	河南;41
申请人：	河南蓝信科技有限责任公司
发明人：	赵全奇;黄红强;牛文辉;时延明;轩志伟
专利状态：	有效
申请日期：	2018-05-04T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-12T00:00:00+0800
申请号：	CN201810419471.4
公开号：	CN110435718A
分类号：	B61L23/06(2006.01);B;B61;B61L;B61L23
申请人地址：	450000河南省郑州市高新技术产业开发区杜兰街63号
主权项：	1.一种车地一体化作业安全防护的方法，其特征在于，它包括如下步骤： ①、系统启动后，移动防护终端定时向地面服务器发送精准的地理位置信息；运行中的列车系统车载设备实时向地面服务器发送列车的运行信息；同时，北斗差分基站实时向地面服务器传输基准位置差分信息； ②、地面服务器根据移动防护终端位置信息自动识别出现场作业人员移动防护终端的作业安全防护范围； ③、地面服务器实时接收移动防护终端位置信息、列车运行信息、铁路站场信号状态信息、进路信息，结合配置的铁路站场地图基础数据经综合运算处理后，将预警信息或告警信息分别传输至现场作业人员移动防护终端、接近列车系统车载设备、监控终端； ④、移动防护终端实时接收地面服务器传输的进路信号状态信息、接近列车运行信息、列车接近预警或告警信息、临近联络员呼叫或通话信息，经信息解析、运算处理后进行信息显示及报警提示； ⑤、紧急情况下，室内联络员根据配带移动防护终端接收到的地面服务器的冲突报警请求，通过行车值班人员关闭行车进路信号及电话联系叫停运行进路的接近列车； ⑥、监控终端接收地面服务器传输的运行设备状态信息、车站信号运行状态信息、网络通信状态信息，经信息处理后以数值、图形方式进行信息实时显示及历史记录查询。 2.根据权利要求1所述的车地一体化作业安全防护的方法，其特征是，步骤1中，所述移动防护终端，在现场作业时，配带人员包括现场作业防护人员、室内联络员；所述现场作业人员移动防护终端，通过内置的卫星定位模块实时接收卫星信号并解析出经、纬度信息，然后将解析出经、维度信息定时通过移动无线公网发送至地面服务器，地面服务器将接收北斗差分基站位置基准信息和现场作业人员移动防护终端传输的经维度信息进行差分运算，输出现场作业人员移动防护终端的精确位置信息；所述北斗差分基站，安装在铁路车站或铁路区间，通过铁路专用网络将输出信息传输至地面服务器；所述系统车载设备，当列车在运行状态时，系统车载设备实时采集列车运行信息，并将采集信息通过移动无线通信网络/GSM-R网实时传输至地面服务器；所述列车运行信息，包括列车的车号信息、车次信息、速度信息、列车当前位置经纬度信息。 3.根据权利要求1所述的车地一体化作业安全防护的方法，其特征是，步骤2中，所述地面服务器，对获取的现场作业人员位置信息、机车位置信息进行动态管理，定时更新并记录现场作业人员移动防护终端、接近列车系统车载设备所在的位置坐标；所述地面服务器对现场作业人员防护范围的自动识别，首先获取现场作业人员移动防护终端精确位置信息，然后结合人工设定防护范围信息、铁路站场信号状态信息及进路信号状态信息、接近列车运行信息、铁路站场地图基础数据信息进行综合运算处理后，由地面服务器自动识别现场作业人员携带移动防护终端防护范围；所述现场作业人员防护范围信息，包括现场作业区的平行区段防护位置、敌对调车进路、敌对接车进路、敌对发车进路、敌对通过进路；所述人工设定防护范围信息，由现场作业人员根据本次作业范围、经批准的铁路施工信号封锁范围信息，通过移动防护终端软件编辑输入铁路信号站场作业防护范围信息，然后经移动无线通信网络传输至地面服务器；所述铁路站场信号状态信息及进路信号状态信息，包括铁路信号站场区段状态信息、信号机状态信息、道岔状态信息；所述铁路站场信号状态信息及进路信号状态信息，由地面服务器通过网络或界面接口获取外部系统传输的铁路信号站场区段状态信息、信号机状态信息、道岔状态信息；所述外部系统，包括TDCS、CTC、信号微机监测系统；所述TDCS，指列车调度指挥管理系统；所述CTC，指列车调度集中指挥控制系统；所述接近列车运行信息，包括接近列车车号信息、车次信息、运行速度信息、当前经纬度信息；所述接近列车识别，由地面服务器根据现场作业人员携带移动防护终端的位置和设定的铁路信号站场预警范围，然后结合铁路站场地图基础数据信息、铁路站场信号状态信息、系统车载设备传输的经纬度信息运算识别出现场作业人员预警防护范围内的接近列车；所述铁路站场地图基础数据信息，包括铁路站场基础设备道岔、信号机、轨道区段、区段绝缘节的位置信息和铁路基础设备之间的连接关系信息；所述铁路站场地图基础数据信息，通过人工借助测量工具现场实际测量和铁路施工图纸或竣工图纸获得，然后由人工通过工具软件进行信息录入或文件导入到地面服务器中。 4.根据权利要求1所述的车地一体化作业安全防护的方法，其特征是，步骤3中，所述地面服务器，实时接收现场作业人员携带移动防护终端位置信息列车运行信息、铁路信号设备状态信息及进路信息和配置的铁路站场地图基础数据信息，并对各种信息进行综合运算处理，输出预警信号或告警信息；所述地面服务器，当检测到邻站发车、列车接近、进站信号开放、列车进站、出站信号开放、列车出站信息或计算出列车接近时，通过移动无线通信网络自动向室外防护员移动防护终端、室内联络员移动防护终端发出进路预告信息，提醒现场作业人员停止作业、下道避车；所述邻站发车、列车接近、进站信号开放、列车进站、出站信号开放、列车出站信息通过外部系统接口获得铁路站场信号状态信息；所述地面服务器向作业区移动防护终端信息推送，首先通过现场作业区移动防护终端防护范围对移动防护终端设备进行识别、标识，然后根据移动防护终端设备标识号进行信息推送；所述地面服务器向系统车载设备信息推送，通过现场作业区接近列车识别，由地面服务器向安装系统车载设备的接近列车推送预警信息或告警信息；所述地面服务器向监控终端信息推送，通过识别现场作业区管辖范围的监控终端标识号后进行信息推送；所述监控终端的管辖范围，通过预先基础数据配置获得。 5.根据权利要求1所述的车地一体化作业安全防护的方法，其特征是，步骤3中，所述地面服务器，当检查到作业人员移动防护终端位置与接近列车距离不满足设定的安全防护距离要求时，地面服务器向现场作业区移动防护终端推送告警信息，提醒作业人员停止作业及时下道；同时，地面服务器会将作业人员手持终端的位置信息及列车进路站场信号状态信息一同发送至接近列车系统车载设备，告知司机运行线路前方作业人员位置情况；当地面服务器运算出现场作业防护区与列车运行进路冲突时，地面服务器向接近列车系统车载设备推送告警信息，提醒司机前方施工减速慢行或停车。 6.根据权利要求1所述的车地一体化作业安全防护的方法，其特征是，步骤4中，所述移动防护终端，当接收到地面服务器传输的预警信息或告警信息，手持终端进行语音报警提示并弹出报警窗进行文字或图形提示；所述移动防护终端，外置有摄像传感器，能够对现场设备、环境图像、人员信息进行实时采集；所述移动防护终端，内置有嵌入式软件，能够显示地面服务器传输的进路信号状态信息、进路列车运行信息、列车接近预警或告警信息、临近联络员通话信息及通信状态信息；所述进路信号状态信息，包括车站站场信号机状态信息、道岔位置状态信息、区段状态信息、接近列车运行进路信息；所述接近列车运行信息，包括列车的车号信息、车次信息、运行方向信息、运行速度信息及位置信息；所述列车接近预警或告警信息，包括列车接近距离信息、系统预先设定符合预警或报警输出的预警信息或告警信息；所述临近联络员通话信息，包括现场作业人员移动防护终端与联络员移动防护终端语音通话信息或视频通话信息；所述通信状态信息，为移动防护终端与地面服务器之间通信状态。 7.根据权利要求1所述的车地一体化作业安全防护的方法，其特征是，步骤5中，所述室内联络员，在现场作业过程中，通过携带的移动防护终端与室外现场作业防护员移动防护终端进行不定时通信电话联系；当室内联络员移动防护终端接收到地面服务器发出的接近列车运行信息与现场作业区进路紧急冲突报警信息时，室内联络员将该信息及时告知车站行车值班人员，由车站行车值班人员操控车站信号控制设备关闭冲突行车进路信号，同时行车值班人员通过专用铁路电话呼叫接近列车司机，接近列车司机发现运行前方信号关闭或行车值班人员停车电话，控制列车向前运行或向后运行。 8.根据权利要求1所述的车地一体化作业安全防护的方法，其特征是，步骤6中，所述地面服务器，按照设定的周期定时与已打开的移动防护终端、列车的系统车载设备进行通信握手连接，并对连接的设备进行通信状态管理；所述监控终端，包括管理员终端和监控查询终端；所述管理员终端，用于系统设备状态维护管理、用户权限管理、参数配置、日志查询；所述监控查询终端，将地面服务器传输的车站信号运行状态信息、移动防护终端请求信息、列车运行信息进行解析，并提供实时信息查询和历史记录信息回放查询；所述监控终端，通过铁路专用通信网络向地面服务器发送请求命令获取实时信息和历史记录信息；所述监控终端，能够根据实际用户需要配置多台。 9.一种车地一体化作业安全防护系统，其特征在于，它包括移动防护终端、系统车载设备、地面服务器、监控终端、北斗差分基站；所述移动防护终端，用于设备位置定位、信息接收、设备之间无线通信，并对接收信息进行处理、显示及语音提示；所述系统车载设备，用于采集列车运行信息并通过移动无线通信网络/GSM-R网传输至地面服务器；同时，系统车载设备接收地面服务器传输的信号状态信息、告警信息及现场作业标识信息并进行声、光及图形界面提示；所述地面服务器，用于接收移动防护终端传输的作业人员位置信息、列车运行信息、外部地面设备传输的车站信号设备状态信息、卫星差分信息，并对接收信息进行综合处理后通过移动无线通信网络/GSM-R网发送至移动防护终端、监控终端、系统车载设备；所述监控终端，用于监控显示作业人员位置、防护范围，列车位置信息、速度信息及列车与作业人员距离信息，车站信号显示状态信息，移动防护终端通信链接状态，实时显示系统运行设备的状态及位置信息、车站站场信号状态信息、列车运行信息，同时对记录信息统计、历史回放及查询；所述北斗差分基站，用于接收北斗卫星信号并发送位置差分信息至地面服务器。 10.根据权利要求9所述的车地一体化作业安全防护系统，其特征是，所述移动防护终端与地面服务器之间通过移动无线通信网络进行通信连接；所述系统车载设备与地面服务器之间通过移动无线通信网络/GSM-R网进行通信连接；所述地面服务器与监控终端之间通过铁路专用通信网络进行通信连接；所述地面服务器与北斗差分基站之间通过铁路专用通信网络进行通信连接。 11.根据权利要求9所述的车地一体化作业安全防护系统，其特征是，所述移动防护终端，采用便携式手持移动终端，外置有防护外壳，用于设备防护；所述移动防护终端防护外壳，根据需要可套接背带，方便现场作业人员携带；所述移动防护终端，系统根据用户需要配置多台；所述移动防护终端，内置有卫星定位模块、处理模块、显示模块、移动通信模块；所述移动防护终端卫星定位模块，用于接收北斗卫星信号，经处理模块处理后实现设备位置定位；所述移动防护终端显示模块，用于显示地面服务器发送的车站站场信号状态信息、安全防护预警信息或告警信息；所述移动防护终端移动通信模块，用于移动防护终端之间、移动防护终端与地面服务器之间无线通信。 12.根据权利要求9所述的车地一体化作业安全防护系统，其特征是，所述系统车载设备，包括车载主机、综合天线、显示单元；所述车载主机，用于采集外部车载设备传输的列车运行信息，并将采集信息通过移动无线通信网络/GSM-R网传输至地面服务器；所述外部车载设备，包括LKJ、DMS、TAX箱；所述LKJ,指列车运行控制记录装置；所述DMS，指列控设备动态监测系统；所述综合天线，用于车地之间设备信息收发、卫星信号接收；所述显示单元，用于显示列车前方信号状态信息、距离信息、语音报警提示信息；所述综合天线，通过线缆与车载主机进行电连接；所述显示单元与车载主机进行电连接。 13.根据权利要求9所述的车地一体化作业安全防护系统，其特征是，所述地面服务器，包括位置服务器、应用服务器、存储设备、网络交换机及防火墙；所述位置服务器、应用服务器、存储设备、网络交换机及防火墙，通过局域网进行通信连接；所述位置服务器，用于接收移动防护终端位置信息、系统车载设备传输运行信息，并对接收信息处理后传输至应用服务器；所述应用服务器，用于对接收作业人员位置信息、列车运行信息、外部地面设备传输的车站信号设备状态信息、卫星差分信息进行综合处理输出作业安全防护信息并传输至移动防护终端、系统车载设备；所述存储设备，用于存储系统的运行信息、作业防护信息、报警信息及基础数据信息；所述网络交换机，用于地面服务器各设备之间网络通信；所述地面服务器，设置在路局或总公司机房内；所述地面服务器，根据信息处理需要，可采用路局、铁路总公司分层部署；所述地面服务器，当采用分层部署时，路局服务器与铁路总公司服务器通过铁路专用网进行通信连接；所述监控终端，根据不同用户需要，安装在机房或使用人员办公室；所述监控终端与地面服务器通过铁路专用网络进行通信连接。
所属类别：	发明专利