本實用新型涉及列車接近預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種鐵路沿線施工安全防護系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

自20世紀80年代以來，隨著中國鐵路的快速發(fā)展，鐵路運營里程不斷創(chuàng)新高，既有營業(yè)線路的日常檢修、養(yǎng)護、改造、增建、平交工程等沿線施工場景也不斷增加。當施工人員在既有運營線施工作業(yè)時，時刻處于列車飛速接近的巨大威脅之中。反過來施工作業(yè)也影響著列車正常運行的安全。因此，如何為既有營業(yè)鐵路沿線上的施工人員提供一種安全防護技術(shù)手段，從而降低列車飛速運行對施工人員產(chǎn)生的威脅，保障施工人員的人身安全，是一個重要的研究課題和亟待解決的難題。

當前普遍采用的施工安全防護技術(shù)手段是：當一個班組需要進行鐵路施工時，需在鐵路沿線的車站內(nèi)設(shè)置駐站聯(lián)絡(luò)員，在施工現(xiàn)場前后800-2000m位置分別設(shè)置遠端防護員，在施工現(xiàn)場設(shè)置施工負責人和工地防護員，還需根據(jù)實際的通訊情況安排中間聯(lián)絡(luò)防護員。為保證與施工現(xiàn)場的通訊暢通，駐站聯(lián)絡(luò)員與工地防護員必須保持3～5分鐘通話一次，并進行車次運行情況的通知和確認。當列車靠近時，由遠端防護員用對講機通知工地防護員，再由工地防護員通知施工人員下道規(guī)避。

這種人工防護措施存在的問題，一是嚴重依賴防護員的職業(yè)素質(zhì)，一旦發(fā)生脫崗、走神、臆測行車、漏報誤報的情況，將對施工人員造成巨大的傷害。即使鐵路公司每年都舉行防護員安全培訓，但是此類事故仍然時有發(fā)生。另一方面使用對講機通訊，相鄰工區(qū)干擾或非法電臺串頻干擾影響正常通訊，并且傳輸距離有限，無法滿足較長施工區(qū)間的通訊要求。

近年來，互聯(lián)網(wǎng)在我國發(fā)展迅速，成為我國經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要推動力量。2015年7月4日，國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導(dǎo)意見》，旨在將互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)行業(yè)深度融合，推動技術(shù)發(fā)展、提升生產(chǎn)效率，形成更有活力的創(chuàng)新發(fā)展新形態(tài)。

基于上述背景，本實用新型以“互聯(lián)網(wǎng)+”的思維方式，以云服務(wù)器技術(shù)、移動通信技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)為依托，提出一種鐵路沿線施工安全防護系統(tǒng)及方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鐵路沿線施工安全防護系統(tǒng)，本申請解決了傳統(tǒng)人工防護措施存在安全風險的弊端，能對列車接近進行準確報警，為既有營業(yè)鐵路沿線的施工人員提供安全防護。

本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種鐵路沿線施工安全防護系統(tǒng)，包括列車接近信息監(jiān)測設(shè)備、手持報警器、中心服務(wù)器和客戶端，列車接近信息監(jiān)測設(shè)備和手 持報警器與GPRS傳輸網(wǎng)絡(luò)相連，GPRS傳輸網(wǎng)絡(luò)與IP網(wǎng)絡(luò)相連，IP網(wǎng)絡(luò)分別與中心服務(wù)器和客戶端相連；

所述列車接近信息監(jiān)測設(shè)備包括主控模塊、超聲波傳感器、DTU數(shù)傳模塊、太陽能控制器、太陽能電池板和蓄電池，主控模塊的信號端分別與超聲波傳感器、DTU數(shù)傳模塊、太陽能控制器的信號端相連，太陽能控制器與太陽能電池板相連，太陽能控制器還與蓄電池相連，蓄電池分別為列車接近信息監(jiān)測設(shè)備中的其他設(shè)備提供電能，所述超聲波傳感器包括上行超聲波傳感器和下行超聲波傳感器；

所述手持報警器包括微控制器、通訊模塊、存儲模塊、LCD顯示模塊、語音模塊、報警模塊、按鈕模塊和電源模塊，通訊模塊、存儲模塊、LCD顯示模塊、語音模塊、報警模塊、按鈕模塊的信號端分別與微控制器相連，電源模塊分別為手持報警器中的其他模塊供電，所述通訊模塊包括GPRS無線網(wǎng)絡(luò)模塊和GPS定位模塊，所述報警模塊包括蜂鳴器、震動裝置和報警閃光燈，所述按鈕模塊包括確認按鈕和電源開關(guān)按鈕；

所述客戶端為PC機，客戶端用于顯示設(shè)備的連接信息、設(shè)備狀態(tài)信息、GPS定位信息、當前報警信息和報警持續(xù)時間；客戶端還用于支持查詢監(jiān)測設(shè)備和手持報警器運行狀態(tài)、列車接近記錄、監(jiān)測設(shè)備自檢信息、報警記錄和手持設(shè)備連接記錄。

在本實用新型中，列車接近信息監(jiān)測設(shè)備按a公里的間距等距離安裝在鐵路沿線，列車接近信息監(jiān)測設(shè)備按b公里的間距分別安裝于施工現(xiàn)場的兩端，a的取值范圍為2-4，b的取值范圍為2-4。

在本實用新型中，列車接近信息監(jiān)測設(shè)備還包括紅外傳感器。

在本實用新型中，設(shè)定列車接近信息監(jiān)測設(shè)備未檢測到列車接近時，發(fā)送心跳包給中心服務(wù)器以保持通信連接的暢通，并發(fā)送設(shè)備狀態(tài)信息給中心服務(wù)器，所述設(shè)備狀態(tài)信息包括太陽能電壓信息、蓄電池電壓信息、設(shè)備溫度信息和設(shè)備通信信號質(zhì)量信息。

在本實用新型中，設(shè)定手持報警器接受到中心服務(wù)器的報警信息，施工人員退出危險區(qū)域并解除報警后，手持報警器將解除報警信息反饋給中心服務(wù)器。

在本實用新型中，設(shè)定列車接近信息監(jiān)測設(shè)備通過立桿安裝于距鐵軌1.5m的路肩上。

本實用新型中，設(shè)定列車接近信息監(jiān)測設(shè)備高于軌面2m。

本實用新型的有益效果是：

(1)本實用新型利用超聲波傳感技術(shù)實時采集鐵軌上的列車接近信息，運用時差測速法對列車行進方向和速度進行計算，數(shù)據(jù)準確可靠，同時采用太陽能供電，節(jié)約能源，避免傳統(tǒng)通過市電供電遠程布線困難的弊端；

(2)采用GPRS傳輸網(wǎng)絡(luò)和IP網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，其相應(yīng)速度快，傳輸速率高，抗 干擾性強，有利于施工人員及時準確獲取報警信息；

(3)手持報警器有利于施工人員隨身攜帶，能提供語音播報、蜂鳴報警、震動報警、閃光報警和屏幕顯示功能，從聽覺、觸覺和視覺方面增加了施工人員獲取報警信息的途徑，有利于保障施工人員的人身安全；

(4)有利于及時獲取列車接近信息、列車速度信息、施工人員的定位信息，能有效解決人工防護措施中防護員脫崗、走神、臆測列車和漏報誤報的問題，增強了鐵路沿線施工安全的可靠性和穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1為本實用新型的安全防護系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意框圖；

圖2為本實用新型安全防護實施例1的結(jié)構(gòu)示意框圖；

圖3為本實用新型安全防護系統(tǒng)列車接近信息監(jiān)測設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意框圖；

圖4為本實用新型手持報警器的結(jié)構(gòu)示意框圖；

圖5為本實用新型實施例3的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；

圖中，10-列車接近信息監(jiān)測設(shè)備，20-手持報警器，30-中心服務(wù)器，40-GPRS傳輸網(wǎng)絡(luò)，50-IP網(wǎng)絡(luò)，60-客戶端，101-主控模塊，102-傳感器A，103-傳感器B，104-DTU數(shù)傳模塊，105-太陽能控制器，106-太陽能電池板，107-蓄電池，201-微控制器，202-GPRS無線網(wǎng)絡(luò)模塊，203-GPS定位模塊，204-存儲模塊，205-報警閃光燈，206-蜂鳴器，207-震動裝置，208-語音模塊，209-LCD顯示模塊，210-電源模塊，211-按鈕模塊。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖進一步詳細描述本實用新型的技術(shù)方案，但本實用新型的保護范圍不局限于以下所述。

實施例1：

如圖1所示，一種鐵路沿線施工安全防護系統(tǒng)，包括列車接近信息監(jiān)測設(shè)備10、手持報警器20、中心服務(wù)器30和客戶端60，列車接近信息監(jiān)測設(shè)備10和手持報警器20分別通過GPRS傳輸網(wǎng)絡(luò)40相連，GPRS傳輸網(wǎng)絡(luò)40與IP網(wǎng)絡(luò)50相連，IP網(wǎng)絡(luò)50分別與中心服務(wù)器30和客戶端60相連。

實施例2：

本實施例為既有營業(yè)鐵路沿線施工提供長期安全防護的實施例，在本實施例中，沿鐵路路線每隔2-4公里固定安裝一臺列車接近信息監(jiān)測設(shè)備(在本實施例中簡稱監(jiān)測設(shè)備)，每兩臺監(jiān)測設(shè)備構(gòu)成一段安全防護區(qū)域，從而組成大范圍的整體安全防護區(qū)域，不受距離的限制提供全面安全防護。如圖2所示，監(jiān)測設(shè)備1、監(jiān)測設(shè)備2、監(jiān)測設(shè)備3、監(jiān)測設(shè)備4以及手 持報警器組分別與GPRS傳輸網(wǎng)絡(luò)相連，GPRS傳輸網(wǎng)絡(luò)與IP網(wǎng)絡(luò)相連，IP網(wǎng)絡(luò)分別與中心服務(wù)器和客戶端相連，在實際應(yīng)用中，監(jiān)測設(shè)備1和監(jiān)測設(shè)備2、監(jiān)測設(shè)備2和監(jiān)測設(shè)備3、監(jiān)測設(shè)備3和監(jiān)測設(shè)備4分別構(gòu)成一段安全防護區(qū)域，手持報警器由施工人員每人隨身攜帶一臺，攜帶手持報警器的施工人員在整體安全防護區(qū)域內(nèi)任一位置均能得到安全防護；當監(jiān)測設(shè)備1采集到列車接近信息時，系統(tǒng)及時向位于監(jiān)測設(shè)備2和監(jiān)測設(shè)備3構(gòu)成的安全防護區(qū)域內(nèi)的手持報警器發(fā)出報警信息，以此類推，當監(jiān)測設(shè)備n采集到列車接近信息時，系統(tǒng)即向位于監(jiān)測設(shè)備n+1和監(jiān)測設(shè)備n+2構(gòu)成的安全防護區(qū)域內(nèi)的手持報警器發(fā)出報警信息，施工人員得到報警提示后即刻撤退到安全區(qū)域，避免事故的發(fā)生。

如圖3所示，列車接近信息監(jiān)測設(shè)備10包括主控模塊101、超聲波傳感器、DTU數(shù)傳模塊104、太陽能控制器105、太陽能電池板106和蓄電池107，主控模塊101的信號端分別與超聲波傳感器、DTU數(shù)傳模塊104、太陽能控制器105的信號端相連，太陽能控制器105與太陽能電池板106相連，太陽能控制器105還與蓄電池107相連，蓄電池107分別為列車接近信息監(jiān)測設(shè)備10中的其他設(shè)備提供電能，所述超聲波傳感器包括上行超聲波傳感器和下行超聲波傳感器。

在圖3中，太陽能控制器105、太陽能電池板106和蓄電池107構(gòu)成太陽能供電系統(tǒng)，能在白天陽光強度足夠時，將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，并將電能存儲在蓄電池中，另一部份電能為監(jiān)測設(shè)備各個模塊供電。當夜晚或陰雨天，蓄電池107將存儲的電能釋放，為監(jiān)測設(shè)備提供電能，以保證監(jiān)測設(shè)備不間斷工作。該設(shè)計避免傳統(tǒng)需要市電供電時，鋪設(shè)電纜困難的弊端，同時節(jié)約了電線電纜等材料，節(jié)約成本，綠色環(huán)保。

在圖3中，上行超聲波傳感器和下行超聲波傳感器分別為傳感器A102和傳感器B103，傳感器A102和傳感器B103可統(tǒng)一采用超聲波傳感器，也可采用紅外傳感器，在本實用新型中，利用時差測速法實時采集列車接近信息。

如圖4所示，手持報警器20包括包括微控制器201、通訊模塊、存儲模塊204、LCD顯示模塊209、語音模塊208、報警模塊、按鈕模塊211和電源模塊210，通訊模塊、存儲模塊204、LCD顯示模塊209、語音模塊208、報警模塊、按鈕模塊211的信號端分別與微控制器201相連，電源模塊210分別為手持報警器20中的其他模塊供電，所述通訊模塊包括GPRS無線網(wǎng)絡(luò)模塊202和GPS定位模塊203，所述報警模塊包括蜂鳴器206、震動裝置207和報警閃光燈205，所述按鈕模塊211包括確認按鈕和電源開關(guān)按鈕。列車接近信息監(jiān)測設(shè)備10中的DTU數(shù)傳模塊104與手持報警器20的GPRS無線網(wǎng)絡(luò)模塊202均為內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧，能夠與中心服務(wù)器建立通信，所述GPS定位模塊能夠?qū)崟r搜索GPS衛(wèi)星，實現(xiàn)高精度、短距離定位。

手持報警器20的LCD顯示模塊209能夠顯示報警信息內(nèi)容，語音模塊能夠播放報警信息內(nèi)容，蜂鳴器206、震動裝置207、報警閃光燈在接收報警信息后分別開始蜂鳴、震動、閃光燈報警操作，長按確認按鈕能夠發(fā)出確認收到報警信息的信號，并將該信息反饋到中心服務(wù)器。

通信服務(wù)單元301、管理服務(wù)單元302、數(shù)據(jù)庫存儲單元304協(xié)同工作，管理監(jiān)測設(shè)備302和手持報警器20的連接請求，錄入并存儲監(jiān)測設(shè)備安裝位置的GPS定位信息，接收并存儲監(jiān)測設(shè)備推送的心跳包、設(shè)備狀態(tài)信息、列車接近信息，接收并存儲手持報警器20發(fā)送的GPS定位信息、設(shè)備自檢信息、心跳包和報警確認反饋信息，根據(jù)報警運算單元303的運算結(jié)果發(fā)送報警信息給手持報警器20。

實施例3：

本實施例在既有營業(yè)鐵路沿線偶發(fā)或突發(fā)情況下出現(xiàn)的臨時施工場景提供臨時安全防護的實施例，本實施例與實施例1和實施例2的區(qū)別之處在于，如圖5所示，監(jiān)測設(shè)備A、監(jiān)測設(shè)備B以及手持報警器組分別與GPRS傳輸網(wǎng)絡(luò)相連，GPRS傳輸網(wǎng)絡(luò)與IP網(wǎng)絡(luò)相連，IP網(wǎng)絡(luò)分別與中心服務(wù)器和客戶端相連，本實施例將監(jiān)測設(shè)備A和監(jiān)測設(shè)備B分別安裝于距離施工現(xiàn)場兩端2-4公里處，監(jiān)測設(shè)備A和監(jiān)測設(shè)備B之間形成一段安全防護區(qū)域，該安全防護區(qū)域?qū)⑴R時施工現(xiàn)場區(qū)域整體包含在內(nèi)，施工人員每人隨身攜帶一臺手持報警器，當監(jiān)測設(shè)備A或監(jiān)測設(shè)備B采集到列車接近信息時，系統(tǒng)即向處于當前安全防護雨區(qū)內(nèi)的施工人員的手持報警器發(fā)出報警信息，施工人員得到報警信息提示后即可撤離到安全區(qū)域，避免事故的發(fā)生。

以上所述實施例僅表達了本實用新型的具體實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。