專利名稱：鐵路地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)與監(jiān)視系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
鐵路地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)與監(jiān)視系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及鐵路安全保障系統(tǒng)，具體為鐵路地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)與監(jiān)視系統(tǒng)。
技術(shù)背景[0002]世界各國(guó)已建成和正在建成的高速鐵路均將綜合安全保障體系的研究放在首位。 如何針對(duì)可能發(fā)生的各類危及行車安全的災(zāi)害，建立安全、可靠、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的鐵路安全防 災(zāi)監(jiān)控和信息傳輸體系，制定科學(xué)有效的預(yù)警機(jī)制和應(yīng)急預(yù)案，在災(zāi)害發(fā)生前或發(fā)生后及 時(shí)控制運(yùn)行列車減速或停車，使各種多發(fā)，隨機(jī)的鐵路災(zāi)害造成的破壞力降低到最小程度 或避免災(zāi)害的發(fā)生，這對(duì)鐵路部門科學(xué)，合理地調(diào)度列車，指揮運(yùn)行，確保鐵路客運(yùn)專線運(yùn) 行安全有著重大的實(shí)踐意義。隨著我國(guó)鐵路交通事業(yè)的快速發(fā)展和列車運(yùn)行速度的提高， 如何保證鐵路沿線的路軌、路基安全，也隨之變得越來越重要。諸如山體滑坡、路基坍陷、隧 道障礙、山體落石、洪水、泥石流和異物入侵等已經(jīng)影響列車的安全運(yùn)營(yíng)，并且給列車帶來 災(zāi)難性的后果。因而急需要通過技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)對(duì)這些災(zāi)害進(jìn)行檢測(cè)預(yù)報(bào)和監(jiān)視，從而保證 鐵路運(yùn)輸安全。目前，國(guó)內(nèi)大多采用激光、紅外構(gòu)成入侵檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)來檢測(cè)報(bào)警。但這些方式 易受氣象條件影響，缺乏對(duì)物體立體檢測(cè)，存在誤報(bào)和漏報(bào)隱患。雷達(dá)技術(shù)早期由于價(jià)格高 只能用于軍事、航空領(lǐng)域，它具有不受氣象條件影響，能測(cè)量物體位置、姿態(tài)等優(yōu)點(diǎn)。近些 年，隨著制造工藝的提高，價(jià)格降低，在交通、工業(yè)、體育等領(lǐng)域運(yùn)用越來越廣泛。運(yùn)用雷達(dá) 技術(shù)進(jìn)行山體坍塌、路基坍陷、山體落石、泥石流地質(zhì)災(zāi)害檢測(cè)并預(yù)報(bào)具有準(zhǔn)確度高，不受 氣象條件影響，可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。目前并沒有結(jié)合以上優(yōu)勢(shì)技術(shù)的新型鐵路地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào) 與監(jiān)視系統(tǒng)。發(fā)明內(nèi)容[0003]本實(shí)用新型目的在于針對(duì)危及列車運(yùn)行安全的自然災(zāi)害、山體滑坡、路基坍陷、隧 道障礙、山體落石、洪水、泥石流和異物入侵突發(fā)事故和事件等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)并對(duì)各 種監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行分析、處理、匯總，判定災(zāi)害及故障的類型、性質(zhì)和級(jí)別；實(shí)時(shí)顯示經(jīng)處理后 的信息及災(zāi)害預(yù)警，限速，停運(yùn)，恢復(fù)運(yùn)營(yíng)等處理建議，為運(yùn)營(yíng)調(diào)度中心調(diào)整運(yùn)行計(jì)劃，下達(dá) 行車管制，搶險(xiǎn)救援，維修等指令提供依據(jù)。通過專有網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)將危險(xiǎn)警報(bào)信息、視頻信息 傳輸?shù)綑C(jī)車上，以便司機(jī)及時(shí)確認(rèn)并采取安全措施。[0004]本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案如下[0005]鐵路地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)與監(jiān)視系統(tǒng)，包括預(yù)報(bào)監(jiān)視裝置、機(jī)車防災(zāi)預(yù)報(bào)監(jiān)視裝置、供電 及網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置、自然災(zāi)害及地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)控裝置、圖像監(jiān)測(cè)識(shí)別輔助子裝置，其特征在于 預(yù)報(bào)監(jiān)視裝置、機(jī)車防災(zāi)預(yù)報(bào)監(jiān)視裝置、自然災(zāi)害及地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)控裝置、圖像監(jiān)測(cè)識(shí)別輔助 裝置通過供電及網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置進(jìn)行連接。[0006]由雷達(dá)和圖像監(jiān)測(cè)識(shí)別為核心技術(shù)的“自然災(zāi)害及地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)控裝置”對(duì)山體滑 坡、路基坍陷、隧道障礙、山體落石、洪水、泥石流和異物入侵等預(yù)報(bào)，通過機(jī)地聯(lián)控的供電 及網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置將信息及時(shí)準(zhǔn)確傳到機(jī)車防災(zāi)預(yù)報(bào)監(jiān)視裝置和預(yù)報(bào)監(jiān)視中心，構(gòu)建成鐵路地質(zhì)災(zāi)害安全防范體系。[0007]本實(shí)用新型對(duì)危及列車運(yùn)行安全的自然災(zāi)害(風(fēng)，雨，洪水，地震等)、山體滑坡、 路基坍陷、隧道障礙、山體落石、洪水、泥石流和異物入侵突發(fā)事故和事件等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 與預(yù)報(bào)；對(duì)各種監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行分析、處理、匯總，判定災(zāi)害及故障的類型、性質(zhì)和級(jí)別；實(shí)時(shí) 顯示經(jīng)處理后的信息及災(zāi)害預(yù)警，限速，停運(yùn)，恢復(fù)運(yùn)營(yíng)等處理建議，為運(yùn)營(yíng)調(diào)度中心調(diào)整 運(yùn)行計(jì)劃，下達(dá)行車管制，搶險(xiǎn)救援，維修等指令提供依據(jù)；通過專有網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)將危險(xiǎn)警報(bào) 信息、視頻信息傳輸?shù)綑C(jī)車上，以便司機(jī)及時(shí)確認(rèn)并采取安全措施；實(shí)時(shí)與LKJ2000機(jī)車運(yùn) 行監(jiān)控系統(tǒng)和ATP車載控制系統(tǒng)交互數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)時(shí)性，實(shí)時(shí)發(fā)布各 類采集到得實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、預(yù)警信息、告警信息、設(shè)備故障信息；開放性，易擴(kuò)展遵循通用的網(wǎng)絡(luò) 通信協(xié)議，具有良好的擴(kuò)展能力，并能夠方便的和其他相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行連接與廣泛集成，共享 數(shù)據(jù)信息和告警信息，并且能夠接受其他系統(tǒng)的控制指令。分布式，整體布置采用分布式多 層次結(jié)構(gòu)。模塊化，所有設(shè)備按功能劃分均采用模塊化設(shè)計(jì)；多網(wǎng)絡(luò)，多種網(wǎng)絡(luò)方式并存 電力載波、無線、GPRS、光纖、CAN、衛(wèi)星通信等；可靠性，采用雙網(wǎng)多機(jī)的部署方式，前端采集 系統(tǒng)、通信服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器等重要的功能單元均采用冗余配置，保證整 個(gè)系統(tǒng)功能不受單個(gè)節(jié)點(diǎn)故障影響；可維護(hù)性，支持基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程更新與維護(hù)，并且支持 遠(yuǎn)程故障診斷；準(zhǔn)確率高，采用雷達(dá)及視頻識(shí)別輔助判斷相結(jié)合技術(shù)，不受環(huán)境、氣候等因 數(shù)影響，監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確，兌現(xiàn)率高；機(jī)車信息交互，通過專有網(wǎng)絡(luò)將報(bào)警信息及視屏信息傳遞給 司機(jī)，可以提醒司機(jī)采取安全措施；響應(yīng)速度快，災(zāi)害監(jiān)控裝置能夠及時(shí)做出預(yù)警，通過監(jiān) 控專用網(wǎng)能夠快速傳輸?shù)綑C(jī)車，因此在安全威脅發(fā)生之前就能夠提示司機(jī)關(guān)注相關(guān)監(jiān)控畫 面，使其有足夠的時(shí)間為潛在的威脅做好準(zhǔn)備工作。


[0008]附圖為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。[0009]其中，1——預(yù)報(bào)監(jiān)視裝置、2——機(jī)車防災(zāi)預(yù)報(bào)監(jiān)視裝置、3——供電及網(wǎng)絡(luò)傳輸 裝置、4——自然災(zāi)害及地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)控裝置、5——圖像監(jiān)測(cè)識(shí)別輔助裝置。
具體實(shí)施方式
[0010]下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。[0011]鐵路地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)與監(jiān)視系統(tǒng)，包括預(yù)報(bào)監(jiān)視裝置1、機(jī)車防災(zāi)預(yù)報(bào)監(jiān)視裝置2、 供電及網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置3、自然災(zāi)害及地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)控裝置4、圖像監(jiān)測(cè)識(shí)別輔助子裝置5，其特 征在于預(yù)報(bào)監(jiān)視裝置1、機(jī)車防災(zāi)預(yù)報(bào)監(jiān)視裝置2、自然災(zāi)害及地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)控裝置4、圖像 監(jiān)測(cè)識(shí)別輔助裝置5通過供電及網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置3進(jìn)行連接。[0012]由雷達(dá)和圖像監(jiān)測(cè)識(shí)別為核心技術(shù)的“自然災(zāi)害及地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)控裝置”對(duì)山體滑 坡、路基坍陷、隧道障礙、山體落石、洪水、泥石流和異物入侵等預(yù)報(bào)，通過通過機(jī)地聯(lián)控的 供電及網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置將信息及時(shí)準(zhǔn)確傳到機(jī)車防災(zāi)預(yù)報(bào)監(jiān)視裝置和預(yù)報(bào)監(jiān)視中心，構(gòu)建成 鐵路地質(zhì)災(zāi)害安全防范體系。[0013]存儲(chǔ)預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)和圖像，與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通過GPRS網(wǎng)絡(luò)通信。使用MicrosoftSQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)。[0014]預(yù)報(bào)監(jiān)視終端監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)地質(zhì)災(zāi)害布防點(diǎn)。以彈出式窗口顯示預(yù)報(bào)類型和當(dāng)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)圖像。提供機(jī)車是否已收到該預(yù)報(bào)及是否已采起相應(yīng)措施等信息。列車運(yùn)行監(jiān)視終端， 通過與行調(diào)聯(lián)網(wǎng)，顯示線路列車的位置，以便有預(yù)報(bào)時(shí)工作人員采取合適的處理方式。[0015]故障分析終端設(shè)備運(yùn)行參數(shù)顯示，設(shè)備故障報(bào)警。災(zāi)害預(yù)報(bào)后，工作人員還可以控 制圖像系統(tǒng)獲得更多現(xiàn)場(chǎng)圖像，方便處理。[0016]大屏幕監(jiān)視終端顯示監(jiān)控點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)，供多人分析處理。[0017]由于地質(zhì)災(zāi)害突發(fā)性的特點(diǎn)，必須考慮將預(yù)報(bào)信息傳到機(jī)車，以便及時(shí)采取措施， 以保障列車安全。該裝置必須同預(yù)報(bào)監(jiān)視中心交互，即預(yù)報(bào)監(jiān)視中心應(yīng)當(dāng)知道該裝置是否 收到預(yù)報(bào)和是否已采起措施。[0018]與預(yù)報(bào)監(jiān)視中心交互列車運(yùn)行途中，可能沒有無線信號(hào)，不能直接與預(yù)報(bào)監(jiān)視中 心通信，只能通過“自然災(zāi)害及地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)控裝置”轉(zhuǎn)發(fā)。[0019]當(dāng)自然災(zāi)害及地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)控裝置預(yù)報(bào)后，分別上傳機(jī)車和預(yù)報(bào)監(jiān)視中心，機(jī)車防 災(zāi)預(yù)報(bào)監(jiān)視裝置收到預(yù)報(bào)后，除顯示報(bào)警外，還將作出應(yīng)答，應(yīng)答內(nèi)容包含機(jī)車當(dāng)前速度， 機(jī)車所處公里標(biāo)，及司機(jī)是否確認(rèn)等信息。自然災(zāi)害及地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)控裝置收到機(jī)車防災(zāi)預(yù) 報(bào)裝置的應(yīng)答后，轉(zhuǎn)發(fā)給數(shù)據(jù)中心。[0020]通過接入機(jī)車TAX或監(jiān)控裝置，獲取列車運(yùn)行參數(shù)(速度，公里標(biāo)等)。系統(tǒng)采用 隔離485接口芯片，連接TAX/監(jiān)控裝置。自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)類型。[0021]通過接入機(jī)車TAX或監(jiān)控裝置，獲取列車運(yùn)行參數(shù)(速度，公里標(biāo)等)。系統(tǒng)采用 隔離485接口芯片，連接TAX/監(jiān)控裝置。自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)類型。[0022]報(bào)警單元由語(yǔ)音電路，液晶顯示器和報(bào)警確認(rèn)裝置組成。收到自然災(zāi)害及地質(zhì)災(zāi) 害監(jiān)控裝置預(yù)報(bào)后，給出聲光報(bào)警。當(dāng)司機(jī)確認(rèn)后，聲光報(bào)警停止，通過TAX/監(jiān)控裝置接口 讀取列車運(yùn)行參數(shù)，并發(fā)出應(yīng)答包。[0023]電力載波單元主要由電力載波耦合器和電力載波處理器組成。耦合器把信號(hào)送到 高壓線或從高壓線取出信號(hào)。電力載波處理器對(duì)耦的信號(hào)放大、濾波、解調(diào)等處理，將解調(diào) 后的信號(hào)送MCU或進(jìn)行調(diào)制、功率放大后通過耦合器發(fā)到高壓線上。[0024]基于性能考慮，傳感器部分必須安裝方便、數(shù)量少，覆蓋范圍大、可靠性高，能長(zhǎng)時(shí) 間現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行，能適應(yīng)雨、雪、霧等惡列天氣。[0025]雷達(dá)在軍事領(lǐng)域得到了成功運(yùn)用。他的工作原理是將電磁能量以定向方式發(fā)射 至空間之中，借由接收空間內(nèi)存在物體所反射之電波，可以計(jì)算出該物體之方向，高度及速 度，探測(cè)物體的形狀。具有適應(yīng)惡劣氣候，測(cè)量精度高的特點(diǎn)。[0026]在需要監(jiān)視的重點(diǎn)區(qū)域，通過雷達(dá)構(gòu)建一個(gè)立體監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。山體滑坡落石和路基 坍塌必然導(dǎo)致物體速度、距離、位置發(fā)生變化，雷達(dá)可以捕獲到這些變化，并通過計(jì)算物體 形狀和距鋼軌位置，決定預(yù)報(bào)等級(jí)和類型。[0027]鋼軌兩側(cè)各安裝1個(gè)雷達(dá)探測(cè)器，組成100米范圍立體檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)。通過計(jì)算入侵 物大致大小及與鋼軌的相對(duì)位置，從而評(píng)估是否安全，為準(zhǔn)確預(yù)報(bào)提供了依據(jù)。[0028]傳輸目標(biāo)是建立安全，可靠，實(shí)時(shí)，準(zhǔn)確的鐵路安全防災(zāi)監(jiān)控的信息傳輸體系，保 障數(shù)據(jù)傳到機(jī)車和數(shù)據(jù)中心。對(duì)于機(jī)車只傳報(bào)警數(shù)據(jù)和報(bào)警時(shí)的圖像。數(shù)據(jù)中心還傳系統(tǒng) 自檢信息。[0029]本實(shí)用新型對(duì)危及列車運(yùn)行安全的自然災(zāi)害(風(fēng)，雨，洪水，地震等)、山體滑坡、 路基坍陷、隧道障礙、山體落石、洪水、泥石流和異物入侵突發(fā)事故和事件等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)；對(duì)各種監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行分析、處理、匯總，判定設(shè)備安全隱患，災(zāi)害及故障的類型、性 質(zhì)和級(jí)別；實(shí)時(shí)顯示經(jīng)處理后的信息及災(zāi)害預(yù)警，限速，停運(yùn)，恢復(fù)運(yùn)營(yíng)等處理建議，為運(yùn)營(yíng) 調(diào)度中心調(diào)整運(yùn)行計(jì)劃，下達(dá)行車管制，搶險(xiǎn)救援，維修等指令提供依據(jù)；通過專有網(wǎng)絡(luò)自 動(dòng)將危險(xiǎn)警報(bào)信息、視頻信息傳輸?shù)綑C(jī)車上，以便司機(jī)及時(shí)確認(rèn)并采取安全措施；實(shí)時(shí)與 LKJ2000機(jī)車運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)和ATP車載控制系統(tǒng)交互數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)于實(shí)時(shí)性， 實(shí)時(shí)發(fā)布各類采集到得實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、預(yù)警信息、告警信息、設(shè)備故障信息；開放性，易擴(kuò)展遵循 通用的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，具有良好的擴(kuò)展能力，并能夠方便的和其他相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行連接與廣 泛集成，共享數(shù)據(jù)信息和告警信息，并且能夠接受其他系統(tǒng)的控制指令。布式，整體布置采 用分布式多層次結(jié)構(gòu)。模塊化，所有設(shè)備按功能劃分均采用模塊化設(shè)計(jì)；多網(wǎng)絡(luò)，多種網(wǎng)絡(luò) 方式并存電力載波、無線、GPRS、光纖、CAN等；可靠性，采用雙網(wǎng)多機(jī)的部署方式，前端采 集系統(tǒng)、通信服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器等重要的功能單元均采用冗余配置，保證 整個(gè)系統(tǒng)功能不受單個(gè)節(jié)點(diǎn)故障影響；可維護(hù)性，支持基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程更新與維護(hù)，并且支 持遠(yuǎn)程故障診斷；準(zhǔn)確率高，采用雷達(dá)及視頻識(shí)別輔助判斷相結(jié)合技術(shù)，不受環(huán)境、氣候等 因數(shù)影響，監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確，兌現(xiàn)率高；機(jī)車信息交互，通過與有網(wǎng)絡(luò)將報(bào)警信息及視屏信息傳遞 給司機(jī)，可以提醒司機(jī)采取安全措施；響應(yīng)速度快，災(zāi)害監(jiān)控裝置能夠及時(shí)做出預(yù)警，通過 監(jiān)控專用網(wǎng)能夠快速傳輸?shù)綑C(jī)車，因此在安全威脅發(fā)生之前就能夠提示司機(jī)關(guān)注相關(guān)監(jiān)控 畫面，使其有足夠的時(shí)間為潛在的威脅做好準(zhǔn)備工作。
權(quán)利要求1.鐵路地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)與監(jiān)視系統(tǒng)，包括預(yù)報(bào)監(jiān)視裝置、機(jī)車防災(zāi)預(yù)報(bào)監(jiān)視裝置、供電及 網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置、自然災(zāi)害及地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)控裝置、圖像監(jiān)測(cè)識(shí)別鋪助子裝置，其特征在于預(yù) 報(bào)監(jiān)視裝置、機(jī)車防災(zāi)預(yù)報(bào)監(jiān)視裝置、自然災(zāi)害及地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)控裝置、圖像監(jiān)測(cè)識(shí)別輔助裝 置通過供電及網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置進(jìn)行連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及鐵路安全保障系統(tǒng)，具體為鐵路地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)與監(jiān)視系統(tǒng)。鐵路地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)與監(jiān)視系統(tǒng)，包括預(yù)報(bào)監(jiān)視裝置、機(jī)車防災(zāi)預(yù)報(bào)監(jiān)視裝置、供電及網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置、自然災(zāi)害及地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)控裝置、圖像監(jiān)測(cè)識(shí)別輔助子裝置，其特征在于預(yù)報(bào)監(jiān)視裝置、機(jī)車防災(zāi)預(yù)報(bào)監(jiān)視裝置、自然災(zāi)害及地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)控裝置、圖像監(jiān)測(cè)識(shí)別輔助裝置通過供電及網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置進(jìn)行連接。本實(shí)用新型可提高運(yùn)行安全性。
文檔編號(hào)G08B21/10GK201820337SQ201020584449
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月28日
發(fā)明者吳勇, 周立新, 張晉, 王燕兵, 羅彩萍, 臧永立, 賈彥飛, 鐘劍, 饒林燦 申請(qǐng)人:成都智勝通科技有限責(zé)任公司