一种铁路轨道施工安全预警系统及方法与流程

本发明涉及铁路沿线施工安全预警技术领域，具体涉及一种利用gps定位在列车到来时提前警告轨道沿线工作人员的铁路轨道机车预警系统及方法。

背景技术：

工务、电务人员需要常年在铁路沿线对铁路进行维护、检查、维修，随着全国铁路不断的提速，列车速度不断加快，列车对沿线铁路的工务施工人员安全造成很大的威胁。怎样处理列车提速带来对施工人员人身安全的威胁与工务人员需要日常维护铁路保障列车的正常运行之间的矛盾就是我们所需要解决的问题。

目前，铁路工务人员所采用的技术手段是：当一个班组需要上道施工时，需要在铁路沿线站里设置驻站防护员，同时在施工现场前后800米设置安全措施。当列车靠近时，由驻站防护人员用固定台通知现场防护人员，再由现场防护人员通知施工人员下道。

由于部分区间较长以及随着列车速度的不断提升，这种传统的预警方式并不能完全及时的对现场施工人员预警，对人身安全造成极大的威胁。

技术实现要素：

针对现有技术的问题，本发明提出一种铁路轨道施工安全预警系统及方法，通过在列车上安装带高精度定位的车载终端设备，获取列车实时gps坐标、行驶速度以及行驶方向并上传至服务器；现场施工人员佩戴的移动便携式终端根据当前gps坐标从服务器获取方圆十公里内且朝施工人员方向行驶的列车信息，根据列车的速度以及两者之间的距离判断列车到达施工人员位置的时间并语音提醒施工人员，并随着时间的流逝间断的提醒施工人员，达到提前规避。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一方面本发明提供一种铁路轨道施工安全预警系统，其包括若干车载终端、若干手持移动终端和远程服务器，车载终端和手持移动终端通过无线通讯方式与远程服务器连接，所述车载终端包括第一gps定位模块和速度与方向计算模块，用于获取列车位置信息并根据连续的列车位置信息获取列车的运行速度以及方向，车载终端通过无线通讯网络将列车状态信息发送给远程服务器；

手持移动终端用于向远程服务器发送作业人员位置信息；用于根据远程服务器发送的列车状态信息计算列车到达作业人员位置所需时间；用于实时显示列车以及作业人员的相对位置；手持移动终端通过无线通讯网络将作业人员位置信息发送给远程服务器并接收远程服务器下发的进入安全距离的列车状态信息；

远程服务器包括数据存储单元和信息处理单元；远程服务器通过无线通讯网络接收车载终端发送的列车状态信息以及手持移动终端发送的作业人员位置信息，并在数据存储单元中进行分类存储；信息处理单元根据服务器当前收到的数据判断作业人员附近是否有列车运行以及列车是否朝作业人员方向行驶，若作业人员附近存在朝作业人员方向行驶的列车，则将当前列车信息发送给手持移动终端，并持续接收下一时刻列车状态信息进行判断及信息发送操作，直至列车驶出作业人员安全范围。

另一方面本发明提供一种铁路轨道施工安全预警方法，包括以下步骤：

s1，车载终端启动，实时获取列车gps坐标、列车瞬时速度以及行驶方向，车载终端与远程服务器通过无线通讯网络建立连接，上传列车状态信息；

s2，手持移动终端启动，与远程服务器通过无线通讯网络建立连接，上传实时获取的gps坐标；

s3，远程服务器接收到手持移动终端上传的作业人员坐标后即查询列车坐标，判断作业人员安全范围内是否存在列车朝向作业人员行驶，若存在，则远程服务器向手持移动终端发送该列车状态信息以及其他作业人员的坐标；

s4，手持移动终端根据列车及作业人员的坐标信息、列车的行进速度计算列车到达当前位置所需时间，并通过语音播报进行预警，同时手持移动终端根据作业人员坐标和列车坐标，并以当前作业人员坐标为中心，绘制预警相对位置图，通过手持移动终端屏显实时显示。

本发明的有益效果是：

1.相对于传统预警方式，不再需要设置驻站防护员，减少了人力成本，尤其当施工区间较长的情况下，此优势更明显；

2.随着列车速度的不断提升，留给轨道施工人员进行规避的时间越来越短，相较于传统预警方式，此发明预警通知到轨道施工人员所需要消耗的时间更短，能更及时的通知到轨道施工人员；

3.减少复杂操作，只需与服务器建立连接，其余所有操作均由计算机完成。

附图说明

图1为系统结构示意图；

图2为方法流程图；

图3为步骤s3流程图；

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明提供一种铁路轨道施工安全预警系统，其包括若干车载终端1、若干手持移动终端2和远程服务器3，车载终端1和手持移动终端2通过无线通讯方式与远程服务器3连接，

车载终端1用于获取列车位置信息并根据连续的列车位置信息获取列车的运行速度以及方向，车载终端1通过无线通讯网络将列车状态信息发送给远程服务器3；

手持移动终端2用于向远程服务器3发送作业人员位置信息，用于根据远程服务器3发送的列车状态信息计算列车到达作业人员位置所需时间，用于实时显示列车以及作业人员的相对位置；其包括显示单元201、数据处理单元202、gps定位装置203和语音播报单元204，手持移动终端2与远程服务器3建立连接后，gps定位装置203即开始采集作业人员当前位置(经纬度坐标)，并通过无线通讯网络将位置信息发送给远程服务器3，远程服务器3向手持移动终端2发送的列车状态信息由数据处理单元202生成以gps定位装置203采集的当前位置信息为中心的包含附近其他手持移动终端以及列车位置的相对位置图，显示单元201显示并实时更新相对位置图，当列车驶入指定范围内时，语音播报单元204播报列车到达时间进行语音预警。

远程服务器3包括数据存储单元301和信息处理单元302；远程服务器3通过无线通讯网络接收车载终端1发送的列车状态信息以及手持移动终端2发送的作业人员位置信息，并在数据存储单元301中进行分类存储；信息处理单元302根据服务器当前收到的数据判断作业人员附近是否有列车运行以及列车是否朝作业人员方向行驶，若作业人员附近存在朝作业人员方向行驶的列车，则将当前列车信息发送给手持移动终端2，并持续接收下一时刻列车状态信息进行判断及信息发送操作，直至列车驶出作业人员安全范围。

基于上述一种铁路轨道施工安全预警系统，本发明另一方面提供一种铁路轨道施工安全预警方法，如图2图3所示，包括以下步骤：

s1，车载终端启动，实时获取列车gps坐标、列车瞬时速度以及行驶方向，车载终端与远程服务器通过无线通讯网络建立连接，上传列车状态信息；

s2，手持移动终端启动，与远程服务器通过无线通讯网络建立连接，上传实时获取的gps坐标；

s3，远程服务器接收到手持移动终端上传的作业人员坐标后即查询列车坐标，判断作业人员安全范围内是否存在列车朝向作业人员行驶，若存在，则远程服务器向手持移动终端发送该列车状态信息以及其他作业人员的坐标；

s4，手持移动终端根据列车及作业人员的坐标信息、列车的行进速度计算列车到达当前位置所需时间，并通过语音播报进行预警，同时手持移动终端根据作业人员坐标和列车坐标，并以当前作业人员坐标为中心，绘制预警相对位置图，通过手持移动终端屏显实时显示。

具体包括以下步骤：

s301，根据球面距离计算公式l＝rθt，计算作业人员与列车间的实际距离l，其中r为地球半径，θt为作业人员和列车的t时刻坐标与球心对应的圆心角；

s302，判断列车是否位于作业人员安全范围内，即判断人车实际距离l是否小于安全距离s，若是则执行步骤s303，否则跳转至步骤s301，继续进行作业人员与列车间的实际距离l的计算；这里优选安全距离取值为s＝10km。

s303，服务器读取当前列车坐标at以及前一时刻列车坐标at-1，计算at到at-1的坐标方位角α，同时计算当前列车坐标at到作业人员坐标bt的坐标方位角β，若|α-β|≤45°，则认为列车正在朝作业人员行驶并跳转至步骤s304，否则跳转至步骤s302；

s304，服务器向作业人员手持移动终端发送列车状态信息以及位于作业人员安全距离以内的其他作业人员的坐标，然后跳转至步骤s305；

s305，判断人车实际距离l是否小于安全距离s，若是则跳转至s304，否则服务器终止发送列车状态信息以及位于作业人员安全距离以内的其他作业人员的坐标。

说明书中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。本实施例仅用于说明该发明，而不用于限制本发明的范围，本领域技术人员对于本发明所做的等价置换等修改均认为是落入该发明权利要求书所保护范围内。