本發(fā)明涉及鐵路沿線施工安全預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用gps定位在列車到來(lái)時(shí)提前警告軌道沿線工作人員的鐵路軌道機(jī)車預(yù)警系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

工務(wù)、電務(wù)人員需要常年在鐵路沿線對(duì)鐵路進(jìn)行維護(hù)、檢查、維修，隨著全國(guó)鐵路不斷的提速，列車速度不斷加快，列車對(duì)沿線鐵路的工務(wù)施工人員安全造成很大的威脅。怎樣處理列車提速帶來(lái)對(duì)施工人員人身安全的威脅與工務(wù)人員需要日常維護(hù)鐵路保障列車的正常運(yùn)行之間的矛盾就是我們所需要解決的問(wèn)題。

目前，鐵路工務(wù)人員所采用的技術(shù)手段是：當(dāng)一個(gè)班組需要上道施工時(shí)，需要在鐵路沿線站里設(shè)置駐站防護(hù)員，同時(shí)在施工現(xiàn)場(chǎng)前后800米設(shè)置安全措施。當(dāng)列車靠近時(shí)，由駐站防護(hù)人員用固定臺(tái)通知現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)人員，再由現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)人員通知施工人員下道。

由于部分區(qū)間較長(zhǎng)以及隨著列車速度的不斷提升，這種傳統(tǒng)的預(yù)警方式并不能完全及時(shí)的對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員預(yù)警，對(duì)人身安全造成極大的威脅。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種鐵路軌道施工安全預(yù)警系統(tǒng)及方法，通過(guò)在列車上安裝帶高精度定位的車載終端設(shè)備，獲取列車實(shí)時(shí)gps坐標(biāo)、行駛速度以及行駛方向并上傳至服務(wù)器；現(xiàn)場(chǎng)施工人員佩戴的移動(dòng)便攜式終端根據(jù)當(dāng)前gps坐標(biāo)從服務(wù)器獲取方圓十公里內(nèi)且朝施工人員方向行駛的列車信息，根據(jù)列車的速度以及兩者之間的距離判斷列車到達(dá)施工人員位置的時(shí)間并語(yǔ)音提醒施工人員，并隨著時(shí)間的流逝間斷的提醒施工人員，達(dá)到提前規(guī)避。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一方面本發(fā)明提供一種鐵路軌道施工安全預(yù)警系統(tǒng)，其包括若干車載終端、若干手持移動(dòng)終端和遠(yuǎn)程服務(wù)器，車載終端和手持移動(dòng)終端通過(guò)無(wú)線通訊方式與遠(yuǎn)程服務(wù)器連接，所述車載終端包括第一gps定位模塊和速度與方向計(jì)算模塊，用于獲取列車位置信息并根據(jù)連續(xù)的列車位置信息獲取列車的運(yùn)行速度以及方向，車載終端通過(guò)無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)將列車狀態(tài)信息發(fā)送給遠(yuǎn)程服務(wù)器；

手持移動(dòng)終端用于向遠(yuǎn)程服務(wù)器發(fā)送作業(yè)人員位置信息；用于根據(jù)遠(yuǎn)程服務(wù)器發(fā)送的列車狀態(tài)信息計(jì)算列車到達(dá)作業(yè)人員位置所需時(shí)間；用于實(shí)時(shí)顯示列車以及作業(yè)人員的相對(duì)位置；手持移動(dòng)終端通過(guò)無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)將作業(yè)人員位置信息發(fā)送給遠(yuǎn)程服務(wù)器并接收遠(yuǎn)程服務(wù)器下發(fā)的進(jìn)入安全距離的列車狀態(tài)信息；

遠(yuǎn)程服務(wù)器包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和信息處理單元；遠(yuǎn)程服務(wù)器通過(guò)無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)接收車載終端發(fā)送的列車狀態(tài)信息以及手持移動(dòng)終端發(fā)送的作業(yè)人員位置信息，并在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中進(jìn)行分類存儲(chǔ)；信息處理單元根據(jù)服務(wù)器當(dāng)前收到的數(shù)據(jù)判斷作業(yè)人員附近是否有列車運(yùn)行以及列車是否朝作業(yè)人員方向行駛，若作業(yè)人員附近存在朝作業(yè)人員方向行駛的列車，則將當(dāng)前列車信息發(fā)送給手持移動(dòng)終端，并持續(xù)接收下一時(shí)刻列車狀態(tài)信息進(jìn)行判斷及信息發(fā)送操作，直至列車駛出作業(yè)人員安全范圍。

另一方面本發(fā)明提供一種鐵路軌道施工安全預(yù)警方法，包括以下步驟：

s1，車載終端啟動(dòng)，實(shí)時(shí)獲取列車gps坐標(biāo)、列車瞬時(shí)速度以及行駛方向，車載終端與遠(yuǎn)程服務(wù)器通過(guò)無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)建立連接，上傳列車狀態(tài)信息；

s2，手持移動(dòng)終端啟動(dòng)，與遠(yuǎn)程服務(wù)器通過(guò)無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)建立連接，上傳實(shí)時(shí)獲取的gps坐標(biāo)；

s3，遠(yuǎn)程服務(wù)器接收到手持移動(dòng)終端上傳的作業(yè)人員坐標(biāo)后即查詢列車坐標(biāo)，判斷作業(yè)人員安全范圍內(nèi)是否存在列車朝向作業(yè)人員行駛，若存在，則遠(yuǎn)程服務(wù)器向手持移動(dòng)終端發(fā)送該列車狀態(tài)信息以及其他作業(yè)人員的坐標(biāo)；

s4，手持移動(dòng)終端根據(jù)列車及作業(yè)人員的坐標(biāo)信息、列車的行進(jìn)速度計(jì)算列車到達(dá)當(dāng)前位置所需時(shí)間，并通過(guò)語(yǔ)音播報(bào)進(jìn)行預(yù)警，同時(shí)手持移動(dòng)終端根據(jù)作業(yè)人員坐標(biāo)和列車坐標(biāo)，并以當(dāng)前作業(yè)人員坐標(biāo)為中心，繪制預(yù)警相對(duì)位置圖，通過(guò)手持移動(dòng)終端屏顯實(shí)時(shí)顯示。

本發(fā)明的有益效果是：

1.相對(duì)于傳統(tǒng)預(yù)警方式，不再需要設(shè)置駐站防護(hù)員，減少了人力成本，尤其當(dāng)施工區(qū)間較長(zhǎng)的情況下，此優(yōu)勢(shì)更明顯；

2.隨著列車速度的不斷提升，留給軌道施工人員進(jìn)行規(guī)避的時(shí)間越來(lái)越短，相較于傳統(tǒng)預(yù)警方式，此發(fā)明預(yù)警通知到軌道施工人員所需要消耗的時(shí)間更短，能更及時(shí)的通知到軌道施工人員；

3.減少?gòu)?fù)雜操作，只需與服務(wù)器建立連接，其余所有操作均由計(jì)算機(jī)完成。

附圖說(shuō)明

圖1為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為方法流程圖；

圖3為步驟s3流程圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，本發(fā)明提供一種鐵路軌道施工安全預(yù)警系統(tǒng)，其包括若干車載終端1、若干手持移動(dòng)終端2和遠(yuǎn)程服務(wù)器3，車載終端1和手持移動(dòng)終端2通過(guò)無(wú)線通訊方式與遠(yuǎn)程服務(wù)器3連接，

車載終端1用于獲取列車位置信息并根據(jù)連續(xù)的列車位置信息獲取列車的運(yùn)行速度以及方向，車載終端1通過(guò)無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)將列車狀態(tài)信息發(fā)送給遠(yuǎn)程服務(wù)器3；

手持移動(dòng)終端2用于向遠(yuǎn)程服務(wù)器3發(fā)送作業(yè)人員位置信息，用于根據(jù)遠(yuǎn)程服務(wù)器3發(fā)送的列車狀態(tài)信息計(jì)算列車到達(dá)作業(yè)人員位置所需時(shí)間，用于實(shí)時(shí)顯示列車以及作業(yè)人員的相對(duì)位置；其包括顯示單元201、數(shù)據(jù)處理單元202、gps定位裝置203和語(yǔ)音播報(bào)單元204，手持移動(dòng)終端2與遠(yuǎn)程服務(wù)器3建立連接后，gps定位裝置203即開(kāi)始采集作業(yè)人員當(dāng)前位置(經(jīng)緯度坐標(biāo))，并通過(guò)無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)將位置信息發(fā)送給遠(yuǎn)程服務(wù)器3，遠(yuǎn)程服務(wù)器3向手持移動(dòng)終端2發(fā)送的列車狀態(tài)信息由數(shù)據(jù)處理單元202生成以gps定位裝置203采集的當(dāng)前位置信息為中心的包含附近其他手持移動(dòng)終端以及列車位置的相對(duì)位置圖，顯示單元201顯示并實(shí)時(shí)更新相對(duì)位置圖，當(dāng)列車駛?cè)胫付ǚ秶鷥?nèi)時(shí)，語(yǔ)音播報(bào)單元204播報(bào)列車到達(dá)時(shí)間進(jìn)行語(yǔ)音預(yù)警。

遠(yuǎn)程服務(wù)器3包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元301和信息處理單元302；遠(yuǎn)程服務(wù)器3通過(guò)無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)接收車載終端1發(fā)送的列車狀態(tài)信息以及手持移動(dòng)終端2發(fā)送的作業(yè)人員位置信息，并在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元301中進(jìn)行分類存儲(chǔ)；信息處理單元302根據(jù)服務(wù)器當(dāng)前收到的數(shù)據(jù)判斷作業(yè)人員附近是否有列車運(yùn)行以及列車是否朝作業(yè)人員方向行駛，若作業(yè)人員附近存在朝作業(yè)人員方向行駛的列車，則將當(dāng)前列車信息發(fā)送給手持移動(dòng)終端2，并持續(xù)接收下一時(shí)刻列車狀態(tài)信息進(jìn)行判斷及信息發(fā)送操作，直至列車駛出作業(yè)人員安全范圍。

基于上述一種鐵路軌道施工安全預(yù)警系統(tǒng)，本發(fā)明另一方面提供一種鐵路軌道施工安全預(yù)警方法，如圖2圖3所示，包括以下步驟：

s1，車載終端啟動(dòng)，實(shí)時(shí)獲取列車gps坐標(biāo)、列車瞬時(shí)速度以及行駛方向，車載終端與遠(yuǎn)程服務(wù)器通過(guò)無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)建立連接，上傳列車狀態(tài)信息；

s2，手持移動(dòng)終端啟動(dòng)，與遠(yuǎn)程服務(wù)器通過(guò)無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)建立連接，上傳實(shí)時(shí)獲取的gps坐標(biāo)；

s3，遠(yuǎn)程服務(wù)器接收到手持移動(dòng)終端上傳的作業(yè)人員坐標(biāo)后即查詢列車坐標(biāo)，判斷作業(yè)人員安全范圍內(nèi)是否存在列車朝向作業(yè)人員行駛，若存在，則遠(yuǎn)程服務(wù)器向手持移動(dòng)終端發(fā)送該列車狀態(tài)信息以及其他作業(yè)人員的坐標(biāo)；

s4，手持移動(dòng)終端根據(jù)列車及作業(yè)人員的坐標(biāo)信息、列車的行進(jìn)速度計(jì)算列車到達(dá)當(dāng)前位置所需時(shí)間，并通過(guò)語(yǔ)音播報(bào)進(jìn)行預(yù)警，同時(shí)手持移動(dòng)終端根據(jù)作業(yè)人員坐標(biāo)和列車坐標(biāo)，并以當(dāng)前作業(yè)人員坐標(biāo)為中心，繪制預(yù)警相對(duì)位置圖，通過(guò)手持移動(dòng)終端屏顯實(shí)時(shí)顯示。

具體包括以下步驟：

s301，根據(jù)球面距離計(jì)算公式l＝rθt，計(jì)算作業(yè)人員與列車間的實(shí)際距離l，其中r為地球半徑，θt為作業(yè)人員和列車的t時(shí)刻坐標(biāo)與球心對(duì)應(yīng)的圓心角；

s302，判斷列車是否位于作業(yè)人員安全范圍內(nèi)，即判斷人車實(shí)際距離l是否小于安全距離s，若是則執(zhí)行步驟s303，否則跳轉(zhuǎn)至步驟s301，繼續(xù)進(jìn)行作業(yè)人員與列車間的實(shí)際距離l的計(jì)算；這里優(yōu)選安全距離取值為s＝10km。

s303，服務(wù)器讀取當(dāng)前列車坐標(biāo)at以及前一時(shí)刻列車坐標(biāo)at-1，計(jì)算at到at-1的坐標(biāo)方位角α，同時(shí)計(jì)算當(dāng)前列車坐標(biāo)at到作業(yè)人員坐標(biāo)bt的坐標(biāo)方位角β，若|α-β|≤45°，則認(rèn)為列車正在朝作業(yè)人員行駛并跳轉(zhuǎn)至步驟s304，否則跳轉(zhuǎn)至步驟s302；

s304，服務(wù)器向作業(yè)人員手持移動(dòng)終端發(fā)送列車狀態(tài)信息以及位于作業(yè)人員安全距離以內(nèi)的其他作業(yè)人員的坐標(biāo)，然后跳轉(zhuǎn)至步驟s305；

s305，判斷人車實(shí)際距離l是否小于安全距離s，若是則跳轉(zhuǎn)至s304，否則服務(wù)器終止發(fā)送列車狀態(tài)信息以及位于作業(yè)人員安全距離以內(nèi)的其他作業(yè)人員的坐標(biāo)。

說(shuō)明書中未闡述的部分均為現(xiàn)有技術(shù)或公知常識(shí)。本實(shí)施例僅用于說(shuō)明該發(fā)明，而不用于限制本發(fā)明的范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)于本發(fā)明所做的等價(jià)置換等修改均認(rèn)為是落入該發(fā)明權(quán)利要求書所保護(hù)范圍內(nèi)。