铁路作业安全警示方法和系统的制作方法
专利名称：铁路作业安全警示方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铁路施工安全防护方法和设备，尤其是涉及一种用于向铁路现场 作业人员提示列车靠近信息的铁路作业安全警示方法和安全警示系统。
背景技术：
铁路工作人员对铁路的检修、维护等作业，通常是在列车运行的间隙进行。因此， 保障作业安全和列车运行安全是一项非常重要的工作。随着列车的不断提速，高速铁路的 不断发展，对安全防护工作的要求也越来越高。比较简单的做法是安排专人防护监测，发现有列车驶近时及时通知现场作业人 员。这样不仅会耗费多余的人力，而且由于种种不确定的人为因素，如监测人员偶尔疏忽大 意，或者作业人员相互间信息交流发生障碍、延误等，对相关作业人员人身安全及列车运行 安全构成威胁。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种保障铁路作业人员安全和列车运行安全 的方法。本发明解决上述技术问题的技术方案如下一种铁路作业安全警示方法利用无 线信号周期性地测量列车与作业现场的距离；当列车与作业现场之间的距离达到警戒值 时、或根据列车的速度计算出列车到达作业现场所需的时间达到警戒值时，在作业现场发
出警戒信号。具体地说，上述方法可以采取如下措施和步骤。在列车上设置探测装置，列车运行过程中，其探测装置周期性地发出探测信号；在铁路作业现场设置目标装置和报警装置，所述目标装置接收到列车发出的无线 信号后，向列车返回一个反馈信号；列车上的探测装置根据反馈信号计算铁路作业现场与列车之间的距离；列车的探测装置将距离和列车车速、或者将计算列车到达所需的时间等信息发送 到铁路作业现场；铁路作业现场的目标装置利用收到的信息确定列车的距离或到达所需的时间，报 警装置根据目标装置确定的距离或时间，发出相应的警戒信号。上述方法也可以选择另一种类似的措施。在铁路作业现场设置探测装置和报警装置，作业过程中，所述探测装置周期性地 发出探测信号；在列车上设置目标装置，所述目标装置接收到作业现场发出的探测信号后，向作 业现场返回反馈信号，并提供车速信息；作业现场的探测装置根据反馈信号计算列车与作业现场之间的距离，或进一步根 据车速信息计算出列车到达所需的时间；
报警装置根据探测装置确定的距离或时间，发出相应的警戒信号。所述的用于测量列车与作业现场之间距离的无线信号为电磁波或声波。电磁波测 距目前已是一种成熟的技术，常见的有脉冲式测距仪和相位式测距仪，测量精度达Icm左 右。而声波测距主要是利用多普勒效应来实现，也是较为成熟的技术。上述方法还可以选择另一种类似的措施。在列车上设置目标装置，列车运行过程中，所述目标装置根据GPS系统或铁路通 讯系统随时获取自身位置信息，并周期性地向外发出包含列车实时位置和速度的信息；在铁路作业现场设置探测装置和报警装置，所述探测装置根据GPS系统或铁路通 讯系统随时获取自身位置信息，并接收列车发出的位置和速度信息，通过对比确定列车的 距离，或进一步计算列车到达所需时间；报警装置根据探测装置确定的距离或时间，发出相应的警戒信号。通过采用上述方法，当列车到达离铁路作业现场一定距离的时候，作业现场的专 用报警装置发出相应的警戒信号。距离越近，列车到达的时间越短，报警级别越高。作业现 场的人员在发觉警戒信号时，可及时做好相应准备并离开铁道。为实现上述铁路作业安全警示方法，本发明还提供了一种保障铁路作业人员安全 和列车运行安全、能替代人工防护工作可靠性高的铁路作业安全警示设备。本发明解决上述技术问题的技术方案如下一种铁路作业安全警示系统，其包括 用于测量列车与作业场所之间距离的测距系统，及根据测距系统的测量结果提示警戒信号 的报警装置。在上述技术方案的基础上，本发明可以采用如下具体的改进措施。进一步，所述测距系统包括探测装置和目标装置。所述探测装置和目标装置可根 据实际情况分别安装在运行的列车和铁路作业现场。进一步，所述探测装置包括发出探测信号的无线信号发射装置、接收反馈信号的 无线信号接收装置、以及处理反馈信号并控制无线信号发射装置的探测控制装置；所述目 标装置包括接收探测装置发出的探测信号并发出反馈信号的反馈装置、和对接收的信号 进行处理确定测量结果并控制反馈装置的反馈控制装置。进一步，所述报警装置根据所述目标装置提供的测量结果发出警戒信号；所述报 警装置和目标装置设于铁路作业场所，所述探测装置设于列车上。所述报警装置也可以根 据所述探测装置提供的测量结果发出警戒信号，这样，探测装置应设于铁路作业场所，而目 标装置设置在列车上。作为利用上述方式测距的一种代替，如本申请方法部分所述的，还可以利用GPS 装置确定列车距离。就此，所述目标装置包括确定列车位置的GPS定位装置，发出列车位 置、车速信息的信息发送装置；所述探测装置包括确定作业场所位置的GPS定位装置，接 收目标装置发出的信息并比照自身位置确定测量结果的信息处理装置；所述报警装置根据 所述探测装置确定的测量结果发出警戒信号。本发明的有益效果是将报警装置安装在作业场所，如由作业人员随身携带，测距 系统安装在列车与作业场所之间，当列车与作业场所之间的距离或者列车到达作业场所所 需的时间进入警戒范围时，报警装置根据测距系统的测量结果发出警戒信号，提示作业人 员及时作出反应，离开列车轨道。这样，可避免意外情况发生。
图1为本发明铁路作业安全警示系统一种实施例内部各模块之间的结构关系图；图2为本发明铁路作业安全警示系统另一种实施例内部各模块之间的结构关系 图；附图中，各标号所代表的部件列表如下100、测距系统，110、探测装置，111、发射装置，112、探测控制装置，113、接收装置，116、GPS定位装 置，117、信息处理装置；120、目标装置，121、反馈装置，122、反馈控制装置，126、GPS定位装置，127、信息发
送装置；200、报警装置。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并 非用于限定本发明的范围。从整体层面上说，本发明铁路作业安全警示方法是这样实现的利用无线信号周 期性地测量列车与作业现场的距离。控制系统根据测量结果确定列车距离，并结合列车实 时速度计算出列车到达作业现场所需的时间。当列车与作业现场之间的距离达到警戒值 时、或根据列车的速度计算出列车到达作业现场所需的时间达到警戒值时，在作业现场发 出警戒信号。用于测量距离或传送信息的无线信号的强度，可根据预先设定的安全距离确 定。在列车与作业现场之间的距离大于安全距离时，无线信号的强度不足，测距、信息传送 及相关警戒工作未启动；当两者距离小于安全距离时，无线信号的强度能够满足测距和信 息传送要求，周期性的测距、信息传送工作及相关的警戒工作开始进行。用于测量列车与作业现场之间距离的无线信号可以是电磁波，也可以是声波。声 波测距主要是利用多普勒效应来实现，也是较为成熟的技术。不过考虑到声波在空气中的 衰减，传输介质的复杂性，以及列车运行线路的不确定性等因素，利用电磁波测距效果更为 理想。另外，利用GPS装置确定的位置信息也是较为方便可行的方案。具体地说，上述方法 可以选择如下三种类似的具体实施方式
实现实施例一、在列车上设置探测装置，列车运行过程中，所述探测装置周期性地发出 特定强度和频率的电磁波探测信号；在铁路作业现场设置目标装置和报警装置，所述目标装置接收到列车发出的探测 信号后，向列车返回一个反馈信号；列车上的探测装置根据接收到的反馈信号，通过分析探测信号和反馈信号的相位 关系或时间差，计算铁路作业现场与列车之间的距离，并根据列车实时速度计算列车到达 所需的时间；列车的探测装置将距离和列车车速、或者将计算列车到达所需的时间等信息，通 过与探测信号不同频率的无线信号，发送到铁路作业现场；铁路作业现场的目标装置利用收到的信息确定列车的距离或到达所需的时间，报
6警装置根据目标装置确定的距离或时间，发出相应的警戒信号。如根据列车距离和车速计 算出列车到达的时间为t，当时间t大于警戒时间tl时，警戒信号为声音，且声音随着时间 t的逝去而逐步急促；当时间小于警戒时间tl，大于警戒时间t2时，声音极度急促，声强大， 同时开启振动报警模式；当时间小于警戒时间t2，大于警戒时间t3时，声音极度急促，声强 大，保持振动报警模式，并开启电击模式，迫使铁路作业人员离开线路。实施例二、在铁路作业现场设置探测装置和报警装置，作业过程中，所述探测装置 周期性地发出特定强度和频率的电磁波探测信号；在列车上设置目标装置，所述目标装置接收到作业现场发出的探测信号后，向作 业现场返回反馈信号，并提供车速信息；作业现场的探测装置根据反馈信号计算铁路列车与作业现场之间的距离，或进一 步根据车速信息计算出列车到达所需的时间；报警装置根据探测装置确定的距离或时间，发出相应的警戒信号。距离越近、时间 越短，报警级别越高。报警方式同实施例一。实施例三、在列车上设置目标装置，列车运行过程中，所述目标装置根据GPS系统 或铁路通讯系统随时获取自身位置信息，并周期性地向外发出包含列车实时位置和速度的 fn息；在铁路作业现场设置探测装置和报警装置，所述探测装置根据GPS系统或铁路通 讯系统随时获取自身位置信息，并接收列车发出的位置和速度信息，通过对比两者的位置 确定列车的距离，并根据列车车速计算列车到达所需时间；作业现场的报警装置根据探测装置确定的距离或时间，发出相应的警戒信号。距 离越近、时间越短，报警级别越高。报警方式同实施例一。作为一种备选措施，作业现场的报警装置发出警戒信号，作业人员得到警示提醒 后，在特定时间内对警示信号进行回应，向列车发出回应信息；否则，超过警戒时间t4仍未 响应的，列车做紧急停车准备，自动或由人工控制紧急停车，确保安全。探测装置和目标装置均具有多线程通讯功能，同一个探测装置可以同时协同多个 目标装置工作，同一个目标装置也可以同时协同多个探测装置工作。在有两列以上的列车 同时靠近临近的多个作业现场时，各个作业现场的目标装置或探测装置同时确定不同列车 的距离和到达时间，报警装置确定最近的或者最快到达的列车，并根据其到达时间发出警 戒信号。为实现上述铁路作业安全警示方法，本发明还提供一种铁路作业安全警示系统。 参见图1和图2，安全警示系统包括两个部分用于测量列车与作业场所之间距离的测距系 统100，及根据测距系统的测量结果提示警戒信号的报警装置200。具体来说，有如下几种 实施方式实施例一，如图1:所述测距系统100包括探测装置110和目标装置120。所述探测装置110安装在 列车上，目标装置120设于铁路作业现场。探测装置110包括发出探测信号的无线信号发射装置111、接收反馈信号的无 线信号接收装置113、以及控制装置112。通过相应的程序设置，控制装置112控制无线信 号发射装置111周期性地发出特定强度和频率的电磁波探测信号，并对无线信号接收装置113接收到的、目标装置120返回的反馈信号进行处理，通过分析发出的探测信号和接收的 反馈信号之间的时间差或相位关系计算目标装置120即铁路作业现场的距离，还可以进一 步，根据该距离以及列车自身的实时车速计算列车到达作业现场所需的时间；此后，探测控 制装置112利用无线信号发射装置111向目标装置120发出列车的距离和车速、到达时间 等信息，该信息的载体为另一种与探测信号不同频率的电磁波信号。无线信号发射装置111 和接收装置113设置在火车头上，控制装置112同时连接到列车控制室，通过一个显示屏显 示探测装置110测得的即时信息。目标装置120包括接收探测装置110发出的信号并发出反馈信号的反馈装置 121、和控制装置122。目标装置的控制装置122对接收的信号进行分析处理，如接收到的是 探测信号，控制反馈装置121发出反馈信号；如接收到的是探测装置110提供的列车的距离 和车速、到达时间等信息，则对该信息进行处理，确定列车到达的时间。报警装置200根据 目标装置120的控制装置122确定的列车到达时间，发出相应的警戒信号。目标装置120设于铁路作业现场，每个作业人员随身携带报警装置200，报警装置 200与目标装置120保持实时联系。报警装置200也可与目标装置120集成为一体，由作业 人员随身携带，如安装在帽子上。当然，根据现场需要也可以将探测装置110设于铁路作业现场，目标装置120安装 在列车上。这时，报警装置200根据探测装置110提供的列车距离、到达时间等测量结果发 出警戒信号，各装置的工作程序也需做相应调整。实施例二，如图2:所述测距系统100包括探测装置110和目标装置120。探测装置110包括GPS 定位装置116和信息处理装置117 ；目标装置120包括GPS定位装置126和信息发送装置 127。探测装置110的信息处理装置117与报警装置200之间建立通讯连接。探测装置110 设于铁路作业现场，目标装置120安装在列车上。报警装置200可与探测装置110集成为 一体，由作业人员随身携带，如安装在帽子上。通过GPS定位装置116、126，目标装置120和探测装置110分别确定列车和作业现 场的方位坐标。信息发送装置127将GPS定位装置126确定的列车方位坐标、以及列车实 时车速信息，按一定的时间间隔(如每秒一次)，通过特定强度特定频率的无线信号向外发 送。当列车与作业现场之间的距离在一定范围内时，作业现场探测装置110的信息处理装 置117即能接收到列车发出的信息。在接收到该包含列车方位坐标、列车车速的信息后，信 息处理装置117根据GPS定位装置116提供的自身方位坐标，确定列车的距离，并计算列车 到达所需的时间。信息处理装置117随即将其确定的列车距离和到达时间等信息，传送至 报警装置200。报警装置200根据其接收的列车距离和到达时间发出不同的报警信号。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和 原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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权利要求
一种铁路作业安全警示方法，其特征在于利用无线信号周期性地测量列车与作业现场之间的距离；当列车与作业现场之间的距离达到警戒值时、或根据列车的速度计算出列车到达作业现场所需的时间达到警戒值时，在作业现场发出警戒信号。
2.根据权利要求1所述的铁路作业安全警示方法，其特征在于在列车上设置探测装置，列车运行过程中，所述探测装置周期性地发出探测信号； 在铁路作业现场设置目标装置和报警装置，所述目标装置接收到列车发出的探测信号 后，向列车返回反馈信号；列车上的探测装置根据反馈信号计算铁路作业现场与列车之间的距离； 列车的探测装置将距离和列车车速、或者将计算列车到达所需的时间信息发送到铁路 作业现场；铁路作业现场的目标装置利用收到的信息确定列车的距离或到达所需的时间，报警装 置根据目标装置确定的距离或时间，发出相应的警戒信号。
3.根据权利要求1所述的铁路作业安全警示方法，其特征在于在铁路作业现场设置探测装置和报警装置，作业过程中，所述探测装置周期性地发出 探测信号；在列车上设置目标装置，所述目标装置接收到作业现场发出的探测信号后，向作业现 场返回反馈信号，并提供车速信息；作业现场的探测装置根据反馈信号计算列车与作业现场之间的距离，或进一步根据车 速信息计算出列车到达所需的时间；报警装置根据探测装置确定的距离或时间，发出相应的警戒信号。
4.根据权利要求1所述的铁路作业安全警示方法，其特征在于在列车上设置目标装置，列车运行过程中，所述目标装置根据GPS系统或铁路通讯系 统随时获取自身位置信息，并周期性地向外发出包含列车实时位置和速度的信息；在铁路作业现场设置探测装置和报警装置，所述探测装置根据GPS系统或铁路通讯系 统随时获取自身位置信息，并接收列车发出的位置和速度信息，通过对比确定列车的距离， 或进一步计算列车到达所需时间；报警装置根据探测装置确定的距离或时间，发出相应的警戒信号。
5.一种实现权利要求1所述安全警示方法的铁路作业安全警示系统，其特征在于，包 括用于测量列车与作业场所之间距离的测距系统(100)，及根据测距系统(100)的测量结 果发出警戒信号的报警装置(200)。
6.根据权利要求5所述的铁路作业安全警示系统，其特征在于，所述测距系统(100)包 括探测装置(110)和目标装置(120)。
7.根据权利要求6所述的铁路作业安全警示系统，其特征在于，所述探测装置(110)包括发出探测信号的无线信号发射装置(111)、接收反馈信号 的无线信号接收装置(113)、以及处理反馈信号并控制无线信号发射装置的探测控制装置 (112)；所述目标装置(120)包括接收探测装置发出的探测信号并发出反馈信号的反馈装置 (121)、和对接收的信号进行处理确定测量结果并控制反馈装置的反馈控制装置(121)。
8.根据权利要求6或7所述的铁路作业安全警示系统，其特征在于，所述探测装置 (110)设于列车上，所述目标装置(120)和报警装置(200)设于铁路作业场所；所述报警装 置(200)根据所述目标装置(120)确定的测量结果发出警戒信号。
9.根据权利要求6所述的铁路作业安全警示系统，其特征在于，所述目标装置(120)设 于列车上，所述探测装置(110)和报警装置(200)设于铁路作业场所；所述报警装置(200) 根据所述探测装置(110)确定的测量结果发出警戒信号。
10.根据权利要求6所述的铁路作业安全警示系统，其特征在于，所述目标装置(120)包括确定列车位置的GPS定位装置(126)，发出列车位置、车速 信息的信息发送装置(127)；所述探测装置(110)包括确定作业场所位置的GPS定位装置(116)，接收目标装置发 出的信息并比照自身位置确定测量结果的信息处理装置(117)；所述报警装置(200)根据所述探测装置(110)确定的测量结果发出警戒信号。
全文摘要
本发明公开了一种用于保障铁路运行安全的铁路作业安全警示方法和系统。铁路作业安全警示方法是周期性地测量列车与作业现场的距离；当列车与作业现场之间的距离达到警戒值时、或根据列车的速度计算出列车到达作业现场所需的时间达到警戒值时，在作业现场发出警戒信号。实现该方法所用的安全警示系统包括用于测量列车与作业场所之间距离的测距系统，及根据测距系统的测量结果发出警戒信号的报警装置。利用该方法和系统，铁路作业人员能够及时了解列车接近的情况，及时做好相应准备并离开铁道。
文档编号G01S17/08GK101890969SQ20091030253
公开日2010年11月24日 申请日期2009年5月22日 优先权日2009年5月22日
发明者林俊明 申请人:北京中研国辰测控技术有限公司
技术领域：
本发明涉及一种铁路施工安全防护方法和设备，尤其是涉及一种用于向铁路现场 作业人员提示列车靠近信息的铁路作业安全警示方法和安全警示系统。
背景技术：
铁路工作人员对铁路的检修、维护等作业，通常是在列车运行的间隙进行。因此， 保障作业安全和列车运行安全是一项非常重要的工作。随着列车的不断提速，高速铁路的 不断发展，对安全防护工作的要求也越来越高。比较简单的做法是安排专人防护监测，发现有列车驶近时及时通知现场作业人 员。这样不仅会耗费多余的人力，而且由于种种不确定的人为因素，如监测人员偶尔疏忽大 意，或者作业人员相互间信息交流发生障碍、延误等，对相关作业人员人身安全及列车运行 安全构成威胁。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种保障铁路作业人员安全和列车运行安全 的方法。本发明解决上述技术问题的技术方案如下一种铁路作业安全警示方法利用无 线信号周期性地测量列车与作业现场的距离；当列车与作业现场之间的距离达到警戒值 时、或根据列车的速度计算出列车到达作业现场所需的时间达到警戒值时，在作业现场发
出警戒信号。具体地说，上述方法可以采取如下措施和步骤。在列车上设置探测装置，列车运行过程中，其探测装置周期性地发出探测信号；在铁路作业现场设置目标装置和报警装置，所述目标装置接收到列车发出的无线 信号后，向列车返回一个反馈信号；列车上的探测装置根据反馈信号计算铁路作业现场与列车之间的距离；列车的探测装置将距离和列车车速、或者将计算列车到达所需的时间等信息发送 到铁路作业现场；铁路作业现场的目标装置利用收到的信息确定列车的距离或到达所需的时间，报 警装置根据目标装置确定的距离或时间，发出相应的警戒信号。上述方法也可以选择另一种类似的措施。在铁路作业现场设置探测装置和报警装置，作业过程中，所述探测装置周期性地 发出探测信号；在列车上设置目标装置，所述目标装置接收到作业现场发出的探测信号后，向作 业现场返回反馈信号，并提供车速信息；作业现场的探测装置根据反馈信号计算列车与作业现场之间的距离，或进一步根 据车速信息计算出列车到达所需的时间；
报警装置根据探测装置确定的距离或时间，发出相应的警戒信号。所述的用于测量列车与作业现场之间距离的无线信号为电磁波或声波。电磁波测 距目前已是一种成熟的技术，常见的有脉冲式测距仪和相位式测距仪，测量精度达Icm左 右。而声波测距主要是利用多普勒效应来实现，也是较为成熟的技术。上述方法还可以选择另一种类似的措施。在列车上设置目标装置，列车运行过程中，所述目标装置根据GPS系统或铁路通 讯系统随时获取自身位置信息，并周期性地向外发出包含列车实时位置和速度的信息；在铁路作业现场设置探测装置和报警装置，所述探测装置根据GPS系统或铁路通 讯系统随时获取自身位置信息，并接收列车发出的位置和速度信息，通过对比确定列车的 距离，或进一步计算列车到达所需时间；报警装置根据探测装置确定的距离或时间，发出相应的警戒信号。通过采用上述方法，当列车到达离铁路作业现场一定距离的时候，作业现场的专 用报警装置发出相应的警戒信号。距离越近，列车到达的时间越短，报警级别越高。作业现 场的人员在发觉警戒信号时，可及时做好相应准备并离开铁道。为实现上述铁路作业安全警示方法，本发明还提供了一种保障铁路作业人员安全 和列车运行安全、能替代人工防护工作可靠性高的铁路作业安全警示设备。本发明解决上述技术问题的技术方案如下一种铁路作业安全警示系统，其包括 用于测量列车与作业场所之间距离的测距系统，及根据测距系统的测量结果提示警戒信号 的报警装置。在上述技术方案的基础上，本发明可以采用如下具体的改进措施。进一步，所述测距系统包括探测装置和目标装置。所述探测装置和目标装置可根 据实际情况分别安装在运行的列车和铁路作业现场。进一步，所述探测装置包括发出探测信号的无线信号发射装置、接收反馈信号的 无线信号接收装置、以及处理反馈信号并控制无线信号发射装置的探测控制装置；所述目 标装置包括接收探测装置发出的探测信号并发出反馈信号的反馈装置、和对接收的信号 进行处理确定测量结果并控制反馈装置的反馈控制装置。进一步，所述报警装置根据所述目标装置提供的测量结果发出警戒信号；所述报 警装置和目标装置设于铁路作业场所，所述探测装置设于列车上。所述报警装置也可以根 据所述探测装置提供的测量结果发出警戒信号，这样，探测装置应设于铁路作业场所，而目 标装置设置在列车上。作为利用上述方式测距的一种代替，如本申请方法部分所述的，还可以利用GPS 装置确定列车距离。就此，所述目标装置包括确定列车位置的GPS定位装置，发出列车位 置、车速信息的信息发送装置；所述探测装置包括确定作业场所位置的GPS定位装置，接 收目标装置发出的信息并比照自身位置确定测量结果的信息处理装置；所述报警装置根据 所述探测装置确定的测量结果发出警戒信号。本发明的有益效果是将报警装置安装在作业场所，如由作业人员随身携带，测距 系统安装在列车与作业场所之间，当列车与作业场所之间的距离或者列车到达作业场所所 需的时间进入警戒范围时，报警装置根据测距系统的测量结果发出警戒信号，提示作业人 员及时作出反应，离开列车轨道。这样，可避免意外情况发生。
图1为本发明铁路作业安全警示系统一种实施例内部各模块之间的结构关系图；图2为本发明铁路作业安全警示系统另一种实施例内部各模块之间的结构关系 图；附图中，各标号所代表的部件列表如下100、测距系统，110、探测装置，111、发射装置，112、探测控制装置，113、接收装置，116、GPS定位装 置，117、信息处理装置；120、目标装置，121、反馈装置，122、反馈控制装置，126、GPS定位装置，127、信息发
送装置；200、报警装置。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并 非用于限定本发明的范围。从整体层面上说，本发明铁路作业安全警示方法是这样实现的利用无线信号周 期性地测量列车与作业现场的距离。控制系统根据测量结果确定列车距离，并结合列车实 时速度计算出列车到达作业现场所需的时间。当列车与作业现场之间的距离达到警戒值 时、或根据列车的速度计算出列车到达作业现场所需的时间达到警戒值时，在作业现场发 出警戒信号。用于测量距离或传送信息的无线信号的强度，可根据预先设定的安全距离确 定。在列车与作业现场之间的距离大于安全距离时，无线信号的强度不足，测距、信息传送 及相关警戒工作未启动；当两者距离小于安全距离时，无线信号的强度能够满足测距和信 息传送要求，周期性的测距、信息传送工作及相关的警戒工作开始进行。用于测量列车与作业现场之间距离的无线信号可以是电磁波，也可以是声波。声 波测距主要是利用多普勒效应来实现，也是较为成熟的技术。不过考虑到声波在空气中的 衰减，传输介质的复杂性，以及列车运行线路的不确定性等因素，利用电磁波测距效果更为 理想。另外，利用GPS装置确定的位置信息也是较为方便可行的方案。具体地说，上述方法 可以选择如下三种类似的具体实施方式
实现实施例一、在列车上设置探测装置，列车运行过程中，所述探测装置周期性地发出 特定强度和频率的电磁波探测信号；在铁路作业现场设置目标装置和报警装置，所述目标装置接收到列车发出的探测 信号后，向列车返回一个反馈信号；列车上的探测装置根据接收到的反馈信号，通过分析探测信号和反馈信号的相位 关系或时间差，计算铁路作业现场与列车之间的距离，并根据列车实时速度计算列车到达 所需的时间；列车的探测装置将距离和列车车速、或者将计算列车到达所需的时间等信息，通 过与探测信号不同频率的无线信号，发送到铁路作业现场；铁路作业现场的目标装置利用收到的信息确定列车的距离或到达所需的时间，报
6警装置根据目标装置确定的距离或时间，发出相应的警戒信号。如根据列车距离和车速计 算出列车到达的时间为t，当时间t大于警戒时间tl时，警戒信号为声音，且声音随着时间 t的逝去而逐步急促；当时间小于警戒时间tl，大于警戒时间t2时，声音极度急促，声强大， 同时开启振动报警模式；当时间小于警戒时间t2，大于警戒时间t3时，声音极度急促，声强 大，保持振动报警模式，并开启电击模式，迫使铁路作业人员离开线路。实施例二、在铁路作业现场设置探测装置和报警装置，作业过程中，所述探测装置 周期性地发出特定强度和频率的电磁波探测信号；在列车上设置目标装置，所述目标装置接收到作业现场发出的探测信号后，向作 业现场返回反馈信号，并提供车速信息；作业现场的探测装置根据反馈信号计算铁路列车与作业现场之间的距离，或进一 步根据车速信息计算出列车到达所需的时间；报警装置根据探测装置确定的距离或时间，发出相应的警戒信号。距离越近、时间 越短，报警级别越高。报警方式同实施例一。实施例三、在列车上设置目标装置，列车运行过程中，所述目标装置根据GPS系统 或铁路通讯系统随时获取自身位置信息，并周期性地向外发出包含列车实时位置和速度的 fn息；在铁路作业现场设置探测装置和报警装置，所述探测装置根据GPS系统或铁路通 讯系统随时获取自身位置信息，并接收列车发出的位置和速度信息，通过对比两者的位置 确定列车的距离，并根据列车车速计算列车到达所需时间；作业现场的报警装置根据探测装置确定的距离或时间，发出相应的警戒信号。距 离越近、时间越短，报警级别越高。报警方式同实施例一。作为一种备选措施，作业现场的报警装置发出警戒信号，作业人员得到警示提醒 后，在特定时间内对警示信号进行回应，向列车发出回应信息；否则，超过警戒时间t4仍未 响应的，列车做紧急停车准备，自动或由人工控制紧急停车，确保安全。探测装置和目标装置均具有多线程通讯功能，同一个探测装置可以同时协同多个 目标装置工作，同一个目标装置也可以同时协同多个探测装置工作。在有两列以上的列车 同时靠近临近的多个作业现场时，各个作业现场的目标装置或探测装置同时确定不同列车 的距离和到达时间，报警装置确定最近的或者最快到达的列车，并根据其到达时间发出警 戒信号。为实现上述铁路作业安全警示方法，本发明还提供一种铁路作业安全警示系统。 参见图1和图2，安全警示系统包括两个部分用于测量列车与作业场所之间距离的测距系 统100，及根据测距系统的测量结果提示警戒信号的报警装置200。具体来说，有如下几种 实施方式实施例一，如图1:所述测距系统100包括探测装置110和目标装置120。所述探测装置110安装在 列车上，目标装置120设于铁路作业现场。探测装置110包括发出探测信号的无线信号发射装置111、接收反馈信号的无 线信号接收装置113、以及控制装置112。通过相应的程序设置，控制装置112控制无线信 号发射装置111周期性地发出特定强度和频率的电磁波探测信号，并对无线信号接收装置113接收到的、目标装置120返回的反馈信号进行处理，通过分析发出的探测信号和接收的 反馈信号之间的时间差或相位关系计算目标装置120即铁路作业现场的距离，还可以进一 步，根据该距离以及列车自身的实时车速计算列车到达作业现场所需的时间；此后，探测控 制装置112利用无线信号发射装置111向目标装置120发出列车的距离和车速、到达时间 等信息，该信息的载体为另一种与探测信号不同频率的电磁波信号。无线信号发射装置111 和接收装置113设置在火车头上，控制装置112同时连接到列车控制室，通过一个显示屏显 示探测装置110测得的即时信息。目标装置120包括接收探测装置110发出的信号并发出反馈信号的反馈装置 121、和控制装置122。目标装置的控制装置122对接收的信号进行分析处理，如接收到的是 探测信号，控制反馈装置121发出反馈信号；如接收到的是探测装置110提供的列车的距离 和车速、到达时间等信息，则对该信息进行处理，确定列车到达的时间。报警装置200根据 目标装置120的控制装置122确定的列车到达时间，发出相应的警戒信号。目标装置120设于铁路作业现场，每个作业人员随身携带报警装置200，报警装置 200与目标装置120保持实时联系。报警装置200也可与目标装置120集成为一体，由作业 人员随身携带，如安装在帽子上。当然，根据现场需要也可以将探测装置110设于铁路作业现场，目标装置120安装 在列车上。这时，报警装置200根据探测装置110提供的列车距离、到达时间等测量结果发 出警戒信号，各装置的工作程序也需做相应调整。实施例二，如图2:所述测距系统100包括探测装置110和目标装置120。探测装置110包括GPS 定位装置116和信息处理装置117 ；目标装置120包括GPS定位装置126和信息发送装置 127。探测装置110的信息处理装置117与报警装置200之间建立通讯连接。探测装置110 设于铁路作业现场，目标装置120安装在列车上。报警装置200可与探测装置110集成为 一体，由作业人员随身携带，如安装在帽子上。通过GPS定位装置116、126，目标装置120和探测装置110分别确定列车和作业现 场的方位坐标。信息发送装置127将GPS定位装置126确定的列车方位坐标、以及列车实 时车速信息，按一定的时间间隔(如每秒一次)，通过特定强度特定频率的无线信号向外发 送。当列车与作业现场之间的距离在一定范围内时，作业现场探测装置110的信息处理装 置117即能接收到列车发出的信息。在接收到该包含列车方位坐标、列车车速的信息后，信 息处理装置117根据GPS定位装置116提供的自身方位坐标，确定列车的距离，并计算列车 到达所需的时间。信息处理装置117随即将其确定的列车距离和到达时间等信息，传送至 报警装置200。报警装置200根据其接收的列车距离和到达时间发出不同的报警信号。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和 原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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权利要求
一种铁路作业安全警示方法，其特征在于利用无线信号周期性地测量列车与作业现场之间的距离；当列车与作业现场之间的距离达到警戒值时、或根据列车的速度计算出列车到达作业现场所需的时间达到警戒值时，在作业现场发出警戒信号。
2.根据权利要求1所述的铁路作业安全警示方法，其特征在于在列车上设置探测装置，列车运行过程中，所述探测装置周期性地发出探测信号； 在铁路作业现场设置目标装置和报警装置，所述目标装置接收到列车发出的探测信号 后，向列车返回反馈信号；列车上的探测装置根据反馈信号计算铁路作业现场与列车之间的距离； 列车的探测装置将距离和列车车速、或者将计算列车到达所需的时间信息发送到铁路 作业现场；铁路作业现场的目标装置利用收到的信息确定列车的距离或到达所需的时间，报警装 置根据目标装置确定的距离或时间，发出相应的警戒信号。
3.根据权利要求1所述的铁路作业安全警示方法，其特征在于在铁路作业现场设置探测装置和报警装置，作业过程中，所述探测装置周期性地发出 探测信号；在列车上设置目标装置，所述目标装置接收到作业现场发出的探测信号后，向作业现 场返回反馈信号，并提供车速信息；作业现场的探测装置根据反馈信号计算列车与作业现场之间的距离，或进一步根据车 速信息计算出列车到达所需的时间；报警装置根据探测装置确定的距离或时间，发出相应的警戒信号。
4.根据权利要求1所述的铁路作业安全警示方法，其特征在于在列车上设置目标装置，列车运行过程中，所述目标装置根据GPS系统或铁路通讯系 统随时获取自身位置信息，并周期性地向外发出包含列车实时位置和速度的信息；在铁路作业现场设置探测装置和报警装置，所述探测装置根据GPS系统或铁路通讯系 统随时获取自身位置信息，并接收列车发出的位置和速度信息，通过对比确定列车的距离， 或进一步计算列车到达所需时间；报警装置根据探测装置确定的距离或时间，发出相应的警戒信号。
5.一种实现权利要求1所述安全警示方法的铁路作业安全警示系统，其特征在于，包 括用于测量列车与作业场所之间距离的测距系统(100)，及根据测距系统(100)的测量结 果发出警戒信号的报警装置(200)。
6.根据权利要求5所述的铁路作业安全警示系统，其特征在于，所述测距系统(100)包 括探测装置(110)和目标装置(120)。
7.根据权利要求6所述的铁路作业安全警示系统，其特征在于，所述探测装置(110)包括发出探测信号的无线信号发射装置(111)、接收反馈信号 的无线信号接收装置(113)、以及处理反馈信号并控制无线信号发射装置的探测控制装置 (112)；所述目标装置(120)包括接收探测装置发出的探测信号并发出反馈信号的反馈装置 (121)、和对接收的信号进行处理确定测量结果并控制反馈装置的反馈控制装置(121)。
8.根据权利要求6或7所述的铁路作业安全警示系统，其特征在于，所述探测装置 (110)设于列车上，所述目标装置(120)和报警装置(200)设于铁路作业场所；所述报警装 置(200)根据所述目标装置(120)确定的测量结果发出警戒信号。
9.根据权利要求6所述的铁路作业安全警示系统，其特征在于，所述目标装置(120)设 于列车上，所述探测装置(110)和报警装置(200)设于铁路作业场所；所述报警装置(200) 根据所述探测装置(110)确定的测量结果发出警戒信号。
10.根据权利要求6所述的铁路作业安全警示系统，其特征在于，所述目标装置(120)包括确定列车位置的GPS定位装置(126)，发出列车位置、车速 信息的信息发送装置(127)；所述探测装置(110)包括确定作业场所位置的GPS定位装置(116)，接收目标装置发 出的信息并比照自身位置确定测量结果的信息处理装置(117)；所述报警装置(200)根据所述探测装置(110)确定的测量结果发出警戒信号。
全文摘要
本发明公开了一种用于保障铁路运行安全的铁路作业安全警示方法和系统。铁路作业安全警示方法是周期性地测量列车与作业现场的距离；当列车与作业现场之间的距离达到警戒值时、或根据列车的速度计算出列车到达作业现场所需的时间达到警戒值时，在作业现场发出警戒信号。实现该方法所用的安全警示系统包括用于测量列车与作业场所之间距离的测距系统，及根据测距系统的测量结果发出警戒信号的报警装置。利用该方法和系统，铁路作业人员能够及时了解列车接近的情况，及时做好相应准备并离开铁道。
文档编号G01S17/08GK101890969SQ20091030253
公开日2010年11月24日 申请日期2009年5月22日 优先权日2009年5月22日
发明者林俊明 申请人:北京中研国辰测控技术有限公司
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