專利名稱：一種鐵路作業(yè)安全警示方法和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明公開了一種鐵路作業(yè)安全警示方法和系統(tǒng)，是一種用于向參與作業(yè)的鐵路列車駕駛員和正在駛入作業(yè)區(qū)域的列車駕駛員警示非司機作業(yè)人員和作業(yè)裝置位置和作業(yè)狀態(tài)、向非司機作業(yè)人員警示列車運行狀態(tài)，從而確保作業(yè)安全的方法和系統(tǒng)，屬于鐵路信息化技術領域。
背景技術：
在鐵路編組作業(yè)中，一部分貨物到站或者空列車車廂要脫離列車，而另外一部分已經裝滿貨物的列車車廂要掛接到列車上去。整個過程完成后列車完成編組駛離作業(yè)區(qū)域。在整個作業(yè)過程中，一方面作業(yè)是在軌道上進行的，會與作業(yè)期間通行作業(yè)區(qū)域的列車相互影響，作業(yè)列車應該避讓通行列車；另一方面，在作業(yè)過程中，要保證作業(yè)人員安全，也要保證已經裝滿貨物的列車車廂順利掛接到整個列車上去。在我國鐵路系統(tǒng)中，目前廣泛使用的方法是在參與作業(yè)的列車駕駛員和參與作業(yè)的非駕駛員之間采用對講機喊話、旗語方式進行溝通，整個過程容易發(fā)生錯誤。當在作業(yè)期間有通行作業(yè)區(qū)域的列車通過時，由調度室的調度員喊話通知。這樣不僅耗費多余的人力，而且由于種種不確定的人為因素，如調度員偶爾疏忽大意，或者作業(yè)人員相互之間信息交流發(fā)生障礙、延誤、誤解等，都對相關作業(yè)人員人身安全以及列車運行安全構成了威脅。對于通行列車，在已有文獻中，專利申請書(申請?zhí)?00910302532.X)公開了一種鐵路作業(yè)安全警示方法和系統(tǒng)，該申請書的公開的方法是周期性地測量列車與作業(yè)現(xiàn)場的距離，當列車與作業(yè)現(xiàn)場之間的距離達到警戒值時、或根據(jù)列車的速度計算出列車到達作業(yè)現(xiàn)場所需的時間達到警戒值時，在作業(yè)現(xiàn)場發(fā)出警戒信號。利用該方法和系統(tǒng)，鐵路作業(yè)人員能夠及時了解列車接近的情況，及時做好相應準備并離開鐵道。區(qū)別于該申請書公開的方法，本發(fā)明申請?zhí)岢隽艘环N用于向參與作業(yè)的鐵路列車駕駛員和正在駛入作業(yè)區(qū)域的列車駕駛員警示非司機作業(yè)人員和作業(yè)裝置位置和作業(yè)狀態(tài)、向非司機作業(yè)人員警示列車運行狀態(tài)從而確保作業(yè)安全的方法和系統(tǒng)，與專利申請書(申請?zhí)?00910302532.X)的方法和系統(tǒng)有顯著的不同，功能也有明顯區(qū)別。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題，是向參與作業(yè)的鐵路列車駕駛員和正在駛入作業(yè)區(qū)域的列車駕駛員警示非司機作業(yè)人員和作業(yè)裝置位置和作業(yè)狀態(tài)、向非司機作業(yè)人員警示列車運行狀態(tài)，從而確保作業(yè)安全。本發(fā)明為解決上述問題提供了一種方法和系統(tǒng)。在由列車駕駛員作業(yè)設備、非列車駕駛員作業(yè)人員手持設備、車廂定位設備和調度室設備構成的鐵路作業(yè)安全警示系統(tǒng)中，所述的鐵路作業(yè)安全警示方法，包括以下步驟:
步驟I)所述的列車駕駛員作業(yè)設備、非列車駕駛員作業(yè)人員手持設備、車廂定位設備、調度室設備構成一個無線網絡；列車駕駛員作業(yè)設備、非列車駕駛員作業(yè)人員手持設備、車廂定位設備通過衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)等獲得自身的位置，并不停的通過無線網絡中向其他設備廣播自身位置；非列車駕駛員作業(yè)人員設備同時還不停的向其他設備自身廣播作業(yè)狀態(tài)。步驟2)列車駕駛員作業(yè)設備收集其他設備廣播的位置，并結合地理信息系統(tǒng)向駕駛員顯示所述位置，所述列車駕駛員作業(yè)設備計算和顯示安裝在最后一節(jié)已經掛接的車廂尾部的車廂定位設備與正準備掛接到列車上的車廂頭部的另一車廂定位設備之間的距離。所述的列車駕駛員作業(yè)設備將列車駕駛員輸入的駕駛操作事件通過無線網絡廣播給其他設備；非列車駕駛員作業(yè)人員手持設備在接收到列車駕駛員操作事件后發(fā)提示聲音和點亮提示燈；駕駛操作事件包括但不限于開始前進、開始倒車。所述的調度室設備接收上述所有廣播，并將該過程顯示給調度人員；調度室設備還向列車駕駛員作業(yè)設備和非列車駕駛員作業(yè)人員設備廣播即將經過作業(yè)區(qū)域的其他列車的通行狀態(tài)信息。所述的列車駕駛員作業(yè)設備、非列車駕駛員作業(yè)人員手持設備、調度室設備記錄從作業(yè)開始到作業(yè)結束過程的時間、位置、非列車駕駛員作業(yè)人員作業(yè)狀態(tài)輸入信息、駕駛員操作信息輸入信息和調度員輸入的通行狀態(tài)信息；所述的非列車駕駛員作業(yè)人員設備同時還不停的向其他設備廣播自身作業(yè)狀態(tài)，包括但不限于:繁忙、準備好兩種狀態(tài)。一種實現(xiàn)所述鐵路作業(yè)安全警示方法的鐵路作業(yè)安全警示系統(tǒng)，由列車駕駛員作業(yè)設備、非列車駕駛員作業(yè)人員手持設備、車廂定位設備、調度室設備構成；所述列車駕駛員作業(yè)設備包括無線模塊、導航定位模塊、駕駛操作狀態(tài)接入單元、處理器單元、顯示單元、作業(yè)記錄存儲單元、計算機接口、地理信息存儲單元；它們的連接關系為:處理器單元是中央處理單元，其他單元均與處理器單元相連接；處理器單元完成對其他所有模塊的控制工作，完成數(shù)據(jù)處理、存儲和轉發(fā)工作，完成無線網絡的協(xié)議工作；處理器單元還將接收到的所有其他設備的位置和狀態(tài)，結合自身位置和地圖信息，在顯示單元上以友好的方式顯示給列車駕駛員；無線模塊完成無線收據(jù)的收發(fā)；導航定位模塊導航衛(wèi)星信息完成定位；駕駛操作狀態(tài)接入單元將列車駕駛員的駕駛操作輸入給處理器單元；作業(yè)記錄存儲單元記錄所有的操作和接收到的信息；計算機接口實現(xiàn)列車駕駛員作業(yè)設備與個人計算機的連接，用于導出存儲的操作記錄；地理信息存儲單元存儲地理信息；所述非列車駕駛員作業(yè)設備包括無線模塊、導航定位模塊、工作狀態(tài)輸入單元、處理器單元、顯示單元、操作記錄存儲單元、計算機接口、發(fā)聲模塊；它們的連接關系為:處理器單元是中央處理單元，其他單元均與處理器單元相連接；處理器單元完成對其他所有模塊的控制工作，完成數(shù)據(jù)處理、存儲和轉發(fā)工作，完成無線網絡的協(xié)議工作；無線模塊完成無線收據(jù)的收發(fā)；導航定位模塊接收導航衛(wèi)星信息完成定位；工作狀態(tài)輸入單元用于輸入非列車駕駛員作業(yè)人員的工作狀態(tài)給處理器單元；作業(yè)記錄單元記錄所有的操作和接收到的信息；計算機接口實現(xiàn)非列車駕駛員作業(yè)設備與個人計算機的連接，用于導出存儲的操作記錄；
所述車廂定位設備包括無線模塊、導航定位模塊、處理器單元、顯示單元、操作記錄存儲單元、計算機接口 ；它們的連接關系為:處理器單元是中央處理單元，其他單元均與處理器單元相連接；處理器單元完成對其他所有模塊的控制工作，完成數(shù)據(jù)處理、存儲和轉發(fā)工作，完成無線網絡的協(xié)議工作；無線模塊完成無線收據(jù)的收發(fā)；導航定位模塊接收導航衛(wèi)星信息完成定位；作業(yè)記錄單元記錄所有的操作和接收到的信息；計算機接口實現(xiàn)車廂定位設備與個人計算機的連接，用于導出存儲的操作記錄；所述調度室設備包括無線模塊、處理器單元、顯示單元、計算機接口 ；它們的連接關系為:處理器單元是中央處理單元，其他單元均與處理器單元相連接；處理器單元完成對其他所有模塊的控制工作，完成數(shù)據(jù)處理、存儲和轉發(fā)工作，完成無線網絡的協(xié)議工作；無線模塊完成無線收據(jù)的收發(fā)；計算機接口實現(xiàn)車廂定位設備與個人計算機的連接；調度室設備持續(xù)連接到一臺個人計算機或者嵌入式計算機上；調度室設備將所連接的個人計算機或者嵌入式計算機作為控制和顯示終端；調度室設備支持調度員通過調度室設備將連接的個人計算機或者嵌入式計算機廣播即將經過作業(yè)區(qū)域的其他列車的通行狀態(tài)信息。所述的車廂定位設備還包括攝像模塊，它與處理器單元連接，攝像模塊的拍攝結果被通過無線網絡傳遞給列車駕駛員作業(yè)設備，用于顯示帶掛接車廂的掛接開關的狀態(tài)。所述的車廂定位設備還包括激光發(fā)光模塊，它與處理器單元連接。激光發(fā)光模塊的功能是用于輔助對準，保證待掛接車廂的掛接開關正好在攝像頭攝像范圍內。所述的車廂定位設備的激光發(fā)光模塊的光束方向與攝像模塊的攝像中心區(qū)域方向平行所述的車廂定位設備還包括一個磁鐵；依賴于磁鐵的吸引力，車廂定位設備可以方便的吸附在列車車廂的鐵金屬表面。在所述鐵路作業(yè)安全警示方法的鐵路作業(yè)安全警示系統(tǒng)中，為了提高導航定位精度而引入一個不移動的定位參考設備，定位參考設備生成將差分信息，并將該信息在無線網絡中廣播，所有接收到該差分信息的設備根據(jù)該差分信息修正自身位置從而得到更加精確的位置。本發(fā)明的有益之處是為保障鐵路作業(yè)安全提供客觀警示，消除人為隱患，從而有利于保障鐵路作業(yè)安全。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的鐵路編組作業(yè)典型場景。圖2是根據(jù)本發(fā)明的作業(yè)設備構成的無線網絡圖。圖3是列車駕駛員作業(yè)設備構成框圖。圖4是非列車駕駛員作業(yè)人員手持設備構成框圖。圖5是一種改進的車廂定位設備的構成框6是一種改進的車廂定位設備的攝像頭與激光束關系結構示意圖
具體實施例方式以下結合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的鐵路編組作業(yè)典型場景。如圖1所示，一輛列車AlO正在進行編組作業(yè)，All是火車頭，A12是已經掛接到列車上的車廂，A13是正準備掛接到列車上的車廂。A11、A12和A13位于軌道A18上。在附近,還存在一個參與作業(yè)的調度室A14。另外一輛列車A15正在駛近作業(yè)區(qū)域，在調度員A23的指揮下，A15從另外一個軌道A17通過。參與作業(yè)的人員有列車駕駛員A20，在站臺A16上參與作業(yè)的作業(yè)員A21和A22。在A22的指揮下，駕駛員A20將列車向后倒到可以與A13掛接的位置。根據(jù)本發(fā)明，作業(yè)員A21和A22各攜帶一個根據(jù)本發(fā)明的非列車駕駛員作業(yè)人員手持設備，參與作業(yè)的人員有列車駕駛員A20攜帶一個根據(jù)本發(fā)明的駕駛員作業(yè)設備，在車廂A12的尾部放置一個車廂定位設備A35，而正準備掛接到列車上的車廂A13上放置了另外一個車廂定位設備A34，在調度員A23處還放置了一個調度室設備A33，該調度室設備可以通過有線或者無線連接A40連接到互聯(lián)網A41，從而讓更高級別的工作人員可以通過連接互聯(lián)網對整個作業(yè)過程進行遠程監(jiān)視。圖2是根據(jù)本發(fā)明的作業(yè)設備構成的無線網絡圖。如圖2所示，整個無線網絡由列車駕駛員作業(yè)設備A30、非列車駕駛員作業(yè)人員手持設備A31和A32、車廂定位設備A34和A35、調度室設備A33構成。每一個設備都有一個無線覆蓋范圍(如圖2中設備A30的覆蓋范圍為BI)，未必能夠覆蓋所有參與作業(yè)的其他設備。當作業(yè)范圍較小，設備之間能夠直接通信時，它們可以構成一個單跳的點對多點網絡或者單跳自組織網絡。當作業(yè)范圍較大存在不能直接相互通信的設備時，設備之間依據(jù)成熟的無線自組織網絡協(xié)議構成一個多跳的無線網絡。比如在圖2中設備A32不能夠與A30直接通信，根據(jù)自組織網絡協(xié)議，它通過A31作為中間節(jié)點轉發(fā)發(fā)送到節(jié)點A30的信息。在由列車駕駛員作業(yè)設備A30、非列車駕駛員作業(yè)人員手持設備A31和A32、車廂定位設備A34和A35、調度室設備A33構成的鐵路作業(yè)安全警示系統(tǒng)中，根據(jù)本發(fā)明的鐵路作業(yè)安全警示方法如下:步驟I)所述的列車駕駛員作業(yè)設備、非列車駕駛員作業(yè)人員手持設備、車廂定位設備、調度室設備構成一個無線網絡。列車駕駛員作業(yè)設備、非列車罵駛員作業(yè)人員手持設備、車廂定位設備通過衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)等獲得自身的位置，并不停的通過無線網絡中向的其他設備廣播自身位置；非列車駕駛員作業(yè)人員設備同時還不停的向其他設備廣播自身作業(yè)狀態(tài)。步騾2)列車駕駛員作業(yè)設備收集其他設備廣播的位置，并結合地理信息系統(tǒng)向駕駛員顯示所述位置，并計算和顯示安裝在最后一節(jié)已經掛接的車廂尾部的車廂定位設備與正準備掛接到列車上的車廂頭部的另一車廂定位設備之間的距離。步驟3)列車駕駛員作業(yè)設備將列車駕駛員的駕駛操作事件如開始前進、開始倒車通過無線網絡廣播給其他設備。非列車駕駛員作業(yè)人員手持設備在接收到列車駕駛員操作事件發(fā)提不聲首和點売提TjV燈。步驟4)調度室設備接收上述所有廣播，并將該過程顯示給調度人員，同時，將上述過程通過互聯(lián)網發(fā)送給更高級別的工作人員；調度室設備還向列車駕駛員作業(yè)設備和非列車駕駛員作業(yè)人員設備廣播即將經過作業(yè)區(qū)域的其他列車的通行狀態(tài)信息。步驟5)列車駕駛員作業(yè)設備、非列車駕駛員作業(yè)人員手持設備、調度室設備記錄從作業(yè)開始到作業(yè)結束過程的時間、位置、非列車駕駛員作業(yè)人員作業(yè)狀態(tài)輸入信息、駕駛員操作信息輸入信息和調度員輸入的通行狀態(tài)信息；一種簡單的非列車駕駛員作業(yè)人員作業(yè)狀態(tài)的劃分方式是劃分為兩種狀態(tài):繁忙、準備好。繁忙代表當前非列車駕駛員作業(yè)人員正在軌道內危險處作業(yè)，作業(yè)列車駕駛員不能移動列車；準備好代表當前非列車駕駛員作業(yè)人員已經回到安全處，作業(yè)列車駕駛員可以移動列車了。駕駛員操作信息至少包括前進、停止、后退三種。以圖1的作業(yè)過程為例，講述根據(jù)本發(fā)明的方法的一個實施案例如下:作業(yè)任務:準備好車廂A13并掛接到車廂A12上。作業(yè)過程:步驟I)所有作業(yè)人員攜帶作業(yè)設備出發(fā)，所有設備包括列車駕駛員作業(yè)設備、非列車駕駛員作業(yè)人員手持設備、車廂定位設備、調度室設備開機，它們構成無線網絡。駕駛員作業(yè)設備、非列車駕駛員作業(yè)人員手持設備、車廂定位設備接收衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)信號并解算獲得自身的位置，并不停的通過無線網絡中向的其他設備廣播自身位置；與此同時，非列車駕駛員作業(yè)人員設備還不停的廣播作業(yè)狀態(tài)。非列車駕駛員作業(yè)人員A22在進入軌道A18準備或者檢查車廂A13狀態(tài)時，非列車駕駛員作業(yè)人員A22向所攜帶的非列車駕駛員作業(yè)人員設備A32輸入“繁忙”狀態(tài)。當非列車駕駛員作業(yè)人員A22確認車廂A13已經準備好掛接，他向所攜帶的非列車駕駛員作業(yè)人員設備A32輸入“準備好”狀態(tài)。同時，參與作業(yè)的另外一個非列車駕駛員作業(yè)人員A21向他所攜帶的非列車駕駛員作業(yè)人員設備A31輸入“準備好”狀態(tài)。上述過程各個節(jié)點的位置信息，采用的是“主動廣播”方式向外傳播。上述過程的一種改進，是采用“被動廣播”方式，能夠達到節(jié)能的目的。在整個作業(yè)的過程中“消費”位置信息的節(jié)點(通常是列車駕駛員作業(yè)設備和調度室設備)向網絡中廣播“位置請求”信息之后，其他設備才向網絡中廣播或者向請求設備應答自身的位置信息。步驟2)列車駕駛員作業(yè)設備A30收集其他節(jié)點位置，并結合地理信息系統(tǒng)向駕駛員A20顯示所有參與作業(yè)人員在(本例中包括A21、A22和駕駛員A20)的位置，列車駕駛員作業(yè)設備A30接收到車廂定位設備A34和A35的位置后，通過計算A34和A35的距離獲得最后一節(jié)已經掛接的車廂A12的尾部與正準備掛接到列車上的車廂A13的頭部的距離，并顯示在屏幕上。步驟3)列車駕駛員A20通過列車駕駛員作業(yè)設備A30確認可以進行倒車掛接操作后，向列車駕駛員作業(yè)設備輸入“開始倒車”，然后操作火車頭開始倒車。列車駕駛員作業(yè)設備A30通過無線網絡廣播給其他設備。非列車駕駛員作業(yè)人員A21和A22的手持設備在接收到列車駕駛員操作事件“開始倒車”后發(fā)提示聲音和點亮提示燈通知非列車駕駛員作業(yè)人員A21和A22倒車開始。步驟4)調度室設備A33接收上述所有廣播，包括所有設備的位置、所有作業(yè)人員(在本例中為A20、A21、A22，不包括調度人員)向各自所攜帶的設備輸入的信息，并將這些信息顯示給調度人員A23，同時，將上述過程通過互聯(lián)網發(fā)送給更高級別的工作人員；當作業(yè)過程中有其他列車如圖1中的A30通過時，調度人員A23向調度室設備A33輸入“即將有列車通過”信息，調度室設備A33向列車駕駛員作業(yè)設備A30和非列車駕駛員作業(yè)人員設備A31和A32廣播即將經過作業(yè)區(qū)域的其他列車(在本例中為A15)的通行狀態(tài)信息。通行狀態(tài)信息一般為:通過列車編號(在本例中為A15)、通過列車經行軌道編號(在本例中為A17)。步驟5)列車駕駛員作業(yè)設備、非列車駕駛員作業(yè)人員手持設備、調度室設備記錄從作業(yè)開始到作業(yè)結束過程的時間、位置、非列車駕駛員作業(yè)人員作業(yè)狀態(tài)輸入信息、駕駛員操作信息輸入信息和調度員輸入的通行狀態(tài)信息。這樣做的目的是為了在任何時候都可以對整個作業(yè)過程進行電腦重現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的鐵路作業(yè)安全警示系統(tǒng)，由列車駕駛員作業(yè)設備、非列車駕駛員作業(yè)人員手持設備、車廂定位設備、調度室設備構成。圖3是列車駕駛員作業(yè)設備的構成框圖。根據(jù)本發(fā)明，在由列車駕駛員作業(yè)設備、非列車駕駛員作業(yè)人員手持設備、車廂定位設備、調度室設備構成的鐵路作業(yè)安全警示系統(tǒng)中，其中列車駕駛員作業(yè)設備的構成如圖3所示。如圖3所示，列車駕駛員作業(yè)設備由無線模塊Cl、導航定位模塊C2、駕駛操作狀態(tài)接入單元C3、處理器單元C6、顯示單元C7、操作記錄存儲單元C4、計算機接口 C5、地理信息存儲單元C8構成。它們的連接關系為:處理器單元C6是中央處理單元，其他單元均與處理器單元C6相連接。處理器單元C6通常是一款單片機，完成對其他所有模塊的控制工作，完成數(shù)據(jù)處理、存儲和轉發(fā)工作，完成無線網絡的協(xié)議工作；處理器單元C6還將接收到的所有其他設備的位置和狀態(tài)，結合自身位置和地圖信息，在顯示單元C7上以友好的方式顯示給列車駕駛員。無線模塊Cl完成無線收據(jù)的收發(fā)，而通常無線通信協(xié)議由處理器單元C6完成；導航定位模塊Cl接收GPS、北斗等導航衛(wèi)星信息完成定位；駕駛操作狀態(tài)接入單元C3將列車駕駛員的駕駛操作輸入給處理器單元C6，通常由表示不同操作信息的按鈕構成；作業(yè)記錄單元C4記錄所有的操作和接收到的信息，通常由非揮發(fā)性存儲器構成；計算機接口 C5通常是通用串行總線(USB)或者異步串口，實現(xiàn)列車駕駛員作業(yè)設備與個人計算機的連接，用于導出存儲的操作記錄。地理信息存儲單元CS存儲地圖等地理信息。除了以上單元外，列車駕駛員作業(yè)設備一般還包括開關機按鍵、選擇無線頻道的頻點按鍵、電源指示燈、電池和電源模塊構成一個完整系統(tǒng)的必要組成部件。圖4是非列車駕駛員作業(yè)人員手持設備構成框圖。如圖4所示，非列車駕駛員作業(yè)設備由無線模塊Cl、導航定位模塊C2、工作狀態(tài)輸入單元D3、處理器單元C6、顯示單元D7、操作記錄存儲單元C4、計算機接口 C5、發(fā)聲模塊D8構成。它們的連接關系為:處理器單元C6是中央處理單元，其他單元均與處理器單元C6相連接。處理器單元C6通常是一款單片機，完成對其他所有模塊的控制工作，完成數(shù)據(jù)處理、存儲和轉發(fā)工作，完成無線網絡的協(xié)議工作；無線模塊Cl完成無線收據(jù)的收發(fā)，而通常無線通信協(xié)議由處理器單元C6完成；導航定位模塊Cl接收GPS、北斗等導航衛(wèi)星信息完成定位；工作狀態(tài)輸入單元D3用于輸入非列車駕駛員作業(yè)人員的工作狀態(tài)給處理器單元C6，通常由表示不同操作信息的按鈕構成；作業(yè)記錄單元C4記錄所有的操作和接收到的信息，通常由非揮發(fā)性存儲器構成；計算機接口 C5通常是通用串行總線(USB)或者異步串口，實現(xiàn)非列車駕駛員作業(yè)設備與個人計算機的連接，用于導出存儲的操作記錄。除了以上單元外，列車駕駛員作業(yè)設備一般還包括開關機按鍵、選擇無線頻道的頻點按鍵、電源指示燈、電池和電源模塊構成一個完整系統(tǒng)的必要組成部件。非列車駕駛員作業(yè)人員手持設備與列車駕駛員作業(yè)設備相比，不包括地理信息存儲單元，駕駛操作狀態(tài)接入單元也被替換為工作狀態(tài)輸入單元。非列車駕駛員作業(yè)人員手持設備的顯示單元一般也要小很多，只顯示一些必要的狀態(tài)，如無線頻點、定位模塊是否定位、電池充放電狀態(tài)。非列車駕駛員作業(yè)人員手持設備與列車駕駛員作業(yè)設備相比增加了發(fā)聲模塊。車廂定位設備是非列車駕駛員作業(yè)人員手持設備的簡化，車廂定位設備包括無線模塊、導航定位模塊、處理器單元、顯示單元、操作記錄存儲單元、計算機接口 ；它們的連接關系為:處理器單元是中央處理單元，其他單元均與處理器單元相連接；處理器單元完成對其他所有模塊的控制工作，完成數(shù)據(jù)處理、存儲和轉發(fā)工作，完成無線網絡的協(xié)議工作；無線模塊完成無線收據(jù)的收發(fā)；導航定位模塊接收導航衛(wèi)星信息完成定位；作業(yè)記錄單元記錄所有的操作和接收到的信息；計算機接口實現(xiàn)車廂定位設備與個人計算機的連接，用于導出存儲的操作記錄；調度室設備則進一步去掉了操作記錄存儲單元和導航定位模塊，調度室設備包括無線模塊、處理器單元、顯示單元、計算機接口 ；它們的連接關系為:處理器單元是中央處理單元，其他單元均與處理器單元相連接；處理器單元完成對其他所有模塊的控制工作，完成數(shù)據(jù)處理、存儲和轉發(fā)工作，完成無線網絡的協(xié)議工作；無線模塊完成無線收據(jù)的收發(fā)；計算機接口實現(xiàn)車廂定位設備與個人計算機的連接；調度室設備持續(xù)連接到一臺個人計算機或者嵌入式計算機上；調度室設備將所連接的個人計算機或者嵌入式計算機作為控制和顯示終端；調度室設備支持調度員通過調度室設備向連接的個人計算機或者嵌入式計算機廣播即將經過作業(yè)區(qū)域的其他列車的通行狀態(tài)信息。圖5是一種改進的車廂定位設備的構成框圖。在改進的車廂定位設備中，突出的特點是增加了攝像模塊E9和激光發(fā)光模塊E10，它們都與處理器單元C6連接。攝像模塊E9的拍攝結果被通過無線網絡傳遞給列車駕駛員作業(yè)設備，用于顯示待掛接車廂的掛接開關的狀態(tài)。為了確定帶掛接車廂的掛接開關正好在攝像頭攝像范圍內，一個專門的激光發(fā)光模塊ElO被用于輔助對準。圖6是一種改進的車廂定位設備的攝像模塊與激光束關系結構示意圖。如圖6所示，在改進的車廂定位設備結構上，激光發(fā)光模塊ElO的光束方向E5與攝像模塊E9的攝像中心區(qū)域方向平行。在圖6中，一個磁鐵El安裝在外殼E4的整平面，依賴于磁鐵的吸引力，車廂定位設備可以方便的吸附在鐵金屬車廂表面。一般的，為了保證牢靠，還要有額外的鉤子鉤在車廂合適的地方，以保證磁鐵吸附失敗時車廂定位設備不會掉落。本發(fā)明的另外一種改進是為了提高導航定位精度，是引入一個不移動的定位參考設備，定位參考設備經過單點精確定位確定自身的位置，然后生成差分定位信息，并將該信息在無線網絡中廣播，所有接收到該差分定位信息的設備根據(jù)該差分定位信息修正自身位置，從而得到更加精確的位置；另外一種方法是:定位參考設備只將差分定位信息送給“消費”位置信息的設備，如列車駕駛員作業(yè)設備，而所有“生產”位置信息的設備在發(fā)送位置信息的同時攜帶位置信息的生成時間，“消費”位置信息的設備根據(jù)接收到的差分定位信息和來自“生產”位置信息的設備位置信息及其生成時間進行差分修正。進行單點精確定位、生成差分定位信息、進行差分修正是導航領域的成熟技術。本發(fā)明的有益之處是為保障鐵路作業(yè)安全提供客觀警示，消除人為隱患，從而有利于保障鐵路作業(yè)安全。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施案例，并不用以限制本發(fā)明。凡在本發(fā)明的精神和原則之內所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍內。
權利要求
1.一種鐵路作業(yè)安全警示方法，在由列車駕駛員作業(yè)設備、非列車駕駛員作業(yè)人員手持設備、車廂定位設備和調度室設備構成的鐵路作業(yè)安全警示系統(tǒng)中，所述的鐵路作業(yè)安全警示方法，包括以下步驟: 步驟I)所述的列車駕駛員作業(yè)設備、非列車駕駛員作業(yè)人員手持設備、車廂定位設備、調度室設備構成一個無線網絡；列車駕駛員作業(yè)設備、非列車駕駛員作業(yè)人員手持設備、車廂定位設備通過衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)等獲得自身的位置，并不停的通過無線網絡中向其他設備廣播自身位置；非列車駕駛員作業(yè)人員設備同時還不停的向其他設備自身廣播作業(yè)狀態(tài)； 步驟2)列車駕駛員作業(yè)設備收集其他設備廣播的位置，并結合地理信息系統(tǒng)向駕駛員顯示所述位置。
2.如權I所述的一種鐵路作業(yè)安全警示方法，其特征在于:所述列車駕駛員作業(yè)設備計算和顯示安裝在最 后一節(jié)已經掛接的車廂尾部的車廂定位設備與正準備掛接到列車上的車廂頭部的另一車廂定位設備之間的距離。
3.如權I所述的一種鐵路作業(yè)安全警示方法，其特征在于:列車駕駛員作業(yè)設備將列車駕駛員輸入的駕駛操作事件通過無線網絡廣播給其他設備；非列車駕駛員作業(yè)人員手持設備在接收到列車駕駛員操作事件后發(fā)提示聲音和點亮提示燈；駕駛操作事件包括但不限于開始前進、開始倒車。
4.如權I所述的一種鐵路作業(yè)安全警示方法，其特征在于:調度室設備接收上述所有廣播，并將該過程顯示給調度人員；調度室設備還向列車駕駛員作業(yè)設備和非列車駕駛員作業(yè)人員設備廣播即將經過作業(yè)區(qū)域的其他列車的通行狀態(tài)信息。
5.如權I所述的一種鐵路作業(yè)安全警示方法，其特征在于:列車駕駛員作業(yè)設備、非列車駕駛員作業(yè)人員手持設備、調度室設備記錄從作業(yè)開始到作業(yè)結束過程中的時間、位置、非列車駕駛員作業(yè)人員作業(yè)狀態(tài)輸入信息、駕駛員操作信息輸入信息和調度員輸入的通行狀態(tài)信息。
6.如權I所述的一種鐵路作業(yè)安全警示方法，其特征在于:所述的非列車駕駛員作業(yè)人員設備同時還不停的向其他設備廣播自身作業(yè)狀態(tài)，包括但不限于:繁忙、準備好兩種狀態(tài)。
7.一種實現(xiàn)權I所述鐵路作業(yè)安全警示方法的鐵路作業(yè)安全警示系統(tǒng)，其特征在于，由列車駕駛員作業(yè)設備、非列車駕駛員作業(yè)人員手持設備、車廂定位設備、調度室設備構成； 所述列車駕駛員作業(yè)設備包括無線模塊、導航定位模塊、駕駛操作狀態(tài)接入單元、處理器單元、顯示單元、作業(yè)記錄存儲單元、計算機接口、地理信息存儲單元；它們的連接關系為:處理器單元是中央處理單元，其他單元均與處理器單元相連接；處理器單元完成對其他所有模塊的控制工作，完成數(shù)據(jù)處理、存儲和轉發(fā)工作，完成無線網絡的協(xié)議工作；處理器單元還將接收到的所有其他設備的位置和狀態(tài)，結合自身位置和地圖信息，在顯示單元上以友好的方式顯示給列車駕駛員；無線模塊完成無線收據(jù)的收發(fā)；導航定位模塊接收導航衛(wèi)星信息完成定位；駕駛操作狀態(tài)接入單元將列車駕駛員的駕駛操作輸入給處理器單元；作業(yè)記錄存儲單元記錄和存儲所有的操作和接收到的信息；計算機接口實現(xiàn)列車駕駛員作業(yè)設備與個人計算機的連接，用于導出存儲的操作記錄；地理信息存儲單元存儲地理信息； 所述非列車駕駛員作業(yè)設備包括無線模塊、導航定位模塊、工作狀態(tài)輸入單元、處理器單元、顯示單元、作業(yè)記錄存儲單元、計算機接口、發(fā)聲模塊；它們的連接關系為:處理器單元是中央處理單元，其他單元均與處理器單元相連接；處理器單元完成對其他所有模塊的控制工作，完成數(shù)據(jù)處理、存儲和轉發(fā)工作，完成無線網絡的協(xié)議工作；無線模塊完成無線收據(jù)的收發(fā)；導航定位模塊接收導航衛(wèi)星信息完成定位；工作狀態(tài)輸入單元用于輸入非列車駕駛員作業(yè)人員的工作狀態(tài)給處理器單元；作業(yè)記錄存儲單元記錄和存儲所有的操作和接收到的信息；計算機接口實現(xiàn)非列車駕駛員作業(yè)設備與個人計算機的連接，用于導出存儲的操作記錄； 所述車廂定位設備包括無線模塊、導航定位模塊、處理器單元、顯示單元、作業(yè)記錄存儲單元、計算機接口 ；它們的連接關系為:處理器單元是中央處理單元，其他單元均與處理器單元相連接:處理器單元完成對其他所有模塊的控制工作，完成數(shù)據(jù)處理、存儲和轉發(fā)工作，完成無線網絡的協(xié)議工作；無線模塊完成無線收據(jù)的收發(fā)；導航定位模塊接收導航衛(wèi)星信息完成定位；作業(yè)記錄單元記錄和存儲所有的操作和接收到的信息；計算機接口實現(xiàn)車廂定位設備與個人計算機的連接，用于導出存儲的操作記錄； 所述調度室設備包括無線模塊、處理器單元、顯示單元、計算機接口 ；它們的連接關系為:處理器單元是中央處理單元，其他單元均與處理器單元相連接；處理器單元完成對其他所有模塊的控制工作，完成數(shù)據(jù)處理、存儲和轉發(fā)工作，完成無線網絡的協(xié)議工作；無線模塊完成無線收據(jù)的收發(fā)；計算機接口實現(xiàn)車廂定位設備與個人計算機的連接；調度室設備持續(xù)連接到一臺個人計算機或者嵌入式計算機上；調度室設備將所連接的個人計算機或者嵌入式計算機作為控制和顯示終端；調度室設備支持調度員通過調度室設備將連接的個人計算機或者嵌入式計算 機廣播即將經過作業(yè)區(qū)域的其他列車的通行狀態(tài)信息。
8.一種實現(xiàn)權7所述鐵路作業(yè)安全警示方法的鐵路作業(yè)安全警示系統(tǒng)，其特征在于，所述的車廂定位設備還包括攝像模塊，它與處理器單元連接，攝像模塊的拍攝結果將通過無線網絡傳遞給列車駕駛員作業(yè)設備，用于顯示帶掛接車廂的掛接開關的狀態(tài)。
9.一種實現(xiàn)權8所述鐵路作業(yè)安全警示方法的鐵路作業(yè)安全警示系統(tǒng)，其特征在于，所述的車廂定位設備還包括激光發(fā)光模塊，它與處理器單元連接。激光發(fā)光模塊的功能是用于輔助對準，保證待掛接車廂的掛接開關正好在攝像頭攝像范圍內。
10.一種實現(xiàn)權9所述鐵路作業(yè)安全警示方法的鐵路作業(yè)安全警示系統(tǒng)，其特征在于，所述的車廂定位設備的激光發(fā)光模塊的光束方向與攝像模塊的攝像中心區(qū)域方向平行。
11.一種實現(xiàn)權7所述鐵路作業(yè)安全警示方法的鐵路作業(yè)安全警示系統(tǒng)，其特征在于，所述的車廂定位設備還包括一個磁鐵；依賴于磁鐵的吸引力，車廂定位設備可以方便的吸附在列車車廂的鐵金屬表面。
12.—種實現(xiàn)權7所述鐵路作業(yè)安全警示方法的鐵路作業(yè)安全警示系統(tǒng)，其特征在于，為了提高導航定位精度而引入一個不移動的定位參考設備，定位參考設備生成差分定位信息，并將該差分定位信息在無線網絡中廣播，所有接收到該差分定位信息的設備根據(jù)該差分信息修正自身位置從而得到更加精確的位置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于保障鐵路作業(yè)安全的警示方法和系統(tǒng)。本發(fā)明的保障鐵路作業(yè)安全的警示方法為列車駕駛員作業(yè)設備、非列車駕駛員作業(yè)人員手持設備、車廂定位設備、調度室設備構成一個無線網絡；列車駕駛員作業(yè)設備、非列車駕駛員作業(yè)人員手持設備、車廂定位設備通過衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)等獲得自身的位置，并不停的通過無線網絡中向其他設備廣播自身位置；非列車駕駛員作業(yè)人員設備同時還不停的向其他設備自身廣播作業(yè)狀態(tài)；列車駕駛員作業(yè)設備收集其他節(jié)點位置，并結合地理信息系統(tǒng)向駕駛員顯示所有參與作業(yè)人員的位置。本發(fā)明的保障鐵路作業(yè)安全的警示系統(tǒng)包括列車駕駛員作業(yè)設備、非列車駕駛員作業(yè)人員手持設備、車廂定位設備和調度室設備，實現(xiàn)了本發(fā)明的方法。本發(fā)明的有益之處是為保障鐵路作業(yè)安全提供客觀警示，消除人為隱患，從而有利于保障鐵路作業(yè)安全。
文檔編號B61L23/06GK103192849SQ20121030826
公開日2013年7月10日 申請日期2012年8月28日 優(yōu)先權日2012年8月28日
發(fā)明者陳晨, 陳曦, 陳波 申請人:陳波