一种调车组人身安全预警系统及方法与流程

1.本发明涉及列车调控技术领域，具体的说，涉及了一种调车组人身安全预警系统及方法。


背景技术：

2.在铁路运输生产过程中，除列车在车站的到达、出发、通过以及在区间内运行外，凡机车车辆进行一切有目的移动统称为调车；为解体、编组列车，摘挂、转场、整场、调移、取送车辆以及机车的对位、转线、出入段等目的而使机车车辆在站线或其他线路上移动的作业；调车作业（shunting operation），用于铁路运输领域，调车作业计划由调车领导人负责编制，并以调车作业通知单的形式下达给调车指挥人及有关人员执行，它是铁路行车工作的基本内容之一。
3.调车作业按其目的的不同，可分为以下几种：（1）解体调车—将到达的列车或车组，按车辆去向、目的地或车种，分解到指定的线路驼峰上；（2）编组调车—根据《技规》和列车编组计划的要求，将车辆选编成车列或车组；（3）摘挂调车—为列车补轴、减轴、换挂车间或摘挂车辆；（4）取送调车—为装卸货物或检修车辆，向装卸线、检修线送车或取回车辆；（5）其他调车—如车列或车组转场，货车检斤，整理车场存在及在站线上放行机车等。
4.在调车作业过程中，调车机运行速度最高可达40km/h。一般情况下，一个调车组包括调车长、连接员、制动员等组成，具体人员配置根据作业模式而定，在调车长的统一指挥下完成调车作业的相关工作。在牵引和推进过程中，根据作业需要连接员需要频繁的扒车（扒车是必须与司机同侧），而扒车过程是一项高危的作业，尤其是在运行过程中，机车运行过程中突然出现的紧急制动往往会使连接员防不胜防，极易从机车上摔落下来，带来人身伤害。
5.为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。


技术实现要素：

6.本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种调车组人身安全预警系统及方法。
7.为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：本发明第一方面提供一种调车组人身安全预警系统，包括车载预警端和n个连接员端，所述车载预警端用于与stp车载主机或者lkj2000设备通信连接，n个所述连接员端分别与所述车载预警端进行网络通信；所述车载预警端包括微处理器ⅰ以及分别与所述微处理器ⅰ通信连接的无线通信模块ⅰ，所述微处理器ⅰ接收来自stp车载主机或者lkj2000设备的列车运行信息，根据lkj2000发出的控制指令将所述列车运行信息转换为预警信息，依据预先约定的编码格式将所述预警信息转换为预警码值，并通过所述无线通信模块ⅱ将所述预警码值传输至所述连接员端；
所述连接员端包括微处理器ⅱ以及分别与所述微处理器ⅱ通信连接的无线通信模块ⅱ和语音提示模块，所述微处理器ⅱ通过所述无线通信模块ⅱ接收来自所述车载预警端的预警码值，根据预先约定的编码格式将接收到的预警码值解析为预警信息，结合预存的预警信息-语音码关系映射表，将解析出的预警信息映射为语音码并传输至所述语音提示模块，使所述语音提示模块根据接收到的语音码对连接员进行语音播报提醒。
8.本发明第二方面提供一种调车组人身安全预警方法，基于车载预警端和n个连接员端，所述车载预警端用于与stp车载主机或者lkj2000设备通信连接，n个所述连接员端分别与所述车载预警端进行网络通信；所述调车组人身安全预警方法包括以下步骤：步骤1，所述车载预警端接收来自stp车载主机或者lkj2000设备的列车运行信息，根据lkj2000发出的控制指令将所述列车运行信息转换为预警信息；步骤2，所述车载预警端依据预先约定的编码格式将所述预警信息转换为预警码值，并通过所述无线通信模块ⅱ将所述预警码值传输至所述连接员端；步骤3，所述连接员端接收来自所述车载预警端的预警码值，根据预先约定的编码格式将接收到的预警码值解析为预警信息；步骤4，所述连接员端结合预存的预警信息-语音码关系映射表，将解析出的预警信息映射为语音码并传输至所述语音提示模块，使所述语音提示模块根据接收到的语音码对连接员进行语音播报提醒。
9.本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说：1）本发明通过stp车载主机或者lkj2000设备实时采集调车机车制动前相关信息作为列车运行信息，将列车运行信息转换为预警信息，依据预先约定的编码格式将预警信息转换为预警码值，并通过无线通信模块以无线广播的方式将预警码值单向发给连接员端，使得连接员提前做好人身应急防护；2）本发明的车载预警端和连接员端之间的通过无线通信方式传输预警码值，即可缩短预警时间，又能提高数据传输的保密性和安全可靠性；3）本发明通过can总线或者串行接口接收来自stp车载主机或者lkj2000设备的列车运行信息，与既有的系统接口方式简单，既可以从stp获取相关信息，也可以从lkj2000直接获取信息，通用性较好。
附图说明
10.图1是本发明的调车组人身安全预警系统工作原理示意图；图2是本发明的调车组人身安全预警系统的结构示意图；图3是本发明车载预警端和连接员端的结构示意图。
具体实施方式
11.下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
12.实施例1如附图1至附图3所示，一种调车组人身安全预警系统，其包括车载预警端和n个连接员端，所述车载预警端用于与stp（无线调车机车信号和监控系统）车载主机或者lkj2000设备通信连接，n个所述连接员端分别与所述车载预警端进行网络通信；
所述车载预警端包括微处理器ⅰ以及分别与所述微处理器ⅰ通信连接的无线通信模块ⅰ，所述微处理器ⅰ接收来自stp车载主机或者lkj2000设备的列车运行信息，根据lkj2000发出的控制指令将所述列车运行信息转换为预警信息，依据预先约定的编码格式将所述预警信息转换为预警码值，并通过所述无线通信模块ⅱ将所述预警码值传输至所述连接员端；所述连接员端包括微处理器ⅱ以及分别与所述微处理器ⅱ通信连接的无线通信模块ⅱ和语音提示模块，所述微处理器ⅱ通过所述无线通信模块ⅱ接收来自所述车载预警端的预警码值，根据预先约定的编码格式将接收到的预警码值解析为预警信息，结合预存的预警信息-语音码关系映射表，将解析出的预警信息映射为语音码并传输至所述语音提示模块，使所述语音提示模块根据接收到的语音码对连接员进行语音播报提醒。
13.具体的，所述预警信息包括减速、卸载、常用制动、紧急制动、空转和轮滑，所述预警码值包括1000、1001、1002、1003、2001和2002；预存的所述预警信息-语音码关系映射表为：1000与减速语音码存在映射关系，1001与卸载语音码存在映射关系，1002与常用制动语音码存在映射关系，1003与紧急制动语音码存在映射关系，2001与空转语音码存在映射关系，2002与轮滑语音码存在映射关系；可以理解，本发明的车载预警端和连接员端之间的通过无线通信方式传输预警码值，可以有效缩短预警时间，使得连接员提前做好人身应急防护；即使数据被恶意窃取，也无法获知数据含义，避免误报警，也能提高数据传输的保密性和安全可靠性。
14.需要说明的是，通过对lkj2000控制模式进行分析，很多紧急制动前都是有前兆，如信号突然变为蓝灯、减速（速度接近限速3km/h）、卸载(低于限速2km/h)、常用制动(等于限速)、紧急制动（大于限速3km/h）等。本发明将这部分信息以语音方式实时传递给调车组相关人员（如连接员），连接员就可以根据此部分信息做好人身应急防护；所述调车组人身安全预警系统通过stp车载主机或者lkj2000设备实时采集调车机车制动前相关信息作为列车运行信息，将列车运行信息转换为预警信息，依据预先约定的编码格式将预警信息转换为预警码值，并通过无线通信模块以无线广播的方式将预警码值单向发给连接员端（相关调车组人员），从而使调车组人员在关键时刻提前几秒获取此类预警信息，进而及时做好相应的应急防护准备，最大程度的减少突发情况对人身造成的伤害。
15.如附图2和3所示，所述连接员端主要由微处理器ⅰ以及分别与所述微处理器ⅰ通信连接的无线通信模块ⅰ（如lora 2.4g无线通信模块）、电源模块ⅰ、外部接口、指示灯、天线及配套线缆等组成，预警主机通过can总线或串行接口从stp车载主机或lkj2000设备中获取调车组人身安全预警所需的相关信息，生成对应的预警码值，并通过无线广播的方式将预警码值发送给相关的连接员端；所述连接员端主要由微处理器ⅱ以及分别与所述微处理器ⅱ通信连接的无线通信模块ⅱ（如lora 2.4g无线通信模块）、语音提示模块（如喇叭）、电源模块ⅱ（如锂电池，具有充放电功能，方便设备的持续使用）、指示灯、微型天线等组成，微处理器ⅱ、语音提示模块（如喇叭）和电源模块ⅱ（如锂电池）等均采用微型便携设计，功耗低、重量轻，同时，配置有专用卡扣，作业时卡扣到调车组人员的腰带上。
16.进一步的，所述微处理器ⅰ通过can总线或者串行接口接收来自stp车载主机或者
lkj2000设备的列车运行信息，根据lkj2000发出的控制指令将所述列车运行信息转换为预警信息时，执行：所述列车运行信息中解析出机车的实时速度值和限速信息，计算机车的实时速度值与列车速度阈值之间的速度差；所述限速信息包括第一限速值、第二限速值、第三限速值和第四限速值；当所述速度差低于所述第一限速值时，生成包含减速的预警信息；当所述速度差低于所述第二限速值时，生成包含卸载的预警信息；当所述速度差等于所述第三限速值时，生成包含常用制动的预警信息；当所述速度差大于所述第四限速值时，生成包含紧急制动的预警信息；其中，所述第一限速值＜所述第二限速值＜所述第三限速值＜所述第四限速值。
17.具体的，所述列车速度阈值为30km/h，所述第一限速值为-3km/h，所述第二限速值-2km/h，所述第三限速值为0km/h，所述第四限速值为3km/h。
18.需要说明的是，所述微处理器ⅰ通过can总线或者串行接口接收来自stp车载主机或者lkj2000设备的列车运行信息，与既有的系统接口方式简单，既可以从stp获取相关信息，也可以从lkj2000直接获取信息，通用性较好。
19.实施例2在实施例1的基础上，本实施例给出了一种调车组人身安全预警方法的具体实施方式；基于车载预警端和n个连接员端，所述车载预警端用于与stp车载主机或者lkj2000设备通信连接，n个所述连接员端分别与所述车载预警端进行网络通信；所述调车组人身安全预警方法包括以下步骤：步骤1，所述车载预警端接收来自stp车载主机或者lkj2000设备的列车运行信息，根据lkj2000发出的控制指令将所述列车运行信息转换为预警信息；步骤2，所述车载预警端依据预先约定的编码格式将所述预警信息转换为预警码值，并通过所述无线通信模块ⅱ将所述预警码值传输至所述连接员端；步骤3，所述连接员端接收来自所述车载预警端的预警码值，根据预先约定的编码格式将接收到的预警码值解析为预警信息；步骤4，所述连接员端结合预存的预警信息-语音码关系映射表，将解析出的预警信息映射为语音码并传输至所述语音提示模块，使所述语音提示模块根据接收到的语音码对连接员进行语音播报提醒。
20.具体的，所述预警信息包括减速、卸载、常用制动、紧急制动、空转和轮滑，所述预警码值包括1000、1001、1002、1003、2001和2002；预存的所述预警信息-语音码关系映射表为：1000与减速语音码存在映射关系，1001与卸载语音码存在映射关系，1002与常用制动语音码存在映射关系，1003与紧急制动语音码存在映射关系，2001与空转语音码存在映射关系，2002与轮滑语音码存在映射关系。
21.进一步的，所述步骤1中，所述车载预警端根据lkj2000发出的控制指令将所述列车运行信息转换为预警信息时，执行：所述列车运行信息中解析出机车的实时速度值和限速信息，计算机车的实时速度值与列车速度阈值之间的速度差；所述限速信息包括第一限速值、第二限速值、第三限速值
和第四限速值；当所述速度差低于所述第一限速值时，生成包含减速的预警信息；当所述速度差低于所述第二限速值时，生成包含卸载的预警信息；当所述速度差等于所述第三限速值时，生成包含常用制动的预警信息；当所述速度差大于所述第四限速值时，生成包含紧急制动的预警信息；其中，所述第一限速值＜所述第二限速值＜所述第三限速值＜所述第四限速值。
22.具体的，所述第一限速值为-3km/h，所述第二限速值-2km/h，所述第三限速值为0km/h，所述第四限速值为3km/h。
23.可以理解，当速度差低于限速-3km/h时提示提示减速，当速度差低于限速-2km/h时提示卸载，当速度差等于限速0km/h时常用制动，当速度差大于限速3km/h时紧急制动。
24.需要说明的是，本发明利用lora 2.4g无线通信模块广播特性，所述车载预警端实时接收机车的速度、限速信息及机车动作等的列车运行信息，根据实时获取到的列车运行信息生成不同的预警码值，预警主机将不同的预警信息进行统一编码后，将报警码值发送给连接员端，连接员端将接收到的预警码转换为语音码后，根据不同的语音码进行相应的语音播报提醒，从而使调车人员可以更好地做好人身安全防护。
25.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

技术特征：
1.一种调车组人身安全预警系统，其特征在于：包括车载预警端和n个连接员端，所述车载预警端用于与stp车载主机或者lkj2000设备通信连接，n个所述连接员端分别与所述车载预警端进行网络通信；所述车载预警端包括微处理器ⅰ以及分别与所述微处理器ⅰ通信连接的无线通信模块ⅰ，所述微处理器ⅰ接收列车运行信息，根据lkj2000发出的控制指令将所述列车运行信息转换为预警信息，依据预先约定的编码格式将所述预警信息转换为预警码值，并通过所述无线通信模块ⅱ将所述预警码值传输至所述连接员端；所述连接员端包括微处理器ⅱ以及分别与所述微处理器ⅱ通信连接的无线通信模块ⅱ和语音提示模块，所述微处理器ⅱ通过所述无线通信模块ⅱ接收来自所述车载预警端的预警码值，根据预先约定的编码格式将接收到的预警码值解析为预警信息，结合预存的预警信息-语音码关系映射表，将解析出的预警信息映射为语音码并传输至所述语音提示模块，使所述语音提示模块根据接收到的语音码对连接员进行语音播报提醒。2.根据权利要求1所述的调车组人身安全预警系统，其特征在于：所述预警信息包括减速、卸载、常用制动、紧急制动、空转和轮滑，所述预警码值包括1000、1001、1002、1003、2001和2002；预存的所述预警信息-语音码关系映射表为：1000与减速语音码存在映射关系，1001与卸载语音码存在映射关系，1002与常用制动语音码存在映射关系，1003与紧急制动语音码存在映射关系，2001与空转语音码存在映射关系，2002与轮滑语音码存在映射关系。3.根据权利要求2所述的调车组人身安全预警系统，其特征在于：所述微处理器ⅰ通过can总线或者串行接口接收来自stp车载主机或者lkj2000设备的列车运行信息，根据lkj2000发出的控制指令将所述列车运行信息转换为预警信息时，执行：从所述列车运行信息中解析出机车的实时速度值和限速信息，计算机车的实时速度值与列车速度阈值之间的速度差；所述限速信息包括第一限速值、第二限速值、第三限速值和第四限速值；当所述速度差低于所述第一限速值时，生成包含减速的预警信息；当所述速度差低于所述第二限速值时，生成包含卸载的预警信息；当所述速度差等于所述第三限速值时，生成包含常用制动的预警信息；当所述速度差大于所述第四限速值时，生成包含紧急制动的预警信息；其中，所述第一限速值＜所述第二限速值＜所述第三限速值＜所述第四限速值。4.一种调车组人身安全预警方法，其特征在于，基于车载预警端和n个连接员端，所述车载预警端用于与stp车载主机或者lkj2000设备通信连接，n个所述连接员端分别与所述车载预警端进行网络通信；包括以下步骤：步骤1，所述车载预警端接收来自stp车载主机或者lkj2000设备的列车运行信息，根据lkj2000发出的控制指令将所述列车运行信息转换为预警信息；步骤2，所述车载预警端依据预先约定的编码格式将所述预警信息转换为预警码值，并通过所述无线通信模块ⅱ将所述预警码值传输至所述连接员端；步骤3，所述连接员端接收来自所述车载预警端的预警码值，根据预先约定的编码格式将接收到的预警码值解析为预警信息；
步骤4，所述连接员端结合预存的预警信息-语音码关系映射表，将解析出的预警信息映射为语音码并传输至所述语音提示模块，使所述语音提示模块根据接收到的语音码对连接员进行语音播报提醒。5.根据权利要求4所述的调车组人身安全预警方法，其特征在于：所述预警信息包括减速、卸载、常用制动、紧急制动、空转和轮滑，所述预警码值包括1000、1001、1002、1003、2001和2002；预存的所述预警信息-语音码关系映射表为：1000与减速语音码存在映射关系，1001与卸载语音码存在映射关系，1002与常用制动语音码存在映射关系，1003与紧急制动语音码存在映射关系，2001与空转语音码存在映射关系，2002与轮滑语音码存在映射关系。6.根据权利要求5所述的调车组人身安全预警方法，其特征在于：所述步骤1中，所述车载预警端根据lkj2000发出的控制指令将所述列车运行信息转换为预警信息时，执行：所述列车运行信息中解析出机车的实时速度值和限速信息，计算机车的实时速度值与列车速度阈值之间的速度差；所述限速信息包括第一限速值、第二限速值、第三限速值和第四限速值；当所述速度差低于所述第一限速值时，生成包含减速的预警信息；当所述速度差低于所述第二限速值时，生成包含卸载的预警信息；当所述速度差等于所述第三限速值时，生成包含常用制动的预警信息；当所述速度差大于所述第四限速值时，生成包含紧急制动的预警信息；其中，所述第一限速值＜所述第二限速值＜所述第三限速值＜所述第四限速值。

技术总结
本发明提供了一种调车组人身安全预警系统及方法，所述系统包括车载预警端和N个连接员端，所述车载预警端的微处理器Ⅰ接收来自STP车载主机或者LKJ2000设备的列车运行信息，根据控制模式将列车运行信息转换为预警信息，依据预先约定的编码格式将预警信息转换为预警码值，并通过无线通信模块Ⅱ将预警码值传输至预警码值；所述连接员端的微处理器Ⅱ根据预先约定的编码格式将接收到的预警码值解析为预警信息，结合预存的预警信息-语音码关系映射表，将解析出的预警信息映射为语音码并传输至语音提示模块，使所述语音提示模块根据接收到的语音码对连接员进行语音播报提醒，从而调车组人员收到预警信息后及时做好自身安全防护。组人员收到预警信息后及时做好自身安全防护。组人员收到预警信息后及时做好自身安全防护。


技术研发人员：李恩源 王士超 李佳雪 宋新强 王世威 路开政
受保护的技术使用者：河南辉煌科技股份有限公司
技术研发日：2022.10.31
技术公布日：2023/4/4