一种用于铁路行车安全防护的预警方法与流程

1.本发明涉及铁路行车安全控制技术领域，特别涉及一种用于铁路行车安全防护的预警方法。


背景技术：

2.如何有效保障铁路行车安全始终是铁路运输组织工作的重中之重，依据目前的铁路行车组织规则，机车司机依靠地面信号、机车信号或车载预警终端(dmi)显示信号开放或关闭状态来判断是否允许行车。当车站值班员按计划办理列车进路或调车进路后，前方信号开放则允许行车。机车运行模式分为列车模式和调车模式，在列车模式下若安装有列控atp(列车自动防护子系统)系统，则可自动进行超速防护，保障行车安全；在调车模式下若装有stp(无线调车机车信号和监控系统)调车防护系统，系统可自动识别前方信号状态，并根据车列跟踪位置等信息计算到前方停车点的限速曲线，实现对机车防冒进信号的控制。另外，还有针对铁路上道施工或巡检作业的安全防护预警系统，通过给上道人员配备定位预警移动终端，可实时监控人员位置状态，当有列车接近时提前预警，通知下道避让，同时在机车驾驶室安装车载预警终端，提示司机前方有作业人员或施工作业电子围栏区域。
3.然而在现实情况中，信号系统无法及时有效判断行车安全状态的情况时有发生。比如列车运行前方有巡检或施工人员未及时下道避让，或者在山区路段出现滑坡塌方等自然灾害导致线路故障无法行车等异物侵入铁路限界，再或者轨旁人员或异物相对列车移动并随时可能上道的情况。针对这些情况，目前用于现场安全防护的技术方案包括：安装轨旁或车载摄像头等传感设备实时监测是否有异物侵限，或者通过无人机巡航拍摄监测，当发现异常情况则及时向车站值班员或司机发出预警信息。
4.然而，当前的技术方案往往与铁路信号系统相互独立，司机接收到的预警信息有可能与铁路信号系统产生冲突，出现突发情况无法与铁路信号系统形成联动，从而可能影响司机做出及时有效的判断，存在一定的安全隐患。
5.综上所述，有必要设计一种铁路行车安全防护预警方法，将铁路信号系统外部的预警信息与信号系统有机结合，实现能够应对多种复杂情况的统一、安全、高效的车载预警功能，从而保障行车安全。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种用于铁路行车安全防护的预警方法，该方法基于车载和人员预警设备、视频图像识别设备和既有的防护行车安全的列控系统(如stp、atp)等建立多系统联动机制，实现行车安全防护预警的人机交互功能，能够应对多种复杂情况，保障列车行车安全。
7.为了达到上述目的，本发明提供一种用于铁路行车安全防护的预警方法，包含步骤：
8.s1、获取列车前方的预警目标，判断所述预警目标的预警类型；
9.s2、基于从列车到预警目标的路径上的多个关键时间点，沿着从列车至目标的方向，将所述路径依序划分为多个区域；若目标侵限，所述多个区域包含：提示区、预警区、制动区；若目标不侵限，所述多个区域包含：提示区、预警区、警惕区；所述提示区、预警区、警惕区、制动区的预警等级逐渐增高；
10.s3、基于目标的预警类型为目标设置对应的危险系数；基于目标所在区域的预警等级、目标的所述危险系数计算目标的预警优先级；
11.s4、基于目标的所述预警优先级和列车与目标之间的相对速度，计算目标的预警风险值；选取大于零的预警风险值并进行排序，基于排序结果依序向车载预警终端发送对应预警目标的预警信息；列车基于接收的所述预警信息调整车速和/或进行鸣笛警告。
12.可选的，所述预警类型包含：列车、人员、电子围栏、轨行区障碍物、关闭信号；
13.所述列车包括已安装预警设备的列车和未安装预警设备的列车；
14.所述人员包括配备预警终端的人员和未配备预警终端的人员；
15.所述电子围栏包括：允许列车通过的开放型电子围栏和不允许列车通过的封闭型电子围栏；
16.所述轨行区障碍物包含在列车运行前方设定距离范围内侵限的人和物；
17.所述关闭信号包括禁止列车通过的关闭信号。
18.可选的，步骤s2中，所述多个关键时间点包含：
19.第一时间点，其为开始预警前提示司机前方存在预警目标的时间点；以当前时刻为原点，所述第一时间点在时间轴上的数值为tc；
20.第二时间点，其为开始预警的时间点；以当前时刻为原点，所述第二时间点在时间轴上的数值为tb；tb》tc；
21.第三时间点，其为列车开始制动的时间点；以当前时刻为原点，所述第三时间点在时间轴上的数值为ta；ta-tb》t1，t1为设定的时长；
22.第四时间点，其为列车车速降为设定的速度值的时间点；以当前时刻为原点，所述第四时间点在时间轴上的数值为tu，tu》ta；当预警目标侵限时，所述设定的速度值为零；
23.第五时间点，以当前时刻为原点，所述第五时间点在时间轴上的数值为tx1；第五时间点为预计的列车速度降为零的时间点；tx1-tu＝u；u表示为列车制动预留的冗余时间；
24.第六时间点，其表示列车到达未侵限的预警目标所在位置的时间点；以当前时刻为原点，第六时间点在时间轴上的数值为tx2；tx2》tu。
25.可选的，列车在第一时间点至第二时间点之间行驶的路程属于所述提示区；列车在第二时间点至第三时间点之间行驶的路程属于所述预警区；当预警目标侵限时，列车在第三时间点至第五时间点之间行驶的路程属于所述制动区；当预警目标未侵限时，列车在第三时间点至第六时间点之间行驶的路程属于所述警惕区。
26.可选的，令k表示目标的预警紧急程度，k为取值[1,4]范围内的整数；k越大则预警等级越高，所述制动区、警惕区、预警区、提示区的预警紧急程度分别为4、3、2、1。
[0027]
可选的，步骤s3中，所述危险系数h为取值(0,1)范围内的小数，h越大发生事故的可能性及事故发生后的影响越大；封闭型电子围栏入口、关闭信号、配备预警终端的人员、开放型电子围栏入口、安装预警终端的列车、开放型电子围栏出口的危险系数依序递增；轨行区障碍物与封闭型电子围栏入口的危险系数相同。
[0028]
可选的，令p表示目标的预警优先级，p＝h*k。
[0029]
可选的，令h(i)表示第i个目标的预警风险值，其中，u(i)表示第i个预警目标相对列车的速度，l(i)表示第i个预警目标与列车之间的距离，p(i)、p(j)分别表示第i、j个预警目标的预警优先级，n为预警目标的总个数。
[0030]
可选的，步骤s4中所述基于排序结果依序向车载预警终端发送对应预警目标的预警信息，包含：若预警目标的预警风险值小于等于零，不发送该预警目标的预警信息。
[0031]
可选的，步骤s4中所述基于排序结果依序向车载预警终端发送对应预警目标的预警信息，还包含：
[0032]
对于预警风险值均大于零的多个预警目标，优先发送预警紧急程度高的预警目标的预警信息；若预警紧急程度相同，优先发送预警风险值高的目标的预警信息。
[0033]
可选的，当目标对应的预警紧急程度为3时，该目标的预警信息包含减速指令，列车基于所述减速指令将车速降为预设速度以下；当目标对应的预警紧急程度为4时，该目标的预警信息包含制动指令，列车基于所述制动指令制动停车；当目标对应的预警紧急程度为1或2时，车速不调整。
[0034]
可选的，步骤s4中，列车的车载预警终端还循环语音播报各预警目标的预警信息；基于预警目标的预警紧急程度决定该预警目标相邻两次语音播报之间的时间间隔。
[0035]
可选的，步骤s4中，优先播报预警紧急程度高的预警目标的预警信息；若预警紧急程度相同，优先播报预警风险值高的预警目标的预警信息。
[0036]
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0037]
1)本发明基于车载和人员预警设备、视频图像识别设备和既有的防护行车安全的列控系统(如stp、atp)等建立多系统联动机制，并结合人机交互实现行车安全防护预警，本发明能够应对多种复杂情况下的统一、安全、高效的车载预警功能，从而保障行车安全。
[0038]
2)本发明综合考虑列车前方预警目标的多种类型，统一生成预警信息，解决了不同类型预警目标的预警流程和处理方法不一致的问题。
[0039]
3)将前方的关闭信号纳入预警目标类型，避免了信号系统的行车指令与非信号系统的预警指令发生冲突的问题，保障司机安全驾驶。
[0040]
4)本发明的预警方法兼容调车模式和列车模式，无须特殊操作，提升了预警方法在多种作业场景下的适用性。
[0041]
5)本发明考虑了预警目标的可移动性因素，通过计算预警风险值将预警目标与列车的相对移动速度纳入预警体系，提高了预警方法的可靠性。
[0042]
6)本发明与既有的列车控制系统实现联动，支持列车在紧急情况下的减速或制动功能，支持应用于列车自动驾驶系统，具有较强的可扩展性。
附图说明
[0043]
为了更清楚地说明本发明技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
[0044]
图1、图2为本发明的铁路行车安全防护预警方法的流程图；
[0045]
图3为开放型电子围栏的两个预警目标点的示意图；
[0046]
图4为封闭型电子围栏的预警目标点的示意图；
[0047]
图5为本发明中，预警目标侵限时，各区域的预警等级与列车速度的曲线关系图。
[0048]
图6为本发明中，预警目标未侵限时，各区域的预警等级与列车速度的曲线关系图。
[0049]
图7为本发明实施例一中，列车与各预警目标的位置关系示意图。
具体实施方式
[0050]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0051]
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0052]
还应当理解，在此本技术说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本技术。如在本技术说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
[0053]
还应当进一步理解，在本技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
[0054]
如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
[0055]
另外，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0056]
本发明提供一种用于铁路行车安全防护的预警方法，如图1所示，包含步骤：
[0057]
s1、获取列车前方的预警目标，判断所述预警目标的预警类型。
[0058]
本实施例中，所述预警类型包含5大类：列车、人员、电子围栏、轨行区障碍物、关闭信号。
[0059]
其中，根据是否安装预警设备将列车分为两小类：已安装预警设备的列车ty和未安装预警设备的列车tn。
[0060]
根据是否配备预警设备将人员分为两小类：配备预警终端的人员py和未配备预警终端的人员pn。
[0061]
根据是否允许列车通过将电子围栏分为两类：开放型电子围栏ka(允许列车通过)，封闭型电子围栏fa(不允许列车通过)。需要设置电子围栏的作业场景包括但不限于：电务或工务施工作业前设置施工区域；列检作业前列检人员设置列检作业股道区域。
[0062]
由于电子围栏具有一个较大的长度，将电子围栏与列车所在轨道中线的交点处作
为预警目标点。基于对预警目标点的预警实现对电子围栏的预警。如图3所示，对于开放型电子围栏ka，列车开放型驶入电子围栏ka前的预警目标点为电子围栏入口kain，列车驶入开放型电子围栏ka后的预警目标点为电子围栏出口kaout。如图4所示，对于封闭型电子围栏fa，列车前方的预警目标点只有1个，即电子围栏入口fain。
[0063]
所述轨行区障碍物(简称obs)包含在列车运行前方设定距离范围内侵限的人和物，包括但不限于人(包括配备预警终端的人员py和未配备预警终端的人员pn)、车(包括已安装预警设备的列车ty和未安装预警设备的列车tn)及其他异物。
[0064]
所述关闭信号包括红灯、蓝灯、土挡等禁止列车越过的关闭信号，简称fs。
[0065]
s2、基于从列车到预警目标的路径上的多个关键时间点，沿着从列车至目标的方向，将所述路径依序划分为多个区域；若目标侵限，所述多个区域包含：提示区、预警区、制动区；若目标不侵限，所述多个区域包含：提示区、预警区、警惕区；所述提示区、预警区、警惕区、制动区的预警等级逐渐增高。我们将提示区、预警区、警惕区、制动区的预警等级分别定义c、b、b+、a级。
[0066]
如图5、图6所示，所述多个关键时间点包含第一至第六时间点。
[0067]
所述第一时间点为开始预警前提示司机前方存在预警目标的时间点。以当前时刻为原点，所述第一时间点在时间轴上的数值为tc。tc的大小可以根据实际需求设置，本发明不做限制。
[0068]
所述第二时间点为开始预警的时间点，从第二时间点开始，列车能够收到预警信息。以当前时刻为原点，第二时间点在时间轴上的数值为tb，tb》tc。
[0069]
所述第三时间点为列车开始制动的时间点。以当前时刻为原点，第三时间点在时间轴上的数值为ta；ta-tb》t1，t1为设定的时长，根据实际需要取值。在优选的实施例中，t1≥30s。t1为列车开始减速或制动前，为司机或地面相关人员预留的时间量，用于处理收到的预警信息。
[0070]
所述第四时间点为列车车速降为设定的速度值的时间点。以当前时刻为原点，所述第四时间点在时间轴上的数值为tu，tu》ta。如图5所示，当预警目标侵限时，所述设定的速度值为零。如图6所示，当预警目标未侵限时，列车由速度值v1降为了设定的速度值v2。
[0071]
如图5所示，以当前时刻为原点，所述第五时间点在时间轴上的数值为tx1，第五时间点为预计的列车速度降为零的时间点，tx1-tu＝u。考虑到司机反应延迟、通信延迟及安全距离等因素，为列车制动预留冗余时间u。
[0072]
如图6所示，所述第六时间点为列车到达未侵限的预警目标所在位置的时间点。以当前时刻为原点，第六时间点在时间轴上的数值为tx2；tx2》tu。
[0073]
如图5、图6所示，列车在第一时间点至第二时间点之间行驶的路程属于所述提示区。列车在第二时间点至第三时间点之间行驶的路程属于所述预警区。当预警目标侵限时，列车在第三时间点至第五时间点之间行驶的路程属于所述制动区。当预警目标未侵限时，列车在第三时间点至第六时间点之间行驶的路程属于所述警惕区。
[0074]
如图5、图6所示，各预警等级具体含义如下：
[0075]
(1)预警等级c
[0076]
当列车前方存在预警目标(不一定侵限)时，列车于tc时刻进入提示区，对应预警等级c。
[0077]
(2)预警等级b
[0078]
当列车前方存在预警目标(不一定侵限)时，列车于tb时刻进入预警区，对应预警等级b。
[0079]
(3)预警等级b+
[0080]
当列车前方存在预警目标(未侵限)时，为预防目标侵限，列车于ta时刻开始减速至v2，并于tx2时刻到达预警目标所在位置，在ta时刻与tx2时刻之间，列车处于警惕区，对应预警等级b+。
[0081]
(4)预警等级a
[0082]
当列车前方存在预警目标(侵限)时，列车从ta时刻开始制动，运行至tu时刻停车，在此期间列车处于制动区，对应预警等级a。
[0083]
令k表示目标的预警紧急程度，k为取值[1,4]范围内的整数，通过k表示各区域预警等级的高低，k越大则预警等级越高。所述制动区、警惕区、预警区、提示区的预警紧急程度分别为4、3、2、1。
[0084]
s3、基于目标的预警类型为目标设置对应的危险系数；基于目标所在区域的预警等级、目标的所述危险系数计算目标的预警优先级；
[0085]
所述危险系数h为取值(0,1)范围内的小数，h越大发生事故的可能性及事故发生后的影响越大。本实施例中，封闭型电子围栏入口fain、关闭信号、配备预警终端的人员py、开放型电子围栏入口kain、安装预警终端的列车ty、开放型电子围栏出口kaout的危险系数依序递增；轨行区障碍物与封闭型电子围栏入口fain的危险系数相同。
[0086]
令p表示目标的预警优先级，p＝h*k；h为目标的危险系数，k为目标对应的预警紧急程度。p越大，越需要司机或地面相关人员优先处理。
[0087]
s4、基于目标的所述预警优先级和列车与目标之间的相对速度，计算目标的预警风险值；选取大于零的预警风险值并按照由大到小的顺序进行排序，基于排序结果依序向车载预警终端发送对应预警目标的预警信息；列车基于接收的所述预警信息调整车速和/或进行鸣笛警告。
[0088]
考虑预警目标点可能为非静止物体，其与列车的相对速度为u，设列车运行方向为正方向。u为正时，列车与目标相对距离逐渐减小，速度越快则风险越高；u为0时，列车与目标相对静止；u为负时，列车与目标相对距离逐渐增大，速度越快则风险越小。本发明中，为目标定义了预警风险值，其与u相关。目标的所述预警风险值越高，越需要优先处理。
[0089]
当列车前方有n个预警目标时，第i个预警目标的预警风险值记为h(i)：
[0090]
其中，u(i)表示第i个预警目标相对列车的速度，l(i)表示第i个预警目标与列车之间的距离，p(i)、p(j)分别表示第i、j个预警目标的预警优先级。
[0091]
发送预警信息分为以下两种情形：
[0092]
(1)n＝1，令h为预警目标的预警风险值，u为预警目标与列车之间的相对速度
[0093]
若h《0，即u《0时，列车与目标相对距离逐渐增大，无须向司机发出预警信息；
[0094]
若h＝0，即u＝0时，列车与目标相对静止，无须向司机发出预警信息；
[0095]
若h》0，即u》0时，列车与目标相对距离逐渐减小，存在碰撞风险，根据预警目标的
预警紧急程度判定预警等级，向司机发出对应的预警信息。
[0096]
(2)n》1
[0097]
若预警目标的预警风险值小于等于零，说明该预警目标与列车的相对速度小于等于零，无须向司机发出该预警目标的预警信息。因此，仅选取大于零的预警风险值并进行排序。优先向列车发送预警紧急程度高的目标的预警信息；若预警紧急程度相同，优先发送预警风险值高的目标的预警信息。
[0098]
目标的预警信息内容由对应的预警紧急程度k决定，列车基于接收的预警信息进行相应动作：
[0099]
(1)当k＝4时，预警等级为a，列车处于制动区，向列车发送的预警信包含制动指令，列车基于所述制动指令制动停车。车载预警终端循环语音播报该目标的预警信息，播报周期t1。
[0100]
(2)当k＝3时，预警等级为b+，列车处于警惕区，向列车发的预警信息包含减速指令，列车基于减速指令将车速降为预设速度以下。车载预警终端循环语音播报该目标的预警信息，播报周期t2》t1。
[0101]
(3)当k＝2时，预警等级为b，列车处于预警区，车速不改变，车载预警终端循环语音播报该目标的预警信息，播报周期t3》t2。
[0102]
(4)当k＝1时，预警等级为c，列车处于提示区，车速不改变，车载预警终端循环语音播报该目标的预警信息，播报周期t4》t3。
[0103]
本发明中，基于预警目标的预警紧急程度决定预警目标相邻两次语音播报之间的时间间隔，预警紧急程度越高，时间间隔越短。并且优先播报预警紧急程度高的预警目标的预警信息；若预警紧急程度相同，优先播报预警风险值高的预警目标的预警信息。
[0104]
实施例一
[0105]
如图7所示，列车(已安装车载预警终端)从a站向b站方向发车，速度v1，施工组在a-b区间的目标区域设置开放型电子围栏后上道施工。巡道工x1(携带预警设备)按计划在b站上道沿正线a站方向巡检，速度v3，随后施工组内一名人员x2(未携带预警设备)从电子围栏区域向b站方向移动，速度v2。
[0106]
当列车驶入区间后以40km/h速度匀速运行，通过车载预警终端接收到1个预警信息，预警目标类型为开放型电子围栏入口，计算得到tc＝20s，tb＝50s，ta＝80s，表示列车若继续匀速运行，将于20秒后进入提示区，50s后开始预警，80s后开始减速。
[0107]
20s后车载预警终端语音播报前方施工提示音，此时预警等级为c；然后运行30s，车载预警终端语音播报前方施工预警，此时预警等级为b，播报周期缩短，此时电子围栏内施工人员收到列车接近预警信息，准备下道避让；经过30s后所有人员下道，列车进入警惕区，预警等级b+，车载预警终端提示司机减速运行，减速至30km/h。
[0108]
列车安全通过电子围栏区域后，前方出现2个预警目标：一个是通过图像识别预警设备发现施工人员x2侵限，预警级别b，相对速度u2＝25km/h，相对距离l2＝180m；另一个是借助手持预警设备的实时定位发现巡道工x1侵限，预警级别b，相对速度u1＝35km/h，相对距离l1＝240m。设定危险系数h1＝0.6，h2＝0.8，预警级别均为b，则预警紧急程度k1＝k2＝2，计算得x1的预警风险值h1＝35*0.6/(240*1.4)，x2的预警风险值h2＝25*0.8/(180*1.4)，由于h1《h2，故dmi优先播报x2对应的预警信息，再播报x1对应的预警信息。
[0109]
巡道工x1通过手持预警设备接收到列车接近预警后下道避让，其危险系数降低为h1＝0.2，施工人员x2由于未携带预警设备无法接收到列车接近信息，依然处于侵限状态，故危险系数不变h2＝0.8，此时列车相对两人的预警级别依然为b，相对速度不变，相对位置分别为l1＝220m，l2＝166m，则预警风险等级h1＝35*0.2/220，h2＝25*0.8/166，由于h1《h2，故dmi优先播报x2对应的预警信息。
[0110]
司机收到施工人员x2侵限的预警信息后，通过鸣笛的方式提醒x2下道避让，预警级别提升为b+，减速至25km/h，随后安全通过x2和x1。
[0111]
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
[0112]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种用于铁路行车安全防护的预警方法，其特征在于，包含步骤：s1、获取列车前方的预警目标，判断所述预警目标的预警类型；s2、基于从列车到预警目标的路径上的多个关键时间点，沿着从列车至目标的方向，将所述路径依序划分为多个区域；若目标侵限，所述多个区域包含：提示区、预警区、制动区；若目标不侵限，所述多个区域包含：提示区、预警区、警惕区；所述提示区、预警区、警惕区、制动区的预警等级逐渐增高；s3、基于目标的预警类型为目标设置对应的危险系数；基于目标所在区域的预警等级、目标的所述危险系数计算目标的预警优先级；s4、基于目标的所述预警优先级和列车与目标之间的相对速度，计算目标的预警风险值；选取大于零的预警风险值并进行排序，基于排序结果依序向车载预警终端发送对应预警目标的预警信息；列车基于接收的所述预警信息调整车速和/或进行鸣笛警告。2.如权利要求1所述的用于铁路行车安全防护的预警方法，其特征在于，所述预警类型包含：列车、人员、电子围栏、轨行区障碍物、关闭信号；所述列车包括已安装预警设备的列车和未安装预警设备的列车；所述人员包括配备预警终端的人员和未配备预警终端的人员；所述电子围栏包括：允许列车通过的开放型电子围栏和不允许列车通过的封闭型电子围栏；所述轨行区障碍物包含在列车运行前方设定距离范围内侵限的人和物；所述关闭信号包括禁止列车通过的关闭信号。3.如权利要求1所述的用于铁路行车安全防护的预警方法，其特征在于，步骤s2中，所述多个关键时间点包含：第一时间点，其为开始预警前提示司机前方存在预警目标的时间点；以当前时刻为原点，所述第一时间点在时间轴上的数值为tc；第二时间点，其为开始预警的时间点；以当前时刻为原点，所述第二时间点在时间轴上的数值为tb；tb>tc；第三时间点，其为列车开始制动的时间点；以当前时刻为原点，所述第三时间点在时间轴上的数值为ta；ta-tb>t1，t1为设定的时长；第四时间点，其为列车车速降为设定的速度值的时间点；以当前时刻为原点，所述第四时间点在时间轴上的数值为tu，tu>ta；当预警目标侵限时，所述设定的速度值为零；第五时间点，以当前时刻为原点，所述第五时间点在时间轴上的数值为tx1；第五时间点为预计的列车速度降为零的时间点；tx1-tu＝u；u表示为列车制动预留的冗余时间；第六时间点，其表示列车到达未侵限的预警目标所在位置的时间点；以当前时刻为原点，第六时间点在时间轴上的数值为tx2；tx2>tu。4.如权利要求3所述的用于铁路行车安全防护的预警方法，其特征在于，列车在第一时间点至第二时间点之间行驶的路程属于所述提示区；列车在第二时间点至第三时间点之间行驶的路程属于所述预警区；当预警目标侵限时，列车在第三时间点至第五时间点之间行驶的路程属于所述制动区；当预警目标未侵限时，列车在第三时间点至第六时间点之间行驶的路程属于所述警惕区。5.如权利要求1所述的用于铁路行车安全防护的预警方法，其特征在于，令k表示目标
的预警紧急程度，k为取值[1,4]范围内的整数；k越大则预警等级越高，所述制动区、警惕区、预警区、提示区的预警紧急程度分别为4、3、2、1。6.如权利要求5所述的用于铁路行车安全防护的预警方法，其特征在于，步骤s3中，所述危险系数h为取值(0,1)范围内的小数，h越大发生事故的可能性及事故发生后的影响越大；封闭型电子围栏入口、关闭信号、配备预警终端的人员、开放型电子围栏入口、安装预警终端的列车、开放型电子围栏出口的危险系数依序递增；轨行区障碍物与封闭型电子围栏入口的危险系数相同。7.如权利要求6所述的用于铁路行车安全防护的预警方法，其特征在于，令p表示目标的预警优先级，p＝h*k。8.如权利要求7所述的用于铁路行车安全防护的预警方法，其特征在于，令h(i)表示第i个目标的预警风险值，其中，u(i)表示第i个预警目标相对列车的速度，l(i)表示第i个预警目标与列车之间的距离，p(i)、p(j)分别表示第i、j个预警目标的预警优先级，n为预警目标的总个数。9.如权利要求8所述的用于铁路行车安全防护的预警方法，其特征在于，步骤s4中所述基于排序结果依序向车载预警终端发送对应预警目标的预警信息，包含：若预警目标的预警风险值小于等于零，不发送该预警目标的预警信息。10.如权利要求8所述的用于铁路行车安全防护的预警方法，其特征在于，步骤s4中所述基于排序结果依序向车载预警终端发送对应预警目标的预警信息，还包含：对于预警风险值均大于零的多个预警目标，优先发送预警紧急程度高的预警目标的预警信息；若预警紧急程度相同，优先发送预警风险值高的目标的预警信息。11.如权利要求5所述的用于铁路行车安全防护的预警方法，其特征在于，当目标对应的预警紧急程度为3时，该目标的预警信息包含减速指令，列车基于所述减速指令将车速降为预设速度以下；当目标对应的预警紧急程度为4时，该目标的预警信息包含制动指令，列车基于所述制动指令制动停车；当目标对应的预警紧急程度为1或2时，车速不调整。12.如权利要求8所述的用于铁路行车安全防护的预警方法，其特征在于，步骤s4中，列车的车载预警终端还循环语音播报各预警目标的预警信息；基于预警目标的预警紧急程度决定该预警目标相邻两次语音播报之间的时间间隔。13.如权利要求8所述的用于铁路行车安全防护的预警方法，其特征在于，步骤s4中，优先播报预警紧急程度高的预警目标的预警信息；若预警紧急程度相同，优先播报预警风险值高的预警目标的预警信息。

技术总结
本发明提供一种用于铁路行车安全防护的预警方法，包含步骤：S1、获取列车前方的预警目标并判断预警类型；S2、基于从列车到预警目标的路径上的多个关键时间点，沿着从列车至目标的方向，将所述路径依序划分为多个区域，各区域具有对应的预警等级；S3、基于目标的预警类型为目标设置对应的危险系数，基于目标所在区域的预警等级、目标的危险系数计算目标的预警优先级；S4、基于目标的预警优先级和列车与目标之间的相对速度，计算目标的预警风险值，选取大于零的预警风险值并进行排序，基于排序结果依序向车载预警终端发送对应预警目标的预警信息；列车基于接收的所述预警信息调整车速和/或进行鸣笛警告。和/或进行鸣笛警告。和/或进行鸣笛警告。


技术研发人员：贾庆文 瀚格尔 陈智新 程佳佳 罗轶娜 岳锦俞 傅逸波
受保护的技术使用者：卡斯柯信号有限公司
技术研发日：2022.12.19
技术公布日：2023/3/30