一种铁路货装作业线路防护集控系统的制作方法

1.本实用新型涉及铁路货场装卸作业线路安全防护技术领域，尤其是一种铁路货装作业线路防护集控系统。


背景技术：

2.近年来，我国铁路运营里程不断增加，对铁路货运需求旺盛。在铁路货物装卸车作业中，为了装卸作业人员的安全和车辆的行车安全需要在装卸车作业的股道的来车方向钢轨上安装带脱轨器的防护信号牌。目前，货运部门装卸车作业使用的是需要人工设、撤的防护信号牌，作业开始前的安设和作业结束后的撤除均需2人到防护信号设置地点进行操作，且每个装卸作业小组上道前及下道后均需到防护信号牌上挂、摘小组作业标识牌，占用人工多，人员来回耗费时间长，劳动强度较大，也不具备集中监控功能，易造成人身伤亡或铁路行车事故。
3.部分铁路货运单位使用的电动防护信号，作业人员在作业前、后仍需要到防护信号设/撤地点进行手动送、断电，而且每个作业小组在上道作业前、后还需要在防护信号牌上挂、摘小组标识牌，作业人员劳动强度依旧较大、设/撤防护信号耗费时间较多。
4.为保障货装作业人身、行车安全，构建人防、物防、技防“三位一体”货装作业安全保障体系，提高货装作业效率，迫切需要开发铁路货装作业防护信号远程控制系统，实现远程操作、状态识别和安全卡控。因此，亟需研究一种适用于铁路货装作业线路防护的集控系统。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种铁路货装作业线路防护集控系统，通过对作业区间防护信号设/撤的自动控制及智能识别达到作业线路安全防护，提高了作业现场防护安全性，有效降低防护人员劳动强度，提高防护管理水平。
6.本实用新型目的实现由以下技术方案完成：
7.一种铁路货装作业线路防护集控系统，用于货装作业现场安全防护，其特征在于：包括防护控制子系统、视频监控子系统和集中控制子系统，所述防护控制子系统实现防护信号的自动控制操作，所述视频监控子系统智能识别所述脱轨器的状态和现场人员情况，所述远程控制子系统根据操作人员作业流程完成指令的下发，所述防护控制子系统和所述视频监控子系统通过光纤与所述集中控制子系统进行连接通信。
8.所述防护控制子系统主体包括防护信号、电动转辙机、下位机控制箱和复示信号灯，所述防护信号由转辙机拉动实现设置或撤除动作，所述电动转辙机接收下位机控制箱信号执行动作，所述复示信号灯根据所述防护信号上下轨状态执行灯亮或灯灭。
9.所述视频监控子系统主体包括高清摄像头、录像机和视频服务器。所述高清摄像头实时采集防护信号现场情况，所述录像机记录所述高清摄像头记录的视频信息，所述视频服务器智能识别所述防护信号设/撤状态以及其范围内是否有人员，并把结果发送至所
述集中控制子系统。
10.所述集中控制子系统主体包括主服务器、电子记录器、外勤终端和货调终端。所述服务器是整个集控系统的数据处理中心，运行作业处理及管理软件，所述外勤终端由外勤货运员根据操作流程进行操作，所述货调终端由货运调度员根据流程进行操作，所述电子记录器实现对作业人员的电子登销记。
11.设置防护信号时，所述货调终端接收到所述外勤终端的作业申请，由所述货调终端确认开放股道许可，再由所述外勤终端发送上轨申请，由所述货调终端确认上轨申请，最后有由所述外勤终端向所述脱轨器子系统发送上轨指令完成上轨。
12.撤销防护信号时，所述货调终端接收到所述外勤终端的结束作业申请，由所述货调终端确认关闭股道许可，再由所述外勤终端发送下轨申请，由所述货调终端确认下轨申请，最后有由所述外勤终端向所述脱轨器子系统发送下轨指令完成下轨。
13.所述防护信号包括脱轨器和电子红牌，所述脱轨器安装在固定装置上与所述电子红牌同步和电动转辙机的动作杆连接，通过所述动作杆的推拉带动所述脱轨器的上轨和下轨，所述电子红牌可表示所述脱轨器是否推拉到位。上轨时动作杆带动所述脱轨器和所述电子红牌动作，所述脱轨器紧贴在轨面上，所述电子红牌转到来车方向左侧的钢轨上方且信号灯亮，下轨时所述脱轨器离开钢轨且低于轨面，所述电子红牌转动并平行于轨道且信号灯灭。
14.所述下位机控制箱内设信号采集器、下位机和动作执行机构，所述信号采集器采集现场所有电气特征、状态、自检、故障数据并上传至所述集中控制子系统，所述下位机由单片机控制所述动作执行机构的通断电，所述动作执行机构由继电器完成，所有动作数据记录并传输至所述集中控制子系统。
15.所述视频监控子系统能够智能识别防护信号状态，以及能够识别图像范围内是否有人员，从而确保人员安全。
16.所述电动转辙机通过推拉连接杆完成所述脱轨器的设/撤，所述红牌信号灯同步显示。
17.所述电动转辙机也有手摇接口，当现场停电时可以通过手柄插入所述手摇接口，转动所述转辙机电机，完成所述脱轨器的设/撤。
18.本实用新型的优点是：运用机器视觉和数据挖掘等新技术，实现货物装卸作业现场的安全防护，技防、物防和人防有机结合相互验证，从而最大限度地保证现场防控措施准确到位，也能大幅降低现场货运员的劳动强度，减少防护人员数量，从而节约成本支出。
附图说明
19.图1为本实用新型的结构框图；
20.图2为本实用新型的数据流结构示意图；
21.图3为本实用新型的下位机电信号示意图；
22.图4为本实用新型的作业流程示意图。
实施方式
23.以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明，
以便于同行业技术人员的理解：
24.实施例：如图1至图4所示，本实施例中的铁路货装作业线路防护集控系统通过远程控制完成防护信号的设/撤，实现货装作业现场安全防护，其包括防护控制子系统、视频监控子系统和集中控制子系统。
25.防护控制子系统为现场设备，包括下位机控制箱、防护信号、电动转辙机和复示信号灯。下位机控制箱为现场设备的控制核心，通过光缆与集中控制子系统进行通信连接，下位机控制箱接收集中控制子系统的操作指令对电动转辙机进行控制，同时采集转辙机状态信号返回至集中控制子系统。脱轨器和电子红外（红牌信号灯）组成防护信号装置，其通过连杆与电动转辙机相连接，由电动转辙机带动同步动作。电动转辙机正转时为设置防护信号，此时脱轨器上轨，红牌信号灯和复示信号灯亮起；反转时为撤销防护信号，此时脱轨器下轨，红牌信号灯和复示信号灯熄灭。红牌信号灯通过线缆与下位机控制箱连接，复示信号灯放置在作业站台上，通过无线或者线缆连接。当现场停电时可以通过手柄插入手摇接口，转动转辙机电机完成所述脱轨器的设/撤。
26.视频监控子系统包括视频服务器、视频存储设备和高清摄像机，具有智能识别防护信号装置状态的功能，同时室内操作人员可以通过视频信号复核现场情况。高清摄像机实时拍摄现场视频图像，并通过光缆把视频图像传输至视频服务器和视频存储设备。视频存储设备保存视频图像，以供视频服务器调取查看。视频服务器通过智能识别算法，判断防护信号处于设置状态还是撤除状态，同时识别防护信号装置周边是否有人员，并把识别判断的结果通过光缆传输至集中控制子系统进行处理。
27.集中控制子系统包括主服务器、电子记录器、货调终端和外勤终端，集中控制子系统是整个系统数据处理中心。主服务器运行有作业处理及管理软件，负责记录和管理操作过程的所有数据，实现作业记录过程的电子化，同时整理成报表，便于查询和统计作业信息。主服务器通过光缆与防护控制子系统和视频监控子系统进行指令和数据通信。货调终端和外勤终端分别由货运调度员和外勤货运员按照作业流程进行交互操作，从而实现对防护信号设/撤过程的互控。
28.本实用新型的作业流程如下：
29.1）装卸作业开始前首先由外勤货运员向货运调度员申请防护信号；
30.2）货运调度员向车站行车值班员申请设置防护信号，车站行车值班员向货运调度员发放口令，允许安设防护信号；
31.3）货运调度员在货调终端输入行车值班员发放的口令后，外勤值班员在外勤终端操作申请上轨；
32.4）货运调度员在货调终端同意上轨后，货运调度员首先通过视频对现场确认，然后通过货调终端对带动防护信号的执行机构进行远程送电；
33.5）外勤货运员在外勤终端中看到成功送电，通过视频确认现场情况后远程操作防护信号上轨，此时防护信号设置完成，操作完毕通过视频确认，至此完成防护信号设置操作；
34.6）装卸作业小组上道作业前将电子作业卡交给外勤货运员插入电子记录器，进行插卡和电子登记，作业小组上道信息即被录入计算机系统并在界面显示；
35.7）作业小组开始装卸作业；
36.8）作业小组作业完毕，作业小组从外勤货运员处取回电子作业卡进行电子销记后，作业小组下道信息即被录入计算机系统；
37.9）全部装卸作业完毕，所有装卸小组下道且界面无作业信息，外勤货运员通过外勤终端向货调终端申请撤除防护信号；
38.10）货运调度员通过视频确认后对控制防护信号的执行机构进行远程送电；
39.11）外勤货运员终端中看到成功送电并通过视频确认现场情况后远程操作防护信号撤除，操作完毕并通过视频确认，至此完成防护信号撤除操作；
40.防护信号设/撤时间及装卸作业车车号信息自动关联并生成统计表，也可对作业报表查询。
41.另外的，上述步骤3和步骤9流程中，若视频监控子系统图像范围内检测到有人员在场，则不能对系统进行操作，从而避免现场人员因防护信号装置动作受到机械伤害。等到现场人员撤离防护信号装置范围后，重新进行上述步骤3）和步骤9）的流程。
42.此外，若上述流程操作过程中出现断电的情况，导致作业流程中断无法控制防护信号装置时，外勤货运员可以通过手柄插入电动转辙机手摇接口，转动转辙机电机，完成所述防护信号的设/撤。
43.本实施例能够远程操作设/撤线路防护信，实时监控防护信状态，对货场各作业线路防护信号进行集中管控，并能自动实现防护信号状态信息与作业车辆信息关联与记录、统计，结构精巧、使用、维护方便，既能减轻作业人员的劳动强度、提高作业效率，又能降低装卸车作业安全风险，保证铁路货运装卸作业的安全。
44.虽然以上实施例已经参照附图对本实用新型目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本实用新型作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。

技术特征：
1.一种铁路货装作业线路防护集控系统，其特征在于：包括防护控制子系统、视频监控子系统和集中控制子系统，其中所述防护控制子系统实现防护信号的自动控制操作，所述视频监控子系统用于智能识别所述防护信号的脱轨器的状态和现场人员情况，所述集中控制子系统用于根据操作人员作业流程完成指令的下发，所述防护控制子系统和所述视频监控子系统通过光纤与所述集中控制子系统连接通信。2.根据权利要求1所述的一种铁路货装作业线路防护集控系统，其特征在于：所述防护控制子系统主体包括防护信号、电动转辙机、下位机控制箱和复示信号灯，所述防护信号由转辙机拉动实现设置或撤除动作，所述电动转辙机接收所述下位机控制箱信号执行动作，所述复示信号灯根据所述防护信号上下轨状态执行灯亮或灯灭。3.根据权利要求2所述的一种铁路货装作业线路防护集控系统，其特征在于：所述下位机控制箱内设信号采集器、下位机和动作执行机构，所述信号采集器采集现场所有电气特征、状态、自检、故障数据并上传至所述集中控制子系统，所述下位机由单片机控制所述动作执行机构的通断电，所述动作执行机构由继电器完成，所有动作数据记录并传输至所述集中控制子系统。4.根据权利要求2所述的一种铁路货装作业线路防护集控系统，其特征在于：所述电动转辙机设有手摇接口。5.根据权利要求1所述的一种铁路货装作业线路防护集控系统，其特征在于：所述视频监控子系统主体包括高清摄像机、视频存储设备和视频服务器，其中所述高清摄像机实时拍摄所述防护信号的现场情况，所述视频存储设备连接并存储所述高清摄像机记录的视频信息，所述视频服务器智能识别所述防护信号的设/撤状态以及所述高清摄像机的拍摄范围内的现场人员情况，并通过所述光纤将结果发送至所述集中控制子系统。6.根据权利要求1所述的一种铁路货装作业线路防护集控系统，其特征在于：所述集中控制子系统包括主服务器、电子记录器、外勤终端和货调终端，其中所述主服务器与所述外勤终端和所述货调终端连接并构成数据交互，所述电子记录器与所述外勤终端连接并构成数据交互。7.根据权利要求1所述的一种铁路货装作业线路防护集控系统，其特征在于：所述防护信号包括脱轨器和电子红牌，所述脱轨器安装在固定装置上与所述电子红牌同步和所述防护控制子系统的电动转辙机的动作杆连接，通过所述动作杆的推拉带动所述脱轨器的上轨和下轨，所述电子红牌用于表示所述脱轨器是否推拉到位。

技术总结
本实用新型涉及一种铁路货装作业线路防护集控系统，包括防护控制子系统、视频监控子系统和集中控制子系统，其中所述防护控制子系统实现防护信号的自动控制操作，所述视频监控子系统用于智能识别所述防护信号的脱轨器的状态和现场人员情况，所述集中控制子系统用于根据操作人员作业流程完成指令的下发，所述防护控制子系统和所述视频监控子系统通过光纤与所述集中控制子系统连接通信。本实用新型的优点是：运用机器视觉和数据挖掘等新技术，实现货物装卸作业现场的安全防护，技防、物防和人防有机结合相互验证，从而最大限度地保证现场防控措施准确到位，也能大幅降低现场货运员的劳动强度，减少防护人员数量，从而节约成本支出。支出。支出。


技术研发人员：窦国栋 徐进立 胡雄伟 方海涛 陈艳平 寿柯 张萼辉 吴军 徐伟人 陆宏超 李学 张永强 张洋 王攀
受保护的技术使用者：中国铁路上海局集团有限公司科学技术研究所
技术研发日：2023.01.13
技术公布日：2023/5/16