[发明专利]列车预警系统和列车预警方法

说明书

技术领域

本发明属于铁路运营安全领域，特别地，涉及铁路远程瞭望与列车接近预警系统，更具体地，涉及列车预警系统和列车预警方法。

背景技术

目前的列车运行控制系统都是基于轨道电路、地面应答器、轨旁电缆等地面设施提供的信号进行列车控制。一旦这些设备因外界或自身因素发生故障，极易造成追尾等恶性事故。即使是在平原地带，司机双眼的视野范围也很有限，即便发现了影响行车安全的因素，采取措施也为时已晚。

目前，在国内外的轨道交通中，摄像机或激光雷达被用于在道口、车站等关键位置实施安全监控。例如：中国铁道科学研究院电子计算技术研究所于革等人开发了一套基于AV-FMS(主动视觉和固视微扫)的铁路平交道口安全监控系统，可以计算列车的速度，并估计其到达道口的时间，当发现道口情况异常时，系统立即启动紧急预案，把异常信息传送给列车司机。西南交通大学的兰培强等人提出一套利用道口架设的摄像机对穿越铁路道口的行人及时准确检测的系统。在国外，日本、新加坡等国也基于立体相机或激光技术开发了道口或车站的障碍物监控系统。

上述设备均是基于单台摄像机实现对道口、车站这些固定位置的点对点的监控，无法实现对整条线路危险情况的监控和预警。在国外，昆士兰理工大学的Frederic Maire针对澳大利亚铁路维修列车编队运行的情况，利用Matlab设计并仿真了一个基于图像的防撞系统模型，利用车载摄像机获取列车前方线路的景象，用于估计本列车与前方列车的距离，防止两辆维护车辆的碰撞事故。但是，车载摄像机的拍摄距离有限，其有效防护距离在140米以内。这样的距离对正常运行的列车，尤其对于高速列车是不够的，以CRH3为例，其常用制动距离为6500米以上，紧急制动距离也在3500米，因此必须为司机提供前方几公里的图像才能起到远程瞭望的目的。

因此，在现有技术中存在对于改进的列车预警系统和列车预警方法的需要，其使得列车驾驶员能够看到列车前方几公里外实时图像，并能根据图像及实时获取的前方异物或其他列车的位置信息实现自动报警，从而提高列车运营的安全水平。

发明内容

为了至少部分地解决上述的现有技术中存在的问题，获得有益的技术效果，开发了本发明。

根据本发明的一个方面，提供一种列车预警系统，包括多个异物检测传感器、异物检测处理单元、瞭望服务器、至少一个智能终端，其中：所述多个异物检测传感器设置成安装在铁路沿线或预定区段并且采集各自监控范围内的环境信息；所述异物检测处理单元设置成，接收来自所述多个异物检测传感器采集的环境信息，根据所接收的所述环境信息判断是否检测到异物，其中，当没有检测到异物时，能够定时地将所采集的环境信息直接发送给所述瞭望服务器；当检测到异物时，产生检测结果并在该检测结果中的相应位置标示异物而形成异物报警结果并将该异物报警结果发送至所述瞭望服务器；所述瞭望服务器设置成，能够接收来自所有智能终端的位置和运动信息、人工报警信息和主动请求信息，并且根据每个智能终端的位置和运动信息设定与所述每个智能终端相关的报警范围和瞭望范围，从而确定与所述报警范围和瞭望范围对应的异物检测传感器并将所述瞭望范围内的所述异物检测传感器检测到的正常环境信息或所述报警范围内的异物报警结果以及其它智能终端的位置发送至所述智能终端；至少一个智能终端设置成，自主定位产生自身的位置和运动信息并将所述自身位置发送给所述瞭望服务器，其中：当根据所述智能终端的位置和运动信息确定的报警范围内的所述异物检测传感器没有检测到异物时，所述智能终端接收并显示来自所述瞭望服务器发送的所述瞭望范围内的检测传感器检测的环境信息；当所述报警范围内的所述异物检测传感器检测到异物时，所述智能终端接收并显示所述瞭望服务器发送的所述报警范围内的异物报警结果。

进一步地，所述至少一个智能终端安装在列车上或由线路维修人员手持，并且能够产生所述人工报警信息并将所述人工报警信息发送至所述瞭望服务器，所述瞭望服务器向此人工报警信息所关联的所有智能终端广播所述人工报警。

进一步地，所述至少一个智能终端均被配置成，能够接收来自其操作者的报警确认信息和所述主动请求信息，并将接收到的所述报警确认信息和所述主动请求信息发送给所述瞭望服务器。

进一步地，所述至少一个智能终端中的一个或多个是车载的智能终端，其能够根据接收到的所述异物报警结果的等级而实现不同的控制，所述不同的控制包括：声光报警、自动控制列车制动系统实现的自动停车。