本發(fā)明涉及鐵路安全系統(tǒng)，尤其是鐵路道口列車接近預(yù)警，特別是一種基于分布式光纖道口列車接近實(shí)時(shí)預(yù)警系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

鐵路是我國國民經(jīng)濟(jì)的大動脈，鐵路運(yùn)輸在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著舉足輕重的作用。與此同時(shí)，道路交通發(fā)展迅猛，行駛通過道路與鐵路相交的平交道口的機(jī)動車輛不斷增多，雖然鐵路運(yùn)輸企業(yè)多年來大力推進(jìn)道口“平改立”，但普速鐵路的平交道口尚不能徹底消除，特別是城市樞紐地區(qū)，道路與鐵路的通行矛盾仍然突出，道口的存在對鐵路運(yùn)輸及人民生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成威脅。因此，要確保鐵路運(yùn)輸安全，必須依靠科技創(chuàng)新，運(yùn)用先進(jìn)的裝備，杜絕和大力減少道口事故發(fā)生，顯得尤其重要。

目前國內(nèi)鐵路平交道口的監(jiān)控設(shè)備僅限于距離道口一定距離點(diǎn)對點(diǎn)的監(jiān)控。如DX-3型道口自動通知信號設(shè)備，采用非連續(xù)式傳感設(shè)備采集列車接近、離去信息，列車接近采用一次通知方式，報(bào)警時(shí)機(jī)采用的是定點(diǎn)報(bào)警。而針對不同列車運(yùn)行速度，道口需要關(guān)閉欄桿(門)的時(shí)機(jī)是不一樣的。采用定點(diǎn)報(bào)警的方式，道口作業(yè)人員不清楚列車的具體的運(yùn)行狀態(tài)，不能有效地提升工作效率，甚至?xí)嬖诰薮蟮陌踩[患。且點(diǎn)對點(diǎn)式監(jiān)控設(shè)備需要現(xiàn)場供電，可靠性低。因此，從目前我國平交道口的管理現(xiàn)狀分析，急需一套對鐵路道口管理、作業(yè)人員實(shí)時(shí)顯示列車接近信息的監(jiān)控設(shè)備，以便為管理人員、作業(yè)人員高效安全作業(yè)提供依據(jù)。

分布式光纖傳感器具有抗電磁干擾能力強(qiáng)，非侵入性，高靈敏度，不需要現(xiàn)場供電，可實(shí)現(xiàn)分布式測量，耐腐蝕，防爆，光路有可撓曲性，便于與光纖系統(tǒng)連接等優(yōu)勢。近年來，被廣泛應(yīng)用于天然氣、石油管道安全監(jiān)測，橋梁裂紋監(jiān)測，氣體濃度探測、邊界安防等領(lǐng)域。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有道口監(jiān)控設(shè)備冗余，采用點(diǎn)對點(diǎn)式預(yù)警，需要現(xiàn)場供電，不能實(shí)時(shí)顯示列車信息，不能為道口作業(yè)人員提供合適的欄桿(門)關(guān)擋時(shí)機(jī)等問題，而提供一種基于分布式光纖道口列車接近實(shí)時(shí)預(yù)警系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：一種基于分布式光纖道口列車接近實(shí)時(shí)預(yù)警系統(tǒng)，包括分布式光纖探測系統(tǒng)、監(jiān)測平臺數(shù)據(jù)中心、管理終端、道口終端、既有鐵路通信光纜，多個(gè)受警道口安裝道口終端；所述的分布式光纖探測系統(tǒng)包括瑞利或布里淵散射的分布式光纖振動與應(yīng)變傳感器、檢測儀器、模式識別單元，分布式光纖振動與應(yīng)變傳感器沿著整個(gè)鐵軌長度鋪設(shè)，所有列車的位置及行進(jìn)過程中的應(yīng)變、振動信號由分布式光纖探測系統(tǒng)中分布式光纖振動與應(yīng)變傳感器中的瑞利或布里淵散射信號給出，并且經(jīng)過模式識別單元信號處理，得到光纖探測系統(tǒng)覆蓋的鐵軌上的所有列車長度、列車位置、實(shí)時(shí)行駛速度、列車上下行方向信息，即得到某個(gè)空間或時(shí)間區(qū)間的將通過某道口的列車相對位置信息、相對到達(dá)時(shí)間、實(shí)時(shí)行駛速度、接近道口列車長度、列車上下行方向信息；在通信機(jī)房連接沿鐵路鋪設(shè)的所述的既有鐵路通信光纜，對鐵路沿線分布的所述的受警道口的列車接近狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和防護(hù)；所述的分布式光纖探測系統(tǒng)通過通信鏈路連接所述的監(jiān)測平臺數(shù)據(jù)中心；所述的監(jiān)測平臺數(shù)據(jù)中心對各道口進(jìn)行時(shí)間和空間的邏輯區(qū)分，將預(yù)警信息按照線路允許速度及有關(guān)規(guī)定預(yù)警接近距離與區(qū)間，通過通信鏈路準(zhǔn)確地傳遞給所述的受警道口道口終端，道口作業(yè)人員按照所述的道口終端顯示和提示進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，同時(shí)相關(guān)預(yù)警信息傳遞給站段調(diào)度監(jiān)控中心和根據(jù)要求傳遞給上一級監(jiān)控中心的所述的監(jiān)控終端。

根據(jù)上述一種基于分布式光纖道口列車接近實(shí)時(shí)預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)警的方法，所述的分布式光纖探測系統(tǒng)包括列車定位的功能，在通信機(jī)房連接沿線鋪設(shè)的所述的既有鐵路通信光纜，對鐵路沿線分布的所述的受警道口的列車接近狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和防護(hù)；所述的分布式光纖探測定位儀通過對探測到的信號進(jìn)行模式識別等處理后，可以去除噪聲干擾，將對鄰近道口的列車相對位置信息、相對到達(dá)時(shí)間、實(shí)時(shí)行駛速度、接近道口列車長度、列車上下行方向等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并通過通信鏈路上報(bào)給所述的監(jiān)測平臺數(shù)據(jù)中心，同時(shí)通過邏輯管理，與聲音報(bào)警、燈光報(bào)警等信息進(jìn)行聯(lián)動；所述的監(jiān)測平臺數(shù)據(jù)中心將預(yù)警信息按照線路允許速度及有關(guān)規(guī)定預(yù)警接近距離與區(qū)間，進(jìn)行邏輯區(qū)分，并根據(jù)各個(gè)終端的權(quán)限，通過通信鏈路準(zhǔn)確地傳遞給所述的受警道口，道口作業(yè)人員按照所述的道口終端顯示和提示進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，同時(shí)相關(guān)信息傳遞給站段調(diào)度監(jiān)控中心和根據(jù)要求傳遞給上一級監(jiān)控中心的所述的監(jiān)控終端。所述的其它輔助監(jiān)控系統(tǒng)可以通過攝像頭實(shí)現(xiàn)局部重點(diǎn)區(qū)域視頻監(jiān)控。

分布式光纖探測系統(tǒng)利用既有的通信光纜中的一芯進(jìn)行探測。

所述的通信鏈路為鐵路專網(wǎng)，可以保障信息傳輸?shù)陌踩?、可靠性?/p>

所述的監(jiān)測平臺數(shù)據(jù)中心包含服務(wù)器、中心監(jiān)測顯示設(shè)備等；可以將分布式光纖探測系統(tǒng)即列車定位儀上傳的信息進(jìn)行邏輯管理，并根據(jù)各個(gè)終端的權(quán)限，向道口終端和監(jiān)控終端發(fā)送相應(yīng)的預(yù)警信息。

所述的監(jiān)控終端為放置于站段調(diào)度監(jiān)控中心或上一級監(jiān)控中心，該終端接入鐵路專網(wǎng)。管理人員通過登錄監(jiān)測平臺數(shù)據(jù)中心為其分配的賬號，就可以根據(jù)該終端的權(quán)限查看各個(gè)受警道口的列車接近預(yù)警信息。

所述的道口終端放置于鐵路沿線的道口房，該終端接入鐵路專網(wǎng)。道口作業(yè)人員通過登錄監(jiān)測平臺數(shù)據(jù)中心為其分配的賬號，就可以根據(jù)該終端的權(quán)限查看當(dāng)前道口的列車接近預(yù)警信息。

所述的其它輔助監(jiān)控系統(tǒng)可以通過攝像頭實(shí)現(xiàn)局部重點(diǎn)區(qū)域視頻監(jiān)控。

所述的既有鐵路通信光纜是鐵路沿線鋪設(shè)的既有通信光纜中的某一芯閑置光纖，無需額外鋪設(shè)，減小了施工成本。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明利用先進(jìn)的分布式光纖探測和定位技術(shù)，對鐵路沿線接近道口列車的運(yùn)行狀態(tài)(距離道口相對位置、到達(dá)時(shí)間、列車運(yùn)行的速度、列車的長度、上下行方向等)進(jìn)行全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)警，可以根據(jù)各個(gè)道口的需求以及列車運(yùn)行速度等信息，分別設(shè)置各個(gè)道口不同的列車接近報(bào)警距離，通過建立網(wǎng)絡(luò)化的列車接近安全預(yù)警系統(tǒng)，保障我國鐵路道口列車運(yùn)行監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

1、本發(fā)明基于分布式光纖道口列車接近實(shí)時(shí)預(yù)警系統(tǒng)及方法，采用分布式光纖傳感技術(shù)，通過模式識別，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測鄰近道口的列車相對位置信息、相對到達(dá)時(shí)間、實(shí)時(shí)行駛速度、接近道口列車長度、列車上下行方向等信息。

2、可以根據(jù)各個(gè)道口的需求以及列車運(yùn)行速度等信息，分別設(shè)置各個(gè)道口不同的列車接近報(bào)警距離。

2、采用既有鐵路通信光纜，不需要重新鋪設(shè)光纜，減少了施工成本。

3、不需要現(xiàn)場供電，可靠性高。

4、傳感距離長，一套系統(tǒng)可以同時(shí)監(jiān)測多個(gè)道口。

5、通信鏈路為鐵路專網(wǎng)，可以保障信息傳輸?shù)陌踩浴⒖煽啃浴?/p>

附圖說明

圖1為本發(fā)明基于分布式光纖道口列車接近實(shí)時(shí)預(yù)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

首先請參照圖1，圖1為本發(fā)明基于分布式光纖道口列車接近實(shí)時(shí)預(yù)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。由圖1可見，本發(fā)明基于分布式光纖道口列車接近實(shí)時(shí)預(yù)警系統(tǒng)及方法，其特征在于其構(gòu)成包括分布式光纖探測系統(tǒng)、監(jiān)測平臺數(shù)據(jù)中心、管理終端、道口終端、既有鐵路通信光纜、其它輔助監(jiān)控系統(tǒng)、多個(gè)受警道口；所述的分布式光纖探測定位儀，在通信機(jī)房連接沿線鋪設(shè)的所述的既有鐵路通信光纜，對鐵路沿線分布的所述的受警道口的列車接近狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和防護(hù)；所述的分布式光纖探測定位儀通過對探測到的信號進(jìn)行模式識別等處理后，可以去除噪聲干擾，將對鄰近道口的列車相對位置信息、相對到達(dá)時(shí)間、實(shí)時(shí)行駛速度、接近道口列車長度、列車上下行方向等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并通過通信鏈路上報(bào)給所述的監(jiān)測平臺數(shù)據(jù)中心，同時(shí)通過邏輯管理，與聲音報(bào)警、燈光報(bào)警等信息進(jìn)行聯(lián)動；所述的監(jiān)測平臺數(shù)據(jù)中心將預(yù)警信息按照線路允許速度及有關(guān)規(guī)定預(yù)警接近距離，進(jìn)行邏輯區(qū)分，并根據(jù)各個(gè)終端的權(quán)限，通過通信鏈路準(zhǔn)確地傳遞給所述的受警道口，道口作業(yè)人員按照所述的道口終端顯示和提示進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，同時(shí)相關(guān)信息傳遞給站段調(diào)度監(jiān)控中心和根據(jù)要求傳遞給上一級監(jiān)控中心的所述的監(jiān)控終端。所述的其它輔助監(jiān)控系統(tǒng)可以通過攝像頭實(shí)現(xiàn)局部重點(diǎn)區(qū)域視頻監(jiān)控。

所述的分布式光纖探測系統(tǒng)包括對列車的定位，是基于瑞利(或布里淵)散射的分布式光纖振動(應(yīng)變)傳感器，沿著整個(gè)鐵軌長度鋪設(shè)，瑞利(或布里淵)散射信號，能夠檢測到所有分布式光纖探測系統(tǒng)中即所有列車行進(jìn)過程中的應(yīng)變、振動信號，并且經(jīng)過模式識別等信號處理后，可以去除噪聲干擾，識別出列車信號。并且通過進(jìn)一步的算法處理，得到光纖探測系統(tǒng)覆蓋的鐵軌上的所有列車長度、列車位置、實(shí)時(shí)行駛速度、列車上下行方向等信息，可以得到(選擇某個(gè)空間或時(shí)間區(qū)間的)將對鄰近道口的列車相對位置信息、相對到達(dá)時(shí)間、實(shí)時(shí)行駛速度、接近道口列車長度、列車上下行方向等信息。分布式光纖探測系統(tǒng)對這些信息進(jìn)行綜合分析處理后，形成完整性的判斷，形成預(yù)警信息，并將這些預(yù)警信息通過通信鏈路上傳到所述的監(jiān)控平臺數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心將監(jiān)控信息傳送到不同權(quán)限所述的用戶終端；所述的分布式光纖探測系統(tǒng)，安置在鐵路沿線的通信機(jī)房中，接入到鐵路既有的通信光纜，并與鐵路內(nèi)部的通信鏈路連接，分布式光纖探測系統(tǒng)利用既有的通信光纜中的一芯進(jìn)行探測。所述的監(jiān)測平臺數(shù)據(jù)中心將預(yù)警信息按照線路允許速度及有關(guān)規(guī)定預(yù)警接近距離與區(qū)間，進(jìn)行邏輯區(qū)分，并根據(jù)各個(gè)終端的權(quán)限，通過通信鏈路準(zhǔn)確地傳遞給所述的受警道口，道口作業(yè)人員按照所述的道口終端顯示和提示進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，同時(shí)相關(guān)信息傳遞給站段調(diào)度監(jiān)控中心和根據(jù)要求傳遞給上一級監(jiān)控中心的所述的監(jiān)控終端。所述的其它輔助監(jiān)控系統(tǒng)可以通過攝像頭實(shí)現(xiàn)局部重點(diǎn)區(qū)域視頻監(jiān)控。

以上技術(shù)方案可以實(shí)現(xiàn)一種基于分布式光纖道口列車接近實(shí)時(shí)預(yù)警系統(tǒng)及方法。雖然參照上述具體實(shí)施例詳細(xì)地描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解本發(fā)明并不限于所公開的實(shí)施方式和實(shí)施例，對于本專業(yè)領(lǐng)域技術(shù)人員來說，可對其形式和細(xì)節(jié)進(jìn)行各種改變。所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。