列车接近防护预警系统在红柠铁路专用线运输安全生产管理中的应用--中国期刊网

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列车接近防护预警系统在红柠铁路专用线运输安全生产管理中的应用

发表时间：2020/9/29 来源：《基层建设》2020年第17期作者：张光田

[导读]

        陕西红柠铁路有限责任公司
        前言：安全是铁道运输领域永恒的主题，而人身安全则是铁路安全监控的核心。目前大部分铁路单位现场作业防护仍然停留在人工瞭望、驻站联络员电台通知的初级阶段，防护手段落后、技术装备缺失，人身伤害事故时有发生。每年因防护联络不到位引发的人身伤害事故时有发生，造成了一定的经济损失和不良影响。为此目前铁路行业对人身安全非常重视，为进一步加强安全卡控，保障人身安全，对作业安全管理、技术装备等提出了具体要求，大力提倡科技保安措施。
        根据铁路运输安全管理工作实际，红柠铁路与科研单位合作采用数字化、网络化通信技术研制了“列车接近防护预警系统”。
        一、模拟对讲机与列车接近防护预警系统安全性能对比
        （一）模拟对讲机系统：一是既有模拟语音提示系统存在通话联络距离短，基本在5Km范围内,超出规定距离驻站防护与现场防护的互联互控上存在一定的局限性。二是因各线路工区管线范围在8km－15.6km，正常的施工安全得不到有效控制，存在行车及人身安全隐患。
        三是线路处于山区，盲区地段较多，既有模拟语音提示系统联络不畅。
        （二）列车接近防护预警系统：运用计算机、通信网络、GPS、智能终端等技术，构建有线与无线网络互联互通、固定与移动终端数据共享、自防与互防、三级联控为特点的综合人身防护体系，实现对现场作业人员的动态监护和有效监督，保障人身安全，完全能够解决既有模拟对讲机存在的局限。
        二、列车接近防护预警系统基本原理
        （一）系统站机采集微机监测实时数据（本站及邻站），通过分析单元进行列车位置、运行方式、运行方向的动态分析，形成列车接近预警信息，经数字加密后通过站机以无线方式进行信息广播。
        （二）手持终端根据人员GPS定位信息动态计算防护区域，并接收预警信息进行解密，当列车到达防护区域后，手持终端进行信息播报，提醒现场作业人员提前下道避让。
        （三）本系统有两种防护模式：动态防护、全站防护
        “全站防护”指的是站管内只要有列车接近信息，无论作业人员处于何处，不论该列车接近信息与作业人员有无关系，均进行播报，由现场防护员判别是否需要下道。全站防护模式可能会引起现场防护员听觉疲劳。
        “动态防护”也称定点防护，是指根据人员位置动态信息以及预设的防护范围，自动进行防护区域的动态计算，并根据列车位置、行车方式及行车方向等进行自动判别，只有当列车进入该作业人员防护区域时才进行接近预警信息的播报，从而过滤无关信息，实现定点防护。
        动态防护分析模型的搭建，需要人员位置信息、列车位置信息、行车方向、防护距离等要素支撑。由于实际列车位置是信号点（公里标），而人员位置信息是GPS坐标，因此需要进行坐标换算。

        区间防护示意图

        站内调车防护示意图
        （四）手持终端向站机回传人员GPS定位信息；室内监控终端自动进行坐标换算，并在终端屏幕上进行实时站场平面与管内人员位置的同步显示，从而实现全站集中防护以及室内室外的联动防护。
        （五）系统以车站为单位部署，并可联网运行，通过网络可以获取邻站相关信息，实现站间防护，并可进行三级联控。

        （六）信息发布时机及发布内容

        （七）安全监控具备二级联防和三级联控两种机制
        （1）二级联防指现场防护员（移动终端）、驻站防护员（室内监控终端）室内外双方联防。
        （2）三级联控指段调度中心（综合监控终端）、车间（综合监控终端）、工区/车站（综合监控终端）对管内作业人员的三级联控。

        运转室集中监控：用不同颜色区分不同专业人员

        作业人员行走轨迹回放

        作业计划联控

        三、列车接近防护预警系统系统功能
        （一）列车接近预警：自动进行列车进路、车列位置、运行方向、运行方式的分析，形成列车接近预警信息，向手持终端及集中监控终端发布、播报。
        （二）调车作业防护：自动进行调车进路、车列位置、运行方向的分析，形成调车作业预警信息，向手持终端及集中监控终端发布、播报。
        （三）定点防护：根据作业人员所处位置（GPS定位），自动进行防护区域的动态计算，当列车或调车进入当前人员防护区域时，手持终端进行预警信息语音播报。防护区域外的列车或调车信息不再播报，以减少无关信息对作业人员的干扰。手持终端将GPS回传至站机，由站机向各级集中监控终端转发，以显示作业人员位置。
        （四）站间防护：站间防护是指将左右邻站与本站相连的几个区间区段及区间信号机信息纳入本站管理（无区间的，从邻站出站信号机开始纳入本站），当列车由邻站区段接近本站区段时，进行报警。站间防护可以很好地解决作业人员处于站分界区域的人身防护问题，从而实现管内全线无缝防控。
        （五）上下道监督：将作业人员上下道确认信息与作业计划进行核对，对未按计划上下道的行为进行监督和警示。
        （六）分组对讲及录音：手持终端兼具作业人员分组对讲通话功能，实现终端复用，以减少作业人员携带设备数量。防护预警信息优先播报，即：作业通话过程中，若有预警信息，则进行强插播报。系统后台可对作业对讲进行自动录音。
        （七）集中防护监控：在车站运转室、车间、段调度中心分别设置集中监控终端。显示站场图及作业人员位置，进行集中监护、二级联防和三级联控。监控终端还可进行人员行走轨迹查询及历史场景回放，检查作业人员上下道情况。
        （八）系统自检及远程维护：系统具备状态自检功能，对数据源、通信链路、自身设备故障、手持终端GPS状态、手持终端电量等进行在线监测，并进行故障报警，以达到故障导向安全。具备远程维护功能，以便缩短故障停用时间，节省维护成本。
        四、列车接近防护预警系统安全机制
        （一）安全隔离机制
        （1）与既有系统全部采用串口通信，光电隔离
        （2）硬件防火墙、VPN虚拟专网
        （3）阿里云虚拟服务器
        （4）软件防火墙、病毒防杀，在线升级
        （二）运用安全机制
        （1）智能手机及公网对讲手台必须经过硬件IMEI注册方可使用，身份唯一，且传输链路加密、校验，非法用户无法获取任何信息。
        （2）通信服务器采用阿里云服务器，免维护、可扩容、可靠性高，且只负责数据实时转发，不存放数据。
        （3）专运等特殊时段，可由驻站联络员远程控制系统停用和恢复。
        （4）系统可远程监控、维护，压缩故障延时，保证可靠运用。
        （三）系统自检及故障报警
        通过系统自检及报警机制，实现故障导向安全。
        （1）站机收不到实时数据时，自动向手持终端发送“信息中断，请注意瞭望”，提醒作业人员通过瞭望进行人工防护。(监控终端站场显示为原始空画面，以提醒驻站联络员加强监控)
        （2）手持机—通信服务器—站机之间采用心跳检测方式进行通信链路检查，若心跳中断（无线通信不良或站机故障），则手持机语音播报“通信中断，请注意瞭望”。（监控终端相应人员图标显示为灰色，以提醒驻站联络员加强监控）
        （3）手持终端接收不到GPS信息时，自动切换到全站防护模式，即：播报全站列车接近信息，且间歇性播报“GPS信号异常”。
        （4）长时间（时间间隔为2分钟，可设）没有新的列车接近报警时，手持机播报站名，以提示系统正常。
        （5）手持终端具备电量监测功能，电量低时，通过闪灯及语音进行提醒。
        列车接近预警系统实物照片

        手持终端                      集中监控终端