便携式铁路区间施工安全防护预警系统的制作方法

本实用新型涉及安全防护预警系统领域，尤其涉及铁路区间不封闭线路作业的辅助预警防护系统领域，具体涉及便携式铁路区间施工安全防护预警系统。

背景技术：

铁路既有线区间施工是铁路工程中常见的施工方式，此方式在不封闭列车运行的条件下在运营线路上进行施工作业。目前铁路区间施工作业的方式还是采用在施工作业区段两端设安全防护员，采用对讲机进行通讯的方式进行防护。此种防护方式的安全性较大程度上取决于安全防护人员的业务素质及责任心，经常由于不可控的人员因素造成防护失效，酿成严重的安全事故。与此同时，由于在线路上施工的所有人员的生命安全仅依靠安全防护员的语音通报，对于远方来车无法做到“心中有数”，难免在施工过程中出现紧张、不安的心态，影响施工作业质量。

由此可见，随着铁路线路的日渐繁忙，安全运行要求的日益提高，传统的安全防护方式在安全性，可靠性，经济型，高效性上都急需提高。因此，提供一种安全可靠、高效经济的安全防护装置帮助既有线施工作业人员提高作业场所安全性的智能化预警及监控装置，显得尤为必要。

现有的预警系统原理亦是采用对铁路上下游不同来向的列车进行监控，通过监控的情况及时的对施工区域进行提醒，以达到预警的目的，但现有技术基本只能起到提示作用，对于人员的实际撤离情况并不能及时掌握。

接近的现有技术：中国实用新型专利文献，申请号cn201820338116.x，名称：铁路施工安全防护报警系统，该技术的目的也是以提高施工人员的人身安全。技术方案具体包括：上行感应发射总成、下行感应发射总成、感应器和报警器；所述上行感应发射总成、下行感应发射总成均包括用于采集铁路轨道振动信号的测振仪，感应器对振动信号进行检测，并指示报警器发出报警信号。本实用新型，通过上行感应发射总成的测振仪测量测点一处铁路轨道面的振动情况，通过下行感应发射总成的测振仪测量测点二处铁路轨道面的振动情况，并将测点一和测点二处铁路轨道面的振动情况传输给感应器，通过感应器控制发出报警信号，从而能及时准确的通知工作人员，使工作人员根据报警信息及时撤离施工防护区。

该技术需要铁轨侧壁安装检测设备，以通过振动转换为电信号作为触发报警的信号，但只能起到简单的提示作用，对于现场管理人员而言，并不能及时获知现场实际撤离情况，且该技术没有设置双重提醒，对于作业现象的特殊情况并没有设定二次提醒功能。

技术实现要素：

为了解决现有铁路区间施工的安全防护问题，本申请提供便携式铁路区间施工安全防护预警系统，用于对施工人员进行安全提示，在列车驶入施工区域之前提前撤离到安全区域，同时，本实用新型通过距离施工区域不同距离由远及近分别在上下游铁路均设置有第一监测装置和第二监测装置，达到正常提醒撤离和应急报警撤离的双重提醒作用，能够给施工人员在特殊紧急情况下给予及时提醒和撤离的时间。同时，本实用新型还通过设置的信息采集装置能够实时采集施工人员信息，以使得现场管理防护人员能够及时的知道现场的撤离情况。通过管理终端即可直观的，实时的获知现场情况，而免去了人为的呼喊和清点。现有施工现场通常需要设置三名安全防护员，分别在施工作业点及施工作业点两旁的预警观测点分别设置一名安全防护员，且相互之间的通信进采用无线电通讯，当人员麻皮大意、困倦或通讯设备故障无法通讯是极易造成重大安全事故。采用本装置后仅需要在施工作业地点设置一名安全防护员负责预警监测装置及施工人员管理系统的正常运行即可，极大提高了安全防护的可靠性及效率，减少了人力的投入。

为了达到上述目的，本申请所采用的技术方案为：

本申请提供的便携式铁路区间施工安全防护预警系统，包括安装在施工区域沿铁路远端延伸并位于铁路旁侧分别用于监测来自任一方向驶来列车的第一监测装置，分别安装在铁路旁侧并位于所述第一监测装置与施工区域之间的第二监测装置，所述第一监测装置和第二监测装置无线通信连接有用于收发信息的管理终端，所述管理终端还无线通信连接有通过便携支架安装在铁路旁侧的至少一个声光报警器和至少一个用于采集施工人员信息的信息采集装置。

工作原理简述：铁路区间施工一般都是在连续的或者离散且相对集中的区域进行区间施工，由于短暂施工并不会影响列车的通行，因此列车的调度依旧会正常安排，但是不定期驶入施工区域的列车会给施工人员造成安全隐患。采用上述方式以实现对现场施工区域作业人员进行列车驶入提醒，做到提前预警，提前撤离，起到安全防护的作用。由于以被监测施工区域为中心，向铁路两端延伸依次分别安装有第二监测装置和第一监测装置，无论列车从哪一个方向驶来，位于距离施工区域较远端的第一监测装置会首次捕捉到列车驶来的目标，此时，第一监测装置将会将捕捉到的列车驶入信息实时发送到管理终端，管理终端会立即向建立通信连接的每一个声光报警器发送声音报警信号。此时的报警信号起到的是预警作用，由于第一监测装置距离施工区域较远，列车驶入施工区域尚需要一段时间，这段时间用于施工人员的撤离。一般而言铁路既有线区间施工是铁路工程中常见的施工方式，由于列车正常运行，因此施工过程中任何时候的无干扰撤离都会非常快速，当收到预警撤离信息时，会有足够的撤离时间。为了进一步的保证撤离的可靠性，避免因特殊突发情况导致撤离不及时或者对于人员撤离情况，现场的安全防护员无法确认人员实际撤离情况，是否均完全撤离到安全区的问题。本申请在临近施工区域还设置有第二监测装置，当列车驶入到第二监测装置的位置时，管理终端继续向声光报警器发送声音报警信号和光电报警信号，实际的声光报警器的发声分贝和闪光强度由市售的成本决定，可以根据实际情况选择，报警的急促程度由管理终端发送的声音报警信号和光电报警信号决定，这可根据实际需求调整不同的信号模式和强度，这属于现有技术，本申请的改进点亦不在此，不做详述。

优选地，所述第一监测装置和第二监测装置采用相同结构设置，均通过紧固组件可拆卸固定安装在铁路旁侧的接触网支柱上，第一监测装置与第二监测装置间隔距离不小于两公里。

所述紧固组件包括与第一监测装置或第二监测装置可拆卸连接的底板，所述底板的两侧均对称铰接有l型导杆，所述l型导杆的自由端通过螺纹连接有用于将l型导杆固定在接触网支柱上的锁紧螺杆。通过才上述紧固组件实现对第一监测装置和第二监测装置的安装的优势在于，所述紧固组件是根据现有成品接触网支柱进行设计，能够实现利用接触网支柱进行快速的安装和拆卸，不需要配备其他工具和支撑设备，利于施工前的安装准备和施工撤离后的拆卸工作的进行。由于紧固组件是通过l型导杆与接触网支柱进行卡接，并通过锁紧螺杆的旋拧抵靠，使得紧固组件能够牢牢的固定在接触网支柱上，在安装时可以实现徒手安装，无需借助任何专用工具即可实现紧固组件的紧固。通过底板和第一监测装置和/或第二监测装置的插接完成最终安装，方便，快捷，稳固可靠。上述紧固组件是本系统中申请人根据实际进行原创开发产品，具有结构简单，实用性强的优点。作为技术延伸，通过对底板的适应性改形，还可以实现对其他装置或者设备的固定，兼容性非常好。将第一监控装置设置在使用区域两公里外的目的是确保施工区域人员有足够的撤离时间。当然，值得说明的是，采用本申请预警系统实现辅助防护的作用可以根据实际施工现场条件，结合实际场地的有效通信距离和列车通行速度综合确定。

为了更加便于预警系统的布置，所述便携支架包括用于安装信息采集装置或者声光报警器的安装座，所述安装座下底部固定连接有支撑杆，所述支撑杆下端头可拆卸连接有用于插入地面的螺旋杆。所述螺旋杆上端头设置有与所述支撑杆螺纹连接的连接头，所述连接头上端面一体连接有用于螺纹连接支撑杆的螺纹管，所述螺纹管内同轴设置有用于卡接安装工具的六棱柱。上述装置采用两段式可拆卸安装能够有效的缩短运输长度，便于人工山地携带。连接头的设计为独特设计，内部的六棱柱是配合电动工具的套筒设计，通过套筒和电动工具的配合作用，螺旋杆能够直接进行地面安装，方便、稳固、高效。再将支撑杆与连接头旋拧对接即可完成安装，对于山区铁路施工尤其方便。

优选地，所述第一监测装置包括处理器，与处理器电连接用于探测列车的红外探测器、图像处理单元及摄像头、数据发射模块a，以及用于供电的可充电锂电池。

优选地，所述信息采集装置包括用于采集信息的人脸识别模块和/或指纹识别模块，以及用于信息存储、比对和运算的处理单元，与处理单元电性连接用于与所述管理终端通信连接的数据发射模块b。

优选地，所述管理终端为可视化智能设备，包括用于接收来自所述信息采集装置采集的人脸或者指纹信息、用于接收来自第一监测装置和/或第二监测装置发送的包括列车驶入及图像信息的数据收发模块，用于处理数据收发模块发送的数据的中央处理模块，以及用于显示经中央处理模块处理后的列车驶入信息和图像的显示屏；

所述中央处理模块包括用于向声光报警器发出报警指令的对比触发单元，所述对比触发单元包括实现指令触发的触发分路a和触发分路b；所述触发分路a为手动触发，所述触发分路b为中央处理模块接收到任一第二监测装置发送的列车驶入或图像信息且信息采集装置发送的部分施工人员的人脸或指纹信息时自动触发。

有益效果

1、整个系统具有的对撤离人员的统计部分，可以实时的查看，减少安全员的配备；其次，采用两级监测，两级预警能够提供双重保障，更加安全；再者，由于可以手动触发预警，避免了如背景技术中提供的预警系统单一采用条件式触发的弊端，从而解决非常规撤离的问题。

2、本实用新型提供的与铁路接触网匹配的紧固组件为定制工具，可实现徒手安装和拆卸，同时便携支架能够适应铁路周边的任何工况，安装方便快速，极大的提高现场的安装效率，实用性强。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实际安装布局示意图；

图2是第一监测装置的安装示意图；

图3是图2沿剖切符号c-c的剖视图；

图4是信息采集装置和声光报警器通过便携支架的安装示意图；

图5是便携支架的主视图；

图6是图5沿剖切符号a-a的剖视图；

图7是图5的装配图；

图8是图7中b区放大图；

图9是撤离后的状态图。

图中：1-第一监测装置；2-第二监测装置；3-信息采集装置；4-声光报警器；5-紧固组件；51-底板；52-l型导杆；53-锁紧螺杆；6-接触网支柱；7-管理终端；8-便携支架；81-安装座；82-支撑杆；83-连接头；831-螺纹管；832-六棱柱；84-螺旋杆。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

结合附图1-2、图4和图9所示的便携式铁路区间施工安全防护预警系统，包括安装在施工区域沿铁路远端延伸并位于铁路旁侧分别用于监测来自任一方向驶来列车的第一监测装置1，分别安装在铁路旁侧并位于所述第一监测装置1与施工区域之间的第二监测装置2，所述第一监测装置1和第二监测装置2无线通信连接有用于收发信息的管理终端7，所述管理终端7还无线通信连接有通过便携支架8安装在铁路旁侧的至少一个声光报警器4和至少一个用于采集施工人员信息的信息采集装置3。所述第一监测装置1和第二监测装置2采用相同结构设置，均通过紧固组件5可拆卸固定安装在铁路旁侧的接触网支柱6上，第一监测装置1与第二监测装置2间隔距离不小于两公里。

本实施例中，所述第一监测装置1包括处理器，与处理器电连接用于探测列车的红外探测器、图像处理单元及摄像头、数据发射模块a，以及用于供电的可充电锂电池。作为基于红外探测的基础单元，对于硬件的要求非常简单，所述处理器本实施例采用microchip公司的8位单片机即可，具体为pic16c系列，结合现有的315m/433m的低成本无线发射模块，摄像头采用像素为30万的摄像头，内置锂电池容量为1000mah，供电电压为5v/1a。值得说明的是，基于红外探测拍照并进行无线传输的装置亦可以采用市售的成品，只要工作频段能够与管理终端7建立有效通信即可，本实施例只是提供一种成本相对低廉的可定制方案。针对处理器内部的程序可以利用自带烧录的程序，亦可以进行修改，但这些部分都是属于现有技术，本申请只是基于该现有技术实现，并不做改进。

本实施例中，所述信息采集装置3包括用于采集信息的人脸识别模块和/或指纹识别模块，以及用于信息存储、比对和运算的处理单元，与处理单元电性连接用于与所述管理终端7通信连接的数据发射模块b。增设的信息采集装置3虽为现有技术，但是针对整个预警系统而言，其填补了现有预警系统针对人员实际撤离情况统计的空白；信息采集装置3能够根据撤离人员录入的指纹或者人脸识别信息统计实际到达安全区域的人员数和明细，以供对于管理现场的安全防护员对现场撤离情况的掌握。若个别未及时撤离，安全防护员亦可通过管理终端7随时发出紧急预警信号，随时触发声光报警器4进行紧急预警，催促未到安全区域打卡的施工员工及时撤离。

本实施例中，所述管理终端7为可视化智能设备，包括用于接收来自所述信息采集装置3采集的人脸或者指纹信息、用于接收来自第一监测装置1和/或第二监测装置2发送的包括列车驶入及图像信息的数据收发模块，用于处理数据收发模块发送的数据的中央处理模块，以及用于显示经中央处理模块处理后的列车驶入信息和图像的显示屏；所述中央处理模块包括用于向声光报警器4发出报警指令的对比触发单元，所述对比触发单元包括实现指令触发的触发分路a和触发分路b；所述触发分路a为手动触发，所述触发分路b为中央处理模块接收到任一第二监测装置2发送的列车驶入或图像信息且信息采集装置3发送的部分施工人员的人脸或指纹信息时自动触发。

工作原理简述：铁路区间施工一般都是在连续的或者离散且相对集中的区域进行区间施工，由于短暂施工并不会影响列车的通行，因此列车的调度依旧会正常安排，但是不定期驶入施工区域的列车会给施工人员造成安全隐患。采用上述方式以实现对现场施工区域作业人员进行列车驶入提醒，做到提前预警，提前撤离，起到安全防护的作用。由于以被监测施工区域为中心，向铁路两端延伸依次分别安装有第二监测装置2和第一监测装置1，无论列车从哪一个方向驶来，位于距离施工区域较远端的第一监测装置1会首次捕捉到列车驶来的目标，此时，第一监测装置1将会将捕捉到的列车驶入信息实时发送到管理终端7，管理终端7会立即向建立通信连接的每一个声光报警器4发送声音报警信号。此时的报警信号起到的是预警作用，由于第一监测装置1距离施工区域较远，列车驶入施工区域尚需要一段时间，这段时间用于施工人员的撤离。一般而言铁路既有线区间施工是铁路工程中常见的施工方式，由于列车正常运行，因此施工过程中任何时候的无干扰撤离都会非常快速，当收到预警撤离信息时，会有足够的撤离时间。为了进一步的保证撤离的可靠性，避免因特殊突发情况导致撤离不及时或者对于人员撤离情况，现场的安全防护员无法确认人员实际撤离情况，是否均完全撤离到安全区的问题。本申请在临近施工区域还设置有第二监测装置2，当列车驶入到第二监测装置2的位置时，管理终端7继续向声光报警器4发送声音报警信号和光电报警信号，实际的声光报警器4的发声分贝和闪光强度由市售的成本决定，可以根据实际情况选择，报警的急促程度由管理终端7发送的声音报警信号和光电报警信号决定，这可根据实际需求调整不同的信号模式和强度，这属于现有技术，本申请的改进点亦不在此，不做详述。由于本预警系统分为两级预警，其中第二级预警的触发方式具有两种触发方式，分别通过触发分路a和触发分路b实现。触发分路a为手动触发，现场的安全防护员随时可以通过管理终端7手动触发撤离预警，这是现有预警系统没有设置的，现有的预警系统都是采用条件性触发，即需要通过前端的信息采集端采集到的系统预设的触发条件后才能触发，这对于非常规撤离的情况并不适用；譬如，施工预期出现滑坡的可能，发生临时性，突发性的地质灾害的可能时，通过手动触发撤离预警能够有效的解决这种非常规撤离的问题。所述触发分路b为中央处理模块接收到任一第二监测装置2发送的列车驶入或图像信息且信息采集装置3发送的部分施工人员的人脸或指纹信息时自动触发。当列车驶近第二监测装置2时，由于未收到全部施工人员的撤离信息，此时系统自动触发第二级预警，以进一步催促未撤离人员及时撤离至铁路两侧设置的安全区域内。在本实施例中，所有涉及的电子硬件设备均可通过市售产品或者半成品进行组装调试，形成本实施例中公开的完整的预警系统，本实施例和现有系统的区别在于整个系统具有的对撤离人员的统计部分，可以实时的查看，减少安全员的配备；其次，采用两级监测，两级预警能够提供双重保障，更加安全；再者，由于可以手动触发预警，避免了如背景技术中提供的预警系统单一采用条件式触发的弊端，从而解决非常规撤离的问题。

实施例2：

在实施例1的基础上，进一步结合说明书附图2和3所示，所述紧固组件5包括与第一监测装置1或第二监测装置2可拆卸连接的底板51，所述底板51的两侧均对称铰接有l型导杆52，所述l型导杆52的自由端通过螺纹连接有用于将l型导杆52固定在接触网支柱6上的锁紧螺杆53。通过才上述紧固组件5实现对第一监测装置1和第二监测装置2的安装的优势在于，所述紧固组件5是根据现有成品接触网支柱6进行设计，能够实现利用接触网支柱6进行快速的安装和拆卸，不需要配备其他工具和支撑设备，利于施工前的安装准备和施工撤离后的拆卸工作的进行。由于紧固组件5是通过l型导杆52与接触网支柱6进行卡接，并通过锁紧螺杆53的旋拧抵靠，使得紧固组件5能够牢牢的固定在接触网支柱6上，在安装时可以实现徒手安装，无需借助任何专用工具即可实现紧固组件5的紧固。通过底板51和第一监测装置1和/或第二监测装置2的插接完成最终安装，方便，快捷，稳固可靠。上述紧固组件5是本系统中申请人根据实际进行原创开发产品，具有结构简单，实用性强的优点。作为技术延伸，通过对底板51的适应性改形，还可以实现对其他装置或者设备的固定，兼容性非常好。将第一监控装置1设置在使用区域两公里外的目的是确保施工区域人员有足够的撤离时间。当然，值得说明的是，采用本申请预警系统实现辅助防护的作用可以根据实际施工现场条件，结合实际场地的有效通信距离和列车通行速度综合确定。

实施例3：

为了更加便于预警系统的布置，在实施例1或2的基础上，进一步结合说明书附图5-8所示，所述便携支架8包括用于安装信息采集装置3或者声光报警器4的安装座81，所述安装座81下底部固定连接有支撑杆82，所述支撑杆82下端头可拆卸连接有用于插入地面的螺旋杆84。所述螺旋杆84上端头设置有与所述支撑杆82螺纹连接的连接头83，所述连接头83上端面一体连接有用于螺纹连接支撑杆82的螺纹管831，所述螺纹管831内同轴设置有用于卡接安装工具的六棱柱832。上述装置采用两段式可拆卸安装能够有效的缩短运输长度，便于人工山地携带。连接头83的设计为独特设计，内部的六棱柱832是配合电动工具的套筒设计，通过套筒和电动工具的配合作用，螺旋杆84能够直接进行地面安装，方便、稳固、高效。再将支撑杆82与连接头83旋拧对接即可完成安装，对于山区铁路施工尤其方便。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

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