一种大型养路机械施工作业周边配合人员安全预警系统的制作方法

1.本发明涉及铁路大型养路机械施工作业安全领域，尤其涉及一种大型养路机械施工作业周边配合人员安全预警系统。


背景技术：

2.捣固车、配砟整形车等大型养路机械在线路上进行作业时，部分伸缩式工作装置需外伸到边坡上进行施工作业，车辆周边各工种施工作业配合人员众多，人员作业地点较为分散，使得现场形成了复杂的人、机、环境系统，且作业任务重、工期紧，现场人员安全管理难度极大，极易造成人员伤亡事故。
3.目前，大型养路机械施工作业周边配合人员防护主要依赖特定位置安装摄像头，通过司机人工查看实时视频图像进行周边环境的确认，但受现场环境干扰、司机主观意识等因素影响，观察力有限。另外，在单线封锁工况下，仅仅依赖现场人员盯控，时常发生人员或设备机具侵入临线的安全事故，造成巨大损失。虽然也有上道作业安全防护系统与多传感器融合定位相关技术作为铁路工务施工现场人员定位、安全预警的研究应用，其安全状态的确认仍需用户在上道和下道时进行人工操作。且多传感器融合定位技术方案依赖gnss卫星导航模块与4g网络，在山区，隧道等特殊施工条件下系统的使用将受到影响，无法满足对大型养路机械周边配合人员的预警精度。


技术实现要素：

4.本发明就是针对现有技术无法满足对大型养路机械周边配合人员的预警精度的技术缺陷，提供一种大型养路机械施工作业周边配合人员安全预警系统，能够对人员机具侵临线、工作装置碰撞人员等安全隐患，进行及时预警，保障施工作业安全。
5.本发明是通过以下技术方案实现的：一种大型养路机械施工作业周边配合人员安全预警系统，包括数据采集系统、计算机处理单元和报警系统，数据采集系统和报警系统分别和计算机处理单元连接，其特征是所述的数据采集系统包括位于养路机械上的速度传感器和位于养路机械外伸装置上的位移监测模块，还包括分别固定于养路机械前、后端和左、右侧的四个多层激光雷达，所述的报警系统包括显示终端和声光报警器。
6.优选的，还包括与计算机处理单元连接的物联感知单元，所述物联感知单元包括四个信号发射器和若干接收器，四个信号发射器分别固定于大型养路机械顶部四角并且与计算机处理单元连接，接收器位于养路机械施工作业配合人员携带的安全预警模块内。
7.优选的，所述的报警系统还包括与计算机处理单元连接的本车列控单元，通过本车列控单元对大型养路机械及周边人员位置进行信息广播，与本线及临线其它车辆进行信息共享。
8.根据本发明所述一种大型养路机械施工作业周边配合人员安全预警系统，解决了既有技术难以适应卫星信号弱、网络信号差等恶劣工况的难题，融合多源感知数据，构建大
型养路机械施工配合人员防撞模型，对临线过车、工作装置碰撞等安全隐患，进行及时预警，提高施工作业人员安全。
附图说明
9.图1是本发明的各单元安装位置示意图的主视图。
10.图2是本发明的各单元安装位置示意图的俯视图。
11.图3是本发明各单元连接关系示意图。
具体实施方式
12.如图1、图2所示，本发明所述的大型养路机械施工作业周边配合人员安全预警系统主要包括数据采集系统、计算机处理单元6和报警系统，数据采集系统和报警系统分别和计算机处理单元6连接，所述的数据采集系统包括位于养路机械上的速度传感器7和位于养路机械外伸装置上的位移监测模块5，还包括分别固定于养路机械前、后端和左、右侧的四个多层激光雷达2，所述的报警系统包括显示终端3和声光报警器8。位移检测模块5实时对大型养路机械工作装置外伸端部进行横向和纵向位置的在线检测，构建大型养路机械安全电子围栏。多层激光雷达对大型养路机械四周近端进行实时扫描，实现大型养路机械施工作业周边配合人员的位置检测。
13.本发明所述的大型养路机械施工作业周边配合人员安全预警系统还包括与计算机处理单元连接的物联感知单元，所述物联感知单元包括四个信号发射器13和若干接收器，四个信号发射器13分别固定于大型养路机械顶部四角并且与计算机处理单元6连接，接收器位于养路机械施工作业配合人员携带的安全预警模块9、14内。施工作业配合人员随身携带安全预警模块9、14，进行人员定位和预警信息交互，物联感知单元的信号发射器4对所有进场人员携带的安全预警模块9、14进行实时探测。当发生安全风险时，通过安全预警模块9、14及时对周边施工配合人员进行安全预警，并通过声光报警8对行车司机进行提示。
14.所述的报警系统还包括与计算机处理单元6连接的本车列控单元12，通过本车列控单元12对大型养路机械及周边人员位置进行信息广播，与本线及临线其它车辆进行信息共享。
15.计算机处理单元进行多源数据融合处理，结合速度传感器7检测到的大型养路机械走行速度，构建大型养路机械施工配合人员防撞模型，并通过本车列控单元12与本线及临线其它车辆进行信息共享。


技术特征：
1.一种大型养路机械施工作业周边配合人员安全预警系统，包括数据采集系统、计算机处理单元和报警系统，数据采集系统和报警系统分别和计算机处理单元连接，其特征是所述的数据采集系统包括位于养路机械上的速度传感器和位于养路机械外伸装置上的位移监测模块，还包括分别固定于养路机械前、后端和左、右侧的四个多层激光雷达，所述的报警系统包括显示终端和声光报警器。2.如权利要求1所述的大型养路机械施工作业周边配合人员安全预警系统，其特征是还包括与计算机处理单元连接的物联感知单元，所述物联感知单元包括四个信号发射器和若干接收器，四个信号发射器分别固定于大型养路机械顶部四角并且与计算机处理单元连接，接收器位于养路机械施工作业配合人员携带的安全预警模块内。3.如权利要求1或2所述的大型养路机械施工作业周边配合人员安全预警系统，其特征是所述的报警系统还包括与计算机处理单元连接的本车列控单元，通过本车列控单元对大型养路机械及周边人员位置进行信息广播，与本线及临线其它车辆进行信息共享。

技术总结
本发明涉及铁路大型养路机械施工作业安全领域，尤其涉及一种大型养路机械施工作业周边配合人员安全预警系统。包括数据采集系统、计算机处理单元和报警系统，数据采集系统和报警系统分别和计算机处理单元连接，其特征是所述的数据采集系统包括位于养路机械上的速度传感器和位于养路机械外伸装置上的位移监测模块，还包括分别固定于养路机械前、后端和左、右侧的四个多层激光雷达，所述的报警系统包括显示终端和声光报警器。本发明通过多源传感数据融合的大型养路机械施工作业配合人员安全预警系统，解决了既有技术难以适应卫星信号弱、网络信号差等恶劣工况的难题，有效降低工作装置碰撞人员、人员侵入临线等安全风险，保障施工作业人员安全。障施工作业人员安全。


技术研发人员：高春雷 徐济松 何国华 刘尚昆 张世红 张锐 王鹏 刘传 周佳亮 王金栋 宋晓阳 何喆 米芮昕 张洪硕 刘靖伟 伍山峰
受保护的技术使用者：中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所 中国铁道科学研究院集团有限公司
技术研发日：2021.12.10
技术公布日：2023/6/14