一种铁路室外施工智能监控系统的制作方法

1.本发明涉及一种铁路施工监控系统，尤其是涉及一种具备生命体征监测及北斗短信息应急的铁路室外施工智能监控系统。


背景技术：

2.近年来铁路室外施工频频发生施工人员与列车碰撞的事故，致使铁总越发重视铁路室外施工安全；单次施工质量不高导致需要连续多次施工，造成了成本的居高不下；同时施工监督不全面、不完善不但导致质量底下，还可能伴随着施工事故发生(施工人员碰撞到车辆、施工人员发生急性病变死亡)。保证施工质量的前提下，对人员的安全监控更是重中之重，所以具备生命体征监测及生命安全应急的铁路室外施工智能监控系统迫在眉睫。
3.目前现有的施工的设备以及方式主要有以下几类：
4.(1)传统的施工人员的简单头盔以及对讲机的通信方式来进行日常的施工，一旦信号中断就会存在很大的事故隐患，或者人为告知不清晰、遗漏就会酿成大祸。
5.(2)近几年的“列车靠近报警系统”在施工中的应用效果并不是很明显，只是通过喇叭广播的方式告诉施工人员的列车靠近，一旦施工人员对施工车站布局不清晰，根本不知道列车离自己的距离。对于大站或者特大站，回声大，距离远导致广播的声音极其模糊，广播的方式根本不可取。
6.(3)目前增加使用摄像头进行盯控现场，为消除死角必须采用量堆积的方式来增加覆盖面，但导致现场部署设备成本的增加。同时还无法通过语音的方式进行一对一的提醒现场施工人员。当遇到现场疑难设备问题时，高精尖的技术专家无法第一时间看到设备现象，更没法参与给出指导意见，导致施工质量的低下。摄像头无法面面俱到导致施工负责人无法盯控整个施工过程，对于施工的进度无法正常把握。
7.(4)现场人员的施工操作步骤是否准确无法知晓，对于队伍的监督考核无从得知。
8.(5)目前主流的智能化头盔都是定制化的，这种成本普遍较高，单个头盔动辄上万，而专门针对铁路场景应用的几乎没有，同时对于铁路这种数量庞大、多场景的应用定制化的显然不适合。而我们基于可拆带的方式安装头盔部件，核心控制部分做到腰间的核心控制+电池盒里边，便于移植多场景使用。
9.(6)铁路室外条件多变而且恶劣，比如：高原、沙漠戈壁、偏远山区，随时变化的环境都会对室外施工人员的身体造成冲击，一旦出现生命体征异常，如果不提前发现、预知就会造成人员的死亡，现有的铁路场景的施工监控系统几乎没有涉及到施工人员生命体征监测这块，尤其是通过中国先进的北斗定位技术+短消息追踪。
10.(7)现有的铁路施工类平台软件的界面几乎不涉及施工人员生命体征的监控与追踪，多数只是定位施工人员的位置信息，功能单一而且缺乏智能性。


技术实现要素：

11.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种铁路室外施工
智能监控系统。
12.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
13.根据本发明的一个方面，提供了一种铁路室外施工智能监控系统，该系统包括：
14.前端数据采集子系统，用于采集室外施工环境状况以及施工人员的生命体征及紧急情况的判断、实时位置、施工交互信息；
15.数据链路层，包括用于定位交互及发送应急短消息的北斗卫星模块的链路层以及用于其他数据实时传输的5g通信模块链路层，其中其他数据包括施工环境数据、生命体征数据、人员位置信息和施工交互信息，所述北斗卫星模块和5g通信模块分别与前端数据采集子系统连接；
16.上位机监控平台，与数据链路层连接，用于施工过程中实时监控室外施工人员生命体征以及全程高效盯控施工过程。
17.作为优选的技术方案，所述的前端数据采集子系统包括可拆卸的智能施工头盔。
18.作为优选的技术方案，所述的智能施工头盔包括：
19.led照明灯，用于夜间照明，根据室外光照强度自行开启；
20.微型高清摄像头，用于实时记录当前施工人员的施工操作步骤，同时用于清晰显示当前故障处理设备的全貌，并实时的传送到上位机监控平台内；
21.微型对讲耳机，用于施工监控人员实时地跟室外任意位置的人员对话，并远程指导其施工；
22.微型电池盒，内部配置核心控制采集板、陀螺仪以及nfc识别器。
23.作为优选的技术方案，当进入施工现场时，所述的nfc识别器用于打卡以及识别最近的带有nfc标签的设备。
24.作为优选的技术方案，所述陀螺仪用于精确定位施工人员在车站站场中的位置，当列车靠近时，通过微型对讲耳机告诉最近的施工人员远离轨道，并通过上位机监控平台进行监督查看。
25.作为优选的技术方案，通过所述陀螺仪定位到施工人员的当前位置，当其越过划定的施工范围时，通过微型对讲耳机提醒，防止施工作业超地理范围。
26.作为优选的技术方案，所述智能施工头盔还包括：
27.室外温湿度传感器，用于当夏季温度过高或者冬季温度过低时，头盔会告警并通过微型对讲耳机告知室外人员尽快回到室内；
28.内部温湿度传感器，安装在头盔内部帽衬上，用于探测施工人员的头部闷热程度，同时在紧贴颈部动脉的下颚带配有心率和血氧传感器，有效地监测当前施工人员的生命体征是否稳定，当外部施工人员身体出现异样时进行及时的报警反馈；
29.光照强度采集传感器，用于开启led照明灯以及对施工人员的眼睛刺激以及强光暴晒进行提示。
30.作为优选的技术方案，当所述施工环境无移动信号、本系统5g通信模块无法通信时，所述智能施工头盔判断施工人员出现生命体征异常时，通过北斗卫星模块与卫星进行通信，准确地把施工人员的位置和状态以短信的方式发送给紧急联系人。
31.作为优选的技术方案，所述的上位机监控平台实时显示施工人员在车站站场图上的相对位置，同时与微机监测有站场显示数据接口，可实时显示列车行进位置，上位机通过
微型对讲耳机把列车接近告警信息传达给室外施工人员。
32.作为优选的技术方案，所述的上位机监控平台通过5g通信模块实时显示当前站场施工人员的生命体征状况，并进行生命体征状况判定，具体判断过程如下：
33.a)智能施工头盔根据施工人员头部温湿度与施工环境的温湿度对比，判断出当前施工人员的静态体感舒适度；
34.b)智能施工头盔下颚带上的心率和血氧传感器采集施工人员的静态心率和血氧浓度值；
35.c)当施工人员开始施工，进行大幅度的动作时，智能施工头盔根据六轴高速陀螺仪的反馈值通过人体行为算法来判断当前施工人员的动作行为；若监测到设定时间内静态心率和血氧浓度值均超过设定阈值范围后，提示生命体征异常，请暂停施工，保持一个暂停的舒适态，待系统持续监测，系统提醒室外施工防护人员过去查看详情并打开视频通话，施工监控人员看到室外异常人员的状态。
36.作为优选的技术方案，所述的上位机监控平台实时显示室外施工环境状况，包括室外温度、湿度和光照强度，通过这三个参数来判断是否适宜室外作业，如果施工中参数异常会立马告警暂停室外作业，当室外这三个参数异常时，所述智能施工头盔立即告知提醒，上位机监控平台在界面会显示当前室外各个智能施工头盔的处理状态。
37.作为优选的技术方案，当室外施工人员遇到难以克服的故障问题时，通过语音请求远程链接技术专家协助处理，处在上位机监控平台前的施工指挥监控人员允许链接视频，技术专家通过智能施工头盔高清摄像头实时看到故障现象并且通过耳机与其现场交流。
38.作为优选的技术方案，当施工人员接近室外要施工的设备时，上位机监控平台通过定位判断就近设备类型以及名称，当施工人员使用腰间nfc识别器识别出具体设备时，上位机监控平台开始播放设备履历以及本次对其施工的任务、步骤以及注意事项。
39.作为优选的技术方案，在施工操作基本完成时，施工监控人员通过视频检查、核对、验收施工结果；完成施工时，可语音告知系统，系统会记录施工持续时间；
40.施工监控人员通过这二项指标对施工人员进行施工打分，系统汇总各个人员以及总的施工时间会本次施工质量进行打分。
41.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
42.(1)可以有效的提高施工的效率，缩短室外作业时间，节省成本；
43.(2)可追踪定位室外施工人员位置，可及时准确的通知室外人员列车位置，使其的躲避、避让，比现有的方式更有效、便捷，更好的预防事故的发生；
44.(3)通过摄像头、耳机可与技术专家面对面交流，提高对室外设备疑难杂症故障处理的效率，缩短施工时间；
45.(4)尤其对于室外高温高湿、恶劣的环境，设备可实时监测施工人员的作业环境以及其自身的生命体征，及时的给出提醒，保证施工人员的生命体征安全；
46.(5)设备穿戴方便、轻巧，有利于室外人员活动的灵活性，传统集成式昂贵笨重；
47.(6)与其他厂家集成定制的头盔相比，我们设备是基于拆卸安装的，灵巧快捷，最重要成本低，可定期更换头盔，后期维护成本也低。全国铁路人员数量庞大、场景复杂，如果都是定制不仅成本高，而且损坏维修难度大，很难适合铁路这种庞大、多场景的应用环境；
48.(7)系统可量化施工人员施工质量以及此次施工的质量，对团队人员的考核提供依据。
附图说明
49.图1为本发明的结构示意图；
50.图2为本发明智能施工头盔的示意图；
51.图3为本发明智能施工头盔的腰间核心采集控制板以及电池盒结构图；
52.图4为本发明智能施工头盔的硬件组成示意图。
具体实施方式
53.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
54.本发明具备施工过程中实时监控室外施工人员生命体征，通过特定的算法来判断当前施工的身体状况，通过北斗系统实时定位人员位置，可画定施工地理范围，具备列车靠近报警提醒，播报施工设备履历，现场视频链接技术专家，无移动信号时北斗短消息发送，施工质量评价，可全程高效盯控施工过程。
55.如图1所示，本发明一种铁路室外施工智能监控系统，该系统包括：
56.前端数据采集子系统，用于采集施工信息以及施工人员的信息；
57.数据链路层，包括用于定位及发送应急短消息的北斗卫星模块以及用于数据实时传输的5g通信模块，所述北斗卫星模块和5g通信模块分别与前端数据采集子系统连接；
58.上位机监控平台，与数据链路层连接，用于施工过程中实时监控室外施工人员生命体征以及全程高效盯控施工过程。
59.1、所述的前端数据采集子系统包括可拆卸的智能施工头盔，适用于铁路室外施工人员使用，具体结构如下：
60.(1)首先是一款头盔，兼具保护室外人员头部安全，头盔带有led照明灯，保证夜晚施工人员照明安全问题，该led灯可以根据室外光照强度自行开启，无需手动干预；
61.(2)头盔带有微型高清摄像头，可以实时记录当前施工人员的施工操作步骤，同时可以清晰看到当前故障处理设备的全貌，并可以实时的传送到施工监控室内；
62.(3)头盔侧面配置微型对讲耳机，可直接塞入一侧耳朵中，听说兼具，施工监控人员可实时的跟室外任意位置的人员对话，并可以远程指导其施工；
63.(4)为减轻头盔重量，核心部分跟供电集成到一个微型电池盒，内部配置陀螺仪以及nfc识别器，当进入施工现场时，nfc识别器起到打卡的作用，而且nfc识别器可以识别最近的带有nfc标签的设备(0.5m的有效距离)，比如室外某一台转辙机，系统通过nfc识别转辙机型号并通过耳机播报该设备履历，帮着作业人员快速熟知施工设备；
64.(5)该套设备基于北斗卫星导航系统(英文名称：beidou navigation satellite system，简称bds)定位，为进一步精准定位、捕获施工人员的行动轨迹，还配套使用高精度陀螺仪，二种方式可精确定位施工人员在车站站场中的位置，当列车靠近时，通过头盔耳机
告诉最近的人员注意躲避，远离轨道，可通过上位机软件进行监督查看；
65.(6)施工负责人划定施工范围，系统通过陀螺仪可以定位到施工人员的当前位置，当越过划定的范围时，系统会通过耳机提醒，防止施工作业超地理范围；
66.(7)头盔配备室外温湿度传感器，当夏季温度过高或者冬季温度过低时，头盔会告警并通过耳机告知室外人员尽快回到室内，当前天气不适合作业；
67.(8)在头盔内部帽衬配有另一个温湿度传感器，通过内部的传感器来探测施工人员的头部闷热程度，同时在紧贴颈部动脉的下颚带配有心率、血氧传感器，心率、血氧可以有效的监测当前施工人员的生命体征是否稳定，当外部施工人员身体出现异样的时候及时的进行报警反馈；
68.(9)头盔探头顶端设置有一个光照强度采集传感器，首先是头盔led灯开启的先决条件外，其次是室外施工环境的监测的重要传感器，当白天室外施工能见度低时，开启led，同时提示报警；夏季强照射天气，对施工人员的眼睛刺激以及强光暴晒进行提示。
69.(10)对于高原、偏远的车站，尤其是没有手机网络的地方，当施工人员出现生命体征异常的时(头盔内配套的生命体征传感器数据判断)，头盔会通过北斗定位模块与卫星进行通信，准确的把施工人员的位置、状态以短信的方式发送给紧急联系人(卫星北斗短消息)。
70.2、数据链路层：
71.(1)北斗卫星：
72.a、可与头盔链接交互，对施工人员提供定位功能，为提高定位精度以及捕捉施工人员的运动轨迹系统又配备了6轴高速陀螺仪，实现更精准的定位；
73.b、当发生紧急情况，就算没有5g信号的时候，智能头盔可以用过北斗通信模块与卫星通信，实现北斗短消息发送给紧急联系人，提供人员的定位坐标消息以及当时的人员的生命体征信息(体表温度、心率、血氧浓度)；
74.(2)5g基站：肩负智能头盔和上位机监控平台交互的数据链路；
75.3、上位机监控平台：
76.(1)可实时显示施工人员的车站站场图上的相对位置，同时与微机监测有站场数据接口，可实时显示列车行进位置，上位机通过头盔耳机把列车接近告警信息传达给室外施工人员，提醒、告知需要进行躲避；
77.(2)通过5g模块接收端，可以实时显示当前站场施工人员的生命体征状况。生命体征状况判定算法：
78.a、头盔会根据施工人员头部温湿度与施工环境的温湿度对比，判断出当前施工人员的静态体感舒适度(刚进入施工场)；
79.b、头盔下颚带上的心率、血氧传感器采集施工人员的静态心率和血氧浓度值(刚进入施工场)；
80.c、当施工人员开始施工，进行大幅度的动作时，头盔会根据六轴高速陀螺仪的反馈值来判断当前施工人员的动作行为(六轴带加速的陀螺仪具备人体动作模型的判定)。比如当施工人员在大力敲打铁轨时，胳膊和上下身体的极速摆动会通过陀螺仪x/y/z三个方向的角速度g以及角加速度六个参数极速变化体现，这时心率会大幅度上升，血氧浓度会稍微有所下降(但也在90％以上)，如果长时间低于90％，而且心率持续异常(正常人心率在60
～160之间)就是提示生命体征异常，请暂停施工，保持一个暂停的舒适态，待系统持续监测，系统提醒室外施工防护人员过去查看详情并打开视频通话，这样施工监控人员可以看到室外异常人员的状态；
81.系统通过上述算法监测判断来在界面实时的显示施工人员生命体征状况，并通过告警提示以及报警来及时告知室内施工人员。室外施工人员体征一旦异常，判定、告知提醒、以及指导处理都是智能头盔直接处理，无需上位机处理，但会及时上送室外人员当前处理状态；
82.(3)监控平台软件可以实时显示室外施工环境状况：室外温度、湿度、光照强度，通过这三个参数来判断是否适宜室外作业，如果施工中参数异常会立马告警暂停室外作业。当室外这三个参数异常时，头盔会立即告知提醒，无需上位机判断，上位机在界面会显示当前室外各个头盔的处理状态；
83.(4)当室外施工人员遇到难以客服的故障问题时，可以语音请求远程链接技术专家协助处理，这个时候处在监控界面前的施工指挥监控人员允许链接视频，技术专家通过头盔高清摄像头实时看到故障现象并且可以通过耳机与现场交流。这样可有效的提高施工质量与效率；
84.(5)当施工人员接近室外要施工的设备时，上位机通过定位可判断就近设备类型以及名称(轨道)，当施工人员使用腰间nfc识别出具体设备时(道岔、信号机设备)，上位机监控系统开始播放设备履历以及本次对其施工的任务、步骤以及注意事项；
85.(6)在施工操作基本完成时，施工监控人员通过视频检查、核对、验收施工结果(结果可图片、视频记录并存档)。完成施工时，可语音告知系统，系统会记录施工持续时间。施工监控人员可以这二项指标对施工人员进行施工打分，系统汇总各个人员以及总的施工时间会本次施工质量进行打分，这样可以有效的量化施工质量(涉及人员和此次施工)。
87.如图2所示，本发明头盔照明、图像采集、环境探头具体安装如下：
88.(1)集成探头圆点a是照明led；
89.(2)集成探头圆点b是微型高清摄像头；
90.(3)集成探头方块c是环境温湿度传感器；
91.(4)黑色下颚带圈点d内嵌套有心率、血氧传感器；
92.(5)在头盔内部帽衬配有另一个温湿度传感器；
93.(6)头盔内侧面配置微型对讲耳机；
94.(7)探头顶端凸起e是光照强度传感器；
95.如图3所示，本发明腰间核心采集控制板以及电池盒具体分布如下：
96.(1)长方形上部分是头盔智能核心控制板，主要电路部分在此处；
97.(2)圆形下部分是nfc识别线圈部分；
98.(3)nfc线圈下是整个系统的供电部分，内部有电池模块；
99.(4)腰间核心采集控制板以及电池盒通过排线与头盔部分进行连接；
100.如图4所示，本发明智能施工头盔系统硬件组成：
101.(1)头盔智能核心控制板
102.主控芯片采用altera公司的cyclone iv，该fpga芯片具有强大的运算、控制能力，可以实现：首先，前端视频数据的采集以及视频压缩数据的5g传输通信；其次，通过北斗模
块实现定位以及短消息功能，同时控制语音耳机，实现听讲功能；最后，实现温湿度采集、光照强度采集、nfc设备的识别、陀螺仪数据的读取、心率/血氧浓度的采集；
103.(2)高清视频采集模块选用omnivision公司ov5640摄像头，体积小巧功能强大，其500万像素级别cmos图像传感器，视频分辨率配置为1920
×
1080(全高清)，视频帧率配置为30f/s，能输出多种图像格式数据，且支持多种自适应调节功能；
104.(3)为了解决高速大容量视频数据的缓存问题，此系统选用micron公司4gbit容量ddr3-sdram存储芯片mt41j256m16ha-125作为缓存介质。
105.(4)数据的传输采用rm500u展锐平台全网通5g模块，全网通兼容性强，工业级接口，传输高效无延迟，内部电路板天线；
106.(5)nfc识别功能采用pn532型号的nfc模块。
107.(6)陀螺仪采用mpu6050六轴陀螺仪，运动轨迹及动作采集精度高；
108.(7)温湿度采集传感器采用sht11，非常小巧，单总线使用简单；
109.(8)心率、血氧传感器采用max30102，嵌套内衬，紧贴颈部动脉的下颚带；
110.(9)北斗定位、短消息功能采用m200卫星通信模块；
111.(10)采用bh1750光照模块采集室外光照强度；
112.(11)腰间的电池盒电池提供整个设备的供电，包括led照明。
113.2、上位机软件界面展示施工监控系统：
114.(1)施工人员按照指定施工职位设定好之后，头盔启动进入施工场所，连接到中心监控显示中效果如上图；
115.(2)当接车进入站内之前系统会提醒全部站场作业人员，当车进入到iiag轨道时，系统会提醒后方施工人员车辆目前的位置，注意躲避，如果人员未撤离安全区，可直接通过麦克风提醒防护人员以及作业人员；
116.(3)当信号机检修员通过nfc识别到d4信号机时，头盔会自动播报当前设备履历以及施工内容、注意事项等；
117.(4)当设备检修员无法判断故障点时，可与中心技术专家进行视频链接，专家远程实时诊断与指导故障定位并分析处理；
118.(5)实时定位、显示当前施工人员室外车站分布位置，显示室外作业环境状况；
119.(6)当室外施工人员的生命体征正常、稳定时，人员图标显示绿色对号，同时也可以通过右上角的图标进行查看所有人员；
120.(7)当室外人员生命体征异常时，头盔报警，上位机显示报警，施工监控人员立即启动救助流程；
121.(8)当偏远山区室外人员生命体征异常，头盔无法连接到上位机时，头盔会通过北斗卫星发送报文给相关人员，相关人员可以通过收到的报文定位遇险人员，及时出动救助。
122.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种铁路室外施工智能监控系统，其特征在于，该系统包括：前端数据采集子系统，用于采集室外施工环境状况以及施工人员的生命体征及紧急情况的判断、实时位置、施工交互信息；数据链路层，包括用于定位交互及发送应急短消息的北斗卫星模块的链路层以及用于其他数据实时传输的5g通信模块链路层，其中其他数据包括施工环境数据、生命体征数据、人员位置信息和施工交互信息，所述北斗卫星模块和5g通信模块分别与前端数据采集子系统连接；上位机监控平台，与数据链路层连接，用于施工过程中实时监控室外施工人员生命体征以及全程高效盯控施工过程。2.根据权利要求1所述的一种铁路室外施工智能监控系统，其特征在于，所述的前端数据采集子系统包括可拆卸的智能施工头盔。3.根据权利要求2所述的一种铁路室外施工智能监控系统，其特征在于，所述的智能施工头盔包括：led照明灯，用于夜间照明，根据室外光照强度自行开启；微型高清摄像头，用于实时记录当前施工人员的施工操作步骤，同时用于清晰显示当前故障处理设备的全貌，并实时的传送到上位机监控平台内；微型对讲耳机，用于施工监控人员实时地跟室外任意位置的人员对话，并远程指导其施工；微型电池盒，内部配置核心控制采集板、陀螺仪以及nfc识别器。4.根据权利要求3所述的一种铁路室外施工智能监控系统，其特征在于，当进入施工现场时，所述的nfc识别器用于打卡以及识别最近的带有nfc标签的设备。5.根据权利要求3所述的一种铁路室外施工智能监控系统，其特征在于，所述陀螺仪用于精确定位施工人员在车站站场中的位置，当列车靠近时，通过微型对讲耳机告诉最近的施工人员远离轨道，并通过上位机监控平台进行监督查看。6.根据权利要求3所述的一种铁路室外施工智能监控系统，其特征在于，通过所述陀螺仪定位到施工人员的当前位置，当其越过划定的施工范围时，通过微型对讲耳机提醒，防止施工作业超地理范围。7.根据权利要求3所述的一种铁路室外施工智能监控系统，其特征在于，所述智能施工头盔还包括：室外温湿度传感器，用于当夏季温度过高或者冬季温度过低时，头盔会告警并通过微型对讲耳机告知室外人员尽快回到室内；内部温湿度传感器，安装在头盔内部帽衬上，用于探测施工人员的头部闷热程度，同时在紧贴颈部动脉的下颚带配有心率和血氧传感器，有效地监测当前施工人员的生命体征是否稳定，当外部施工人员身体出现异样时进行及时的报警反馈；光照强度采集传感器，用于开启led照明灯以及对施工人员的眼睛刺激以及强光暴晒进行提示。8.根据权利要求3所述的一种铁路室外施工智能监控系统，其特征在于，当所述施工环境无移动信号、本系统5g通信模块无法通信时，所述智能施工头盔判断施工人员出现生命体征异常时，通过北斗卫星模块与卫星进行通信，准确地把施工人员的位置和状态以短信
的方式发送给紧急联系人。9.根据权利要求3所述的一种铁路室外施工智能监控系统，其特征在于，所述的上位机监控平台实时显示施工人员在车站站场图上的相对位置，同时与微机监测有站场显示数据接口，可实时显示列车行进位置，上位机通过微型对讲耳机把列车接近告警信息传达给室外施工人员。10.根据权利要求6所述的一种铁路室外施工智能监控系统，其特征在于，所述的上位机监控平台通过5g通信模块实时显示当前站场施工人员的生命体征状况，并进行生命体征状况判定，具体判断过程如下：a)智能施工头盔根据施工人员头部温湿度与施工环境的温湿度对比，判断出当前施工人员的静态体感舒适度；b)智能施工头盔下颚带上的心率和血氧传感器采集施工人员的静态心率和血氧浓度值；c)当施工人员开始施工，进行大幅度的动作时，智能施工头盔根据六轴高速陀螺仪的反馈值通过人体行为算法来判断当前施工人员的动作行为；若监测到设定时间内静态心率和血氧浓度值均超过设定阈值范围后，提示生命体征异常，请暂停施工，保持一个暂停的舒适态，待系统持续监测，系统提醒室外施工防护人员过去查看详情并打开视频通话，施工监控人员看到室外异常人员的状态。11.根据权利要求3所述的一种铁路室外施工智能监控系统，其特征在于，所述的上位机监控平台实时显示室外施工环境状况，包括室外温度、湿度和光照强度，通过这三个参数来判断是否适宜室外作业，如果施工中参数异常会立马告警暂停室外作业，当室外这三个参数异常时，所述智能施工头盔立即告知提醒，上位机监控平台在界面会显示当前室外各个智能施工头盔的处理状态。12.根据权利要求3所述的一种铁路室外施工智能监控系统，其特征在于，当室外施工人员遇到难以克服的故障问题时，通过语音请求远程链接技术专家协助处理，处在上位机监控平台前的施工指挥监控人员允许链接视频，技术专家通过智能施工头盔高清摄像头实时看到故障现象并且通过耳机与其现场交流。13.根据权利要求3所述的一种铁路室外施工智能监控系统，其特征在于，当施工人员接近室外要施工的设备时，上位机监控平台通过定位判断就近设备类型以及名称，当施工人员使用腰间nfc识别器识别出具体设备时，上位机监控平台开始播放设备履历以及本次对其施工的任务、步骤以及注意事项。14.根据权利要求3所述的一种铁路室外施工智能监控系统，其特征在于，在施工操作基本完成时，施工监控人员通过视频检查、核对、验收施工结果；完成施工时，可语音告知系统，系统会记录施工持续时间；施工监控人员通过这二项指标对施工人员进行施工打分，系统汇总各个人员以及总的施工时间会本次施工质量进行打分。

技术总结
本发明涉及一种铁路室外施工智能监控系统，该系统包括：前端数据采集子系统，用于采集室外施工环境状况以及施工人员的生命体征、实时位置、施工交互信息；数据链路层，包括用于定位及发送应急短消息的北斗卫星模块的链路、其他实时数据传输的5G通信模块链路，所述北斗卫星模块和5G通信模块分别与前端数据采集子系统连接；上位机监控平台，与数据链路层连接，用于施工中实时监控室外施工人员生命体征及全程高效盯控施工过程。与现有技术相比，本发明可有效保证施工人员的生命安全，提高了施工的质量和效率，有效缩短室外作业时间，节省铁路施工成本等优点。施工成本等优点。施工成本等优点。


技术研发人员：周红伟 罗鑫 吴良成 段士光 程龙 谭艳 范春学 吴春波
受保护的技术使用者：卡斯柯信号有限公司
技术研发日：2023.04.04
技术公布日：2023/7/18