本發明涉及鐵路安全系統，尤其是鐵路道口列車接近預警，特別是一種基于分布式光纖道口列車接近實時預警系統及方法。

背景技術：

鐵路是我國國民經濟的大動脈，鐵路運輸在社會經濟發展中起著舉足輕重的作用。與此同時，道路交通發展迅猛，行駛通過道路與鐵路相交的平交道口的機動車輛不斷增多，雖然鐵路運輸企業多年來大力推進道口“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，道路與鐵路的通行矛盾仍然突出，道口的存在對鐵路運輸及人民生命財產安全構成威脅。因此，要確保鐵路運輸安全，必須依靠科技創新，運用先進的裝備，杜絕和大力減少道口事故發生，顯得尤其重要。

目前國內鐵路平交道口的監控設備僅限于距離道口一定距離點對點的監控。如DX-3型道口自動通知信號設備，采用非連續式傳感設備采集列車接近、離去信息，列車接近采用一次通知方式，報警時機采用的是定點報警。而針對不同列車運行速度，道口需要關閉欄桿(門)的時機是不一樣的。采用定點報警的方式，道口作業人員不清楚列車的具體的運行狀態，不能有效地提升工作效率，甚至會存在巨大的安全隱患。且點對點式監控設備需要現場供電，可靠性低。因此，從目前我國平交道口的管理現狀分析，急需一套對鐵路道口管理、作業人員實時顯示列車接近信息的監控設備，以便為管理人員、作業人員高效安全作業提供依據。

分布式光纖傳感器具有抗電磁干擾能力強，非侵入性，高靈敏度，不需要現場供電，可實現分布式測量，耐腐蝕，防爆，光路有可撓曲性，便于與光纖系統連接等優勢。近年來，被廣泛應用于天然氣、石油管道安全監測，橋梁裂紋監測，氣體濃度探測、邊界安防等領域。

技術實現要素：

本發明的目的在于，克服現有道口監控設備冗余，采用點對點式預警，需要現場供電，不能實時顯示列車信息，不能為道口作業人員提供合適的欄桿(門)關擋時機等問題，而提供一種基于分布式光纖道口列車接近實時預警系統及方法。

本發明的技術解決方案如下：一種基于分布式光纖道口列車接近實時預警系統，包括分布式光纖探測系統、監測平臺數據中心、管理終端、道口終端、既有鐵路通信光纜，多個受警道口安裝道口終端；所述的分布式光纖探測系統包括瑞利或布里淵散射的分布式光纖振動與應變傳感器、檢測儀器、模式識別單元，分布式光纖振動與應變傳感器沿著整個鐵軌長度鋪設，所有列車的位置及行進過程中的應變、振動信號由分布式光纖探測系統中分布式光纖振動與應變傳感器中的瑞利或布里淵散射信號給出，并且經過模式識別單元信號處理，得到光纖探測系統覆蓋的鐵軌上的所有列車長度、列車位置、實時行駛速度、列車上下行方向信息，即得到某個空間或時間區間的將通過某道口的列車相對位置信息、相對到達時間、實時行駛速度、接近道口列車長度、列車上下行方向信息；在通信機房連接沿鐵路鋪設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進行實時監控和防護；所述的分布式光纖探測系統通過通信鏈路連接所述的監測平臺數據中心；所述的監測平臺數據中心對各道口進行時間和空間的邏輯區分，將預警信息按照線路允許速度及有關規定預警接近距離與區間，通過通信鏈路準確地傳遞給所述的受警道口道口終端，道口作業人員按照所述的道口終端顯示和提示進行標準化作業，同時相關預警信息傳遞給站段調度監控中心和根據要求傳遞給上一級監控中心的所述的監控終端。

根據上述一種基于分布式光纖道口列車接近實時預警系統進行預警的方法，所述的分布式光纖探測系統包括列車定位的功能，在通信機房連接沿線鋪設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進行實時監控和防護；所述的分布式光纖探測定位儀通過對探測到的信號進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、相對到達時間、實時行駛速度、接近道口列車長度、列車上下行方向等信息進行實時監測，并通過通信鏈路上報給所述的監測平臺數據中心，同時通過邏輯管理，與聲音報警、燈光報警等信息進行聯動；所述的監測平臺數據中心將預警信息按照線路允許速度及有關規定預警接近距離與區間，進行邏輯區分，并根據各個終端的權限，通過通信鏈路準確地傳遞給所述的受警道口，道口作業人員按照所述的道口終端顯示和提示進行標準化作業，同時相關信息傳遞給站段調度監控中心和根據要求傳遞給上一級監控中心的所述的監控終端。所述的其它輔助監控系統可以通過攝像頭實現局部重點區域視頻監控。

分布式光纖探測系統利用既有的通信光纜中的一芯進行探測。

所述的通信鏈路為鐵路專網，可以保障信息傳輸的安全性、可靠性。

所述的監測平臺數據中心包含服務器、中心監測顯示設備等；可以將分布式光纖探測系統即列車定位儀上傳的信息進行邏輯管理，并根據各個終端的權限，向道口終端和監控終端發送相應的預警信息。

所述的監控終端為放置于站段調度監控中心或上一級監控中心，該終端接入鐵路專網。管理人員通過登錄監測平臺數據中心為其分配的賬號，就可以根據該終端的權限查看各個受警道口的列車接近預警信息。

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。道口作業人員通過登錄監測平臺數據中心為其分配的賬號，就可以根據該終端的權限查看當前道口的列車接近預警信息。

所述的其它輔助監控系統可以通過攝像頭實現局部重點區域視頻監控。

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

本發明的有益效果：本發明利用先進的分布式光纖探測和定位技術，對鐵路沿線接近道口列車的運行狀態(距離道口相對位置、到達時間、列車運行的速度、列車的長度、上下行方向等)進行全方位的實時監控和預警，可以根據各個道口的需求以及列車運行速度等信息，分別設置各個道口不同的列車接近報警距離，通過建立網絡化的列車接近安全預警系統，保障我國鐵路道口列車運行監控數據的準確性和可靠性。

1、本發明基于分布式光纖道口列車接近實時預警系統及方法，采用分布式光纖傳感技術，通過模式識別，可以實時監測鄰近道口的列車相對位置信息、相對到達時間、實時行駛速度、接近道口列車長度、列車上下行方向等信息。

2、可以根據各個道口的需求以及列車運行速度等信息，分別設置各個道口不同的列車接近報警距離。

2、采用既有鐵路通信光纜，不需要重新鋪設光纜，減少了施工成本。

3、不需要現場供電，可靠性高。

4、傳感距離長，一套系統可以同時監測多個道口。

5、通信鏈路為鐵路專網，可以保障信息傳輸的安全性、可靠性。

附圖說明

圖1為本發明基于分布式光纖道口列車接近實時預警系統結構框圖。

具體實施方式

下面結合實施例和附圖對本發明作進一步說明，但不應以此限制本發明的保護范圍。

首先請參照圖1，圖1為本發明基于分布式光纖道口列車接近實時預警系統結構框圖。由圖1可見，本發明基于分布式光纖道口列車接近實時預警系統及方法，其特征在于其構成包括分布式光纖探測系統、監測平臺數據中心、管理終端、道口終端、既有鐵路通信光纜、其它輔助監控系統、多個受警道口；所述的分布式光纖探測定位儀，在通信機房連接沿線鋪設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進行實時監控和防護；所述的分布式光纖探測定位儀通過對探測到的信號進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、相對到達時間、實時行駛速度、接近道口列車長度、列車上下行方向等信息進行實時監測，并通過通信鏈路上報給所述的監測平臺數據中心，同時通過邏輯管理，與聲音報警、燈光報警等信息進行聯動；所述的監測平臺數據中心將預警信息按照線路允許速度及有關規定預警接近距離，進行邏輯區分，并根據各個終端的權限，通過通信鏈路準確地傳遞給所述的受警道口，道口作業人員按照所述的道口終端顯示和提示進行標準化作業，同時相關信息傳遞給站段調度監控中心和根據要求傳遞給上一級監控中心的所述的監控終端。所述的其它輔助監控系統可以通過攝像頭實現局部重點區域視頻監控。

所述的分布式光纖探測系統包括對列車的定位，是基于瑞利(或布里淵)散射的分布式光纖振動(應變)傳感器，沿著整個鐵軌長度鋪設，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中即所有列車行進過程中的應變、振動信號，并且經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。并且通過進一步的算法處理，得到光纖探測系統覆蓋的鐵軌上的所有列車長度、列車位置、實時行駛速度、列車上下行方向等信息，可以得到(選擇某個空間或時間區間的)將對鄰近道口的列車相對位置信息、相對到達時間、實時行駛速度、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對這些信息進行綜合分析處理后，形成完整性的判斷，形成預警信息，并將這些預警信息通過通信鏈路上傳到所述的監控平臺數據中心，數據中心將監控信息傳送到不同權限所述的用戶終端；所述的分布式光纖探測系統，安置在鐵路沿線的通信機房中，接入到鐵路既有的通信光纜，并與鐵路內部的通信鏈路連接，分布式光纖探測系統利用既有的通信光纜中的一芯進行探測。所述的監測平臺數據中心將預警信息按照線路允許速度及有關規定預警接近距離與區間，進行邏輯區分，并根據各個終端的權限，通過通信鏈路準確地傳遞給所述的受警道口，道口作業人員按照所述的道口終端顯示和提示進行標準化作業，同時相關信息傳遞給站段調度監控中心和根據要求傳遞給上一級監控中心的所述的監控終端。所述的其它輔助監控系統可以通過攝像頭實現局部重點區域視頻監控。

以上技術方案可以實現一種基于分布式光纖道口列車接近實時預警系統及方法。雖然參照上述具體實施例詳細地描述了本發明，但是應該理解本發明并不限于所公開的實施方式和實施例，對于本專業領域技術人員來說，可對其形式和細節進行各種改變。所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實例而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。