用于铁路人员安全保障的系统和方法与流程

本公开内容总体上涉及提高在铁路轨道(track)上工作的人员的安全，尤其涉及防止轨道车辆与人员碰撞。

背景技术：

1、轨道交通系统穿过整个大陆，以使得能够在全世界运输和递送乘客和货物。铁路基础设施的典型部件是铺设在无数的地势和地形上的轨道，铁路轨道被设计成承受最恶劣的因素，并且促进机车在整个铁路系统上的分配。由于轨道对危险状况的这种持续的暴露，铁路公司必须在维持轨道完整性方面是警觉的；如果轨道区段受到损害并且损坏或阻塞没有被快速解决，则后果可能是灾难性的。

2、在任何给定的铁路基础设施中存在数百万个部件，并且必须一直维持轨道完整性，以确保货车在轨道上的安全行驶。一些维护工作可以通过单个工作来执行，而其他维护工作可能需要全部机组人员。由于铁路基础设施的巨大规模和总体成本约束，优化人员使用是极其重要的，并且通常工人单独地从事维护项目。

3、在活跃的铁路轨道上工作可能是一项危险的任务，无论是以全体机组人员还是单独工作。由于需要满足期限、递送货物等，在执行具体工作的同时，许多需要维护的轨道仍保持活跃。这样，在人员接近轨道的情况下列车可能直接沿铁轨疾驰，工人一方的一个错误可能是致命的。虽然工人有时可以在有足够的通知的情况下听到和/或看到列车到来以腾出轨道，但是存在太多时候一秒的误判导致铁路上的死亡。这种问题由于阻碍可见性和听觉的天气(例如暴雪、暴雨等)以及单人项目(其中工人不能相互依赖以警告即将来临的列车)而变得复杂。此外，虽然在列车长/工程师在地平线上看到机组人员时即将到来的列车也将试图令喇叭发声，但这并不总是有效的，无论是由于人为错误还是如上文所讨论的其他因素。当工人确实意识到接近的列车时，他们撤退到接近轨道的某处的安全地点。这本身就可能是一个问题——如果工人在桥梁上，工人可能必须穿过相当长的桥以到达安全位置。

4、考虑到这些危险，目前，工人提交关于他们将工作的计划、待执行的工作的日期和时间以及估计的视线距离(例如，从该特定工作位置沿轨道的可见性，例如，使得可以看到列车)，以确保人员至少考虑到总的距离和/或反应时间。然而，当考虑所有相关因素(包括地理、轨道曲率、海拔、气候等)时，这本质上是徒劳的尝试——准确地估计视线距离几乎是不可能的。另外，视线距离估计不能解决充分通知轨道人员即将到来的列车的问题。作为附加的说明，保持列车移动以满足调度和递送时间线的需要通常意味着人员即使在列车入站的情况下也需要继续他们的工作，以使延迟最小化。这样的效率问题必须与安全相平衡，以确保安全且有效益的工作环境。

技术实现思路

1、本公开内容实现作为一种用于提高人员安全的系统和方法的技术优势，所述系统和方法能够考虑即将到来的铁轨车辆的紧迫性而生成具有不同的严重级别的警报。当向警报分配严重级别时，该系统可以考虑车辆距离、速度和接近时间的变化。该系统可以接收可以指示客户端和/或车辆定位的数据，并且可以进一步利用这样的数据来预报车辆位置和接近阈值满足时间，例如以使得能够向未主动连接到网络的客户端生成警报。该系统可以进一步利用客户端、车辆或两者周围的一个或多个地理围栏，以便于严重级别分配和警报生成。

2、本公开内容解决以下技术问题：提供一种人员警报系统，其被配置为在对生成的警报按优先级排列(prioritize)时考虑车辆位置。本公开内容可以根据接收到的位置和划分数据，考虑地理、铁轨曲率、气候等来确定视线距离。本公开内容还可以在具体工人/客户端位置周围建立一个或接近阈值，并且可以进一步利用接收到的定位数据来确定车辆是否落入特定接近阈值内。本公开内容可以生成地理围栏和预报地理围栏相交(intersections，相交部)，并且进一步基于与预报的地理围栏相交相关的时间阈值来改变生成的警报的严重级别。本公开内容可以接收和传输大量数据，生成客户端地理围栏，生成车辆地理围栏，基于网络连接性、预报位置和地理围栏相交来寻求不同的逻辑路径，对位置进行比较以确定接近阈值满足，捕获附近地区(vicinage)数据，检查附近地区数据是否有特定伪影，以及基于所捕获的数据生成专用的警报。这样的专用的处理可以通过以下来提供增加铁路系统运行效率的益处：对警报按优先级排列并且使得人员能够通过准确地确定由于即将到来的列车何时安全地腾出轨道来安全地增加轨道上维护时间。

3、本公开内容通过实施适于利用和生成与客户端和车辆位置相关的数据以及轨道划分数据的专用算法来改进该系统本身的性能和功能。该系统可以根据时间、速度和接近度考虑因素来分配与接收到的定位数据(和/或预报的位置)相关的严重级别。相比之下，传统的系统无法为在轨道上工作的铁路人员提供足够的警报生成，并且就任何提供这样的功能的系统而言，这样的系统简单地依赖于通常不完整的数据，并且在没有基于反馈值调整值以考虑例如接近阈值、时间阈值、地理围栏生成和/或相交和/或车辆接近的紧迫性的情况下假定统一条件，从而导致不正确地对警报按优先级排列，所述不正确地对警报按优先级排列可以导致向轨道人员不充分的通知同时降低运行效率。

4、所公开的安全保障系统可以包括与数据库、客户端和主动列车控制(ptc，positive train control)系统可操作通信的服务器。安全保障系统还可以与多个传感器、仪表、接收器、收发器、摄像机、警报器、扬声器、灯或被设计成测量距离、定位(position)、位置(location)和/或捕获和/或接收与轨道相关的数据的任何其他合适的设备或机构可操作连接。安全保障系统可以生成包含相关数据的记录，包括车辆身份、车辆速度、车辆方向、工作时间和日期、接近阈值满足和/或地理围栏相交的时间和日期、安全计划数据、划分数据和/或任何其他相关数据。

5、本公开内容的一个目的是提供一种用于例如通过生成具有所分配的且不同的严重级别的警报来提高人员安全的系统。本公开内容的另一个目的是提供一种用于向人员警报即将到来的列车的方法。通过至少以下实施方案提供这些和其他目的。

6、在一个实施方案中，一种用于铁路轨道人员安全的系统可以包括：具有第一数据库的存储器，所述第一数据库具有与客户端、车辆和铁路轨道相关的数据、阈值和规格(specification，规范)；以及计算机处理器，所述计算机处理器能够操作地耦接到所述存储器并且能够执行机器可读指令以执行程序步骤，所述程序步骤包括：通过加密网络接收接近铁路轨道区段的客户端的定位；通过所述加密网络接收接近所述铁路轨道区段的车辆的定位；经由所述处理器在所述客户端的至少一部分周围生成客户端地理围栏；经由所述处理器在所述车辆的至少一部分周围生成车辆地理围栏；如果所述车辆地理围栏与所述客户端地理围栏相交，则经由所述处理器生成警报。其中，所述程序步骤还可以包括：确定是否满足时间阈值；如果不满足所述时间阈值，则向至少一个警报分配第一严重级别；以及如果满足所述时间阈值，则向至少一个警报分配第二严重级别。其中，所述程序步骤还可以包括：将所述客户端的定位与所述车辆的定位进行比较；以及如果满足第一接近阈值，则向所述警报分配第一严重级别。其中，所述程序步骤还可以包括：如果满足第二接近阈值，则生成具有第二严重级别的第二警报。其中，所述程序步骤还可以包括：接收附近地区数据；检查所述附近地区数据是否有一个或多个伪影；以及如果检测到一个或多个伪影，则经由所述处理器生成第二警报。其中，所述车辆可以是列车。

7、在另一个实施方案中，一种用于生成警报以提高人员安全的系统可以包括：具有第一数据库的存储器，所述第一数据库具有与设备、车辆和列车轨道相关的数据、阈值和规格；警报设备，所述警报设备包括无线收发器和感觉通信器(sensory communicator，感官通信器)；以及计算机处理器，所述计算机处理器能够操作地耦接到所述存储器和所述警报设备，其中，所述处理器能够执行机器可读指令以执行程序步骤，所述程序步骤包括：通过加密网络接收接近铁路轨道区段的客户端的定位；通过所述加密网络接收接近所述铁路轨道区段的车辆的定位；确定所述客户端与所述车辆之间的轨道距离；确定所述轨道距离是否满足第一接近阈值；如果满足所述第一接近阈值，则生成具有第一严重级别的第一警报并且将所述警报中继到所述警报设备；确定所述轨道距离是否满足第二接近阈值；以及如果满足所述第二接近阈值，则生成具有第二严重级别的第二警报并且将所述第二警报中继到所述警报设备。其中，所述程序步骤还可以包括：接收划分数据；使用所述划分数据确定地理围栏半径；以及使用所述警报设备生成地理围栏。其中，所述程序步骤还可以包括：向至少一个客户端传输所述第一警报和所述第二警报。其中，所述警报设备可以接近铁路轨道。其中，所述车辆可以是列车。其中，所述感觉通信器可以包括触觉反馈。其中，所述感觉通信器可以包括声音生成器。其中，所述感觉通信器可以包括视觉指示器。

8、在另一个实施方案中，一种用于提高人员安全的方法可以包括：将警报设备定位成接近铁路轨道；经由所述警报设备接收来自所述铁路轨道上的车辆的信号；确定信号强度；如果满足信号强度阈值，则经由所述警报设备生成警报。在另一个实施方案中，该方法还可以包括以下步骤：确定警报设备定位；确定车辆定位；确定所述警报设备与所述车辆之间的轨道距离；以及如果所述轨道距离满足接近阈值，则经由所述警报设备生成警报。

9、在另一个实施方案中，本公开内容可以包括警报装置，所述警报装置包括：支撑构件，所述支撑构件具有第一端和第二端；感觉通信器，所述感觉通信器能够操作地耦接到所述支撑构件，所述感觉通信器包括至少一个声音生成器和至少一个视觉指示器；无线收发器，所述无线收发器能够操作地耦接到所述支撑构件；以及控制器，所述控制器能够操作地耦接到所述支撑构件并且能够执行机器可读指令以执行程序步骤，所述程序步骤包括：在所述警报设备的至少一部分周围生成地理围栏；接收车辆定位；使用所述地理围栏和所述车辆定位确定是否满足第一接近阈值；如果满足所述第一接近阈值，则生成具有第一严重级别的第一警报，并且经由所述感觉通信器中继所述第一警报；使用所述地理围栏和所述车辆定位确定是否满足第二接近阈值；以及如果满足所述第二接近阈值，则生成具有第二严重级别的第二警报，并且经由所述感觉通信器中继所述第二警报。其中，所述程序步骤还可以包括：接收划分数据；以及使用所述划分数据确定地理围栏半径。其中，所述视觉指示器可以在所述支撑构件的所述第一端附近耦接到所述装置。其中，所述第二端可以被配置为将所述装置稳定在直立姿势。