[發明專利]鐵路平交道口主動安全預警系統及方法

有效

• 申請號: 201811289478.5
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109367588B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 王旭;牛磊;李江晨
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B61L29/28
• 分類號: B61L29/28
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

1.一種鐵路平交道口主動安全預警系統，其特征是：包括安裝在平交道口旁的道路終端以及安置于列車和道路使用者上的移動終端，其中：

所述道路終端包括：

欄木機控制信息采集模塊，被配置為采集所述平交道口的各個方向欄木機的控制信號； 所述移動終端包括：

控制模塊，被配置為根據列車和道路使用者實際位置概率密度函數和欄木機控制狀態概率密度函數，利用碰撞概率評估模型，計算碰撞概率，計算道路使用者距離欄木機的相對距離，而不是距離列車的相對距離；計算列車和道路使用者的位置概率外，欄木機狀態概率也應考慮在概率模型中，并考慮道路使用者反應行為、通訊延遲、定位準確性及道口控制設備信息量化碰撞概率；當碰撞概率大于設定值時下發相應的預警信息；所述控制模塊控制GPS信息采集模塊采集道路使用者的速度和位置數據，控制信息儲存模塊儲存所述數據，并且控制專用短時通信模塊與其他設備組成無線自組網絡并進行數據發布與接收，調用所述信息儲存模塊中的算法進行計算，計算發生撞車事故的可能性P，當P大于閾值時，激活移動終端的預警模塊進行主動預警；

報警模塊，被配置為接收所述預警信息，并執行相應主動預警動作；

GPS信息采集模塊，被配置為采集列車和使用者的速度和位置信息；

所述道路終端與所述移動終端通過通信模塊組成自組網絡，實現交互信息的無線通訊；

所述道路終端和移動終端均還包括專用短時通信模塊，所述專用短時通信模塊被配置為在設定范圍以內，與其他擁有相同模塊的終端進行無線通訊，并組成自組網絡；當某一終端與原有自組網絡各終端之間距離超過有效通信范圍時，該終端脫離原有移動自組網絡，并通過無線模塊和處于有效通信范圍內的其他車輛組成新的移動自組網絡。

2.如權利要求1所述的一種鐵路平交道口主動安全預警系統，其特征是：所述道路終端欄木機控制信息采集模塊和道口欄木機相連接以采集攔木機控制信息。

3.如權利要求1所述的一種鐵路平交道口主動安全預警系統，其特征是：所述報警模塊包括聲音報警、燈光報警以及圖像畫面報警模塊。

4.如權利要求1所述的一種鐵路平交道口主動安全預警系統，其特征是：所述GPS信息采集模塊采集列車及道路使用者速度、位置及路線信息。

5.如權利要求1所述的一種鐵路平交道口主動安全預警系統，其特征是：所述移動終端包括信息儲存模塊，以儲存GPS信息采集模塊采集的數據及控制模塊中對所述數據進行運算的算法。

6.鐵路平交道口主動安全預警方法，其特征是：包括如下步驟：

當列車行駛至平交道口預警評估范圍以內時，列車或道路使用者上的移動終端和道路終端組成自組網絡，通過相互發布與接收數據進行無線通訊；

道路使用者的移動終端接收列車移動終端中位置數據及道路終端中的平交道口數據，通過道路使用者實際位置概率密度函數和欄木機控制狀態概率密度函數，利用碰撞概率評估模型，計算碰撞概率；

當所述碰撞概率大于閾值時，激活道路使用者的移動終端報警模塊進行預警并顯示需等待時間。

7.如權利要求6所述的鐵路平交道口主動安全預警方法，其特征是：道路使用者的實際位置概率密度函數表示為：

其中，δ_u,x及δ_u,y為道路使用者的位置數據的標準差，為道路使用者在t時間后的位置，x_u及y_u為GPS采集到的道路使用者位置坐標；所述欄木機控制狀態概率密度函數表示為：

f(p_g,t)＝F(Y)

其中，Y＝d_r2g,t-v_r,t·T_threshold；d_r2g,t為列車位置與欄木機區域中點的距離；v_r,t為t時間內列車的運行速度；T_threshold為列車到達與欄木機開始運行時刻的時間間隔，該時間間隔為相關標準規定的定值。

8.如權利要求7所述的鐵路平交道口主動安全預警方法，其特征是：所述碰撞概率計算表示為：

為Z_m子路段在t_k時刻上的碰撞概率，t_k＝t₀+kt，k為預測步數，t₀為列車經過設定原點的時間，目標道路Z被分為M個子路段，鐵軌寬度為W_r，道路長度為L，M等于L/W_r，道路使用者寬度為W_u，第m個子路段Z_m定義為x和y坐標軸上分別為到到范圍內的區域。