一种列车及其安全防护系统和方法与流程

1.本发明涉及轨道交通技术领域，特别是涉及一种列车及其安全防护系统和方法。


背景技术：

2.目前的轨道交通车辆大多是通过加装前向感知设备进行障碍物检测。但是，由于检测距离有限，使得列车无法了解本车传感器视野范围以外的列车运行环境，即无法提前采取措施，存在安全隐患。
3.特别是在一些铁路关键区域中，当发生危险情况时，由于司机视野受限，便可能无法及时发现危险。即便本车发现危险，也无法将危险类型、位置等通知到其他在该线路运行的，与本车存在碰撞风险的列车。
4.目前的一些地面灾害监测系统可以与地面相关设备联动，例如通过话音调度等方式进行列车行车指挥。同时，车载前向感知设备自主进行列车环境检测并控制列车运行，地面灾害监测系统与车载控制系统并未进行实时联动和数据贯通，导致列车并未按照统一规则运行，影响行车效率。
5.综上所述，如何有效地进行列车安全防护，保障列车运行的可靠性，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种列车及其安全防护系统和方法，以有效地进行列车安全防护，保障列车运行的可靠性。
7.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
8.一种列车的安全防护系统，包括：
9.车载感知系统，用于检测列车的位置信息和列车运行的环境信息，且均发送至云平台，当根据列车运行的环境信息确定出线路存在安全隐患且确定出所述云平台故障时，生成危险预警信息并发送给同线路上的各个后车；
10.地面感知系统，用于检测各个指定位置处的环境信息并进行危险源识别，且将检测到的所述环境信息和危险源识别结果均发送至所述云平台；
11.所述云平台，用于根据所述车载感知系统发送的列车的位置信息和列车运行的环境信息，以及所述地面感知系统发送的各个指定位置处的环境信息和危险源识别结果，进行线路危险预警，得到线路危险预警结果；
12.列车控制系统，用于在列车处于站段区间时，根据所述车载感知系统检测到的列车运行的环境信息进行列车运行的安全防护，在列车处于正线区间时，根据接收到的由所述云平台发送的线路危险预警结果，以及其他列车发送的危险预警信息进行列车运行的安全防护。
13.优选的，所述列车控制系统，具体用于：
14.在列车处于站段区间时，判断列车速度是否小于当前的限定值；
15.如果小于当前的限定值，则判断所述车载感知系统的检测距离是否大于当前的列车制动距离；
16.如果不大于当前的列车制动距离，则降低所述限定值并返回执行所述判断列车速度是否小于当前的限定值的操作；
17.如果大于当前的列车制动距离，则根据所述出车载感知系统检测到的列车运行的环境信息，判断列车运行前方是否存在危险；
18.如果存在危险，则根据危险类型控制列车进行相应级位的制动；
19.在列车处于正线区间时，根据接收到的由所述云平台发送的线路危险预警结果，以及其他列车发送的危险预警信息进行列车运行的安全防护。
20.优选的，所述列车控制系统，还用于：
21.当判断出列车速度不小于当前的限定值时，判断是否接收由所述云平台发送的线路危险预警结果，或者接收到由其他列车发送的危险预警信息；
22.如果否，则维持列车的运行；
23.如果是，则确定出预警位置以及预警位置的危险类型，并判断与所述预警位置的距离是否大于当前的列车制动距离；
24.如果大于当前的列车制动距离，则维持列车的运行；
25.如果不大于当前的列车制动距离，则根据危险类型控制列车进行相应级位的制动。
26.优选的，所述列车控制系统，具体用于：
27.在列车处于站段区间时，根据所述出车载感知系统检测到的列车运行的环境信息进行列车运行的安全防护；
28.在列车处于正线区间时，判断是否接收由所述云平台发送的线路危险预警结果，或者接收到由其他列车发送的危险预警信息；
29.如果否，则维持列车的运行；
30.如果是，则确定出预警位置以及预警位置的危险类型，并判断与所述预警位置的距离是否大于当前的列车制动距离；
31.如果大于当前的列车制动距离，则维持列车的运行；
32.如果不大于当前的列车制动距离，则根据危险类型控制列车进行相应级位的制动。
33.优选的，所述车载感知系统还用于：
34.当检测到与同线路上的后车的间距低于防护报警距离时，发送防护报警至后车，以使所述后车的列车控制系统接收到所述防护报警之后执行相应的控制列车运行的措施；
35.当检测到与同线路上的后车的间距低于防护预警距离时，发送防护预警至后车，以使所述后车的列车控制系统接收到所述防护预警之后执行相应的控制列车运行的措施；
36.其中，所述防护报警距离小于所述防护预警距离。
37.优选的，所述发送防护报警至后车，包括：
38.通过无线通信和二次雷达的方式，同时发送防护报警至后车；
39.所述发送防护预警至后车，包括：
40.通过无线通信和二次雷达的方式，同时发送防护预警至后车。
41.优选的，所述车载感知系统还用于：
42.当接收到同线路上的列车发送的图像共享请求时，将检测到的本列车的位置信息和本列车运行的环境信息发送至所述列车。
43.优选的，所述车载感知系统还用于：
44.当根据列车运行的环境信息确定出线路存在安全隐患时，将确定出的所述安全隐患发送至所述云平台。
45.优选的，所述云平台还用于：
46.根据所述车载感知系统发送的列车的位置信息和列车运行的环境信息，所述地面感知系统发送的各个指定位置处的环境信息，结合线路的历史大数据，通过将不同数据源的数据进行时间同步和空间同步，生成全线路的实时环境全景图；
47.当接收到列车发送的查看请求时，从所述实时环境全景图中选取所述查看请求所指定的内容并反馈至所述列车。
48.一种列车的安全防护方法，包括：
49.车载感知系统检测列车的位置信息和列车运行的环境信息，且均发送至云平台，当根据列车运行的环境信息确定出线路存在安全隐患且确定出所述云平台故障时，生成危险预警信息并发送给同线路上的各个后车；
50.地面感知系统检测各个指定位置处的环境信息并进行危险源识别，且将检测到的所述环境信息和危险源识别结果均发送至所述云平台；
51.所述云平台根据所述车载感知系统发送的列车的位置信息和列车运行的环境信息，以及所述地面感知系统发送的各个指定位置处的环境信息和危险源识别结果，进行线路危险预警，得到线路危险预警结果；
52.列车控制系统在列车处于站段区间时，根据所述车载感知系统检测到的列车运行的环境信息进行列车运行的安全防护，在列车处于正线区间时，根据接收到的由所述云平台发送的线路危险预警结果，以及其他列车发送的危险预警信息进行列车运行的安全防护。
53.一种列车，包括如上述所述的列车的安全防护系统。
54.应用本发明实施例所提供的技术方案，考虑到在站段区间时，由于行车速度慢，因此可以根据车载感知系统检测到的列车运行的环境信息进行列车运行的安全防护。而在列车处于正线区间时，由于行车速度块，因此本技术方案中的列车可以根据接收到的由云平台发送的线路危险预警结果，以及其他列车发送的危险预警信息进行列车运行的安全防护，使得列车能够提早得知危险情况，从而进行相应的安全防护措施，保障行车安全。
55.具体的，车载感知系统可以检测列车的位置信息和列车运行的环境信息，且均发送至云平台。本技术还进行了车载感知系统，地面感知系统以及云平台的信息融合。即地面感知系统也可以检测各个指定位置处的环境信息并进行危险源识别，且将检测到的环境信息和危险源识别结果均发送至云平台，云平台便可以根据车载感知系统发送的列车的位置信息和列车运行的环境信息，以及地面感知系统发送的各个指定位置处的环境信息和危险源识别结果，进行线路危险预警，得到线路危险预警结果。此外，考虑到云平台故障时，如果车载感知系统根据列车运行的环境信息确定出线路存在安全隐患，此时车载感知系统可以生成危险预警信息并发送给同线路上的各个后车，以进一步地保障行车安全。
56.综上所述，本技术通过划分站段区间和正线区间，站段区间时基于列车自身检测的环境信息实现列车的安全防护，正线区间时以其他列车发送的危险预警信息，以及云平台基于各车的车载感知系统以及地面感知系统进行的线路危险预警，实现列车的安全防护，保障了行车的可靠性。
附图说明
57.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
58.图1为本发明中一种列车的安全防护系统的结构示意图；
59.图2为本发明中一种列车的安全防护方法的实施流程图。
具体实施方式
60.本发明的核心是提供一种列车的安全防护系统，通过划分站段区间和正线区间，站段区间时基于列车自身检测的环境信息实现列车的安全防护，正线区间时以其他列车发送的危险预警信息，以及云平台基于各车的车载感知系统以及地面感知系统进行的线路危险预警，实现列车的安全防护，保障了行车的可靠性。
61.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
62.请参考图1，图1为本发明中一种列车的安全防护系统的结构示意图，该列车的安全防护系统可以包括：
63.车载感知系统10，用于检测列车的位置信息和列车运行的环境信息，且均发送至云平台30，当根据列车运行的环境信息确定出线路存在安全隐患且确定出云平台故障时，生成危险预警信息并发送给同线路上的各个后车；
64.地面感知系统20，用于检测各个指定位置处的环境信息并进行危险源识别，且将检测到的环境信息和危险源识别结果均发送至云平台30；
65.云平台30，用于根据车载感知系统10发送的列车的位置信息和列车运行的环境信息，以及地面感知系统20发送的各个指定位置处的环境信息和危险源识别结果，进行线路危险预警，得到线路危险预警结果；
66.列车控制系统40，用于在列车处于站段区间时，根据车载感知系统10检测到的列车运行的环境信息进行列车运行的安全防护，在列车处于正线区间时，根据接收到的由云平台30发送的线路危险预警结果，以及其他列车发送的危险预警信息进行列车运行的安全防护。
67.具体的，各个列车均可以设置有自身的车载感知系统10，车载感知系统10可以包括检测设备，数据分析处理设备以及无线传输设备，该检测设备具体可以包括视觉传感设备，激光雷达，二次雷达，gps等设备。
68.车载感知系统10可以检测列车的位置信息，还可以检测列车运行的环境信息，从而根据检测到的列车运行的环境信息进行线路安全隐患的判断，当然，具体的判断内容和方式可以有多种，可以根据实际需要进行设定和调整。
69.当某个列车的车载感知系统10根据列车运行的环境信息，确定出线路存在安全隐患时，考虑到正常情况下，云平台30也能够确定出该安全隐患，并且反映在云平台得到的线路危险预警结果中，进而云平台30会将线路危险预警结果发送给线路上的相关列车。但本技术进一步的考虑到，部分场合中可能出现云平台30故障的情况，因此车载感知系统10根据列车运行的环境信息确定出线路存在安全隐患且确定出云平台30故障时，会生成危险预警信息并发送给同线路上的各个后车。例如某个列车的车载感知系统10根据列车运行的环境信息，确定出轨道旁存在障碍物，例如该障碍物为落石，虽然不会影响本车的通信，但导致线路存在安全隐患，确定出云平台30故障时，便会生成危险预警信息并发送给同线路上的各个后车。生成的危险预警信息中携带的具体内容可以根据需要进行设定和调整，例如可以包括拍摄到的图像，分析出的危险类型，时间，危险点位置等信息。此外，部分场合中，还可以将危险预警信息发送给云平台30。
70.此外，确定云平台30故障的具体实施方式可以有多种，可以根据实际需要进行设定和调整，例如接收到云平台30发送的故障信息，或者与云平台30失去通信连接等情况，车载感知系统10均会视为确定出云平台30故障。
71.进一步的，在本发明的一种具体实施方式中，车载感知系统10还可以用于：
72.当根据列车运行的环境信息确定出线路存在安全隐患时，将确定出的安全隐患发送至云平台30。该种实施方式中考虑到车载感知系统10直接将将确定出的安全隐患发送至云平台30，可以使得云平台30得到更为准确的线路危险预警结果。
73.地面感知系统20可以包括布置在轨旁的地面智能感知识别设备，数据分析处理节点，以及无线传输设备。布置在轨旁的地面智能感知识别设备，具体的布置位置以及设备类型可以根据需要进行设定和选取，例如在轨道正线区间、隧道口、道岔、平交道口等关键区域步骤了视觉设备、激光雷达、二次雷达、电子标签、应答器等设备，可以采集轨道的施工信息、道口入侵、异常天气等信息。
74.本技术的方案中，通过地面感知系统20检测各个指定位置处的环境信息并进行危险源识别，例如危险源识别结果是某个检测位置处出现了山体滑坡。并且，可以将检测到的环境信息和危险源识别结果均发送至云平台30。实际应用中，可以优先发送危险源识别结果，环境信息作为检测的源数据，可以在发送危险源识别结果之后再发送，以保障危险源识别结果可以第一时间发送至云平台30。
75.云平台30可以接收各个列车的车载感知系统10发送的该列车的位置信息以及该列车的运行的环境信息。并且，还可以接收地面感知系统20发送的各个指定位置处的环境信息和危险源识别结果，从而进行数据的综合分析，实现线路危险预警，得到线路危险预警结果，例如得到线路危险预警结果为某个位置存在障碍物影响列车通行的风险。
76.此外可以理解的是，由于云平台30的计算资源较多，因此，云平台30采用的危险预警的策略可以设置地较为复杂，以便得到更为准确的线路危险预警结果，也可以分析出一些由车载感知系统10和地面感知系统20自身难以快速察觉的危险隐患。
77.云平台30得到线路危险预警结果之后，可以将得到的线路危险预警结果告知相关
列车，例如将可能通过危险预警位置的列车均视为该危险相关的列车。
78.在本发明的一种具体实施方式中，云平台30还可以用于：
79.根据车载感知系统10发送的列车的位置信息和列车运行的环境信息，地面感知系统20发送的各个指定位置处的环境信息，结合线路的历史大数据，通过将不同数据源的数据进行时间同步和空间同步，生成全线路的实时环境全景图；
80.当接收到列车发送的查看请求时，从实时环境全景图中选取查看请求所指定的内容并反馈至列车。
81.该种实施方式考虑到，云平台30可以得到各个列车的车载感知系统10发送的列车的位置信息和列车运行的环境信息，以及地面感知系统20发送的各个指定位置处的环境信息，再结合线路的历史大数据，即结合云平台30存储的本条线路的基本地图，便可以生成全线路的实时环境全景图，并且可以实时更新。
82.此外，考虑到数据源不同，因此在生成全线路的实时环境全景图时，需要将不同数据源的数据进行时间同步和空间同步。此外需要说明的是，在实际应用中，由于车载感知系统10和地面感知系统20都具有一定程度的数据分析处理能力，因此，车载感知系统10和地面感知系统20通常都会将自身检测到的各项数据进行时间同步和空间同步，例如车载感知系统10可以将自身检测到的图像数据和雷达点云进行时间同步和空间同步。这样云平台30便只需要对不同列车的车载感知系统10发送的数据以及地面感知系统20发送的数据进行时间和空间同步，即可以一定程度上降低云平台30的工作量。当然，部分场合中，云平台30的计算资源较为充裕时，也可以设置为统一交由云平台30进行同步，并不影响本发明的实施。
83.由于生成了全线路的实时环境全景图，因此，当接收到列车发送的查看请求时，可以从实时环境全景图中选取查看请求所指定的内容并反馈至列车，例如列车在站台停车时，或者在开阔路段平稳运行时，司机希望查看前方的关键路段的图像，便可以发送查看请求至云平台30，以得到云平台30反馈的图像，有利于司机更为清楚地得知该关键路段的当前具体情况，进一步地提高了列车的行车安全性。
84.此外，在实际应用中，除了向云平台30请求进行相应路段的图像查看，还可以向线路上的其他列车发送请求，以查看其他列车实时拍摄的图像，进一步地提高了方案的灵活性，保障了列车的行车安全性。即在本发明的一种具体实施方式中，列车的车载感知系统10还可以用于：当接收到同线路上的列车发送的图像共享请求时，将检测到的本列车的位置信息和本列车运行的环境信息发送至该列车。可以看出，该种实施方式可以实现车与车之间的图像共享。
85.本技术的列车控制系统40，考虑到列车处于站段区间时，由于车速较低，因此是以本车的检测数据为主实现安全防护，即根据车载感知系统10检测到的列车运行的环境信息进行列车运行的安全防护。当然，具体实现的安全防护策略可以根据需要进行设定和调整。
86.例如在本发明的一种具体实施方式中，列车控制系统40，具体用于：
87.在列车处于站段区间时，判断列车速度是否小于当前的限定值；
88.如果小于当前的限定值，则判断车载感知系统10的检测距离是否大于当前的列车制动距离；
89.如果不大于当前的列车制动距离，则降低限定值并返回执行判断列车速度是否小
于当前的限定值的操作；
90.如果大于当前的列车制动距离，则根据车载感知系统10检测到的列车运行的环境信息，判断列车运行前方是否存在危险；
91.如果存在危险，则根据危险类型控制列车进行相应级位的制动；
92.在列车处于正线区间时，根据接收到的由云平台30发送的线路危险预警结果，以及其他列车发送的危险预警信息进行列车运行的安全防护。
93.该种实施方式中，确定出列车处于站段区间之后，会先判断列车速度是否小于当前的限定值，这是考虑到即便列车处于站段区间，也可能会有速度较高的情况，而如果速度较高，仅依靠车载感知系统10便可能无法保证行车安全，例如危险源位置超出了车载感知系统10的检测范围，但由于速度较高，当危险源进入车载感知系统10的检测范围之后，列车便来不及制动以规避危险。
94.限定值的具体取值，通常可以基于车载感知系统10的检测距离以及列车的制动能力来设定，即，要使得当车载感知系统10检测到危险时，以列车的制动能力，可以将车速为限定值的列车在接触到危险之前停车。
95.当判断出列车速度小于当前的限定值时，说明车速较低，则可以继续判断车载感知系统10的检测距离是否大于当前的列车制动距离。在通常情况下，车载感知系统10的检测距离会大于当前的列车制动距离，以使得发现危险之后能够及时制动，而如果出现特殊情况，例如当前列车的制动系统部分故障，导致制动能力损失了部分，制动距离增加，则可能出现车载感知系统10的检测距离不大于当前的列车制动距离的情况，因此为了保障行车安全，便需要降低限定值并返回执行判断列车速度是否小于当前的限定值的操作。降低了限定值之后，列车在更低的速度下，所需要的制动距离也会缩短，因此可以使得车载感知系统10的检测距离大于当前的列车制动距离。
96.当判断出车载感知系统10的检测距离大于当前的列车制动距离时，便可以根据车载感知系统10检测到的列车运行的环境信息，判断列车运行前方是否存在危险，如果存在危险，则根据危险类型控制列车进行相应级位的制动，可以理解的是，对于越危险的情况，制动级位可以设置地越高。
97.进一步的，在本发明的一种具体实施方式中，列车控制系统40还可以用于：
98.当判断出列车速度不小于当前的限定值时，判断是否接收由云平台30发送的线路危险预警结果，或者接收到由其他列车发送的危险预警信息；
99.如果否，则维持列车的运行；
100.如果是，则确定出预警位置以及预警位置的危险类型，并判断与预警位置的距离是否大于当前的列车制动距离；
101.如果大于当前的列车制动距离，则维持列车的运行；
102.如果不大于当前的列车制动距离，则根据危险类型控制列车进行相应级位的制动。
103.如上文的描述，即便列车处于站段区间，也可能会有速度较高的情况，而如果速度较高，仅依靠车载感知系统10便可能无法保证行车安全，因此，该种实施方式中，在判断出列车速度不小于当前的限定值时，会判断是否接收由云平台30发送的线路危险预警结果，或者接收到由其他列车发送的危险预警信息。
104.也就是说，该种实施方式中，对于站段区间，是以列车自身的车载感知系统10为主，以云平台30发送的线路危险预警结果，以及其他列车发送的危险预警信息为辅，实现列车的安全防护，以有效地应对站段区间咽喉区多，路况复杂的情况。站段区间的具体范围可以根据需要进行设定和调整，例如库内发车区域，回库停车区域，各个站台区域等均可以设置为站段区间。
105.如果没有接收到由云平台30发送的线路危险预警结果，也没有接收到由其他列车发送的危险预警信息，便可以维持列车的运行。
106.如果接收到由云平台30发送的线路危险预警结果，和/或接收到由其他列车发送的危险预警信息，则可以继续判断与预警位置的距离是否大于当前的列车制动距离，如果大于当前的列车制动距离，说明距离危险位置尚有一段距离，因此可以维持列车的运行，当然，司机也可以进一步地查看预警位置的详细情况，例如查看预警位置的图像，以便确认是否能够让列车通行，还可以与地面相关工作人员交流，确定相关处理方案。
107.而如果与预警位置的距离不大于当前的列车制动距离，为了保障行车安全，便需要根据危险类型控制列车进行相应级位的制动。
108.在本发明的一种具体实施方式中，列车控制系统40，具体用于：
109.在列车处于站段区间时，根据车载感知系统10检测到的列车运行的环境信息进行列车运行的安全防护；
110.在列车处于正线区间时，判断是否接收由云平台30发送的线路危险预警结果，或者接收到由其他列车发送的危险预警信息；
111.如果否，则维持列车的运行；
112.如果是，则确定出预警位置以及预警位置的危险类型，并判断与预警位置的距离是否大于当前的列车制动距离；
113.如果大于当前的列车制动距离，则维持列车的运行；
114.如果不大于当前的列车制动距离，则根据危险类型控制列车进行相应级位的制动。
115.该种实施方式中，考虑到正线区间的车速较高，因此主要由其他列车发送的危险预警信息以及云平台30发送的线路危险预警结果实现列车的安全防护。并且由上文描述可知，车载感知系统10是在确定出线路存在安全隐患且确定出云平台30故障时，会生成危险预警信息并发送给同线路上的各个后车。因此，到正线区间时，列车如果接收到其他列车发送的危险预警信息，说明云平台30故障，相应的，在通常情况下，云平台30正常运行，列车控制系统40通常接收到的是云平台30发送的线路危险预警结果。
116.正线区间的具体范围可以根据需要进行设定和调整，例如可以包括一般正线区域，隧道、道岔等关键区域等等。
117.如果没有接收到由云平台30发送的线路危险预警结果，也没有接收到由其他列车发送的危险预警信息，便可以维持列车的运行
118.如果接收到由云平台30发送的线路危险预警结果，和/或接收到由其他列车发送的危险预警信息，则可以继续判断与预警位置的距离是否大于当前的列车制动距离，如果大于当前的列车制动距离，说明距离危险位置尚有一段距离，因此可以维持列车的运行，当然，司机也可以进一步地查看预警位置的详细情况，例如查看预警位置的图像，以便确认是
否能够让列车通行，还可以与地面相关工作人员交流，确定相关处理方案。而如果与预警位置的距离不大于当前的列车制动距离，为了保障行车安全，便需要根据危险类型控制列车进行相应级位的制动。
119.在本发明的一种具体实施方式中，车载感知系统10还可以用于：
120.当检测到与同线路上的后车的间距低于防护报警距离时，发送防护报警至后车，以使后车的列车控制系统40接收到防护报警之后执行相应的控制列车运行的措施；
121.当检测到与同线路上的后车的间距低于防护预警距离时，发送防护预警至后车，以使后车的列车控制系统40接收到防护预警之后执行相应的控制列车运行的措施；
122.其中，防护报警距离小于防护预警距离。
123.在前文中，主要描述的是进行危险的预警，按照危险类型执行相应级位的制动，该种实施方式中，考虑到列车间距过低，存在相撞的可能性时，是非常危险的情况且危险情况十分明确，误判概率很低。因此，当列车检测到与同线路上的后车的间距低于防护报警距离时，会立即发送防护报警至后车，以使得后车的列车控制系统40接收到防护报警之后执行相应的控制列车运行的措施，例如可以直接选择进行制动，以避免出现两车相撞的情况。
124.此外，当检测到与同线路上的后车的间距低于防护预警距离时，说明存在两车相撞的风险，但防护预警距离高于防护报警距离，因此还有较为充足的处理时间。当检测到与同线路上的后车的间距低于防护预警距离时，车载感知系统10会发送防护预警至后车，以使后车的列车控制系统40接收到防护预警之后执行相应的控制列车运行的措施。
125.进一步的，考虑到列车之间进行的无线通信可能存在故障或者通信效果不理想的情况，导致防护报警或者防护预警发送失败，因此在本发明的一种具体实施方式中，发送防护报警至后车，可以具体包括：通过无线通信和二次雷达的方式，同时发送防护报警至后车至后车。相应的，发送防护预警至后车，可以具体包括：通过无线通信和二次雷达的方式，同时发送防护预警至后车。由于通过二次雷达实现了通信的冗余，且二次雷达的稳定性较高，因此可以有效地实现防护报警或者防护预警的发送，避免两车相撞的危险。
126.此外，在其他场合中，对于一些防护报警或者防护预警之外的其他危险信息，也可以同时通过无线通信和二次雷达的方式发送给相关列车，以保障各车的行车安全。
127.应用本发明实施例所提供的技术方案，考虑到在站段区间时，由于行车速度慢，因此可以根据车载感知系统10检测到的列车运行的环境信息进行列车运行的安全防护。而在列车处于正线区间时，由于行车速度块，因此本技术方案中的列车可以根据接收到的由云平台30发送的线路危险预警结果，以及其他列车发送的危险预警信息进行列车运行的安全防护，使得列车能够提早得知危险情况，从而进行相应的安全防护措施，保障行车安全。
128.具体的，车载感知系统可以检测列车的位置信息和列车运行的环境信息，且均发送至云平台。本技术还进行了车载感知系统，地面感知系统以及云平台的信息融合。即地面感知系统也可以检测各个指定位置处的环境信息并进行危险源识别，且将检测到的环境信息和危险源识别结果均发送至云平台，云平台便可以根据车载感知系统发送的列车的位置信息和列车运行的环境信息，以及地面感知系统发送的各个指定位置处的环境信息和危险源识别结果，进行线路危险预警，得到线路危险预警结果。此外，考虑到云平台故障时，如果车载感知系统根据列车运行的环境信息确定出线路存在安全隐患，此时车载感知系统可以生成危险预警信息并发送给同线路上的各个后车，以进一步地保障行车安全。
129.综上所述，本技术通过划分站段区间和正线区间，站段区间时基于列车自身检测的环境信息实现列车的安全防护，正线区间时以其他列车发送的危险预警信息，以及云平台30基于各车的车载感知系统10以及地面感知系统20进行的线路危险预警，实现列车的安全防护，保障了行车的可靠性。
130.相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种列车的安全防护方法，可与上文相互对应参照。
131.参见图2所示，为本发明中一种列车的安全防护方法的实施流程图，包括以下步骤：
132.步骤s201：车载感知系统检测列车的位置信息和列车运行的环境信息，且均发送至云平台，当根据列车运行的环境信息确定出线路存在安全隐患且确定出云平台故障时，生成危险预警信息并发送给同线路上的各个后车；
133.步骤s202：地面感知系统检测各个指定位置处的环境信息并进行危险源识别，且将检测到的环境信息和危险源识别结果均发送至云平台；
134.步骤s203：云平台根据车载感知系统发送的列车的位置信息和列车运行的环境信息，以及地面感知系统发送的各个指定位置处的环境信息和危险源识别结果，进行线路危险预警，得到线路危险预警结果；
135.步骤s204：列车控制系统在列车处于站段区间时，根据车载感知系统检测到的列车运行的环境信息进行列车运行的安全防护，在列车处于正线区间时，根据接收到的由云平台发送的线路危险预警结果，以及其他列车发送的危险预警信息进行列车运行的安全防护。
136.在本发明的一种具体实施方式中，步骤s204包括：
137.在列车处于站段区间时，判断列车速度是否小于当前的限定值；
138.如果小于当前的限定值，则判断车载感知系统的检测距离是否大于当前的列车制动距离；
139.如果不大于当前的列车制动距离，则降低限定值并返回执行判断列车速度是否小于当前的限定值的操作；
140.如果大于当前的列车制动距离，则根据车载感知系统检测到的列车运行的环境信息，判断列车运行前方是否存在危险；
141.如果存在危险，则根据危险类型控制列车进行相应级位的制动；
142.在列车处于正线区间时，根据接收到的由云平台发送的线路危险预警结果，以及其他列车发送的危险预警信息进行列车运行的安全防护。
143.在本发明的一种具体实施方式中，还包括：
144.列车控制系统当判断出列车速度不小于当前的限定值时，判断是否接收由云平台发送的线路危险预警结果，或者接收到由其他列车发送的危险预警信息；
145.如果否，则维持列车的运行；
146.如果是，则确定出预警位置以及预警位置的危险类型，并判断与预警位置的距离是否大于当前的列车制动距离；
147.如果大于当前的列车制动距离，则维持列车的运行；
148.如果不大于当前的列车制动距离，则根据危险类型控制列车进行相应级位的制
动。
149.在本发明的一种具体实施方式中，步骤s204包括：
150.在列车处于站段区间时，根据车载感知系统检测到的列车运行的环境信息进行列车运行的安全防护；
151.在列车处于正线区间时，判断是否接收由云平台发送的线路危险预警结果，或者接收到由其他列车发送的危险预警信息；
152.如果否，则维持列车的运行；
153.如果是，则确定出预警位置以及预警位置的危险类型，并判断与预警位置的距离是否大于当前的列车制动距离；
154.如果大于当前的列车制动距离，则维持列车的运行；
155.如果不大于当前的列车制动距离，则根据危险类型控制列车进行相应级位的制动。
156.在本发明的一种具体实施方式中，还包括：
157.车载感知系统当检测到与同线路上的后车的间距低于防护报警距离时，发送防护报警至后车，以使后车的列车控制系统接收到防护报警之后执行相应的控制列车运行的措施；
158.车载感知系统当检测到与同线路上的后车的间距低于防护预警距离时，发送防护预警至后车，以使后车的列车控制系统接收到防护预警之后执行相应的控制列车运行的措施；
159.其中，防护报警距离小于防护预警距离。
160.在本发明的一种具体实施方式中，发送防护报警至后车，包括：
161.通过无线通信和二次雷达的方式，同时发送防护报警至后车；
162.发送防护预警至后车，包括：
163.通过无线通信和二次雷达的方式，同时发送防护预警至后车。
164.在本发明的一种具体实施方式中，还包括：
165.车载感知系统当接收到同线路上的列车发送的图像共享请求时，将检测到的本列车的位置信息和本列车运行的环境信息发送至目标列车。
166.在本发明的一种具体实施方式中，还包括：
167.车载感知系统当根据列车运行的环境信息确定出线路存在安全隐患时，将确定出的安全隐患发送至云平台。
168.在本发明的一种具体实施方式中，还包括：
169.云平台根据车载感知系统发送的列车的位置信息和列车运行的环境信息，地面感知系统发送的各个指定位置处的环境信息，结合线路的历史大数据，通过将不同数据源的数据进行时间同步和空间同步，生成全线路的实时环境全景图；
170.当接收到列车发送的查看请求时，从实时环境全景图中选取查看请求所指定的内容并反馈至列车。
171.相应于上面的方法和系统实施例，本发明实施例还提供了一种列车，可以包括如上述任一实施例中的列车的安全防护系统。
172.还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个
实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
173.专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
174.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种列车的安全防护系统，其特征在于，包括：车载感知系统，用于检测列车的位置信息和列车运行的环境信息，且均发送至云平台，当根据列车运行的环境信息确定出线路存在安全隐患且确定出所述云平台故障时，生成危险预警信息并发送给同线路上的各个后车；地面感知系统，用于检测各个指定位置处的环境信息并进行危险源识别，且将检测到的所述环境信息和危险源识别结果均发送至所述云平台；所述云平台，用于根据所述车载感知系统发送的列车的位置信息和列车运行的环境信息，以及所述地面感知系统发送的各个指定位置处的环境信息和危险源识别结果，进行线路危险预警，得到线路危险预警结果；列车控制系统，用于在列车处于站段区间时，根据所述车载感知系统检测到的列车运行的环境信息进行列车运行的安全防护，在列车处于正线区间时，根据接收到的由所述云平台发送的线路危险预警结果，以及其他列车发送的危险预警信息进行列车运行的安全防护。2.根据权利要求1所述的列车的安全防护系统，其特征在于，所述列车控制系统，具体用于：在列车处于站段区间时，判断列车速度是否小于当前的限定值；如果小于当前的限定值，则判断所述车载感知系统的检测距离是否大于当前的列车制动距离；如果不大于当前的列车制动距离，则降低所述限定值并返回执行所述判断列车速度是否小于当前的限定值的操作；如果大于当前的列车制动距离，则根据所述出车载感知系统检测到的列车运行的环境信息，判断列车运行前方是否存在危险；如果存在危险，则根据危险类型控制列车进行相应级位的制动；在列车处于正线区间时，根据接收到的由所述云平台发送的线路危险预警结果，以及其他列车发送的危险预警信息进行列车运行的安全防护。3.根据权利要求2所述的列车的安全防护系统，其特征在于，所述列车控制系统，还用于：当判断出列车速度不小于当前的限定值时，判断是否接收由所述云平台发送的线路危险预警结果，或者接收到由其他列车发送的危险预警信息；如果否，则维持列车的运行；如果是，则确定出预警位置以及预警位置的危险类型，并判断与所述预警位置的距离是否大于当前的列车制动距离；如果大于当前的列车制动距离，则维持列车的运行；如果不大于当前的列车制动距离，则根据危险类型控制列车进行相应级位的制动。4.根据权利要求1所述的列车的安全防护系统，其特征在于，所述列车控制系统，具体用于：在列车处于站段区间时，根据所述出车载感知系统检测到的列车运行的环境信息进行列车运行的安全防护；在列车处于正线区间时，判断是否接收由所述云平台发送的线路危险预警结果，或者
接收到由其他列车发送的危险预警信息；如果否，则维持列车的运行；如果是，则确定出预警位置以及预警位置的危险类型，并判断与所述预警位置的距离是否大于当前的列车制动距离；如果大于当前的列车制动距离，则维持列车的运行；如果不大于当前的列车制动距离，则根据危险类型控制列车进行相应级位的制动。5.根据权利要求1所述的列车的安全防护系统，其特征在于，所述车载感知系统还用于：当检测到与同线路上的后车的间距低于防护报警距离时，发送防护报警至后车，以使所述后车的列车控制系统接收到所述防护报警之后执行相应的控制列车运行的措施；当检测到与同线路上的后车的间距低于防护预警距离时，发送防护预警至后车，以使所述后车的列车控制系统接收到所述防护预警之后执行相应的控制列车运行的措施；其中，所述防护报警距离小于所述防护预警距离。6.根据权利要求5所述的列车的安全防护系统，其特征在于，所述发送防护报警至后车，包括：通过无线通信和二次雷达的方式，同时发送防护报警至后车；所述发送防护预警至后车，包括：通过无线通信和二次雷达的方式，同时发送防护预警至后车。7.根据权利要求1所述的列车的安全防护系统，其特征在于，所述车载感知系统还用于：当接收到同线路上的列车发送的图像共享请求时，将检测到的本列车的位置信息和本列车运行的环境信息发送至所述列车。8.根据权利要求1所述的列车的安全防护系统，其特征在于，所述车载感知系统还用于：当根据列车运行的环境信息确定出线路存在安全隐患时，将确定出的所述安全隐患发送至所述云平台。9.根据权利要求1至8任一项所述的列车的安全防护系统，其特征在于，所述云平台还用于：根据所述车载感知系统发送的列车的位置信息和列车运行的环境信息，所述地面感知系统发送的各个指定位置处的环境信息，结合线路的历史大数据，通过将不同数据源的数据进行时间同步和空间同步，生成全线路的实时环境全景图；当接收到列车发送的查看请求时，从所述实时环境全景图中选取所述查看请求所指定的内容并反馈至所述列车。10.一种列车的安全防护方法，其特征在于，包括：车载感知系统检测列车的位置信息和列车运行的环境信息，且均发送至云平台，当根据列车运行的环境信息确定出线路存在安全隐患且确定出所述云平台故障时，生成危险预警信息并发送给同线路上的各个后车；地面感知系统检测各个指定位置处的环境信息并进行危险源识别，且将检测到的所述环境信息和危险源识别结果均发送至所述云平台；
所述云平台根据所述车载感知系统发送的列车的位置信息和列车运行的环境信息，以及所述地面感知系统发送的各个指定位置处的环境信息和危险源识别结果，进行线路危险预警，得到线路危险预警结果；列车控制系统在列车处于站段区间时，根据所述车载感知系统检测到的列车运行的环境信息进行列车运行的安全防护，在列车处于正线区间时，根据接收到的由所述云平台发送的线路危险预警结果，以及其他列车发送的危险预警信息进行列车运行的安全防护。11.一种列车，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的列车的安全防护系统。

技术总结
本申请公开了一种列车及其安全防护系统和方法，应用于轨道交通技术领域，包括：车载感知系统，用于检测列车位置和运行的环境信息，且均发送至云平台，当确定线路存在安全隐患且云平台故障时，生成危险预警信息并发给同线路上的各个后车；地面感知系统，用于检测各个指定位置处的环境信息并进行危险源识别且均发送至云平台；云平台接收的数据进行线路危险预警；列车控制系统，用于在列车处于站段区间时，根据车载感知系统检测到的列车运行的环境信息进行列车运行的安全防护，在列车处于正线区间时，根据接收到的由云平台发送的线路危险预警结果，以及其他列车发送的危险预警信息进行列车运行的安全防护。应用本申请的方案，有效保障了行车安全。保障了行车安全。保障了行车安全。


技术研发人员：杨丽丽 孙传铭 杨亮 张安 马周聪
受保护的技术使用者：中车青岛四方机车车辆股份有限公司
技术研发日：2022.10.31
技术公布日：2023/6/26