一、システム概要
本務機関車の作業安全防護システムは、本務機関車が駅場と機務区間内で出庫、入庫、転線、トレーラなどの作業を行う中で、停止操車信号、衝突土止め、圧脱輪器、駅境界を越える、無電区に侵入する、機関車衝突などの事故を乗り越えて安全防護を行うシステムである。システムは地上設備と機関車車載設備から構成されている。
システムは機関車の位置、速度などの情報を収集することによって、進路と信号状態を結合し、駅場の高精度股路、分岐、信号機の位置地図に基づいて、図形と音声方式で運転手に現在のリアルタイム駅場情報と機関車の位置を提供し、運転手に目標距離の等級別警告を行う。
システムは北斗衛星差分と衛星盲点の高精度測位技術を採用し、機関車の全地域、全天候の正確な測位を実現する。機関車の位置に関するステーション情報適応プッシュ技術に基づいて、運転手はリアルタイムで作業状況を把握することができ、同時に機関車の作業状況の遠隔監視と早期警報の提示を実現し、本務機関車の作業事故の発生を効果的に防止する。
二、研究開発の背景
現在、全道で運行されている本務機関車は列車を牽引する際に設備制御車を実現しているが、操車作業時には完全に運転手の人為的な地上信号の確認と機関車の操縦によって運行されている。本務機関車の作業は一般的に輸送が忙しい駅や編成場で行われるため、事故が発生すると鉄道輸送に大きな影響を与える。そのため、本務機関車の作業に用いる安全防護システムを開発し、作業事故の発生を減少させ、良好な安全効果と経済効果を有する。
三、設備の構成と機能
システムは地上機器と車載機器で構成されている。そのうち、地上装置は主に北斗地盤増強基地局、UWB測位装置（超広帯域測位システム）、ステーション情報収集処理装置、地図サーバ、MTUPサーバと表示端末から構成されている、車載機器は主にアンテナ、本体、ディスプレイなどで構成されている。車載機器と地上機器との間では、デュアルチャネル（移動/電気通信/通信）4 G伝送方式を用いてデータをリアルタイムで伝送する。
北斗地盤増強基地局と衛星盲点の高精度測位技術（機関車が風雨棚の下に衛星信号がない場合に使用）は、機関車の正確な測位を実現し、測位精度は30 cm未満で、高精度ステーションマップと結合することで機関車が走行する股路とリアルタイム位置を正確に判別し、それによって現在の進路状況（赤光帯と白光帯）と信号状態をマッチングする。
ステーション情報収集処理設備と地図サーバーはMTUP安全プラットフォームとCTC設備インタフェースを通じて、機関車の進路情報と信号状態を収集する、そして、予め設置された終端線の土手、駅境界標識、接触網終点標識、脱線器の位置と状態などの情報を、リアルタイムの駅場図形で車載機器にプッシュする。
地上表示端末は、ステーション情報収集設備とのインタフェースを通じて、管内のステーション信号状態と株式道路情報をリアルタイムに表示し、管内の機関車の運行と位置状態を集中的に表示することができる。

車載機器はリアルタイムに地上機器情報を受信し、地上サーバとデータのやり取りを行うことができ、地上サーバがプッシュするステーション、走行、位置などの情報をディスプレイを通じてドライバーにグラフィカルに表示することができ、同時に予め設定された閾値に基づいて音声警報提示を行うことができる。

四、技術解決方案
1.ステーション総合データ収集及び伝送
ステーションフィールド総合データ収集はCTCインタフェースを通じて取得され、データ内容は：ステーションフィールド信号機状態データ、分岐定逆位情報データ、進路光バンド情報データを含む。これらのデータは、カプセル化された後、情報サーバに送信されます。各レベルの監視センターは、サーバにアクセスすることで、お客様に関連するデータを取得できます。車載機器位置情報に基づいて、それに関連する位置、ステーション、信号表示などの情報を車載機器にプッシュする。
2.高精度ステーションマップ
ステーションフィールドの高精度株道地図は専用のサーバに保存され、ライセンスクライアントを使用してリモートで地図の追加、更新、メンテナンス、管理を行うことができます。すべての車載機器と監視センターはリアルタイムで地図データをダウンロードすることができる。
3.床高精度位置決め
北斗地盤増強基地局は沿線の適宜駅に設置され、そのカバー範囲は半径30 Kmの地域である。車載機器は、基地局サーバにアクセスすることにより、最も近い基地局からの差分データを取得する、駅の大きな全体式風雨棚に対して、必要に応じてUWB高精度測位設備を設置し、全エリアの正確な測位を実現する。
4.車載機器
車載機器はホスト+ディスプレイから構成され、ホストに北斗高精度位置決めモジュールが組み込まれ、デュアルチャネル4 Gネットワーク伝送機能をサポートする。
4.1車載機器の位置決め方案
車載ホストに北斗高精度位置決めモジュールを組み込み、基地局サーバにアクセスすることで差分データを取得するとともに、4 Gネットワークを通じてサーバの差分データを受信し、特定のアルゴリズムを経て、本務機関車の高精度緯度位置データを算出し、このデータはマッチングしたステーション地図、ステーション情報を車載ディスプレイに表示し、状況に応じて警報して提示する。一方、位置サーバに返送することで、地上監視センターなど、全道路網に本務機の高精度な位置を必要とする用途に開放することができ、走行情報ビッグデータの構成部分を構成する。
4.2音声提示放送
地上設備を通じてプッシュされたステーションの総合情報は、目標駐車位置距離と結合し、段階的な提示音を通じて運転手に警告する。