軌道電路行車安全監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及監(jiān)測系統(tǒng)，具體是涉及一種能對洪水、泥石流災(zāi)害及鐵軌斷裂進行監(jiān)測與報警的軌道電路行車安全監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來隨著鐵路的快速發(fā)展，鐵路安全越來越受到人們的重視，鐵路災(zāi)害的檢測與報警也成為越來越重要的課題。目前對于雨季的鐵路防洪防澇及地處山區(qū)的泥石流地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)地區(qū)，如果仍采用工作人員逐段巡檢排查的傳統(tǒng)方法，將需消耗大量的人力資源，且具有效率不高、不能實時監(jiān)測與報警的缺陷，尤其在偏遠地區(qū)雨季的夜間時，將需要更頻繁的巡檢，這時難度將大大增加。
[0003]目前的報警裝置如GPS位移檢測、近景攝影技術(shù)檢測等存在以下不足:
O需在原有的設(shè)備上添加較多的外圍設(shè)備，成本較高。
[0004]2)功能化單一，往往只能檢測某一種自然災(zāi)害。
[0005]3)抗干擾能力弱，易受到非災(zāi)害因素的影響，造成誤報，浪費人力物力；同時其中有些檢測技術(shù)還具有操作復(fù)雜、無法及時傳輸災(zāi)情相關(guān)信息的缺點。
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的在于提供一種可以實時監(jiān)測軌道電路行車是否安全并能發(fā)現(xiàn)斷軌、洪水及泥石流災(zāi)害，使用安全、工作穩(wěn)定、操作簡單、成本低、使用壽命長的軌道電路行車安全監(jiān)測系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
一種軌道電路行車安全監(jiān)測系統(tǒng)，特征是:包括傳感器檢測模塊、信號處理模塊、射頻信號發(fā)射機和信號接收處理模塊，其中:
傳感器檢測模塊包括智能應(yīng)答器、信號機、水位報警裝置和防護網(wǎng)模塊，信號處理模塊包括微控制器和匯聚節(jié)點，信號接收處理模塊包括信號接收裝置和報警裝置；匯聚節(jié)點將傳感器檢測模塊所采集的信號傳輸給微控制器，微控制器經(jīng)過邏輯判斷后，若達到報警條件，微控制器將傳感器檢測模塊采集到的信號通過射頻信號發(fā)射機，以GSM無線網(wǎng)絡(luò)的方式傳輸至安裝在車站調(diào)度室的信號接收裝置和火車駕駛室里的信號接收裝置，信號接收裝置和報警裝置連接。
[0008]防護網(wǎng)模塊為安裝在防護網(wǎng)上用于檢測泥石流災(zāi)害的振動傳感器。
[0009]信號接收裝置是基于GSM-R系統(tǒng)的通信接收裝置。
[0010]水位報警裝置包括頂板、外殼、出水口、浮漂、進水口和觸點，其中:在筒形的外殼的底部設(shè)有網(wǎng)格狀的進水口，中部為柵欄狀的出水口，在外殼內(nèi)設(shè)有浮漂，在浮漂的上表面貼有用于導(dǎo)電的鋁箔，兩開關(guān)觸點放置在頂板下的一個小圓柱體的底部，上表面的鋁箔能同時與兩個觸點接觸，將兩個觸點導(dǎo)通。
[0011]傳感器檢測模塊中的四種測量裝置協(xié)同檢測軌道電路安全，檢測情況分為以下五種狀態(tài): 1、智能應(yīng)答器檢測到火車通過的信號，信號機因軌道電路中電流減小不足以維持繼電器工作，信號機顯示為紅燈，水位報警裝置未達到閾值，防護網(wǎng)模塊無報警響應(yīng)時，此種情況下為列車經(jīng)過，射頻信號發(fā)射機處于激活狀態(tài)。
[0012]2、智能應(yīng)答器未檢測到火車通過信號，信號機顯示為紅燈，水位報警裝置達到閾值，防護網(wǎng)模塊無報警響應(yīng)時，此種情況下為產(chǎn)生洪水災(zāi)害，射頻信號發(fā)射機處于激活狀
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[0013]3、智能應(yīng)答器未檢測到火車通過信號，信號機顯示為紅燈，水位報警裝置未達到閾值，防護網(wǎng)模塊無報警響應(yīng)時，此種情況下為鐵軌處于斷軌狀態(tài)，射頻信號發(fā)射機處于激活狀態(tài)。
[0014]4、智能應(yīng)答器未檢測到火車通過信號，信號機顯示為綠燈，水位報警裝置未達到閾值，防護網(wǎng)模塊無報警響應(yīng)時，此種情況為軌道電路處于安全狀態(tài)且此種情況為無列車通過，射頻信號發(fā)射機處于休眠狀態(tài)。
[0015]5、智能應(yīng)答器未檢測到火車通過信號，信號機顯示為紅燈，水位報警裝置未達到閾值，防護網(wǎng)模塊有報警響應(yīng)時，此種情況下為產(chǎn)生泥石流災(zāi)害，射頻信號發(fā)射機處于激活狀態(tài)。
[0016]軌道電路的五種檢測狀態(tài)，均為基于軌道電路中的信號機檢測行車軌道是否安全，當軌道電路檢測到行車軌道處于非安全狀態(tài)，即信號機顯示為紅色，再根據(jù)其他輔助傳感器:水位報警裝置、防護網(wǎng)模塊、智能應(yīng)答器，判斷出軌道處于火車通過狀態(tài)或災(zāi)害發(fā)生，且能判斷災(zāi)害發(fā)生的種類:鐵軌發(fā)生斷裂、發(fā)生洪水災(zāi)害、發(fā)生泥石流災(zāi)害，便于后續(xù)救援工作的進行。
[0017]智能應(yīng)答器能檢測到火車通過的信號是由于火車經(jīng)過時產(chǎn)生的頻率與智能應(yīng)答器的頻率產(chǎn)生諧振，激活智能應(yīng)答器；信號機顯示紅燈是由于軌道電路短路或開路使得繼電器上的電流不足以繼續(xù)維持繼電器工作，從而使得志號機顯示為紅燈，表示禁止列車通過；水位報警裝置達到閾值是由于浮力作用使得浮漂上升與導(dǎo)通點接觸將觸發(fā)電路導(dǎo)通；防護網(wǎng)模塊有報警響應(yīng)是由于防護網(wǎng)被泥石流沖斷時，使其電路此時處于開路狀態(tài)，向微控制器傳遞報警信息。
[0018]射頻信號發(fā)射機處于激活狀態(tài)時，將向信號接收處理模塊發(fā)送所發(fā)生災(zāi)害種類相關(guān)信息。
[0019]本發(fā)明的主要優(yōu)點如下:
Α、能有效減少巡檢工務(wù)人員的工作量。中國幅員遼闊，地形復(fù)雜，在下雨天氣情況下，往往通過每間隔一段時間派遣人員沿線檢查鐵路，來確保鐵路運行安全。本系統(tǒng)能及時發(fā)現(xiàn)災(zāi)情并發(fā)出警報，將可以在很大程度上減少工務(wù)人員的工作量。
[0020]B、本發(fā)明工作性能穩(wěn)定，成本低，有效地利用了鐵路原有設(shè)備，只添加少量外圍設(shè)備即可完成輔助監(jiān)測，并且只利用原有設(shè)備軌道電路與智能應(yīng)答器即可判斷出行車軌道是否安全，在添加少量外圍設(shè)備以后，還能具體判斷出災(zāi)害種類，且能利用信號發(fā)射裝置將發(fā)生災(zāi)害種類發(fā)送至信號接收處理模塊，完成災(zāi)害報警。
[0021]C、功能多樣化能及時判斷出災(zāi)情的種類，能為災(zāi)害鐵路的搶修工作提供重要信息，減少鐵路事故的發(fā)生。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)框圖；
圖2為本發(fā)明的布局圖；
圖3為本發(fā)明判斷軌道電路狀態(tài)的具體操作流程圖；
圖4為本發(fā)明中水位報警裝置的外部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]【具體實施方式】:
下面列舉以下實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明，但本發(fā)明并不局限于此。
[0024]本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，本發(fā)明由傳感器檢測模塊、信號處理模塊、射頻信號發(fā)射機、信號接收處理模塊共四部分組成。傳感器檢測模塊包括智能應(yīng)答器1、信號機2、水位報警裝置3、防護網(wǎng)模塊4，這四個裝置通過有線方式連接至信號處理模塊，信號處理模塊由匯聚節(jié)點5和微控制器6組成。傳感器檢測模塊所采集的信號先傳輸至匯聚節(jié)點5，匯聚節(jié)點5再傳輸至微控制器6，經(jīng)過微控制器6邏輯判斷后，若行車軌道處于非安全狀態(tài)，將立即發(fā)出該處發(fā)生何種災(zāi)害的報警信息。信號接收處理模塊包括信號接收裝置8和報警裝置9，信號接收裝置8為基于GSM-R系統(tǒng)的通信接收裝置，射頻信號發(fā)射機7發(fā)送信息至車站的調(diào)度室和火車上的信號接收裝置8，信號接收裝置8又與報警裝置9連接，報警裝置9為聲光報警。
[0025]本發(fā)明的系統(tǒng)布局圖如圖2所示，防護網(wǎng)模塊4中的振動傳感器10、11安裝在易發(fā)生泥石流災(zāi)害的路段防護網(wǎng)12上，用于檢測滑坡泥石流災(zāi)害；智能應(yīng)答器I用于檢測是否有火車13通過；信號機2用于檢測軌道是否能通過，并以紅綠燈的形式顯示出來；水位報警裝置3安裝在易發(fā)生積水洪澇的低洼路段，用于檢測洪水災(zāi)害。
[0026]本發(fā)明的水位報警裝置3的外形圖如圖4所示，包括頂板14、外殼15、出水口 16、浮漂17、進水口 18和觸點19，其中:在筒形的外殼15的底部設(shè)有網(wǎng)格狀的進水口 18，中部為柵欄狀的出水口 16，在外殼15內(nèi)還設(shè)有浮漂17，在浮漂17的上表面貼有用于導(dǎo)電的鋁箔21，兩開關(guān)觸點19放置在頂板14下的一個小圓柱體20的底部，小圓柱體20的高度可通過更換小圓柱體20的規(guī)格型號進行改變，通過安裝不同尺寸高度的小圓柱體20，來設(shè)定所需水位高度閾值。浮漂17為一種密度比水小的輕質(zhì)物體，當浮漂17上升，上表面的鋁箔21同時與兩個觸點19接觸，將兩個觸點19導(dǎo)通，即向微控制器傳遞報警信號。
[0027]本發(fā)明處理軌道電路各狀態(tài)信號具體操作流程如圖3所示。在發(fā)生災(zāi)害時，信號發(fā)送裝置7將實時發(fā)送軌道所處狀態(tài)及所處路段位置，及時提醒火車司機和車站調(diào)度人員，以確保行車安全。
【主權(quán)項】
1.一種軌道電路行車安全監(jiān)測系統(tǒng)，特征是:包括傳感器檢測模塊、信號處理模塊、射頻信號發(fā)射機和信號接收處理模塊，其中:傳感器檢測模塊包括智能應(yīng)答器、信號機、水位報警裝置和防護網(wǎng)模塊，信號處理模塊包括微控制器和匯聚節(jié)點，信號接收處理模塊包括信號接收裝置和報警裝置；匯聚節(jié)點將傳感器檢測模塊所采集的信號傳輸給微控制器，微控制器經(jīng)過邏輯判斷后，若達到報警條件，微控制器將傳感器檢測模塊采集到的信號通過射頻信號發(fā)射機，以GSM無線網(wǎng)絡(luò)的方式傳輸至安裝在車站調(diào)度室的信號接收裝置和火車駕駛室里的信號接收裝置，信號接收裝置和報警裝置連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道電路行車安全監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:防護網(wǎng)模塊為安裝在防護網(wǎng)上用于檢測泥石流災(zāi)害的振動傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道電路行車安全監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:信號接收裝置是基于GSM-R系統(tǒng)的通信接收裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道電路行車安全監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:上水位報警裝置包括頂板、外殼、出水口、浮漂、進水口和觸點，其中:在筒形的外殼的底部設(shè)有網(wǎng)格狀的進水口，中部為柵欄狀的出水口，在外殼內(nèi)設(shè)有浮漂，在浮漂的上表面貼有用于導(dǎo)電的鋁箔，兩開關(guān)觸點放置在頂板下的一個小圓柱體的底部，上表面的鋁箔能同時與兩個觸點接觸，將兩個觸點導(dǎo)通。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種軌道電路行車安全監(jiān)測系統(tǒng)，包括傳感器檢測模塊、信號處理模塊、射頻信號發(fā)射機和信號接收處理模塊，傳感器檢測模塊包括智能應(yīng)答器、信號機、水位報警裝置和防護網(wǎng)模塊，信號處理模塊包括微控制器和匯聚節(jié)點，信號接收處理模塊包括信號接收裝置和聲光報警裝置。匯聚節(jié)點將傳感器檢測模塊所采集的信號連入到微控制器，微控制器再經(jīng)過邏輯判斷后，若達到報警條件，微控制器將信號通過射頻信號發(fā)射機，以GSM無線網(wǎng)絡(luò)的方式將信號傳輸至安裝在車站調(diào)度室和火車駕駛室里的信號接收裝置，信號接收裝置又與報警裝置連接。本發(fā)明具有可以實時監(jiān)測軌道電路行車是否安全并能發(fā)現(xiàn)斷軌、洪水及泥石流災(zāi)害，使用安全、工作穩(wěn)定等優(yōu)點。
【IPC分類】B61L23-00, B61L1-00
【公開號】CN104724140
【申請?zhí)枴緾N201510101496
【發(fā)明人】李俊城, 楊云, 楊濟琛, 甘祖泉, 張玉東, 李欣, 吳春芳
【申請人】華東交通大學(xué)
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月9日