CN100393557C - 机车安全系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机车安全系统和方法，其可以提供一种补偿制动力来防止未经批准的对机车的操作。该安全系统包括：连接到输入装置的安全计算机、验证装置和机车补偿制动器。在从输入装置接收到合适的识别信息和从验证装置接收到相应的验证码之后，安全系统使操作人员能够操作机车。该安全系统还需要在机车工作过程中定期重新输入验证码来阻止补偿制动器的工作。该系统还可以用来在未经批准的操作人员试图操纵或继续操纵机车的时候发送紧急信号向管理部门报警。

Description

机车安全系统和方法

技术领域

本发明涉及机车安全系统，尤其涉及带有安全计算机的机车安全系统，该安全计算机可以通过要求识别信息和对应的验证码来防止未经批准使用机车。

背景技术

机车控制锁定装置在现有技术中是公知的，其用来防止机车被盗并防止未经批准使用机车。这样的锁定装置使用机械锁，其通常与一个方向控制器操纵台制成一体，来防止未经批准的操作人员向前或向后移动机车。这种锁定装置解除锁定通常是通过将一个换向手柄插入位于控制操纵台中的钥匙孔或插座中，连结控制操纵台中的驱动连接装置，从而使操作人员能将机车从空档变成向前或向后的档。但是，换向手柄是通用的，或者在不同机车之间是可以互换的，因此几乎所有的换向手柄可以操纵任何一种机车。结果，遗失的、错放的、偷得的或复制的换向手柄可以被未经批准的人用来开动机车或列车。因此，人们需要一种不能被复制或滥用的安全锁定装置。

发明内容

本发明提供一种机车安全系统和方法，其可以提供一种机车空气制动系统的补偿制动力(penalty brake)来防止未经批准的对机车的操作。在接收到合适的识别信息和对应的验证码之后，安全系统允许操作人员操作机车。当未经批准的操作人员试图操作机车的时候，该安全系统还可以用来提供补偿制动力和/或发送紧急信号来提醒管理部门。

该安全系统包括连接到输入装置的安全计算机、验证装置和能启动机车空气制动系统的补偿制动器的输出装置。安全计算机通过接收从输入装置传来的识别信息和从验证装置传来的验证码来确定操作者的身份。当安全计算机接收到不正确的识别信息或不正确的验证码的时候，输出装置启动补偿制动来阻止对机车的未经批准的操作。在施加了补偿制动力后，安全计算机在接收到从输入装置传来的授权识别信息和从验证装置传来的对应验证码之后就解除补偿制动。

当识别信息被输入到输入装置的时候，安全计算机产生确认操作人员的身份来阻止使用补偿制动所需的一个对应的验证码。接着将一个验证码输入到验证装置中。然后在安全计算机中将验证码与识别信息进行比较，以确定和确认机车操作人员的身份。当输入了正确的验证码与正确的识别信息的时候，安全系统允许操作人员操作机车。

如果需要的话，安全计算机上还可以连接一个发送装置，例如天线，当未经批准的识别信息或验证码进入安全系统中的时候，发送装置用来发送一个紧急信号(distress signal)来警告管理部门有未经批准的操作人员试图操作机车。此外，当遇险的操作人员将一个特殊的验证码输入验证装置的时候，紧急信号也可以从传送装置中发送出去。

一段时间后，安全系统可以指示操作人员重新输入验证数据来确定是否是同一个操作人员在控制机车。如果操作人员在合理的时间内不能输入正确的验证数据，则启动机车停车程序。具体说来，安全系统将接合补偿制动器，并消除机车的牵引力使得机车能停下来。在这期间，如果输入了正确的验证数据，那么停车程序就可以中止，操作人员就可以再次控制机车。

参照下列附图，本发明的这些和其他特征可以通过下面对特定优选实施例的描述而变得更易于理解。

附图说明

图1是一种根据本发明的机车安全系统的示意图；

图2是与图1中的机车安全系统类似的另一个实施例的示意图。

具体实施方式

参照附图1，标号10表示一个用于铁路机车的安全系统，其可以用来当一个未经批准的操作人员试图操作机车的时候阻止这种未经批准使用机车。该安全系统10包括连接到输入装置14上的安全计算机12、验证装置16和机车空气制动系统的补偿制动器18。

补偿制动器18可以是任何在现有技术中公知的类型，其可以气动、机械或电子控制，以便以可控模式提供传统的机车空气制动，使得机车可以完全停止。此外，在补偿制动器18和未示出的发电机磁场接触器之间还连接有一个联锁继电器，当施加了补偿制动之后，该继电器可以消除机车牵引电机的电能。

输入装置14可以包括一个磁性身份证读取器或一个智能卡读取器。输入装置14在接收了一张身份证20之后，就可以读取身份证中所包含的识别信息，并将该信息传送给安全计算机12。如果需要的话，身份证20还可以存有与识别信息对应的加密验证码，该验证码也可以被输入装置读取，并输送给安全计算机12。

验证装置16是一个键盘，在接收到验证码之后，其可以将验证码传送给安全计算机12。验证码最好是一个多位的个人身份号码(PIN)。

安全计算机12的工作是通过将识别信息与产生的所需验证码进行比较，来阻止使用补偿制动器18的，从而使得经过批准的操作人员可以操作机车。所需的验证码可以以两种方式产生。

第一种方法中，所需的验证码由安全计算机12产生。这可以通过向识别信息赋予一个值(也就是，一个校验和)并使用一种算法而将该值转换成所需的验证码，该验证码也是操作人员所知道的。

第二种方法中，安全计算机12对从身份证20接收的加密验证码进行解密来产生所需的验证码。

一旦安全计算机12得知了识别信息和所需的验证码，安全计算机就等待来自验证装置16的授权验证码。当验证码被输入到验证装置16中以后，安全计算机12将从验证装置16中得到的验证码和安全计算机12所产生的所需验证码进行比较。如果匹配，则安全计算机12允许对机车的操作。

如果需要的话，安全计算机12上还可以连接一个发送装置22例如天线。当未经批准的识别信息或验证码进入安全系统10中的时候，发送装置22用来传递从机车传来的紧急信号。此外，当遇险的操作人员将特殊的验证码输入到验证装置16中的时候，紧急信号也可以从传送装置22中传送出去。

当操作人员需要开动机车的时候，他将身份证20插入输入装置14。身份证20中含有的信息被输入装置14读取，然后传送给安全计算机12。一旦信息被安全计算机12接收那么安全计算机就如前面描述的那样，产生所需的验证码，并且通知操作人员将相应的验证码输入到验证装置16中。如果需要的话，安全计算机12可以允许操作人员数次重新输入验证码，以适应操作人员在向验证装置16中输入验证码过程中出现的错误操作。然后从验证装置16产生的验证码就被传送到安全计算机12中，并且与所需的验证码进行比较，以确认操作人员的身份。如果输入了授权的验证码，则安全计算机就允许机车加载，使操作人员可以正常操作机车。

如果不正确的验证码或不正确的识别信息被输入到安全系统10中，则安全计算机就启动补偿制动器18来防止对机车的、未经批准的操作。

一段时间后，安全系统可以指示操作人员向验证装置16中重新输入验证码来确定是否是先前、经批准的操作人员在控制机车。如果操作人员在合理的时间内不能输入正确的验证码，则启动机车停车程序。具体说来，安全系统10就将接合补偿制动器18，其最好是，消除机车的牵引力并恰当接合机车的制动器使机车能停下来。在这期间，如果输入了正确的验证码，那么停车程序就可以中止，操作人员就可以再次控制机车。

除了提供补偿制动外，安全系统10还可以根据所接收到的不正确的验证码或不正确的识别信息将紧急信号从发送装置22发送出去，以警告管理当局有未经批准的机车操作。

图2表示本发明的另一种实施例，其中，安全系统24使用生物验证装置26来取代安全系统10中的键盘验证装置16。生物验证装置26可以包括指纹扫描器、视网膜扫描器、声音识别装置或其他合适的装置。安全系统24还包括连接有输入装置14和补偿制动器18的安全计算机12，它们的功能都与图1中的安全系统10类似。

这样，当安装到机车上的时候，安全系统24以与安全系统10类似的方式工作，无论何时，只要错误的验证码或识别信息被输入到安全系统中，安全计算机12就启动补偿制动器18。一旦施加了补偿制动力，在经过批准的操作人员将授权的识别信息输入到输入装置14，并将相应的生物验证码例如指纹输入到验证装置26中之后，安全计算机12就释放补偿制动器18。在接收到相应的识别信息和生物验证码以后安全系统24释放补偿制动器18，从而允许操作人员操作机车。安全系统24的其他特征和操作如同上述对图1中实施例的介绍。

虽然上面介绍了本发明特定的优选实施例，但应当理解的是在所描述的创新内容的精神和范围内，可以作出很多变化。因此，本发明不应该受所公开的实施例的限定，其保护范围应该由所附权利要求所限定。

Claims (16)

1.一种用来防止未经批准操作机车的安全系统，该系统包括：

指定火车机车的补偿制动器；

连接到输入装置的安全计算机、验证装置和所述机车的补偿制动器；

安全计算机，用来使用该补偿制动器来阻止未经批准操作所述指定机车；

输入装置用来接收操作人员的识别信息，并将该识别信息传递给安全计算机；

验证装置，用来接收一个验证码并将该验证码传递给安全计算机；

安全计算机将上述识别信息和验证码进行比较以确定对所述指定机车的使用是否经过批准；

当所述指定机车的使用被认定为未经批准时，安全计算机用来控制该机车的运动，包括使用该补偿制动器；以及

所述安全系统能够在所述指定机车运动时让该指定机车完全停止。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，识别信息是存储在能被输入装置读取的身份证中的。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，身份证还可以容纳与识别信息对应的加密验证码。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，验证装置是键盘。

5.如权利要求3所述的系统，其特征在于，验证码是生物信息。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，验证装置是生物读取器。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制所述机车的运动是去除机车牵引电机的牵引力，并且使用补偿制动器是施加合适的制动力来防止或停止机车移动。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，安全计算机还连接有一个发射器，其可以在识别信息和验证码不匹配的时候发送紧急信号，所述发射器可在所述指定机车运动时工作。

9.如权利要求1所述的系统，其中所述验证装置用于要求重新输入验证码，如果缺乏该验证码则所述控制机车的运动是去除所述机车的牵引电机的牵引力并使用机车的制动器以由此停止机车的运动。

10.一种防止未经批准使用机车的方法，包括以下步骤：

提供连接到输入装置的安全计算机、验证装置和指定火车机车的补偿制动器；

将操作人员的识别信息输入到输入装置，并将该识别信息传递给安全计算机；

将验证码输入到验证装置，并将该验证码传递给安全计算机；

将上述识别信息与验证码进行比较，如果识别信息和验证码显示有未经批准的操作人员，则使用所述补偿制动器；以及

所述方法能够在所述指定火车机车运动时让该指定机车完全停止。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，包括启动再次验证过程，通知所述指定机车的操作人员在一定时间后向验证装置中重新输入验证码，如果没有输入验证码，则安全计算机使用补偿制动器，所述再次验证过程可在所述机车运动时进行。

12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，当未经批准的识别信息或验证码被输入到安全计算机中，则从发射器发送紧急信号，所述发射器可在所述机车运动时工作。

13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，将加密的验证码输入到输入装置中，并且将加密的验证码传送给安全计算机。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，解密该加密的验证码，然后将解密的验证码储存在安全计算机中，以产生储存在安全计算机中的所需的验证码。

15.如权利要求10所述的方法，其特征在于，根据操作人员的识别信息，在安全计算机中产生所需的验证码。

16.如权利要求10所述的方法，还包括通知所述操作人员将验证码重新输入验证装置，以确定该事先授权的操作人员是否在控制机车，如果没有则去除所述牵引电机的牵引力并将机车的制动器投入使用，由此在所述火车机车运动时让该火车机车完全停止。

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