CN103112479A - 面向铁路防灾的并行异物侵限监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向铁路防灾的并行异物侵限监测系统，包括异物侵限感测单元、异物侵限检测单元、监控主机单元、控制单元；异物侵限感测单元感测异物侵限信息，传输至异物侵限检测单元；异物侵限检测单元接收异物侵限信息后进行处理，并传输至监控主机单元，监控主机单元储存并处理异物侵限信息，传输控制信息至控制单元，控制单元按控制信息控制列车的停/开。本发明的结构相对简单、成本较低、抗干扰能力强，采用双组感测光纤提高了系统的可用性、安全性和可靠性。利用本发明可以做到不间断监测，在路基变化超过安全范围前，有效预防列车出轨等事故的发生。

Description

面向铁路防灾的并行异物侵限监测系统

技术领域

本发明涉及一种异物侵限监测系统，尤其涉及一种面向铁路防灾的并行异物侵限监测系统，属于防灾减灾技术领域。

背景技术

公路及铁路运输承担陆地上绝大部分的交通运输任务。发达的公路及铁路交通运输网络是任何一个国家或地区实现经济快速发展的先决条件。在公路和铁路沿线，往往有相当多的灾害发生，例如强风、降雪、洪水、地震、火灾、滑坡、落石和路基沉降等。异物侵限也是公路和铁路沿线广泛存在的一种灾害。

异物侵限监测系统是防灾安全监控系统的子系统。其中，异物侵限是指异物（如石块、大块泥土、树木等）侵入道路（如铁路、桥梁、隧道等）或相关对象的安全界限。当发生异物侵限灾害时，异物侵限监测系统检测侵入安全界限的异物，把信号送到列控系统，从而触发列控、联锁系统使列车产生紧急制动，使列车在发生异物侵限事故所对应的闭塞分区外停车。异物侵限监测需要做到不间断监测，才能保证列车安全、高速运行。

现有技术中对异物侵限的监控，主要有电网、光缆、红外线、微波和视频监测等技术手段。其中，双电网检测方式以其安全可靠的特点成为主要的检测手段。一般采用异物入侵时撞裂防护网使防护网电的电网导线开路，通过检测电网的通断来判定是否有异物的侵限。一般情况下，监控室离所监测部位很远，监测信号需要传输很远的距离,造成传输区域往往远远大于所监测的区域，因此,传输区域发生故障（如：干扰、损坏、被盗等）的几率相应较大，若不能将传输区域的故障与监测部位的侵限事件区分开,误报的几率很大。现有的光缆监测方法的布线方式与电网类似，具有不受雷电和电磁干扰等优点,但仍然不能将监测区域的异物侵限事件与传输区域的故障区分开来。

由申请人提交的申请号为201210593832.X的中国发明专利公开了一种面向铁路防灾的隧道异物监测系统，包括现场监测单元和异物监测单元，其中现场监测单元感测隧道口有无异物，并将监测的异物状态信息传输至异物监测单元；异物监测单元接收异物状态信息，并将异物状态信息转化为感测信号，进行存储以及处理。该隧道异物监测系统免去了人工定期巡检，实现了对隧道异物的实时监测，同时相对于传统的刚性电网，更有利于铁路防灾安全监控系统的应用。该隧道异物监测系统可以实现主动防护功能，并且不受电磁干扰、精度高，可以实时在线工作。

发明内容

针对现有技术所存在的不足，本发明所要解决的技术问题在于提供一种面向铁路防灾的并行异物侵限监测系统。该系统能够实时无人监测异物侵限信息，提前预警，有效保证列车出行安全。

为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案：

一种面向铁路防灾的并行异物侵限监测系统，包括：

异物侵限感测单元、异物侵限检测单元、监控主机单元、控制单元；

所述异物侵限感测单元感测异物侵限信息后，传输至所述异物侵限检测单元；

所述异物侵限检测单元接收所述异物侵限信息，处理后传输至所述监控主机单元；

所述监控主机单元储存并处理所述异物侵限信息，传输控制信息至所述控制单元，所述控制单元按照所述控制信息控制列车的停/开。

其中较优地，所述异物侵限感测单元包括光源和感测光纤；

所述感测光纤分别连接光源和所述异物侵限检测单元；

所述光源发出的光信号经过所述感测光纤后传输至所述异物侵限检测单元。

其中较优地，所述感测光纤是柔性光纤。

其中较优地，所述光源是宽带光源。

其中较优地，所述并行异物侵限监测系统还沿铁路设置有围栏，所述感测光纤固定所述围栏上形成光纤围栏。

其中较优地，所述控制单元包括采集驱动模块和继电组合；

所述采集驱动模块分别和所述监控主机单元和所述继电组合连接；

所述采集驱动模块采集所述继电组合的状态并接收所述监控主机单元的控制信息并向所述继电组合发送控制信号。

其中较优地，所述异物侵限监测系统是两组。

其中较优地，所述两组异物侵限感测系统沿铁路轨道两侧布设。

本发明所提供的面向铁路防灾的并行异物侵限监测系统结构简单、成本较低、抗干扰能力强，能实时监测山体滑坡变化信息。本发明还具有高安全性和高可靠性等有益效果。

附图说明

图1是铁路防灾安全监控系统的整体结构示意图；

图2是面向铁路防灾的并行异物侵限监测系统的结构示意图；

图3是并行异物侵限监测系统中，光纤围栏的结构示意图；

图4是并行异物侵限监测系统中，双机热备份方式的示意图。

具体实施方式

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。

本发明提供一种面向铁路防灾的并行异物侵限监测系统，主要应用于铁路防灾安全监控系统中。如图1所示，该并行异物侵限监测系统包括：异物侵限感测单元、异物侵限检测单元、监控主机单元、控制单元；其中，异物侵限感测单元感测异物侵限信息，并将这些异物侵限信息传输至异物侵限检测单元；异物侵限检测单元接收异物侵限信息后做相应的处理，并将处理后的异物侵限信息传输至监控主机单元；监控主机单元储存异物侵限信息并进行处理，然后传输控制信息至控制单元，控制单元按控制信息控制列车的停/开。监控主机单元还将异物侵限信息实时传输至监控终端，监控终端可以实时获取监控主机单元中存储的信息查阅异物侵限状况，以便及时处理险情。本发明不仅可以用于铁路防灾安全监控系统，还可以应用于公路防灾安全监控系统。下面对本发明展开详细的说明。

如图1和图2所示，在本发明的一个实施例中，异物侵限感测单元由光源（图中未示出）和感测光纤42组成。光源优选为宽带光源，用于向传感器实时发出光信号。感测光纤42优选为多个传感器搭建的柔性光纤网，用于实时感测异物侵限信息。该传感器优选光纤传感器，最好选用光纤应力传感器。当然，感测光纤42的传感器不仅限于光纤应力传感器，其他具有同等功能的感测设备仍然可以实现对异物侵限信息的感测。光纤传感器的数量可以根据实际的工程监测需求串联，例如二至数十个。异物侵限感测单元的感测光纤42可以沿着铁路布设。

如图1和图2所示，在本发明的一个实施例中，控制单元包括采集驱动模块和继电组合，采集驱动模块分别和监控主机单元和继电组合连接。采集驱动模块采集继电的状态并接收监控主机单元的控制信息并向继电组合发送控制信号，从而控制列车的停/开。

如图3所示，在本发明的一个实施例中，布设光纤围栏时优选采用将感测光纤42固定在铁路沿线的围栏上，行成光纤围栏。围栏选用铁丝网21，铁丝网21沿铁路沿线安装，围成保护区域。铁丝网21优选用强度大、韧性强的不锈钢铁丝网。铁丝网21每隔一段距离用固定装置固定，固定装置可以选用木桩、钢管、水泥柱22等坚固材料。感测光纤42采用金属扎带固定到铁丝网21和水泥柱22上。感测光纤42优选在两个水泥柱22之间的铁丝网21上铺设呈W形，在水泥柱22上铺设呈O形，有效的感知周界围栏的接触面，从而提升报警效率。当然也可以是其它能够完全感测到防护边界的任意形状。固定完毕后用手晃动感测光纤42，其不能轻易晃动，减少因天气的原因产生的误报。

本发明提供的并行异物侵限监测系统的工作过程是这样的：并行异物侵限监测系统启动后，由光源发出的宽带光信号传输到柔性光纤网上。当有异物侵限时（例如，有入侵、挖掘、破坏等行为产生时），柔性光纤发生形变（入侵者攀爬、踩踏、挤压、振动柔性光纤），光源经过柔性光纤，这些新编信息传输至异物侵限检测单元。异物侵限检测单元检测到的光信号发生变化，根据光信号变化大小感知异物的质量。异物侵限检测单元把接收到的光信号转换为电信号，并把形变信息发送给监控主机单元，监控主机单元将数据存储并加以处理后发送给控制单元。控制单元中的采集驱动模块根据监控主机单元的控制单元的控制信息向继电组合发送驱动命令，继电接受该命令后吸合或落下，控制列车的停/开。监控终端可以实时获取监控主机单元中的异物侵限信息查阅异物侵限状况，判断是否会产生侵害，起到报警作用。当异物质量不超过报警阈值前，感测光纤可以承受形变，异物监测单元将形变信息处理后，本并行异物侵限监测系统把该信息技术展示出来。当监控终端获取的异物侵限信息超过报警阈值（例如2000公斤），感测光纤网形变超限或断裂，并行异物侵限监测系统向监控终端发出告警信息，并可以实时上报或及时安排处理险情。

如图1和图4所示，为了提高整个系统的可用性、安全性、可靠性和感测精确度，本并行异物侵限监测系统优选采用双机热备份模式。监控主机单元1、分别与异物侵限检测单元1、控制单元1、物侵限检测单元1、控制单元1连接；监控主机单元2、分别与异物侵限检测单元1、控制单元1、物侵限检测单元1、控制单元1连接。两组并行异物侵限监测系统中，感测光纤42沿铁路轨道两侧布设，两组感测光纤42实时感测异物侵限信息。当一组感测光纤42发生故障时，可以由另一组感测光纤42进行监测。两套并行异物侵限监测系统完全独立工作，具有抗电磁干扰、精度高、可实时在线工作等优点，保证任意一套并行异物侵限监测系统的故障不会影响整个系统的正常运行。

综上所述，通过采用本并行异物侵限监测系统可以实现对铁路异物侵限信息的无人实时监测。同时，本发明的结构相对简单、成本较低、抗干扰能力强，采用双组多光纤传感器，提高了整个系统的可用性、安全性和可靠性。利用本发明可以做到不间断监测，在路基变化超过安全范围前，有效预防列车出轨等事故的发生。

上面对本发明所提供的面向铁路防灾的并行异物侵限监测系统进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims (8)

1.一种面向铁路防灾的并行异物侵限监测系统，其特征在于包括：

异物侵限感测单元、异物侵限检测单元、监控主机单元、控制单元；

所述异物侵限感测单元感测异物侵限信息后，传输至所述异物侵限检测单元；

所述异物侵限检测单元接收所述异物侵限信息，处理后传输至所述监控主机单元；

所述监控主机单元储存并处理所述异物侵限信息，传输控制信息至所述控制单元，所述控制单元按照所述控制信息控制列车的停/开。

2.如权利要求1所述的并行异物侵限监测系统，其特征在于所述异物侵限感测单元包括光源和感测光纤；

所述感测光纤分别连接光源和所述异物侵限检测单元；

所述光源发出的光信号经过所述感测光纤后传输至所述异物侵限检测单元。

3.如权利要求2所述的并行异物侵限监测系统，其特征在于：

所述感测光纤是柔性光纤。

4.如权利要求2所述的并行异物侵限监测系统，其特征在于：

所述光源是宽带光源。

5.如权利要求2所述的并行异物侵限监测系统，其特征在于：

所述并行异物侵限监测系统沿铁路设置有围栏，所述感测光纤固定所述围栏上形成光纤围栏。

6.如权利要求1所述的并行异物侵限监测系统，其特征在于：

所述控制单元包括采集驱动模块和继电组合；

所述采集驱动模块分别和所述监控主机单元和所述继电组合连接；

所述采集驱动模块采集所述继电组合的状态并接收所述监控主机单元的控制信息并向所述继电组合发送控制信号。

7.根据权利要求1所述的异物侵限监测系统，其特征在于：所述异物侵限监测系统是两组。

8.根据权利要求7所述的异物侵限监测系统，其特征在于：两组异物侵限感测系统沿铁路轨道两侧布设。

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