CN103144651A

CN103144651A - 面向铁路防灾的异物侵限监测系统

Info

Publication number: CN103144651A
Application number: CN2012105805116A
Authority: CN
Inventors: 石华武
Original assignee: Beijing Jiaxun Feihong Electrical Co Ltd
Current assignee: Beijing Jiaxun Feihong Electrical Co Ltd
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2032-12-27
Also published as: CN103144651B

Abstract

本发明公开了一种面向铁路防灾的异物侵限监测系统，包括电源模块、开关模块、电网模块。其中，电源模块用于向电网模块提供电源；电源模块通过开关模块与电网模块连接，开关模块与列控系统连接；电网模块监测异物侵限信息,并控制开关模块的通/断状态，开关模块根据通/断状态向列控系统传输指示信号，列控系统接受指示信号控制列车开/停。本发明可以实现对铁路异物侵限信息的实时监测和无人监测。同时，本发明的结构简单、成本较低，采用双组电网模块和多组落物继电器组合，提高了系统的可用性、安全性和可靠性，可以有效预防列车出轨等事故的发生。

Description

面向铁路防灾的异物侵限监测系统

技术领域

本发明涉及一种异物侵限监测系统，尤其涉及一种通过直流电网监测异物侵限信息，从而实现铁路防灾的监测系统，属于防灾减灾技术领域。

背景技术

公路及铁路运输承担着陆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。公路和铁路沿线往往有相当大的灾害信息，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。

异物侵限监控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，国内外对异物侵限的监控主要有红外对射探测器、视频识别技术和双电网模块检测三种技术手段。其中，双电网模块检测方式以其安全可靠的特点成为主要的检测手段。在该检测方式中，一般采用异物入侵时撞裂防护网使防护网电的电网模块导线开路，通过检测电网模块的通断来判定是否存在异物侵限。目前，经常采用的检测电网模块通断方法是：在源端产生低压的交流信号，经功率放大后输送给远端的电网模块，电网模块回路拉入检测，检测到有交流信号时，认为电网模块导通，无交流信号时认为电网模块断。这些方法都存在自身电路故障或者环境因素，不能准确检测到异物的侵限，存在误报或者不报的问题。

申请人在先提交的申请号为201210172059.X的中国发明专利公开了一种铁路防灾异物侵限监控系统，包括监测点电网模块设备、异物侵限监控子单元、监控主机单元，其中，监测点电网模块设备通过信号传输通道与异物侵限监控子单元连接，异物侵限监控子单元通过数据传输网络与监控主机单元连接，该异物侵限监控子单元包括与监测点电网模块设备通过信号传输通道连接的电网模块，以及用于采集信号传输通道中的检测信号的监控模块。该监控模块通过采集电网模块和监测点电网模块设备之间的每路交流信号的电压幅值和交流频率，来判断信号传输通道、电网模块、监测点电网模块设备的状态，并对异物侵限结果做出分析，从而排除了设备自身故障对异物侵限监控结果的影响，提高了系统的可靠性和可用性。

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异物侵限监测系统。该系统能够实时监测异物侵限信息并告警，有效保证列车的行车安全。

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异物侵限监测系统，包括：电源模块、开关模块、电网模块；

所述电源模块用于向所述电网模块提供电源；

所述电源模块通过所述开关模块与所述电网模块连接，所述开关模块与列控系统连接；

所述电网模块监测异物侵限信息,并控制所述开关模块的通/断状态，所述开关模块根据所述通/断状态向所述列控系统传输指示信号，所述列控系统接受所述指示信号控制列车开/停。

其中较优地，所述异物侵限监测系统还包括轨旁控制器，

所述轨旁控制器用于进行现场实验，模拟所述电网模块的通/断；

所述轨旁控制器与所述电网模块串联。

其中较优地，所述异物侵限监测系统是相互独立的两套系统。

其中较优地，所述电源模块还包括可调电阻，所述可调电阻用于调节所述开关模块的电压；

所述可调电阻与所述电网模块串联。

其中较优地，所述电源模块还包括二极管，所述二极管的正极与所述电源的正极连接，负极与所述电网模块连接。

其中较优地，所述开关模块是继电器组合,所述落物继电器组合至少包括一对继电器。

其中较优地，所述列控系统还包括上行落物继电器和下行落物继电器；

所述上行落物继电器与所述开关模块串联；

所述下行落物继电器与所述开关模块串联。

其中较优地，所述电网模块的正/负两级均串联开关模块。

其中较优地，所述异物侵限监测系统还包括上行临时通车继电器和下行临时通车继电器，

所述异物侵限监测系统的上行线路和下行线路均设置开关模块；

所述上行临时通车继电器、下行临时通车继电器分别与上行线路的开关模块、下行线路的开关模块并联。

其中较优地，所述上行临时通车继电器和下行临时通车继电器还连接驱动板，所述驱动板向所述上行临时通车继电器或下行临时通车继电器发出驱动信号。

本发明所提供的异物侵限监测系统结构简单、成本较低，能实时监测铁路沿线的异物侵限变化信息。本发明不存在因电路本身的故障引起落物继电器误动作的问题，具有高安全性和高可靠性等有益效果。

附图说明

图1是本发明所提供的异物侵限监测系统的整体结构示意图。

图中标号：LWJ1：落物继电器1，LWJ2：落物继电器2，SYWJ：上行异物继电器（列控系统），XYWJ：下行异物继电器（列控系统），SLTJ：上行临时通车继电器，XLTJ：下行临时通车继电器。

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异物侵限监测系统，应用于铁路安全监控系统中。如图1所示，本发明提供的异物侵限监测系统包括：电源模块、电网模块、开关模块。电源模块给电网模块提供电源；开关模块向列控系统传输指示信号；电网模块监测异物侵限信息；列控系统控制列车开/停。电源模块通过开关模块与电网模块连接，开关模块与列控系统连接。电网模块监测异物侵限信息，并控制开关模块的通/断状态，开关模块根据其通/断状态向列控系统传输指示信号，列控系统接受指示信号控制列车开/停。本发明不仅可以用于铁路防灾安全系统，还可以应用于公路交通等防灾安全系统。下面对本发明展开做详细的说明。

如图1所示，本发明中电源模块优选采用直流斩波器（DC/DC）。该直流斩波器可以将24V电源转换成48V的直流电源。48V直流是安全电压，不影响人身安全（参见中华人民共和国国家标准GB4943-200X）。为了满足各种条件下的应用，该电源模块还包括可调电阻。在该电源模块中，直流斩波器与可调电阻串联。该电源模块可以通过可调电阻调节电压，适应异物侵限监测系统在0～15公里的距离范围内开关模块的正常工作。为了防止电网模块和电源模块接反，电源模块与电网模块之间还连接有二极管。二极管的正极与电源模块的正极一端连接，二极管的负极与电网模块连接。

如图1所示，在本发明中，电网模块采用内置双导线的电网模块。该电网模块沿铁路两侧布设，形成电网模块护栏。本异物侵限监测系统启动后，电网模块通电导通，当有异物侵限本系统时，电网模块断开。为了测试本系统的安全性和灵敏度，本发明还包括轨旁控制器，该轨旁控制器上还安装有电网模块试验按钮。电网模块安装布设完毕后，可以用该电网模块实验按钮做现场实验，模拟异物侵限监测系统在遇到异物侵限时电网模块的通断。

为了提高异物侵限监测系统的可靠度，异物侵限监测系统优选采用相互独立的两套系统配合使用。本发明中，如图1所示，异物侵限监测系统的电网模块护栏采用内置双导线的双电网模块。为了保证安全，每个电网模块单独使用电源，电源模块采用电源升级隔离模块，不同电网模块采用不同的电源隔离模块，当某电网模块故障时不影响其它电源。双电网模块均设置开关模块，双电网模块中的开关模块并联，只有双电网模块都断了才判为有异物侵限。

如图1所示，在本发明中开关模块优选采用继电器，该继电器是落物继电器，落物继电器优选采用线圈驱动电压额定值是24V的JWXC-1700型信号专用无极继电器。电源模块直接驱动落物继电器，在工程现场通过实测，可以根据电网模块及落物继电器与电源模块之间的距离对可调电阻调节，从而调整落物继电器的电压，使最后加在落物继电器上的电压满足落物继电器驱动电压范围。当电源模块与电网模块断开供电或本系统遇到异物侵限时，电网模块供电线路断开，落物继电器无电驱动，落物继电器脱落,异物侵限监测系统向列控系统传输有异物侵限的异常指示信号；当电源模块与电网模块启动供电时，落物继电器得电吸起，异物侵限监测系统向列控系统传输正常的指示信号。本发明采用直流电直接驱动落物继电器不需要其它检测及转换装置，不存在电路本身的故障引起落物继电器误动作的问题。为了方便监控人员能方便的查看本异物侵限监测系统的运行状况，开关模块还连接有采集板。采集板采集各开关模块的通/断状态,并实时传送到监控中心并告警。监控人员得到告警信息后及时安排人员排查和处理异物侵限信息。

为了提高安全性和可靠度，优选在本异物侵限监测系统的双电网模块上均安装有落物继电器，如图1所示，不同电网模块的落物继电器1（LWJ1）和落物继电器2（LWJ2）组成落物继电器组合。当两个个电网模块只有一个断开时（例如落物继电器1脱落，落物继电器2吸起或落物继电器1吸起，落物继电器2脱落），由于在不同电网模块的两个落物继电器的触点是并联的，异物侵限监测系统仍然向列控系统传输无异物侵限的正常指示信号，列控系统根据此正常指示信号控制列车继续正常行车；当两个电网模块都断开时（例如落物继电器1脱落，落物继电器2脱落），两个个落物继电器的触点断开，异物侵限监测系统向列控系统传输有异物侵限的异常指示信号，列控系统根据此异常指示信号控制列车停车。为了进一步提高本异物侵限监测系统的安全性和可靠度，铁路线路的上行线路和下行线路均设置有落物继电器组合，保证了上行线路一侧或下行线路一侧收到异物侵限后都能准确发出指示信号。

本异物侵限监测系统在异物侵限后，落物继电器组合脱落，为了防止其他因素导致线路再次连通，致使列控系统再次收到异物侵限监测系统正常的错误指示信号，在列控系统上行线路和下行线路的正、负两极各配置一套落物继电器组合。当本异物侵限监测系统遇到异物侵限时，电网模块供电线路断开，在列控系统上行线路和下行线路的正、负两极分别配置的落物继电器组合同时脱落，达到正负极双隔离，能有效防止其他因素造成本系统线路再次通路，向列控系统发出错误的指示信号。

列控系统中根据上/下行线路不同还设置有上/下行异物继电器（SYWJ/XYWJ）,上/下行异物继电器与列控系统上行线路和下行线路的正、负两极各配置落物继电器组合串联。当异物侵限监测系统的两套落物继电器组合得电脱吸起，列控系统的上/下行异物继电器也得电吸起，同时列控系统根据上/下行异物继电器控制列车继续正常行车；当异物侵限监测系统的两套落物继电器组合失电脱落时，列控系统的上/下行异物继电器失电脱落，同时列控系统根据上/下行异物继电器控制列车停车。

在本发明中，铁路沿线受到异物侵限后，需要清除异物和维修电网模块，一般维修时间都比较长。为了避免长时间耽误列车运行，在列控系统上行线路和下行线路的正、负两极分别配置有上/下行临时通车继电器(SLTJ/XLTJ)。上/下行临时通车继电器与，列控系统上行线路和下行线路的正、负两极各配置落物继电器组合并联。在清除铁路沿线受到的异物侵限后，基本已经满足了列车的通行条件，可以根据上/下行线路异物清除情况和线路恢复情况，给上行临时通车继电器或下行临时通车继电器加电，使满足通行条件的上行或下行线路优先通行。在临时通车的过程中继续维修电网模块，直至异物侵限监测系统完全恢复正常，避免列车过长时间停止运行，尽量减少损失。为了方便监控人员根据异物清除情况远程控制上/下行临时通车继电器运行，上/下行临时通车继电器还连接有驱动板。驱动板控制上/下行临时通车继电器的开/关状态,监控人员控制驱动板向上/下行临时通车继电器发出驱动信号。

下面以两套电源模块、开关模块、电网模块、列控系统、轨旁控制器、电源升级隔离模块等设备组成的异物侵限监测系统为优选实施例，对本发明的工作原理做详细的说明。

本发明提供的异物侵限监测系统的工作过程是这样的：如图1所示，本发明提供的异物侵限监测系统安装完毕后，调节电源模块的可调电阻，使电网模块的电压调节到正常工作状态，并保证落物继电器组合达到正常的驱动状态。本系统启动后，电网模块正常情况下，两套电源模块通过电源升级隔离模块向两个电网模块通电，调整落物继电器1和落物继电器2得电吸起。列控系统的上行异物继电器和下行异物继电器得电吸起，给列控系统指示异物侵限装置正常。此时，可以触动安装在轨旁控制器的电网模块试验按钮，测试和调试电网模块的通断和落物继电器组合的吸起和落下。全部测试正常后本异物侵限监测系统投入运营。

铁路沿线的电网模块监测到有异物侵限信息时，电网模块断开，落物继电器组合失电落下。当异物侵限监测系统的两个电网模块只有一个断开时，落物继电器组合的其中一个落物继电器（落物继电器1或落物继电器2）落下，由于落物继电器组合的触点是并联的，异物侵限监测系统仍然向列控系统传输有异物侵限的正常指示信号，列控系统根据此信号控制列车继续正常行车；当异物侵限监测系统的两个电网模块都断开时，落物继电器组合（落物继电器1和落物继电器2）落下，落物继电器组合的触点断开，列控系统的上行异物继电器和下行异物继电器失电落下，给列控系统指示异物侵限监测系统异常的指示信号，列控系统根据此信号控制列车停车。在此同时，异物侵限监测系统通过采集板向监控中心实时传送异物侵限信息并告警。监控人员用户得到告警信息后及时安排人员处理和排查异物侵限信息。

维修人员赶到后，清除铁路沿线受到的异物侵限，可以根据上/下行线路异物清除情况和线路恢复情况，基本满足列车的通行条件下，向监控中心汇报线路恢复情况，监控人员通过驱动板给上行临时通车继电器或下行临时通车继电器发出驱动信号使其连通，使满足通行条件的上行或下行线路优先通行。继续维修电网模块，直至异物侵限监测系统完全恢复正常。异物侵限监测系统维修完毕后，落物继电器组合得电吸起，监控人员通过驱动板给上行临时通车继电器或下行临时通车继电器发出驱动信号使其断开。这样既避免列车过长时间停止运行造成过大的损失，又能在短时间内恢复本异物侵限监测系统的正常运行。

通过采用本发明提供的异物侵限监测系统，实现了对铁路异物侵限信息的无人实时监测。同时，本发明的结构简单、成本较低，采用双组电网模块和多组落物继电器组合，提高了系统的可用性、安全性和可靠性，可以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

1.一种面向铁路防灾的异物侵限监测系统，其特征在于包括电源模块、开关模块、电网模块；

所述电源模块用于向所述电网模块提供电源；

2.如权利要求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还包括轨旁控制器，

所述轨旁控制器用于进行现场实验，模拟所述电网模块的通断；

所述轨旁控制器与所述电网模块串联。

3.如权利要求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相互独立的两套系统。

4.如权利要求1所述的异物侵限监测系统，其特征在于：

所述电源模块还包括可调电阻，所述可调电阻用于调节所述开关模块的电压；

所述可调电阻与所述电网模块串联。

5.如权利要求1所述的异物侵限监测系统，其特征在于：

所述电源模块还包括二极管，所述二极管的正极与所述电源模块的正极连接，负极与所述电网模块连接。

6.如权利要求1所述的异物侵限监测系统，其特征在于：

所述开关模块是落物继电器组合,所述落物继电器组合至少包括一对继电器。

7.如权利要求1所述的异物侵限监测系统，其特征在于：

所述列控系统还包括上行落物继电器和下行落物继电器；

所述上行落物继电器与所述开关模块串联；

所述下行落物继电器与所述开关模块串联。

8.如权利要求1所述的异物侵限监测系统，其特征在于：

所述电网模块的正/负两级均串联所述开关模块。

9.如权利要求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还包括上行临时通车继电器和下行临时通车继电器，

所述异物侵限监测系统的上行线路和下行线路均设置所述开关模块；

所述上行临时通车继电器、所述下行临时通车继电器分别与上行线路的开关模块、下行线路的开关模块并联。

10.如权利要求9所述的异物侵限监测系统，其特征在于：

所述上行临时通车继电器和所述下行临时通车继电器还连接驱动板，所述驱动板向所述上行临时通车继电器或所述下行临时通车继电器发出驱动信号。