CN104442919B - 一种机车过车触发控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机车过车触发控制系统，对射式光电开关置于一定高度，当其电平变化时，说明至少该物体的高度高于对射光电开关才能挡住光电开关的光路，造成电平变化。在对射光电开关的电平有变化的情况下，电涡流触发开关也有电平信号变化，说明该物体不仅足够大而且是铁磁物质，且该物体沿着铁轨行驶，才会触发电涡流触发开关。结合二者的共同判断，当二者的电平信号变化符合特定条件时，控制单元才向铁路安全检测设备发出上电指令，提高机车过车判断的准确性，可以大大减少因行人或其他物体经过而造成的铁路安全检测系统的误上电，节约了资源也提高了铁路安全检测系统的寿命。

Description

一种机车过车触发控制系统

技术领域

本发明涉及铁路安全检测领域，特别是涉及一种机车过车触发控制系统。

背景技术

随着铁路信息化的不断发展,铁路系统在铁路沿线建造了很多安全检测系统,它们为我国铁路的安全运营提供了重要的保障。目前铁路安全检测设备在线动态监测机车车辆的相关参数时，都需要提前对铁路安全检测设备触发，控制其处于待工作状态(上电)，确保列车经过时，铁路安全检测设备能够及时工作，对列车进行检测。

为了在列车经过铁路安全检测设备之前发现过车并将过车信息发送至铁路安全检测设备以通知铁路安全检测设备提前上电，通常在铁路安全检测设备之前安装触发控制系统。现有的机车过车触发控制系统一般为两对对射式光电开关。当两对对射光电开关出现符合一定时序的电平变化时，认为有机车经过，铁路安全检测设备即可进行上电。

但实际中，对射式光电开关被行人或其他运动物体阻挡时，其电平也会发生改变。这时，机车过车触发控制系统会误判断为有机车经过。这样的误判会导致铁路安全检测系统的误触发，引起不必要的动作，浪费资源，降低铁路安全检测系统的寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种机车过车触发控制系统，在机车经过铁路安全检测设备之前，准确检测机车的经过，触发铁路安全检测系统上电。

为实现上述目的，现提出的方案如下：

本发明提供的机车过车触发控制系统，包括：

用于输出第一电平信号的对射式光电开关、用于输出第二电平信号的电涡流触发开关和控制单元；

所述对射式光电开关包括用于向接收端输出光信号的2个发射端、用于接收所述光信号并将所述光信号转换为所述第一电平信号的2个所述接收端、第一立柱和第二立柱，所述2个发射端水平安装在第一立柱，所述2个接收端水平安装在第二立柱且所述2个接收端安装的高度与所述2个发射端安装的高度一致，所述第一立柱和所述第二立柱对称固定于铁道两侧；

所述电涡流触发开关包括用于输出所述第二电平信号的2个电涡流传感器、轨卡和安装支架，所述2个电涡流传感器依次沿铁道延伸方向固定于所述安装支架上，并由所述轨卡固定于所述铁道一侧低于钢轨水平面的位置；

与所述对射式光电开关相连且与所述电涡流触发开关相连的所述控制单元，用于接收所述第一电平信号和第二电平信号并判断所述第一电平信号与所述第二电平信号的变化是符合特定条件，若所述第一电平信号和所述第二电平信号的变化符合特定条件则对铁路安全检测系统输出上电指令。

优选地，所述对射式光电开关安装高度为1m-4m。

优选地，所述2个电涡流传感器安装高度一致。

优选地，所述第一立柱和所述电涡流触发开关水平距离不为零。

优选地，所述控制单元，具体用于接收所述第一电平信号和所述第二电平信号并判断所述第一电平信号与所述第二电平信号变化是否符合11→01→00→10→11的时序状态。

优选地，所述控制单元，还用于接收所述第一电平信号和所述第二电平信号，对所述第二电平信号中出现的11→01→00→10→11的时序状态的个数进行累加，计算过车的车轴个数。

优选地，所述控制单元，还用于接收所述第二电平信号并根据所述2个电涡流传感器之间的水平距离和所述第二电平信号中一个11→01→00→10→11时序状态的变化时间计算所述过车的车轮速度。

因此，本发明具有如下有益效果：

本发明将对射式光电开关和电涡流触发开关进行组合。对射式光电开关置于一定高度，当其电平变化时，说明至少该物体的高度高于对射光电开关才能挡住光电开关的光路，造成电平变化。在对射光电开关的电平有变化的情况下，电涡流触发开关也有电平信号变化，说明该物体不仅足够大而且是铁磁物质，且该物体沿着铁轨行驶，才会触发电涡流触发开关。结合二者的共同判断，当二者的电平信号变化符合特定条件时，控制单元才向铁路安全检测设备发出上电指令，提高机车过车判断的准确性，可以大大减少因行人或其他物体经过而造成的铁路安全检测系统的误上电，节约了资源也提高了铁路安全检测系统的寿命。

附图说明

图1为本发明提供的机车过车触发控制系统的组成连接示意图；

图2为本发明中对射式光电开关的安装示意图；

图3为本发明中电涡流触发开关的安装结构正视图；

图4为本发明中电涡流触发开关的安装结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种机车过车触发控制系统。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的方案，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。

在本实施例中，参见图1，本发明提供的机车过车触发控制系统包括以下装置：

用于输出第一电平信号的对射式光电开关10、用于输出第二电平信号的电涡流触发开关20和控制单元30。

具体的，参见图2，对射式光电开关包括2个用于向接收端12输出光信号的发射端11、2个用于接收所述光信号并将所述光信号转换为第一电平信号的所述接收端12、第一立柱13和第二立柱14。2个发射端11水平安装在第一立柱13，2个接收端12水平安装在第二立柱14。2个接收端12安装的高度与2个发射端11安装的高度一致。第一立柱13和第二立柱14对称固定于铁道两侧。

对射式光电开关接收端12和发射端11按一定高度对称安装于各自对应的立柱上，作用在于：对射式光电开关的发射端11输出不可见光。对射式光电开关的接收端12与发射端11对应，接收发射端11输出的不可见光。接收端12对接收到的不可见光进行光电转换，将不可见光转换为第一电平信号。

在本发明中，第一立柱13上的2个发射端11分别是第一发射端111和第二发射端112。第二立柱14上的2个接收端12分别是第一接收端121和第二接收端122。第一发射端111与第一接收端121对称，第一发射端111用于向第一接收端121输出不可见光。第二发射端112与第二接收端122对称，第二发射端112用于向第二接收端122输出不可见光。

在发射端11与接收端12之间无物体阻碍时，不可见光的光路畅通，接收端12的输出电平为高电平，以数字表达为1。当物体阻挡发射端11与接收端12的光路时，接收端12的输出电平为低电平，以数字表达为0。列车经过时，两对对射式光电开关10的光路先后被切断，相应的输出电平发生变化。在本发明中，2对对射式光电开关10安装于同一高度，列车经过时，同一时刻2对对射式光电开关10的电平变化不同，形成一定的电平变化时序。

在其他的实施例中，本发明提供的对射式光电开关的安装高度可以为1m-4m，具体的安装高度可以根据实际情况自由调整。当然，其他的情况下，可以选取其他安装高度，以适应需要。

在本发明中，参见图3和图4，电涡流触发开关20包括用于输出所述第二电平信号的2个电涡流传感器21、轨卡22和安装支架23，所述2个电涡流传感器21依次沿铁道延伸方向固定于所述安装支架23上，并由所述轨卡22固定于所述铁道一侧低于钢轨水平面的位置。

电涡流触发开关20的作用是，检测机车轮对24的经过。具体的来说，当有铁磁材料经过时，其内部电磁场会产生变化，从而影响其输出的电压大小，即当无铁磁材料经过时2个电涡流传感器处于高电平状态，以数字表达为1，当铁磁材料(如火车车轮)在其上方一定距离内经过时，电涡流传感器21处于低电平状态，以数字表达为0。机车经过时，机车轮对24高于电涡流传感器21，且机车轮对24高于电涡流传感器21的距离在有效距离范围内时，2个电涡流传感器21的电平先后由高电平变为低电平，轮对24通过后，2个电涡流传感器21的电平再先后由低电平变为高电平。2个电涡流传感器21依次沿铁道延伸方向安装，则机车轮对24经过时，同一时刻2个电涡流传感器21的电平变化不同，形成一定的电平变化时序。

在另一个实施例中，2个电涡流传感器21的安装高度一致。在传感器高度一致的情况下，机车轮对24经过2个电涡流传感器21时与2个电涡流传感器21的间距一致，得到的信号强度一致，检测效果更好。

在其他实施例中，在沿铁道延伸的方向，先安装对射式光电开关10，在距离对射式光电开关10一定距离的位置安装电涡流触发开关20。在这种安装方式下，对射式光电开关10有电平变化后一段时间，电涡流触发开关20也被触发，产生变化的电平信号，说明这期间被检测到的物体一直保持沿铁道移动，而不是偶然移动的，可以减少误判。

与所述对射式光电开关10相连且与所述电涡流触发开关20相连的所述控制单元30，用于接收所述第一电平信号和第二电平信号并判断所述第一电平信号与所述第二电平信号，当所述第一电平信号和所述第二电平信号的变化符合特定条件时对铁路安全检测系统输出上电指令。

具体的，电平信号的变化表现为一定的变化时序，例如，当机车沿一个方向运行时，电平变化时序为11→01→00→10→11，则反向运行时，电平变化时序为11→10→00→01→11。依照不同的时序作为特定条件，则机车过车触发控制系统能够实现对过车方向的判断，当有机车经过时，控制单元能够实现判断该机车的方向，并针对符合特定条件的机车，对铁路安全检测系统输出上电指令，即实现了对后续的铁路安全监测系统的触发控制。铁路安全检测系统因此在该机车到达之前完成上电。在机车到达铁路安全检测系统时，相关的检测设备能够立刻工作。

另一个实施例说明的情况是，在一个具体的场景中，有些铁路安全检测设备只对入库的机车进行检测。在这样的场景下，以铁路安全检测设备所在位置为参照。可以沿铁道延伸的方向，将机车过车触发控制系统的对射式光电开关安装于距铁路安全检测设备较远的位置，电涡流触发开关安装在距铁路安全检测设备较近的位置。即沿铁路延伸至车库的方向，安装的设备依次为：对射式光电开关、电涡流触发开关和铁路安全检测设备。具体的对射式光电开关与电涡流触发开关之间的距离以及电涡流触发开关与铁路安全检测设备之间的距离可以根据机车入库的一般速度以及后续铁路检测设备上电反应时间确定。

在本实施例中，机车过车触发控制系统的作用是：机车入库时，首先经过同一高度安装的2对对射式光电开关。对射式光电开关在机车经过时的输出的第一电平信号变化时序应该为：11→01→00→10→11。机车继续行进，再经过电涡流触发开关。电涡流触发开关中依次沿铁道延伸方向排列的2个电涡流触发开关在机车经过时，输出的第二电平信号变化时序也应该为：11→01→00→10→11。控制单元与对射式光电开关相连，且控制单元与电涡流触发开关相连。控制单元接收到对射式光电开关输出的第一电平信号和电涡流触发开关输出的第二电平信号，判断第一电平信号的变化时序和第二电平信号的变化时序是否都为11→01→00→10→11。如果第一电平信号的变化时序和第二电平信号的变化时序都是11→01→00→10→11，则表明有列车入库，控制单元对铁路安全检测系统输出上电指令。

控制单元根据电涡流提供的第二电平信号还能够实现其他的功能，为铁路安全检测设备提供更多的信息。

本发明提供的另一个实施例中，控制单元与对射式光电开关和电涡流触发开关相连，还能够用于：接收电涡流触发开关输出的第二电平信号，并且对第二电平信号经过的完整的11→01→00→10→11的变化时序累加计数。每一个完整的11→01→00→10→11时序变化，代表机车的一根车轴经过。根据累加情况，可以得到整个机车的车轴个数。

当然，在其他的实施例中，也可以检测出库机车，则相应的第一电平信号的时序变化和第二电平信号的时序变化应该是11→10→00→01→11，当控制单元接收到第二电平信号完整的11→10→00→01→11变化时序时，对出现的该变化时序个数计数，实现对车轮计数的功能。

在结合第二电平信号和其他测量参数的情况下，控制单元还能够用于实现更多功能，

在具体的实施例中，控制单元与对射式光电开关相连，且控制单元与电涡流触发开关相连，用于接收第一电平信号和第二电平信号并根据2个电涡流传感器之间的水平距离和第二电平信号中一个11→01→00→10→11时序状态的变化时间计算所述过车的车轮速度。具体的，在安装电涡流触发开关时，可预先人工测量2个电涡流传感器之间的距离，该距离信息在电涡流触发开关在钢轨上安装后即固定不变。根据2个电涡流传感器的电平变化时间间隔得到机车车轮经过两个电涡流传感器的时间。再根据速度与距离和时间的关系，可以得到机车车轮的速度。

当然，在其他的场景下，例如在机车出库时测量的场景下，与对射式光电开关相连且与电涡流触发开关相连的控制单元可用于在第一电平信号和第二电平信号均为11→10→00→01→11变化时序的情况下，根据相同的原理，得到出库机车的车轮速度。

以上对本发明所提供的机车过车触发控制系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种机车过车触发控制系统，其特征在于，包括：

用于输出第一电平信号的对射式光电开关、用于输出第二电平信号的电涡流触发开关和控制单元；其中：

所述对射式光电开关包括用于向接收端输出光信号的2个发射端、用于接收所述光信号并将所述光信号转换为所述第一电平信号的2个所述接收端、第一立柱和第二立柱，所述2个发射端水平安装在第一立柱，所述2个接收端水平安装在第二立柱且所述2个接收端安装的高度与所述2个发射端安装的高度一致，所述第一立柱和所述第二立柱对称固定于铁道两侧；

所述电涡流触发开关包括用于输出所述第二电平信号的2个电涡流传感器、轨卡和安装支架，所述2个电涡流传感器依次沿铁道延伸方向固定于所述安装支架上，并由所述轨卡固定于所述铁道一侧低于钢轨水平面的位置；

与所述对射式光电开关相连且与所述电涡流触发开关相连的所述控制单元，用于接收所述第一电平信号和所述第二电平信号并判断所述第一电平信号与所述第二电平信号的变化是否复合特定条件，若所述第一电平信号和所述第二电平信号的变化符合特定条件则对铁路安全检测系统输出上电指令。

2.如权利要求1所述的机车过车触发控制系统，其特征在于，所述对射式光电开关安装高度为1m-4m。

3.如权利要求1所述的机车过车触发控制系统，其特征在于，所述2个电涡流传感器安装高度一致。

4.如权利要求1所述的机车过车触发控制系统，其特征在于，所述第一立柱和所述电涡流触发开关水平距离不为零。

5.如权利要求1所述的机车过车触发控制系统，其特征在于，所述控制单元，具体用于接收所述第一电平信号和所述第二电平信号并判断所述第一电平信号与所述第二电平信号的变化是否符合11→01→00→10→11的时序状态。

6.如权利要求1所述的机车过车触发控制系统，其特征在于，所述控制单元，还用于接收所述第一电平信号和所述第二电平信号，对所述第二电平信号中出现的11→01→00→10→11的时序状态的个数进行累加，计算过车的车轴个数。

7.如权利要求1-6任意一项所述的机车过车触发控制系统，其特征在于，所述控制单元，还用于接收所述第二电平信号，并根据所述2个电涡流传感器之间的水平距离和所述第二电平信号中一个11→01→00→10→11时序状态的变化时间计算所述过车的车轮速度。