CN109000620A - 一种倾斜检测仪及全自动铁路灾害报警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种倾斜检测仪及全自动铁路灾害报警系统，斜检测仪包括倾斜检测组件，倾斜检测组件包括主支架、吊坠架、常闭开关、T型吊杆、吊坠和导线，常闭开关设置在主支架上，常闭开关的两端各连接有一根导线，T型吊杆转动设置在吊坠架上，吊坠设置在T型吊杆的底端，T型吊杆位于常闭开关的下方，T型吊杆的顶端和常闭开关的底端之间的距离小于T型吊杆的顶端的转动半径，T型吊杆的顶端与常闭开关的底端接触时常闭开关断开。本发明中倾斜检测仪倾斜到一定角度时，T型吊杆的顶端与常闭开关的底端接触，此时常闭开关断开，从而可以根据常闭开关的通断来进行倾斜判断，还具有非正常模式（故障安全导向模式），结构简单、安全可靠。

Description

一种倾斜检测仪及全自动铁路灾害报警系统

技术领域

本发明涉及地质灾害监测设备技术领域，特别是涉及一种倾斜检测仪及全自动铁路灾害报警系统。

背景技术

地质灾害是各国难以预测且频繁发生的现象，特别是铁路、公路、易滑坡的山体等事故隐患突出。现有的铁路地质灾害检测技术主要有光栅网（管道）、电阻、红外雷达、视频图像对比、卫星或基站定位等，这些技术虽然很成熟，但受地质地貌和气候温度局限，而铁路的地质条件、自然环境又极为复杂，故其监测效果不太理想。现有铁路安防设备通常采用电子设备作为检测手段，电子设备易受温度和环境的影响，电子设备间还容易产生干扰和被干扰；然而铁路沿线存在通信设备多、信号干扰多、环境恶劣等复杂因素，导致其技术的安全性和可靠性较低。

在地质灾害监测系统中，为了对铁路、公路等进行防护，通常会在地质灾害多发路段设置防护网。在发生滑坡等地质灾害时，会导致防护网倾斜，当防护网的倾斜角度超过一定值时会存在防护失效的风险；因此，需要对防护网的倾斜状态进行监测。现有的防护网倾斜监测多采用传感器等电子设备，电子设备易受干扰，设备中的半导体等元件易受温度影响；然而铁路沿线存在通信设备多、信号干扰多、环境恶劣等复杂因素，会影响检测精度和可靠性等。此外，现有的防护网倾斜检测设备的结构大多较为复杂，不利于制造、使用、维护等。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种倾斜检测仪及全自动铁路灾害报警系统，根据常闭开关的状态进行倾斜检测，结构简单、安全可靠。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种倾斜检测仪，包括倾斜检测组件，所述倾斜检测组件包括主支架、吊坠架、常闭开关、T型吊杆、吊坠和导线，所述常闭开关设置在主支架上，所述常闭开关的两端各连接有一根导线，所述T型吊杆转动设置在吊坠架上，所述吊坠设置在T型吊杆的底端，所述T型吊杆位于常闭开关的下方，所述T型吊杆的顶端和常闭开关的底端之间的距离小于T型吊杆的顶端的转动半径，所述T型吊杆的顶端与常闭开关的底端接触时常闭开关断开。

优选的，所述倾斜检测组件还包括磁铁架和安装在磁铁架上的磁铁，所述磁铁位于吊坠的下方；和/或，

所述倾斜检测组件还包括弹簧，所述弹簧套装在T型吊杆的竖杆上，所述弹簧的一端固定在吊坠架上，另一端固定在吊坠上。

优选的，所述吊坠架和磁铁架可拆卸设置在主支架上，所述主支架上设有多个高度各不相同的用于安装吊坠架的第一安装结构，所述主支架上设有多个高度各不相同的用于安装磁铁架的第二安装结构。

优选的，所述倾斜检测仪还包括密封罩、密封管和安装板，所述密封罩可拆卸设置在安装板上，所述密封罩内还设置有干燥剂，所述倾斜检测组件位于所述密封罩和底板形成的腔体内，所述主支架可拆卸设置在安装板上，所述导线经密封管穿出密封罩。

优选的，所述倾斜检测仪还包括外罩和底板，所述外罩的侧壁上设有视窗，所述外罩可拆卸设置在底板上，所述密封罩和安装板位于外罩和底板形成的腔体内，所述安装板可拆卸设置在底板上。

优选的，所述倾斜检测仪还包括校准组件，所述校准组件包括吊绳杆、上锥和下锥，所述吊绳杆和下锥均设置在底板上，所述上锥通过吊绳悬吊在吊绳杆上，所述上锥在底板水平时位于下锥的正上方。

优选的，所述底板上还设置有固定耳，所述固定耳上设置有安装孔。

一种全自动铁路灾害报警系统，包括：

监测单元，用于监测被监测地是否发生地质自然灾害；

采集单元，用于采集监测单元安装处的环境信息和图像信息；

控制单元，用于接收监测单元上传的监测信息和采集单元上传的数据信息，并将监测信息和数据信息与其内部设定的参数进行比对以确定是否发生地质自然灾害，若发生地质自然灾害，用于启动防护单元发出报警信息；

防护单元，用于发生地质自然灾害时，接收控制单元发出的报警指令发出报警信息；

供电单元，与控制单元连接，用于给控制单元、监测单元、采集单元和防护单元提供正常工作的电能；

所述监测单元包括至少一个上述倾斜检测仪和防护网，所述倾斜检测仪安装在防护网上，所述倾斜监测仪中常闭开关的两端分别经导线与控制单元连接。

优选的，所述监测单元还包括定位检测仪，所述定位检测仪安装在防护网上，并与控制单元进行通信；

所述控制单元包括两两之间相互连接的PLC模块、继电器、电源监控模块和显示模块，所述PLC模块、继电器、电源监控模块和显示模块均与监测单元、采集单元、供电单元和防护单元连接；

所述采集单元包括分别与所述控制单元连接的摄像头、雨量监测仪、风速监测仪和温度监测仪；

所述供电单元包括主变压器、副变压器、通过充电器与主变压器和副变压器连接的蓄电池，所述主变压器、副变压器和蓄电池均与控制单元连接；

所述防护单元包括分别与所述控制单元连接的声光报警器、应答器和防护信号机。

优选的，所述全自动铁路灾害报警系统还包括远程监控单元，所述远程监控单元与所述控制单元通信连接，用于对监测单元的实时工作状态进行监控。

本发明的有益效果是：

（1）倾斜检测仪发生倾斜时，常闭开关和T行吊杆相对转动，当转动到一定角度时T型吊杆的顶端与常闭开关的底端接触，此时常闭开关断开，从而可以根据常闭开关的通断来进行倾斜判断，结构简单、安全可靠；

（2）吊坠下方设有磁铁，磁铁对吊坠施加一定的吸力，消除吊坠在振动环境中的摆动和上下跳动势能，防止误摆动和跳动；

（3）T型吊杆的竖杆上套装弹簧，弹簧施加给T型吊杆的作用力可以消除吊坠在振动环境中的摆动和跳动势能，防止误摆动和跳动；

（4）上下调节吊坠架在主支架上的位置可以调节触发常闭开关的倾斜角度，上下调节磁铁架在主支架上的位置可以调整吊坠的倾斜动作值和磁铁对吊坠的吸力；

（5）密封罩和安装板构成一个密封空间，将倾斜检测组件设置在该密封空间内，并在密封罩内放置干燥剂，用于吸收密封空间内的水汽，从而为倾斜检测组件提供一个独立的环境，避免了外界环境对内部结构的影响，提高了仪器的使用寿命和检测的可靠性；

（6）通过上锥和下锥的配合可以方便地实现倾斜检测仪的校准，进而提高了安装精度和检测精度；

（7）底板上设置固定耳，固定耳上设置安装孔，便于将倾斜检测仪安装在防护网和需要检测的处所；

（8）本发明中通过在铁路、公路、易滑坡的山体等事故隐患地段安装上防护网、护栏等工事，并在工事上安装有倾斜检测仪和定位检测仪，倾斜检测仪能够时刻对防护网是否发生倾斜进行监测，定位检测仪能够时刻对防护网是否发生移动进行监测，以确保道路管理人员能够对事故隐患地段的安全情况进行实时掌控；

（9）控制单元将检测结果发送给远程监控单元，使得用户可以远程访问查询检测结果，便于实时了解事故隐患地段的情况；同时也可以远程通过控制单元控制系统和修改系统参数。

附图说明

图1为倾斜检测仪水平时的一种结构示意图；

图2为倾斜检测仪倾斜时的一种结构示意图；

图3为倾斜检测仪安装在防护网上的一种结构示意图；

图4为倾斜检测仪安装在防护网上的又一种结构示意图；

图5为全自动铁路灾害报警系统的一种结构示意图；

图6为全自动铁路灾害报警系统防护时的一种示意图；

图中，1—主支架，2—吊坠架，3—常闭开关，4—T型吊杆，5—吊坠，6—导线，7—磁铁架，8—磁铁，9—弹簧，10—密封罩，11—密封管，12—安装板，13—干燥剂，14—外罩，15—底板，16—视窗，17—吊绳杆，18—上锥，19—下锥，20—固定耳，21—安装孔，22—倾斜检测仪，23—防护网，24—防护边坡，25—岩体。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅图1-6，本实施例提供了一种倾斜检测仪及全自动铁路灾害报警系统：

如图1所示，一种倾斜检测仪，包括倾斜检测组件，所述倾斜检测组件包括主支架1、吊坠架2、常闭开关3、T型吊杆4、吊坠5和导线6，所述常闭开关3设置在主支架1上，所述常闭开关3的两端各连接有一根导线6，所述吊坠架2可拆卸设置在主支架1上，如通过螺丝/螺栓连接，所述T型吊杆4转动设置在吊坠架2上，所述吊坠5设置在T型吊杆4的底端，所述T型吊杆4位于常闭开关3的正下方，所述T型吊杆4的顶端和常闭开关3的底端之间的距离小于T型吊杆4的顶端的转动半径，使得T型吊杆4转动一定角度后与常闭开关3的底部接触，如图2所示，所述T型吊杆4的顶端与常闭开关3的底端接触时常闭开关3断开。所述主支架1上设有多个高度各不相同的用于安装吊坠架2的第一安装结构（如螺栓孔），通过将吊坠架2安装在不同的螺栓孔中，可以上下调节吊坠架2在主支架1上的高度，进而可以调节触发常闭开关3的倾斜角度。

倾斜检测仪22的工作原理为：使用时，将常闭开关3的两端经导线6与控制单元连接，通过上下调节吊坠架2在主支架1上的位置，可以调节触发常闭开关3的倾斜角度。倾斜检测仪22水平时，T型吊杆4不与常闭开关3接触，常闭开关3闭合，控制单元发送出来的电流经过常闭开关3后能够返回控制单元，此时控制单元判定为正常；当倾斜检测仪22倾斜到一定角度后，T型吊杆4与常闭开关3的底部接触，常闭开关3断开，进而断开电流，控制单元判定为报警。此外，当中间线路被破坏时也会断开电流，控制单元判定为报警，避免了漏报警。

又如图1所示，所述倾斜检测组件还包括磁铁架7和安装在磁铁架7上的磁铁8，所述磁铁架7可拆卸安装在主支架1上，所述磁铁8位于吊坠5的下方；和/或，所述倾斜检测组件还包括弹簧9，所述弹簧9套装在T型吊杆4的竖杆上，所述弹簧9的一端固定在吊坠架2上，另一端固定在吊坠5上。磁铁8和弹簧9起到的作用类似，磁铁8施加给吊坠5的作用力和弹簧9施加给T型吊杆4的竖杆的作用力可以消除吊坠5在振动环境中的摆动和跳动势能，防止误摆动，从而提高了检测的可靠性。此外，所述主支架1上设有多个高度各不相同的用于安装磁铁架7的第二安装结构（如螺栓孔），通过将磁铁架7安装在不同的螺栓孔中，可以调节磁铁架7在主支架1上的高度，进而可以调整吊坠5的倾斜动作值和磁铁8对吊坠5的吸力，能更好的满足使用需求。

所述倾斜检测仪22还包括密封罩10、密封管11和安装板12，所述密封罩10可拆卸设置在安装板12上，如通过螺丝/螺栓连接，所述密封罩10内还设置有干燥剂13，所述倾斜检测组件位于所述密封罩10和底板15形成的腔体内，所述主支架1可拆卸设置在安装板12上，如通过螺丝/螺栓连接，所述导线6经密封管11穿出密封罩10。密封罩10、密封管11和安装板12构成一个密封空间，将倾斜检测组件与外界隔开，防止外界环境因素影响内部结构和监测结果，同时在密封罩10内设置干燥剂13，避免密封空间内的水汽对常闭开关3的通断等造成影响，提高了监测的可靠性。

所述倾斜检测仪22还包括外罩14和底板15，所述外罩14的侧壁上设有视窗16，用户可以通过视窗16观察外罩14内部的情况，所述外罩14可拆卸设置在底板15上，如通过螺丝/螺栓连接，所述密封罩10和安装板12位于外罩14和底板15形成的腔体内，所述安装板12可拆卸设置在底板15上，如通过螺丝/螺栓连接；所述底板15上还设置有固定耳20，所述固定耳20上设置有安装孔21，便于用户将倾斜检测仪22安装在防护网23上。如图3和图4所示，防护网23安装在防护边坡24或者岩体25上，倾斜检测仪22安装在防护网23上。

所述倾斜检测仪22还包括校准组件，所述校准组件位于外罩14和密封罩10之间的空间，所述校准组件包括吊绳杆17、上锥18和下锥19，所述吊绳杆17和下锥19均设置在底板15上，所述上锥18通过吊绳悬吊在吊绳杆17上，所述上锥18在底板15水平时位于下锥19的正上方，当底板15倾斜时，上锥18和下锥19错位，由此可以判断底板15是否水平，然后进行相应的调节。

如图5所示，一种全自动铁路灾害报警系统，包括：

监测单元，用于监测被监测地是否发生地质自然灾害，所述监测单元包括至少一个倾斜检测仪22和防护网23，所述倾斜检测仪22安装在防护网23上，所述倾斜监测仪中常闭开关3的两端分别经导线6与控制单元连接。在实施时，优选的，监测单元还包括定位检测仪，所述定位检测仪安装在防护网23上，并与控制单元进行通信。

其中，防护网23安装在铁路、公路、易滑坡的山体等事故隐患地段；倾斜检测仪22用于监测防护网23是否在落石、塌方等地质灾害下发生倾斜，并将这一信息发送给控制单元；定位检测仪用来监测防护网23是否在落石、塌方等地质灾害下发生移位，并将这一信息发送给控制单元。

采集单元，用于采集监测单元安装处的环境信息和图像信息。在实施时，所述采集单元包括分别与所述控制单元连接的摄像头、雨量监测仪、风速监测仪和温度监测仪。道路管理人员可以通过控制单元接收的环境信息和图像信息判断该处事故地段是否还有可能发生再次事故，并根据环境信息和图像信息采取相应的应对策略。

控制单元，用于接收监测单元上传的监测信息和采集单元上传的数据信息，并将监测信息和数据信息与其内部设定的参数进行比对以确定是否发生地质自然灾害，若发生地质自然灾害，用于启动防护单元发出报警信息。

防护单元，用于发生地质自然灾害时，接收控制单元发出的报警指令发出报警信息。

供电单元，与控制单元连接，用于给控制单元、监测单元、采集单元和防护单元提供正常工作的电能。

在一个实施例中，所述控制单元包括两两之间相互连接的PLC模块、继电器、电源监控模块和显示模块，所述PLC模块、继电器、电源监控模块和显示模块均与监测单元、采集单元、供电单元和防护单元连接。所述供电单元包括主变压器、副变压器、通过充电器与主变压器和副变压器连接的蓄电池，所述主变压器、副变压器和蓄电池均与控制单元连接；正常情况下主变压器工作，副变压器和蓄电池待命，如果主变压器故障则自动转换到副变压器工作，并向远程监控单元发出提示信息（短信），如果主变压器和副变压器都故障或者停电，则系统自动转换为蓄电池供电，确保系统正常运行。所述防护单元包括分别与所述控制单元连接的声光报警器、应答器和防护信号机。

在一个实施例中，如图6所示，防护信号机设置在距离监测点（危险点）足够远的地点，并在此安装预告牌，预告牌上标注距离危险点的距离，控制单元与防护信号机连接并提供电能。正常情况下，防护信号机处于蓄能状态，常态点亮白色灯光（或其他颜色灯光），表示前方监测点正常且防护信号机传输正常，司机可以驾驶列车正常运行；如果防护信号机未点亮，说明防护信号机与控制单元连接故障，表明线路前方不正常状态，司机应减速行驶或采取相应的预防措施；如果防护信号机点亮黄色或红色等警示报警颜色，司机看到后有足够的时间采取安全避险措施。

在一个实施例中，所述全自动铁路灾害报警系统还包括远程监控单元，所述远程监控单元与所述控制单元通信连接，用于对监测单元的实时工作状态进行监控；控制单元通过网络通讯（例如4G模块）将信息传输到互联网，远程监控单元通过APP或网页登录系统平台，可以与控制单元进行远程数据传输、参数修改和远程操作控制。所述远程监控单元包括手机、电脑（微机）等远程监控设备，所述手机和电脑（微机）与控制单元进行通信。

本实施例的工作原理主要为：控制单元送出的电流经过倾斜检测仪22的常闭开关3后返回控制单元，控制单元判定为正常；当因倾斜检测仪22的倾斜角度达到一定值导致常闭开关3断开、或者中间线路被破坏时，控制单元判定为报警，从而避免了漏报警。防护单元的设备由供电线和控制线两条线路与控制单元连接，具有正常模式、报警模式和非正常模式（故障安全导向模式）；其中，正常模式为：供电线正常向防护单元供电，控制单元通过控制线向防护单元发送待命信号，防护单元储能并向司机发送正常信号，列车正常运行；报警模式为：供电线持续向防护单元供电，控制单元通过控制线控制防护单元发出报警信号，警示司机采取安全避险措施；非正常模式（故障安全导向模式）为：供电线和/或控制线短路或开路，防护单元判定线路传输故障或者被破坏，防护单元显示非正常信号，司机按非正常行车运行，也就是说一切网络中断、甚至整个系统遭到破坏，司机接收不到正常行驶的信息，就驾驶列车改按非正常模式（故障安全导向模式）运行。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于铁路以外各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种倾斜检测仪，其特征在于，包括倾斜检测组件，所述倾斜检测组件包括主支架（1）、吊坠架（2）、常闭开关（3）、T型吊杆（4）、吊坠（5）和导线（6），所述常闭开关（3）设置在主支架（1）上，所述常闭开关（3）的两端各连接有一根导线（6），所述T型吊杆（4）转动设置在吊坠架（2）上，所述吊坠（5）设置在T型吊杆（4）的底端，所述T型吊杆（4）位于常闭开关（3）的下方，所述T型吊杆（4）的顶端和常闭开关（3）的底端之间的距离小于T型吊杆（4）的顶端的转动半径，所述T型吊杆（4）的顶端与常闭开关（3）的底端接触时常闭开关（3）断开。

2.根据权利要求1所述的一种倾斜检测仪，其特征在于，所述倾斜检测组件还包括磁铁架（7）和安装在磁铁架（7）上的磁铁（8），所述磁铁（8）位于吊坠（5）的下方；和/或，

所述倾斜检测组件还包括弹簧（9），所述弹簧（9）套装在T型吊杆（4）的竖杆上，所述弹簧（9）的一端固定在吊坠架（2）上，另一端固定在吊坠（5）上。

3.根据权利要求2所述的一种倾斜检测仪，其特征在于，所述吊坠架（2）和磁铁架（7）可拆卸设置在主支架（1）上，所述主支架（1）上设有多个高度各不相同的用于安装吊坠架（2）的第一安装结构，所述主支架（1）上设有多个高度各不相同的用于安装磁铁架（7）的第二安装结构。

4.根据权利要求1所述的一种倾斜检测仪，其特征在于，所述倾斜检测仪还包括密封罩（10）、密封管（11）和安装板（12），所述密封罩（10）可拆卸设置在安装板（12）上，所述密封罩（10）内还设置有干燥剂（13），所述倾斜检测组件位于所述密封罩（10）和底板（15）形成的腔体内，所述主支架（1）可拆卸设置在安装板（12）上，所述导线（6）经密封管（11）穿出密封罩（10）。

5.根据权利要求4所述的一种倾斜检测仪，其特征在于，所述倾斜检测仪还包括外罩（14）和底板（15），所述外罩（14）的侧壁上设有视窗（16），所述外罩（14）可拆卸设置在底板（15）上，所述密封罩（10）和安装板（12）位于外罩（14）和底板（15）形成的腔体内，所述安装板（12）可拆卸设置在底板（15）上。

6.根据权利要求5所述的一种倾斜检测仪，其特征在于，所述倾斜检测仪还包括校准组件，所述校准组件包括吊绳杆（17）、上锥（18）和下锥（19），所述吊绳杆（17）和下锥（19）均设置在底板（15）上，所述上锥（18）通过吊绳悬吊在吊绳杆（17）上，所述上锥（18）在底板（15）水平时位于下锥（19）的正上方。

7.根据权利要求5所述的一种倾斜检测仪，其特征在于，所述底板（15）上还设置有固定耳（20），所述固定耳（20）上设置有安装孔（21）。

8.一种全自动铁路灾害报警系统，其特征在于，包括：

监测单元，用于监测被监测地是否发生地质自然灾害；

采集单元，用于采集监测单元安装处的环境信息和图像信息；

控制单元，用于接收监测单元上传的监测信息和采集单元上传的数据信息，并将监测信息和数据信息与其内部设定的参数进行比对以确定是否发生地质自然灾害，若发生地质自然灾害，用于启动防护单元发出报警信息；

防护单元，用于发生地质自然灾害时，接收控制单元发出的报警指令发出报警信息；

供电单元，与控制单元连接，用于给控制单元、监测单元、采集单元和防护单元提供正常工作的电能；

所述监测单元包括至少一个如权利要求1-7任意一项所述的倾斜检测仪（22）和防护网（23），所述倾斜检测仪（22）安装在防护网（23）上，所述倾斜监测仪中常闭开关（3）的两端分别经导线（6）与控制单元连接。

9.根据权利要求8所述的一种全自动铁路灾害报警系统，其特征在于，所述监测单元还包括定位检测仪，所述定位检测仪安装在防护网（23）上，并与控制单元进行通信；

所述控制单元包括两两之间相互连接的PLC模块、继电器、电源监控模块和显示模块，所述PLC模块、继电器、电源监控模块和显示模块均与监测单元、采集单元、供电单元和防护单元连接；

所述采集单元包括分别与所述控制单元连接的摄像头、雨量监测仪、风速监测仪和温度监测仪；

所述供电单元包括主变压器、副变压器、通过充电器与主变压器和副变压器连接的蓄电池，所述主变压器、副变压器和蓄电池均与控制单元连接；

所述防护单元包括分别与所述控制单元连接的声光报警器、应答器和防护信号机。

10.根据权利要求8所述的一种全自动铁路灾害报警系统，其特征在于，所述全自动铁路灾害报警系统还包括远程监控单元，所述远程监控单元与所述控制单元通信连接，用于对监测单元的实时工作状态进行监控。