CN109900246B - 一种人防门吊角状态检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种人防门吊角状态检测系统及方法，系统包括：第一距离传感器和信号控制箱；传感器对人防门安装第一距离传感器的位置相对于预设参考面之间的实时距离进行采集，并传送给信号控制箱进行处理；信号控制箱包括处理器、存储器、信号输入接口和信号输出接口；信号输入接口接收实时距离信息并传送给处理器；处理器将实时距离与预设值进行比较，判断人防门是否超出吊角允许的范围，并将判断结果传送给信号输出接口；存储器，用于存储预设值、实时距离信息和由人防门吊角状态信息；信号输出接口将判断结果进行对外输出。本系统，可以实时检测人防门的吊角状态，提前预防人防门吊角走位超限，提高安全性和维护的便捷性；同时本方案结构简单，成本低。

Description

一种人防门吊角状态检测系统及方法

技术领域

本发明属于人防门技术领域，尤其是涉及一种人防门状态自动检测系统。

背景技术

人防门就是人民防护工程出入口的门，用来保护避难人群，阻隔毒气、爆破杀伤用的门。

人防门安装后，在重力或其他外力作用下，门扇会发生倾斜，也称“吊角”，其状态示意图如图4所示。当人防门出现超过设计的吊角范围时，一方面人防门将关闭不严，不能起到封堵作用，在战争或恐怖袭击情况下(特别是在遭遇毒气或核辐射时)，对人民群众的生命财产安全会起不到有效的保护作用；另一方面，人防门发生严重吊角后，人防门可能入侵地下轨道交通的轨行区，形成巨大的交通隐患。

针对人防门的吊角检测，当前主要依靠巡检人员在例行巡检过程中发现问题，然后上报，实现人防门的维护。但是这样的巡检方式可能会因为不能及时发现问题而造成严重后果，所以如何提供一种人防门吊角状态的实时检测系统，及时发现问题，成为本领域急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种人防门吊角状态检测系统及方法，以便实时检测人防门的吊角状态，提前预防人防门吊角走位超限，提高安全性和维护的便捷性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种人防门吊角状态检测系统，包括：第一距离传感器和信号控制箱；

所述第一距离传感器设于人防门上，用于对人防门安装第一距离传感器的位置相对于预设参考面之间的实时距离进行采集，所述参考面垂直于人防门的面板，且平行于第一距离传感器指向的门边，并传送给所述信号控制箱进行处理；

所述信号控制箱，包括处理器、存储器、信号输入接口和信号输出接口；

所述信号输入接口，用于接收实时距离信息并传送给所述处理器；

所述处理器，用于将所述实时距离与预设值进行比较，判断人防门是否超出吊角允许的范围，并将判断结果传送给所述信号输出接口；

所述存储器，用于存储预设值、实时距离信息和由所述处理器比较判断后的人防门吊角状态信息；

所述信号输出接口，用于将所述处理器的判断结果进行对外输出。

进一步，所述信号控制箱还包括电源处理模块，所述电源处理模块用于将输入的220v交流电转换为系统所需的直流电源。

进一步，还包括现场报警装置，所述报警装置接收所述信号输出接口输出的信号，用于对吊角超限状态异常时进行报警。

进一步，还包括第二距离传感器，所述第一距离传感器和所述第二距离传感器均设于人防门上，所述第一距离传感器和所述第二距离传感器间有一定的间距，且两者中心连线平行于所述参考面；

所述第二距离传感器用于对人防门安装第二距离传感器的位置相对于参考面的实时距离进行采集，并传送给所述信号控制箱进行处理；

所述预设值包括：

第一预设值：人防门远离铰链侧底端下坠着地时人防门安装第一距离传感器的位置与参考面间的距离；

第二预设值：人防门远离铰链侧底端下坠着地时人防门安装第二距离传感器的位置与参考面间的距离；

第三预设值：人防门吊角超限报警时，人防门安装第一距离传感器的位置与参考面间的距离与人防门安装第二距离传感器的位置与参考面间的距离的差值的临界报警值；

第四预设值：人防门吊角超限预警时，人防门安装第一距离传感器的位置与参考面间的距离与人防门安装第二距离传感器的位置与参考面间的距离的差值的临界预警值；

所述处理器将第一距离传感器采集的实时距离与第一预设值进行比较，判断第一距离传感器是否故障失效；所述处理器将第二距离传感器采集的实时距离与第二预设值进行比较，判断第二距离传感器是否故障失效；所述处理器将第一距离传感器采集的实时距离与所述第二距离传感器采集的实时距离之差与第三预设值进行比较，判断吊角超限状态；所述处理器将第一距离传感器采集的实时距离与所述第二距离传感器采集的实时距离之差与第三预设值和第四预设值进行比较，判断吊角超限预警状态。

进一步，还包括用户端，所述用户端包括云平台和轨道控制室，所述用户端通过网络与所述信号输出接口连接。

进一步，还包括信号箱，所述信号箱设于所述信号控制箱和所述用户端之间，用于对信号控制箱的输出信号进行中转，所述信号箱还用于对220v交流电进行中转。

人防门吊角状态的检测方法，包括如下步骤：

S1、第一距离传感器采集人防门与参考面间的实时距离D1；

S2、实时距离D1通过信号输入接口传送给处理器，处理器调用存储器中的预设值与实时距离D1进行比较，判断人防门是否超出吊角允许的范围，并将判断结果传送给所述信号输出接口；如果实时距离D1大于预设值，人防门吊角超范围，进入步骤S3，如果实时距离D1小于预设值，人防门吊角状态正常，返回步骤S1；

S3、信号输出接口将判断结果传送给报警装置，如果吊角超范围，进行报警。

人防门吊角状态的检测方法，包括如下步骤：

S1、第一距离传感器采集人防门与参考面间的实时距离D1；第二距离传感器采集人防门与参考面间的实时距离D2；

S2、实时距离D1通过信号输入接口传送给处理器，处理器调用存储器中的第一预设值与实时距离D1进行比较，判断第一距离传感器是否失效，并将判断结果传送给所述信号输出接口；如果实时距离D1大于第一预设值，第一传感器失效或故障，进入步骤S6，如果实时距离D1小于第一预设值，第一传感器正常，进入步骤S4；

S3、实时距离D2通过信号输入接口传送给处理器，处理器调用存储器中的第二预设值与实时距离D2进行比较，判断第二距离传感器是否失效，并将判断结果传送给所述信号输出接口；如果实时距离D2大于第二预设值，第二传感器失效或故障，进入步骤S6，如果实时距离D2小于第一预设值，第二传感器正常，进入步骤S4；

S4、处理器调用存储器中的第三预设值和第四预设值，与实时距离D1和实时距离D2的差值进行比较，判断人防门是否超出吊角超限预警的范围，并将判断结果传送给所述信号输出接口；如果实时距离D1和实时距离D2的差值大于第四预设值，小于第三预设值，人防门吊角超出预警范围，进入步骤S5，如果实时距离D1和实时距离D2的差值大于第三预设值，进入步骤S6；如果实时距离D1和实时距离D2的差值小于第三预设值，人防门吊角状态正常，返回步骤S1；

S5、信号输出接口将判断结果传送给报警装置，报警装置进行预报警；

S6、信号输出接口将判断结果传送给报警装置，报警装置进行报警。

进一步，还包括如下步骤：

S7、信号输出接口通过网络将判断结果传送给用户端。

相对于现有技术，本发明所述的一种人防门吊角状态检测系统具有以下优势：

由于采用上述技术方案：本申请具有下列有益效果

(1)本发明的系统，通过第一距离传感器采集人防门的下坠倾斜的距离，处理器对实时采集数据与存储器内的预设值进行比较，判断人防门的吊角状态并实时输出，可以实时检测人防门的吊角状态，提前预防人防门吊角走位超限，提高安全性和维护的便捷性；同时本方案结构简单，成本低。

(2)电源处理模块集成在信号控制箱内，可以减少外部配件，方便安装调试。

(3)两个位于同一水平位置的距离传感器同时对相对于同一参考面的距离进行检测，一方面可以对传感器采集的数据的有效性进行判断，即判断传感器是否失效损坏，避免错报误报；另一方面提高两个传感器采集数据的差值进行吊角状态的判断，可以提高检测的精度，可靠性高。

(4)用户端与信号输出接口连接，可以方便轨道控制室和云平台对人防门吊角状态及传感器状况进行及时了解，进而对列车进行调度指挥，避免事故发生，同时也方便对吊角故障进行排查检修管理。

(5)信号箱的设置方便将电源引入信号控制箱，将输出信号转接到用户端。

(6)一种检测方法通过一个距离传感器对倾斜状况进行检测，结构简单，成本低。

(7)一种检测方法通过两个距离传感器对倾斜状况进行检测，一方面可以对传感器采集的数据的有效性进行判断，即判断传感器是否失效损坏，避免错报误报；另一方面通过两个传感器采集数据的差值进行吊角状态的判断，可以提高检测的精度。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明检测系统信号控制箱的原理图。

图3为本发明检测系统信号箱的结构示意图。

图4为人防门吊角状态示意图。

图5为人防门不同吊角位置状态的角度示意图。

图6为本发明的一个实施例的检测流程图。

图7为本发明的另一个实施例的检测流程图。

图8、图9为本发明传感器和参考面相对位置的不同设置情况示意图。

附图标记说明：

1：人防门主体，1-1：信号控制箱，1-2：第一传感器，1-3第二传感器，1-4铰链，2：参考面，2-1：千斤顶，2-2：安置平台，3：信号箱，4：用户端，5：正常状态，6：吊角状态。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例1，如图1-7所示，一种人防门吊角状态检测系统，包括：第一距离传感器和信号控制箱；

所述第一距离传感器设于人防门上，用于对人防门安装第一距离传感器的位置相对于预设参考面之间的实时距离进行采集，所述参考面垂直于人防门的面板，且平行于第一距离传感器指向的门边，并传送给所述信号控制箱进行处理；

所述信号控制箱，包括处理器、存储器、信号输入接口和信号输出接口；

所述信号输入接口，用于接收实时距离信息并传送给所述处理器；

所述处理器，用于将所述实时距离与预设值进行比较，判断人防门是否超出吊角允许的范围，并将判断结果传送给所述信号输出接口；

所述存储器，用于存储预设值、实时距离信息和由所述处理器比较判断后的人防门吊角状态信息；

所述信号输出接口，用于将所述处理器的判断结果进行对外输出。

本系统，通过第一距离传感器采集人防门的下坠倾斜的距离，处理器对实时采集数据与存储器内的预设值进行比较，判断人防门的吊角状态并实时输出，可以实时检测人防门的吊角状态，提前预防人防门吊角走位超限，提高安全性和维护的便捷性；同时本方案结构简单，成本低。

存储器包括内存和外存，内存主要是处理器工作时的临时交换空间，起临时存储和协调作用，外存主要功能是存储系统运行需要的必要文件，如操作系统，将不同的信息分别存储在内存和外存内(内存存储传感器采集信息、预设值和判断结果，外存存储系统运行文件)，方便调用，提高运行速度。

进一步，所述信号控制箱还包括电源处理模块，所述电源处理模块用于将输入的220v交流电转换为系统所需的直流电源。电源处理模块集成在信号控制箱内，可以减少外部配件，方便安装调试。

进一步，还包括现场报警装置，所述报警装置接收所述信号输出接口输出的信号，用于对吊角超限状态异常时进行报警。现场报警装置方便现场了解吊角超限异常情况，及时进行维修处理，避免事故的发生。

实施例2，在实施例1的基础上，进一步，还包括第二距离传感器，所述第一距离传感器和所述第二距离传感器均设于人防门上，所述第一距离传感器和所述第二距离传感器间有一定的间距，且两者中心连线平行于所述参考面；本系统的具体实施例中各个距离传感器均采用高精度距离传感器。两个传感器按照三角测量法，两者之间的最小间距应大于50mm，主要根据传感器精度而定，本文以1mm精度的传感器为参考；如果传感器精度越小，两传感器间的间距应越大，比如传感器精度为5mm，那么两个传感器距离应该相距100mm以上。

所述第二距离传感器用于对人防门安装第二距离传感器的位置相对于参考面的实时距离进行采集，并传送给所述信号控制箱进行处理；

所述预设值包括：

第一预设值：人防门远离铰链侧底端下坠着地时人防门安装第一距离传感器的位置与参考面间的距离；

第二预设值：人防门远离铰链侧底端下坠着地时人防门安装第二距离传感器的位置与参考面间的距离；

第三预设值：人防门吊角超限报警时，人防门安装第一距离传感器的位置与参考面间的距离与人防门安装第二距离传感器的位置与参考面间的距离的差值的临界报警值；

第四预设值：人防门吊角超限预警时，人防门安装第一距离传感器的位置与参考面间的距离与人防门安装第二距离传感器的位置与参考面间的距离的差值的临界预警值；

所述处理器将第一距离传感器采集的实时距离与第一预设值进行比较，判断第一距离传感器是否故障失效，如果大于第一预设值为故障失效；所述处理器将第二距离传感器采集的实时距离与第二预设值进行比较，判断第二距离传感器是否故障失效，如果大于第二预设值为故障失效；所述处理器将第一距离传感器采集的实时距离与所述第二距离传感器采集的实时距离之差与第三预设值进行比较，判断吊角超限状态，如果大于第三预设值吊角为超限异常状态；所述处理器将第一距离传感器采集的实时距离与所述第二距离传感器采集的实时距离之差与第三预设值和第四预设值进行比较，判断吊角超限预警状态，如果大于第四预设值小于第三预设值，为预警状态；

如图5所示，P0位置时，人防门处于没有发生任何吊角的水平状态，P1位置时，人防门略微发生倾斜，形成角度为θ₁的吊角，人防门继续倾斜，P2位置时，形成角度为θ₂的吊角，人防门继续倾斜，P3位置时，形成角度为θ₃的吊角，不同的吊角对应人防门不同的位置状态，D1、D2具有不同的距离差。

所述报警装置对吊角超限状态、吊角超限预警状态、第一距离传感器故障失效状态、第二距离传感器故障失效状态进行报警。各种状态可以采用不同的声音或者不同颜色的光或者不同的声光结合进行报警，方便状态识别。

两个位于同一水平位置的距离传感器同时对相对于同一参考面的距离进行检测，一方面可以对传感器采集的数据的有效性进行判断，即判断传感器是否失效损坏，避免错报误报；另一方面提高两个传感器采集数据的差值进行吊角状态的判断，可以提高检测的精度，可靠性高。

进一步，还包括用户端，所述用户端包括云平台和轨道控制室，所述用户端通过网络与所述信号输出接口连接。用户端与信号输出接口连接，可以方便轨道控制室和云平台对人防门吊角状态及传感器状况进行及时了解，进而对列车进行调度指挥，避免事故发生，同时也方便对吊角故障进行排查检修管理。

进一步，还包括信号箱，所述信号箱设于所述信号控制箱和所述用户端之间，用于对信号控制箱的输出信号进行中转，所述信号箱还用于对220v交流电进行中转。信号箱的设置方便将电源引入信号控制箱，将输出信号转接到用户端。

实施例3：如图5、6所示，人防门吊角状态的检测方法，包括如下步骤：

S1、第一距离传感器采集人防门与参考面间的实时距离D1；

S2、实时距离D1通过信号输入接口传送给处理器，处理器调用存储器中的预设值与实时距离D1进行比较，判断人防门是否超出吊角允许的范围，并将判断结果传送给所述信号输出接口；如果实时距离D1大于预设值，人防门吊角超范围，进入步骤S3，如果实时距离D1小于预设值，人防门吊角状态正常，返回步骤S1；

S3、信号输出接口将判断结果传送给报警装置，如果吊角超范围，进行报警。

一种检测方法通过一个距离传感器对倾斜状况进行检测，结构简单，成本低。

实施例4：如图5、7所示，人防门吊角状态的检测方法，包括如下步骤：

S1、第一距离传感器采集人防门与参考面间的实时距离D1；第二距离传感器采集人防门与参考面间的实时距离D2；

S2、实时距离D1通过信号输入接口传送给处理器，处理器调用存储器中的第一预设值与实时距离D1进行比较，判断第一距离传感器是否失效，并将判断结果传送给所述信号输出接口；如果实时距离D1大于第一预设值，第一传感器失效或故障，进入步骤S6，如果实时距离D1小于第一预设值，第一传感器正常，进入步骤S4；

S3、实时距离D2通过信号输入接口传送给处理器，处理器调用存储器中的第二预设值与实时距离D2进行比较，判断第二距离传感器是否失效，并将判断结果传送给所述信号输出接口；如果实时距离D2大于第二预设值，第二传感器失效或故障，进入步骤S6，如果实时距离D2小于第一预设值，第二传感器正常，进入步骤S4；

S4、处理器调用存储器中的第三预设值和第四预设值，与实时距离D1和实时距离D2的差值进行比较，判断人防门是否超出吊角超限预警的范围，并将判断结果传送给所述信号输出接口；如果实时距离D1和实时距离D2的差值大于第四预设值，小于第三预设值，人防门吊角超出预警范围，进入步骤S5，如果实时距离D1和实时距离D2的差值大于第三预设值，进入步骤S6；如果实时距离D1和实时距离D2的差值小于第三预设值，人防门吊角状态正常，返回步骤S1；

S5、信号输出接口将判断结果传送给报警装置，报警装置进行预报警；

S6、信号输出接口将判断结果传送给报警装置，报警装置进行报警。

一种检测方法通过两个距离传感器对倾斜状况进行检测，一方面可以对传感器采集的数据的有效性进行判断，即判断传感器是否失效损坏，避免错报误报；另一方面提高两个传感器采集数据的差值进行吊角状态的判断，可以提高检测的精度，可靠性高。

进一步，还包括如下步骤：

S7、信号输出接口通过网络将判断结果传送给用户端。用户端可以根据判断结果做出相应的指挥调度或者维修管理：比如判断结果为吊角超限异常状态，就需要指挥调度停止相应路段的列车运行，并派维修人员进行检修，吊角的原因可能是千斤顶和/或铰链故障(如果千斤顶不失效，也基本不会发生什么吊角，即便铰链有损坏，千斤顶也会对门进行很好的支撑，因此发生吊角的主要原因就是千斤顶失效)，维修人员逐一排查维修即可；如果是预警状态，就需要派维修人员进行及时维修，以免影响列车运行或其他事故；如果是传感器故障，就对传感器进行及时检查更换：比如一个传感器正常，一个传感器故障，那么就对故障传感器进行检修；如果两个传感器都不正常，对两个传感器进行检修，也有可能发生了特情(人防门已脱落)，所以需要先指挥调度停止车辆运行，及时进行检修，确定问题后，及时恢复正常通车。因此用户端与信号控制箱的通信对于轨道交通的安全运行意义非常重大，能够提前预防一些故障和事故的发生，提高安全性。

本系统和方法各实施例的参考面均选择地面，也可以根据传感器配置的位置选择其他参考面，如图8、图9。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种人防门吊角状态检测系统，其特征在于，包括：第一距离传感器和信号控制箱；

所述第一距离传感器设于人防门上，用于对人防门安装第一距离传感器的位置相对于预设参考面之间的实时距离进行采集，所述参考面垂直于人防门的面板，且平行于第一距离传感器指向的门边，并传送给所述信号控制箱进行处理；

所述信号控制箱，包括处理器、存储器、信号输入接口和信号输出接口；

所述信号输入接口，用于接收实时距离信息并传送给所述处理器；

所述处理器，用于将所述实时距离与预设值进行比较，判断人防门是否超出吊角允许的范围，并将判断结果传送给所述信号输出接口；

所述存储器，用于存储预设值、实时距离信息和由所述处理器比较判断后的人防门吊角状态信息；

所述信号输出接口，用于将所述处理器的判断结果进行对外输出；

还包括第二距离传感器，所述第一距离传感器和所述第二距离传感器均设于人防门上，所述第一距离传感器和所述第二距离传感器间有一定的间距，且两者中心连线平行于所述参考面；

所述第二距离传感器用于对人防门安装第二距离传感器的位置相对于参考面的实时距离进行采集，并传送给所述信号控制箱进行处理；

所述预设值包括：

第一预设值：人防门远离铰链侧底端下坠着地时人防门安装第一距离传感器的位置与参考面间的距离；

第二预设值：人防门远离铰链侧底端下坠着地时人防门安装第二距离传感器的位置与参考面间的距离；

第三预设值：人防门吊角超限报警时，人防门安装第一距离传感器的位置与参考面间的距离与人防门安装第二距离传感器的位置与参考面间的距离的差值的临界报警值；

第四预设值：人防门吊角超限预警时，人防门安装第一距离传感器的位置与参考面间的距离与人防门安装第二距离传感器的位置与参考面间的距离的差值的临界预警值；

所述处理器将第一距离传感器采集的实时距离与第一预设值进行比较，判断第一距离传感器是否故障失效；所述处理器将第二距离传感器采集的实时距离与第二预设值进行比较，判断第二距离传感器是否故障失效；所述处理器将第一距离传感器采集的实时距离与所述第二距离传感器采集的实时距离之差与第三预设值进行比较，判断吊角超限状态；所述处理器将第一距离传感器采集的实时距离与所述第二距离传感器采集的实时距离之差与第三预设值和第四预设值进行比较，判断吊角超限预警状态。

2.根据权利要求1所述的人防门吊角状态检测系统，其特征在于：所述信号控制箱还包括电源处理模块，所述电源处理模块用于将输入的220v交流电转换为系统所需的直流电源。

3.根据权利要求1所述的人防门吊角状态检测系统，其特征在于：还包括现场报警装置，所述报警装置接收所述信号输出接口输出的信号，用于对吊角超限状态异常时进行报警。

4.根据权利要求1或3所述的人防门吊角状态检测系统，其特征在于：还包括用户端，所述用户端包括云平台和轨道控制室，所述用户端通过网络与所述信号输出接口连接。

5.根据权利要求2所述的人防门吊角状态检测系统，其特征在于：所述信号控制箱还包括用户端，所述用户端包括云平台和轨道控制室，所述用户端通过网络与所述信号输出接口连接。

6.根据权利要求5所述的人防门吊角状态检测系统，其特征在于：还包括信号箱，所述信号箱设于所述信号控制箱和所述用户端之间，用于对信号控制箱的输出信号进行中转，所述信号箱还用于对220v交流电进行中转。

7.人防门吊角状态的检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、第一距离传感器采集人防门与参考面间的实时距离D1；第二距离传感器采集人防门与参考面间的实时距离D2；

S2、实时距离D1通过信号输入接口传送给处理器，处理器调用存储器中的第一预设值与实时距离D1进行比较，判断第一距离传感器是否失效，并将判断结果传送给所述信号输出接口；如果实时距离D1大于第一预设值，第一传感器失效或故障，进入步骤S6，如果实时距离D1小于第一预设值，第一传感器正常，进入步骤S4；

S3、实时距离D2通过信号输入接口传送给处理器，处理器调用存储器中的第二预设值与实时距离D2进行比较，判断第二距离传感器是否失效，并将判断结果传送给所述信号输出接口；如果实时距离D2大于第二预设值，第二传感器失效或故障，进入步骤S6，如果实时距离D2小于第一预设值，第二传感器正常，进入步骤S4；

S4、处理器调用存储器中的第三预设值和第四预设值，与实时距离D1和实时距离D2的差值进行比较，判断人防门是否超出吊角超限预警的范围，并将判断结果传送给所述信号输出接口；如果实时距离D1和实时距离D2的差值大于第四预设值，小于第三预设值，人防门吊角超出预警范围，进入步骤S5，如果实时距离D1和实时距离D2的差值大于第三预设值，进入步骤S6；如果实时距离D1和实时距离D2的差值小于第三预设值，人防门吊角状态正常，返回步骤S1；

S5、信号输出接口将判断结果传送给报警装置，报警装置进行预报警；

S6、信号输出接口将判断结果传送给报警装置，报警装置进行报警。

8.根据权利要求7所述的人防门吊角状态的检测方法，其特征在于：还包括如下步骤：

S7、信号输出接口通过网络将判断结果传送给用户端。

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