CN110466540A - 一种适用于长公路隧道贴壁行驶的轨道车厢 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及公路维护技术领域，具体涉及一种适用于长公路隧道贴壁行驶的轨道车厢；包括车厢、电动滚轮和轨道，轨道设置在公路隧道的检修道上，车厢通过电动滚轮与轨道滑动相连；车厢上安装有监控探头，车厢内集成有中央控制系统，中央控制系统连接有雷达障碍检测装置，电动滚轮连接智能控制器，智能控制器与中央控制系统相连，公路隧道的侧壁上设有定位杆，车厢侧壁上设有滑动卡头，滑动卡头与定位杆滑动相连，中央控制系统通过GSM与远程端无线相连；本发明轨道车厢能沿隧道壁自动行驶。安装监控探头，通过自动行驶的轨道车厢，完成隧道的智能检测任务。隧道发生事故后，快速疏散人员逃离隧道，具有很强的创造性。
Description
技术领域
本发明涉及公路维护技术领域，具体涉及一种适用于长公路隧道贴壁行驶的轨道车厢。
背景技术
公路隧道是专供汽车运输行驶的通道。随着社会经济和生产的发展,高速公路大量出现，对道路的修建技术提出了较高的标准,要求线路顺直、坡度平缓、路面宽敞等。因此在道路穿越山区时,过去盘山绕行的方案多改为隧道方案。隧道的修建在改善公路技术状态、缩短运行距离、提高运输能力、减少事故等方面起到重要的作用。
长公路隧道因为距离长，养护和检修时耗时耗力，本发明专利发明一种长公路隧道贴壁行驶的轨道车厢，在侧壁底部安装轨道，在隧道侧壁安装定位杆，并设计仅容纳一人乘坐的轨道车厢，轨道车厢能沿隧道壁自动行驶。另外，轨道车厢上可以安装监控探头，通过自动行驶的轨道车厢，完成隧道的智能检测任务(此种情况，车中可以不坐人)，由隧道养护工作者在办公室操作轨道车厢，完成隧道内部无死角的动态监控。隧道发生事故后，多辆轨道车厢可以拼接成“小火车”，快速疏散人员逃离隧道。相邻的轨道车厢通过一定的技术自动保持安全距离，不会相撞。另外，隧道里氧气稀薄，轨道车厢采用密封结构，里面配备氧气、空调、灯光等。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明公开了一种适用于长公路隧道贴壁行驶的轨道车厢，用于解决长公路隧道因为距离长，养护和检修时耗时耗力，若有突发情况发生不能第一时间实现隧道救援，养护时依赖人工检修造成人力资源浪费的问题。
本发明通过以下技术方案予以实现：
一种适用于长公路隧道贴壁行驶的轨道车厢，包括车厢、电动滚轮和轨道，所述轨道设置在公路隧道的检修道上，所述车厢通过所述电动滚轮与所述轨道滑动相连；所述车厢上安装有监控探头，所述车厢内集成有中央控制系统，所述中央控制系统连接有雷达障碍检测装置，所述电动滚轮连接智能控制器，所述智能控制器与所述中央控制系统相连，所述公路隧道的侧壁上设有定位杆，所述车厢侧壁上设有滑动卡头，所述滑动卡头与所述定位杆滑动相连，所述中央控制系统通过GSM与远程端无线相连。
更进一步的，所述车厢采用密封结构，其侧壁上设有观察窗口，所述观察窗口为玻璃窗，所述车厢内配备便携式氧气瓶、移动空调和照明灯。
更进一步的，所述定位杆通过薄片铁固定在公路隧道侧壁上，所述滑动卡头在靠近薄片铁出设有通槽，运行时所述薄片铁穿过所述通槽。
更进一步的，所述车厢内设有可视对讲系统，所述可视对讲系统采用UDA1341应用于数字信号的传输，并且根据信号选择的传输控制信号的L3总线接口对其进行设置；音频硬件选择具备IIS总线接口的S3C2440芯片，通过外接8/16比特立体声CODEC实现音频交流；驱动部分选择TVP51SOA芯片。
更进一步的，所述L3接口由S3C2440的引脚TOUT2、TCLK0和TOUT3组成，与S3C2440的B组通用寄存器GBB2、GPB3、GPB4复用；通过所述TVP51SOA的工作模式对系统中的每一项结构参数做出相应的设置。
更进一步的，所述电动滚轮采用开关磁阻电机，所述开关磁阻导通之后，不同绕组分别从电源进入，并且吸收电能，如果其中的开关处于关断状态，则绕组会进入到二极管中，同时将剩余能量传输到主电流通道。
更进一步的，所述智能控制器设有功率变换器和控制器；所述功率变换器将电源和电动机绕组连接起来，连接应用选择在快速绝缘栅双极型晶体管ICBT，变换系统运行电路与功率；所述控制器根据系统综合位置及时将传感信号发出，或以人工设定信号辅助发出。
更进一步的，所述功率变换器设置开关管和两极管，如果开关管闭合，则相扰组进入到充电状态，如果开关管打开，则两极管会持续为系统回馈能量；所述控制器选择单片机，通过修改软件的处理来改变电动机控制方式，并记录控制参数。
更进一步的，所述雷达障碍检测装置包括激光雷达和Kinect相机，所述Kinect相机从周围环境中采集深度图像，经过深度图像转换模块转换成虚拟激光测距数据；所述激光雷达从周围环境中采集二维平面的激光测距数据；使用测距数据融合模块把虚拟激光测距数据和激光测距数据整合得到障碍物位置。
更进一步的，所述Kinect相机采集得到深度图像后，深度图像转换模块把图像中转换窗口的每个像素列上深度值最小的像素点距离和角度提取出来，将部分或者全部深度图像向中心平面压缩，在中心平面上形成一系列虚拟激光点。
本发明的有益效果为：
本发明通过在侧壁底部安装轨道，在隧道侧壁安装定位杆，并设计仅容纳一人乘坐的轨道车厢，轨道车厢能沿隧道壁自动行驶。另外，轨道车厢上可以安装监控探头，通过自动行驶的轨道车厢，完成隧道的智能检测任务，由隧道养护工作者在办公室操作轨道车厢，完成隧道内部无死角的动态监控。隧道发生事故后，多辆轨道车厢可以拼接成“小火车”，快速疏散人员逃离隧道。相邻的轨道车厢通过火车连接件自动保持安全距离，不会相撞。轨道车厢采用密封结构，里面配备氧气、空调、灯光丰富了救援设备。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的主视角度方向结构示意图；
图2是本发明测试角度方向结构示意图；
图3是本发明可视对讲系统硬件结构示意图；
图中的标号分别代表：
1、隧道侧壁；2、检修道；3、隧道公路；4、轨道；5、车厢；6、照明灯；7、监控探头；8、观察窗口；9、定位杆；10、车厢门；11、薄片铁；12、滑动卡头。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
实施例1
本实施例公开如图1和2所示的一种适用于长公路隧道贴壁行驶的轨道车厢，包括车厢、电动滚轮和轨道，所述轨道设置在公路隧道的检修道上，所述车厢通过所述电动滚轮与所述轨道滑动相连；所述车厢上安装有监控探头，所述车厢内集成有中央控制系统，所述中央控制系统连接有雷达障碍检测装置，所述电动滚轮连接智能控制器，所述智能控制器与所述中央控制系统相连，所述公路隧道的侧壁上设有定位杆，所述车厢侧壁上设有滑动卡头，所述滑动卡头与所述定位杆滑动相连，所述中央控制系统通过GSM与远程端无线相连。
车厢采用密封结构，其侧壁上设有观察窗口，所述观察窗口为玻璃窗，所述车厢内配备便携式氧气瓶、移动空调和照明灯。
定位杆通过薄片铁固定在公路隧道侧壁上，所述滑动卡头在靠近薄片铁出设有通槽，运行时所述薄片铁穿过所述通槽。
电动滚轮采用开关磁阻电机，所述开关磁阻导通之后，不同绕组分别从电源进入，并且吸收电能，如果其中的开关处于关断状态，则绕组会进入到二极管中，同时将剩余能量传输到主电流通道。
智能控制器设有功率变换器和控制器；所述功率变换器将电源和电动机绕组连接起来，连接应用选择在快速绝缘栅双极型晶体管ICBT，变换系统运行电路与功率；所述控制器根据系统综合位置及时将传感信号发出，或以人工设定信号辅助发出。
功率变换器设置开关管和两极管，如果开关管闭合，则相扰组进入到充电状态，如果开关管打开，则两极管会持续为系统回馈能量；所述控制器选择单片机，通过修改软件的处理来改变电动机控制方式，并记录控制参数。
雷达障碍检测装置包括激光雷达和Kinect相机，所述Kinect相机从周围环境中采集深度图像，经过深度图像转换模块转换成虚拟激光测距数据；所述激光雷达从周围环境中采集二维平面的激光测距数据；使用测距数据融合模块把虚拟激光测距数据和激光测距数据整合得到障碍物位置。
Kinect相机采集得到深度图像后，深度图像转换模块把图像中转换窗口的每个像素列上深度值最小的像素点距离和角度提取出来，将部分或者全部深度图像向中心平面压缩，在中心平面上形成一系列虚拟激光点。
实施例2
本实施例公开如图3所示的可视对讲系统，采用UDA1341应用于数字信号的传输，并且根据信号选择的传输控制信号的L3总线接口对其进行设置；音频硬件选择具备IIS总线接口的S3C2440芯片，通过外接8/16比特立体声CODEC实现音频交流；驱动部分选择TVP51SOA芯片。
L3接口由S3C2440的引脚TOUT2、TCLK0和TOUT3组成，与S3C2440的B组通用寄存器GBB2、GPB3、GPB4复用；通过所述TVP51SOA的工作模式对系统中的每一项结构参数做出相应的设置。
可视化对讲系统设计中，其软硬件都是选用的模块化嵌入式系统设计，这种设计能够确保整个系统可以相对容易的进行系统结果的扩展，大大的增加了可视化对讲系统系统设计稳定性的特点，并且更好的保证整个系统的系统功能稳定性，为了更好的保证整个可视化对讲系统结构的稳定运行。
设计的这一系统的硬件结构是通过系统中的以太网接口芯片DM9000A，选择的这一种芯片能够更好的对其进行设计，并且可以比较好的保证整个通信网络中的10/100M物理层接口实现整个系统的集成。
设计的这一系统结构中，其特点是可以更好的接收并发送相关的数据信息这一系统结构本身也具有16K字节，能够更好的保证整个系统在运行中能够通过对8/16bit两种主机进行工作。
设计的这一系统，其主要的工作特点是能够较好的保证系统能够利用其嵌入式设备网络接口的进行比较好的选择。
设计的系统结构中的处理器的芯片选择的是ARM920T处理器核，该处理器选择的是32位的微控制器，其系统结构本身也是通过16KB指令Cache、16KB数据Cache以及存储器管理单元，设计的整个系统结构主要是可以通过选择533MHz正常运行，进而通过设计的这一处理器可以比较好的保证整个系统中的系统指令以及系统的数据处理能力都比较强，能够较好的保证整个系统中的稳定性。根据系统结构设计特点，整个系统的结构也需要选择其相应的USB拓展，可以通过整个系统做出进行网络互连。
本实施例可使得车厢检修过程或救援过程中，通过可视对讲系统进行远程交流指挥，保证救援或检修的顺利进行。
本发明专利发明一种长公路隧道贴壁行驶的轨道车厢，在侧壁底部安装轨道，在隧道侧壁安装定位杆，并设计仅容纳一人乘坐的轨道车厢，轨道车厢能沿隧道壁自动行驶。另外，轨道车厢上可以安装监控探头，通过自动行驶的轨道车厢，完成隧道的智能检测任务(此种情况，车中可以不坐人)，由隧道养护工作者在办公室操作轨道车厢，完成隧道内部无死角的动态监控。
隧道发生事故后，多辆轨道车厢可以拼接成“小火车”，快速疏散人员逃离隧道。相邻的轨道车厢通过火车连接件自动保持安全距离，不会相撞。另外，隧道里氧气稀薄，轨道车厢采用密封结构，里面配备氧气、空调、灯光等，具有很强的创造性和市场应用前景。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种适用于长公路隧道贴壁行驶的轨道车厢，包括车厢、电动滚轮和轨道，所述轨道设置在公路隧道的检修道上，所述车厢通过所述电动滚轮与所述轨道滑动相连；其特征在于，所述车厢上安装有监控探头，所述车厢内集成有中央控制系统，所述中央控制系统连接有雷达障碍检测装置，所述电动滚轮连接智能控制器，所述智能控制器与所述中央控制系统相连，所述公路隧道的侧壁上设有定位杆，所述车厢侧壁上设有滑动卡头，所述滑动卡头与所述定位杆滑动相连，所述中央控制系统通过GSM与远程端无线相连。
2.根据权利要求1所述的适用于长公路隧道贴壁行驶的轨道车厢，其特征在于，所述车厢采用密封结构，其侧壁上设有观察窗口，所述观察窗口为玻璃窗，所述车厢内配备便携式氧气瓶、移动空调和照明灯。
3.根据权利要求1所述的适用于长公路隧道贴壁行驶的轨道车厢，其特征在于，所述定位杆通过薄片铁固定在公路隧道侧壁上，所述滑动卡头在靠近薄片铁出设有通槽，运行时所述薄片铁穿过所述通槽。
4.根据权利要求1所述的适用于长公路隧道贴壁行驶的轨道车厢，其特征在于，所述车厢内设有可视对讲系统，所述可视对讲系统采用UDA1341应用于数字信号的传输，并且根据信号选择的传输控制信号的L3总线接口对其进行设置；音频硬件选择具备IIS总线接口的S3C2440芯片，通过外接8/16比特立体声CODEC实现音频交流；驱动部分选择TVP51SOA芯片。
5.根据权利要求4所述的适用于长公路隧道贴壁行驶的轨道车厢，其特征在于，所述L3接口由S3C2440的引脚TOUT2、TCLK0和TOUT3组成，与S3C2440的B组通用寄存器GBB2、GPB3、GPB4复用；通过所述TVP51 SOA的工作模式对系统中的每一项结构参数做出相应的设置。
6.根据权利要求1所述的适用于长公路隧道贴壁行驶的轨道车厢，其特征在于，所述电动滚轮采用开关磁阻电机，所述开关磁阻导通之后，不同绕组分别从电源进入，并且吸收电能，如果其中的开关处于关断状态，则绕组会进入到二极管中，同时将剩余能量传输到主电流通道。
7.根据权利要求1所述的适用于长公路隧道贴壁行驶的轨道车厢，其特征在于，所述智能控制器设有功率变换器和控制器；所述功率变换器将电源和电动机绕组连接起来，连接应用选择在快速绝缘栅双极型晶体管ICBT，变换系统运行电路与功率；所述控制器根据系统综合位置及时将传感信号发出，或以人工设定信号辅助发出。
8.根据权利要求7所述的适用于长公路隧道贴壁行驶的轨道车厢，其特征在于，所述功率变换器设置开关管和两极管，如果开关管闭合，则相扰组进入到充电状态，如果开关管打开，则两极管会持续为系统回馈能量；所述控制器选择单片机，通过修改软件的处理来改变电动机控制方式，并记录控制参数。
9.根据权利要求1所述的适用于长公路隧道贴壁行驶的轨道车厢，其特征在于，所述雷达障碍检测装置包括激光雷达和Kinect相机，所述Kinect相机从周围环境中采集深度图像，经过深度图像转换模块转换成虚拟激光测距数据；所述激光雷达从周围环境中采集二维平面的激光测距数据；使用测距数据融合模块把虚拟激光测距数据和激光测距数据整合得到障碍物位置。
10.根据权利要求1所述的适用于长公路隧道贴壁行驶的轨道车厢，其特征在于，所述Kinect相机采集得到深度图像后，深度图像转换模块把图像中转换窗口的每个像素列上深度值最小的像素点距离和角度提取出来，将部分或者全部深度图像向中心平面压缩，在中心平面上形成一系列虚拟激光点。
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| CN110466540B (zh) | 2024-06-04 |
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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