CN110562298A - 全自动机车防护隔开系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种全自动机车防护隔开系统，室内设备包括一体化机柜、多媒体屏、互控器和急下按钮，一体化机柜包括柜体、UPS电源、工控机和光纤交换机，UPS电源用于提供不间断的电源，工控机分别连接多媒体屏和光纤交换机，工控机通过串口连接互控器，急下按钮连接互控器，互控器连接室外设备的控制柜；室外设备包括通信柜、控制柜、脱轨装置、车轮检测装置和信号机信号检测装置，控制柜分别连接通信柜和脱轨装置，车轮检测装置和信号机信号检测装置分别连接通信柜，通信柜通过光纤交换机连接工控机；室内设备和室外设备分别有两套，两套室内设备的工控机通过光纤交换机和网线联锁互控。该系统具有无人值守、节约成本、安全可靠的优点。

Description

全自动机车防护隔开系统

技术领域

本发明涉及了一种全自动机车防护隔开系统。

背景技术

铁路技规第55条要求：机务部门各整备车间出、入库线应设安全线。由于历史原因或种种限制，建设安全线条件已不具备，增设现代化的防护设备成为必然选项。

目前国内铁路机车整备场多以手动脱轨器控制为主，作业量大、效率低、人员浪费严重,结合车辆部门近年来的脱轨器事故，人控还存在极大安全隐患。而当前车辆部门广泛使用的集控联锁电动脱轨器的运用场景与机务差别较大，并不能直接应用；且集控联锁电动脱轨器并不具备和车站联锁功能；另外集控联锁电动脱轨器最终仍须通过值班员人工确认，才能完成脱轨器操控。所以不管是手动脱轨器还是集控联锁电动脱轨器，都不能完全满足机务作业运用要求，而全自动(无人值守)、集中控制、综合成本较低的防护隔开系统在全路应用尚属空白。

发明内容

为了解决背景技术中所存在的问题，本发明提出了一种全自动机车防护隔开系统。

一种全自动机车防护隔开系统，包括室内设备和室外设备，所述室内设备包括一体化机柜、多媒体屏、互控器和急下按钮，所述一体化机柜包括柜体和分别设置在所述柜体内的UPS电源、工控机和光纤交换机，所述UPS电源用于提供不间断的电源，所述工控机分别连接所述多媒体屏和所述光纤交换机，所述工控机通过串口连接所述互控器，所述急下按钮连接所述互控器，所述互控器连接室外设备的控制柜；所述室外设备包括通信柜、控制柜、脱轨装置、车轮检测装置和信号机信号检测装置，所述控制柜分别连接所述通信柜和所述脱轨装置，所述车轮检测装置和所述信号机信号检测装置分别连接所述通信柜，所述通信柜通过所述光纤交换机连接所述工控机；所述室内设备和所述室外设备分别有两套，两套所述室内设备的工控机通过光纤交换机和网线联锁互控。

基于上述，所述车轮检测装置有两组，所述车轮检测装置分别设置在以脱轨装置为中心设置的防护区的两端。

基于上述，所述车轮检测装置为磁钢计轴设备，防护区的两端分别设置有两套所述磁钢计轴设备。

基于上述，所述车轮检测装置还包括冗余辅助设备，所述冗余辅助设备为毫米波雷达，所述毫米波雷达分别设置在所述磁钢计轴设备处以及均布在防护区内。

基于上述，所述室外设备还包括视频监控装置，每个所述车轮检测装置处对应设置有一个所述视频监控装置，所述视频监控装置通过所述通信柜和所述光纤交换机连接所述工控机。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明通过车轮检测装置检测防护区内的机车信息，并结合信号机信号检测装置对信号机的信号检测信息，对防护区内的脱轨装置进行控制，通过室内设备和室外设备的相互配合，实现对防护区的无人值守控制，降低了人员成本。

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是本发明的结构示意框图。

图中：1.车站侧；2.机务侧；3.一体化机柜；4.通信柜；5.多媒体屏；6.控制柜；7.脱轨装置；8.信号机；9.车轮检测装置；10.毫米波雷达；11.视频监控装置。

具体实施方式

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，本领域普通技术人员在没有付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。

如图1所示，一种全自动机车防护隔开系统，包括室内设备和室外设备，所述室内设备包括一体化机柜3、互控器、多媒体屏5和急下按钮，所述一体化机柜3包括柜体和分别设置在所述柜体内的UPS电源、工控机和光纤交换机，所述UPS电源用于提供不间断的电源，所述工控机分别连接所述多媒体屏5和所述光纤交换机，所述工控机通过串口连接所述互控器，所述急下按钮连接所述互控器，所述互控器连接室外设备的控制柜；所述室外设备包括通信柜4、控制柜6、脱轨装置7、车轮检测装置9和信号机8信号检测装置，所述控制柜6分别连接所述通信柜4和所述脱轨装置7，所述车轮检测装置9和所述信号机8信号检测装置分别连接所述通信柜4，所述通信柜4通过所述光纤交换机连接所述工控机；两套所述室内设备的工控机通过光纤交换机和网线联锁互控。

系统采用双工控机同步机制完成信号的检测、执行装置的上下脱控制，两套系统联锁互控，只有两套系统都检测到相同信号时才执行操作，充分避免误判，提高安全可靠性。互控器是脱轨装置主控回路上室内送电设备和自动紧急下脱的控制设备。他接受工控机的命令完成主控回路的送电和断电，正常上下脱时，只有两台工控机同时发送送电命令才能完成主控送电，从而实现两工控机互控；发生故障需要自动急下时，只要一台工控机发命令即可完成紧急下脱撤防功能；需要手动急下时，通过所述急下按钮控制进行紧急下脱。实际中还包括KVM切换设备，KVM切换设备分别连接两套所述室内设备的工控机以进行切换。

具体的，所述车轮检测装置9有两组，所述车轮检测装置9分别设置在以脱轨装置7为中心设置的防护区的两端。线路遮断防护时上脱，上脱状态下如机车强行通过将被脱轨；线路撤防时下脱，下脱状态下机车可以正常通过。正常状态下，脱轨装置7为上脱状态，防护区处于遮断防护状态，提高防护区的安全性。机车入库时，车站侧1车轮检测装置9检测到2个及以上车轮时，即有机车驶入防护区，同时机务侧2车轮检测装置9未检测到车轮驶入，则工控机通过光纤交换机和通信柜4向所述控制柜6发送指令，控制柜6控制脱轨装置7自动下脱。机车出库时，信号机8检测装置检测到信号机8为白灯亮、蓝灯灭时，控制柜6控制脱轨装置7自动下脱。防护区内未检测到车轮信息、信号机8为蓝灯亮且白灯灭状态时，自动控制上脱。实际中，所述脱轨装置7为现有的脱轨器和转撤机。转动块式30型脱轨器是系统防护功能的执行设备，采用ZD6-A型道岔转辙机为脱轨器上脱、下脱提供动力，并提供上下脱状态检测信号。信号机8信号检测设备具体为霍尔传感器，通过检测信号机8的信号灯，也即蓝灯、白灯的通电变化情况对信号机8的信号进行检测。通信柜4内设置有通信模块，本实施例中采用CAN通信模块。控制柜6的主要执行部分为柜体中的CPU板和I/O板，控制柜6的地址及波特率是通过CPU板上的4位拨码开关来设置。每台工控机及其对应的室外检测设备各成系统，两套系统完全独立、同步工作，当两套系统所有设备信号正常，且两套系统检测信号一致并握手成功后，两套系统都发送控制命令，才能实现脱轨器正常上脱或下脱功能。执行机构的控制与关键信号采用多级检测控制闭环；信号机8信号、计轴数据、雷达探测信号实现联锁互控、安全冗余，防止漏检、错判、误动。一方面通过冗余设计使系统健壮运行充分发挥应有的隔开防护功能；另一方面通过冗余完成系统设备自检，在关键信号故障且不满足冗余条件时脱轨器将自动急下，从设备故障到脱轨器下脱到位在5秒内完成，实现故障导向安全的设计原则。

本实施例中，所述车轮检测装置9为磁钢计轴设备，防护区的两端分别设置有两套所述磁钢计轴设备。具体的，磁钢计轴设备为有源磁钢传感器，在防护区两端边界处设置磁钢计轴设备，每处设置两块磁钢，从而可判别车轴行进方向及准确记录防护区车轴数量。有源磁钢可检测低速直至静止的车轴信号，更好适用机务进出车运用场景。有源磁钢传感器工作原理：当车轮通过传感器上方时，传感器的输出端输出一个表征车轮通过的负脉冲信号。当车轮停留在传感器上方时，传感器的输出端输出一个表征车轮停留的由正变零并保持零的电压信号，直至车轮离开传感器上方输出信号才由零恢复到正电压。利用这一电压变化信号,为对运行列车的技术参数、运行状态等进行测量和监控的设备提供车轮通过的信息。

优选地，为了提高该系统的准确可靠性，所述车轮检测装置9还包括冗余辅助设备，所述冗余辅助设备为毫米波雷达10，所述毫米波雷达10分别设置在所述磁钢计轴设备处以及均布在防护区内。防护区无车轮，机务侧2雷达没有检测到机车占用，车站侧1磁钢处雷达检测到机车占用且持续预设时间以上，则故障报警，在上脱位时紧急下脱。防护区域内磁钢计轴设备未检测到车轮信息、信号机8为蓝灯亮且白灯灭状态、雷达检测到防护区无机车车辆占用，以上3个条件同时满足时，自动控制上脱。毫米波雷达10探测的最大优势是不受风雪雨雾、高温高湿、轨边强震动、室外光干扰等使用环境的限制，采用毫米波雷达10作为防护区占用的辅助检测手段，作为计轴系统的冗余和辅助措施，充分提高了系统的可靠性和准确性。

实际中，所述室外设备还包括视频监控装置11，每个所述车轮检测装置9处对应设置有一个所述视频监控装置11，所述视频监控装置11通过所述通信柜4和所述光纤交换机连接所述工控机。本实施例中，视频监控装置为摄像头，视频监控装置11对防护区进行实时视频监控，并将监控数据进行存储，方便对防护区进行直观的观察和历史调阅。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (5)

1.一种全自动机车防护隔开系统，其特征在于：包括室内设备和室外设备，所述室内设备包括一体化机柜、多媒体屏、互控器和急下按钮，所述一体化机柜包括柜体和分别设置在所述柜体内的UPS电源、工控机和光纤交换机，所述UPS电源用于提供不间断的电源，所述工控机分别连接所述多媒体屏和所述光纤交换机，所述工控机通过串口连接所述互控器，所述急下按钮连接所述互控器，所述互控器连接室外设备的控制柜；所述室外设备包括通信柜、控制柜、脱轨装置、车轮检测装置和信号机信号检测装置，所述控制柜分别连接所述通信柜和所述脱轨装置，所述车轮检测装置和所述信号机信号检测装置分别连接所述通信柜，所述通信柜通过所述光纤交换机连接所述工控机；所述室内设备和所述室外设备分别有两套，两套所述室内设备的工控机通过光纤交换机和网线联锁互控。

2.根据权利要求1所述的全自动机车防护隔开系统，其特征在于：所述车轮检测装置有两组，所述车轮检测装置分别设置在以脱轨装置为中心设置的防护区的两端。

3.根据权利要求2所述的全自动机车防护隔开系统，其特征在于：所述车轮检测装置为磁钢计轴设备，防护区的两端分别设置有两套所述磁钢计轴设备。

4.根据权利要求3所述的全自动机车防护隔开系统，其特征在于：所述车轮检测装置还包括冗余辅助设备，所述冗余辅助设备为毫米波雷达，所述毫米波雷达分别设置在所述磁钢计轴设备处以及均布在防护区内。

5.根据权利要求1所述的全自动机车防护隔开系统，其特征在于：所述室外设备还包括视频监控装置，每个所述车轮检测装置处对应设置有一个所述视频监控装置，所述视频监控装置通过所述通信柜和所述光纤交换机连接所述工控机。