CN111830199A - 一种轨道交通车辆及其气体管理系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种轨道交通车辆及其气体管理系统，包括：气体监测传感器阵列，用于检测其所在车厢的多类气体的浓度信息；监测主机，用于获取浓度信息，并根据浓度信息生成对应的处理信号；列车网络控制系统，提示装置及换气装置；列车网络控制系统，用于接收处理信号，当处理信号满足报警条件时，控制提示装置发出警报，当处理信号满足换气条件时，控制换气装置调整通风量。本申请通过气体监测传感器阵列对轨道交通车辆的车厢的气体浓度进行监测，由监测主机根据气体浓度生成对应的处理信号，以便列车网络控制系统根据处理信号控制提示装置发出警报，或控制换气装置调整车厢的通风量，保障乘客的身体健康，提升车厢内的舒适度。

Description

一种轨道交通车辆及其气体管理系统
技术领域
本申请涉及轨道交通领域，特别是涉及一种轨道交通车辆及其气体管理系统。
背景技术
随着中国道路交通的快速发展，越来越多的人选择乘坐轨道交通车辆出行，当轨道交通车辆内部的乘员较多或城轨机车行进在隧道区间时，车厢内通风不佳，可能导致轨道交通车辆的车厢内的CO、CO2等有害气体浓度超标，影响乘客的身体健康以及乘坐舒适度。
因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种轨道交通车辆及其气体管理系统，可以保障乘客的身体健康，提升车厢内的舒适度。
为解决上述技术问题，本申请提供了一种轨道交通车辆的气体管理系统，包括：
气体监测传感器阵列，用于检测其所在车厢的多类气体的浓度信息；
监测主机，用于获取所述浓度信息，并根据所述浓度信息生成对应的处理信号；
列车网络控制系统，提示装置及换气装置；
所述列车网络控制系统，用于接收所述处理信号，当所述处理信号满足报警条件时，控制所述提示装置发出警报，当所述处理信号满足换气条件时，控制所述换气装置调整通风量。
优选的，所述气体监测传感器阵列包括氧气传感器、二氧化氮传感器、二氧化碳传感器、一氧化碳传感器、硝基芳烃类气体传感器中的任意一个或多个。
优选的，所述气体监测传感器阵列的个数为多个，其中，多个所述气体传感器阵列分别设于其所在车厢的不同位置。
优选的，所述监测主机具体用于：
获取所有气体监测传感器阵列采集的N类气体的浓度信息；
根据所有所述浓度信息，计算相同类别的气体的浓度平均值；
根据所述浓度平均值生成对应的处理信号。
优选的，所述获取所述浓度信息的过程具体为：
按预设周期获取所述浓度信息；
相应的，所述根据所述浓度平均值生成对应的处理信号的过程具体为：
根据当前浓度平均值和上一浓度平均值的差值生成对应的处理信号。
优选的，所述气体监测传感器阵列与所述监测主机通过电力线载波通信。
优选的，所述监测主机包括：
与所述气体监测传感器连接的转换单元，用于将所述浓度信息由模拟量转换为数字量；
处理单元，用于根据转换为所述数字量的浓度信息生成对应的处理信号；
接口通信单元，用于通过以太网将所述处理信号发送至所述列车网络控制系统。
优选的，所述处理单元还用于执行自检操作，所述自检操作包括检测所述气体监测传感器阵列的工作状态；
相应的，所述监测主机还包括：
显示单元，用于显示自检结果。
优选的，该监测主机还包括：
存储单元，用于存储转换为所述数字量的浓度信息。
为解决上述技术问题，本申请提供了一种轨道交通车辆，包括如上文任意一项所述的气体管理系统。
本申请提供了一种轨道交通车辆的气体管理系统，包括：气体监测传感器阵列，用于检测其所在车厢的多类气体的浓度信息；监测主机，用于获取浓度信息，并根据浓度信息生成对应的处理信号；列车网络控制系统，提示装置及换气装置；列车网络控制系统，用于接收处理信号，当处理信号满足报警条件时，控制提示装置发出警报，当处理信号满足换气条件时，控制换气装置调整通风量。
在实际应用中，采用本申请的方案，通过气体监测传感器阵列对轨道交通车辆的车厢内的气体浓度进行监测，由监测主机对气体浓度进行判断生成对应的处理信号，以便列车网络控制系统根据处理信号控制提示装置发出警报，或控制换气装置调整车厢内的通风量，保障乘客的身体健康，同时提升车厢内的舒适度。
本申请还提供了一种轨道交通车辆，具有和上述气体管理系统相同的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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申请的一些实施例，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为本申请所提供的一种轨道交通车辆的气体管理系统的结构示意图；
图2为本申请所提供的另一种轨道交通车辆的气体管理系统的结构示意图；
图3为本申请所提供的另一种轨道交通车辆的气体管理系统的结构示意图。
具体实施方式
本申请的核心是提供一种轨道交通车辆及其气体管理系统，可以保障乘客的身体健康，提升车厢内的舒适度。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参照图1，图1为本申请所提供的一种轨道交通车辆的气体管理系统的结构示意图，包括：
气体监测传感器阵列1，用于检测其所在车厢的多类气体的浓度信息；
作为一种优选的实施例，气体监测传感器阵列1包括氧气传感器、二氧化氮传感器、二氧化碳传感器、一氧化碳传感器、硝基芳烃类气体传感器中的任意一个或多个。
作为一种优选的实施例，气体监测传感器阵列1的个数为多个，其中，多个气体传感器阵列分别设于其所在车厢的不同位置。
一般的，轨道交通车辆包括多个车厢，对每个车厢的气体管理方案均相同，每个车厢内均设置有气体监测传感器阵列1及监测主机2，因此，本实施例中以任意一个车厢为例，对本申请的方案进行说明。
具体的，气体监测传感器阵列1由N个用于监测不同气体的传感器组成，N为正整数，具体可以包括用于监测氧气浓度信息的氧气传感器、用于监测二氧化碳浓度信息的二氧化碳传感器、用于监测二氧化氮浓度信息的二氧化氮传感器、用于监测一氧化碳浓度信息的一氧化碳传感器、用于监测硝基芳烃类气体浓度信息的挥发气体传感器中的任意一个或多个。进一步的，为了提高获取该车厢内各类气体的浓度信息的准确性和可靠性，该车厢内可设置多个气体监测传感器阵列1，且各个气体监测传感器阵列1分别设于该车厢的不同位置。
监测主机2，用于获取浓度信息，并根据浓度信息生成对应的处理信号；
具体的，监测主机2可以设于其所在车厢的设备间，便于工作人员查看和维护。监测主机2用于获取气体监测传感器阵列1发送的各类气体的浓度信息，并根据各类气体的浓度信息生成对应的处理信号。具体的，监测主机2可以根据各类气体的浓度信息以及判断规则，判定其所在车厢内有毒有害气体是否超标，若是，则生成的处理信号可以包括但不限于各类气体的浓度信息以及相应的报警信息，若否，则生成的处理信号可以包括但不限于各类气体的浓度信息。可以理解的是，判定其所在车厢内有毒有害气体是否超标时可以依照以下判断规则，一是对特定某一气体(如一氧化碳、二氧化碳、硝基芳烃类气体)的浓度信息进行判断，如果其中任一气体的浓度超过标准值，则判定车厢内有毒有害气体超标，二是通过对各个气体的浓度信息进行综合判断，来判定车厢内有毒有害气体是否超标。
列车网络控制系统3，提示装置4及换气装置5；
列车网络控制系统3，用于接收处理信号，当处理信号满足报警条件时，控制提示装置4发出警报，当处理信号满足换气条件时，控制换气装置5调整通风量。
具体的，本申请所提供的气体管理系统还包括列车网络控制系统3、提示装置4及换气装置5，可以理解的是，列车网络控制系统3、提示装置4及换气装置5均为轨道交通车辆上既有的系统及装置，减少了本方案的硬件成本。列车网络控制系统3接收并响应每个车厢内的监测主机2发送的处理信号，控制对应的执行机构工作，假设设于第一车厢内的监测主机2发送的处理信号为第一处理信号，设于第二车厢内的监测主机2发送的处理信号为第二处理信号，以此类推。
具体的，参照上文所述，以第一处理信号为例进行说明，第一处理信号中应包括各类气体的浓度信息和/或报警信息，列车网络控制系统3可以根据第一处理信号中的各类气体的浓度信息判定第一车箱内的空气质量的好/坏，以判断是否满足换气条件(包括第一换气条件和第二换气条件)，具体的，假设各类气体的浓度信息满足第一换气条件，说明车厢内空气质量差，此时，控制换气装置5增大通风量，以提高车厢内的空气质量，假设各类气体的浓度信息满足第二换气条件，说明车厢内空气质量好，此时，控制换气装置5减小通风量，以保证车厢内的舒适度，其中，第二预设值小于第一预设值。若第一处理信号中包括报警信息，列车网络控制系统3控制提示装置4发出警报，提示装置4具体可以采用乘客信息系统，列车网络控制系统3可以将报警信息传递给乘客信息系统进行报警(提示疏散指令等)。
可以理解的是，监测主机2对气体的浓度信息进行判断的目的是为了判断其所在车厢内的有毒有害气体是否超标，列车网络控制系统3对气体的浓度信息进行判断是为了判断车厢内的空气质量，车厢内空气质量差并不一定代表有毒有害气体超标，同理，车厢内空气质量好也并不一定代表不存在有毒有害气体，二者的判断依据是不同的，具体的，可以根据一氧化碳、二氧化碳的浓度信息判断车厢内的空气质量，可以根据硝基芳烃类气体的浓度信息判断车厢内是否存在有毒有害气体，以及有毒有害气体是否超标。当然，具体的判断方案需要根据实际需要确定，本申请在此不做限定。
考虑到列车网络控制系统3需要执行轨道交通车辆中较多的任务，为减少列车网络控制系统3获取大量需要计算的数据量，本申请将判断车厢内有毒有害气体是否超标的过程放到各个监测主机2中完成，若有毒有害气体超标监测主机2向列车网络控制系统3发送对应的处理信号即可，列车网络控制系统3可以直接根据处理信号控制提示装置4报警，提高列车网络控制系统3的处理效率。
本申请提供了一种轨道交通车辆的气体管理系统，包括：气体监测传感器阵列，用于检测其所在车厢的多类气体的浓度信息；监测主机，用于获取浓度信息，并根据浓度信息生成对应的处理信号；列车网络控制系统，提示装置及换气装置；列车网络控制系统，用于接收处理信号，当处理信号满足报警条件时，控制提示装置发出警报，当处理信号满足换气条件时，控制换气装置调整通风量。
在实际应用中，采用本申请的方案，通过气体监测传感器阵列对轨道交通车辆的车厢内的气体浓度进行监测，由监测主机对气体浓度进行判断生成对应的处理信号，以便列车网络控制系统根据处理信号控制提示装置发出警报，或控制换气装置调整车厢内的通风量，保障乘客的身体健康，同时提升车厢内的舒适度。
在上述实施例的基础上：
作为一种优选的实施例，监测主机2具体用于：
获取所有气体监测传感器阵列1采集的N类气体的浓度信息；
根据所有浓度信息，计算相同类别的气体的浓度平均值；
根据浓度平均值生成对应的处理信号。
作为一种优选的实施例，获取浓度信息的过程具体为：
按预设周期获取浓度信息；
相应的，根据浓度平均值生成对应的处理信号的过程具体为：
根据当前浓度平均值和上一浓度平均值的差值生成对应的处理信号。
具体的，为避免同一车厢内单点传感器故障导致的误报，气体监测传感器阵列1在每一车厢内多点布置，假设某一车厢内包括3个气体监测传感器阵列1，监测主机2判断有无有毒有害气体超标时，以一氧化碳浓度为例，获取该采集时刻其所在车厢内所有一氧化碳传感器采集的一氧化碳浓度CCO1、CCO2、CCO3，计算CCO1、CCO2、CCO3的平均值
Figure BDA0002027812220000071
判断
Figure BDA0002027812220000072
的浓度是否超过标准值，若是则判定该车厢内一氧化碳浓度超标。进一步的，对于硝基芳烃类气体、氰化物等可挥发气体，则主要通过当前采集时刻的浓度信息与上一采集时刻的浓度信息的差值，即其浓度变化值来判断是否超标，可以理解的是，对于危害乘员生命的有毒气体，存在即超标，本申请的方案除了可以对车厢内空气质量进行监测，还可以间接实现对车厢内危险品的监测；当然，各类气体的浓度标准值还需要根据实际工程需要确定，本申请在此不做限定。
作为一种优选的实施例，气体监测传感器阵列1与监测主机2通过电力线载波通信。
具体的，气体监测传感器阵列1与监测主机2之间采用电力线载波通信方式，即各个气体监测传感器阵列1的供电与数据传输采用同一根电缆，简化了车厢内的传感器布线，从而降低了本申请的布线难度。
请参照图2，图2为本申请所提供的另一种轨道交通车辆的气体管理系统的结构示意图，该气体管理系统在上述实施例的基础上：
作为一种优选的实施例，监测主机2包括：
与气体监测传感器连接的转换单元21，用于将浓度信息由模拟量转换为数字量；
处理单元22，用于根据转换为数字量的浓度信息生成对应的处理信号；
接口通信单元23，用于通过以太网将处理信号发送至列车网络控制系统3。
作为一种优选的实施例，处理单元22还用于执行自检操作，自检操作包括检测气体监测传感器阵列1的工作状态；
相应的，监测主机2还包括：
显示单元24，用于显示自检结果。
作为一种优选的实施例，该监测主机2还包括：
存储单元25，用于存储转换为数字量的浓度信息。
具体的，监测主机2的内部结构如图2所示，包括用于将传感器阵列发送的模拟信号转换为数字信号的转换单元21，处理单元22，用于实现装置内的信息记录、配置信息存储功能的存储单元25，用于显示装置自检信息(自检信息可以包括各个传感器的工作状态、监测主机2的工作状态等)的显示单元24，用于实现嵌入式处理器的以太网接口扩展、与列车网络控制系统3通信的接口通信单元23。其中，处理单元22具体可以采用嵌入式处理器，满足本申请的功能即可，对嵌入式处理器的型号不做限定，本申请中的存储单元25可以是铁电、FLASH、EMMC(Embedded Multi Media Card，嵌入式多媒体卡)等多种器件，显示单元24包括小型OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)显示屏。
进一步的，参照图3所示，本申请所提供的气体管理系统还包括司机显示模块，司机显示模块设于司机控制室，用于显示报警信息、浓度信息等，以便当车厢内存在有毒有害气体时，司机可以及时采取相应的措施，如降速、停车等，进一步保证行车安全，以及乘客安全。
综上所述，本申请利用氧气、二氧化碳等气体监测传感器，实现车厢内空气质量监测，提供换气装置5控制依据，提升车厢内舒适度；危险品的挥发性气体传感器(氰化物，硝基芳烃类气体等)，间接实现对车厢内危险品监测；应用电力线载波通信，实现传感器灵活布局布线；除常规的系统自检功能之外，监测主机2对不同类别的气体浓度信息采用不同的判断方式，降低系统误报率。
为解决上述技术问题，本申请提供了一种轨道交通车辆，包括如上文任意一项的气体管理系统。
本申请所提供的一种轨道交通车辆，具有和上述气体管理系统相同的有益效果。
对于本申请所提供的一种轨道交通车辆的介绍请参照上述实施例，本申请在此不再赘述。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种轨道交通车辆的气体管理系统，其特征在于，包括：
气体监测传感器阵列，用于检测其所在车厢的多类气体的浓度信息；
监测主机，用于获取所述浓度信息，并根据所述浓度信息生成对应的处理信号；
列车网络控制系统，提示装置及换气装置；
所述列车网络控制系统，用于接收所述处理信号，当所述处理信号满足报警条件时，控制所述提示装置发出警报，当所述处理信号满足换气条件时，控制所述换气装置调整通风量。
2.根据权利要求1所述的气体管理系统，其特征在于，所述气体监测传感器阵列包括氧气传感器、二氧化氮传感器、二氧化碳传感器、一氧化碳传感器、硝基芳烃类气体传感器中的任意一个或多个。
3.根据权利要求1所述的气体管理系统，其特征在于，所述气体监测传感器阵列的个数为多个，其中，多个所述气体传感器阵列分别设于其所在车厢的不同位置。
4.根据权利要求3所述的气体管理系统，其特征在于，所述监测主机具体用于：
获取所有气体监测传感器阵列采集的N类气体的浓度信息；
根据所有所述浓度信息，计算相同类别的气体的浓度平均值；
根据所述浓度平均值生成对应的处理信号。
5.根据权利要求4所述的气体管理系统，其特征在于，所述获取所述浓度信息的过程具体为：
按预设周期获取所述浓度信息；
相应的，所述根据所述浓度平均值生成对应的处理信号的过程具体为：
根据当前浓度平均值和上一浓度平均值的差值生成对应的处理信号。
6.根据权利要求1所述的气体管理系统，其特征在于，所述气体监测传感器阵列与所述监测主机通过电力线载波通信。
7.根据权利要求1所述的气体管理系统，其特征在于，所述监测主机包括：
与所述气体监测传感器连接的转换单元，用于将所述浓度信息由模拟量转换为数字量；
处理单元，用于根据转换为所述数字量的浓度信息生成对应的处理信号；
接口通信单元，用于通过以太网将所述处理信号发送至所述列车网络控制系统。
8.根据权利要求7所述的气体管理系统，其特征在于，所述处理单元还用于执行自检操作，所述自检操作包括检测所述气体监测传感器阵列的工作状态；
相应的，所述监测主机还包括：
显示单元，用于显示自检结果。
9.根据权利要求7所述的气体管理系统，其特征在于，该监测主机还包括：
存储单元，用于存储转换为所述数字量的浓度信息。
10.一种轨道交通车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的气体管理系统。
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