CN112896101B - 一种轨道交通车辆的吹扫保护系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种轨道交通车辆的吹扫保护系统、方法及显示设备，包括电气控制系统，电气控制系统包括安全装置，安装装置包括电路保护模块、障碍物检测模块、碰撞检测模块以及监控模块；电路保护模块设置在电气布线的各个节点位置处，用于保证电气控制系统中电路的安全性；障碍物检测模块设置在吹扫设备的两端，用于检测距离吹扫设备预设距离内的障碍物并且做出及时响应；碰撞检测模块设置在吹扫设备长运行方向的两端，并且与障碍物检测模块相邻设置，用于在吹扫设备发生碰撞前自动紧急刹车；监控模块设置在吹扫设备外部，用于实时监控吹扫设备的运行情况并且进行随机抽检。本申请具有提高移动吹扫设备的安全性的效果。

Description

一种轨道交通车辆的吹扫保护系统及方法

技术领域

本申请涉及轨道交通车辆吹扫的领域，尤其是涉及一种轨道交通车辆的吹扫保护系统、方法及显示设备。

背景技术

在轨道交通车辆长时间运行后，会导致车辆底部及两侧粘附有灰尘，甚至还粘附有铁屑，灰尘和铁屑粘附过多会导致车辆的行车安全隐患，影响传感器的检测精度，还会造成列车的安全隐患。

授权公开号为CN109733333A的发明专利公开了一种轨道交通车辆立体全方位智能吹扫设备，包括供风系统、电气控制系统、移动吹扫设备、以及排风除尘系统；移动吹扫设备包括底部移动吹扫机器人和顶部移动吹扫机器人；排风除尘系统通过管道分别连接至作业区域；供风系统通过柔性管道与底部移动吹扫机器人和顶部移动吹扫机器人连接；电气控制系统用于监控轨道交通车辆吹扫车间内的环境参数，在使用时，移动吹扫机器人根据路径对车辆的底部进行来回吹扫。

针对上述中的相关技术，发明人认为移动吹扫机器人属于电控设备，当对轨道交通车辆进行智能吹扫时，移动吹扫设备的安全性还有改进的空间。

发明内容

为了提高移动吹扫设备的安全性，本申请提供了一种轨道交通车辆的吹扫保护系统、方法及显示设备。

第一方面，本申请提供的一种轨道交通车辆的吹扫保护系统，采用如下的技术方案：

一种轨道交通车辆的吹扫保护系统，包括用于控制吹扫设备对车辆进行吹扫的电气控制系统，所述电气控制系统包括用于控制电气控制系统安全的安全装置，所述安装装置包括电路保护模块、障碍物检测模块、碰撞检测模块以及监控模块；

所述电路保护模块设置在电气布线的各个节点位置处，用于保证电气控制系统中电路的安全性；

所述障碍物检测模块设置在吹扫设备的两端，用于检测距离吹扫设备预设距离内的障碍物并且做出及时响应；

所述碰撞检测模块设置在吹扫设备长运行方向的两端，并且与障碍物检测模块相邻设置，用于在吹扫设备发生碰撞前自动紧急刹车；

所述监控模块设置在吹扫设备外部，用于实时监控吹扫设备的运行情况并且进行随机抽检。

通过采用上述技术方案，由于轨道交通车辆在静止过程中，需要用吹扫设备对静止的轨道交通车辆进行吹扫，吹扫设备沿轨道区域往复移动，同时，吹扫设备的安全性需要得到保障，由于吹扫设备属于三相负载，在电气布线方面可能会出现相位错位，在吹扫设备工作过程中，容易误碰或者遇到障碍物，而导致吹扫设备在使用过程中出现损坏，障碍物检测模块、碰撞检测模块能降低吹扫设备的损坏，监控模块实时对吹扫设备的参数以及外部情况进行监控，从而实现对吹扫设备安全保护，能提高吹扫设备的使用安全性及设备寿命。

可选的，所述电路保护模块包括相保护单元和电动机超载保护单元，所述相保护单元设置在吹扫设备的电源输入端并且对电压不稳定和相位错误进行隔断保护；所述电动机超载保护单元设置在吹扫设备的电动机位置处，电动机超载保护单元用于防止电动机过载。

通过采用上述技术方案，由于在使用过程中，电路中可能会出现缺相、漏相的情况发生，这会影响吹扫设备的正常供电，同时当吹扫设备的电动机连接过多的负载时，会导致电动机过载运行，甚至导致电动机损坏，而相保护单元和电动机超载保护单元同时能保护相电压和电动机，对吹扫设备的电路方面起到保护。

可选的，所述安全装置还包括外围防护检测单元，所述外围防护检测单元设置在吹扫设备外侧，所述外围防护检测单元用于检测是否有物体进入轨道范围内。

通过采用上述技术方案，在现场操控吹扫设备时，可能会出现无关人员进入工作区域内，而这无关人员的突然闯入一方面会影响吹扫设备的正常工作，同时也难以保证无关人员的人身安全，外围防护检测单元检测无关人员闯入时，会及时提醒无关人员并且对吹扫设备进行紧急制动。

可选的，所述监控模块包括存储器、抽检单元和若干摄像单元，若干所述摄像单元分别用于获取清扫设备内部及外部的运行情况，所述存储器用于存储预设时间内的摄像信息，所述抽检单元用于将存储器的摄像信息随机获取进行抽检。

通过采用上述技术方案，在吹扫设备需要进行吹扫的过程中，摄像单元能将工作人员在吹扫设备内部进行操控的情况，以及吹扫设备外部的吹扫用具的使用情况进行实时拍摄，便于对吹扫设备的使用情况进行把控。

第二方面，本申请提供一种轨道交通车辆的吹扫保护方法，包括：

获取启动吹扫设备的信息；

基于吹扫设备的启动信息，启动安全装置对吹扫设备进行保护；电路保护模块对电力故障进行监测和排查；

当吹扫设备在预设距离遇到障碍物时，障碍物检测模块及时监测障碍物并且进行报警提示；

当吹扫设备遭受碰撞时，碰撞检测模块接收到碰撞信息后使吹扫设备停止移动；

监控模块对吹扫设备全程进行摄像，并且发送摄像信息至存储器进行储存，抽检装置获取存储器内的摄像信息并且进行随机抽检。

采用如下的技术方案，当轨道交通车辆进入吹扫区域时，三台吹扫设备沿车轨的方向同步移动或者不同步移动，对轨道交通车辆的车底以及两侧进行除尘，吹扫设备在使用过程中，安全装置从电路运行部分、外物干扰、或者各项运行参数进行分析和保障，对吹扫设备的安全性进行提高。

可选的，所述启动安全装置对吹扫设备进行保护还包括以下步骤：

获取轨道范围内是否存在障碍物跨越轨道的信息；

若当前时间段内存在障碍物跨越轨道，则进行报警提示并且对吹扫设备进行紧急停止。

通过采用上述技术方案，当障碍物跨越轨道时，对吹扫设备进行报警提示，当吹扫设备在正常工作过程中，受到障碍物干扰时能及时获得障碍物信息，使工作人员能及时做出应对，减少不必须的事故。

可选的，所述抽检装置对存储器内的摄像信息进行获取并且随机抽检还包括以下步骤：

从预设的存储有所有次数吹扫过程的视频以及视频时长的数据库中，以视频次数为循环进行滚动摇号，并且以当前时间点为查询对象，获取当前时间点摇号所得到的视频。

通过采用上述技术方案，为了保证抽查的公平性，需要对每次进行吹扫所摄像的视频进行随机抽查，按照滚动摇号的方式筛选出视频供监测人员进行监测。

通过采用上述技术方案，当需要有监测人员对吹扫的情况进行监督时，显示设备能将安全装置的运行情况以及吹扫设备所有吹扫过程的视频进行显示出来，方便监测人员判断吹扫设备的安全性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.轨道交通车辆在静止过程中，电路保护模块在电气布线方面保证吹扫设备的安全，障碍物检测模块、碰撞检测模块能降低吹扫设备的外物干扰以及碰撞损坏，监控模块对吹扫设备的参数以及外部情况进行监控，从而实现对吹扫设备进行安全保护，能提高吹扫设备的寿命；

2.外围防护检测单元设置在吹扫设备外侧，外围防护检测单元用于检测是否有物体进入轨道范围内，防止发生不必要的事故。

附图说明

图1是本申请实施中一种轨道交通车辆的吹扫保护系统及显示设备的硬件连接示意图。

图2是本申请实施中一种轨道交通车辆的吹扫保护方法的步骤示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1-2及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

吹扫设备设置于吹扫库内，主要用于地铁车辆下部灰尘的吹扫作业，能够对车辆下部设备箱体、转向架等外表面灰尘的清洁处理，为车辆安全运行及分解检修作业做准备，同时能够对除尘作业过程中产生的含尘空气进行有效的过滤处理，改善检修车间作业环境，保证作业人员的身心健康。

系统可以全自动运行，可实现快速自动准确定位转向架位置，自动完成车辆底部和转向架等部位的吹扫作业，作业完毕后自动回到待机位，无需人工干预；吹扫设备配备三个小车，三车可同步行走，也可单车单独行走，在三车同步行走时行走精度控制在10mm以内。

当列车进入吹扫库停在指定位置后，开启工作模式，设备开始工作；操作者手持遥控或者控制台控制三辆小车匀速行走。空压机工作，产出的压缩空气先进入储气罐，经管路和脉冲电磁阀，最终由扇形喷嘴喷出，压缩空气以脉冲的方式对车底设备及车体表面的粉尘进行吹扫，同时扇形喷嘴做摇摆运动，确保喷吹彻底无死角。

在吹扫的同时，吸尘过滤系统处于工作状态，吸尘口将吹起的粉尘瞬间收集，粉尘先通过过滤装置，80%以上的粉尘颗粒被过滤沉降到灰斗内，剩余的粉尘经高效滤筒进行精细过滤。在过滤的同时，自清洁系统有序对滤筒进行反吹，吸附在滤筒上的粉尘经脉冲阀喷吹清洁，粉尘沉降并收集到灰斗内，当灰斗将满时，压差报警装置提示，操作者停机抽出卸灰斗，将粉尘集中处理。

人工补吹时，操作者在操作间，对地铁底部局部喷吹。每辆小车上配备一把喷枪，操作者手持喷枪对需要清洁的部位进行补吹。吹起的粉尘瞬间被除尘器收集过滤净化达标排放。吹扫小车行走速度可根据现场工况调速，保证最佳吹扫效果。该设备操作简单，只需用一名操作人员便可操作运行。

本申请实施例公开一种轨道交通车辆的吹扫保护系统、方法及显示设备。参照图1，轨道交通车辆的吹扫保护系统包括电气控制系统，电气控制系统包括安全装置，安全装置能提高吹扫设备的安全性。

安全装置包括电路保护模块、障碍物检测模块、碰撞检测模块、监控模块以及外围防护检测单元。

电路保护模块包括相保护单元和电动机保护单元，相保护单元设置在吹扫设备的电源连接处，防止外接电源出现缺相、漏相的现象发生，电动机保护单元设置在电动机的位置处，防止电动机上连接有过多负载导致电动机过负荷而损坏。

障碍物检测模块设置在吹扫设备的首端和末端，障碍物检测模块包括位移传感器和警示装置，能检测到吹扫设备前方或者后方至少5米范围内的障碍物，警示装置包括蜂鸣器及报警灯，当检测到障碍物位于5米范围内时，蜂鸣器及报警灯同时发出警报信号。

碰撞检测模块包括压力传感器和第一控制开关，第一控制开关与吹扫设备的总控开关连接，当吹扫设备在行走过程中无意间碰到轨道时，压力传感器接收到压力信号，并且利用第一控制开关将总控开关断开，从而实现吹扫设备停止移动，防止吹扫设备被挤压撞坏。

监控模块包括存储器、抽检单元和若干摄像单元，若干摄像单元分别设置在吹扫设备的移动小车内部以及外部，能将移动小车外部的吹扫情况以及移动小车的内部运行情况进行摄像，摄像的视频经过存储器进行存储，然后利用抽检单元能将存储器内的视频进行定期抽检。

外围防护检测单元包括第二控制开关和设置在轨道的工作区域周围的若干红外传感器，红外传感器和第二控制开关连接，红外传感器检测到有外物闯入工作区域时，利用第二控制开关将总控开关断开，从而实现吹扫设备停止移动，防止外物进入工作区域影响对车辆的吹扫。

本申请实施例一种显示设备，显示设备设置在现场和控制室，显示设备与存储器和抽查单元连接，可同时显示车底吹扫情况以及小车内部的操作情况，当监测人员在控制室内进行观察操作情况时，并且可通过抽查单元随机调取存储器内的视频进行抽检。

本申请实施例一种轨道交通车辆的吹扫保护方法。包含步骤S100~S500：

在步骤S100中，获取启动吹扫设备的信息。

当轨道交通车辆停止在清扫区域内时，启动三台吹扫设备的开关，然后将吹扫设备来回对轨道交通车辆的车底和车侧进行吹扫。

在步骤S200中，基于吹扫设备的启动信息，启动安全装置对吹扫设备进行保护；电路保护模块对电力故障进行监测和排查。

在吹扫设备对轨道交通车辆进行吹扫时，电路保护模块对吹扫设备中出现的电力故障进行监控，若出现电压的缺相、漏相问题或者电动机过载等问题，可以进行及时控制并且调整。

在步骤S210中，获取轨道范围内是否存在障碍物跨越轨道的信息。

根据设置在清扫区域的轨道周围的若干红外传感器，当有障碍物跨过轨道时，轨道内的红外传感器检测障碍物，并且进行及时报警。

在步骤S220中，若当前时间段内存在障碍物跨越轨道，则进行报警提示并且对吹扫设备进行紧急停止。

在步骤S300中，当吹扫设备在预设距离遇到障碍物时，障碍物检测模块及时监测障碍物并且进行报警提示；当吹扫设备遭受碰撞时，碰撞检测模块接收到碰撞信息后使吹扫设备停止移动。

在步骤S400中，监控模块对吹扫设备全程进行摄像，并且发送摄像信息至存储器进行储存，抽检装置获取存储器内的摄像信息并且进行随机抽检。

在步骤S410中，从预设的存储有所有次数吹扫过程的视频以及视频时长的数据库中，以视频次数为循环进行滚动摇号，并且以当前时间点为查询对象，获取当前时间点摇号所得到的视频。

举例来说，在监测人员需要随机抽取吹扫视频进行监管时，存储器内的视频有一百个，循环随机摇号，选到0-100以内的数字进行观看抽查。

本申请实施例一种轨道交通车辆的吹扫保护系统、方法及显示设备的实施原理为：当轨道交通车辆进入吹扫区域时，三台吹扫设备对沿车辆运行方向同步移动或者不同步移动，对轨道交通车辆的车底以及两侧进行除尘，吹扫设备在使用过程中，安全装置从电路运行部分、障碍物干扰、或者各项运行参数进行分析和保障，相保护单元和电动机超载保护单元同时能保护相电压和电动机，外围防护检测单元检测无关人员闯入时，会及时提醒无关人员并且对吹扫设备进行紧急制动，摄像单元能将工作人员在吹扫设备内部进行操控的情况，以及吹扫设备外部的吹扫用具的使用情况进行实时拍摄，便于对吹扫设备的使用情况进行把控，从而全方位提高吹扫设备的安全性。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (7)

1.一种轨道交通车辆的吹扫保护系统，包括用于控制吹扫设备对车辆进行吹扫的电气控制系统，其特征在于：所述电气控制系统包括用于控制电气控制系统安全的安全装置，所述安全装置包括电路保护模块、障碍物检测模块、碰撞检测模块以及监控模块；

所述电路保护模块设置在电气布线的各个节点位置处，用于保证电气控制系统中电路的安全性；

所述障碍物检测模块设置在吹扫设备的两端，用于检测距离吹扫设备预设距离内的障碍物并且做出及时响应；

所述碰撞检测模块设置在吹扫设备运行方向的两端，并且与障碍物检测模块相邻设置，用于在吹扫设备发生碰撞前自动紧急刹车；

所述监控模块设置在吹扫设备外部，用于实时监控吹扫设备的运行情况并且进行随机抽检，随机抽检的方式为：从预设的存储有所有次数吹扫过程的视频以及视频时长的数据库中，以视频次数为循环进行滚动摇号，并且以当前时间点为查询对象，获取当前时间点摇号所得到的视频；

所述吹扫保护系统全自动运行，实现快速自动准确定位转向架位置，自动完成车辆底部和转向架的吹扫作业，作业完毕后自动回到待机位，无需人工干预；

所述吹扫设备配备三个小车，在三个小车同步行走时行走精度控制在10mm以内；

当列车进入吹扫库停在指定位置后，开启工作模式，所述吹扫设备开始工作；操作者手持遥控或者通过控制台控制三个小车匀速行走；空压机工作时，产出的压缩空气先进入储气罐，经管路和脉冲电磁阀，最终由扇形喷嘴喷出，压缩空气以脉冲的方式对车底设备及车体表面的粉尘进行吹扫，同时扇形喷嘴做摇摆运动，确保喷吹彻底无死角；

在吹扫的同时，吸尘过滤系统处于工作状态，吸尘口将吹起的粉尘瞬间收集，粉尘先通过过滤装置；

80%以上的粉尘颗粒被过滤沉降到灰斗内，剩余的粉尘经滤筒进行过滤；在过滤的同时，自清洁系统有序对所述滤筒进行反吹，吸附在所述滤筒上的粉尘经脉冲阀喷吹清洁，粉尘沉降并收集到所述灰斗内，当所述灰斗将满时，压差报警装置提示，操作者停机抽出所述灰斗，将粉尘集中处理；

人工补吹时，操作者在操作间，对车辆底部局部喷吹；每辆小车上配备一把喷枪，操作者手持喷枪对需要清洁的部位进行补吹。

2.根据权利要求1所述的一种轨道交通车辆的吹扫保护系统，其特征在于：所述电路保护模块包括相保护单元和电动机超载保护单元，所述相保护单元设置在吹扫设备的电源输入端并且对电压不稳定和相位错误进行隔断保护；所述电动机超载保护单元设置在吹扫设备的电动机位置处，电动机超载保护单元用于防止电动机过载。

3.根据权利要求1所述的一种轨道交通车辆的吹扫保护系统，其特征在于：所述安全装置还包括外围防护检测单元，所述外围防护检测单元设置在吹扫设备外侧，所述外围防护检测单元用于检测是否有物体进入轨道范围内。

4.根据权利要求1所述的一种轨道交通车辆的吹扫保护系统，其特征在于：所述监控模块包括存储器、抽检单元和若干摄像单元，若干所述摄像单元分别用于获取清扫设备内部及外部的运行情况，所述存储器用于存储预设时间内的摄像信息，所述抽检单元用于将存储器的摄像信息随机获取进行抽检。

5.一种轨道交通车辆的吹扫保护方法，应用于上述权利要求1-4任意一项所述的系统中，其特征在于：包括：

获取启动吹扫设备的信息；

基于吹扫设备的启动信息，启动安全装置对吹扫设备进行保护；电路保护模块对电力故障进行监测和排查；

当吹扫设备在预设距离遇到障碍物时，障碍物检测模块及时监测障碍物并且进行报警提示；当吹扫设备遭受碰撞时，碰撞检测模块接收到碰撞信息后使吹扫设备停止移动；

监控模块对吹扫设备全程进行摄像，并且发送摄像信息至存储器进行储存，抽检装置获取存储器内的摄像信息并且进行随机抽检。

6.根据权利要求5所述的一种轨道交通车辆的吹扫保护方法，其特征在于：所述启动安全装置对吹扫设备进行保护还包括以下步骤：

获取轨道范围内是否存在障碍物跨越轨道的信息；

若当前时间段内存在障碍物跨越轨道，则进行报警提示并且对吹扫设备进行紧急停止。

7.根据权利要求5所述的一种轨道交通车辆的吹扫保护方法，其特征在于：所述抽检装置对存储器内的摄像信息进行获取并且随机抽检还包括以下步骤：

从预设的存储有所有次数吹扫过程的视频以及视频时长的数据库中，以视频次数为循环进行滚动摇号，并且以当前时间点为查询对象，获取当前时间点摇号所得到的视频。

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