CN113827892A - 机车火灾自动监测系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供的机车火灾自动监测系统，机车火灾自动监测系统包括火情数据检测系统、本地主控系统、本地主控系统和网络数据监控平台。火情数据检测系统用于检测机车内火情并输出检测数据。本地主控系统与火情数据检测系统连接，用于接收检测数据。本地主控系统用于当检测数据异常时报警。灭火动作系统和网络数据监控平台，分别与本地控制系统连接，灭火动作系统和网络数据监控平台分别用于接收本地主控系统输出的检测数据，当检测数据异常时，网络数据监控平台通过本地主控系统和/或本地控制系统控制灭火动作系统灭火。因此，当出现火情时，机车火灾自动监测系统能够自动检测并实施灭火，能够有效保证司乘人员的安全。

Description

机车火灾自动监测系统

技术领域

本申请涉及机车领域，特别是涉及一种机车火灾自动监测系统。

背景技术

电力机车是铁路中专为火车提供动力的车辆。电力机车在长年使用后容易产生电缆过流绝缘老化、电气元件击穿短路、发动机内部过热短路等，容易引发火灾，机车遭遇雷电、高温等极端恶劣天气也会导致火灾事故的发生。机车在运行途中一旦发生火灾，由于机车内空间狭小、窄长，司乘人员无法及时接近火源，很难对发生的火灾实施扑救，严重威胁乘务人员的生命安全并造成巨大的财产损失。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种机车火灾自动监测系统。

本申请实施例提供一种机车火灾自动监测系统，包括：

火情数据检测系统，用于检测机车内火情并输出检测数据；

本地主控系统，与所述火情数据检测系统连接，用于接收所述检测数据，当所述检测数据异常时报警；

灭火动作系统和网络数据监控平台，分别与所述本地控制系统连接，所述灭火动作系统和网络数据监控平台分别用于接收所述本地主控系统输出的检测数据，当所述检测数据异常时，所述网络数据监控平台通过所述本地主控系统和/或所述本地控制系统控制所述灭火动作系统灭火。

在其中一个实施例中，所述火情数据检测系统包括红外火焰探测器、感温火灾探测器、感烟火灾探测器和/或电气性能检测系统。

在其中一个实施例中，所述本地主控系统包括：

数据采集与处理模块，与所述火情数据检测系统连接，用于接收所述检测数据；

手动控制按钮，与所述灭火动作系统连接，用于当所述检测数据异常时手动控制灭火动作系统灭火；

网络数据通信模块，与所述数据采集与处理模块连接，用于将所述检测数据发送给网络数据监控平台；以及

声光报警系统，与所述数据采集与处理模块连接，用于当所述检测数据异常时报警。

在其中一个实施例中，所述灭火动作系统包括供电电源控制模块与灭火装置，分别与所述本地主控系统连接，

当所述检测数据异常时，所述本地主控系统控制所述供电电源控制模块切断电源，并控制所述灭火装置灭火。

在其中一个实施例中，所述机车包括机械间，所述网络数据监控平台用于接收多台机车的多个所述机械间通过火情数据检测系统上传的检测数据，并对每台机车的历史数据进行记录和展示。

在其中一个实施例中，所述本地主控系统还用于当检测数据异常时，控制数据异常的机车切换至备用电源工作。

在其中一个实施例中，所述本地主控系统包括本地工控主机，所述本地工控系统包括显示屏和控制按钮，当检测数据异常时，所述显示屏显示异常机车的画面，所述控制按钮用于当通过所述画面确认有火情时控制所述灭火动作系统灭火。

在其中一个实施例中，当通过所述画面未发现火情时，则判断为误判。

在其中一个实施例中，若检测数据异常时，若在预设时间内所述控制按钮未接收到控制所述灭火动作系统灭火的指令，则所述灭火动作系统自动启动灭火功能。

在其中一个实施例中，当通过所述控制按钮控制所述灭火动作系统灭火或者所述灭火动作系统自动启动灭火功能之后，所述本地工控系统断开故障电路的供电电源。

本申请实施例提供的所述机车火灾自动监测系统，所述机车火灾自动监测系统包括火情数据检测系统、本地主控系统、本地主控系统和网络数据监控平台。所述火情数据检测系统用于检测机车内火情并输出检测数据。所述本地主控系统与所述火情数据检测系统连接，用于接收所述检测数据。所述本地主控系统用于当所述检测数据异常时报警。所述灭火动作系统和网络数据监控平台，分别与所述本地控制系统连接，所述灭火动作系统和网络数据监控平台分别用于接收所述本地主控系统输出的检测数据，当所述检测数据异常时，所述网络数据监控平台通过所述本地主控系统和/或所述本地控制系统控制所述灭火动作系统灭火。因此，当出现火情时，所述机车火灾自动监测系统能够自动检测并实施灭火，能够有效保证司乘人员的安全。

所述机车火灾自动监测系统，增加了多种检测传感器数据的支持，增加了系统对于机械间工作电气参数的监控。结合本地高速处理芯片和网络数据平台，通过历史数据情况实时分析各机车电路运行情况。通过分析电路情况与其他传感器数据，对于可能发生的火灾及时预警，对于已经发生火灾的情况，及时进行灭火处理。为最大限度的保护铁路运输生产安全，预防机车火灾及火灾发生初期的灭火提供了科学、有效的解决方案。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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为本申请实施例提供的机车火灾自动监测系统模块示意图；

图2为本申请实施例提供的机车火灾自动监测系统中部分模块连接示意图；

图3为本申请实施例提供的机车火灾自动监测系统中网络数据监控平台工作示意图；

图4为本申请实施例提供的机车火灾自动监测系统中本地工控主机工作示意图；

图5为本申请实施例提供的机车火灾自动监测系统工作过程示意图；

图6为本申请实施例提供的机车火灾自动监测系统工作过程示意图；

图7为本申请实施例提供的机车侧视图；

图8为本申请实施例提供的机车俯视图。

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，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

请参见图1，本申请实施例提供一种机车火灾自动监测系统。所述机车火灾自动监测系统包括火情数据检测系统、本地主控系统、本地主控系统和网络数据监控平台。所述火情数据检测系统用于检测机车内火情并输出检测数据。所述本地主控系统与所述火情数据检测系统连接，用于接收所述检测数据。所述本地主控系统用于当所述检测数据异常时报警。所述灭火动作系统和网络数据监控平台，分别与所述本地控制系统连接，所述灭火动作系统和网络数据监控平台分别用于接收所述本地主控系统输出的检测数据，当所述检测数据异常时，所述网络数据监控平台通过所述本地主控系统和/或所述本地控制系统控制所述灭火动作系统灭火。因此，当出现火情时，所述机车火灾自动监测系统能够自动检测并实施灭火，能够有效保证司乘人员的安全。

在其中一个实施例中，所述火情数据检测系统包括红外火焰探测器、感温火灾探测器、感烟火灾探测器和/或电气性能检测系统。以往的火灾监控系统往往只包含了部分烟雾或火焰探测器，只有在机车的机械间出现火灾烟雾或明火之后才会触发警报。操作人员通过视频和温度监控系统确定火灾是否真实发生。但是机械间中很多电控系统都位于机柜之中，以往的监控系统往往只有火灾真实发生之后才能触发报警，此时火灾已经对于机械间中的设备造成损坏。

所述机车火灾自动监测系统还可以对于主线缆、各机柜供电电路、工作电路和控制模组电源电路的电气性能检测。通过高精度导线温度传感器监控各处线缆是否存在发热现象，通过霍尔直流传感器和工作电压检测电路对主线缆以及各处电源电路进行电流和功耗监控。对于机械间中出现的异常电压变化、电流激增以及线路温度升高进行监控并预警，提前对相关电路进行断电和故障消除，从源头上对可能发生的火灾进行预防和处理。

请参见图2，在其中一个实施例中，所述本地主控系统包括数据采集与处理模块、手动控制按钮、网络数据通信模块和声光报警系统。所述手动控制按钮与所述灭火动作系统连接，用于当所述检测数据异常时手动控制灭火动作系统灭火。所述网络数据通信模块与所述数据采集与处理模块连接，用于将所述检测数据发送给网络数据监控平台。所述声光报警系统与所述数据采集与处理模块连接，用于当所述检测数据异常时报警。

所述数据采集与处理模块对各监控系统的数据进行收集。通过转换与处理后传输给主控芯片。主控芯片对这些数据进行分析处理后，发送给本地工控机和网络数据通信模块。若有异常数据上报至所述主控芯片，则所述主控芯片发送控制信号至灭火控制电路并启动声光报警系统工作，同时控制所述灭火动作系统灭火。如果人员提前发现火灾警情，也可在自动控制系统启动工作之前通过手动控制按钮启动声光报警系统与灭火动作系统。

在其中一个实施例中，所述灭火动作系统包括供电电源控制模块与灭火装置，分别与所述本地主控系统连接。当所述检测数据异常时，所述本地主控系统控制所述供电电源控制模块切断电源，并控制所述灭火装置灭火。所述灭火装置包括悬挂式七氟丙烷气体灭火装置，主要由灭火剂储存瓶、容器阀、灭火药剂、电磁启动装置、喷嘴、压力显示器、压力信号反馈装置等组成。

当接到系统的灭火启动指令后，自动或手动启动灭火装置对防护区实施灭火。对于可能存在火情隐患的机械间电路部分，系统可在接收到相应控制指令后通过控制电路断开对应部分供电，方便排查和解决故障，消除火灾隐患。

请参见图3，在其中一个实施例中，所述机车包括机械间，所述网络数据监控平台用于接收多台机车的多个所述机械间通过火情数据检测系统上传的检测数据，并对每台机车的历史数据进行记录和展示。所述网络数据监控平台可以通过5G网络接收机械间上传数据并进行处理、汇总、分类显示，对每台机车的历史数据进行记录和展示。通过同一平台可同时检测多个机械间的火情数据。异常数据及时告警，对于人员无法及时到场进行火情消除的情况，可通过网络平台下发控制指令启动灭火装置。

在其中一个实施例中，所述本地主控系统还用于当检测数据异常时，控制数据异常的机车切换至备用电源工作。

请参见图4，在其中一个实施例中，所述本地主控系统包括本地工控主机，所述本地工控系统包括显示屏和控制按钮，当检测数据异常时，所述显示屏显示异常机车的画面，所述控制按钮用于当通过所述画面确认有火情时控制所述灭火动作系统灭火。所述本地工控主机还包括专用软件客户端。本地工控主机内置专用监控软件平台，可接收、处理、显示机械间ARM控制系统上传的监测参数，同时可直接显示机械间中摄像头拍摄画面。驾驶员可通过工控主机直观监控整个机械间所有火情参数与画面，并通过手动控制按钮下发控制信号，实现对灭火断电动作系统的操作。本地工控主机可根据现场实际安装情况选择7～20寸不同规格，系统标配为12寸触屏一体机。

在其中一个实施例中，当通过所述画面未发现火情时，则判断为误判。

在其中一个实施例中，若检测数据异常时，若在预设时间内所述控制按钮未接收到控制所述灭火动作系统灭火的指令，则所述灭火动作系统自动启动灭火功能。

请参见图5，当机车火灾自动监测系统中的电气检测系统监控到机械间电路异常数据时，通过处理器对异常数据进行分析，并根据数据判断故障原因。故障原因可以包括电流过大、异常高压、异常低压。控制异常报警系统提醒驾驶室与网络平台电路故障，操作人员可结合机械间其他检测设备判断是否需要断开相应电路进行检修。

火情可以通过人员发现、温度检测、火焰检测、烟雾检测。温度检测、火焰检测、烟雾检测可以发送给主控报警控制系统。主控报警控制系统可以包括声光报警系统。人员发现可以通过破碎按钮或者控制器手动启动灭火装置。主控报警控制系统可以给报警处理系统、启动装置动作，使得容器阀门开启、释放灭火剂灭火。灭火后可以通风换气。报警处理系统可以通过声光报警、人员撤出关闭防火门、关闭开口、关闭通风、关闭空调设备。主控报警控制系统可用于故障报警，包括回路故障、电源故障和负载故障。

当有火情发生时，感温、感烟及火焰探测器会探测到相应的烟度及火焰，从而启动驾驶室中的相应控制器中的声光报警系统。这时司乘人员可通过本地工控主机中的监控系统(显示屏)确认是否发生火灾。若火情真实，则按下相应分区控制器上的启动按钮，启动灭火装置灭火。若无火情，则应分析报警的原因，若属于火情隐患报警，则应该消除相关火情隐患。若属于单纯误报，则应在相关的控制器的面板上消除报警信号。为防止火情处理不及时，可以设定30s(时间可调)的延时自动启动。

在其中一个实施例中，当通过所述控制按钮控制所述灭火动作系统灭火或者所述灭火动作系统自动启动灭火功能之后，所述本地工控系统断开故障电路的供电电源。

所述本地工控主机可以包括机车控制器。机车控制器和各种探测器电源可以使用机车DC24V电源供电。机车控制器可以采用ARM处理器，具有高速、低功耗、超强抗干扰功能，非常适合机车运行场合。

请参见图6，所述本地主控系统平时工作在DC24V主电源供电下，当火情发生时，能够通过ups电源切换功能自动切换至应急备用电源工作，保证设备在火灾发生后仍能正常启动灭火动作系统与声光报警系统。机车的机械间检测系统可以将检测到的温度、烟雾、火焰、电气发送给ARM处理器。机械间检测系统可以为火情数据检测系统中的一种。ARM处理器和本地工控主机、5G通信模块可以交互信息，进行数据上传或者接收。5G通信模块可以将信息上传到网络平台。RAM处理器可以发送控制信号给开关控制电路控制报警系统。或者RAM处理器发送控制信号给开关控制电路控制电子电子开关，进而控制故障电路。RAM处理器还可以发送控制信号给开关控制电路，控制灭火动作系统。

主控芯片实时监控机械间已安装的检测系统数据信号，并保持对手动控制按钮工作情况的实时采集。处理器将这些信号进行打包、处理、编码之后，发送给驾驶室的本地工控主机。本地工控主机将机械间的各种参数和摄像头画面实时显示在液晶屏上方便驾驶人员掌握机械间内的情况。同时通过无线通信模块将这些数据上传至网络数据监控平台，工作人员可在后台同时监控多辆机车的火情和电气参数。

当出现检测数据异常或者火情时，处理器第一时间控制电源切换电路工作，切换至备用电源供电保证后续动作。上传警报数据至本地工控主机同时通过控制信号打开声光报警系统提醒驾驶员和远程监控人员对火情进行处理，当接收到手动操作信号或自动控制延时超时之后，通过控制信号断开故障电路供电电源，启动灭火动作系统工作。

请参加图7和图8，在其中一个实施例中，机车可以包括多个间隔设置的设备间。设备间的两侧可以设置过道。机车还可以包括司机室。司机室可以设置ARM灭火器。司机室也可以设置紧急启动、停止按钮。因此便于司机在危险发生室实时操作紧急启动、停止按钮。在设备间靠近司机室的位置可以设置红外火焰探测器。在设备间内可以设置感温、感烟探测器。在设备间内还可以设置悬挂式七氟丙烷灭火装置。在设备间内还可以设置摄像头，便于实时观测设备间内的情况。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例中的程序和终端等模块，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(RandomAccessMemory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(StaticRandomAccessMemory，SRAM)或动态随机存取存储器(DynamicRandomAccessMemory，DRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种机车火灾自动监测系统，其特征在于，包括：

火情数据检测系统，用于检测机车内火情并输出检测数据；

本地主控系统，与所述火情数据检测系统连接，用于接收所述检测数据，当所述检测数据异常时报警；

灭火动作系统和网络数据监控平台，分别与所述本地控制系统连接，所述灭火动作系统和网络数据监控平台分别用于接收所述本地主控系统输出的检测数据，当所述检测数据异常时，所述网络数据监控平台通过所述本地主控系统和/或所述本地控制系统控制所述灭火动作系统灭火。

2.如权利要求1所述的机车火灾自动监测系统，其特征在于，所述火情数据检测系统包括红外火焰探测器、感温火灾探测器、感烟火灾探测器和/或电气性能检测系统。

3.如权利要求1所述的机车火灾自动监测系统，其特征在于，所述本地主控系统包括：

数据采集与处理模块，与所述火情数据检测系统连接，用于接收所述检测数据；

手动控制按钮，与所述灭火动作系统连接，用于当所述检测数据异常时手动控制灭火动作系统灭火；

网络数据通信模块，与所述数据采集与处理模块连接，用于将所述检测数据发送给网络数据监控平台；以及

声光报警系统，与所述数据采集与处理模块连接，用于当所述检测数据异常时报警。

4.如权利要求3所述的机车火灾自动监测系统，其特征在于，所述灭火动作系统包括供电电源控制模块与灭火装置，分别与所述本地主控系统连接，

当所述检测数据异常时，所述本地主控系统控制所述供电电源控制模块切断电源，并控制所述灭火装置灭火。

5.如权利要求4所述的机车火灾自动监测系统，其特征在于，所述机车包括机械间，所述网络数据监控平台用于接收多台机车的多个所述机械间通过火情数据检测系统上传的检测数据，并对每台机车的历史数据进行记录和展示。

6.如权利要求5所述的机车火灾自动监测系统，其特征在于，所述本地主控系统还用于当检测数据异常时，控制数据异常的机车切换至备用电源工作。

7.如权利要求6所述的机车火灾自动监测系统，其特征在于，所述本地主控系统包括本地工控主机，所述本地工控系统包括显示屏和控制按钮，当检测数据异常时，所述显示屏显示异常机车的画面，所述控制按钮用于当通过所述画面确认有火情时控制所述灭火动作系统灭火。

8.如权利要求7所述的机车火灾自动监测系统，其特征在于，当通过所述画面未发现火情时，则判断为误判。

9.如权利要求8所述的机车火灾自动监测系统，其特征在于，若检测数据异常时，若在预设时间内所述控制按钮未接收到控制所述灭火动作系统灭火的指令，则所述灭火动作系统自动启动灭火功能。

10.如权利要求9所述的机车火灾自动监测系统，其特征在于，当通过所述控制按钮控制所述灭火动作系统灭火或者所述灭火动作系统自动启动灭火功能之后，所述本地工控系统断开故障电路的供电电源。

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