CN205327087U - 一种异物入侵安全防控及报警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种异物入侵安全防控及报警系统，包括如下模块：现场监测设备模块，均匀设置于需要监测的现场；主机模块，与现场监测设备模块相互连接；数据传输模块，与主机模块电连接；统一数据平台，与数据传输模块电连接；报警模块，与统一数据平台连接；电源模块，分别与现场监测设备模块、主机模块、数据传输模块连接。本实用新型对异物入侵现场监测设备做出全面改进，使用红外频段的激光发射器、激光接收器作为非接触式的监测设备，从而替代原始的接触式双电网传感器。在保证了整体系统的稳定性，监测结果的准确性、及时性的同时，使监测设备的安装、设备故障排查及维修过程大大简化，系统的成本大为降低，运行的能耗更为节省。

Description

一种异物入侵安全防控及报警系统

技术领域

本实用新型涉及一种安全报警系统，特别涉及一种异物入侵安全防控及报警系统。

背景技术

目前，铁路系统正处在迅速建设和发展的时期，随着高速铁路网规模迅速扩大，技术装备水平也快速提升，速度提升及运力加大。同时，也必须意识到，铁路运输安全也面临更多的挑战和考验。铁路周边环境更加复杂，自然气候环境变化频繁，灾害天气增加，对铁路运输安全尤其是高铁运行安全带来影响。

出于全面防护的考虑，技术人员研发出各种新技术，例如车载化探测装置、高速摄像技术、GPS红外线探测技术、微波无线探测等，广泛应用于定位和监测，为铁路安全允许提供了有效的防护和监测手段。但是，各种单独的技术都有其局限性，分别会受环境，人文，设备等因素的限制，没有一种方法能完全解决铁路特别是高铁沿线的安全防护问题，而是需要靠各种手段的互补。

实践中，铁路轨道常常需要下穿公路或者其他铁路或者立交桥等。这样，在铁路与其他道路交叉口的上方常常会有坠落物。若这些坠落物落到铁路轨道上，将会对下面的铁路的允许安全，特别是高速运行的列车会，构成严重的威胁。为此，需要设置一定的措施来阻止坠落物掉到下面的铁路轨道上。

随着高速铁路技术的发展和普及，中国铁路平均运行时速不断提升。由于列车高速运行状态下应急制动距离长且应急制动的危险性高，铁路沿线的安全状况必须进一步得到高质量的保证。在此背景下，现有的铁路异物入侵监控系统已经不再适应铁路的现状以及发展的要求。现有技术中，已经设计出设置一定的防护网来阻挡可能的坠落物，比如石块、砖头等杂物。然而，随着日积月累，坠落的杂物重量会不断增加，且防护网也会逐渐老化，遂产生了防护网破损从而杂物坠落的危险，从而威胁到铁路运行的安全。这是技术人员需要考虑到的一个问题。

还有的铁路异物入侵监控系统由异物入侵现场监测设备，沿线GSM-R基站现场监控单元，监控数据处理设备，传输网络等构成。其中，异物入侵现场设备多设置在桥梁段、隧道出入口处等，大部分采用接触式双电网传感器作为监控设备。即在铁路沿线两侧铺设防护网，并于防护网上铺设电网，作为接触式的监测设备。目前，对防护网的监测多采取人工方式进行。并且，现有的可能非人工检测方式也都存在一定的缺陷，比如系统造价高、器件不耐用、金属器件易于腐蚀损坏和存在失窃隐患等。由此一来，监测设备成本高，安装笨重，耗能高，故障排查以及维修过程困难等弊端在所难免。

红外预警系统目前已经广泛投入自动控制领域，主要应用于自动门窗的控制系统、民用安保系统等。其原理为通过侦测异物对红外线的阻挡，做出控制门开启或窗口关闭的指令，以及做出有异物入侵的判断并发出警报。

因此，如何利用现有的成熟的激光侦测技术，提供一种不仅能适应目前高速铁路沿线监测的要求，还能适用于日常厂房民居的安全防护，能对异物入侵做出灵敏、迅速的判断，确定入侵位置的监测及报警系统，成为了目前业界亟待解决的问题。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种能对异物入侵情况自动进行快速、准确的监测以及定位，并实现预警信息的多平台全方位的发布，及时进行报警处理的异物入侵安全防控及报警系统，此系统还能应用于除铁路沿线的其他安全防控领域。

技术方案：本实用新型所述的一种异物入侵安全防控及报警系统，包括如下模块：

现场监测设备模块，均匀设置于需要监测的现场，用于实时监测异物入侵情况；所述现场监测设备模块包括进行异物入侵实时监测的若干监测单元，每个所述监测单元包括若干激光收发单元，每个所述激光收发单元包括发射单色高相干性的红外频段激光束的红外频段激光发射器、激光光强调制器、激光接收器；

主机模块，与现场监测设备模块相互连接，用于接收现场监测设备模块记录的监测数据、进行模数转换处理、对监测数据信息进行分析、输出运算结果；

数据传输模块，与主机模块电连接，用于对主机模块的分析运算结果进行传输；

统一数据平台，与数据传输模块电连接，用于对数据传输模块传输过来的数据进行存储；

报警模块，与统一数据平台连接，用于报警处理；

电源模块，分别与现场监测设备模块、主机模块、数据传输模块连接，并向各个模块提供电源。

进一步的，所述监测单元中的若干激光收发单元平行等距分布。

进一步的，所述主机模块包括控制器与外围电路。

进一步优化的，所述外围电路包括电源模块、以太网接口模块、输出控制继电器模块。

进一步的，所述数据传输模块包括利用光缆进行数据传输的有线传输模块或利用无线通信进行数据传输的无线传输模块中的任意一种或两种。

进一步优化的，所述无线传输模块包括无线通信控制器、信号调制器、天线。

进一步的，所述电源模块包括太阳能电池板、电源适配器、变压器、交直流转换器。

有益效果：本实用新型的异物入侵安全防控及报警系统正常运行时，由电源模块向系统提供电源。现场监测设备模块由若干在监测现场均匀分布的监测单元组成，监测单元由平行等距分布的若干激光收发单元组成。对于激光收发单元，由激光接收器接收经过调制的红外频段激光信号，并输出电压波形形式的模拟信号至主机模块，转化成数字信号后进行分析。若激光束遭异物入侵遮挡，则主机模块即可利用对应信号的变化做出判断，计算遮挡位置，输出包含上述信息的信号，并由数据传输模块将信号传输至统一数据平台，并由报警模块发出相应预警。本实用新型在已有的监控系统信息处理系统的基础上，对异物入侵现场监测设备做出全面改进，使用红外频段的激光发射器、激光接收器作为非接触式的监测设备，从而替代原始的接触式双电网传感器。在保证了整体系统的稳定性，监测结果的准确性、及时性的同时，使监测设备的安装、设备故障排查及维修过程大大简化，系统的成本大为降低，运行的能耗更为节省。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意框图。

图2为本实用新型的激光收发单元的基本结构示意框图；

图3为本实用新型的主机模块的结构示意框图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

一种异物入侵安全防控及报警系统，包括如下模块：

现场监测设备模块，均匀设置于需要监测的现场，用于实时监测异物入侵情况。

现场监测设备模块包括进行异物入侵实时监测的若干监测单元，每个监测单元包括若干激光收发单元，每个激光收发单元包括激光发射器，发射单色高相干性的红外频段激光束的红外频段激光；激光光强调制器，用于向激光束添加光强变化信号，从而实现激光束相位信息的携带，实现电信号到光信号的传递；激光接收器，用于接受激光光强信息，并转化为电压高低，实现光信号输出为电信号。通过以上激光收发单元，可以实现对异物遮挡激光情况的实时记录，做出异物入侵的判断，并可以通过激光包含的相关信息确定具体遮挡位置。

主机模块，与现场监测设备模块相互连接，用于接收现场监测设备模块记录的监测数据、进行模数转换处理、对监测数据信息进行分析、输出运算结果；

数据传输模块，与主机模块电连接，用于对主机模块的分析运算结果进行传输；

统一数据平台，与数据传输模块电连接，用于对数据传输模块传输过来的数据进行存储；

报警模块，与统一数据平台连接，用于报警处理；

电源模块，分别与现场监测设备模块、主机模块、数据传输模块连接，并向各个模块提供电源。

作为对本实用新型的进一步优化，监测单元中的若干激光收发单元平行等距分布。主机模块包括控制器与外围电路。外围电路包括电源模块、以太网接口模块、输出控制继电器模块。数据传输模块包括利用光缆进行数据传输的有线传输模块或利用无线通信进行数据传输的无线传输模块中的任意一种或两种。无线传输模块包括无线通信控制器、信号调制器、天线。电源模块包括太阳能电池板、电源适配器、变压器、交直流转换器。

实施例

本实施例提出的一种异物入侵安全防控及报警系统，能对异物入侵情况做出灵敏、迅速的判断，并确定入侵位置。具体的实施方式为：

如图1所示，给出了本系统各个模块之间的连接关系以及相对细节的模块架构。在监测现场铺设现场监测设备，现场监测设备由首尾相接均匀分布的监测单元组成，监测单元长度为5公里，监测单元由若干激光收发单元构成，沿水平方向平行分布，且竖直方向分布间距为50cm，共设三组，由于监测现场两侧应对称，故一个监测单元共有6个激光收发单元。

如图2所示，为激光收发单元基本结构示意图。其中，激光发射器发射红外频段激光脉冲，经过激光光强调制器，变为调制脉冲，对应激光接收器接收脉冲，输出为电压信号。每个激光收发单元由两个如图2所示的基本结构构成。

每个监测单元与主机模块的一主机对应连接，若干主机构成主机模块，如图3所示。主机接收来自激光接收器的输出信号和数据，进行处理、存储和分析以及传输。当发生异物入侵引起某一激光收发单元的激光束被遮挡时，对应的激光接收器输出信号发生突然下降至零的变化，主机模块分析到此种信号变化时，做出异物入侵的判断，并根据相关信息计算入侵位置。

主机模块的输出信号由数据传输模块传送至统一数据平台，统一数据平台获取相应的异物入侵信息，由报警模块发出预警信号。

电源模块用于给系统所有模块供电。系统所需的电力供应可以来自于太阳能电池板，也可以来自于电网。前者主要用于作为主机内数字电路的电源；后者经过变压器、交直流转换器、适配器可作为激光收发单元内激光发射器、激光光强调制器、激光接收器的电源。

本实用新型的异物入侵安全防控及报警系统正常运行时，由电源模块向系统提供电源。现场监测设备模块由若干在监测现场均匀分布的监测单元组成，监测单元由平行等距分布的若干激光收发单元组成。对于激光收发单元，由激光接收器接收经过调制的红外频段激光信号，并输出电压波形形式的模拟信号至主机模块，转化成数字信号后进行分析。若激光束遭异物入侵遮挡，则主机模块即可利用对应信号的变化做出判断，计算遮挡位置，输出包含上述信息的信号，并由数据传输模块将信号传输至统一数据平台，并由报警模块发出相应预警。

本实用新型在已有的监控系统信息处理系统的基础上，对异物入侵现场监测设备做出全面改进，使用红外频段的激光发射器、激光接收器作为非接触式的监测设备，从而替代原始的接触式双电网传感器。在保证了整体系统的稳定性，监测结果的准确性、及时性的同时，使监测设备的安装、设备故障排查及维修过程大大简化，系统的成本大为降低，运行的能耗更为节省。

上述具体实施方式，仅为说明本实用新型的技术构思和结构特征，目的在于让熟悉此项技术的相关人士能够据以实施，但以上内容并不限制本实用新型的保护范围，凡是依据本实用新型的精神实质所作的任何等效变化或修饰，均应落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种异物入侵安全防控及报警系统，其特征在于：包括

现场监测设备模块，均匀设置于需要监测的现场，用于实时监测异物入侵情况；所述现场监测设备模块包括进行异物入侵实时监测的若干监测单元，每个所述监测单元包括若干激光收发单元，每个所述激光收发单元包括发射单色高相干性的红外频段激光束的红外频段激光发射器、激光光强调制器、激光接收器；

主机模块，与现场监测设备模块相互连接，用于接收现场监测设备模块记录的监测数据、进行模数转换处理、对监测数据信息进行分析、输出运算结果；

数据传输模块，与主机模块电连接，用于对主机模块的分析运算结果进行传输；

统一数据平台，与数据传输模块电连接，用于对数据传输模块传输过来的数据进行存储；

报警模块，与统一数据平台连接，用于报警处理；

电源模块，分别与现场监测设备模块、主机模块、数据传输模块连接，并向各个模块提供电源。

2.根据权利要求1所述的一种异物入侵安全防控及报警系统，其特征在于：所述监测单元中的若干激光收发单元平行等距分布。

3.根据权利要求1所述的一种异物入侵安全防控及报警系统，其特征在于：所述主机模块包括控制器与外围电路。

4.根据权利要求3所述的一种异物入侵安全防控及报警系统，其特征在于：所述外围电路包括电源模块、以太网接口模块、输出控制继电器模块。

5.根据权利要求1所述的一种异物入侵安全防控及报警系统，其特征在于：所述数据传输模块包括利用光缆进行数据传输的有线传输模块或利用无线通信进行数据传输的无线传输模块中的任意一种或两种。

6.根据权利要求5所述的一种异物入侵安全防控及报警系统，其特征在于：所述无线传输模块包括无线通信控制器、信号调制器、天线。

7.根据权利要求1所述的一种异物入侵安全防控及报警系统，其特征在于：所述电源模块包括太阳能电池板、电源适配器、变压器、交直流转换器。