CN220974180U - 一种单轨障碍物探测及旁路控制电路及单轨列车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单轨障碍物探测及旁路控制电路及单轨车辆，包括障碍物探测模块、继电器TSR，所述障碍物探测模块被配置为基于单轨车辆前方障碍物来控制继电器TSR的线圈通断电；所述继电器TSR的常开触点K1一端连接至电源，另一端连接至单轨列车的列车管理系统。本实用新型的优点在于：实现了对于障碍物的检测，保证了列车的安全运行，避免障碍物对于列车的损坏，保证了车辆的安全运行。

Description

一种单轨障碍物探测及旁路控制电路及单轨列车

技术领域

本实用新型涉及单轨障碍物检测领域，特别涉及一种单轨障碍物探测及旁路控制电路。

背景技术

交通工具作为人工常用的出行工具，包括汽车、火车等，可以便捷的运输人或物，单轨作为一种无人驾驶中运量交通工具，与汽车等其他运输工具不同，其具有独立路权，运动方向较为固定，且相向而行的两个列车也处于不同的跨坐式横梁上，在行驶时辆车碰撞的风险较低。

虽然单轨列车具有独立路权，相对安全，但是由于一般单轨属于跨坐式无人控制车辆，其安全性能也是非重要，如果遇到轨道上的障碍物轻则损坏车辆，重则可能会引起乘客的生命财产损害风险，因此单轨列车也需要考虑轨道上的障碍物。现有技术常采用雷达、机器视觉等方式进行障碍物检测，如专利申请号为201810414889.6一种单轨列车的轨道检测方法和装置。其中方法包括：获取目标检测区域的反射物距离信息，所述反射物距离信息由雷达测得；获取目标检测区域的画面图像信息；将所述反射物距离信息和画面图像信息进行信息融合得到画面图像中的轨道边缘信息；以及在画面图像中，根据轨道边缘信息进行障碍物检测。

该专利的技术小姑为同时利用雷达和摄像机来采集目标轨道区域的信息，受环境、天气等的影响程度远小于单纯基于摄像图像的检测方法，无论直轨道还是较多弯曲的轨道都能获得良好的检测精度。此外，针对单轨假设于高空，障碍物检测更易于受到背景干扰的特定技术问题也能取得良好效果。

虽然该单轨列车采用雷达和机器视觉可以准确有效的检测障碍物，但是检测方式过于复杂，成本较高，不需要布设雷达和视觉相机，成本较高，无法满足简单和可靠检测的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种单轨障碍物探测及旁路控制电路，用于适用于单轨列车的障碍物检测以及动作保护等。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种单轨障碍物探测及旁路控制电路，包括障碍物探测模块、继电器TSR，所述障碍物探测模块被配置为基于单轨车辆前方障碍物来控制继电器TSR的线圈通断电；所述继电器TSR的常开触点K1一端连接至电源，另一端连接至单轨列车的列车管理系统。

所述继电器TSR的常开触点K2串接在列车的紧急制动回路中，用于控制列车的紧急制动状态。

所述的常开触点K2两端并联设置有常开触点K3，所述常开触点K3被配置受控于旁路开关TST_BYPASS并基于旁路开关TST_BYPASS的动作而闭合断开。

所述旁路开关TST_BYPASS设置于列车的操控台上。

所述列车管理系统与上位机连接，用于将列车的障碍物检测状态信息上传至上位机中。

所述列车管理系统与显示屏连接，用于根据读取的与常开触点K1连接端口的电压来识别出障碍物状态信息并控制显示屏显示报警信息。

所述障碍物探测模块包括电缆，所述电缆设置于列车车头前方且在先于车头碰撞障碍物并断开；所述电缆的一端连接至电源，另一端经继电器TSR的线圈接地。

在列车上引出电缆的固定机构，所述固定机构具有第一固定点、第二固定点，所述第一固定点、第二固定点分别处于单轨轨道的两侧，所述第一固定点、第二固定点用于固定电缆的两端。

一种单轨列车，所述单轨列车包括所述的一种单轨障碍物探测及旁路控制电路。

本实用新型的优点在于：实现了对于障碍物的检测，保证了列车的安全运行，避免障碍物对于列车的损坏，保证了车辆的安全运行；可以将障碍物信息及时上传至地面控制中心，及时方便及时处理；可以及时的紧急制动停机，保证了在障碍物存在情况下的及时停车，避免不停车造成的安全事故；在消除障碍物后可以通过旁路开关及时恢复车辆的动力，实现车辆可以在恢复后的继续行驶或行驶至维修中心。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本实用新型的控制电路原理图；

图2为本实用新型障碍物探测原理图。

图中的附图标记分别为：1、电缆；2、第一固定点；3、第二固定点；4、障碍物；5、轨道。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1、2所示，本实施例提供一种单轨障碍物探测及旁路控制电路，包括障碍物探测模块、继电器TSR；

其中障碍物探测模块被配置为基于单轨车辆前方障碍物来控制继电器TSR的线圈通断电；

继电器TSR的常开触点K1一端连接至电源，另一端连接至单轨列车的列车管理系统，单轨列车的列车管理系统基于读取得到的经常开触点K1发来的高低压电平判断此时的车辆的障碍物状态，判断前方是否有障碍物，有障碍物为低电平，无障碍物为高电平以此进行判断。

障碍物探测模块包括电缆，电缆设置于列车车头前方且在先于车头碰撞障碍物并断开；电缆的一端连接至电源，另一端经继电器TSR的线圈接地。采用电缆来判断是否存在障碍物，电缆设置于车头前方，当前方有障碍物时电缆因为障碍物阻挡而断开，断开后导致继电器TSR失电，进而实现了控制送入到列车管理系统中的高低电平，列车管理系统基于该电平高低信号判断此时是否前方有障碍物。列车管理系统为单轨列车的核心控制系统，其具有数据采集、识别控制控制车辆的能力，因此将高低电平送入到其中可以实现控制的作用。

如图2所示，为具体的电缆设置示意图，固定机构具有第一固定点、第二固定点，第一固定点、第二固定点分别处于单轨轨道的两侧，所述第一固定点、第二固定点用于固定电缆的两端。在列车上引出电缆的固定机构，其可以从列车的地盘或底部或车头处引出两根固定杆，两根固定杆分别置于列车运行轨道的两侧，固定杆的端部做分别为第一固定点、第二固定点，用于分别固定电缆的两端，在电缆固定在两个固定点后使得两个固定点之间的电缆处于绷紧状态，同时两端按照电气要求连接至24V电源和接地，绷紧的线缆位于车辆的前方，在行驶时，其始终位于车辆的前方，当存在障碍物时线缆先撞上障碍物，由于是绷紧状态，因此如果存在障碍物则会将障碍物撞走或线缆断开，撞走则不会影响车辆正常行驶，线缆断开则实现了障碍物的检测。从而根据线缆的断开与否实现了障碍物的检测。

进一步的，继电器TSR的常开触点K2串接在列车的紧急制动回路中，用于控制列车的紧急制动状态。紧急制动回路是列车自带的安全控制回路，该回路在断开后车辆监测到回路断开则会进行急停控制，车辆急停，从而保证在障碍物存在时的及时停车；障碍物存在则继电器TSR的常开触点断开，则紧急制动回路断开，此时进入紧急制动状态，车辆停机。

在一个优选的实施例中，由于紧急制动后，当障碍物排查后，需要将车辆开会车辆段或车辆基地检查维修，需要恢复车辆的动力和可运行，因此需要恢复紧急制动回路，因此，在常开触点K2两端并联设置有常开触点K3，常开触点K3被配置受控于旁路开关TST_BYPASS并基于旁路开关TST_BYPASS的动作而闭合断开。旁路开关TST_BYPASS设置于列车的操控台上。当需要恢复时，通过旁路开关控制触点K3的闭合和断开即可，当需要恢复时，通过旁路开关控制K3闭合从而实现紧急制动回路恢复正常，在不需要恢复时，由于K3是常开触点，处于闭合状态，因此其不会影响紧急制动回路的正常运行。旁路开关只要具备常开触点并且可以进行控制的开关即可实现，这里不做进一步限定。

在本实施例中的列车管理系统与上位机连接，用于将列车的障碍物检测状态信息上传至上位机中。方便监控人员基于上位机进行监控车辆的状态，上位机为设置于列车地面监控中心的服务器、监控大屏系统等监控上位机。

在一个优选的实施例中，列车管理系统与显示屏连接，用于根据读取的与常开触点K1连接端口的电压来识别出障碍物状态信息并控制显示屏显示报警信息，根据端口的电压来识别有无障碍物并可以基于显示屏进行报警显示。

在本申请的另一个实施例中，本申请还提供一种单轨列车，该单轨列车包括本实施例中的一种单轨障碍物探测及旁路控制电路。

本实施例中，在单轨车辆底架防爬器上安装一根检测障碍物的电缆，当该电缆被障碍物撞断时，将导致与其相连的障碍物探测继电器线圈失电，且由于障碍物探测继电器两对常开触点串联在车辆紧急制动回路中，触点将断开，进而造成列车紧急制动；同时，在单轨端车司控台上安装有障碍物探测旁路开关，该开关的两对常开触点与障碍物探测继电器的两对触点并联，用于旁路障碍物探测功能。同时，障碍物探测继电器和旁路开关的状态反馈至列车管理系统，可以实时监控障碍物探测状态并触发报警信息，最终可上传至地面控制中心。

其工作原理为：

(1)由24Vdc电源经过断路器给被动式障碍物探测相关设备供电；

(2)当障碍物探测线检测到轨道上的障碍物，并被撞断后，将会造成TSR障碍物探测继电器线圈失电，其常开触点1和2将会反馈低电平状态至列车管理系统；同时常开触点3和4将会断开，中断列车紧急制动缓解列车线，列车将会停止；

(3)TST_BYPASS被动式障碍物探测旁路开关，将会用于旁路障碍物探测功能，通过其常开触点1和2实现对成TSR障碍物探测继电器触点3和4的旁路；

(4)列车管理系统将会采集障碍物探测继电器触点1和2的状态和被动式障碍物探测旁路开关状态，并在列车管理系统触摸屏上显示相关的报警和状态；

(5)列车管理系统将会上传列车障碍物探测报警至地面控制中心，促使相关技术人员及时采取措施。

采用上述方案的技术效果包括：

首先是采用硬线控制电路，保证检测到障碍物时，列车可以快速，准确的动作，触发紧急制动；其次，完善了单轨车辆的无人驾驶运营场景；第三，成本低，相关设计和材料费用较低；第四，网络采集障碍物探测实时状态，并上传报警至地面控制中心；第五，设置有障碍物探测旁路功能，避免正线短时间内因检测到障碍物无法动车。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种单轨障碍物探测及旁路控制电路，其特征在于：包括障碍物探测模块、继电器TSR，所述障碍物探测模块被配置为基于单轨车辆前方障碍物来控制继电器TSR的线圈通断电；所述继电器TSR的常开触点K1一端连接至电源，另一端连接至单轨列车的列车管理系统。

2.如权利要求1所述的一种单轨障碍物探测及旁路控制电路，其特征在于：所述继电器TSR的常开触点K2串接在列车的紧急制动回路中，用于控制列车的紧急制动状态。

3.如权利要求2所述的一种单轨障碍物探测及旁路控制电路，其特征在于：所述的常开触点K2两端并联设置有常开触点K3，所述常开触点K3被配置受控于旁路开关TST_BYPASS并基于旁路开关TST_BYPASS的动作而闭合断开。

4.如权利要求3所述的一种单轨障碍物探测及旁路控制电路，其特征在于：所述旁路开关TST_BYPASS设置于列车的操控台上。

5.如权利要求1-4任一所述的一种单轨障碍物探测及旁路控制电路，其特征在于：所述列车管理系统与上位机连接，用于将列车的障碍物检测状态信息上传至上位机中。

6.如权利要求1-4任一所述的一种单轨障碍物探测及旁路控制电路，其特征在于：所述列车管理系统与显示屏连接，用于根据读取的与常开触点K1连接端口的电压来识别出障碍物状态信息并控制显示屏显示报警信息。

7.如权利要求1-4任一所述的一种单轨障碍物探测及旁路控制电路，其特征在于：

所述障碍物探测模块包括电缆，所述电缆设置于列车车头前方且在先于车头碰撞障碍物并断开；所述电缆的一端连接至电源，另一端经继电器TSR的线圈接地。

8.如权利要求7所述的一种单轨障碍物探测及旁路控制电路，其特征在于：

在列车上引出电缆的固定机构，所述固定机构具有第一固定点、第二固定点，所述第一固定点、第二固定点分别处于单轨轨道的两侧，所述第一固定点、第二固定点用于固定电缆的两端。

9.一种单轨列车，其特征在于：所述单轨列车包括如权利要求1-8任一所述的一种单轨障碍物探测及旁路控制电路。