TWI498861B - 地震偵測器旁路系統 - Google Patents

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Description

地震偵測器旁路系統
本發明係關於一種旁路系統；特別關於一種用於鐵路地震偵測器之旁路控制系統。
為了偵測地震讓高速行駛的列車能在地震或災害發生時停駛，以保護乘客的安全，高鐵業者目前已使用一種地震偵測器，裝設於鐵路沿線之號誌通訊設備機房中。當地震偵測器偵測到一定強度的地震時，便會傳輸警告訊號至自動列車駕駛(ATC-Automatic Train Control)系統，而ATC系統馬上啟動列車停車機制。當震波停止後一分鐘，ATC警告迴路會自動復歸，列車行駛ATC訊號可重新發出，列車繼續以ATC模式行駛。
若在沒有發生地震的情況下，因地震偵測器之自動復歸功能故障、地震偵測器元件失效、電路故障或電源故障，使ATC系統接收到地震警告而啟動列車停駛機制，即ATC警告迴路斷開，造成鐵路的營運中斷。由於地震偵測器無法自動復原，需仰賴維修人員趕赴號誌通訊設備機房維修，然而號誌通訊設備機房一般距離車站維修辦公室約15公里，若在現場判斷為地震偵測器故障，維修人員便需從倉庫申領備品更換，往返過程相當耗時，將會造成乘客的不便與高鐵營運業者的損失。
因此，針對地震偵測器提出一種可提供模擬地震偵測器正常信號給ATC系統的地震偵測器旁路系統是有其必要的。
有鑑於先前技術之缺點，需要發展一種地震偵測器旁路系統，當地震偵測器發生故障或誤動作後，能由高鐵行控中心確認沒有地震後，從遠端控制地震偵測器旁路裝置，將發生故障之地震偵測器隔離，而經由旁路裝置提供正常訊號給自動列車駕駛(ATC)系統，讓列車能繼續正常行駛。
根據本發明之一實施例，提供一種用於鐵路地震偵測器之地震偵測器旁路系統，包括一地震偵測器旁路裝置以及一地震偵測器旁路控制裝置。其中地震偵測器旁路裝置包括一地震偵測器旁路電路，該地震偵測器旁路電路耦接於該鐵路地震偵測器。地震偵測器旁路控制裝置透過一資料傳輸模組與該地震偵測器旁路裝置遠端通訊，該地震偵測器旁路控制裝置根據一故障報告系統發出的一地震偵測器故障訊號來判斷該鐵路地震偵測器是否故障，當該鐵路地震偵測器發生故障時，該地震偵測器旁路控制裝置遙控該地震偵測器旁路裝置將故障之該鐵路地震偵測器旁路。
本發明之鐵路地震偵測器之地震偵測器旁路系統具有在地震偵測器發生故障時，即時將地震偵測器旁路，以模擬地震偵測器正常信號電路接點的情況，以便當地震測器發生故障或維修時，能經由地震偵測器旁路裝置提供正常信號給自動列車駕駛系統，而不至於影響列車正常營運。
1‧‧‧地震偵測器旁路系統
100‧‧‧地震偵測器旁路控制裝置
10‧‧‧第一中央控制器
12‧‧‧開關模組
121‧‧‧開關單元
14‧‧‧提示模組
141‧‧‧發光單元
143‧‧‧聲音單元
16‧‧‧第一訊號轉換器
102‧‧‧資料傳輸模組
104‧‧‧地震偵測器旁路裝置
11‧‧‧第二中央控制器
13‧‧‧旁路電路狀態偵測器
15‧‧‧地震偵測器旁路電路
151‧‧‧第一繼電器模組
1511‧‧‧第一常開開關繼電器
1513‧‧‧第二常開開關繼電器
153‧‧‧第二繼電器模組
1531‧‧‧第三常開開關繼電器
1533‧‧‧第四常開開關繼電器
a1、a2、b1、b2‧‧‧接點
17‧‧‧新增地震偵測器故障警告接點
19‧‧‧第二訊號轉換器
106‧‧‧鐵路地震偵測器
161‧‧‧機械式地震偵測器
1611‧‧‧常關開關
163‧‧‧電子式地震偵測器
1631‧‧‧常關開關
c‧‧‧第一端
d‧‧‧第二端
108‧‧‧自動列車駕駛電路
101‧‧‧機櫃
111‧‧‧面板
120‧‧‧鑰匙孔
145‧‧‧操作單元
KA、KB、KC‧‧‧鑰匙孔
BP、SFA、LFA‧‧‧燈號
第1圖係根據本發明之地震偵測器旁路系統之一實施例之功能方塊圖。
第2圖係根據本發明之地震偵測器旁路電路之 一實施例的部份電路圖。
第3A-3B圖係根據本發明之地震偵測器旁路控 制裝置之示意圖。
為進一步說明各實施例，本發明乃提供有圖式。此些圖式乃為本發明揭露內容之一部分，其主要係用以說明實施例，並可配合說明書之相關描述來解釋實施例的運作原理。配合參考這些內容，本領域具有通常知識者應能理解其他可能的實施方式以及本發明之優點。圖中的元件並未按比例繪製，而類似的元件符號通常用來表示類似的元件。
請參考第1圖，其繪示本發明之地震偵測器旁路系統之一實施例之功能方塊圖。地震偵測器旁路系統1包括一地震偵測器旁路控制裝置100、一資料傳輸模組102以及一地震偵測器旁路裝置104，其中地震偵測器旁路控制裝置100可設置於高鐵行控中心(Operation Control Center,OCC)，地震偵測器旁路裝置104可與地震偵測器(圖未示)設置於中繼號誌通訊設備機房(Intermediate Signaling and Communication Equipment Room,ISCER)。
根據一實施例，地震偵測器旁路控制裝置100包括一第一中央控制器10、一開關模組12、一提示模組14以及一第一訊號轉換器16。開關模組12、提示模組14以及第一訊號轉換器16耦接於第一中央控制器10。其中開關模組12包括複數個開關單元121，提示模組14包括複數個發光單元141及一聲音單元143。
實際實施時，開關單元121可為機械式開關元件，用於傳統式鑰匙開關，發光單元141可為傳統燈泡或發光二極體(LED)，聲音單元143可為喇叭或蜂鳴器。
地震偵測器旁路裝置104包括一第二中央控制器11、一旁路電路狀態偵測器13、一地震偵測器旁路電路15、一新增地震偵測器故障警告接點17以及一第二訊號轉換器 19。旁路電路狀態偵測器13、地震偵測器旁路電路15、新增地震偵測器故障警告接點17以及第二訊號轉換器19耦接於第二中央控制器11，地震偵測器旁路電路15耦接於旁路電路狀態偵測器13。
實際實施時，第一中央控制器10及第二中央控制器11可為微處理器或控制晶片，資料傳輸模組102可為光纖或乙太網路(Ethernet)。第一訊號轉換器16以及第二訊號轉換器19可為RS422/Ethernet轉換器。地震偵測器旁路裝置104可為複數個，一個地震偵測器旁路控制裝置100可同時監控多個地震偵測器旁路裝置104。
地震偵測器旁路控制裝置100透過資料傳輸模組102與地震偵測器旁路裝置104遠端通訊。地震偵測器旁路控制裝置100根據一故障報告系統(圖未示)發出的一地震偵測器故障訊號來判斷地震偵測器是否故障，當地震偵測器發生故障時，操作人員可操作開關單元121，令地震偵測器旁路控制裝置100遙控地震偵測器旁路裝置104，由第二中央控制器11控制地震偵測器路電路15將故障之鐵路地震偵測器旁路，當故障排除後，地震偵測器旁路控制裝置100遙控地震偵測器旁路裝置104撤銷或是恢復常態。
旁路電路狀態偵測器13根據地震偵測器旁路電路15的狀態傳送一旁路狀態訊號至地震偵測器旁路控制裝置100，第一中央控制器10可根據旁路狀態訊號控制提示模組14產生對應的提示訊號，當地震偵測器旁路電路15被啟動時，旁路狀態訊號指示為已旁路狀態，則第一中央控制器10可控制聲音單元143發出聲音訊號，及控制發光單元141產生旁路電路狀態燈號，以提醒操作人員操作開關單元121。當開關單元121被操作時，第一中央控制器10可控制提示模組14產生提示訊號，例如控制聲音單元143發出聲音訊號，及控制發光單元141產生開關狀態燈號，以提醒操作人員地震偵測器旁路裝置104正在應用中，直到地震偵測器旁路裝置104 恢復常態或是開關單元121恢復為止。此提示機制也用以偵測及提示開關單元121是否故障短路，以提醒操作人員預防因機具故障而自行啟動旁路指令而不被發現。
新增地震偵測器故障警告接點17可接收新增鐵路地震偵測器所提供之一警告接點信號，第一中央控制器10透過資料傳輸模組102接收警告接點信號，並根據警告接點信號控制提示模組14產生對應的一警告訊號，例如控制聲音單元143發出聲音訊號，及控制發光單元141產生警告燈號。
請參考第2圖，其繪示本發明之地震偵測器旁路電路之一實施例的部份電路圖。如第2圖所示，鐵路地震偵測器模組106可包括一機械式地震偵測器161及一電子式地震偵測器163，分別耦接於一自動列車駕駛電路108的兩端。然不限於此，實際實施時，必須二種地震偵測器同時正常運作才可發出有效之ATC訊號。為了清楚地顯示，第2圖僅顯示機械式地震偵測器161、電子式地震偵測器163以及地震偵測器旁路電路15的接點。
機械式地震偵測器161及電子式地震偵測器163分別包括常關開關1611、1631，正常狀態時，機械式地震偵測器161、電子式地震偵測器163的常關開關1631與自動列車駕駛電路108形成一個迴路，當地震發生或地震偵測器161/163故障時，常關開關1611/1631會轉為切開使與自動列車駕駛電路108轉至開路，ATC訊號失效列車便會停止運行。地震偵測器旁路電路15包括一第一繼電器模組151以及一第二繼電器模組153，第一繼電器模組151耦接於常關開關1611，第二繼電器模組153耦接於常關開關1631。第一繼電器模組151及第二繼電器模組153分別用以旁路機械式地震偵測器161及電子式地震偵測器163，兩者可獨立操作，當其中一個地震偵測器被旁路時，另一個偵測器可正常運作。
根據一實施例，第一繼電器模組151包括一第一常開開關繼電器1511及一第二常開開關繼電器1513，第二繼 電器模組153包括一第三常開開關繼電器1531及一第四常開開關繼電器1533。根據一實施例，常開開關繼電器1511、1513、1531、1533分別為安全繼電器。第一繼電器模組151與第二繼電器模組153是相同的，因此以下僅說明第一繼電器模組151與機械式地震偵測器161的連接關係，第二繼電器模組153與電子式地震偵測器163的連接關係可類推。機械式地震偵測器161的常關開關1611包括一第一端c及一第二端d，第一常開開關繼電器1511包括一第一接點a1及一第二接點b1，第二常開開關繼電器1513包括一第三接點a2及一第四接點b2，第一接點a1的一端連接第一端c，另一端連接第二接點b1的一端，第三接點a2的一端連接第二端d，另一端連接第四接點b2的一端，第二接點b1的另一端連接第四接點b2的另一端。
藉由上述連接關係，第一繼電器模組151必須透過四個連接點a1、a2、b1、b2皆導通，也就是第一常開開關繼電器1511以及第二常開開關繼電器1513皆操作在關閉(Close)的狀態，才可將機械式地震偵測器161旁路，也就是操作人員必須操作兩個開關單元121，控制第一常開開關繼電器1511以及第二常開開關繼電器1513，才會使自動列車駕駛電路108正常運作，以避免操作失誤，增加了操作的可靠性。
請參考第3A-3B圖，其繪示本發明之地震偵測器旁路控制裝置之示意圖。如第3A圖所示，地震偵測器旁路控制裝置100包括一機櫃101，機櫃101中設置有開關模組12、中央控制器10、聲音單元143以及第一訊號轉換器16。機櫃101外具有一面板111，如第3B圖所示，面板111上包括對應多個開關單元121的多個鑰匙孔120、發光單元141及操作單元145。
一安裝於行控中心之地震偵測器旁路控制裝置100可同時監控多個中繼號誌通訊設備機房 (ISCER1~ISCER10、MWS)，每一個中繼號誌通訊設備機房對應五個鑰匙孔120，包括控制機械式地震偵測器MES(M)的繼電器模組的鑰匙孔KA、KB、控制電子式地震偵測器MES(E)的繼電器模組的鑰匙孔KA、KB以及可容許同時控制機械式地震偵測器MES(M)及電子式地震偵測器MES(E)的鑰匙孔KC。其中鑰匙孔KA、KB、KC分別為不同的類型，僅有在正確的鑰匙插入鑰匙孔KA、KB並轉動至開啟時，機械式地震偵測器MES(M)或電子式地震偵測器MES(E)的繼電器模組才會運作，已轉動之鑰匙不能拔出並啟動發光單元141及聲音單元143，使行控中心值班人員(操作人員)皆有警覺。然而機械式地震偵測器MES(M)及電子式地震偵測器MES(E)的繼電器模組不可同時運作，因此當機械式地震偵測器MES(M)及電子式地震偵測器MES(E)同時故障時，必須透過正確的鑰匙插入鑰匙孔KC轉動才可容許在其中一區域地震偵測器旁路裝置104之四種常開開關繼電器1511、1513、1531、1533同時運作。在沒有正確的鑰匙插入鑰匙孔KC轉動情況下，若同時將機械式地震偵測器MES(M)及電子式地震偵測器MES(E)旁路時，第一中央控制器10將撤銷此區域所有地震偵測器旁路控制指令。
發光單元141包括對應每一ISCER之機械式地震偵測器MES(M)及電子式地震偵測器MES(E)已啟動旁路時的旁路狀態顯示燈號BP，對應新增鐵路地震偵測器所提供之警告接點信號的警告燈號LFA、SFA，對應任一鑰匙孔KA、KB、KC被轉動時的燈號。
聲音單元143包括對應任一鑰匙孔KA、KB、KC被轉動時，以及任一旁路狀態顯示燈號BP或警告接點信號的警告燈號LFA、SFA亮着時，以及偵測到系統內元件故障時會鳴叫的蜂鳴器。
操作單元145包括測試發光單元141是否正常的按鈕，以及抑制聲音單元143鳴叫的按鈕。
藉此，操作人員可於高鐵行控中心監看燈號或藉由警告音提醒，以遠端監看地震偵測器旁路裝置的狀態，並透過連鎖設計，使得旁路電路具有雙重檢查功能，配合鑰匙管理，可防止單一或兩個操作人員人為失誤，致使將所有地震偵測器旁路，失去安全保護。
以上實施例所述之地震偵測器旁路系統透過遠端遙控地震偵測器旁路裝置，使地震偵測器發生故障時，即時將地震偵測器旁路，以模擬地震偵測器正常信號電路接點的情況，以便當地震測器發生故障或維修時，能經由地震偵測器旁路裝置提供正常信號給自動列車駕駛系統，而不至於影響列車正常營運。
以上敍述依據本發明多個不同實施例，其中各項特徵可以單一或不同結合方式實施。因此，本發明實施方式之揭露為闡明本發明原則之具體實施例，應不拘限本發明於所揭示的實施例。進一步言之，先前敍述及其附圖僅為本發明示範之用，並不受其限囿。其他元件之變化或組合皆可能，且不悖于本發明之精神與範圍。
1‧‧‧地震偵測器旁路系統
100‧‧‧地震偵測器旁路控制裝置
10‧‧‧第一中央控制器
12‧‧‧開關模組
121‧‧‧開關單元
14‧‧‧提示模組
141‧‧‧發光單元
143‧‧‧聲音單元
16‧‧‧第一訊號轉換器
102‧‧‧資料傳輸模組
104‧‧‧地震偵測器旁路裝置
11‧‧‧第二中央控制器
13‧‧‧旁路電路狀態偵測器
15‧‧‧地震偵測器旁路電路
17‧‧‧新增地震偵測器故障警告接點
19‧‧‧第二訊號轉換器

Claims (10)

  1. 一種用於鐵路地震偵測器之地震偵測器旁路系統，包括：一地震偵測器旁路裝置，包括一地震偵測器旁路電路，該地震偵測器旁路電路耦接於該鐵路地震偵測器；以及一地震偵測器旁路控制裝置，透過一資料傳輸模組與該地震偵測器旁路裝置遠端通訊，該地震偵測器旁路控制裝置根據一故障報告系統發出的一地震偵測器故障訊號來判斷該鐵路地震偵測器是否故障，當該鐵路地震偵測器發生故障時，該地震偵測器旁路控制裝置遙控該地震偵測器旁路裝置將故障之該鐵路地震偵測器旁路。
  2. 根據申請專利範圍第1項之地震偵測器旁路系統，其中該鐵路地震偵測器包括一機械式地震偵測器及一電子式地震偵測器，該些地震偵測器分別具有一常關開關，每一常關開關包括一第一端及一第二端，該地震偵測器旁路電路耦接於該第一端與該第二端之間。
  3. 根據申請專利範圍第2項之地震偵測器旁路系統，其中該地震偵測器旁路電路包括一第一繼電器模組及一第二繼電器模組，每一繼電器模組包括一第一常開開關繼電器及一第二常開開關繼電器，該第一常開開關繼電器包 括一第一接點(a1)及一第二接點(b1)，該第二常開開關繼電器包括一第三接點(a2)及一第四接點(b2)，該第一接點(a1)的兩端分別耦接於該第一端與該第二接點(b1)的一端，該第三接點(a2)的兩端分別耦接於該第二端及該第四接點(b2)的一端，該第二接點(b1)的另一端耦接於該第四接點(b2)的另一端。
  4. 根據申請專利範圍第3項之地震偵測器旁路系統，其中該地震偵測器旁路控制裝置包括一開關模組，該開關模組用以切換該繼電器模組的狀態。
  5. 根據申請專利範圍第4項之地震偵測器旁路系統，其中該開關模組包括一第一開關單元及一第二開關單元，共同控制該第一常開開關繼電器及該第二常開開關繼電器。
  6. 根據申請專利範圍第1項之地震偵測器旁路系統，其中該地震偵測器旁路控制裝置還包括一旁路電路狀態偵測器，該旁路電路狀態偵測器耦接於該地震偵測器旁路電路，以傳送該地震偵測器旁路電路的一旁路狀態訊號。
  7. 根據申請專利範圍第6項之地震偵測器旁路系統，其中該地震偵測器旁路裝置包括一中央控制器及一提示模組，該中央控制器透過該資料傳輸模組接收該狀態訊號，並根據該狀態訊號控制該提示模組產生對應的一提示訊號。
  8. 根據申請專利範圍第7項之地震偵測器旁路系統，其中該提示模組包括一發光單元，該中央控制器控制該發光單元顯示該地震偵測器旁路電路的一狀態燈號。
  9. 根據申請專利範圍第7項之地震偵測器旁路系統，其中該提示模組包括一聲音模組，當該地震偵測器旁路控制裝置被操作時或接收到狀態燈號發亮時，該中央控制器控制該聲音模組產生一聲音訊號。
  10. 根據申請專利範圍第7項之地震偵測器旁路系統，其中該地震偵測器旁路裝置還包括一新增地震偵測器故障警告接點，該新增地震偵測器故障警告接點可接收新增鐵路地震偵測器所提供之警告接點信號，該中央控制器透過該資料傳輸模組接收該警告接點信號，並根據該警告接點信號控制該提示模組產生對應的一警告訊號。
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