专利名称：移动脱轨器定位监控管理系统的制作方法
移动脱轨器定位监控管理系统
技术领域：
本发明涉及铁路安全系统，具体地说是涉及一种移动脱轨器定位监控管理系统。背景技术：
目前列检作业安全防护方式有两种一种是固定脱轨器，也称作集控联锁电动脱轨器，技术比较先进，自动化程度比较高，可自动控制脱轨器上下轨，已作为列检所必备的工装配备，2010年7月铁道部运输局将集控联锁电动脱轨器定型为TGQ型集控联锁电动脱轨器系统；另一种是移动脱轨器，目前，铁道部没有对移动脱轨器的自动检测设备进行定性，只是在《运规》中规定在站内线路上检查、修理、整备车辆时，须有专人按规定插设脱轨器，列车作业结束时，在列车两端对好防护号志后，应由专人撤除脱轨器及防护信号。为保护列检作业人员的人身安全，列检作业场的作业线路均设置电动脱轨器来防护列检作业人员的人身安全。随着铁路货物运输大编组、重载的变化，长大货物列车经常不能过档，致使电动脱轨器无法使用，列检作业时只能使用移动脱轨器进行作业安全防护。使用时由现场作业人员进行插撤，并与值班室进行联系确认，由值班员进行移动脱轨器的使用登记和销号，由于移动脱轨器使用的安全性长期以来得不到监控(制)，为列检作业留下安全隐患，这一问题一直困挠车辆运用部门。
发明内容本发明所要解决的技术问题在于提供一种可以远程监控移动脱轨器插撤情况的移动脱轨器定位监控管理系统。本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的一种移动脱轨器定位监控管理系统，包括上位机、无线信号中继器、移动脱轨器存放采集终端，以及移动脱轨器检测架；所述上位机包括主机、显示器、无线数据收发模块三部分，其中主机内装有监控管理软件，显示器以及无线数据收发模块均连接到主机，上位机通过无线数据收发模块接收无线信号中继器转发过来的现场移动脱轨器存放信息，送入主机，经管理软件处理后，将移动脱轨器存放信息显示在显示器上，使值班人员通过该显示器掌握全场移动脱轨器使用的状况；所述无线信号中继器接收移动脱轨器存放采集终端的信息，并发送给值班室的上位机；所述移动脱轨器存放采集终端包括传感器、单片机、无线数据收发模块和太阳能电源，所述传感器、无线数据收发模块和太阳能电源均连接到单片机，所述传感器安装在移动脱轨器检测架的底部，其数量与移动脱轨器检测架相同，用来采集移动脱轨器离开移动脱轨器检测架、回到移动脱轨器检测架的信息，当移动脱轨器的存放信息发生变化时，传感器将这一信息送到单片机，单片机通过无线数据收发模块自动发送状态信息，经无线信号中继器送到上位机，上位机接收处理后直观显示在上位机的显示屏上，此时值班员可根据移动脱轨器离开移动脱轨器检测架的信息在上位机编制移动脱轨器使用计划，当移动脱轨器回位后值班员与现场检车员进行通过对讲机呼唤相互确认，当移动脱轨器离开移动脱轨器检测架超过设定的检修时间后还没有归位，上位机自动提醒值班员与现场检车员确认下轨操作；所述移动脱轨器检测架具有一行程开关，所述移动脱轨器存放采集终端的传感器与行程开关电连接，当检测架上放上移动脱轨器时，行程开关动作，将传感器电源关闭，取下移动脱轨器时，行程开关复位，接通传感器的电源，移动脱轨器存放采集终端开始采集移动脱轨器的信息。每股道一端共用一个单片机、无线数据收发模块和太阳能电源。所述移动脱轨器检测架，包括支杆、控制盒、位于控制盒上方的锁盒，所述支杆焊接在控制盒的底端；所述锁盒包括第一侧壁、第三侧壁以及锁盖，所述第一侧壁及第三侧壁固定在控制盒的上方，所述锁盖与第一侧壁之间通过铰链铰接，锁盖能够锁在第三侧壁上，所述锁盖后部的底端设置有一压舌；所述控制盒其中一侧面的内部底端固定一接线端子底座，该侧面位于接线端子底座上方的位置固定一行程开关，行程开关的前端按钮接触一导向轴的中部，导向轴位于行程开关上方的部位竖截面呈倒梯形，所述导向轴位于行程开关下方的位置设置一台阶，导向轴位于台阶下方的部分套一弹簧，所述导向轴的下端容置在下导向轴套内，弹簧的下端抵在下导向轴套上，所述导向轴的上端容置在上导向轴套内，所述下导向轴套及上导向轴套分别固定在控制盒的下盖和上盖，且导向轴的上端伸出控制盒的上盖，该导向轴的上端固定一压杆，当锁盖盖在第三侧壁上时，压杆位于所述压舌的下方，压杆与上述压舌之间的空间用来插移动脱轨器的杆子。所述锁盖的前部的底端设置有一扣钩，所述第三侧壁的内侧面可枢转的设置一锁扣，当锁盖盖在第三侧壁上时，所述锁扣与扣钩扣合。所述锁扣的底端焊接一轴，所述轴穿过第三侧壁并枢转的固定在第三侧壁上，所述轴上开设一锁孔，且所述锁扣的中部通过一弹簧固定在第三侧壁上，弹力向左，并且第三侧壁对应锁扣的位置设置一定位挡块，定位挡块也位于锁扣的左侧，当锁盖打开时，锁扣受弹簧向左的拉力回位，同时位于锁扣左侧的定位挡块挡住锁扣，使锁扣定位。所述锁盒还包括第二侧壁，所述第二侧壁位于第一侧壁与第三侧壁之间，所述第三侧壁也固定在控制盒的上方，所述导向轴的上端位于第一侧壁与第二侧壁之间。所述锁盒还包括前面板、后面板，所述前面板、后面板也固定在控制盒的上方，所述第三侧壁、前面板、后面板一体成形，且与第二侧壁一起围成长方体桶型，所述导向轴的上端位于所述第二侧壁、第三侧壁、前面板、后面板围成的空间内。所述上位机的主机内装的监控管理软件的流程包括步骤1 启动移动脱轨器定位监控管理系统；步骤2:值班员交接班；步骤3 系统查询移动脱轨器状态；步骤4 系统判断移动脱轨器处于什么状态，当系统收到移动脱轨器放置在移动脱轨器检测架的信息时，进入步骤5，当系统收到移动脱轨器离开移动脱轨器检测架的信息时，进入步骤6 ；
步骤5 把移动脱轨器的状态及电池电压显示在移动脱轨器检测架上；步骤6 弹出移动脱轨器离开移动脱轨器检测架对话框，值班员输入车次、辆数、 股道、检修班组信息，确认后，显示在相应的股道上，待两头的移动脱轨器都正确上轨后，开始计检修时间，然后进入步骤7 ；步骤7 判断系统是否收到移动脱轨器返回移动脱轨器检测架的信息，如果收到返回移动脱轨器检测架的信息，进入步骤8，否则，进入步骤9 ；步骤8 提示移动脱轨器已返回检测架，值班员确认后，停止检修计时，检修结束， 返回步骤3循环执行；步骤9 超过检修时间，报警提示已超时，值班员和现场检修人员联系确认移动脱轨器的位置，是否忘记撤掉移动脱轨器，然后返回步骤3循环执行。本发明的优点是能够直观显示站场移动脱轨器的存放和使用情况，加强了移动脱轨器使用过程的安全联控和超时告警，可以杜绝移动脱轨器的错插和漏撤问题，充分体现了以科技创新，实现科学化的人机结合为支撑，确保列检所检车作业安全。并且为降低工程成本和施工难度，现场检测和通信设备采用太阳能供电和无线通讯技术。
图1为本发明移动脱轨器定位监控管理系统结构方框图。图2为移动脱轨器检测架的正面结构剖视图。图3为移动脱轨器检测架的侧面结构剖视图。图4为本发明的主机内装的监控管理软件的流程图。
具体实施方式
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。请参阅图1，本发明移动脱轨器定位监控管理系统包括上位机、无线信号中继器、 移动脱轨器存放采集终端，以及移动脱轨器检测架。所述上位机包括主机、显示器、无线数据收发模块三部分，其中主机内装有监控管理软件，显示器以及无线数据收发模块均连接到主机，上位机通过无线数据收发模块接收无线信号中继器转发过来的现场移动脱轨器存放信息，送入主机，经管理软件处理后，将移动脱轨器存放信息显示在显示器上，使值班人员通过该显示器掌握全场移动脱轨器使用的状况；超时告警，提示值班员安排撤除移动脱轨器。所述无线信号中继器接收移动脱轨器存放采集终端的信息，并发送给值班室的上位机。所述移动脱轨器存放采集终端包括传感器、单片机、无线数据收发模块和太阳能电源，所述传感器、无线数据收发模块和太阳能电源均连接到单片机。所述传感器安装在移动脱轨器检测架的底部，其数量与移动脱轨器检测架相同，用来采集移动脱轨器离开移动脱轨器检测架、回到移动脱轨器检测架的信息。每股道一端共用一个单片机、无线数据收发模块和太阳能电源。当移动脱轨器的存放信息发生变化时，传感器将这一信息送到单片机， 单片机通过无线数据收发模块自动发送状态信息，经无线信号中继器送到上位机，上位机接收处理后直观显示在上位机的显示屏上，此时值班员可根据移动脱轨器离开移动脱轨器检测架的信息在上位机编制移动脱轨器使用计划，当移动脱轨器回位后值班员与现场检车员进行通过对讲机呼唤相互确认。当移动脱轨器离开移动脱轨器检测架超过设定的检修时间(45分钟)后还没有归位，上位机自动提醒值班员与现场检车员确认下轨操作。请同时参阅图2及图3所示，所述移动脱轨器检测架包括控制盒1、位于控制盒1 上方的锁盒2，以及立杆3。所述立杆3焊接在控制盒2的底端。该移动脱轨器检测架不仅可以存放移动脱轨器，并可以检测到移动脱轨器的离架和归架情况。所述锁盒2包括第一侧壁21、第二侧壁22、第三侧壁23、前面板对、后面板25，以及锁盖沈。所述第二侧壁22位于第一侧壁21与第三侧壁23之间，第三侧壁23、前面板M、后面板25 —体成形，且与第二侧壁22 —起围成长方体桶型，所述第一侧壁21、第二侧壁22、 第三侧壁23、前面板M、后面板25均焊接在控制盒1的上方。所述锁盖沈与第一侧壁21 之间通过铰链262铰接，从而锁盖沈可以绕第一侧壁21翻转，并且锁盖沈的前端盖在第三侧壁23上。所述锁盖沈后部的底端设置有一压舌沈4，前部的底端设置有一扣钩沈6， 所述第三侧壁23的内侧面可枢转的设置一锁扣232，当锁盖沈盖在第三侧壁23上时，所述锁扣232与扣钩266扣合。具体的，所述锁扣232的底端焊接一轴，所述轴穿过第三侧壁 23并可枢转的固定在第三侧壁23上，所述轴上开设一锁孔，且所述锁扣232的中部通过一弹簧固定在第三侧壁23上，弹力向左，并且第三侧壁23对应锁扣232的位置设置一定位挡块234，定位挡块234也位于锁扣232的左侧，当锁盖沈打开时，锁扣232受弹簧向左的拉力回位，同时位于锁扣232左侧的定位挡块234挡住锁扣232，使锁扣232定位。所述控制盒1其中一侧面的内部底端固定一接线端子底座12，该侧面位于接线端子底座12上方的位置固定一行程开关14，行程开关14的前端按钮接触一导向轴16的中部，导向轴16位于行程开关14上方的部位竖截面呈倒梯形，所述导向轴16位于行程开关 14下方的位置设置一台阶18，导向轴16位于台阶18下方的部分套一弹簧19，所述导向轴 16的下端容置在下导向轴套162内，弹簧19的下端抵在下导向轴套162上。所述导向轴 16的上端容置在上导向轴套164内，所述下导向轴套162及上导向轴套164分别固定在控制盒1的下盖和上盖，且导向轴16的上端伸出控制盒1的上盖，位于第一侧壁21与第二侧壁22之间，该导向轴16的上端通过连接销固定一压杆166，当锁盖沈盖在第三侧壁23上时，压杆166位于压舌沈4的下方，压杆166与上述压舌264之间的空间用来插移动脱轨器的杆子4。所述立杆3用来固定在地面上。操作过程如下所述首先打开锁盖沈，将移动脱轨器的杆子4插在第一侧壁21与第二侧壁22之间，移动脱轨器的杆子4压在压杆166上，盖上锁盖沈，锁盖沈上的扣钩266 扣在锁扣232上，锁盖沈上的压舌沈4向下压移动脱轨器的杆子4，移动脱轨器的杆子4又向下压压杆166，压杆166带动导向轴16向下移动，使行程开关14动作。将钥匙放进锁孔，向右旋转，打开锁盖沈，取出移动脱轨器，导向轴16在弹簧19的弹力作用下，向上运动，行程开关14复位。所述移动脱轨器存放采集终端的传感器安装在所述控制盒1的底部，并电连接行程开关14，当检测架上放上移动脱轨器时，行程开关14动作，将传感器电源关闭，取下移动脱轨器时，行程开关14复位，接通传感器的电源，移动脱轨器存放采集终端开始采集移动脱轨器的信息。本发明中使用的无线通信为开路通信方式，其通信的可靠性是无线通信的关键， 为保证通信成功率100%，本发明在通信技术上采取以下措施。1、提高抗干扰能力基于GFSK的调制方式，采用高效前向纠错信道编码技术。该编码技术不需要反馈信道，译码实时性好，发送端发送能纠正错误的编码；在接收端根据接收到的码和编码规则，能够自动纠正传输中的错误，大大提高了数据抗突发干扰和随机干扰的能力，在信道误码率为10-3时，可得到实际误码率10-5——10-6。2、采用CRC检验。无线数据收发模块在发送数据时将CRC校验码放在发送的信令中，在接收端进行数据的CRC校验，数据接收完成后，将CRC的结果存放于固定的单元中，上位机可用D7H，E6H 命令查询至本次查询收到的数据的CRC的校验结果。模块用D7H，E6H，XXH格式做应答，若 XX = OOH则CRC校验正确，若XX = FFH则CRC校验错误，上位机可根据具体情况决定是否采用两次查询收到的数据。查询及上电后XX = OOH03、加大功率余量和增加发送次数。为提高通信可靠性本系统加大了无线信号中继器以及增加了移动脱轨器存放采集终端的无线数据收发模块的发射次数。在发送移动脱轨器存放采集终端状态变化报文时连续发送，直到上位机收到数据，经CRC校验是正确的数据时，上位机才向移动脱轨器存放采集终端发送停止发送命令，这时移动脱轨器存放采集终端停止发送数据，这种处理方式提高了接收移动脱轨器存放采集终端状态报文准确率，保证了无线通信的可靠性。本发明采用的移动脱轨器存放采集终端，根据现场使用环境和供电条件，技术要求比较高首先，要低功耗，移动脱轨器存放采集终端使用太阳能供电，而且要M小时工作，如果不能解决低功耗问题，将无法应用；其次，防振、防雨、防尘，由于移动脱轨器存放采集终端的工作环境为室外铁路站场，移动脱轨器离架和回架时都会有冲击，因此其控制模块要防振、防雨、防尘，有很高的可靠性；最后，工作温度范围宽。由于移动脱轨器存放采集终端在室外使用，冬季夜间温度低达零下，夏季轨面温度达70°C，因此移动脱轨器存放采集终端的工作温度要达到-40°C +85°C的军用产品标准要求。移动脱轨器存放采集终端采用宏晶公司的STC 12C系列工业级单片机，符合本系统的使用环境首先、高速度(50ns)、低功耗(μΑ)，具有Sle印(休眠)功能及CMOS技术， 每一指令执行速度可达50ns (20MHz)，而耗电则在1 1. 5mA间；其次，工业级产品，具有大电流(灌电流)10 20mA或40mA (单一输出)，可直接驱动SSR或继电器；有看门狗定时器(WDT)，安全保护，防止程序走飞，增强产品的抗干扰能力。请参阅图4，所述上位机的主机内装的监控管理软件的流程包括步骤1 启动移动脱轨器定位监控管理系统；步骤2:值班员交接班；步骤3 系统查询移动脱轨器状态；步骤4 系统判断移动脱轨器处于什么状态，当系统收到移动脱轨器放置在移动脱轨器检测架的信息时，进入步骤5，当系统收到移动脱轨器离开移动脱轨器检测架的信息时，进入步骤6 ；步骤5 把移动脱轨器的状态及电池电压显示在移动脱轨器检测架上；步骤6 弹出移动脱轨器离开移动脱轨器检测架对话框，值班员输入车次、辆数、 股道、检修班组信息，确认后，显示在相应的股道上，待两头的移动脱轨器都正确上轨后，开始计检修时间，然后进入步骤7 ；步骤7 判断系统是否收到移动脱轨器返回移动脱轨器检测架的信息，如果收到返回移动脱轨器检测架的信息，进入步骤8，否则，进入步骤9 ；步骤8 提示移动脱轨器已返回检测架，值班员确认后，停止检修计时，检修结束， 返回步骤3循环执行；步骤9 超过检修时间，报警提示已超时，值班员和现场检修人员联系确认移动脱轨器的位置，是否忘记撤掉移动脱轨器，然后返回步骤3循环执行。
权利要求
1.一种移动脱轨器定位监控管理系统，其特征在于包括上位机、无线信号中继器、移动脱轨器存放采集终端，以及移动脱轨器检测架；所述上位机包括主机、显示器、无线数据收发模块三部分，其中主机内装有监控管理软件，显示器以及无线数据收发模块均连接到主机，上位机通过无线数据收发模块接收无线信号中继器转发过来的现场移动脱轨器存放信息，送入主机，经管理软件处理后，将移动脱轨器存放信息显示在显示器上，使值班人员通过该显示器掌握全场移动脱轨器使用的状况；所述无线信号中继器接收移动脱轨器存放采集终端的信息，并发送给值班室的上位机；所述移动脱轨器存放采集终端包括传感器、单片机、无线数据收发模块和太阳能电源， 所述传感器、无线数据收发模块和太阳能电源均连接到单片机，所述传感器安装在移动脱轨器检测架的底部，其数量与移动脱轨器检测架相同，用来采集移动脱轨器离开移动脱轨器检测架、回到移动脱轨器检测架的信息，当移动脱轨器的存放信息发生变化时，传感器将这一信息送到单片机，单片机通过无线数据收发模块自动发送状态信息，经无线信号中继器送到上位机，上位机接收处理后直观显示在上位机的显示屏上，此时值班员可根据移动脱轨器离开移动脱轨器检测架的信息在上位机编制移动脱轨器使用计划，当移动脱轨器回位后值班员与现场检车员进行通过对讲机呼唤相互确认，当移动脱轨器离开移动脱轨器检测架超过设定的检修时间后还没有归位，上位机自动提醒值班员与现场检车员确认下轨操作；所述移动脱轨器检测架具有一行程开关，所述移动脱轨器存放采集终端的传感器与行程开关电连接，当检测架上放上移动脱轨器时，行程开关动作，将传感器电源关闭，取下移动脱轨器时，行程开关复位，接通传感器的电源，移动脱轨器存放采集终端开始采集移动脱轨器的信息。
2.如权利要求1所述的移动脱轨器定位监控管理系统，其特征在于每股道一端共用一个单片机、无线数据收发模块和太阳能电源。
3.如权利要求1所述的移动脱轨器定位监控管理系统，其特征在于所述移动脱轨器检测架，包括支杆、控制盒、位于控制盒上方的锁盒，所述支杆焊接在控制盒的底端；所述锁盒包括第一侧壁、第三侧壁以及锁盖，所述第一侧壁及第三侧壁固定在控制盒的上方，所述锁盖与第一侧壁之间通过铰链铰接，锁盖能够锁在第三侧壁上，所述锁盖后部的底端设置有一压舌；所述控制盒其中一侧面的内部底端固定一接线端子底座，该侧面位于接线端子底座上方的位置固定一行程开关，行程开关的前端按钮接触一导向轴的中部，导向轴位于行程开关上方的部位竖截面呈倒梯形，所述导向轴位于行程开关下方的位置设置一台阶，导向轴位于台阶下方的部分套一弹簧，所述导向轴的下端容置在下导向轴套内，弹簧的下端抵在下导向轴套上，所述导向轴的上端容置在上导向轴套内，所述下导向轴套及上导向轴套分别固定在控制盒的下盖和上盖，且导向轴的上端伸出控制盒的上盖，该导向轴的上端固定一压杆，当锁盖盖在第三侧壁上时，压杆位于所述压舌的下方，压杆与上述压舌之间的空间用来插移动脱轨器的杆子。
4.如权利要求3所述的移动脱轨器定位监控管理系统，其特征在于所述锁盖的前部的底端设置有一扣钩，所述第三侧壁的内侧面可枢转的设置一锁扣，当锁盖盖在第三侧壁上时，所述锁扣与扣钩扣合。
5.如权利要求4所述的移动脱轨器定位监控管理系统，其特征在于所述锁扣的底端焊接一轴，所述轴穿过第三侧壁并枢转的固定在第三侧壁上，所述轴上开设一锁孔，且所述锁扣的中部通过一弹簧固定在第三侧壁上，弹力向左，并且第三侧壁对应锁扣的位置设置一定位挡块，定位挡块也位于锁扣的左侧，当锁盖打开时，锁扣受弹簧向左的拉力回位，同时位于锁扣左侧的定位挡块挡住锁扣，使锁扣定位。
6.如权利要求3至5任一项所述的移动脱轨器定位监控管理系统，其特征在于所述锁盒还包括第二侧壁，所述第二侧壁位于第一侧壁与第三侧壁之间，所述第三侧壁也固定在控制盒的上方，所述导向轴的上端位于第一侧壁与第二侧壁之间。
7.如权利要求6所述的移动脱轨器定位监控管理系统，其特征在于所述锁盒还包括前面板、后面板，所述前面板、后面板也固定在控制盒的上方，所述第三侧壁、前面板、后面板一体成形，且与第二侧壁一起围成长方体桶型，所述导向轴的上端位于所述第二侧壁、第三侧壁、前面板、后面板围成的空间内。
8.如权利要求1所述的移动脱轨器定位监控管理系统，其特征在于所述上位机的主机内装的监控管理软件的流程包括步骤1 启动移动脱轨器定位监控管理系统；步骤2:值班员交接班；步骤3 系统查询移动脱轨器状态；步骤4 系统判断移动脱轨器处于什么状态，当系统收到移动脱轨器放置在移动脱轨器检测架的信息时，进入步骤5，当系统收到移动脱轨器离开移动脱轨器检测架的信息时， 进入步骤6 ；步骤5 把移动脱轨器的状态及电池电压显示在移动脱轨器检测架上；步骤6 弹出移动脱轨器离开移动脱轨器检测架对话框，值班员输入车次、辆数、股道、 检修班组信息，确认后，显示在相应的股道上，待两头的移动脱轨器都正确上轨后，开始计检修时间，然后进入步骤7;步骤7 判断系统是否收到移动脱轨器返回移动脱轨器检测架的信息，如果收到返回移动脱轨器检测架的信息，进入步骤8，否则，进入步骤9 ；步骤8 提示移动脱轨器已返回检测架，值班员确认后，停止检修计时，检修结束，返回步骤3循环执行；步骤9 超过检修时间，报警提示已超时，值班员和现场检修人员联系确认移动脱轨器的位置，是否忘记撤掉移动脱轨器，然后返回步骤3循环执行。
全文摘要
移动脱轨器定位监控管理系统，包括上位机、无线信号中继器、移动脱轨器存放采集终端和移动脱轨器检测架；上位机包括主机、显示器、无线数据收发模块；移动脱轨器存放采集终端包括传感器、单片机、无线数据收发模块和太阳能电源，传感器安装在移动脱轨器检测架底部，移动脱轨器检测架内有一行程开关，传感器与行程开关电连接，当检测架上放上移动脱轨器时，行程开关动作，将传感器电源关闭，取下移动脱轨器时，行程开关复位，接通传感器的电源，传感器将取放信息送到单片机，单片机通过无线数据收发模块发送信息，经信号中继器送到上位机。本发明的优点是直观显示移动脱轨器的存放和使用情况，杜绝移动脱轨器的错插和漏撤问题。
文档编号B61L23/00GK102173299SQ201110024620
公开日2011年9月7日 申请日期2011年1月21日 优先权日2011年1月21日
发明者张永强, 张永浩, 惠运 申请人:合肥安迅铁道应用技术有限公司