工况机车行车安全控制系统及其控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种工况机车行车安全控制系统，包括控制单元和多个便携单元，所述的控制单元包括第一射频模块、第一控制芯片，以及第一收发天线，所述的第一控制芯片与工况机车的声光报警装置及刹车装置电连接，所述的便携单元包括电源、由所述的电源供能的第二射频模块和第二控制芯片，以及第二收发天线以及报警装置。同时还公开了其控制方法。本发明的工况机车行车安全控制系统采用射频信号作为感测信号，即通过各控制芯片驱动相应的声光或者振动报警机构，提示工况机车及施工者注意，注意躲避进而避免危险发生。
【专利说明】工况机车行车安全控制系统及其控制方法【技术领域】
[0001]本发明涉及工况机车控制【技术领域】，特别是涉及一种工况机车行车安全控制系统及其控制方法。
【背景技术】
[0002]在国铁中，列车行车预警系统是比较完善的，列车信息采集模块通过GPS用于收集本列车状态信息，列车状态信息包括列车行驶线路、位置、车速、安全等级等；无线通信模块用于无线广播本列车状态信息和无线接收其它列车广播的列车状态信息;CPU控制处理模块用于接收和处理列车信息采集模块和无线通信模块发来的本列车和其它列车的列车状态信息。无线通信模块将本列车当前的列车状态信息对周边进行无线广播，同时接收其它列车无线广播的列车状态信息，CPU控制处理模块根据本列车与其它列车的相互关系，判断行车安全距离和速度，向司机、列车自动驾驶系统发出预警信号。
[0003]工矿机车有轨运输是一种环保的，高效的运输方式，在铁路，引水，地铁，公路施工以及矿山开采，由于作业的临时性，司机普遍素质低，同时国内外没有关于地下工况机车的远程预警系统，导致机车撞车，机车伤人，机车司机疲劳等造成的安全事故频繁。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种工况机车行车安全控制系统及其控制方法。 [0005]为实现本发明的目的所采用的技术方案是:
[0006]一种工况机车行车安全控制系统，包括控制单元和多个便携单元，所述的控制单元包括第一射频模块、第一控制芯片，以及第一收发天线，所述的第一控制芯片与工况机车的声光报警装置及刹车装置电连接，所述的便携单元包括电源、由所述的电源供能的第二射频模块和第二控制芯片，以及第二收发天线以及报警装置，当所述的第一射频模块和第二射频模块能相互检测到时，第一控制芯片驱动工况机车的声光报警装置，第二控制芯片驱动报警装置。
[0007]所述的便携单元为腰挎式结构，其包括壳体，挂钩以及与所述的第二控制芯片可控连接的振动单元。
[0008]所述的便携单元为安全帽式结构，所述的电源设置在安全帽帽体后部，所述的第二收发天线设置在安全帽帽体顶部。
[0009]一种工况机车行车安全控制系统的控制方法，包括以下步骤:
[0010]I)第一射频模块和第二射频模块互相检测，当两者建立通讯时，第一控制芯片驱动工况机车的声光报警装置，第二控制芯片驱动报警装置；
[0011]2)若预定时间内，操作者未关闭工况机车的声光报警装置,贝U第一控制芯片驱动刹车装置动作将工况机车刹停。
[0012]还包括第二射频模块接收第一射频模块发射的停车指令并驱动刹车装置进行远程刹车的步骤。
[0013]所述的便携单元还包括显示屏，所述的控制方法还包括所述的第二控制芯片根据接收到的所述的第一射频模块的射频信号并分析其地址信息以在显示屏上显示工况机车信息的步骤。
[0014]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0015]本发明的工况机车行车安全控制系统采用射频信号作为感测信号，隧道内环境限定了射频信号传播距离一般在3公里左右，当控制单元和便携单元通过射频信号完成沟通时，即两者能互相感测到射频信号后，即通过各控制芯片驱动相应的声光或者振动报警机构，提示工况机车及施工者注意，注意躲避进而避免危险发生。
[0016]本发明的控制方法，突破性地利用射频信号作为安全监测信号，将射频信号可传播距离定义为安全距离，架构简单便利，同时利用监测到射频信号为一个开关信息进行报警或者刹车处理，有效避免了危险发生，提高隧道施工的安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1所示为本发明的工况机车行车安全控制系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0019]如图1所示，本发明的工况机车行车安全控制系统包括控制单元10和多个便携单元20，所述的控制单元包括第一射频模块11、与所述的第一射频模块11信号连接的第一控制芯片12，以及与所述的第一射频模块信号连接的第一收发天线13，所述的第一控制芯片与工况机车的声光报警装置及刹车装置电连接，即所述的第一控制芯片可直接驱动工况机车的声光报警装置，也可直接驱动刹车装置动作，其中第一射频模块和第一控制芯片的信号连接与现有技术类似，在此不再赘述。具体地说，所述的第一控制单元可由工况机车自带电源供能，在不改变工况机车机体的情况下可有效提高可控制性。
[0020]所述的便携单元包括电源24、由所述的电源供能的第二射频模块21和与所述的第二射频模块信号连接的第二控制芯片22，所述的第二射频模块信号连接的第二收发天线23以及报警装置25，如便携声光报警或者振动报警等形式，所述的报警装置由电源功能并可在第二控制芯片的驱动下动作，同时，还可在便携单元上设置开关按键，在起到警示效果后可有操作者选择关闭报警，当然，还可在开关按键上设置计时器等，以便在间隔预定时间后再次报警避免遗忘疏忽造成危险。
[0021]具体控制方法为:第一射频模块和第二射频模块供能后在各自天线的辅助下搜索射频信号，当所述的第一射频模块和第二射频模块能相互检测到时，即建立通讯时，第一控制芯片驱动工况机车的声光报警装置，第二控制芯片驱动便携单元上的报警装置，分别给工况机车操作者和施工人员提供报警，促使双方采取避让措施。若预定时间内，如15s或30s，工况机车操作者未关闭工况机车的声光报警装置，则可认为当前操作者出现意外状况，如睡着或者脱离岗位，则第一控制芯片直接驱动刹车装置动作将工况机车刹停，以避免灾害发生。[0022]进一步地，在所述的便携单元上还设置有远程停车按键，所述的第二射频模块接收第一射频模块发射的停车指令并驱动刹车装置进行远程刹车的步骤，指令信息的传输与语音信息的传输类似，在此不再描述。
[0023]具体来说，所述的便携单元为腰挎式结构，其包括壳体，挂钩以及与所述的第二控制芯片可控连接的振动单元。同时，所述的便携单元为安全帽式结构，所述的电源设置在安全帽帽体后部，所述的第二收发天线设置在安全帽帽体顶部。当然，还可采用基台式设计以便方式在关键场所，其设计形状均可采用现有式样，在此不再展开描述。
[0024]工矿机车远程机车的第一射频模块和第二射频模块可采用SR_FRS_lff(400-470MHz)无线对讲、数据收发模块，第一控制芯片和第二控制芯片可分别采用数据处理采用ST (意法半导体)STM32F103RC高性能32位MCU控制芯片，采用ST (意法半导体)STM32F103RC高性能32位MCU控制芯片，ARM32位的Cortex_M3CPU，最高72MHZ工作频率，具有高于1.25DMisp MHZ(Dhryst0Ne2.1)处理能力，在恶劣条件下稳定可靠的工作，轻松实现设备互联；SR_FRS_1W(400-470MHZ)无线对讲、数据收发模块，具有语音、短信长距离呼叫，控制信号使用加密技术，抗干扰强；同时，在控制单元和便携单元上还可分别设置液晶显示屏，采用12864点阵白黑液晶屏显示工作信息，信息清晰明了，人机界面友好，相关参数都可以在液晶屏幕上明确显示，利用各射频模块的地址信息，可通过控制芯片解码后直接显示各设备的名称，当出现报警后，用户可直观获知即将到来者的身份。即，所述的控制方法还包括所述的第二控制芯片根据接收到的所述的第一射频模块的射频信号并分析其地址信息以在显示屏上显示工况机车信息的步骤，通过显示信息可进一步提高信息的交互效果，提高警惕性。同时，所述的第一控制芯片还可接收多个便携单元的射频信号，并分析其数量和身份信息，通过判断其人数和施工者身份进行相应的操作，提高操作的目的性。
[0025]因为受矿山隧道内施工工具、岩石、轨道拐弯等各种干扰因素的阻挡，同时，复杂的工况导致隧道视野受影响，仅靠人眼观察范围有限且容易产生疲劳，当发现危险时还会因为距离过近导致无法采取相应的措施导致损伤出现，本发明的工况机车行车安全控制系统采用射频信号作为感测信号，隧道内环境限定了射频信号传播距离一般在3公里左右，当控制单元和便携单元通过射频信号完成沟通时，即两者能互相感测到射频信号后，即通过各控制芯片驱动相应的声光或者振动报警机构，提示工况机车及施工者注意，注意躲避进而避免危险发生。进一步地，还可在便携单元上增加紧急停止按键，利用射频信号传导控制信息，对工况机车进行遥控紧急停车，当然，对于不同的施工场所，中间还可增加中继天线等提高射频信号传播距离，提高安全警戒的范围。
[0026]当然，所述的便携单元不止可以由作业人员携带，还可设置在线路道岔处，各作业点如掘进机关键区段，衬砌台车等施工点处，进入安全警示区域内即提醒工况机车操作者注意，避免危险发生。同时，各控制芯片还安装了数据存储，与机车自带传感器连接可以作为机车黑匣子使用，纪录行车数据，行车信号不正常时可以自动声光报警直至机车自动停车.[0027]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种工况机车行车安全控制系统，其特征在于，包括控制单元和多个便携单元，所述的控制单元包括第一射频模块、第一控制芯片，以及第一收发天线，所述的第一控制芯片与工况机车的声光报警装置及刹车装置电连接，所述的便携单元包括电源、由所述的电源供能的第二射频模块和第二控制芯片，以及第二收发天线以及报警装置，当所述的第一射频模块和第二射频模块能相互检测到时，第一控制芯片驱动工况机车的声光报警装置，第二控制芯片驱动报警装置。
2.如权利要求1所述的工况机车行车安全控制系统，其特征在于，所述的便携单元为腰挎式结构，其包括壳体，挂钩以及与所述的第二控制芯片可控连接的振动单元。
3.如权利要求1所述的工况机车行车安全控制系统，其特征在于，所述的便携单元为安全帽式结构，所述的电源设置在安全帽帽体后部，所述的第二收发天线设置在安全帽帽体顶部。
4.如权利要求2或3所述的工况机车行车安全控制系统，其特征在于，所述的便携单元还包括与所述的第二控制芯片信号连接的显示屏。
5.一种采用如权利要求1所述的工况机车行车安全控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)第一射频模块和第二射频模块互相检测，当两者建立通讯时，第一控制芯片驱动工况机车的声光报警装置，第二控制芯片驱动报警装置； 2)若预定时间内，操作者未关闭工况机车的声光报警装置，则第一控制芯片驱动刹车装置动作将工况机车刹停。
6.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，还包括第二射频模块接收第一射频模块发射的停车指令并驱动刹车装置进行远程刹车的步骤。
7.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述的便携单元还包括显示屏，所述的控制方法还包括所述的第二控制芯片根据接收到的所述的第一射频模块的射频信号并分析其地址信息以在显示屏上显示工况机车信息的步骤。
【文档编号】B61L23/00GK104002835SQ201410246516
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年6月5日 优先权日:2014年6月5日
【发明者】丁永哲, 齐建峰, 高振宅, 吴昊, 周勤茶 申请人:天津亨通利铁道工程机械配件有限公司