一种基于电子围栏入侵报警防护的智能有轨电车系统及其运行方法与流程

本发明属于有轨电车技术领域，具体涉及一种基于电子围栏入侵报警防护的智能有轨电车系统及其运行方法。

背景技术：

有轨电车是以城市道路为基础，主要是在地面铺设轨道，采用人工驾驶、交叉路口优先通行的半专用路权的行车模式。目前，国内有轨电车的轨行区和行车区域没有专门的围栏隔开，由于有轨电车轨道与路面平行，因而容易导致交通事故的发生。电子围栏敷设在靠近机动车道一侧的有轨电车轨行区，电子围栏缆线会产生非致命的高压脉冲，电子围栏主机将电子围栏异物入侵的报警信号和故障点的距离通过无线网络上传至控制中心，中心视频监控系统会弹出异物入侵区域的监控画面。当故障点的位置不满足预设的行车安全要求时，提醒司机及时采取紧急制动，保证行车安全。该方法克服了有轨电车非独立路权容易和行人/车辆相撞的缺点，保证行车安全。

技术实现要素：

为了克服现有的轨电车轨行区与机动车道之间没有护栏所存在的安全隐患，本发明提出一种基于电子围栏入侵报警防护的智能有轨电车系统及其运行方法，能够实现当电子围栏发生变形或触碰时，控制中心的视频监控系统弹出异物入侵区域的监控画面，当故障点的位置不满足预设的行车安全要求时，提醒司机及时采取紧急制动，同时不会对行人造成伤害；另外，本发明克服了有轨电车非独立路权、容易和行人/车辆相撞的缺点，提高有轨电车运营的服务质量，还能够保证运营的安全。

实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种基于电子围栏入侵报警防护的智能有轨电车系统，包括电子围栏单元和控制中心；

所述电子围栏单元包括电子围栏、脉冲主机和第一控制服务器；当电子围栏发生形变或者触碰时，脉冲主机将监测到故障点的故障距离和报警信号同时上传至第一控制服务器；所述第一控制服务器与所述控制中心通信，将接收到的故障点的故障距离和报警信号发送至控制中心；

所述控制中心接收并判断故障点的位置是否满足预设的行车安全要求，当故障点的位置不满足设定的行车安全要求时，提醒司机对电车采取紧急制动。

进一步地，所述电子围栏包括围栏架和设于围栏架上的导线。

进一步地，所述脉冲主机的高压引线与电子围栏中的导线相连，脉冲主机通电后，其发射端口向电子围栏发出脉冲电压，使电子脉冲在导线上形成回路，当电子围栏发生变形或者触碰时，脉冲主机会实时监测诊断故障点，根据发射脉冲与回波脉冲的往返时间差，以及脉冲在导线中的传播速度，计算出导线的故障距离，所述脉冲主机与第一控制服务器进行通信，将监测到的故障点的故障距离和报警信号同时上传至第一控制服务器

进一步地，所述基于电子围栏入侵报警防护的智能有轨电车系统还包括照明单元，所述照明单元设于导线的顶端；所述基于电子围栏入侵报警防护的智能有轨电车系统在控制中心设有报警接口，其与照明单元联动，利用照明单元为现场提供照明。

进一步地，所述控制中心包括系统服务器、车载设备和视频监控单元；

所述系统服务器接收来自脉冲主机发送的故障点的位置信息及报警信息，并将多台脉冲主机集中在一起管理；

所述车载设备实时接收调度中心发送的电车位置、前后车车距和车速，完成线路信息的显示和对道岔的操纵功能，并结合北斗定位系统实现对列车的定位，信号系统判断进入道岔区域的有轨电车，并下放道岔控制权，司机根据进路信息，控制道岔转动到定位或者反位；车载设备从轨旁联锁得到进路表示器、道岔定反位状态信息及进路信息，当脉冲主机监测到电子围栏发生形变或者触碰时，且故障点的位置不满足设定的行车安全要求时，提醒司机对电车采取紧急制动；

所述视频监控单元包括摄像头和显示单元；所述摄像头设于电子围栏中的导线的顶端，与报警接口联动，拍摄报警位置的画面；所述显示单元用于显示摄像头拍摄的信息和控制中心接受到的报警信息。

一种基于电子围栏入侵报警防护的智能有轨电车系统的运行方法，包括以下步骤：

S1：设于电车上的车载设备利用北斗定位系统接收导航信息并进行解码，然后按照协议编译信息，通过串口把其位置信息传递给控制中心；

S2：车载设备按照通信协议，通过串口向调度中心发送请求信息、列车位置信息和道岔定反位状态，准备发车，并实时接收控制中心发来的信息包，反映到车载设备的人机界面上，为司机做出提示警告；

S3：脉冲主机通电后产生高压或低压脉冲传送到电子围栏中的导线上，并通过该导线把脉冲回传到脉冲主机的接收端形成回路，当电子围栏发生变形或者触碰的情况时，即导线在故障点处发生了短路，通过测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差来计算导线距离，从而确定导线故障点的位置，并发出报警信号，脉冲主机会将故障点位置及报警信号经过第一控制服务器上传至控制中心；

S4：利用控制中心中的系统服务器接收来自脉冲主机发送的故障点的位置信息及报警信息，并将多台脉冲主机集中在一起管理；

利用车载设备实时接收调度中心发送的电车位置、前后车车距和车速、进路表示器和道岔定反位状态信息；

利用控制中心中的视频监控单元拍摄报警位置的画面，并显示摄像头拍摄的信息和控制中心接受到的报警信息；

S5：当脉冲主机监测到电子围栏发生形变或者触碰时，且故障点的位置不满足设定的行车安全要求时，提醒司机对电车采取紧急制动。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明通过在有轨电车轨行区靠近机动车道一侧安装电子围栏和脉冲主机，所述脉冲主机将电子围栏异物入侵的报警信号和故障点的距离上传至控制中心，控制中心的视频监控系统会弹出异物入侵区域的监控画面，并利用车载设备提醒司机及时采取紧急制动，不仅克服了有轨电车非独立路权、容易和行人/车辆相撞的缺点，保证行车安全，还提高了有轨电车信息化和智能化水平。

本发明中的电子围栏带有非致命的高压脉冲电，它具有威慑、阻挡、报警三重功能，克服了交流电网致命、影响美观的缺点，与传统的周界安防系统相比，具有误报率低、不受地形和环境限制、安全性高等明显优点。

附图说明

图1是基于电子围栏入侵报警防护的智能有轨电车系统的结构原理图；

图2是基于电子围栏入侵报警防护的智能有轨电车系统的运行方法流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。

下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。

实施例1

如图1所示，一种基于电子围栏入侵报警防护的智能有轨电车系统，包括：有轨电车、电子围栏单元、照明单元和控制中心；

所述电子围栏单元敷设在靠近机动车道一侧的有轨电车轨行区，包括电子围栏、脉冲主机(也称电子围栏主机)和第一控制服务器；

在本实施例中，所述电子围栏包括围栏架和设于围栏架上的导线；所述照明单元设于导线的顶端，所述基于电子围栏入侵报警防护的智能有轨电车系统设有报警接口，其与照明单元联动，利用照明单元为现场提供光亮，提高安全防范等级；

所述脉冲主机的高压引线通过配线管与电子围栏中的导线相连，脉冲主机通电后，其发射端口向电子围栏发出脉冲电压(时间间隔大概是1.5s发射1次，脉冲在围栏上停留的时间大约0.1s)，使电子脉冲在导线上形成回路，当电子围栏发生变形或者触碰时，脉冲主机会实时监测诊断故障点，根据发射脉冲与回波脉冲的往返时间差，以及脉冲在导线中的传播速度，计算出导线的故障距离；然后，所述脉冲主机将监测到故障点的故障距离和报警信号同时上传至第一控制服务器，即通过报文协议与第一控制服务器进行通信；

所述第一控制服务器与所述控制中心通信，将接收到的故障点的故障距离和报警信号发送至控制中心；

所述控制中心接收并判断故障点的位置是否满足预设的行车安全要求，当故障点的位置不满足设定的行车安全要求时，提醒司机对电车采取紧急制动。

具体地，所述控制中心包括系统服务器、车载设备和视频监控单元；

所述的系统服务器接收来自脉冲主机发送的故障点的位置信息及报警信息，并将多台脉冲主机集中在一起管理；

所述车载设备实时接收调度中心发送的电车位置、前后车车距和车速，完成线路信息的显示和对道岔的操纵功能，并结合北斗定位系统实现对列车的定位，信号系统判断进入道岔区域的有轨电车，并下放道岔控制权，司机根据进路信息，控制道岔转动到定位或者反位；车载设备从轨旁联锁得到进路表示器、道岔定反位状态信息及进路信息，当脉冲主机监测到电子围栏发生形变或者触碰时，且故障点的位置不满足设定的行车安全要求时，提醒司机对电车采取紧急制动，以保证行车安全。

所述视频监控单元包括摄像头和显示单元；所述摄像头设于电子围栏中的导线的顶端，与报警接口联动，拍摄报警位置的画面；所述显示单元用于显示摄像头拍摄的信息和控制中心接受到的报警信息。

实施例2

如图2所示，一种基于电子围栏入侵报警防护的智能有轨电车系统的运行方法，包括以下步骤：

S1：设于电车上的车载设备利用北斗定位系统接收导航信息并进行解码，然后按照协议编译信息，通过串口把其位置信息传递给控制中心；

S2：车载设备按照通信协议，通过串口向调度中心发送请求信息、列车位置信息和道岔定反位状态，准备发车，并实时接收控制中心发来的信息包，反映到车载设备的人机界面上，为司机做出提示警告；

S3：脉冲主机通电后产生高压或低压脉冲传送到电子围栏中的导线上，并通过该导线把脉冲回传到脉冲主机的接收端形成回路，当电子围栏发生变形或者触碰的情况时，即导线在故障点处发生了短路，通过测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差来计算导线距离，从而确定导线故障点的位置，并发出报警信号，脉冲主机会将故障点位置及报警信号经过第一控制服务器上传至控制中心；

S4：利用控制中心中的系统服务器接收来自脉冲主机发送的故障点的位置信息及报警信息，并将多台脉冲主机集中在一起管理；

利用车载设备实时接收调度中心发送的电车位置、前后车车距和车速、进路表示器和道岔定反位状态信息；

利用控制中心中的视频监控单元拍摄报警位置的画面，并显示摄像头拍摄的信息和控制中心接受到的报警信息；

S5：当脉冲主机监测到电子围栏发生形变或者触碰时，且故障点的位置不满足设定的行车安全要求时，提醒司机对电车采取紧急制动，以保证行车安全。

综上所述：

本发明通过在有轨电车轨行区靠近机动车道一侧安装电子围栏和脉冲主机，所述脉冲主机将电子围栏异物入侵的报警信号和故障点的距离上传至控制中心，控制中心的视频监控系统会弹出异物入侵区域的监控画面，并利用车载设备提醒司机及时采取紧急制动，不仅克服了有轨电车非独立路权、容易和行人/车辆相撞的缺点，保证行车安全，还提高了有轨电车信息化和智能化水平。

本发明中的电子围栏带有非致命的高压脉冲电，它具有威慑、阻挡、报警三重功能，克服了交流电网致命、影响美观的缺点，与传统的周界安防系统相比，具有误报率低、不受地形和环境限制、安全性高等明显优点。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。