一种铁路车辆防溜设备运用监测系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种铁路车辆防溜设备运用监测系统，包括止轮器监测单元、手制动机监测单元、发动机工况监测单元、行走监测单元、坡道监测单元、中央处理单元和提醒处置单元；所述止轮器监测单元、手制动机监测单元、发动机工况监测单元、行走监测单元、坡道监测单元将信息通过信号线缆发送给中央处理单元的信号处理模块进行逻辑判断，中央处理单元将经逻辑判断后得到的待处理信号发送提醒处置单元的提醒装置，通过声音、灯光和/或屏幕显示方式提醒司乘人员。本发明系统可以实时、远程监测防溜设备的运行状态，有效预防和减少因漏撤和漏设防溜设备带来的事故。
【专利说明】
一种铁路车辆防溜设备运用监测系统
技术领域
[0001]本发明属于铁路车辆防溜设备技术领域，具体涉及一种铁路车辆防溜设备运用监测系统。
【背景技术】
[0002]随着中国铁路的快速蓬勃发展，铁路运行里程和行车密度不断增大。铁路车辆作为铁路运营、施工维护的重要工具，其运用的安全性尤为迫切。
[0003]多年以来，在铁路车辆的日常管理中，开车时止轮器漏撤、手制动未缓解导致铁路车辆“拉铁鞋”开车以及停车后止轮器漏设、手制动未处于制动状态引起车辆溜逸事件屡禁不止，给铁路的行车安全带来较大威胁。经过分析，根本原因是大多数铁路车辆的防溜设备的运用仍依靠司乘人员的专业素养来管理，仍采用人工记录方式，既无提醒作用，更无分析的功能，出现瞒报的情况时有发生。个别产品采用了电子记录，但是需要在止轮器内安装电子装置并需要经常充电；需要人工转储数据，效率比较低。上述情况下，一方面无法将司乘人员错误操作的重点形成的大数据供管理人员进行分析和有针对性的加强培训，另一方面，一旦出现事故，存在篡改记录数据的空间。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种铁路车辆防溜设备监测系统，在不更换现有止轮器的情况下，解决长期以来防溜设备的使用难以做到准确、有效的问题。
[0005]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0006]—种铁路车辆防溜设备运用监测系统，包括止轮器监测单元、手制动机监测单元、发动机工况监测单元、行走监测单元、坡道监测单元、中央处理单元、提醒处置单元；
[0007]所述止轮器监测单元包括安装在铁路车辆上的止轮器存放架(箱)、止轮器存放架(箱)上设有用于监测止轮器是否存在的止轮器传感器;止轮器存放架(箱)和铁路车辆上设有条码读取器，止轮器上设有条码标签;条码标签对应止轮器的编号，条码读取器可根据管理需要在铁路车辆的I端和II端各设置I个或者2个，在止轮器存放架(箱)上设置I个，通过条码读取器不同的内部编号用于定位止轮器安设的位置和复核确认止轮器是否上架；
[0008]所述手制动机监测单元安装于车辆手制动机上，用于监测手制动机的制动与否的工作状态；
[0009]所述发动机工况监测单元安装于铁路车辆发动机上，用于监测发动机启停工作状态；
[0010]所述行走监测单元安装于铁路车辆上，用于监测车辆运行、停止的工作状态；
[0011 ]所述坡道监测单元安装于铁路车辆上，用于监测铁路车辆处于上坡或者下坡的角度；
[0012]所述中央处理单元安装于铁路车辆上，其内设有电源模块和信号处理模块；
[0013]所述提醒处置单元设有声音、灯光和/或屏幕提醒装置；
[0014]所述止轮器监测单元、手制动机监测单元、发动机工况监测单元、行走监测单元、坡道监测单元将信息通过信号线缆发送给中央处理单元的信号处理模块进行逻辑判断，中央处理单元将经逻辑判断后得到的待处理信号发送提醒处置单元的提醒装置，通过声音、灯光和/或屏幕显示方式提醒司乘人员。
[0015]所述条码标签为一维码标签、二维码标签或者三维码标签中的一种或几种;条码读取器为一维码读取器、二维码读取器或三维码读取器中的一种或几种。
[0016]所述止轮器传感器和手制动机监测单元串联成通断电路，通断电路与铁路车辆传动装置或换向开关的控制电路串联。
[0017]所述止轮器传感器为用于与止轮器接触配合的行程开关、光电开关或磁力开关；所述手制动监测单元为行程开关、光电开关或磁力开关。
[0018]所述发动机工况监测单元采用霍尔传感器、检测发动机点火状态的传感器或其他能检测发动机工作的传感器。
[0019]所述行走监测单元采用霍尔传感器、检测车辆转速表信号的传感器或其他检测车辆运动的传感器。
[0020]所述坡道监测单元采用加速传感器或检测静止状态下仰角度和俯角度的传感器。
[0021]本发明中所述铁路车辆为铁路机车车辆和轨道车;所述轨道车包括轨道车、接触网作业车及其他自轮运转特种设备。
[0022]本发明铁路车辆防溜设备运用监测系统还包括中心服务器;所述中央处理单元内还设有无线通信模块；中心服务器通过无线通讯模块上传、下载和记录中央处理单元接收和发送的各信号处理信息，并提供信息显示窗口。所述无线通信模块为2G、3G、4G或其他更高级别的无线通信模块;所述中心服务器设置于公网并配置固定IP地址。
[0023]本发明铁路车辆防溜设备运用监测系统还包括客户端，所述客户端安装于个人计算机或手持终端设备中，通过互联网与中心服务器进行数据连接。
[0024]本发明铁路车辆防溜设备运用监测系统还包括人员识别单元，所述人员识别单元采用RFID无线射频识别机构，每个司乘人员及司乘人员随身佩戴内置RFID无源电子标签的身份卡，在轨道车上安装RFID人员识别读卡器，该RFID人员识别读卡器模块通过信号线缆与中央处理单元连接，用于记录人员身份和到达离开时间。
[0025]本发明所述及的一种铁路车辆防溜设备运用监控系统通过铁路车辆外部车体条码读写器确定安设止轮器的时间和位置;通过止轮器存放架(箱)上的条码读取器用于判断止轮器入架(箱)的时间；通过手制动机监测单元可以实时监测手制动机是处于制动状态还是处于缓解状态;通过发动机工况监测单元可以实时监测发动机是否工作，行走监测单元可以监测铁路车辆处于行驶中还是静止中；中央处理单元接收到各监测单元的信号后经过逻辑判断将信息发送到提醒处置单元，提醒机构通过声、光和/或屏幕等方式提醒司乘人员，便于司乘人员准确的判断目前铁路车辆的工作状态;止轮器传感器和手制动机监测单元接入铁路车辆传动装置或换向开关的控制电路，当任何一个止轮器未入架(箱)或者手制动机未处于缓解模式，传动装置或换向开关因不通电无法正常工作，从而可以有效的避免出现开车时止轮器漏撤、手制动未缓解事故现象；当发动机工况监测单元监测发动机熄火状态，中央处理单元可以周期性语音提醒防溜，直到中央处理单元收到手制动机监测单元和收到安装在铁路车辆车体外部的条码读取器的信息后语音提醒停止。坡道监测单元可以根据铁路车辆所在位置获取仰角度或俯角度传输给中央处理单元，中央处理单元根据逻辑判断设置双止轮器防溜措施并判断双防溜措施是否正确，输出信号到提醒处置单元;管理人员可通过客户端登陆中心服务器实时查看汇总各类正常及异常信息，有针对性的加强管理，有效的提高了轨道车的安全，基本杜绝了人为因素造成的安全隐患，解决了现有技术存在的问题。
[0026]本发明系统可以远程、实时监测防溜设备的运行状态，确保防溜设备运用中出现的“漏撤”止轮器和手制动机的情况车辆不能行走，出现“漏设”止轮器时能够进行提醒，从而有效的预防和减少因漏撤和漏设防溜设备带来的事故。采用本发明方案几乎不需要改变司乘人员现行的操作习惯，容易被接受；用户单位不需要另外购置止轮器，节省成本；同时大大提高了铁路车辆管理的科学水平。
【附图说明】
[0027]图1为本发明原理框图。
【具体实施方式】
[0028]本发明铁路车辆防溜设备运用监测系统，包括止轮器监测单元、手制动机监测单元、发动机工况监测单元、行走监测单元、坡道监测单元、中央处理单元、提醒处置单元、中心服务器和人员识别单元；
[0029]其中止轮器监测单元包括安装在铁路车辆上的止轮器存放架(箱)，止轮器存放架(箱)上设有与止轮器配合的止轮器传感器;止轮器存放架(箱)和铁路车辆上设有条码读取器，止轮器上设有条码标签。条码标签是根据相应的规则进行编码生成的，并印制成标签后固定在止轮器上；在止轮器从止轮器存放架(箱)取下安设在车轮下方之前，用安装在铁路车辆车体外部的条码读取器读取，该信息获取的时间即为安设止轮器的时间；将止轮器放置回止轮器存放架(箱)之前，用止轮器存放架(箱)上的条码读取器扫描，获取条码的时间即为放回止轮器的时间，而且可以避免其他车辆的止轮器混用；条码读取器通过线缆连接中央处理单元;上述的止轮器存放架(箱)可以采用为每个止轮器独立设置存放架单独管理也可以做成一个整体存放用的架子或箱子统一管理。止轮器传感器为行程开关、光电开关或磁力开关。可根据需要设置止轮器未入止轮器存放架(箱)时，铁路车辆的传动装置或换向开关不能工作，或者只进行提醒。
[0030]手制动机监测单元安装在铁路车辆的手制动机的链条或其它机构上，并通过信号线缆与中央处理单元连接。在实际应用中，其可以采用行程开关，当手制动机处于缓解模式或者制动模式时可以通过触发行程开关来判断手制动机的松、紧状态，其也可以采用光电开关、电磁开关等类似功能的开关。
[0031]发动机工况监测单元安装于铁路车辆的发动机上并通过信号线缆与中央处理单元连接，用于监测发动机运转或停止的工作状态，具体应用中，该发动机工况监测单元可采集转速表信息或采用在发动机的冷却风扇或打风机上安装霍尔传感器。
[0032]行走监测单元安装于铁路车辆的行走机构上并通过信号线缆与中央处理单元连接，用于监测铁路车辆行进或静止的工作状态，具体应用中，该行走监测单元可以采用安装在车轮轴或者传动轴上的霍尔传感器，或者采集加速度传感器信息。
[0033]坡道监测单元安装于铁路车辆上并通过信号线缆与中央处理单元连接，用于监测铁路车辆处于上坡或者下坡的角度，具体应用中，坡道监测单元采用加速度传感器或其他能获取静态下获取仰角度和俯角度信息。
[0034]中央处理单元安装于铁路车辆上，其内设有电源模块、信号处理模块及无线通讯模块。电源模块中设有锂电池及电源管理器，当铁路车辆的总开关打开后，车载蓄电池给中央处理单元供电的同时，由电源管理器控制对锂电池充电直至充满；当发动机熄火后，中央处理单元由内部锂电池供电，直至止轮器和手制动机被正确设置后，电源管理器控制锂电池在设定时间后断电。信号处理模块通过信号线缆手制动机监测单元、坡道监测单元、止轮器监测单元、发动机工况监测单元及行走监测单元连接，接收各监测单元发送的信号并根据内置程序进行逻辑判断。中央处理单元接收到的各监测单元的信息以及经过逻辑判断后的信息均通过无线通讯模块上传中心服务器，同时输出到提醒处置单元。
[0035]提醒处置单元设有声音、灯光和/或屏幕提醒装置，例如可以内置语音芯片或者TTS芯片，用于将不同状态信息进行语音提醒;也可以内置喇叭或蜂鸣器，用不同频率的声音表示不同状态信息；或者采用内置显示屏幕，用于显示不同的状态；或用彩色屏幕，可以闪烁提醒，也可以设置不同颜色的警示灯，根据不同状态显示红色、红色闪烁、黄色、黄闪、绿色等。中央处理单元经逻辑判断后得到的待处理信息发送到提醒装置，通过声音、灯光和/或屏幕提醒司乘人员。
[0036]止轮器存放架(箱)内部根据止轮器的数量有相应数量(一般为4个或者6个)的止轮器传感器，该数量的止轮器传感器和手制动机检测单元以串联形式通断电路，通断电路串联接入铁路车辆传动装置或换向开关的控制电路;任何一个止轮器未入架(箱)或手制动机未处于缓解状态，电路不连通，传动装置或换向开关不能使用，车辆无法行走或者只用于提醒。
[0037]人员识别单元采用RFID无线射频识别技术，其是让每个司乘人员随身佩戴内置RFID无源电子标签的身份卡，在轨道车上安装RFID人员识别读卡器，该RFID人员识别读卡器模块通过信号线缆与中央处理单元连接，通过该人员识别单元可以监测轨道车司乘人员司乘人员上车或下车时间。
[0038]中心服务器通过无线通讯模块上传、下载并记录中央处理单元上传的各项信号处理信息。具体应用中，中心服务器设于公网并设置固定IP地址，中央处理单元与中心服务器之间通过2G、3G、4G或其他更高级别的无线通讯模式连接，给每台铁路车辆上的中央处理单元分别设置独立编号或通过无线通讯用的SM卡区分各轨道车的中央处理单元，可以方便管理人员区分识别。各轨道车的中央处理单元收集并上传中央处理单元编号、SIM卡号、司乘人员、添乘人员、车号、点火时间、开始行走时间、停车时间、止轮器使用状态、手制动机工作状态、发动机工作状态、内置电源电压等信息按照设定周期上传到中心服务器。中心服务器下载各项信息后储存，并通过显示窗口提供实时数据显示界面、历史数据查询界面、参数对比分析界面、统计报表、分析报表等，以供司乘人员进行后续分析和处理。
[0039]为方便工作人员的管理，其还设有客户端，该客户端安装于个人计算机或手持终端设备中，客户端通过互联网与中心服务器数据连接，方便管理人员随时随地浏览查询每台轨道车防溜设备运行时状态信息、故障统计信息等，动态获取每台车辆的驾驶员信息和防溜设备动态信息，为司乘人员人员日常工作的管理和考核奠定基础。
[0040]发动机启动后，发动机工况监测单元获取信号并传输给中央处理单元，中央处理单元输出信号给提醒处置单元，输出声音、灯光和/或屏幕提醒司乘人员撤除止轮器;如未撤除止轮器或止轮器安放不到位或手制动机监测单元监测到手制动机未处于缓解状态，传动装置或换向开关的控制电路处于断开状态，传动装置或换向开关因电路不通无法工作；当止轮器放回止轮器存放架(箱)到位后，而且手制动机处于缓解状态，传动装置或换向开关的控制电路接通后可以正常工作，车辆可以前后正常工作。发动机关闭后，发动机工况监测单元将信号传输给中央处理单元，中央处理单元输出信号给提醒处置单元，周期性提醒司机安设止轮器，并使手制动机处于制动模式。如未采取防溜措施，提醒处置单元一直提醒，直至内部电池耗尽。手制动机监测单元和止轮器存放架(箱)监测单元分别连接中央处理单元，可以单独区分并语音提醒。
[0041]当铁路车辆停车后，中央处理单元监测到坡道监测单元输出信号达到设定的预警值，提醒司乘人员采取双止轮器防溜，通过条码读取器获取的止轮器上的条码信息判断双防溜的方向是否正确。
[0042]本发明的一种铁路车辆防溜设备运用监控系统，可以远程、实时监测防溜设备的运行状态，确保防溜设备运用中出现的“漏撤”止轮器和手制动机的情况车辆不能行走，出现“漏设”止轮器时能够进行提醒，从而有效的预防和减少因漏撤和漏设防溜设备带来的事故。工作人员可以随时利用客户端通过互联网与中心服务器数据连接，方便管理人员随时随地浏览查询每台轨道车防溜设备运行时状态信息、故障统计信息等。采用本方案，几乎不需要改变司乘人员现行的操作习惯，容易被接受;用户单位不需要另外购置止轮器，节省成本。采用本发明的方案可以大大提高了铁路车辆管理的科学水平。
【主权项】
1.一种铁路车辆防溜设备运用监测系统，其特征在于，包括止轮器监测单元、手制动机监测单元、发动机工况监测单元、行走监测单元、坡道监测单元、中央处理单元和提醒处置单元； 所述止轮器监测单元包括安装在铁路车辆上的止轮器存放架，止轮器存放架上设有用于与止轮器配合的止轮器传感器;止轮器存放架和铁路车辆上均设有条码读取器，止轮器上设有条码标签； 所述手制动机监测单元安装于车辆手制动机上，用于监测手制动机的制动与否的工作状态； 所述发动机工况监测单元安装于铁路车辆发动机上，用于监测发动机启停工作状态； 所述行走监测单元安装于铁路车辆上，用于监测车辆运行、停止的工作状态； 所述坡道监测单元安装于铁路车辆上，用于监测铁路车辆处于上坡或者下坡的角度； 所述中央处理单元安装于铁路车辆上，其内设有电源模块和信号处理模块； 所述提醒处置单元设有声音、灯光和/或屏幕提醒装置； 所述止轮器监测单元、手制动机监测单元、发动机工况监测单元、行走监测单元、坡道监测单元将信息通过信号线缆发送给中央处理单元的信号处理模块进行逻辑判断，中央处理单元将经逻辑判断后得到的待处理信号发送提醒处置单元的提醒装置，通过声音、灯光和/或屏幕显示方式提醒司乘人员。2.如权利要求1所述的一种铁路车辆防溜设备运用监测系统，其特征在于，所述条码标签为一维码标签、二维码标签或者三维码标签中的一种或几种;条码读取器为一维码读取器、二维码读取器或三维码读取器中的一种或几种。3.如权利要求2所述的一种铁路车辆防溜设备运用监测系统，其特征在于，所述止轮器传感器和手制动机监测单元串联成通断电路，通断电路与铁路车辆传动装置或换向开关的控制电路串联。4.如权利要求1-3任一所述的一种铁路车辆防溜设备运用监测系统，其特征在于，所述止轮器传感器为行程开关、光电开关或磁力开关;所述手制动机监测单元为行程开关、光电开关或磁力开关。5.如权利要求1-3任一所述的一种铁路车辆防溜设备运用监测系统，其特征在于，所述发动机工况监测单元采用霍尔传感器、检测发动机点火状态的传感器或其他能检测发动机工作的传感器;所述行走监测单元采用霍尔传感器或检测车辆转速表信号的传感器或其他检测车辆运动的传感器。6.如权利要求1-3任一所述的一种铁路车辆防溜设备运用监测系统，其特征在于，所述坡道监测单元采用加速度传感器或其他能检测静止状态下仰角度和俯角度的传感器。7.如权利要求1-3所述的一种铁路车辆防溜设备运用监测系统，其特征在于，还包括中心服务器;所述中央处理单元内还设有无线通信模块；中心服务器通过无线通讯模块上传、下载和记录中央处理单元接收和发送的各信号处理信息，并提供信息显示窗口。8.如权利要求7所述的一种铁路车辆防溜设备运用监测系统，其特征在于，所述无线通信模块为2G、3G、4G或其他更高级别的无线通信模块;所述中心服务器设置于公网并配置固定IP地址。9.如权利要求8所述的一种铁路车辆防溜设备运用监测系统，其特征在于，还包括客户端，所述客户端安装于个人计算机或手持终端设备中，通过互联网与中心服务器进行数据连接。10.如权利要求1-3所述的一种铁路车辆防溜设备运用监测系统，其特征在于，还包括人员识别单元，所述人员识别单元采用RFID无线射频识别机构，每个司乘人员及司乘人员随身佩戴内置RFID无源电子标签的身份卡，在轨道车铁路车辆上安装RFID人员识别读卡器，该RFID人员识别读卡器模块通过信号线缆与中央处理单元连接，用于记录人员身份和到达离开时间。
【文档编号】B61L23/00GK106004932SQ201610431434
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月14日
【发明人】张双义, 孙禹文, 王波, 贾顺社, 郭建华
【申请人】郑州华铁安达自动化设备有限公司