专利名称：铁路货检监控管理系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属铁路交通的管理、保证铁路交通安全的技术领域，特 别涉及的是一种铁路货检监控管理系统。
货检管理是铁路运输过程中为保证行车安全和货物安全而设立的 对货物列车进行交接检査的重要管理环节，货检人员在检査前应完成 "计划安排和准备"及"达到列车预检"两个管理环节。长期以来，由 于货检管理站受人员、车流密度、技检时间、信息沟通、站场地理情况 等多方面因素的制约，这两个管理环节难于有效实现。而且列车通过时 的目测预检方式不能对预检结果进行有效记录，双人双面的货检结果记 录在纸质货检工作日志上，不便于査询与统计，给货检管理和运输安全 带来了很大问题。主要表现在(1)、货检人员无法提前发现到达列车 货车的实际装载状况，不能有效地进行工具和材料准备，造成人员往返 路途时间增加，检査、整理管理时间减少，导致货检管理质量降低并带 来列车晚点等问题，使运输正常秩序受到影响。(2)、出发列车在货检 检查整理管理完毕后，因运输组织等方面的原因，往往不能及时发车， 一般都有较长的等待时间。在这一时段内，受目前社会治安状况等因素 的影响，造成已检査整理货车再次出现问题的事件较为频繁，由于未能 进行有效的出发预检，使问题车进入运行区段内，给运输安全带来严重
隐患。(3)、在目前货检管理过程中，检査人员仅仅对车辆和装载现状、 发现问题及处理情况进行文字描述。由于人员素质、管理时间等方面原 因的影响， 一些车辆的装载状况和发现问题很难做到描述准确，货物列 车一旦在运行过程中发生问题，很难成为重要的依据，提供给有关部门 进行原因分析和划分责任。
另一方面，自货物列车运转车长取消后，实行站与站间交接检査的 区段负责制，对货检管理的质量要求越来越高，特别是对区段负责制如 何有效落实提出了更高的要求。近年来，针对铁路货检管理现状和落实
区段负责制过程中存在的问题，有关部门'和货检站，为货检管理配备了 一定数量的照明、摄像设备，实行了检查过程中对重点车辆进行边检查、 边拍摄的管理。由于受货检人员拍摄技术、管理时间、环境条件等方面 因素的制约，拍摄图像资料难于满足要求，存在以下几方面的问题(1)、 目前拍摄的仅是列车静止状态下少数重点车辆的现状，难于做到全列车 现状的图像记录保存。(2)、未能实现列车进出站这一关健时刻对全列 车现状的图像资料记录，不利于区段责任的划分落实。(3)、实际拍摄 图像的质量较差，画面内容和实际效果不能全面反映货车的实际现状。
(4)、由于对保存和计算机处理技术要求较高，各货检站缺少这方面的 专门技术人员，所拍摄的图像资料大都储存在摄像机或照相机内，不便 于图像资料的査看和传递。(5)、设备使用条件恶劣、损坏率高，消耗 材料成本支出大。同时，在货检人员配备不充分的情况下，增大了管理 量，影响了正常的检査管理。在现行的手工台帐和报表管理模式下，不
能实现铁道部铁运(2006) 62号文《货运检查管理规则》的要求充分 利用TMIS预确报、现车管理系统和铁路货运计量安全检测监控系统， 实现信息共享。因此，开发研制一套造价低，可靠性高、稳定性强、安 装操作简便、功能齐全、适应不同环境条件，能够自动记录全列货车现 状图像资料并能充分利用铁路TMIS系统数据共享，具备强大的台帐报 表管理功能的综合管理系统的必要性和紧迫性日益显现。随着铁路货物 运输列车运行速度的不断提高，对货车中货物装载质量及车辆本身的质 量要求也越来越高，由于货车装载质量问题而危及运输安全的事故也时 有发生。为了解决货物列车运动安全的问题，国内有关部门在这方面进 行了大量的开发研究，但在针对铁路货检管理方面，特别是货物列车图 像资料的记录、保存、使用和货检管理信息综合管理方面研究开发较少， 尚未发现比较适用和功能齐全的产品或系统来解决此类问题。我们认为 铁路货运安全应主要从两方面把关， 一是从装车源头上消除安全隐患， 二是对运行过程进行监控。因而充分利用现代先进技术成果，结合铁路 货物运输的实际情况，研制开发出能够及时准确反映货物列车装载现 状，为货检人员和有关部门发现和处理问题提供有效及时的图像资料和 现代化管理手段，最大限度的满足货检管理需要，保证区段负责制的落 实和铁路运输安全的铁路货检监控管理系统势在必行
实用新型内容
本实用新型的目的是为克服上述存在的问题，提供一种铁路货检监 控管理系统。
本实用新型的技术方案是这样实现的
本实用新型铁路货检监控管理系统，包括相互连接的室内、外系统 室内系统的接收光端分别与相互连接的字符叠加器和有图像采集卡的 计算机(以下简称计算机)相连，计算机和远程系统相连，室外系统的 发送光端机分别与电子标签射频识别装置、报警控制器、摄像监视装置、 车号识别装置相连，电子标签射频识别装置分别与有装在靠车厢底部的 电子标签的施封状态识别装置和阔货车货物位移监测装置及危险品监 测装置(以下简称施封状态识别装置，阔货车货物位移监测装置、危险 品监测装置)相连，报警控制器分别与永磁传感器和光电子开关相连， 光电开关和照明装置相连。
上述的室外系统的光端机、电子标签射频识别装置、报警控制器、 车号识别装置和光电子开关固定在箱子里，箱子固定在铁道边的警界线 之外。
上述的摄像监视装置至少有四个，分两组固定在铁轨两边的铁塔
上，其中心到轨道中心的距离为6 12M，每组第一只摄像监视装置与轨 道表面的距离为3M，相邻两只摄像监视装置间的距离为2 3M。
上述的车号识别装置的微波天线固定在两铁轨正中的轨枕面下。 上述的永磁传感器有两只，分别固定在以摄像监视装置中心为对称 的两侧或同侧钢轨下缘lcm处，两只永磁传感器间的距离为10 50M， 其信号输出线分别接在报警控制器的XH、 Xu脚和X^ XJ却上。
上述的照明装置至少为四个，分两组固定在铁轨两边的铁塔上，距 轨道表面3. 8 6. 2M范围内上、下各一个。
上述的报警控制器有报警信号输入电路、单片机控制电路和报警信 号电平转换输出电路，报警信号输入电路的Xh、 X,2脚和L、 L脚分别 和两只永磁传感器的信号输出线相接，经NE5532芯片放大电路、整形 电路、微分电路、反向电路和单片机控制电路的第21、 25脚相接，经 芯片PIC16C63A第3脚接光藕控制电路继电器，与光电开关的电源线相 接，其第17脚接报警信号电平转换输出集成电路MAX202的第11脚，
经串行电缆与发送光端机的串口相连。
上述的阔货车货物位移监测装置有输入信号A/D转换电路和单片机
控制写入电子标签电路，输入信号A/D转换电路有两只位移传感器，其 信号线柱与集成块CS5521的第3、 18脚相接，其第8、 12、 15脚与单 片机89C2051的第9、 11、 14脚相接，其第8、 9脚与电子标签的数据 线相接。
本实用新型的铁路货检监控管理系统中的两只永磁传感器的信号
输出线分别接在报警控制器的Xh、 Xu脚和X2'、 X22脚上，当货车经过时
X,，、Xu脚和Xw、X22脚上就有信号产生，经电阻Rm、R22和！^、R3进入NE5532 芯片放大器的第5、 6脚，放大后的信号由第7脚输出，再经R2和Ra进 入NE5532的第2脚，再由第l脚输出，第1脚上接有D 、"或D:,、 Rs 经R"或R7到地,其中第3脚接在R狄和R"或Rh和&之间。NE5532的第 K 2、 3脚之间接的元件构成施密特整形电路，出来的信号就是一个个 方波。再经过C^、 R2H、 R:,。、 Dm或C.,、 &、 Rl(,、 D.,构成的微分电路后就变 成一个个正脉冲，进入74LS14的第3脚或第1脚，经过74LS14的反向 后由第4脚或第2脚输出到单片机PIC16C63A的第21或第25脚，于是 单片机根据永磁传感器的信号，就发出串口报警信号，由第17脚输出， 经MAX202串口接口芯片的第11脚输入转换成232电平，由第14输出 脚输出到9芯头的第3脚上，经串行电缆接到发送光端机的串口上，由 光缆传至室内系统的接收光端机。同时，单片机的第3脚变成低电平， 接在光藕TIL113的第2脚上，使光藕导通，使TIL113的第5脚也变成 低电平，控制继电器线圈导通继电器，接通光电开关的电源。在白天时， 光线强度强，光电开关不会导通，照明装置不会点亮。在夜晚，光电开 关启动而且继电器也导通，才使照明装置点亮。当货车通过时，车号识 别装置的微波天线发射微波，反馈回车号的信息到车号识别装置，车号 识别装置解出车号信息，通过串口发送到发送光端机的另一个串口上， 通过光缆传入室内系统的接收光端机。摄像监测装置把视频信号经视频 电缆传至发送光端机的视频输入口上由光缆传入室内系统的接收光端 机。电子标签射频识别装置可以识别货车施封的状态信息、危险品监测 信号信息和阔货车经过时的位移监测信息。其中货车施封状态信息和危 险品的信息是由始发站写入到靠车厢底部的电子标签中的。射频识别装 置可以在列车经过时，读出其中信息，监测货车。而阔货车货物位移的 监测是由货物上的阔货车位移监测装置实时写入到靠车厢底部的电子 标签中的。如图9所示，集成块CS5521自带放大电路，所以两个方向
的位移信号经放大后在CS5521中转换成数字信号，由第8、 12和15脚 控制传入到单片机89C2051第9、 11和14脚；89C2051再把这些数据与 原始的基准数据比较，算出差值，通过第8、 9脚把数据写入靠货车车 厢底部电子标签的数据线上，存入电子标签。当阔货车经过电子标签射 频识别装置时，读出装置就读出这些信息由网口发送出来，由网线传送 到发送光端机的网口上，由光缆传入室内系统的接收光端机。室内系统 的字符叠加器的视频输出口与计算机的图像采集卡相连，把图像采集卡 的视频信号显示在屏幕上。计算机通过与接收光端机两个串口相连的两 个串口分别接收车号信息和报警信号，当接收报警信号时，计算机又把 接收到的车号信息通过串口发送到字符叠加器的串口上，在字符叠加器 中，把字符叠加在视频上，再通过视频出口传送到图像采集卡，图像采 集卡再把频视信号转换成数字信息保存在硬盘中。接收光端机的网口接 在计算机的网卡上，计算机通过网卡接收到货车施封状态、危险品监测 和阔货车货物位移检测的信息，并保存起来。这样整个系统就能做到对 货车的各种安全信息的实时监测，确保铁路交通安全。
本实用新型的铁路货检监控管理系统造价低，可靠性高、稳定性强、 安装操作简便、功能齐全、适应不同环境条件，能够自动记录全列车货 车现状图像资料并能充分利用铁路TMIS系统数据共享，具备强大的台 帐报表的综合管理能力，最大限度的满足了货检管理的需要，能保证区 段负责制的落实和铁路运输安全的要求。
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图1是本实用新型的铁路货检监控管理系统的工作原理框图。 图2是本实用新型的铁路货检监控管理系统的结构示意图。 图3、 4是本实用新型的铁路货检监控管理系统的永磁传感器的安 装位置示意图。
图5是本实用新型的铁路货检监控管理系统的图4的A向视图。 图6是本实用新型的铁路货检监控管理系统的报警控制器的报警信 号输入电路图。
图7是本实用新型的铁路货检监控管理系统的报警控制器的单片 机控制电路图。
图8是本实用新型的铁路货检监控管理系统的报警控制器的报警信 号电平转换输出集成电路图。
图9是本实用新型的铁路货检监控管理系统的阔货车货物位移监测
装置的输入信号A/D转换电路图。
图10是本实用新型的铁路货检监控管理系统的阔货车货物位移监 测装置的单片机控制写入电子标签的电路图。
具体实施方式
实施例l:
如图1所示，本实用新型的铁路货检监控管理系统，包括相互连接 的室内、外系统l、 2,室内系统1的接收光端3分别与相互连接的字符 叠加器4和有图像釆集卡的计算机5相连,计算机5和远程系统6相连， 室外系统2的发送光端机7分别与电子标签射频识别装置8、报警控制 器9、摄像监视装置10、车号识别装置11相连，电子标签射频识别装 置8分别与有装在靠车厢底部的电子标签的施封状态识别装置12和阔 货车货物位移监测装置13及危险品监测装置14相连，报瞀控制器9分 别与永磁传感器15和光电子开关16相连，光电开关16和照明装置17 相连。
如图2所示，上述的室外系统2的光端机7、电子标签射频识别装 置S、报警控制器9、车号识别装置11和光电子开关16固定在箱子20 里，箱子20固定在铁道边的警界线之外。
上述的摄像监视装置10有四个，分两组固定在铁轨两边的铁塔18 上，其中心到轨道中心的距离为6M，每组第一只摄像监视装置10与轨 道表面的距离为3M，相邻两只摄像监视装置10间的距离为2M。
上述的车号识别装置11的微波天线19固定在两铁轨正中的轨枕面下。
上述的照明装置17有四个，分两组固定在铁轨两边的铁塔18上， 距轨道表面4M、 6M处上、下各一个。
如图3、 5所示，上述的永磁传感器15有两只，分别固定在以摄像 监视装置10中心为对称的两侧钢轨下缘lcm处，两只永磁传感器15间 的距离为IO,其信号输出线分别接在报警控制器9的XH、 X,2脚和X^
X22脚上。
如图6、 7、 8所示，上述的报瞀控制器9有报警信号输入电路、单 片机控制电路和报警信号电平转换输出电路，报警信号输入电路的X,,、 Xu脚和Ua脚分别和两只永磁传感器15的信号输出线相接,经NE5532
芯片放大电路、整形电路、微分电路、反向电路和单片机控制电路的第
21、 25脚相接，经芯片PIC16C63A第3脚接光藕电路控制继电器，与光 电开关16的电源线相接，其第17脚接报警信号电平转换输出集成电路 MAX202的第11脚，经串行电缆与发送光端机3的串口相连。
如图9、 10所示，上述的阔货车货物位移监测装置13'有输入信号 A/D转换电路和单片机控制写入电子标签电路，输入信号A/D转换电路 有两只位移传感器，其信号线柱与集成块CS5521的第3、 18脚相接， 其第8、 12、 15脚与单片机89C2051的第9、 11、 14脚相接，其第8、 9 脚与电子标签的数据线相接。
本实用新型的铁路货检监控管理系统中的两只永磁传感器15的信 号输出线分别接在报警控制器9的乂11、 X,2脚和Xa,、 X上,当货车经
过时X,，、 X，2脚和X2,、 X22脚上就有信号产生，经电阻R2:,、 Rm和R" R:,进
入NE5532芯片放大器的第5、 6脚，放大后的信号由第7脚输出，再经 R2和R:,进入NE5532的第2脚，再由第1脚输出，第1脚上接有D2:,、 RM 或D:,、^经R^或R7到地，其中第3脚接在Rw和Rw或Rx和R7之间。NE5532 的第l、 2、 3脚之间接的元件构成施密特整形电路，出来的信号就是一 个个方波。再经过C"、 R29、 R3<,、 Dm或C,、 Ra、 R,,,、 D,构成的微分电路后 就变成一个个正脉冲，进入74LS14的第3脚或第1脚，经过74LS14的 反向后由第4脚或第2脚输出到单片机PIC16C63A的第21或第25脚， 于是单片机根据永磁传感器15的信号，就发出串口报警信号，由第17 脚输出，经MAX202串口接口芯片的第11脚输入转换成232电平，由第 14输出脚输出到9芯头的第3脚上，经串行电缆接到发送光端机7的串 口上，由光缆传至室内系统l的接收光端机3。同时，单片机的第3脚 变成低电平，接在光藕TIL,113的第2脚上，使光藕导通，使TIL113的 第5脚也变成低电平，控制继电器线圈导通继电器，接通光电开关16 的电源。在白天时，光线强度强，光电开关16不会导通，照明装置17 不会点亮，在夜晚，光电开关]6启动而且继电器也导通，才使照明装 置17点亮。当货车通过时，车号识别装置11的微波天线19发射微波, 反馈回车号的信息到车号识别装置11，车号识别装置11解出车号信息， 通过串口发送到发送光端机7的另一个串口上，通过光缆传入室内系统 2的接收光端机3。摄像监测装置10把视频信号经视频电缆传至发送光 端机7的视频输入口上由光缆传入室内系统2的接收光端机3。电子标
签射频识别装置8可以识别货车施封的状态信息、危险品监测信号信息 和阔货车经过时的位移监测信息。其中货车施封状态信息和危险品的信
息是由始发站写入到靠车厢底部的电子标签中的。射频识别装置8可以
在列车经过时，读出其中信息，监测货车。而阔货车货物位移的监测是
由货物上的阔货车位移监测装置13实时写入到靠车厢底部的电子标签 中的。如图9所示，集成块CS5521自带放大电路，所以两个方向的位 移信号经放大后在CS5521中转换成数字信号，由第8、 12和15脚控制 传入到单片机89C2051第9、 11和14脚；89C2051再把这些数据与原始 的基准数据比较，算出差值，通过第8、 9脚把数据写入靠货车车厢底 部电子标签的数据线上，存入电子标签。当阔货车经过电子标签射频识 别装置8时，读出装置就读出这些信息由网口发送出来，由网线传送到 发送光端机7的网口上，由光缆传入室内系统2的接收光端机3。室内 系统2的字符叠加器4的视频输出口与计算机5的图像采集卡相连，把 图像采集卡的视频信号显示在屏幕上。计算机5通过与接收光端机3两 个串口相连的两个串口分别接收车号信息和报警信号，当接收报警信号 时，计算机5又把接收到的车号信息通过串口发送到字符叠加器4的串 口上，在字符叠加器4中，把字符叠加在视频上，再通过视频出口传送 到图像采集卡，图像采集卡再把频视信号转换成数字信息保存在硬盘 中。接收光端机3的网口接在计算机5的网卡上，计算机5通过网卡接 收到货车施封状态、危险品监测和阔货车货物位移检测的信息，并保存 起来。这样整个系统就能做到对货车的各种安全信息的实时监测，确保 铁路交通安全。 实施例2:
如图4所示，本实用新型的铁路货检监控管理系统，摄像监视装置 10中心与轨道中心的距离为12M、相邻两只摄像监视装置10间的距离 为3M、永磁传感器15固定在同侧钢轨下，相互之间的距离为50M照明 装置17距轨道表面3. 8M、 6. 2M处上、下各一个外，其余均与实施例1相同。
实施例3:
本实用新型的铁路货检测控管理系统，摄像监视装置10中心与轨 道中心的距离为9M、相邻两只摄像监视装置10间的距离为2.5M、两只 永磁传感器15间的距离为30M照明装置17距轨道表面4. 2M、 5. 8M处 上、下各一个外，其余均与实施例l相同。
权利要求1、一种铁路货检监控管理系统，包括相互连接的室内、外系统(1、2)，其特征在于室内系统(1)的接收光端(3)分别与相互连接的字符叠加器(4)和有图像采集卡的计算机(5)相连，计算机(5)和远程系统(6)相连，室外系统(2)的发送光端机(7)分别与电子标签射频识别装置(8)、报警控制器(9)、摄像监视装置(10)、车号识别装置(11)相连，电子标签射频识别装置(8)分别与有装在靠车厢底部的电子标签的施封状态识别装置(12)和阔货车货物位移监测装置(13)及危险品监测装置(14)相连，报警控制器(9)分别与永磁传感器(15)和光电子开关(16)相连，光电开关(16)和照明装置(17)相连。
2、 根据权利要求1所述的铁路货检监控管理系统，其特征在于室 外系统(2)的光端机(7)、电子标签射频识别装置(8)、报警控制器(9)、车号识别装置(11)和光电子开关(16)固定在箱子(20)里， 箱子(20)固定在铁道边的警界线之外。
3、 根据权利要求1所述的铁路货检监控管理系统，其特征在于摄 像监视装置(10)至少有四个，分两组固定在铁轨两边的铁塔(18)上， 其中心到轨道中心的距离为6 12M，每组第-一只摄像监视装置(10)与 轨道表面的距离为3M，相邻两只摄像监视装置(10)间的距离为2 3M。
4、 根据权利要求1所述的铁路货检监控管理系统，其特征在于车 号识别装置(11)的微波天线(19)固定在两铁轨正中的轨枕面下。
5、 根据权利要求1所述的铁路货检监控管理系统，其特征在于永 磁传感器(15)有两只，分别固定在以摄像监视装置(10)中心为对称 的两侧或同侧钢轨下缘lcm处，两只永磁传感器(15)间的距离为10 50M，其信号输出线分别接在报警控制器(9)的Xu、 Xu脚和Xa、 X,J却
6、 根据权利要求1所述的铁路货检监控管理系统，其特征在于照 明装置(17)至少为四个，分两组固定在铁轨两边的铁塔(18)上，距 轨道表面3.8 6. 2M范围内上、下各一个。
7、 根据权利要求1所述的铁路货检监控管理系统，其特征在于报 警控制器(9)有报警信号输入电路、单片机控制电路和报警信号电平 转换输出电路，报警信号输入电路的Xn、 Xu脚和X^、 X,2脚分别和两只永磁传感器(15)的信号输出线相接，经NE5532芯片放大电路、整形 电路、微分电路、反向电路和单片机控制电路的第21、 25脚相接，经 芯片PIC16C63A第3脚接光藕控制电路继电器、与光电开关(16)的电 源线相接，其第17脚接报警信号电平转换输出集成电路MAX202的第11 脚，经串行电缆与发送光端机(3)的串口相连。
8、根据权利要求1所述的铁路货检监控管理系统，其特征在于阔 货车货物位移监测装置(13)有输入信号A/D转换电路和单片机控制写 入电子标签电路，输入信号A/D转换电路有两只位移传感器，其信号线 柱与集成块CS5521的第3、 18脚相接，其第8、 12、 15脚与单片机89C2051 的第9、 11、 14脚相接，其第8、 9脚与电子标签的数据线相接。
专利摘要本实用新型属铁路交通的管理、保证铁路交通安全的技术领域，特别涉及的是一种铁路货检监控管理系统。该系统包括相互连接的室内、外系统，室内系统的接收光端机分别与相互连接的字符叠加器和计算机相连，计算机和远程系统相连，室外系统的发送光端机分别与电子标签射频识别装置、报警控制器、摄像监视装置、车号识别装置相连，电子标签射频识别装置分别与施封状态识别装置、阔货车货物位移监测装置和危险品监测装置相连，报警控制器分别与永磁传感器和与照明装置相连的光电开关相连。该系统造价低，可靠性高、稳定性强、适应不同环境条件，能充分利用铁路TMIS系统数据共享，能对货车的各种安全信息实时监测，确保铁路交通安全。
文档编号B61L23/00GK201009901SQ20062003617
公开日2008年1月23日 申请日期2006年11月9日 优先权日2006年11月9日
发明者涛 刘, 孙熊岳, 晖 李, 荆长顺, 蒋光华, 陈锡建 申请人:成都货安计量技术中心