一种智能机车防撞预警系统的制作方法

1.本实用新型涉及轨道货运领域技术领域，具体领域为一种智能机车防撞预警系统。


背景技术：

2.在轨道货运领域，运输煤炭、金属等物资的重载机车停靠卸载过程是一个有技术难度且具有一定危险性的过程。一方面这些重载机车满载时惯性很大，很难操控；另一方面由于卸载机械设备一般安装于铁路尽头线，占用了挡车器的安装位置；一旦推进车速过快，就非常容易导致碰撞事故甚至是越界出轨事故。
3.目前本领域内解决机车防撞预警问题的作业方式为调车组人员在车辆前端领车，发出距离位置信令，机车司机根据信令进行推进。但是受风、雪、雾等极端天气影响，一旦作业人员瞭望不到位或发出的信令不清晰，机车有可能顶送超过预定位置而造成事故，存在巨大的安全生产隐患，是轨道交通领域老大难问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种智能机车防撞预警系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种智能机车防撞预警系统，包括主机部分和终端部分，其特征在于：所述主机部分包括安装于钢轨外侧的安装立杆，所述安装立杆通过安装抱箍固定连接有主控机箱，所述主控机箱的前面板上设置有主机人机交互单元和控制旋钮，所述安装立杆的上端面设置有警报灯和喇叭，所述主控机箱的内部设置有主机数据处理单元、主机声光报警单元和数据发送单元，所述主机部分还包括用于采集机车轮对信息的传感器单元，所述传感器单元安装于钢轨内侧，所述终端部分包括安装壳体，所述安装壳体的外上表面设置有上提带和天线，所述安装壳体的外部左右两侧面均设置有手持把手，所述安装壳体的前面板上设置有终端人机交互单元和状态指示灯，所述安装壳体的内部设置有终端数据处理单元、数据接收单元和终端数据播报单元。
6.优选的，所述传感器单元包括安装于导轨内侧的安装支座，所述安装支座上安装有传感器，所述安装支座通过夹持机构固定于钢轨上。
7.优选的，所述传感器单元采集机车轮对的信息发送给主机数据处理单元，所述主机数据处理单元处理传送来的机车轮对信息向数据发送单元传送控制信号，同时在主机人机交互单元上显示信息，所述主机声光报警单元接收主机的控制信号，驱动警报灯和喇叭发出声光报警，所述数据发送单元接收控制信号调制并发送给数据接收单元，所述数据接收单元接收控制信号并解码传送给终端数据处理单元，所述终端数据处理单元将控制信号转换为显示程序驱动终端人机交互单元进行显示信息，同时发出指令驱动终端语音报警单元进行预警警示播报。
8.优选的，所述终端人机交互单元用于显示实时的车辆距离信息和警示信息，所述
主机人机交互单元用于显示主机当前的各项信息，包括车速度和距离钢轨尽头的距离，并可通过交互界面对主机部分进行设置。
9.优选的，所述钢轨分为安全区域、预警区域和危险区域，所述传感器单元的数量为四个，其中两个所述传感器单元紧密连接安装于安全区域的起始点，另外两个所述传感器单元分别安装于预警区域和危险区域的起始点。
10.优选的，所述警报灯为防爆三色闪光警报灯，所述喇叭为防水高音喇叭。
11.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：一种智能机车防撞预警系统，采用全自动的机车位置、速度监控处理器，实时监控机车当前所在的位置及车速，并实时将预警数据发送到位于机车司机身边的报警终端，司机可根据声光报警控制机车推进，以防止机车越界发生事故，确保人员和设备的安全。可应用于煤炭、金属等重载机车停车卸载位置无法安装挡车器等防溜安全设备的场合，大大降低机车越界安全隐患，同时对降低作业人员劳动强度有显著作用。
附图说明
12.图1为本实用新型的系统框图；
13.图2为本实用新型主机部分的后视结构示意图；
14.图3为本实用新型主机部分的前视结构示意图；
15.图4为本实用新型终端部分的立体示意图；
16.图5为本实用新型传感器单元的安装示意图。
17.图中：1
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安装立杆、2
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安装抱箍、3
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主控机箱、4
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主机人机交互单元、5
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控制旋钮、6
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警报灯、7
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喇叭、8
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主机数据处理单元、9
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主机声光报警单元、10
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数据发送单元、11
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传感器单元、1101
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安装支座、1102
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传感器、12
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安装壳体、13
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上提带、14
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天线、15
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手持把手、16
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终端人机交互单元、17
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状态指示灯、18
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终端数据处理单元、19
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数据接收单元、20
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终端数据播报单元。
具体实施方式
18.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
19.请参阅图1
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5，本实用新型提供一种技术方案：一种智能机车防撞预警系统，包括主机部分和终端部分，所述主机部分包括安装于钢轨外侧的安装立杆1，所述安装立杆1通过安装抱箍2固定连接有主控机箱3，所述主控机箱3的前面板上设置有主机人机交互单元4和控制旋钮5，所述主机人机交互单元使用tjc804811r型电阻式触摸屏作为交互界面，所述安装立杆1的上端面设置有警报灯6和喇叭7，用于发出声光警报，所述主控机箱3的内部设置有主机数据处理单元8、主机声光报警单元9和数据发送单元10，所述主机数据处理单元8使用stm32f103rct6单片机作为核心处理器，所述主机声光报警单元9负责接收主机的控制信号，发出声光报警，所述数据发送单元10使用atk
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lora点对点数传模块作为核心，所述主机部分还包括用于采集机车轮对信息的传感器单元11，所述传感器单元11使用jrfs2型机
车轮对传感器，所述传感器单元11安装于钢轨上，所述终端部分包括安装壳体12，所述安装壳体12的外上表面设置有上提带13和天线14，所述安装壳体12的外部左右两侧面均设置有手持把手15，所述安装壳体12的前面板上设置有终端人机交互单元16和状态指示灯17，所述终端人机交互单元16使用tjc804811r型电阻式触摸屏作为交互界面，所述安装壳体12的内部设置有终端数据处理单元18、数据接收单元19和终端数据播报单元20，所述终端数据处理单元18使用stm32f103rct6单片机作为核心处理器，所述数据接收单元19使用atk
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lora点对点数传模块作为核心，所述终端语音播报单元20使用jrm910芯片作为语音模块核心。
20.具体而言，所述传感器单元11包括安装于导轨内侧的支座1101，所述安装支座1101上安装有传感器1102，所述安装支座1102通过夹持机构固定于钢轨上，负责采集机车轮对信息，传感器单元11的上表面距离钢轨顶面25mm，使用铠装传感器连接电缆与主机数据处理单元8连接。
21.具体而言，所述传感器单元11采集机车轮对的信息发送给主机数据处理单元8，所述主机数据处理单元8处理传送来的机车轮对信息向数据发送单元10传送控制信号，同时在主机人机交互单元4上显示信息，所述主机声光报警单元9接收主机的控制信号，驱动警报灯6和喇叭7发出声光报警，所述数据发送单元10接收控制信号调制并发送给数据接收单元19，所述数据接收单元19接收控制信号并解码传送给终端数据处理单元18，所述终端数据处理单元18将控制信号转换为显示程序驱动终端人机交互单元16进行显示信息，同时发出指令驱动终端语音报警单元20进行预警警示播报。
22.具体而言，所述终端人机交互单元16用于显示实时的车辆距离信息和警示信息，所述主机人机交互单元4用于显示主机当前的各项信息，包括车速度和距离钢轨尽头的距离，并可通过交互界面对主机部分进行设置。
23.具体而言，所述钢轨分为安全区域、预警区域和危险区域，通常为距离钢轨尽头55米处，33米处，10米处，所述传感器单元11的数量为四个，其中两个所述传感器单元11紧密连接安装于安全区域的起始点，另外两个所述传感器单元11分别安装于预警区域和危险区域的起始点。
24.具体而言，所述警报灯6为防爆三色闪光警报灯，具有防爆功能，所述喇叭7为防水高音喇叭，具有防水功能。
25.工作原理：本实用新型将每列机车的来车运行数据，包括进入各预警区域的时间、进入各区域的车速、推进剩余米数等数据，均滚动记录于主机部分内以备查阅。在使用过程中，首先根据安装现场环境，对来车区域区分为“安全”“预警”“危险”三个区域，通常为距离钢轨尽头55米处，33米处，10米处；紧密连接的两个传感器用于判断出列车进入和退出的状态；位于安全区域和预警区域起始点的两个传感器可统计列车通过安全区域的时间，根据时间计算出安全区域之间的平均车速；位于预警区域和警戒区域起始点的两个传感器统计列车通过预警区域的时间，根据时间可计算出预警区域之间的平均车速。
26.传感器将数据传送至主机数据处理单元8经处理后，驱动人机交互单元4和声光报警单元10发出警示信号，同时将数据传送至终端部分，同步显示和语音预警。当车辆进入安全区域时，主机人机交互单元4的显示器上同步显示来车速度和距离钢轨尽头距离，警报灯6的绿灯以机车每推进1米闪烁1次的频率慢闪，终端人机交互单元16在显示器上显示当前
机车车头所在预警区域，同时以距离钢轨尽头米数倒数计数；终端语音播报单元20以合成语音的形式提示剩余米数。当车辆进入预警区域时，主机人机交互单元4的显示器上同步显示来车速度和距离钢轨尽头距离，警报灯6的黄灯以机车每推进1米闪烁2次的频率快闪，终端人机交互单元16在显示器上显示当前机车车头所在预警区域，同时以距离钢轨尽头米数倒数计数；终端语音播报单元20以合成语音的形式提示剩余米数，并语音提示注意及时停车。当车辆进入危险区域时，主机人机交互单元4的显示器上同步显示来车速度和距离钢轨尽头距离，警报灯6的红灯以机车每推进1米闪烁4次的频率快闪，终端上的终端人机交互单元16在显示器上显示当前机车车头所在预警区域，同时以距离钢轨尽头米数倒数计数；终端语音播报单元20以合成语音的形式提示马上停车。
27.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.本实用新型使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。
29.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。