一种接触网作业车平台安全行驶系统及其工作方法与流程

1.本发明属于接触网作业车技术领域，具体涉及一种接触网作业车平台安全行驶系统及其工作方法。


背景技术：

2.近年来，随着铁路技术的发展，大量新技术和新设备的应用日渐广泛，铁路跨越式发展成效明显，铁路基础设备养护和维修逐步走向大型机械化和智能化模式，其中，接触网作业车在电气化铁路接触网线的架设、上部设施的安装、维修和保养等工作中得到了广泛应用。
3.然而，接触网作业车在为铁路工作带来便利的同时，也存在一些安全隐患，例如：作业车司机与作业人员的配合不够，或者作业人员的安全意识欠缺和对设备的使用不熟悉，又或者作业车安全功能的缺失，都可能导致作业人员在使用作业车进行作业时发生安全事故。而现有技术中尚缺乏一种有效的方案来解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种接触网作业车平台安全行驶系统及其工作方法，用以解决现有技术中存在的至少一个问题。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
6.一方面提供一种接触网作业车平台安全行驶系统，包括：至少安装在作业车平台上的第一监控摄像头、安装在作业车平台上的作业人员操作台、安装在驾驶室内两端的第一司机操作台和第二司机操作台、安装在第一司机操作台一侧的第一显示器、安装在第二司机操作台一侧的第二显示器、安装在作业车行走机构上的变速箱以及安装在作业车上的控制器，所述控制器分别与所述作业人员操作台、所述第一司机操作台、所述第二司机操作台以及所述变速箱电连接，所述第一显示器和所述第二显示器分别与所述第一监控摄像头电连接；
7.所述第一监控摄像头用于采集作业车平台上的图像语音信息并分别发送至所述第一显示器和所述第二显示器进行实时显示；
8.所述作业人员操作台上设有换向开关和低速控制按钮，所述换向开关和所述低速控制按钮分别与所述控制器电连接，所述换向开关用于向所述控制器发送换向指令的电信号，以便所述控制器根据换向指令的电信号控制作业车行走机构的前进方向，所述低速控制按钮用于向所述控制器发送低速档位控制指令的电信号，以便所述控制器根据低速档位控制指令的电信号控制变速箱驱动作业车行走机构低速行走。
9.在一种可能的设计中，还包括安装在第一司机操作台上方的第二监控摄像头、安装在第二司机操作台上方的第三监控摄像头、安装在作业车前后车钩上的第四监控摄像头和第五监控摄像头，其中，第二至第五监控摄像头均分别与第一显示器和第二显示器电连接。
10.在一种可能的设计中，还包括安装在第一司机副操作台的台面上的第六监控摄像头和安装在第二司机副操作台的台面上的第七监控摄像头，所述第六监控摄像头和所述第七监控摄像头均分别与第一显示器和第二显示器电连接。
11.在一种可能的设计中，所述作业人员操作台上还安装有作业开关，所述作业开关与所述控制器电连接，并用于向所述控制器发送防动车指令的电信号，以便所述控制器根据防动车指令的电信号控制作业车行走机构处于制动状态。
12.在一种可能的设计中，所述作业开关还与所述第一司机操作台和/或所述第二司机操作台电连接，并用于向所述第一司机操作台和/或所述第二司机操作台发送行驶信息指令，以便所述第一司机操作台和/或所述第二司机操作台的驾驶员按照行驶信息指令进行作业车的行驶操作。
13.在一种可能的设计中，监控摄像头采用数字高清网络摄像机。
14.在一种可能的设计中，所述第一显示器和所述第二显示器采用工业级工控一体机。
15.在一种可能的设计中，所述低速控制按钮设有5个速度挡位，包括空挡、第一匀速挡、第二匀速挡、第三匀速挡和第四匀速挡；其中，空挡表示未使用车辆低速行走功能，第一匀速挡表示车辆低速走行速度为1km/h，第二匀速挡表示车辆低速走行速度为3km/h，第三匀速挡表示车辆低速走行速度为6km/h，第四匀速挡表示车辆低速走行速度为9km/h。
16.另一方面提供一种如第一方面任意一项可能的设计所述的系统的工作方法，包括：
17.通过第一监控摄像头采集作业车平台上的图像语音信息并分别发送至所述第一显示器和所述第二显示器进行实时显示；
18.通过作业开关向第一司机操作台和/或第二司机操作台发送行驶信息指令，以便第一司机操作台和/或第二司机操作台的驾驶员按照行驶信息指令进行作业车的行驶操作；
19.通过换向开关向控制器发送换向指令的电信号，以便控制器根据换向指令的电信号控制作业车行走机构的前进方向；
20.通过低速控制开向控制器发送低速档位控制指令的电信号，以便控制器根据低速档位控制指令的电信号控制变速箱驱动作业车行走机构低速行走。
21.在一种可能的设计中，还包括：
22.通过作业开关向控制器发送防动车指令的电信号，以便控制器根据防动车指令的电信号控制作业车行走机构处于制动状态。
23.有益效果：
24.本发明通过在作业平台上安装监控摄像头，并在驾驶室内安装显示器，通过监控摄像头采集作业车平台上的图像语音信息在显示器上进行实时显示，从而使得驾驶员在驾驶室能实时监控作业人员安全，掌握作业进度，并提前准备动车前准备工作；通过在作业人员操作台上设有换向开关和低速控制按钮，通过换向开关向控制器发送换向指令的电信号，以便控制器根据换向指令的电信号控制作业车行走机构的前进方向，通过低速控制按钮向控制器发送低速档位控制指令的电信号，以便控制器根据低速档位控制指令的电信号控制变速箱驱动作业车行走机构低速行走，从而避免因司乘人员操作水平不一，对低速控
制不佳，导致作业人员急剧起停，走行冲动明显，作业人员体验不佳，停车地点不准确，浪费作业时间，耽误工作效率；通过作业开关向控制器发送防动车指令的电信号，以便控制器根据防动车指令的电信号控制作业车行走机构处于制动状态，从而防止司机误操作，平台作业人员正在作业产生人身伤害事故；通过作业开关向驾驶室内司机进行实时信号传递，待司机进行签认后才能控制作业车启动行走，从而使得接触网作业司乘人员对作业车辆和平台的控制更加精准，有效保障作业安全。
附图说明
25.图1为本发明提供的接触网作业车平台安全行驶系统的结构框图；
26.图2为本发明中的监控摄像头的安装示意图；
27.图3为本发明提供的接触网作业车平台安全行驶系统的工作方法的流程图。
28.其中，1-第一监控摄像头；2-第一司机操作台；3-第二司机操作台；4-第一显示器；5-第二显示器；6-变速箱；7-控制器；8-第二监控摄像头；9-第三监控摄像头；10-第四监控摄像头；11-第五监控摄像头；12-第六监控摄像头；13
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第七监控摄像头；14-作业开关；15-作业人员操作台。
具体实施方式
29.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本发明作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
30.实施例
31.为了保证接触网作业车作业人员的作业安全，本技术实施例提出了一种接触网作业车平台安全行驶系统，该系统通过在作业平台上安装监控摄像头，并在驾驶室内安装显示器，通过监控摄像头采集作业车平台上的图像语音信息在显示器上进行实时显示，从而使得驾驶员在驾驶室能实时监控作业人员安全，掌握作业进度，并提前准备动车前准备工作；通过在作业人员操作台15上设有换向开关和低速控制按钮，通过换向开关向控制器发送换向指令的电信号，以便控制器根据换向指令的电信号控制作业车行走机构的前进方向，通过低速控制按钮向控制器发送低速档位控制指令的电信号，以便控制器根据低速档位控制指令的电信号控制变速箱驱动作业车行走机构低速行走，从而避免因司乘人员操作水平不一，对低速控制不佳，导致作业人员急剧起停，走行冲动明显，作业人员体验不佳，停车地点不准确，浪费作业时间，耽误工作效率。
32.下面将对本技术实施例提供的接触网作业车平台安全行驶系统进行详细说明。
33.如图1-图2所示，本实施例一方面提供一种接触网作业车平台安全行驶系统，包括：至少安装在作业车平台上的第一监控摄像头1、安装在作业车平台上的作业人员操作台15、安装在驾驶室内两端的第一司机操作台2和第二司机操作台3、安装在第一司机操作台2一侧的第一显示器4、安装在第二司机操作台 3一侧的第二显示器5、安装在作业车行走机构上的变速箱6以及安装在作业车上的控制器7，所述控制器7分别与所述作业人员操作台
15、所述第一司机操作台2、所述第二司机操作台3以及所述变速箱6电连接，所述第一显示器4和所述第二显示器5分别与所述第一监控摄像头1电连接；
34.所述第一监控摄像头1用于采集作业车平台上的图像语音信息并分别发送至所述第一显示器4和所述第二显示器5进行实时显示；
35.所述作业人员操作台15上设有换向开关和低速控制按钮，所述换向开关和所述低速控制按钮分别与所述控制器7电连接，所述换向开关用于向所述控制器 7发送换向指令的电信号，以便所述控制器7根据换向指令的电信号控制作业车行走机构的前进方向，所述低速控制按钮用于向所述控制器7发送低速档位控制指令的电信号，以便所述控制器7根据低速档位控制指令的电信号控制变速箱6 驱动作业车行走机构低速行走。
36.在一种具体的实施方式中，还包括安装在第一司机操作台2上方的第二监控摄像头8、安装在第二司机操作台3上方的第三监控摄像头9、安装在作业车前后车钩上的第四监控摄像头10和第五监控摄像头11，其中，第二至第五监控摄像头11均分别与第一显示器4和第二显示器5电连接，优选的，还包括安装在第一司机副操作台的台面上的第六监控摄像头12和安装在第二司机副操作台的台面上的第七监控摄像头13，所述第六监控摄像头12和所述第七监控摄像头13 均分别与第一显示器4和第二显示器5电连接；更优选的，本实施例中的监控摄像头均采用数字高清网络摄像机。
37.其中，需要说明的是，本实施例中的第一监控摄像头1用于供驾驶员观察作业人员动态，以便驾驶员作出是否具备动车条件的判断；第二监控摄像头8和第三监控摄像头9用于观察驾驶员的操作，以供远端监管人员对驾驶员的操作是否合规进行判断；第四监控摄像头10和第五监控摄像头11用于观察车辆连挂状态，第六监控摄像头12和第七监控摄像头13用于观察车辆前后方，并在平台端作为头车运行视野不佳时对司机操作提供清楚的视野。
38.在一种具体的实施方式中，所述第一显示器4和所述第二显示器5采用工业级工控一体机。
39.其中，优选的，本实施例中的摄像机采用数字高清网络摄像机，摄像机外壳除玻璃罩外采用全铝材质，监控摄像头与显示器的通信线缆采用室外双屏蔽超六类网线，网线水晶头要求带屏蔽；显示器采用工业级工控一体机，产品通过 ce,fcc,rohs,ccc认证。工作温度：-25～70℃，震动：随机震动测试5～500hz, 1grms@with hdd；2grms@with ssd,遵循iec 60068-2-64要求。此外，摄像机、显示器外壳必须接地良好，通信线缆屏蔽接地良好，通信线缆两端及中间位置必要时增加磁环；摄像机采用poe供电，有效防止电源串入干扰信号；所有布线远离发电机、电动机、接触器等高压设备。
40.其中，需要说明的是，本实施例中的音视频存储及画面显示原理为现有原理，包括：
41.(1)数字高清网络摄像机接入车载录像机设备，录像机将音视频文件编码后存入硬盘、u盘(sd卡)或远程服务器；(2)显示器通过网口(rj45)与录像机通信，实时调阅需要的摄像机画面；具体的，可以9画面或单画面预览。
42.基于上述公开的内容，本技术实施例通过加装接触网作业平台上监控摄像头及驾驶室观测显示器；数据实时传输至作业车驾驶室观测显示屏，司乘人员时刻掌握平台上作业人员人身安全，在必要的时候切断平台压力或在走行过程中平台作业人员侵限发生碰撞
等危机人身安全，司乘人员能及时掌握并果断采取制动措施。
43.在一种具体的实施方式中，所述低速控制按钮设有5个速度挡位，包括空挡、第一匀速挡、第二匀速挡、第三匀速挡和第四匀速挡；其中，空挡表示未使用车辆低速行走功能，第一匀速挡表示车辆低速走行速度为1km/h，第二匀速挡表示车辆低速走行速度为3km/h，第三匀速挡表示车辆低速走行速度为6km/h，第四匀速挡表示车辆低速走行速度为9km/h。
44.其中，需要说明的是，作业人员在进行低速巡航控制时，首先需要选择接触网作业车前进方向，首先，前进表示接触网作业车向第一端行驶，后退表示接触网作业车向第二端行驶。然后通过低速控制按钮设定速度档位，进行低速巡航，其中，低速巡航控制的原理为：变速箱6内的伺服电机通过检测的的信号来进行负反馈pid调节，它的环内pid输出直接就是电流环的设定，所以速度环控制时就包含了速度环和电流环，电流环是控制的根本，在速度和位置控制的同时系统实际也在进行电流(转矩)的控制以达到对速度和位置的相应控制。通过脉冲的频率进行转动速度的控制，在有控制装置的外环pid控制时速度模式也可以进行定位，但必须把位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。位置模式也支持直接负载外环检测位置信号，此时的只检测电机转速，位置信号就由直接的最终负载端的检测装置来提供，这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差，增加了整个系统的定位精度。
45.在一种具体的实施方式中，所述作业人员操作台15上还安装有作业开关14，所述作业开关14与所述控制器7电连接，并用于向所述控制器7发送防动车指令的电信号，以便所述控制器7根据防动车指令的电信号控制作业车行走机构处于制动状态；优选的，所述作业开关14还与所述第一司机操作台2和/或所述第二司机操作台3电连接，并用于向所述第一司机操作台2和/或所述第二司机操作台3发送行驶信息指令，以便所述第一司机操作台2和/或所述第二司机操作台3的驾驶员按照行驶信息指令进行作业车的行驶操作。
46.具体的，接触网作业车平台作业人员在开始作业前，通过打开作业开关14 (防动车开关)，实现接触网作业车司乘人员操作作业车无动作，待作业完毕后确认安全再解除平台控制功能；作业完毕后将接触网作业车平台复位，将锁定机构置于锁定状态(作业开关14关闭)，该机构在锁定状态时司机台上的作业平台指示灯熄灭，方可高速行车(超过10km/h)。
47.基于上述公开的内容，本实施例通过在作业平台上安装监控摄像头，并在驾驶室内安装显示器，通过监控摄像头采集作业车平台上的图像语音信息在显示器上进行实时显示，从而使得驾驶员在驾驶室能实时监控作业人员安全，掌握作业进度，并提前准备动车前准备工作；通过在作业人员操作台15上设有换向开关和低速控制按钮，通过换向开关向控制器7发送换向指令的电信号，以便控制器 7根据换向指令的电信号控制作业车行走机构的前进方向，通过低速控制按钮向控制器7发送低速档位控制指令的电信号，以便控制器7根据低速档位控制指令的电信号控制变速箱6驱动作业车行走机构低速行走，从而避免因司乘人员操作水平不一，对低速控制不佳，导致作业人员急剧起停，走行冲动明显，作业人员体验不佳，停车地点不准确，浪费作业时间，耽误工作效率；通过作业开关14 向控制器7发送防动车指令的电信号，以便控制器7根据防动车指令的电信号控制作业车行走机构处于制动状态，从而防止司机误操作，平台作业人员正在作业产生人身伤害事故；通过作业开关14向驾驶室内司机进行实时信号传递，待司机进行签认后才能控制作业车启动行走，从
而使得接触网作业司乘人员对作业车辆和平台的控制更加精准，有效保障作业安全。
48.如图3所示，本实施例另一方面提供一种如第一方面任意一项可能的设计所述的系统的工作方法，包括但不限于由步骤s1～s4实现：
49.步骤s1.通过第一监控摄像头1采集作业车平台上的图像语音信息并分别发送至所述第一显示器4和所述第二显示器5进行实时显示；
50.步骤s2.通过作业开关14向第一司机操作台2和/或第二司机操作台3发送行驶信息指令，以便第一司机操作台2和/或第二司机操作台3的驾驶员按照行驶信息指令进行作业车的行驶操作；
51.步骤s3.通过换向开关向控制器7发送换向指令的电信号，以便控制器7根据换向指令的电信号控制作业车行走机构的前进方向；
52.步骤s4.通过低速控制开向控制器7发送低速档位控制指令的电信号，以便控制器7根据低速档位控制指令的电信号控制变速箱6驱动作业车行走机构低速行走。
53.在一种可能的设计中，还包括：
54.通过作业开关14向控制器7发送防动车指令的电信号，以便控制器7根据防动车指令的电信号控制作业车行走机构处于制动状态。
55.本实施例第二方面的方法原理具体可参见第一方面的系统原理，此处不再赘述。
56.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。