一种列车障碍物与脱轨检测集成系统的制作方法

本发明提出了一种列车障碍物与脱轨检测集成系统，属于列车障碍物检测。

背景技术：

1、运行在轨道上的列车可能有意外发生，如，可能遇到障碍物危及行车安全甚至造成脱轨，也可能由于障碍物以外的原因造成行驶列车意外脱轨给生命财产造成重大损失。防止意外发生是一项重大行车安全课题，目前该领域解决方案主要有两大类，一类是“主动式检测”技术，另一类是“被动式检测”技术。所谓“主动式检测”技术，是指主动感知意外即将发生，利用布置在列车前部的如雷达探测、成像识别等技术提前感知，提前“告知”列车控制系统，做好提前防范措施的技术。但是，一旦意外不可避免，无论是上述两种情况或同时或单一的发生时，如何及时被列车控制系统感知到，立即切断动力系统实施紧急制动，防止次生灾害发生，同样具有十分重大安全意义，这一种防范技术被称为“被动式检测”技术。作为“主动式检测”技术的必要补充，“被动式检测”技术目前被广泛应用于轨道交通车辆领域。

2、本发明涉及第二类技术，即“被动式检测”技术。目前，被动式检测技术也有两种应用技术，即障碍物检测装置和脱轨检测装置5，二装置分别布置在走行列车前部，各自发挥各自的检测作用。这样做，导致在列车前部的相同空间内，需要布置两套检测装置，造成检测设备复杂、成本高、维护难度大、运营成本高。

技术实现思路

1、本发明提供了一种列车障碍物与脱轨检测集成系统，将障碍物检测和脱轨检测集成在同一套机械和信号探测结构内，用以解决现有技术方案中的两套装置同时布置，机构重复、结构臃肿复杂、不便于维护、维修等问题。所采取的技术方案如下：

2、一种列车障碍物与脱轨检测集成系统，所述列车障碍物与脱轨检测集成系统包括集成系统悬挂装置1、障碍物检测装置、脱轨检测装置5、集成磁头传感器尾缆6、信号传输电缆7和集成检测主机8及集成检测继电接口9；其中，所述集成系统悬挂装置1设置于列车前部的车辆转向架摇枕15端部；所述障碍物检测装置和脱轨检测装置5设置于所述集成系统悬挂装置1上；所述障碍物检测装置和脱轨检测装置5各两套独立系统分别对称独立悬挂在集成系统悬挂装置1上；所述两套独立检测系统共同连接在一个障碍物检测横杆21上；所述障碍物检测装置和脱轨检测装置5的检测信号通过集成磁头传感器尾缆6输出；所述集成磁头传感器尾缆6与信号传输电缆7连接将信号传输至列车控制系统10。

3、进一步地，障碍物及脱轨检测集成系统16，安装于车辆转向架摇枕15端部，每侧车辆转向架摇枕15端部安装一套具有障碍物检测和脱轨检测功能的集成系统，左右各有一套集成系统通过障碍物检测横杆21相连接。

4、进一步地，所述集成系统悬挂装置1包括集成系统悬挂过度臂11、集成系统悬挂臂12和集成系统磁头传感器安装座13；所述集成系统悬挂臂12通过集成系统悬挂过度臂11安装至所述车辆转向架14上；所述集成系统磁头传感器安装座安装13在所述集成系统悬挂臂12上。

5、进一步地，所述障碍物检测装置包括障碍物探测装置2和集成磁头传感器3；所述障碍物探测装置2安装在所述集成系统悬挂装置1的集成系统悬挂过度臂11上；所述集成磁头传感器3安装在所述集成系统悬挂装置1的集成系统磁头传感器安装座13上。

6、进一步地，所述障碍物探测装置包括障碍物检测横杆21、磁头感应杆件22和预压弹性组件23；所述障碍物检测横杆21与磁头感应杆件22相连接，连接后悬挂在所述预压弹性组件23上；所述预压弹性组件23限制在预压限位装置26内安装在障碍物检测装置上。具体的，安装在集成系统悬挂装置背板25上。

7、进一步地，所述集成磁头传感器3包括第一组感应探头和第二组感应探头；其中，所述第一组感应探头作为障碍物检测装置；所述第二组感应探头作为脱轨检测装置5中的感应探头。

8、进一步地，所述第一组感应探头的感应面正对磁头感应杆件22；所述第二组感应探头的感应面正对走行轨52的上表面。

9、进一步地，所述第一组感应探头为侧面副感应线圈41和42；所述第二组感应探头为正面主感应线圈511和512；所述第一组侧面副感应线圈41和42的功率小于第二组感应探头的功率。

10、进一步地，所述障碍物探测装置4包括2组侧面感应线圈41和42；所述2组侧面感应线圈41和42导线分别与集成磁头传感器尾缆6电连接；其中，所述障碍物感应装置4即为第一组感应探头。

11、进一步地，所述脱轨检测装置5包括脱轨感应装置51；所述脱轨感应装置51包括正面主感应线圈511和512、正面主感应线圈511和512导线；所述正面主感应线圈511和512与侧面感应线圈41和42隔空呈互为垂直布置；所述正面主感应线圈511和512导线与所述侧面感应线圈41和42导线扭绞在一起与集成磁头传感器尾缆6输入端连接；其中，所述脱轨感应装置51即为第二组感应探头。

12、并且，正面主感应线圈511和512、正面主感应线圈511和512导线、侧面感应线圈41和42和侧面感应线圈41和42导线与集成磁头传感器尾缆6输入端全部封装在集成磁头传感器壳体510内。

13、进一步地，所述信号传输及列车控制系统包括集成磁头传感器尾缆6、信号传输电缆7、集成检测主机8、集成检测继电器接口9和列车控制系统10；其中，所述集成磁头传感器尾缆6的一端与感应线圈导线电连接；所述集成磁头传感器尾缆6与信号传输电缆7输入端电连接；所述信号传输电缆7的输出端与所述集成检测主机8电连接；所述集成检测主机8通过集成检测继电器接口9与所述列车控制系统10进行信号传输；所述列车控制系统10属于列车控制既有组成部分。

14、本发明有益效果：

15、本发明提出的列车障碍物与脱轨检测集成系统，通过障碍物检测悬挂装置上设置障碍物检测装置和障碍物感应装置，并且，所述障碍物感应装置采用磁头传感器的方式，提高障碍物感应装置的运行稳定性，进而有效提高障碍物检测运行的稳定性。同时，由于磁头传感器不因其所处环境和列车震动而产生检测信号变化，进而使所述障碍物感应装置及其对应的障碍物检测系统不因环境因素变化而发生较大变化，有效提高障碍物检测的准确性和可靠性，使检测更准确、更可靠，因而，在该领域更能发挥应有作用，可大大降低因行车碰撞障碍物的事故而造成次生灾害的损失。

16、同时，本发明首次公开的一种列车障碍物与脱轨检测集成系统，避免因重复布置设备而大大简化了系统结构；首次将磁头传感器正面、侧面充分利用起来构成主、副线圈布置结构，分别对脱轨和障碍物进行检测，将磁头传感器的高可靠性和高灵敏性的特点发挥到极致，大大提高了系统检测的准确性，降低了障碍物检测系统误报与漏报概率，同时也降低了脱轨检测系统误报与漏报概率，因提高设备的集成度而降低系统造价，因提高系统安全性、可用性与可维护性，而提高了运输安全性和运输效率，节约运输成本。

技术特征：

1.一种列车障碍物与脱轨检测集成系统，其特征在于，所述列车障碍物与脱轨检测集成系统包括集成系统悬挂装置(1)、障碍物检测装置、脱轨检测装置(5)、集成磁头传感器尾缆(6)、信号传输电缆(7)和集成检测主机(8)及集成检测继电接口(9)；其中，所述集成系统悬挂装置(1)设置于列车前部的车辆转向架摇枕(15)端部；所述障碍物检测装置和脱轨检测装置(5)设置于所述集成系统悬挂装置(1)上；所述障碍物检测装置和脱轨检测装置(5)各两套独立系统分别对称独立悬挂在集成系统悬挂装置(1)上；所述两套独立检测系统共同连接在一个障碍物检测横杆(21)上；所述障碍物检测装置和脱轨检测装置(5)的检测信号通过集成磁头传感器尾缆(6)输出；所述集成磁头传感器尾缆(6)与信号传输电缆(7)连接将信号传输至列车控制系统(10)。

2.根据权利要求1所述列车障碍物与脱轨检测集成系统，其特征在于，所述集成系统悬挂装置(1)包括集成系统悬挂过度臂(11)、集成系统悬挂臂(12)和集成系统磁头传感器安装座(13)；所述集成系统悬挂臂(12)安装在集成系统悬挂过度臂(11)上；所述集成系统悬挂过度臂(11)安装在所述车辆转向架摇枕(15)上；所述集成系统磁头传感器安装座(13)安装在所述集成系统悬挂臂(12)上。

3.根据权利要求1所述列车障碍物与脱轨检测集成系统，其特征在于，所述障碍物检测装置包括障碍物探测装置(2)和障碍物感应装置(4)；所述障碍物探测装置(2)包括障碍物检测横杆(21)、磁头感应杆件(22)和预压弹性组件(23)；所述障碍物感应装置(4)包括2组侧面副感应线圈(41)和(42)；所述2组侧面副感应线圈(41)和(42)封装在集成磁头传感器(3)内；所述集成磁头传感器(3)安装在所述集成系统磁头传感器安装座(13)上。

4.根据权利要求1所述列车障碍物与脱轨检测集成系统，其特征在于，所述脱轨检测装置(5)包括脱轨感应装置(51)和走行轨(52)；所述脱轨感应装置(51)包括2组正面主感应线圈(511)和(512)；所述2组正面主感应线圈(511)和(512)封装在集成磁头传感器(3)内；所述走行轨(52)是轨道的组成部分。

5.根据权利要求1所述列车障碍物与脱轨检测集成系统，其特征在于，所述障碍物检测装置和脱轨检测装置(5)通过集成磁头传感器(3)集成在一起；所述障碍物及脱轨检测集成系统(16)在车辆转向架(14)上的2根车辆转向架摇枕(15)上呈双套对称布置。其中，每套系统均能独立完成障碍物检测和脱轨检测功能；双套检测系统通过共用的障碍物检测横杆(21)相连接。

6.根据权利要求3所述列车障碍物与脱轨检测集成系统，其特征在于，所述障碍物检测横杆(21)、磁头感应杆件(22)与预压弹性组件(23)相连接；所述预压弹性组件(23)受预压限位装置(26)限制预压力的大小和位移量的大小。

7.根据权利要求3和权利要求4所述列车障碍物与脱轨检测集成系统，其特征在于，所述集成磁头传感器(3)包括2组侧面副感应线圈(41)和(42)和2组正面主感应线圈(511)和(512)；所述2组侧面副感应线圈(41)和(42)为第一组感应探头；所述2组正面主感应线圈(511)和(512)为第二组感应探头；其中，所述第一组感应探头作为障碍物探测装置(4)；所述第二组感应探头作为脱轨检测装置(5)中的感应探头。

8.根据权利要求3和权利要求4所述列车障碍物与脱轨检测集成系统，其特征在于，所述第一组感应探头的感应面正对磁头感应杆件(22)；所述第二组感应探头的感应面正对走行轨(52)的上表面。

9.根据权利要求7所述列车障碍物与脱轨检测集成系统，其特征在于，所述第一组感应探头为侧面副感应线圈(41)和(42)；所述第二组感应探头为正面主感应线圈(511)和(512)；所述第一组侧面副感应线圈(41)和(42)的功率小于第二组感应探头的功率。

10.根据权利要求6所述列车障碍物与脱轨检测集成系统，其特征在于，所述障碍物探测装置(4)包括2组侧面感应线圈(41)和(42)；所述2组侧面感应线圈(41)和(42)导线分别与磁头传感器尾缆(6)电连接；其中，所述障碍物感应装置(4)即为第一组感应探头。

11.根据权利要求6列车障碍物与脱轨检测集成系统，其特征在于，所述磁头感应杆件(22)跟随障碍物检测横杆(21)受障碍物的撞击移动；所述磁头感应杆件(22)离开磁头第一组感应探头，触发障碍物感应信号。

12.根据权利要求7列车障碍物与脱轨检测集成系统，其特征在于，所述2组正面主感应线圈(511)和(512)与所述侧面感应线圈(41)和(42)呈隔空互为垂直布置；所述2组正面主感应线圈(511)和(512)和2组侧面感应线圈(41)和(42)同时封装在同一个集成磁头传感器壳体(510)内；所述正面主感应线圈(511)和(512)导线与所述侧面感应线圈(41)和(42)导线扭绞在一起与磁头传感器尾缆(6)输入端连接。

13.根据权利要求1所述列车障碍物与脱轨检测集成系统，其特征在于，所述信号传输及列车控制系统包括集成磁头传感器尾缆(6)、信号传输电缆(7)、集成检测主机(8)、集成检测继电器接口(9)和列车控制系统(10)；其中，所述集成磁头传感器尾缆(6)的一端与感应线圈导线电连接；所述集成磁头传感器尾缆(6)与信号传输电缆(7)输入端电连接；所述信号传输电缆(7)的输出端与所述集成检测主机(8)电连接；所述集成检测主机(8)通过集成检测继电器接口(9)与所述列车控制系统(10)进行信号传输；所述列车控制系统(10)属于列车控制既有组成部分。

技术总结本发明提出了一种列车障碍物与脱轨检测集成系统。所述列车障碍物与脱轨检测集成系统包括集成系统悬挂装置、障碍物检测装置、脱轨检测装置、感应线圈、信号触发装置和信号传输及列车控制系统；其中，所述集成系统悬挂装置设置于车辆前部的车辆转向架上；所述障碍物检测装置和脱轨检测装置设置于所述集成系统悬挂装置上；所述障碍物检测装置和脱轨检测装置的信号输出端与所述感应线圈电缆相连接，所述线圈电缆将信号通过传输电缆传输至列车控制系统。技术研发人员：程博,王向阳,王全臣,林震,吴志刚,马秋凤,梁雪,何永平受保护的技术使用者：北京永列科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/2/1