一种盾构隧道内用有轨电机车辅助驾驶警示系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种盾构隧道内用有轨电机车辅助驾驶警示系统。所述警示系统包括主控单元、信号采集单元、语音警示单元、摄像头和显示单元，所述主控单元和显示单元均安装在电机车的驾驶室内，所述信号采集单元包括分别与主控单元信号通讯连接的陀螺仪、编码器和测距仪，所述陀螺仪安装在电机车的车架上，所述编码器安装在行走轮，所述测距仪安装在电机车车头的前侧，所述语音警示单元和摄像头均安装在电机车车头的顶部，分别与主控单元通讯连接。本实用新型专利技术避免了电机车在上下坡状态、失速状态、启动状态及电机车驶入施工区域时因缺少提醒和预警而带来的危险，降低了电机车在施工过程中的安全风险。程中的安全风险。程中的安全风险。

【技术实现步骤摘要】
一种盾构隧道内用有轨电机车辅助驾驶警示系统


[0001]本技术属于电机车智能控制
，具体是一种盾构隧道内用有轨电机车辅助驾驶警示系统，该警示系统可以对于正常行驶状态及事故状态下进行语音播报警示，避免电机车在上下坡状态、失速状态、启动状态及电机车驶入施工区域时因缺少提醒和预警而带来的危险。

技术介绍

[0002]随着社会和城市的快速发展，地下轨道交通已经成为缓解城市交通压力的重要途径，在地下轨道交通的盾构法施工中，电机车能否高效安全运行一直是影响盾构施工效率和安全的重要因素。
[0003]由于电机车在满载的时候自身载重可达约200T，同时其行走的轨道由于安装等因素的影响，无法保持轨道表面完全水平顺滑；同时在施工过程中，轨道表面无法保证完全清洁，所以电机车行驶过程中很容易出现溜车、失速、脱轨等危险情况。由于电机车自重很大，所以惯性很大，在发生溜车等危险情况时，往往无法第一时间将电机车完全刹住，不稳定因素较多。当上述危险情况发生时，如果工作区域内人员较多且没有察觉的话，非常容易造成重大安全事故。

技术实现思路

[0004]本技术针对现有技术存在的缺陷提供了一种盾构隧道内用有轨电机车辅助驾驶警示系统，该警示系统可以对于正常行驶状态及事故状态下进行语音播报警示，避免电机车在上下坡状态、失速状态、启动状态及电机车驶入施工区域时因缺少提醒和预警而带来的危险，可以解决现有盾构机电机车由于在发生安全事故时因提醒不及时而发生的二次事故的问题。
[0005]为了达到上述目的，本技术提供了一种盾构隧道内用有轨电机车辅助驾驶警示系统，其特征在于：所述警示系统包括主控单元、信号采集单元、语音警示单元、摄像头和显示单元，所述主控单元和显示单元均安装在电机车的驾驶室内，所述信号采集单元包括分别与主控单元信号通讯连接的陀螺仪、编码器和测距仪，所述陀螺仪安装在电机车的车架上，所述编码器安装在行走轮，所述测距仪安装在电机车车头的前侧，所述语音警示单元和摄像头均安装在电机车车头的顶部，分别与主控单元通讯连接。
[0006]本使用新型较优的技术方案：所述警示系统还包括设置在盾构隧道每一个不同区域的始末段的提示牌，每个提示牌通过螺栓固定在盾构隧道的轨道一侧或者两侧，在每个提示牌上设有不同图案层。
[0007]本使用新型较优的技术方案：所述陀螺仪为电感陀螺仪，安装在电机车蓄电池支撑梁下方，用于车身姿态测量，并将测量的信号传送个控制单元，由控制单元将信号通过显示单元显示出来，并发送给语音警示单元进行语音提示。
[0008]本使用新型较优的技术方案：所述编码器安装在电机车车头的前侧行走轮或后侧
行走轮上，通过电机车前后行走测出速度并将信号传递控制单元，由控制单元将信号通过显示单元显示出来，并发送给语音警示单元进行语音提示。
[0009]本使用新型较优的技术方案：所述测距仪为激光测距仪或超声波测距仪中的一种，用于监测电机车车头与前方障碍物或电机车车头前方提示牌之间的距离，并将监测数据传送给控制单元，由控制单元将信号通过显示单元显示出来，并发送给语音警示单元进行语音提示。
[0010]本使用新型较优的技术方案：所述摄像头用于实时拍摄车站、隧道、台车及提示牌的位置，并将信号传送给控制单元，由控制单元元将信号通过显示单元显示出来，并发送给语音警示单元进行语音提示。
[0011]本技术的陀螺仪传感器是一个简单易用的基于自由空间移动和手势的定位的控制系统，通过三轴运动姿态参数判别电机车运动方位，从而测量出电机车上下坡状态；旋转编码器是用来测量转速的装置，光电式旋转编码器通过光电转换，可将输出轴的角位移、角速度等机械量转换成相应的电脉冲信号，从而测量出电机车行驶速度；测距仪为激光测距传感器是利用激光来测量距离的装置，它在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出它到被测目标的距离。磁性接近开关是通过传感器与物体之间的位置关系变化，将非电量或电磁量转化为所希望的电信号，从而达到控制或测量的目的。通过RS485 Modbus通信将上述传感器采集到的数据传输至PLC 中进行数据计算处理，从而得到电机车运行速度及方向和上下坡状态等信息，并将这些信息通过人机界面显示在KTP400显示屏上。
[0012]所述语音警示单元主要包含电机车控制室内语音警示、盾构机施工区域内语音警示等；主要播报的语音内容如下：
①
电机车驾驶室门未关闭请立即关闭；
②
电机车处于上坡状态请注意速度；
③
电机车处于下坡状态请注意速度；
④
电机车速度过快请减速；
⑤
电机车进入施工区域请注意安全 (持续播报一分钟)。
[0013]本技术的有益效果：
[0014](1)本技术将现有的电机车语音警示系统进行了集成，正常行驶状态时包含上下坡状态提醒、启动状态提醒、电机车驶入施工区域提醒等；采用陀螺仪来检测上下坡状态提醒，测距仪模块检测是否进入施工区域状态；光电式旋转编码器用来测量运行速度及方向；磁性接近开关用来检测驾驶室门是否正常关闭。
[0015](2)电机车语音警示系统还集成了非正常行驶状态时失速状态提醒，采用编码器检测电机车速度状态，在电机车刹车失灵或溜车时，及时对操作室司机及工作区域内人员发出警示提醒，减少因发现不及时而造成的安全事故。
[0016]本技术结构简单、使用方便，避免了电机车在上下坡状态、失速状态、启动状态及电机车驶入施工区域时因缺少提醒和预警而带来的危险，解决了现有盾构机电机车由于在发生安全事故时因提醒不及时而发生的二次事故的问题，提高了工作效率，降低了电机车在施工过程中的安全风险。
附图说明
[0017]图1是本技术的正面结构示意图；
[0018]图2是本技术的侧视图；
[0019]图3是本技术的控制原理图。
[0020]图中：1—电机车，100—电机车车头，2—语音警示单元，3—摄像头， 4—显示单元，5—测距仪，6—陀螺仪，7—行走轮，8—编码器，9—提示牌，10—主控单元。
具体实施方式
[0021]下面结合附图对本技术提出一种盾构隧道内用电机车智能辅助驾驶系统作进一步说明。附图1至图3均为实施例的附图，采用简化的方式绘制，仅用于清晰、简洁地说明本技术实施例的目的，附图中的展现的技术方案为本技术的实施例的具体方案，并非旨在限制要求保护的本技术的范围。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0022]实施例提供了一种盾构隧道内用有轨电机车辅助驾驶警示系统，如图 1至图3所示，包括主控单元10、信号采集单元、语音警示单元2、摄像头 3和显示单元4，所述主控单元主要包含西门子S7
‑
1200及CB1241 RS485 信号板通讯模块；模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盾构隧道内用有轨电机车辅助驾驶警示系统，其特征在于：所述警示系统包括主控单元(10)、信号采集单元、语音警示单元(2)、摄像头(3)和显示单元(4)，所述主控单元(10)和显示单元(4)均安装在电机车(1)的驾驶室内，所述信号采集单元包括分别与主控单元信号通讯连接的陀螺仪(6)、编码器(8)和测距仪(5)，所述陀螺仪(6)安装在电机车(1)的车架上，所述编码器(8)安装在行走轮(7)，所述测距仪(5)安装在电机车车头(100)的前侧，所述语音警示单元(2)和摄像头(3)均安装在电机车车头(100)的顶部，分别与主控单元通讯连接。2.根据权利要求1所述的一种盾构隧道内用有轨电机车辅助驾驶警示系统，其特征在于：所述警示系统还包括设置在盾构隧道每一个不同区域的始末段的提示牌(9)，每个提示牌通过螺栓固定在盾构隧道的轨道一侧或者两侧，在每个提示牌上设有不同图案层。3.根据权利要求1或2所述的一种盾构隧道内用有轨电机车辅助驾驶警示系统，其特征在于：所述陀螺仪(6)为电感陀螺仪，安装在电机车(1)蓄电池支撑梁下方，用于车身姿态测量，并将测量的信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘占波，刘志斌，张昆峰，周树清，乔晓亮，龚俊，李蒙，金若雄，胡杰，朱华，
申请(专利权)人：中铁十一局武汉重型装备有限公司，
类型：新型
国别省市：