專利名稱：具有改進(jìn)的輻射防護(hù)的列車安全檢查系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及安全檢查領(lǐng)域，尤其涉及列車安全檢查。
背景技術(shù)：
隨著世界各國貿(mào)易往來的急劇增加以及國際安全形勢的日益嚴(yán)峻，各國都在不斷加強(qiáng)海關(guān)、航空及邊檢卡口的貨物安全檢查力度。整編列車的貨運(yùn)安全檢查系統(tǒng)在各國的陸路口岸有著非常重要的作用。由于它是不開箱檢查，因此極大地提高了口岸的貨物通關(guān)速度。列車安全檢查系統(tǒng)屬于一種被動(dòng)式掃描模式，即列車司機(jī)駕駛整編列車經(jīng)過掃描通道，檢查系統(tǒng)通過控制放射源產(chǎn)生X射線對(duì)整個(gè)列車進(jìn)行掃描，然后利用探測器接收穿過列車的X射線而產(chǎn)生電信號(hào)，并送到數(shù)據(jù)處理中心，在數(shù)據(jù)處理中心經(jīng)過處理之后形成掃描圖像，從而完成對(duì)列車的不開箱檢查。在整個(gè)檢查過程中，對(duì)有司機(jī)的機(jī)車以及對(duì)混編在貨運(yùn)列車中的客車車廂進(jìn)行避讓，以保護(hù)車上人員的輻射安全。目前，世界上的列車安全檢查系統(tǒng)所采用的方法是在鐵軌兩邊安裝幾對(duì)光電傳感器，利用車廂和車廂之間的連接空檔區(qū)域來區(qū)分車廂節(jié)數(shù)，以便避讓機(jī)車和客車車廂。由于這種辦法不對(duì)機(jī)車、客車車廂和貨車車廂進(jìn)行區(qū)分，因此在掃描流程中，為了保護(hù)列車司機(jī)的輻射安全，要求檢查人員與前方車站緊密配合，以便確認(rèn)將要被檢查的列車信息(比如有幾節(jié)機(jī)車，尾部是否有機(jī)車，車廂總節(jié)數(shù)等等)，從而使得控制系統(tǒng)能夠提前計(jì)算車廂節(jié)數(shù)，以便避讓機(jī)車和客車車廂。而且，由于光電傳感器受陽光、雨雪、昆蟲、灰塵、油污等外部環(huán)境的干擾較大，因此容易發(fā)生誤操作，所以維護(hù)人員每天都要做光電傳感器的清潔工作，非常不方便。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供具有改進(jìn)的輻射防護(hù)的列車安全檢查系統(tǒng)。為此，根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，提供一種列車安全檢查系統(tǒng)。所述列車安全檢查系統(tǒng)包括磁傳感器組，其被安裝在X射線束流中心兩邊一定范圍的區(qū)域內(nèi)的鐵軌內(nèi)側(cè)上，用于采集列車車輪的信號(hào)，每個(gè)磁傳感器組包括三個(gè)磁傳感器；信號(hào)調(diào)理電路箱，用于對(duì)輸入的磁傳感器信號(hào)序列進(jìn)行整形和電平變換以得到規(guī)則的脈沖信號(hào)序列；數(shù)據(jù)采集卡，用于根據(jù)輸入的脈沖信號(hào)序列中的各個(gè)脈沖的到來時(shí)刻，計(jì)算列車的速度和軸距；車廂識(shí)別工控機(jī)，用于根據(jù)來自數(shù)據(jù)采集卡的列車速度和軸距信息，使用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中已知分節(jié)流程對(duì)軸距進(jìn)行分節(jié)，并使用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中已知的車型判別流程來對(duì)已分節(jié)的軸距進(jìn)行車廂類型的判別，以及計(jì)算車廂的鉤鐺信號(hào)；加速器，用于產(chǎn)生并發(fā)射X射線，對(duì)列車車廂進(jìn)行掃描；探測器，用于接收穿過列車車廂的X射線而產(chǎn)生電信號(hào)；機(jī)械快門，其被安裝在加速器前面，用于遮擋加速器的X射線；以及掃描控制器，用于根據(jù)從車廂識(shí)別工控機(jī)接收的列車的車廂類型和鉤鐺信號(hào)，在掃描流程中控制加速器的工作以及機(jī)械快門的打開和關(guān)閉，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)列車中的機(jī)車和客車車廂的避讓控制。優(yōu)選地，所述列車安全檢查系統(tǒng)還包括一對(duì)光幕，其被設(shè)置在掃描通道的出口處，用于檢測在所述出口處是否有列車通過，其中，所述掃描控制器在掃描流程中控制機(jī)械快門的打開還要根據(jù)光幕的檢測結(jié)果。優(yōu)選地，所述列車安全檢查系統(tǒng)還包括監(jiān)控?cái)z像機(jī)，其被安裝在距離X射線束流中心最遠(yuǎn)的磁傳感器組附近，用于在所述磁傳感器組檢測到有列車通過時(shí)提示操作人員確認(rèn)是否為貨車，以便確定是否啟動(dòng)掃描流程。優(yōu)選地，所述列車安全檢查系統(tǒng)還包括安全聯(lián)鎖系統(tǒng)，用于在確認(rèn)掃描之后，由安全聯(lián)鎖鑰匙打到閉合狀態(tài)以使安全聯(lián)鎖系統(tǒng)就緒。優(yōu)選地，每個(gè)磁傳感器組包括兩個(gè)工作磁傳感器和一個(gè)冗余磁傳感器。優(yōu)選地，第一磁傳感器組距離X射線束流中心為3. 6 — 4米。優(yōu)選地，第二磁傳感器組距離X射線束流中心為100米。優(yōu)選地，第三磁傳感器組距離X射線束流中心為300 - 500米。優(yōu)選地，磁傳感器組包括上行磁傳感器組和下行磁傳感器組。優(yōu)選地，所述列車安全檢查系統(tǒng)還包括兩對(duì)光幕，其中在掃描通道的入口和出口處各設(shè)置一對(duì)光幕，用于分別檢測在所述入口和出口處是否有列車通過，其中，所述掃描控制器在掃描流程中控制機(jī)械快門的打開還要根據(jù)光幕的檢測結(jié)果。通過利用上述的列車安全檢查系統(tǒng)，極大地提高了系統(tǒng)可靠性和檢查效率。而且，由于利用了車廂識(shí)別工控機(jī)提供的列車信息，因此不需要和前方車站提前確認(rèn)列車信息。同時(shí)，磁傳感器可適應(yīng)各種惡劣條件，維護(hù)成本很低，不需要維護(hù)人員現(xiàn)場值守。

通過結(jié)合附圖來閱讀后面的具體實(shí)施方式
，可以更好地理解本實(shí)用新型的特征和優(yōu)點(diǎn)，其中在附圖中用相同的附圖標(biāo)記表示相同或相似的元件，并且附圖中的元件不一定是按比例繪制的。在附圖中圖1是示出根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的列車安全檢查系統(tǒng)的示意框圖；圖2是示出用于單向掃描的磁傳感器組的布置的一個(gè)例子的示意圖；圖3是示出用于雙向掃描的磁傳感器組的布置的一個(gè)例子的示意圖；圖4是示出根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的計(jì)算列車的速度和軸距的原理的示意圖；圖5是示出根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的列車分節(jié)處理原理的示意圖；圖6是示出根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的列車分節(jié)處理的示意流程圖；圖7是示出根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的列車車廂類型判斷的示意流程圖；圖8是示出根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的列車鉤鐺處理原理的示意圖；以及圖9是示出根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的列車安全檢查系統(tǒng)的一部分的平面示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的各個(gè)實(shí)施例。[0028]參考圖1，其中示出根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的列車安全檢查系統(tǒng)100的示意框圖。所述列車安全檢查系統(tǒng)100包括磁傳感器組102、信號(hào)調(diào)理電路箱104、數(shù)據(jù)采集卡106、車廂識(shí)別工控機(jī)108、掃描控制器110、監(jiān)控?cái)z像機(jī)112、安全聯(lián)鎖系統(tǒng)114、機(jī)械快門116、光幕118、加速器120、探測器122、以及控制接口 124。磁傳感器組102被安裝在整個(gè)檢查系統(tǒng)的X射線束流中心兩邊一定范圍的區(qū)域內(nèi)的鐵軌內(nèi)側(cè)上，用于采集列車車輪的信號(hào)。每組磁傳感器包括三個(gè)磁傳感器，其中兩個(gè)是工作磁傳感器，一個(gè)是冗余磁傳感器。在同一組磁傳感器中，磁傳感器之間的間距約為150 -300毫米，這取決于鐵道枕木的實(shí)際間距和車廂的最小軸距。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，如果檢查系統(tǒng)100是單向掃描，則設(shè)置4組磁傳感器。圖2示出只能在列車上行方向(在圖中為從左至右的方向)上進(jìn)行掃描的磁傳感器組的布置的一個(gè)例子的示意圖。S0、S1、S2分別是在束流中心0點(diǎn)左側(cè)400米、100米、4米處的上行磁傳感器組，用于采集在上行方向上行駛的列車車輪產(chǎn)生的信號(hào)。磁傳感器組S2被安裝在距離束流中心4米的位置是基于如下考慮磁傳感器組S2用來發(fā)送鉤鐺信號(hào)(正如后面描述的那樣)，由于車廂最后一個(gè)車輪到鉤鐺的距離近似為3. 6 — 4米，因此磁傳感器組S2可以被安裝在距離束流中心0點(diǎn)3. 6 — 4米的位置，例如4米。磁傳感器組SI被安裝在距離束流中心0點(diǎn)100米的位置是基于如下考慮檢查系統(tǒng)100中設(shè)計(jì)掃描列車的最大速度是8米/秒，由于加速器120從加磁高壓到穩(wěn)定一般需要6 - 8秒的時(shí)間，因此對(duì)于8米/秒或者甚至更快一點(diǎn)速度的列車而言需要100米左右的距離來穩(wěn)定。磁傳感器組SO被安裝在距離束流中心0點(diǎn)400米的位置是基于如下考慮從400米處的磁傳感器組SO到100米處的磁傳感器組SI有300米的距離，由于檢查系統(tǒng)100中設(shè)計(jì)掃描列車的最大速度是8米/秒，因此300米的距離可以給操作人員大約40秒的時(shí)間以便讓其通過監(jiān)控?cái)z像機(jī)112確認(rèn)客貨車并操作鼠標(biāo)點(diǎn)擊按鈕，根據(jù)現(xiàn)場情況，可以將磁傳感器組SO與束流中心0點(diǎn)之間的距離控制在400± 100米，即300 - 500米。XO是在束流中心0點(diǎn)右側(cè)100米處的磁傳感器組，用于檢測下行方向(在圖中為從右至左的方向)的來車以防止意外。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，如果檢查系統(tǒng)100是雙向掃描，則設(shè)置6組磁傳感器。圖3示出在列車上行方向(在圖中為從左至右的方向)和下行方向(在圖中為從右至左的方向)上均能進(jìn)行掃描的磁傳感器組的布置的一個(gè)例子的示意圖。S0、S1、S2分別是在束流中心0點(diǎn)左側(cè)400米、100米、4米處的上行磁傳感器組，用于采集在上行方向上行駛的列車車輪產(chǎn)生的信號(hào)。X0、X1、X2分別是在束流中心0點(diǎn)右側(cè)400米、100米、4米處的下行磁傳感器組，用于采集在下行方向上行駛的列車車輪產(chǎn)生的信號(hào)。磁傳感器組S0/X0、S1/X1、S2/X2的安裝位置離束流中心0點(diǎn)的距離的選擇所基于的考慮分別與前面在單向掃描布置中磁傳感器組so、S1、S2的安裝位置離束流中心0點(diǎn)的距離的選擇所基于的考慮相同。由于磁傳感器組中1、2、3號(hào)磁傳感器的方向與檢測列車到來的方向相一致，因此上行磁傳感器組S0、S1、S2中的1、2、3號(hào)磁傳感器的順序與下行磁傳感器組X0、X1、X2中的1、2、3號(hào)磁傳感器的順序是相反的。磁傳感器的工作原理類似于一個(gè)磁鐵。當(dāng)列車的機(jī)車和各節(jié)車廂的每個(gè)車輪順序地經(jīng)過磁傳感器組中的各個(gè)磁傳感器時(shí)，車輪切割磁傳感器磁力線，于是根據(jù)列車速度的不同，這些磁傳感器便輸出具有不同幅度的電壓信號(hào)，從而提供磁傳感器信號(hào)序列。所述磁傳感器信號(hào)序列通過傳輸線纜被傳送到信號(hào)調(diào)理電路箱104。信號(hào)調(diào)理電路箱104在對(duì)所述磁傳感器信號(hào)序列進(jìn)行整形和電平變換后得到規(guī)則的脈沖信號(hào)序列，所述脈沖信號(hào)序列被提供給數(shù)據(jù)采集卡106。數(shù)據(jù)采集卡106根據(jù)輸入的脈沖信號(hào)序列中的各個(gè)脈沖的到來時(shí)刻，計(jì)算列車的
速度和軸距。列車的速度和軸距的計(jì)算方法的原理如圖4所示。對(duì)于每組3個(gè)磁傳感器，利用其中任意兩個(gè)就能計(jì)算出列車的速度和軸距，另外一個(gè)磁傳感器用于冗余和備份，使得當(dāng)某個(gè)磁傳感器丟失信號(hào)時(shí)，依然能夠正確測量出列車的速度和軸距。在圖4中，Z軸線表示一條鐵軌，在該鐵軌上僅示出一個(gè)磁傳感器組中的兩個(gè)工作磁傳感器a和b。Cl是磁傳感器a和b之間的距離，例如為150 — 300毫米，這要根據(jù)鐵道枕木的實(shí)際間距和列車車廂的最小軸距而定。在圖4中的第二和三條軸線即軸線a和b上，以時(shí)序圖的形式表示一節(jié)車廂(通常，一節(jié)車廂例如有4根車軸)行駛通過磁傳感器a和b后采集到的相應(yīng)的車輪脈沖信號(hào)。具體而言，在軸線a上表示的是磁傳感器a產(chǎn)生的4個(gè)車輪脈沖信號(hào)LpLyLyL4 ;在軸線b上表不的是磁傳感器b產(chǎn)生的類似的4個(gè)車輪脈沖信號(hào) L/、L2，、L/、L/。在圖4中，a和b軸線上的第一個(gè)脈沖之間的時(shí)間差對(duì)應(yīng)于車輪經(jīng)過鐵軌上的一段已知距離(例如兩個(gè)相鄰磁傳感器之間的距離Cl)。假設(shè)車輪經(jīng)過這段距離Cl所用的時(shí)間為tl，則根據(jù)物理學(xué)求速度的公式v=cl/tl(公式 I)便可計(jì)算出列車的速度。根據(jù)軸距的下列計(jì)算`公式可計(jì)算出軸距h
權(quán)利要求1.一種列車安全檢查系統(tǒng)，其特征在于包括 磁傳感器組(102 )，其被安裝在X射線束流中心兩邊一定范圍的區(qū)域內(nèi)的鐵軌內(nèi)側(cè)上，用于采集列車車輪的信號(hào)，每個(gè)磁傳感器組包括三個(gè)磁傳感器； 信號(hào)調(diào)理電路箱(104)，用于對(duì)輸入的磁傳感器信號(hào)序列進(jìn)行整形和電平變換以得到規(guī)則的脈沖信號(hào)序列； 數(shù)據(jù)采集卡(106)，用于根據(jù)輸入的脈沖信號(hào)序列中的各個(gè)脈沖的到來時(shí)刻，計(jì)算列車的速度和軸距； 車廂識(shí)別工控機(jī)(108)，用于根據(jù)來自數(shù)據(jù)采集卡(106)的列車速度和軸距信息，使用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中已知分節(jié)流程對(duì)軸距進(jìn)行分節(jié)，并使用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中已知的車型判別流程來對(duì)已分節(jié)的軸距進(jìn)行車廂類型的判別，以及計(jì)算車廂的鉤鐺信號(hào)； 加速器(120)，用于產(chǎn)生并發(fā)射X射線，對(duì)列車車廂進(jìn)行掃描； 探測器(122)，用于接收穿過列車車廂的X射線而產(chǎn)生電信號(hào)； 機(jī)械快門(116 )，其被安裝在加速器(120 )前面，用于遮擋加速器(120 )的X射線；以及掃描控制器(110)，用于根據(jù)從車廂識(shí)別工控機(jī)(108)接收的列車的車廂類型和鉤鐺信號(hào)，在掃描流程中控制加速器(120)的工作以及機(jī)械快門(116)的打開和關(guān)閉，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)列車中的機(jī)車和客車車廂的避讓控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車安全檢查系統(tǒng)，其特征在于還包括 一對(duì)光幕(118)，其被設(shè)置在掃描通道的出口處，用于檢測在所述出口處是否有列車通過， 其中，所述掃描控制器(110)在掃描流程中控制機(jī)械快門(116)的打開還要根據(jù)光幕(118)的檢測結(jié)果。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的列車安全檢查系統(tǒng)，其特征在于還包括 監(jiān)控?cái)z像機(jī)(112)，其被安裝在距離X射線束流中心最遠(yuǎn)的磁傳感器組附近，用于在所述磁傳感器組檢測到有列車通過時(shí)提示操作人員確認(rèn)是否為貨車，以便確定是否啟動(dòng)掃描流程。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的列車安全檢查系統(tǒng)，其特征在于還包括 安全聯(lián)鎖系統(tǒng)(114)，用于在確認(rèn)掃描之后，由安全聯(lián)鎖鑰匙打到閉合狀態(tài)以使安全聯(lián)鎖系統(tǒng)就緒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的列車安全檢查系統(tǒng)，其特征在于 每個(gè)磁傳感器組包括兩個(gè)工作磁傳感器和一個(gè)冗余磁傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的列車安全檢查系統(tǒng)，其特征在于 第一磁傳感器組距離X射線束流中心為3. 6 — 4米。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的列車安全檢查系統(tǒng)，其特征在于 第二磁傳感器組距離X射線束流中心為100米。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的列車安全檢查系統(tǒng)，其特征在于 第三磁傳感器組距離X射線束流中心為300 - 500米。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車安全檢查系統(tǒng)，其特征在于 磁傳感器組包括上行磁傳感器組和下行磁傳感器組。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的列車安全檢查系統(tǒng)，其特征在于還包括兩對(duì)光幕，其中在掃描通道的入口和出口處各設(shè)置一對(duì)光幕，用于分別檢測在所述入口和出口處是否有列車通過， 其中，所述掃描控制器在掃描流程中控制機(jī)械快門的打開還要根據(jù)光幕的檢測結(jié)果。
專利摘要本實(shí)用新型公開了具有改進(jìn)的輻射防護(hù)的列車安全檢查系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括磁傳感器組(102)，用于采集列車車輪的信號(hào)；信號(hào)調(diào)理電路箱(104)，用于得到規(guī)則的脈沖信號(hào)序列；數(shù)據(jù)采集卡(106)，用于計(jì)算列車的速度和軸距；車廂識(shí)別工控機(jī)(108)，用于進(jìn)行車廂類型的判別以及計(jì)算車廂的鉤鐺信號(hào)；加速器(120)，用于產(chǎn)生并發(fā)射X射線，對(duì)列車車廂進(jìn)行掃描；探測器(122)，用于接收穿過列車車廂的X射線而產(chǎn)生電信號(hào)；機(jī)械快門(116)，用于遮擋加速器(120)的X射線；掃描控制器(110)，用于控制加速器(120)的工作以及機(jī)械快門(116)的打開和關(guān)閉。本實(shí)用新型極大地提高了系統(tǒng)可靠性和檢查效率。
文檔編號(hào)B61L23/00GK202896596SQ20122049475
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者李巨軒, 孫尚民, 胡煜, 喻衛(wèi)豐 申請(qǐng)人:同方威視技術(shù)股份有限公司