專利名稱：滾裝運輸車輛安檢系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種滾裝運輸車輛安檢系統(tǒng)，更具體地涉及一種用于對滾裝運輸車輛，例如集裝箱或載貨車輛同時實施射線透視、衡重和外形尺寸測量的安檢系統(tǒng)。
背景技術：
客滾運輸目前在我國的近海運輸中占據(jù)著重要的地位，例如渤海灣客滾運輸，其是連接山東半島和遼東半島的重要通道，多年來為兩地經(jīng)濟發(fā)展發(fā)揮重要的作用，與此同時，滾裝運輸中乘船車輛在貨物中夾帶危險品帶來的安全隱患，成為困擾海上交通安全管理的難點和重點，而目前采用的安檢手段主要是人工開箱檢查、人工估算貨車尺寸，對車輛內部無法詳細觀察，其檢查效率低、準確度差，并且對于需要收費的項目、數(shù)量證據(jù)不足，造成不合理收費。因此，采用科學、有效、可靠的車輛安全檢測手段和設備，杜絕渡海車輛夾帶、攜帶危險貨物進港、登船，從源頭上消除客滾運輸?shù)陌踩[患，已經(jīng)成為保障船舶運輸安全生產(chǎn)的當務之急。
顯然，使用射線穿透被檢物生成物體的透視圖像，通過查看圖像代替人工開箱查驗，無疑是提高檢查效率的最有效手段。但采用何種射線及探測器、采用何種設備和儀器以提高透視圖像的質量、提高系統(tǒng)的有效性和可靠性，一直是人們探討的焦點。而設備的安全性、可靠性、易維護性和易操作性以及性價比更是使用單位所關心的主要因素。
為此，國內外進行了大量的研究來尋找新的檢查系統(tǒng)方案，例如美國EG&G公司曾試圖用X射線機來作為輻射源，但由于其X射線的最大能量僅數(shù)百KeV，因而系統(tǒng)的穿透能力很差，不足50mm的鐵，而一般滿載的集裝箱相當于140-160mm的鐵，因此難以滿足查驗工作的需求。
因此，需要一種實際可行的滾裝運輸貨車安檢系統(tǒng)，其性能要求可靠、維護方便、價格低廉并且操作簡捷。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種滾裝運輸車輛安檢系統(tǒng)。
本實用新型的滾裝運輸車輛安檢系統(tǒng)包括輻射源子系統(tǒng)、探測器子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與實時成像子系統(tǒng)、圖像處理及數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、機械結構及驅動子系統(tǒng)和運行監(jiān)控子系統(tǒng)，輻射源子系統(tǒng)、探測器子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與實時成像子系統(tǒng)分設置在機械結構及驅動子系統(tǒng)上并分別與運行監(jiān)控子系統(tǒng)電連接，其中探測器子系統(tǒng)和輻射源子系統(tǒng)分別位于被檢車輛相對應的兩側，所述探測器子系統(tǒng)與所述數(shù)據(jù)采集與實時成像子系統(tǒng)以數(shù)據(jù)線相連；所述數(shù)據(jù)采集與實時成像子系統(tǒng)與圖像處理及數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)以數(shù)據(jù)線相連；圖像處理及數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)與運行監(jiān)控子系統(tǒng)電連接。
所述探測器子系統(tǒng)通過高壓充氣陣列電離室或者固體探測器，接收輻射源子系統(tǒng)發(fā)出的透過被檢車輛的γ射線或X射線，所述探測器子系統(tǒng)與所述數(shù)據(jù)采集與實時成像子系統(tǒng)相連以傳輸強弱不同的輻射信號；所述數(shù)據(jù)采集與實時成像子系統(tǒng)將所采集的輻射信號經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后輸入圖像處理及數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)；所述機械結構及驅動子系統(tǒng)使輻射源、探測器、數(shù)據(jù)采集和實時成像子系統(tǒng)能夠有機組合成一個檢測門架，檢測門架通過滑座在軌道上以一定的速度勻速掃描被檢車輛；運行監(jiān)控子系統(tǒng)負責對整個滾裝運輸車輛安檢系統(tǒng)的監(jiān)控。
在本實用新型的滾裝運輸車輛安檢系統(tǒng)中，輻射源子系統(tǒng)采用60Co探傷機或平均能量相當或略高的X射線加速器，固體探測器可以是鎢酸鎘固體探測器、碘化銫固體探測器或其它的固體探測器。
在本實用新型中，數(shù)據(jù)采集與實時成像子系統(tǒng)通過前端電路采集模擬信號，并將模擬信號經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后轉化為數(shù)字信號輸入圖像處理子系統(tǒng)，最終在計算機屏幕上建立被檢客體的輻射投影圖像。
在本實用新型的滾裝運輸車輛安檢系統(tǒng)中，圖像處理及數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)包括信息錄入站、數(shù)據(jù)采集站、圖像檢查站、信息查詢站，其可以同時顯示被檢車輛的掃描圖像和被檢車輛的其它信息，并采用關聯(lián)技術同時對圖像和車輛信息進行傳輸和保存。
在本實用新型的滾裝運輸車輛安檢系統(tǒng)中，運行監(jiān)控子系統(tǒng)由控制系統(tǒng)和監(jiān)視及廣播系統(tǒng)組成。其中控制系統(tǒng)由主控臺、檢測門架控制單元、采集控制單元等部分組成。操作方式可以采用就地操作、遠程操作和遙控操作三種方式。
本實用新型的滾裝運輸車輛安檢系統(tǒng)還包括車輛稱重及車輛尺寸測量系統(tǒng)。在檢測門架運動軌道之間的地面上設置汽車衡，以對車輛稱重。在門架橫梁上設置兩個激光掃描傳感器，兩者各自發(fā)出張角約為90°的射線區(qū)域，組合成一個矩形的掃描區(qū)域，當有物體通過這個區(qū)域時，就會產(chǎn)生與物體橫斷面外形一致的輪廓曲線數(shù)據(jù)，結合物體的運動即可精確計算出物體的極限高度和寬度。另外在檢測門架驅動輪軸上設置旋轉編碼器，與激光掃描傳感器配合即可計算出車輛的長度。以上所獲得的數(shù)據(jù)可以以直接顯示、通訊傳輸或人工錄入的方式傳送給收費系統(tǒng)。
通過使用本實用新型的滾裝運輸車輛安檢系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對入港滾裝運輸車輛的高效、即時檢查，并且該檢查操作方便、檢查結果直觀，可以廣泛應用于各個港口的安檢，具有極好的實用價值。


圖1顯示了本實用新型的滾裝運輸車輛安檢系統(tǒng)的基本原理及其組成；圖2顯示了本實用新型中圖像處理及數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)的基本結構；圖3顯示了本實用新型中機械結構及驅動子系統(tǒng)的示意性結構圖；圖4顯示了本實用新型中運行監(jiān)控子系統(tǒng)的控制系統(tǒng)框圖；圖5顯示了本實用新型的車輛稱重及車輛尺寸測量系統(tǒng)的俯視圖；圖5a顯示了本實用新型的車輛稱重及車輛尺寸測量系統(tǒng)的中央剖面圖；圖6顯示了本實用新型的工作流程圖；圖7顯示了本實用新型的安全聯(lián)鎖圖。
具體實施方式
下面將參考附圖說明本實用新型的具體實施方式
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本實用新型的滾裝運輸車輛安檢系統(tǒng)包括輻射源子系統(tǒng)、探測器子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與實時成像子系統(tǒng)、圖像處理及數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、機械結構及驅動子系統(tǒng)和運行監(jiān)控子系統(tǒng)。
圖1顯示了本實用新型的滾裝運輸車輛安檢系統(tǒng)的基本原理及其組成。其中輻射源1采用60Co探傷機或平均能量相當或略高的X射線加速器。輻射源放出的γ射線或X射線經(jīng)過前準直器2準直，穿過被檢物體3，例如集裝箱車輛或貨車，再經(jīng)過后準直器4準直后由高壓充氣陣列電離室5所接收，產(chǎn)生的強弱不同的信號經(jīng)采集系統(tǒng)6和圖像處理系統(tǒng)7轉換成被檢物體的圖像顯示在計算機屏幕上。采集系統(tǒng)6采用極低噪聲前端電路，可以達到較大的信號范圍。采集系統(tǒng)6采集到的模擬信號經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后轉化為數(shù)字信號輸入圖像處理子系統(tǒng)，最終在計算機屏幕上建立被檢客體的輻射投影圖像。
圖2顯示了本實用新型中圖像處理及數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)的基本結構，包括信息錄入站、數(shù)據(jù)采集站、圖像檢查站1-4、信息查詢站，信息錄入站用于錄入司機以及車輛信息，數(shù)據(jù)采集站用于采集被檢物體的圖像、外形及重量數(shù)據(jù)，工作人員在圖像檢查站1-4檢查獲得的圖像，信息查詢站提供安檢信息的查詢，本系統(tǒng)可以同時顯示被檢車輛的掃描圖像和被檢車輛的其它信息，并采用關聯(lián)技術同時對圖像和車輛信息進行傳輸和保存。
圖3顯示了本實用新型中機械結構及驅動子系統(tǒng)的示意性結構圖。其使輻射源、探測器、數(shù)據(jù)獲取和實時成像子系統(tǒng)能夠有機組合成一個檢測門架，檢測門架由主滑座13、副滑座9、主側箱型梁12、副側箱型梁10和橫梁11組成，檢測門架通過滑座9、13在軌道8上以一定的速度勻速掃描被檢車輛3。檢測門架能夠往復運動以實現(xiàn)檢查系統(tǒng)的雙向檢測。檢測門架的驅動采用變頻電機驅動，門架的往復運行采用就地操作和遠端操作以及遙控操作的方式進行。
圖4顯示了本實用新型中運行監(jiān)控子系統(tǒng)的控制系統(tǒng)框圖。在本實用新型的滾裝運輸車輛安檢系統(tǒng)中，運行監(jiān)控子系統(tǒng)由控制系統(tǒng)和監(jiān)視及廣播系統(tǒng)組成。其中控制系統(tǒng)由主控臺、檢測門架控制單元、采集控制單元等部分組成。監(jiān)視及廣播系統(tǒng)由監(jiān)視器、彩色攝像機、云臺、硬盤錄像機、云臺控制器以及話筒、功放和喇叭等組成。
本實用新型的滾裝運輸車輛安檢系統(tǒng)還包括車輛稱重及車輛尺寸測量系統(tǒng)。圖5和圖5a分別以俯視圖和剖面圖顯示了本實用新型的車輛稱重及車輛尺寸測量系統(tǒng)。在檢測門架運動軌道之間的地面上設置汽車衡15以對車輛稱重。在門架橫梁上設置兩個激光掃描傳感器17，兩者各自發(fā)出張角約為90度的射線區(qū)域，組合成一個矩形區(qū)域，當有物體通過這個區(qū)域時就會產(chǎn)生與物體橫斷面外形一致的輪廓曲線數(shù)據(jù)，結合物體的運動即可精確計算出物體的極限高和寬度。另外在檢測門架驅動輪軸上設置旋轉編碼器16，與激光掃描傳感器配合即可計算出車輛的長度。以上所獲得的數(shù)據(jù)可以以直接顯示、通訊傳輸或人工錄入的方式傳送給收費系統(tǒng)。在本實施例中用于車輛尺寸測量的激光掃描傳感器采用德國SICK公司生產(chǎn)的LMS291系列激光掃描傳感器。
圖6和圖7顯示了本實用新型的滾裝運輸車輛安檢系統(tǒng)的工作流程圖及安全聯(lián)鎖圖。其中信息錄入環(huán)節(jié)位于安檢通道入口處，主要錄入司機姓名、車號、車輛證件及貨物信息等數(shù)據(jù)。車輛掃描環(huán)節(jié)位于檢查通道內，執(zhí)行安檢掃描操作，主要生成貨車圖像、外形尺寸、重量等數(shù)據(jù)。圖像檢查環(huán)節(jié)位于主控室內，執(zhí)行安檢，主要生成貨車圖像檢查結果數(shù)據(jù)。安檢咨詢環(huán)節(jié)位于咨詢窗口，主要提供安檢信息查詢。最后的收費環(huán)節(jié)位于收費窗口，主要生成船票、安檢單等數(shù)據(jù)，以使車輛繳費后登船。
本實用新型的安檢系統(tǒng)掃描圖像清楚，可以明顯分辨固體、液體物質，清晰顯示物體的輪廓及形狀，有利于危險品的識別；同時，本實用新型的安檢系統(tǒng)檢查效率高，平均2～3分鐘即可檢查完一輛車，在安檢的同時還可以準確測量出車輛的外形尺寸及重量，能夠滿足用戶的檢查需求。同時本實用新型的安檢系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠性強，可以滿足24小時的長時間連續(xù)工作，采用的輻射源技術成熟，輻射水平很低，防護容量、安全性好，探測器靈敏度較高，使用壽命可達10年以上，往復式驅動可以實現(xiàn)雙向檢查，操作方式可以采用就地、遠程和遙控3種操作方式，備用性高。
權利要求1.一種滾裝運輸車輛安檢系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括輻射源子系統(tǒng)、探測器子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與實時成像子系統(tǒng)、圖像處理及數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、機械結構及驅動子系統(tǒng)和運行監(jiān)控子系統(tǒng)，所述輻射源子系統(tǒng)、探測器子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與實時成像子系統(tǒng)分設置在機械結構及驅動子系統(tǒng)上并分別與運行監(jiān)控子系統(tǒng)電連接，其中探測器子系統(tǒng)和輻射源子系統(tǒng)分別位于被檢車輛相對應的兩側，所述探測器子系統(tǒng)與所述數(shù)據(jù)采集與實時成像子系統(tǒng)以數(shù)據(jù)線相連；所述數(shù)據(jù)采集與實時成像子系統(tǒng)與圖像處理及數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)以數(shù)據(jù)線相連；圖像處理及數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)與運行監(jiān)控子系統(tǒng)電連接。
2.如權利要求1所述的滾裝運輸車輛安檢系統(tǒng)，其特征在于，其中所述輻射源子系統(tǒng)采用60Co探傷機或X射線加速器。
3.如權利要求1所述的滾裝運輸車輛安檢系統(tǒng)，其特征在于，其中所述圖像處理及數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)包括信息錄入站、圖像分配站、圖像檢查站、信息查詢站。
4.如權利要求1所述的滾裝運輸車輛安檢系統(tǒng)，其特征在于，其中所述運行監(jiān)控子系統(tǒng)由控制系統(tǒng)和監(jiān)視及廣播系統(tǒng)組成，其中所述控制系統(tǒng)包括主控臺、檢測門架控制單元、采集控制單元。
5.如權利要求1所述的滾裝運輸車輛安檢系統(tǒng)，其特征在于，其中還包括車輛稱重及車輛尺寸測量系統(tǒng)，所述車輛稱重及車輛尺寸測量系統(tǒng)設置在機械結構及驅動子系統(tǒng)的底部，并與運行監(jiān)控子系統(tǒng)電連接。
專利摘要本實用新型涉及一種滾裝運輸車輛安檢系統(tǒng)，包括輻射源子系統(tǒng)、探測器子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與實時成像子系統(tǒng)、圖像處理及數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、機械結構及驅動子系統(tǒng)和運行監(jiān)控子系統(tǒng)。其中探測器子系統(tǒng)通過高壓充氣陣列電離室或者固體探測器，接收輻射源子系統(tǒng)的射線，并與數(shù)據(jù)采集與實時成像子系統(tǒng)相連以傳輸輻射信號；數(shù)據(jù)采集與實時成像子系統(tǒng)將采集的信號經(jīng)過處理后輸入圖像處理及數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)；機械結構及驅動子系統(tǒng)使輻射源、探測器、數(shù)據(jù)采集和實時成像子系統(tǒng)能夠有機組合成一個檢測門架以掃描被檢車輛；運行監(jiān)控子系統(tǒng)負責對整個滾裝運輸車輛安檢系統(tǒng)的監(jiān)控；本實用新型檢查效率高，運行穩(wěn)定、可靠性強、安全性較高，適合車船碼頭使用。
文檔編號G01B11/02GK2888442SQ20052002320
公開日2007年4月11日 申請日期2005年8月23日 優(yōu)先權日2005年8月23日
發(fā)明者董華, 王忠盛, 曲海波, 蔣云, 巨飛, 吳光明, 孫海嶺, 戴立新, 路壯, 李雪松, 王春盈, 李滿新 申請人:北京華力興科技發(fā)展有限責任公司