一种防止铁路列车超速的方法和装置与流程

1.本发明涉及防止列车超速的方法和装置，具体为一种防止铁路列车超速的方法和装置。


背景技术：

2.铁路列车正常行驶时，通常利用列车运行控制记录装置lkj或列车运行控制系统的核心安全设备车载atp等列车运行防护设备进行列车运行监控，防止列车超速行驶，保证列车运行安全。
3.正常情况下，列车运行由安全性极高的atp等设备予以保障，但设备故障难以避免，为减少对运营线路的影响，如当列车运行控制系统故障后，列车调度员须向司机及有关车站发布调度命令，动车组列车可以在隔离模式下继续前行，此种情况需要完全通过人为操作来控制列车，按规定运行速度不超过30km/h。
4.当断开列车运行防护系统时，调度、司机、车站值班员等相关运营人员必须严格依照相关管理规定作业，在这种非正常的情况下，由于缺乏设备层的安全保障，误操作、人员疏忽、超速等都是导致事故发生的主要原因。
5.当断开列车运行防护系统时，若驾驶员出现身体不可控的情况时，列车有可能在加速的模式下继续运行，此情况也可能会造成安全事故。
6.所以应该有一种超速防护装置设备来监控列车运行速度，若高于规定速度时，应该立刻断开列车动力来源，使列车紧急制动，将危险降到最低。
7.而目前尚未出现可以解决上述问题的技术。


技术实现要素：

8.鉴于上述在不可避免人为操控列车的情况下，没有防止列车超速方法可能会危害安全的缺点与不足，本发明提供一种防止铁路列车超速的方法和装置，本发明采用的主要技术方案包括：一种防止铁路列车超速的方法，包括以下步骤：1）监控单元通过测速装置，计算得出列车当前运行车速，判断当前运行车速是否大于原始设定车速值；2） 根据列车运行防护设备向监控单元发送的通信数据的类型，判断当前列车运行防护设备是否启动；3） 通过列车当前运行车速与原始设定车速值的对比结果与列车运行防护设备的开关状态判断当前列车行驶状态，并将当前列车行驶状态发送给预警单元与主控单元；4） 主控单元根据当前列车行驶状态判断是否紧急制动，预警单元根据当前列车行驶状态判断是否发出预警信息；5） 将列车当前运行车速、列车运行防护设备的开关状态、列车行驶状态、预警信息记录到记录单元中。
9.步骤1）中，所述原始设定车速值为列车运行前设置的列车运行最高速度值，所述测速装置包括速度传感器和雷达测速装置，监控单元获取速度传感器与雷达测速装置的速度值，求出平均值作为列车当前运行车速值；若列车当前运行车速值大于原始设定车速值，则记录列车速度状态为车速危险状态；若列车当前运行车速值小于等于原始设定车速值，则记录列车速度状态为车速安全状态。
10.步骤2）中，列车运行防护设备定时向监控单元发送通信数据，若监控单元接收到有效的通信数据，则确定列车运行防护设备为启动状态，记录列车运行防护设备状态为设备安全状态；若监控单元未接收到通信数据或接收到无效的通信数据，则确定列车运行防护设备为关闭状态，记录列车运行防护设备状态为设备危险状态。
11.优选地，所述有效的通信数据为列车运行防护设备启动时，向监控单元发送的当前的时间数据，若列车运行防护设备为关闭状态，则不向监控单元发送通信数据。
12.优选地，所述通信数据也可以为监控单元通过视频监控模式得到的列车运行防护设备的显示界面图像，监控单元对接收到的显示界面图像进行图像处理，若得到的图像信息为显示列车运行防护设备为开机运行状态，则通信数据为有效的通信数据；若得到的图像信息为显示列车运行防护设备为关闭状态，则通信数据为无效的通信数据。
13.步骤3）中，若监控单元同时得到速度状态为车速危险状态、列车运行防护设备状态为设备危险状态时，则记录当前列车行驶状态为列车危险状态，否则记录当前列车行驶状态为列车安全状态。
14.步骤4）中，若主控单元和预警单元得到的列车状态为列车安全状态，则不进行操作，列车正常行驶；若主控单元得到的列车状态为列车危险状态，则控制列车主断路器断开，切断外部供电，且控制列车排风制动，使列车停止运行；若预警单元得到的列车状态为列车危险状态，则通过语音的形式对列车驾驶员发送预警信息进行语音警示。
15.一种防止铁路列车超速的装置，包括供电单元、监控单元、主控单元、预警单元以及记录单元，所述监控单元接收测速装置传输的数据并进行处理得到当前列车速度值的数据、接收列车运行防护设备传输的通信数据得到列车运行防护设备的开关状态数据，将当前列车速度值数据和列车运行防护设备的开关状态数据传输至记录单元，并将计算后的列车行驶状态数据传输至主控单元和记录单元，主控单元对列车行驶状态数据进行判断，并将输出的控制指令传输至预警单元和外部执行设备；预警单元根据主控单元的控制指令向外部广播器发送启动信号，同时将预警信息发送至记录单元进行记录；供电单元分别为外部供电系统、监控单元、主控单元、预警单元、记录单元提供工作电源。
16.所述监控单元设有用于输入原始车速值的接口，或者设有用于输入原始车速值的界面。
17.所述外部执行设备包括主断路器和列车排风机，主断路器和列车排风机的控制电路设于主控单元的主控制回路中。
18.本发明具有以下有益效果及优点：本发明为在不可避免人为操控列车的情况下，提供了防止列车超速的方法，当列车车速大于原始车速设定值和外部列车运行防护设备故障或未启动同时发生时，控制列车制动停车，保证了列车的运行安全。
附图说明
19.图1为本发明方法处理流程图；图2为本发明的装置结构示意图。
具体实施方式
20.下面结合说明书附图对本发明作进一步阐述。 如图1~2所示，本发明提供了一种防止铁路列车超速的方法，包括以下步骤：1）监控单元通过测速装置，计算得出列车当前运行车速，判断当前运行车速是否大于原始设定车速值；2） 根据列车运行防护设备向监控单元发送的通信数据的类型，判断当前列车运行防护设备是否启动；3） 通过列车当前运行车速与原始设定车速值的对比结果与列车运行防护设备的开关状态判断当前列车行驶状态，并将当前列车行驶状态发送给预警单元与主控单元；4） 主控单元根据当前列车行驶状态判断是否紧急制动，预警单元根据当前列车行驶状态判断是否发出预警信息；5） 将列车当前运行车速、列车运行防护设备的开关状态、列车行驶状态、预警信息记录到记录单元中。
21.步骤1）中，所述原始设定车速值为列车运行前设置的列车运行最高速度值，所述测速装置包括速度传感器和雷达测速装置，监控单元获取速度传感器与雷达测速装置的速度值，求出平均值作为列车当前运行车速值；若列车当前运行车速值大于原始设定车速值，则记录列车速度状态为车速危险状态；若列车当前运行车速值小于等于原始设定车速值，则记录列车速度状态为车速安全状态。本实施例中监控单元对速度传感器的数据进行采集，同时负责给速度传感器提供电源，监控单元适配两种速度传感器，分别为光电转速传感器或霍尔转速传感器，通过得到的脉冲数据，进行计算得到车速。监控单元同时连接测速雷达采集到的数据两者进行平均计算得到当前运行车速。
22.步骤2）中，列车运行防护设备定时向监控单元发送通信数据，若监控单元接收到有效的通信数据，则确定列车运行防护设备为启动状态，记录列车运行防护设备状态为设备安全状态；若监控单元未接收到通信数据或接收到无效的通信数据，则确定列车运行防护设备为关闭状态，记录列车运行防护设备状态为设备危险状态。
23.优选地，所述有效的通信数据为列车运行防护设备启动时，向监控单元发送的当前的时间数据，若列车运行防护设备为关闭状态，则不向监控单元发送通信数据。
24.优选地，所述通信数据也可以为监控单元通过视频监控模式得到的列车运行防护设备的显示界面图像，监控单元对接收到的显示界面图像进行图像处理，若得到的图像信息为显示列车运行防护设备为开机运行状态，则通信数据为有效的通信数据；若得到的图像信息为显示列车运行防护设备为关闭状态，则通信数据为无效的通信数据。
25.步骤3）中，若监控单元同时得到速度状态为车速危险状态、列车运行防护设备状态为设备危险状态时，则记录当前列车行驶状态为列车危险状态，否则记录当前列车行驶状态为列车安全状态；本实施例中采用在驾驶室适当位置安装相机，使得相机能够拍摄到列车运行防护设备的人机交换界面（dmi）,通过图像获取、预处理、特征提取等方式识别出
列车运行防护设备是否启动。
26.步骤4）中，若主控单元和预警单元得到的列车状态为列车安全状态，则不进行操作，列车正常行驶；若主控单元得到的列车状态为列车危险状态，则控制列车主断路器断开，切断外部供电，且控制列车排风制动，使列车停止运行；若预警单元得到的列车状态为列车危险状态，则通过语音的形式对列车驾驶员发送预警信息进行语音警示。
27.一种防止铁路列车超速的装置，包括供电单元、监控单元、主控单元、预警单元以及记录单元，所述监控单元接收测速装置传输的数据并进行处理得到当前列车速度值的数据、接收列车运行防护设备传输的通信数据得到列车运行防护设备的开关状态数据，将当前列车速度值数据和列车运行防护设备的开关状态数据传输至记录单元，并将计算后的列车行驶状态数据传输至主控单元和记录单元，主控单元对列车行驶状态数据进行判断，并将输出的控制指令传输至预警单元和外部执行设备；预警单元根据主控单元的控制指令向外部广播器发送启动信号，同时将预警信息发送至记录单元进行记录；供电单元分别为外部供电系统、监控单元、主控单元、预警单元、记录单元提供工作电源。
28.本发明装置的记录单元是将接收到的数据信息存储到cpu外部的feram中，并可通过记录单元的外部接口实现对记录数据导出。
29.本发明装置的监控单元可以不同总线进行通信，不限于以太网、can、串行、wvb的通信方式，目的是监控列车运行控制记录装置lkj或列车运行控制系统的核心安全设备的车载atp等列车运行防护设备是否运行正常。
30.本发明装置的供电单元的作用是给整个设备供电，采用隔离防护等方式，确保设备能够可靠、安全的运行，供电单元为了适应外部供电的不同，采用两种电源转化的方式进行设计，可以适用110v和24v外部供电。
31.所述监控单元设有用于输入原始车速值的接口，或者设有用于输入原始车速值的界面。本实施例中采用通过外部接口配置到主芯片中监控单元的cpu内部flash中，使得发明装置的与设定车速值是可设置的。
32.所述外部执行设备包括主断路器和列车排风机，主断路器和列车排风机的控制电路设于主控单元的主控制回路中。

技术特征：
1.一种防止铁路列车超速的方法，其特征在于，包括以下步骤：监控单元通过测速装置，计算得出列车当前运行车速，判断当前运行车速是否大于原始设定车速值；根据列车运行防护设备向监控单元发送的通信数据的类型，判断当前列车运行防护设备是否启动；通过列车当前运行车速与原始设定车速值的对比结果与列车运行防护设备的开关状态判断当前列车行驶状态，并将当前列车行驶状态发送给预警单元与主控单元；主控单元根据当前列车行驶状态判断是否紧急制动，预警单元根据当前列车行驶状态判断是否发出预警信息；将列车当前运行车速、列车运行防护设备的开关状态、列车行驶状态、预警信息记录到记录单元中。2.根据权利要求1所述的防止铁路列车超速的方法，其特征在于：步骤1）中，所述原始设定车速值为列车运行前设置的列车运行最高速度值，所述测速装置包括速度传感器和雷达测速装置，监控单元获取速度传感器与雷达测速装置的速度值，求出平均值作为列车当前运行车速值；若列车当前运行车速值大于原始设定车速值，则记录列车速度状态为车速危险状态；若列车当前运行车速值小于等于原始设定车速值，则记录列车速度状态为车速安全状态。3.根据权利要求1所述的防止铁路列车超速的方法，其特征在于：步骤2）中，列车运行防护设备定时向监控单元发送通信数据，若监控单元接收到有效的通信数据，则确定列车运行防护设备为启动状态，记录列车运行防护设备状态为设备安全状态；若监控单元未接收到通信数据或接收到无效的通信数据，则确定列车运行防护设备为关闭状态，记录列车运行防护设备状态为设备危险状态。4.根据权利要求3所述的防止铁路列车超速的方法，其特征在于：所述有效的通信数据为列车运行防护设备启动时，向监控单元发送的当前的时间数据，若列车运行防护设备为关闭状态，则不向监控单元发送通信数据。5.根据权利要求3所述的防止铁路列车超速的方法，其特征在于：所述通信数据为监控单元通过视频监控模式得到的列车运行防护设备的显示界面图像，监控单元对接收到的显示界面图像进行图像处理，若得到的图像信息为显示列车运行防护设备为开机运行状态，则通信数据为有效的通信数据；若得到的图像信息为显示列车运行防护设备为关闭状态，则通信数据为无效的通信数据。6.根据权利要求2或3所述的防止铁路列车超速的方法，其特征在于：步骤3）中，若监控单元同时得到速度状态为车速危险状态、列车运行防护设备状态为设备危险状态时，则记录当前列车行驶状态为列车危险状态，否则记录当前列车行驶状态为列车安全状态。7.根据权利要求1所述的防止铁路列车超速的方法，其特征在于：步骤4）中，若主控单元和预警单元得到的列车状态为列车安全状态，则不进行操作，列车正常行驶；若主控单元得到的列车状态为列车危险状态，则控制列车主断路器断开，切断外部供电，且控制列车排风制动，使列车停止运行；若预警单元得到的列车状态为列车危险状态，则通过语音的形式对列车驾驶员发送预警信息进行语音警示。8.根据权利要求1所述的应用防止铁路列车超速的方法的装置，其特征在于：包括供电
单元、监控单元、主控单元、预警单元以及记录单元，所述监控单元接收测速装置传输的数据并进行处理得到当前列车速度值的数据、接收列车运行防护设备传输的通信数据得到列车运行防护设备的开关状态数据，将当前列车速度值数据和列车运行防护设备的开关状态数据传输至记录单元，并将计算后的列车行驶状态数据传输至主控单元和记录单元，主控单元对列车行驶状态数据进行判断，并将输出的控制指令传输至预警单元和外部执行设备；预警单元根据主控单元的控制指令向外部广播器发送启动信号，同时将预警信息发送至记录单元进行记录；供电单元分别为外部供电系统、监控单元、主控单元、预警单元、记录单元提供工作电源。9.根据权利要求8所述的应用防止铁路列车超速的方法的装置，其特征在于：所述监控单元设有用于输入原始车速值的接口，或者设有用于输入原始车速值的界面。10.根据权利要求8所述的应用防止铁路列车超速的方法的装置，其特征在于：所述外部执行设备包括主断路器和列车排风机，主断路器和列车排风机的控制电路设于主控单元的主控制回路中。

技术总结
本发明提供一种防止铁路列车超速的方法和装置，包括以下步骤：监控单元通过测速装置，计算得出列车当前运行车速，判断当前运行车速是否大于原始设定车速值；根据列车运行防护设备向监控单元发送的通信数据的类型，判断当前列车运行防护设备是否启动；通过列车当前运行车速与原始设定车速值的对比结果与列车运行防护设备的开关状态判断当前列车行驶状态，主控单元根据当前列车行驶状态判断是否紧急制动，预警单元根据当前列车行驶状态判断是否发出预警信息；本发明在不可避免人为操控列车的情况下提供防止列车超速的装置和方法，当列车车速大于原始车速设定值和列车运行防护设备未启动同时发生时，控制列车制动停车，保证了列车的运行安全。列车的运行安全。列车的运行安全。


技术研发人员：赵伟宏 肖茂波 董晓辉 冯慕白 刘国旭 崔颖 姜波 吴坎 陈国春 陈宏然 詹雨博 杨浩 李堃 郭小龙
受保护的技术使用者：沈阳铁路信号有限责任公司
技术研发日：2023.01.05
技术公布日：2023/4/5