轨道交通车辆段检修安全联锁管理系统的制作方法

1.本实用新型涉及车辆安全检测技术领域，具体涉及轨道交通车辆段检修安全联锁管理系统。


背景技术：

2.随着我国的城市轨道交通建设的快速发展，轨道交通的供电检修维护的作业安全成为重点。对轨道交通车辆的设备进行检查、维修、更换作业时，出于高压作业安全防护的考虑，作业人员不但要断开股道的供电，而且要求在作业区域两端将轨道馈电线路进行短路接地，以防止意外供电造成作业区域内人员触电，一旦作业人员在作业时程序出现差错，将造成极大的设备损坏和人员伤亡。
3.当前，大多数轨道交通公司在各条运营正线和车辆段，每年要投入大量的人力、物力和管理成本，以满足列车检修作业的需要。首先，既需要培训和配备大量的专业电工和技工，专门负责线路的检修作业，又需要购置大量的验电器、接地线绝缘杆等作业器件，且每年还需进行送检、校验，投入运营成本非常大。其次，由于管理上依赖调度人员，繁琐的工作程序、作业确认和人员沟通，造成了检修作业的效率极其低下。最后，在人工调度中，难免会有失误甚至错误，可能造成设备损坏、调度失灵、线路停运和人员伤亡等事故的发生。


技术实现要素：

4.为解决以上技术问题，本实用新型提供了轨道交通车辆段检修安全联锁管理系统，通过对需要闭锁的结构加装电控锁，对其手动操作实施强制闭锁，强制操作人员遵照安规的要求，按既定安全操作程序，先模拟预演、验票后才能对高压设备进行手动操作，防止造成人员伤亡等危害。
5.本实用新型采用以下技术方案：
6.轨道交通车辆段检修安全联锁管理系统，包括相互电性连接的安全联锁子系统、智能门控子系统、两票管理子系统、视频联动监护子系统；安全联锁子系统包括系统工作站、手持终端、隔离开关、紧急解锁钥匙；智能门控子系统包括电控锁、读卡器、蜂鸣器；两票管理子系统包括票据处理器和打印机；视频联动监护子系统包括视频工控机、摄像头、视频存储器、交换机、警报装置；系统工作站用于发送操作指令和显示测控装置采集各个设备的信息；手持终端接收、执行系统工作站开出的操作指令，并监控当前操作的合理性，对不符合程序的操作，拒绝解锁；隔离开关设置于库区内，用于远程遥控操作，通过闭锁操作机构的遥控回路方式进行强制闭锁；紧急解锁钥匙为万能钥匙，用于紧急解锁；票据处理器电性连接系统工作站，用于接收指令并给开设操作票和工作票，同时将操作内容传递给手持终端；打印机电性连接票据处理器，用于打印操作票和工作票；所述摄像头设置于股道上，电性连接交换机，用于监控车辆进出库；交换机电性连接视频工控机、视频存储器和警报装置，将摄像头发出的信号传递到视频工控机，并传递视频工控机处理后的控制信号给警报装置；电控锁设置于检修库的检修平台进出门的通道门上，电性连接读卡器和系统工作站，
通过门禁控制器来实现开锁和闭锁；读卡器设置于通道门上，电性连接系统工作站，将卡片数据信息发送给系统工作站，系统工作站校验当前卡片的开锁权限，并发送控制信号给门禁控制器；蜂鸣器电性连接系统工作站，若当前卡片没有开锁权限时发出蜂鸣。
7.作为优选，还包括智能钥匙管理机，用于对紧急解锁钥匙进行授权管理，智能钥匙管理机电性连接系统工作站，智能钥匙管理机内设有紧急解锁钥匙。。
8.作为优选，检修平台对应股道的隔离开关附近，设有安全联锁验电桩、接地桩，实现接触网的验电及接地操作。
9.作为优选，检修平台上设有电控锁、led显示装置、蜂鸣器、指示灯；检修平台上设有控制柜，控制柜内安装有测控装置、交换机、光端机、光纤附件，测控装置用于采集隔离开关位置状态信号，同时对电控锁、led显示装置、蜂鸣器、指示灯进行监控。
10.作为优选，系统工作站上设有调度反馈屏，直观显示轨道线路图及隔离开关状态；调度反馈屏为可操作性显示屏，内置有微型电子计算机或微处理器，调度反馈屏上设有灯开关和轨道发光模块。
11.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
12.1、本实用新型通过对需要闭锁的结构加装电控锁，对其手动操作实施强制闭锁，强制操作人员遵照安规的要求，按既定安全操作程序，先模拟预演、验票后才能对高压设备进行手动操作，尽最大可能地降低发误操作的发生几率，防止造成人员伤亡等危害。
13.2、本实用新型通过视频联动监护子系统可实现每列位列车进出库自动声光报警装置。
14.3、两票管理子系统能开出并打印包括各设备操作项及检查、验电、提示等特殊操作在内的完整操作票，所有开出的操作票需经过系统“五防”闭锁逻辑条件和设备状态信息自动判断所开操作票的正确性，所开操作票整洁、规范、格式化。
15.4、本实用新型可保证机车库内作业过程中检修人员的人身安全和设备安全，对库内的关键设备如接触网隔离开关、接触网接地线、检修平台作业门等进行强制安全联锁控制，实时采集隔离开关和接地网接地状态，全方位对检修平台作业状态进行全程安全监控，有效防止由于工作人员的疏忽、精神疲倦、联系不周、人为因素造成的事故。
附图说明
16.图1为本实用新型的模块结构示意图。
具体实施方式
17.为了便于理解本实用新型技术方案，以下结合附图与具体实施例进行详细说明。
18.实施例1
19.轨道交通车辆段检修安全联锁管理系统，包括相互电性连接的安全联锁子系统、智能门控子系统、两票管理子系统、视频联动监护子系统；
20.安全联锁子系统包括系统工作站、手持终端、隔离开关、紧急解锁钥匙；智能门控子系统包括电控锁、读卡器、蜂鸣器；两票管理子系统包括票据处理器和打印机；视频联动监护子系统包括视频工控机、摄像头、视频存储器、交换机、警报装置；
21.具体的，安全联锁子系统中，系统工作站用于发送操作指令和显示测控装置采集
各个设备的信息，系统工作站上显示有车辆段各库区股道及检修平台的示意图，图上有操作相关的所有设备，如隔离开关、验电桩、接地桩、检修平台门状态。通过无线网络和测控装置采集，可在系统工作站上反馈设备状态与各种信息量，直观、清晰。
22.手持终端接收、执行系统工作站开出的操作指令，现场操作时，运行人员按照手持终端的提示，依次对设备进行操作，对不符合程序的操作，设备拒绝解锁，操作无法进行，从而防止误操作的发生。
23.隔离开关设置于库区内，用于远程遥控操作，通过闭锁操作机构的遥控回路方式进行强制闭锁；
24.紧急解锁钥匙为万能钥匙，用于紧急解锁；当现场需要紧急操作或系统出现故障时，系统支持万能钥匙紧急解锁操作，为防止操作人员随意使用万能钥匙解锁，造成误操作，使用智能钥匙管理机对其进行强制管理。
25.批准方式有刷卡、密码、网络、短信等方式控制是否允许开启箱子，并实现每把解锁万能钥匙的单独授权和单独解锁。从而保证了存放在智能钥匙管理机里的紧急解锁钥匙不能随意使用，而且所有的钥匙存取记录将详细准确的记录下来。
26.票据处理器电性连接系统工作站，用于接收指令并给开设操作票和工作票，同时将操作内容传递给手持终端；
27.打印机电性连接票据处理器，用于打印操作票和工作票；
28.具体的，系统支持手工开票、图形开票等多种开票方式以及调典型票开票、调历史票等查询功能，可自定义票格式，能快捷准确地开出符合安规要求的操作票。操作票生成过程应能够自动进行联锁逻辑判断。系统工作站开票(开工作票或操作票)时智能检索添加操作人、监护人等作业人员，作业管理人员通过刷卡进行操作票的开票、审核及批准，操作人、监护人持员工卡根据签发的操作票进行刷卡作业。
29.两票管理子系统具备操作票生成和模拟操作功能，进行带五防逻辑判断的图形模拟预演操作，检验操作票，对正确的操作予以通过，对错误的操作应实施闭锁并以智能语音发出报警，以汉字形式给出报警提示，指示运行人员复归并选择正确的操作，达到防止各类误操作的目的；同时也可作为仿真系统，模拟对设备的操作情况，方便运行人员培训。模拟预演结束后，系统将正确的操作内容(一次或二次操作票)自动存储并传输到作业手持终端中。作业手持终端接收操作票以后，在实际操作时给予运行人员操作直观提示，并提供各种查询。
30.两票管理子系统具有：
31.1)灵活多样的开票功能，本系统可提供“手工开票”、“预存操作票调用”和“典型操作票调用”等多种开票方式。所有开票方式均可任意选择其中一种方式，也可互相转换使用。能开出并打印包括一、二次设备操作项及检查、测量、验电、提示等特殊操作在内的完整操作票，所开操作票整洁、规范、格式化；
32.2)完善的编辑功能，系统采用数据库管理模式进行操作票的编写、修改、存储。可手工编辑操作票、追加操作票、任意内容中插入操作票，可设置关联术语(包括二次项的编入)；
33.3)数据库管理功能，允许维护人员对相关数据库和文件进行导入导出功能，并具有严格的打印票号管理，使用过的票号不可以再使用。操作票系统允许维护人员对相关数
据库和文件进行扩充和修改，修改方式简单方便；
34.4)打印报表设计功能，本系统能根据各地区操作票格式的不同，自行设计打印报表格式，满足不同用户的需要；
35.5)存储操作票，生成操作票后，可按操作票的执行情况，分类保存为“预存票”、“未执行票”、“已执行票”、“历史操作票”；
36.6)操作权限管理，本系统权限实行分级管理制度，可根据需要决定是否将某种系统维护、操作的权限开放给特定的操作人员，此功能由指定的最高级维护人员根据需要随时修改；
37.7)操作统计，本系统能按操作人员、操作时间、操作任务等关键字段进行操作统计；
38.8)历史数据检索功能，本系统能按班组、开票人、开票时间、完成时间、完成情况等对已完成的操作票进行检索，对人员登录情况进行检索。
39.目前的操作票普遍存在书写字迹潦草不清，容易出错重写；审核周期过长；流程控制不严格；安全措施不全，操作顺序无保障，靠人为控制；大量纸质工作票控制、管理、统计分析困难的现象。
40.本系统将目前的人工填写纸质操作票模式，转换为开票过程电子化、流程管理网络化的模式，提高了工作效率。实现了填写的规范化、流程的网络化、管理的信息化。本系统还可与安全联锁子系统无缝结合，实现开票和安全联锁一体化。
41.视频联动监护子系统同安全联锁子系统系统相结合，可实现模拟联动、操作联动和告警联动，通过视频远程实时跟踪操作情况，包括设备操作的到位情况，远程设备查看，达到远程视频监护和安全管理的目的。其中，所述摄像头设置于股道上，电性连接交换机，用于监控车辆进出库；
42.交换机电性连接视频工控机、视频存储器(本实施例中，视频存储器为nvr) 和警报装置，将摄像头发出的信号传递到视频工控机，并传递视频工控机处理后的控制信号给警报装置；
43.列车出入库时，其所占用股道附近特定区域要求无作业人员逗留，故其出入库时，要对上述区域进行声光警示。方案具体流程如下：当摄像头画面中所画检测线区域出现地铁列车时，摄像头发出信号，该信号通过网线与视频流经过交换机到视频工控机。其中视频流传递到nvr后进行存储，存储时间为7天，信号传递到视频工控机进行软件运算后传递控制信号经过交换机到达声光报警器进行声光报警。
44.在库内外安装第一摄像头和第二摄像头，两个摄像头分别监测列车的入库和出库，同时在库口内外分别安装警示灯。
45.列车入库警示：当有列车入库时，第一摄像头能够监测到列车进入，将信号发送至视频工控机，视频工控机触发警示灯控制条件，将声光报警器的警示灯打开，提示该区域即将有列车驶入。
46.列车出库警示：当列车出库时，第二摄像头监测到库内列车向运用库出口移动，将信号发送至视频工控机，视频工控机触发声光报警器控制条件，警示灯闪烁，且发出蜂鸣声，提示该区域即将有列车驶出。
47.实际监测情况如下：
48.摄像头监测：当有列车入库或出库时，摄像头能够监测到列车穿过预设的第一检测线a和第一检测线b，或者监测到列车穿过第二检测线a和第二检测线 b，此时会产生报警信号，将报警信号发送至视频工控机，视频工控机触发声光报警器控制条件。为了提高报警的准确率，摄像头监测的每条股道都设置了两条检测线。当目标按照设定的运动方向穿越检测线时，并且移动速度达到预设的灵敏度时，系统执行报警联动动作。
49.电控锁设置于检修平台进出门的通道门上，电性连接读卡器和门禁控制主机，通过门禁控制器来实现开锁和闭锁；电控锁作为重要组成部分，用于锁闭通道门，电控锁由门禁控制主机控制，必须满足开启条件才能开锁，通道门刷卡通过后在通道门关闭后自动锁闭，电控锁采用电控和专用钥匙手动两种方式开锁，正常情况下由系统控制开锁，当系统失电时为锁闭状态，此时，可用专用钥匙开启。
50.读卡器设置于通道门上，电性连接门禁控制主机，将卡片数据信息发送给门禁控制主机，门禁控制主机校验当前卡片的开锁权限，并发送控制信号给门禁控制器；检修人员工作完成后，需在三层检修平台的前门刷卡器、中部刷卡器、后门刷卡器进行顺序刷卡。刷卡信息通过网络上传至安全联锁子系统。只有经过巡视刷卡操作后，系统才许可该检修任务完成，允许地线拆除和隔离开关操作送电。
51.蜂鸣器电性连接门禁控制主机，若当前卡片没有开锁权限时发出蜂鸣。
52.进出检修平台的作业门上各设一套门禁装置，系统判断授权开门后，门禁装置自动解锁作业门处的电控锁，作业人员通过刷卡可以进、出作业门。检修平台人员数量、进出作业门刷卡时间等信息通过通讯总线输入到门禁控制主机进行记录。
53.门禁控制主机接收到卡片数据信息后进行校验，判断该卡是否具有开门权限，如有权限，门禁控制器输出开锁信号，驱动电控锁打开，等待人员开门；
54.人员开门通行一定时间(时间可设置)后，门禁控制器中断开锁输出。如果门锁开启后人员不通行，在相应时间后门禁控制器同样恢复常闭，控制门锁关闭。只有再次刷卡才可开门通行；
55.如果读的卡片不具有开门权限，门禁控制器不输出开门信号，门锁常闭状态不变，同时通过蜂鸣器报警提示，如果系统与其它安防系统联动，报警信号还可传送到管理中心以提醒管理人员。
56.门禁控制器断电时自动闭锁，另配万能放置在钥匙管理机进行管理。
57.在车辆段检修库检修平台(登车顶平台)进出门设置门禁装置，实现平台门与检修安全相关设备的安全联锁管理，接触网带电和未做好安全措施时，不允许作业人员刷卡开门。
58.门禁信息通过智能门控子系统反馈，汇集当前门禁状态、进出人数进行统计，并可远程授予门禁卡权限和控制门锁开闭合。门禁控制主机用于管理门禁的刷卡信息并将有关信息传递给安全联锁子系统，并根据已设置的权限信息和安全联锁的指令要求开启或关闭门禁，以允许或禁止登顶检修作业。
59.门禁控制器还具备以下功能：
60.反潜回、防尾随、强制常开及常闭，远程开门；
61.多卡开门、互锁，定时常开门、常闭门；
62.数据掉电保护:高速闪存设计，永不丢失。
63.检修库的股道上设有用于显示接触网带电情况的led显示屏，led显示屏作为系统带电情况的辅助显示设备，具有亮度高、性能稳定、维护方便的特点，其尺寸可根据实现需要进行订制。
64.led显示屏接受隔离开关辅助触点信号，以指示接触网是否有电。每股道在隔离开关端检修平台处安装1个led显示屏，可正反显示，便于对作业人员进行安全警示，隔离开关断开并确认接触网接地后led屏以绿色“无电”显示，隔离开关闭合时led屏以红色“有电”显示。如需显示“检修”，通过手动操作led显示屏上的开关，led显示“检修”状态，检修工作完成需人工复位。检修平台处还设有声光报警器，通过隔离开关状态和可视化接地装置状态结合判断给予声光报警。隔离开关分，可视化接地装置分时，声光报警器报警。
65.以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围以权利要求所限定的范围为准，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内做出的若干改进和润饰，也应视为本实用新型的保护范围。