列车障碍物与脱轨检测系统、检测装置及轨道列车的制作方法

本实用新型涉及轨道交通技术领域，特别涉及列车障碍物与脱轨检测系统、检测装置及轨道列车。

背景技术：

轨道列车对列车的安全性、可靠性以及实时性要求较高，由于列车运行速度快，并且列车行驶时轨道状况复杂多样，当发生障碍物碰撞时，会造成重大的列车事故，产生巨大的经济损失，所以对轨道的检测是保证行车安全的必备条件。

目前，轨道列车障碍物检测多采用接触式障碍物检测，列车车头底部装有接触式障碍物检测横梁，一旦检测横梁接触到轨道上的障碍物时，横梁发生形变，通过传感器将形变信息发送至车载主机，列车紧急制动。

但接触式障碍物检测必须接触到检测横梁后列车才能紧急制动，列车收到的冲击力大，造成列车的损害，不能保证列车的安全性。

技术实现要素：

为解决现有技术中列车障碍物与脱轨检测系统中接触式障碍物检测安全性低的技术问题，本实用新型提供了一种列车障碍物与脱轨检测系统，无需人工干预，通过非接触式障碍物检测实现对障碍物和列车脱轨的检测，减少了障碍物碰撞对列车造成的损害，提高了列车行驶的安全性。

本实用新型提供一种列车障碍物与脱轨检测系统，包括：

障碍物检测单元，包括：车载雷达和车载摄像机，所述车载雷达安装于列车转向架上，用于采集列车行驶路线的障碍物信息，所述车载摄像机安装于列车驾驶室内顶部，用于采集轨道位置信息；

脱轨检测单元，包括：加速度传感器，所述加速度传感器安装于列车转向架上，用于采集列车加速度信息；

车载主机，所述车载主机安装于列车驾驶室内，所述车载雷达、所述车载摄像机及所述加速度传感器均与所述车载主机连接，所述障碍物信息、所述轨道位置信息及所述列车加速度信息均反馈至所述车载主机，所述车载主机根据所述障碍物信息和所述轨道位置信息输出碰撞信号，根据所述列车加速度信息输出脱轨信号；

碰撞继电器，所述碰撞继电器安装于列车驾驶室内，所述碰撞继电器与所述车载主机连接，用于根据所述碰撞信号控制列车动作；

脱轨继电器，所述脱轨继电器安装于列车驾驶室内，所述脱轨继电器与所述车载主机连接，用于根据所述脱轨信号控制列车动作。

进一步地，还包括：

报警继电器，所述报警继电器安装于列车驾驶室内，所述报警继电器与所述车载主机连接，用于发出列车故障报警。

进一步地，还包括：

人机交互主机，所述人机交互主机安装于列车驾驶室内，所述人机交互主机与所述车载主机连接，用于实时显示所述障碍物信息、所述轨道位置信息以及所述列车加速度信息。

进一步地，所述车载主机外嵌有航空插头；

所述车载雷达通过所述航空插头与所述车载主机连接，所述车载摄像机通过所述航空插头与所述车载主机连接。

进一步地，所述车载主机内设置有散热风扇。

进一步地，所述脱轨检测单元还包括：

can通信模块，所述加速度传感器通过所述can通信模块与所述车载主机连接。

进一步地，所述车载雷达为多线制激光雷达。

本实用新型还提供一种检测装置，包含上述所述的列车障碍物与脱轨检测系统。

本实用新型还提供一种轨道列车，包含上述所述的检测装置。

本实用新型的技术效果或优点：

本实用新型提供了一种列车障碍物与脱轨检测系统，设置有车载雷达、车载摄像机以及加速度传感器，列车运行时，通过车载雷达采集列车行驶路线的障碍物信息，通过车载摄像机采集轨道位置信息，车载主机接收障碍物信息和轨道位置信息，并进行分析处理后输出碰撞信号至碰撞继电器，碰撞继电器根据碰撞信号控制列车紧急制动，同时加速度传感器采集列车加速度信息，车载主机接收加速度信息，并进行分析处理后输出脱轨信号至脱轨继电器，脱轨继电器根据过轨信号控制列车紧急制动。该实用新型提供的一种列车障碍物与脱轨检测系统，无需人工干预，通过非接触式障碍物检测实现对障碍物和列车脱轨的检测，减少了障碍物碰撞对列车造成的损害，提高了列车行驶的安全性。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。

图1是本实用新型实施例所提供的列车障碍物与脱轨检测系统的结构框图。

具体实施方式

为了使本技术领域人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。虽然附图中公开了本实用新型的实施方式，然而应当理解，以任何形式实现本实用新型而不应被阐述的实施方式所限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。文中使用术语“第一”、“第二”等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一元件、部件、区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”等之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为解决现有技术中列车障碍物与脱轨检测系统中接触式障碍物检测安全性低的技术问题，本实用新型提供了一种列车障碍物与脱轨检测系统，通过非接触式障碍物检测实现对障碍物和列车脱轨的检测，减少了障碍物碰撞对列车造成的损害，提高了列车行驶的安全性。

下面结合具体实施例及说明书附图，对本实用新型的技术方案作详细说明。

本实施例涉及一种列车障碍物与脱轨检测系统，包括：

障碍物检测单元，包括：车载雷达和车载摄像机，所述车载雷达安装于列车转向架上，用于采集列车行驶路线的障碍物信息，所述车载摄像机安装于列车驾驶室内顶部，用于采集轨道位置信息；

脱轨检测单元，包括：加速度传感器，所述加速度传感器安装于列车转向架上，用于采集列车加速度信息；

车载主机，所述车载主机安装于列车驾驶室内，所述车载雷达、所述车载摄像机及所述加速度传感器均与所述车载主机连接，所述障碍物信息、所述轨道位置信息及所述列车加速度信息均反馈至所述车载主机，所述车载主机根据所述障碍物信息和所述轨道位置信息输出碰撞信号，根据所述列车加速度信息输出脱轨信号；

碰撞继电器，所述碰撞继电器安装于列车驾驶室内，所述碰撞继电器与所述车载主机连接，用于根据所述碰撞信号控制列车动作；

脱轨继电器，所述脱轨继电器安装于列车驾驶室内，所述脱轨继电器与所述车载主机连接，用于根据所述脱轨信号控制列车动作。

本实施例提供的列车障碍物与脱轨检测系统，设置有车载雷达、车载摄像机以及加速度传感器，列车运行时，通过车载雷达采集列车行驶路线的障碍物信息，通过车载摄像机采集轨道位置信息，车载主机接收障碍物信息和轨道位置信息，并进行分析处理后输出碰撞信号至碰撞继电器，碰撞继电器根据碰撞信号控制列车紧急制动，同时加速度传感器采集列车加速度信息，车载主机接收加速度信息，并进行分析处理后输出脱轨信号至脱轨继电器，脱轨继电器根据过轨信号控制列车紧急制动。该实用新型提供的一种列车障碍物与脱轨检测系统，无需人工干预，通过非接触式障碍物检测实现对障碍物和列车脱轨的检测，减少了障碍物碰撞对列车造成的损害，提高了列车行驶的安全性。

具体地说，参考附图1，本实施例所提供的列车障碍物与脱轨检测系统，包括：障碍物检测单元、脱轨检测单元、车载主机、碰撞继电器、脱轨继电器、报警继电器以及人机交互主机；障碍物检测单元、脱轨检测单元、碰撞继电器、脱轨继电器、报警继电器以及人机交互主机均与车载主机电性连接。

障碍物检测单元用于采集列车行驶路线的障碍物信息和轨道位置信息。参考附图1，具体地说，障碍物检测单元包括：车载雷达和车载摄像机，车载雷达安装于列车转向架上，并与车载主机电性连接，车载雷达为多线制激光雷达，通过多线制激光雷达可获取被扫描物体的点云数据，并发送至车载主机，车载摄像机安装于列车驾驶室内顶部，并与车载主机电性连接，通过车载摄像机实时获取轨道位置的图像信息，并发送至车载主机。

脱轨检测单元用于采集列车加速度信息。参考附图1，具体地说，脱轨检测单元包括：加速度传感器，加速度传感器安装于列车转向架上，为保证数据传话的可靠性，加速度传感器通过can通信模块与车载主机电性连接，通过加速度传感器实时采集列车加速度信息，并将列车加速度信息发送至车载主机。

车载主机根据障碍物信息、轨道位置信息和列车加速度信息输出碰撞信号和脱轨信号。参考附图1，具体地说，为保证系统工作的可靠性，车载主机外嵌有航空插头，车载雷达通过航空插头与车载主机电性连接，车载摄像头通过航空插头与车载主机电性连接。车载主机接收被扫描物体的点云数据和轨道位置的图像信息，并将被扫描物体的点云数据和轨道位置的图像信息融合对比后，分析得出列车行驶轨道上是否存在障碍物，若存在障碍物则输出碰撞信号，同时，车载主机接收列车加速度信息，并将加速度与预设阈值进行比较，若加速度大于预设阈值则输出脱轨信号。由于车载主机需实时处理大量的数据，作为优选，在车载主机内还设置有散热风扇，确保车载主机能够长时间正常工作。

碰撞继电器用于根据碰撞信号控制列车动作。参考附图1，具体地说，碰撞继电器安装于列车驾驶室内，碰撞继电器与车载主机电性连接，碰撞继电器接收车载主机输出的碰撞信号，控制列车紧急制动，避免列车与障碍物发生碰撞，提高了列车运行的安全性。

脱轨继电器用于根据脱轨信号控制列车动作。参考附图1，具体地说，脱轨继电器安装于列车驾驶室内，脱轨继电器与车载主机电性连接，脱轨继电器接收车载主机输出的脱轨信号，控制列车紧急制动，最大程度上预防列车脱轨造成的损失，提高了列车运行的安全性。

报警继电器用于发出列车故障报警。参考附图1，具体地说，报警继电器安装于列车驾驶室内，报警继电器与车载主机电性连接，当系统电路故障时或列车运行不正常时发出故障报警。

人机交互主机用于实时显示障碍物信息、轨道位置信息以及列车加速度信息。参考附图1，具体地说人机交互主机安装于列车驾驶室内，人机交互主机与车载主机电性连接，并实时存储障碍物信息、轨道位置信息以及列车加速度信息，方便工作人员的查看。

本实施例提供的一种列车障碍物与脱轨检测系统，无需人工干预，通过非接触式障碍物检测实现对障碍物和列车脱轨的检测，减少了障碍物碰撞对列车造成的损害，提高了列车行驶的安全性。

本实施例提供的列车障碍物与脱轨检测系统，具体工作流程如下：列车运行时，车载雷达实时获取被扫描物体的点云数据，车载摄像机实时获取轨道位置的图像信息，车载主机接收被扫描物体的点云数据和轨道位置的图像信息，并进行融合对比后，判断列车行驶路线上是否存在障碍物，若存在障碍物，则车载主机生成碰撞信号发送至碰撞继电器，碰撞继电器控制列车而紧急制动；同时加速度传感器实时获取列车的加速度信息，车载主机接收列车的加速度信息，并将加速度与预设阈值进行比较，若加速度大于与预设阈值，则输出脱轨信号至脱轨继电器，脱轨继电器控制列车紧急制动。

本实施例还提供一种检测装置，包含如上所述的列车障碍物与脱轨检测系统。

本实施例还提供一种轨道列车，包含上述所述的检测装置。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

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