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铁路站台激光越线检测系统(对射式)
 
来源:本站    时间:2014-12-12 点击:5033  

    随着人民生活水平的不断提高,铁路凭借着安全系数高、运行速度快、乘坐舒适等优点成为旅客最主要的出行方式。尤其是和谐号动车组和复兴号动车组的开行不但提高了旅客乘坐的舒适性,而且大大缩短了旅途时间,受到旅客的欢迎。我国普通列车站台和动车组列车站台都沿用了传统的开放式构建形式,虽然站台边沿处设有安全黄线,但在候车过程中仍然有部分旅客意识不到危险越过安全黄线随意走动、接打电话,往往需要接车工作人员的多次提醒和制止。接车工作人员少乘客多,起不到站台全线实时提醒和看护的效果;有时候部分带孩子的旅客,由于看护不周导致小孩在玩耍时跌落站台,甚至会逼停列车造成晚点,严重的还会出现生命危险。为此,站台需要一套有效的越线检测报警系统。


    一、项目目的
    在对铁路原有声光信号不造成影响的前提下,在站台建立一套智能有效的越线检测及语音提醒系统,从而进一步保护旅客在站台乘车时的人身安全;由于越线即播报提醒语音,同时也提高了旅客的自我安全保护意识,防止意外事故发生。
    二、系统介绍   
   整个系统分激光越线探测、越线报警信号处理、自动语音和灯光提示、远程喊话四大功能部分。激光越线探测功能的核心是激光对射,越线信号由激光越线探测器发出,通过有线(或无线)的方式传输给控制主机,控制主机将信号分析、处理后驱动站台全线爆闪灯闪烁和语音报警音柱,进行提示或警告语音的播放。语音提示功能主要由大功率专业广播功放驱动语音报警音柱实现,每个控制主机内有已经固化好的语音文件。语音报警音柱根据整个站台长度要求每间隔60米安装一个,间隔距离越近整个站台的声音越响亮,整体效果表现越好。广播功放具有远程喊话功能(需要选配麦克风),可以在值班室进行远程喊话,以警示旅客;整个系统的启动或关闭可通过无线遥控器远程控制。
系统工作原理如图2所示:


2系统工作原理


    当列车即将到站,站台工作人员可根据旅客进入站台的时间择时通过手中的无线遥控器启动激光越线检测系统。整个系统开始运行,激光越线探测器(见图3-1、3-2)进入实时探测状态;激光越线探测器间断发出一串高频脉冲激光束,该激光束发散角度小、方向一致,以激光束作为警戒线检测整条站台;列车到来之前该条警戒线应是无任何遮挡,当任意位置有人或物体遮挡,激光越线探测器判断有旅客跨越警示线,立即输出报警信号给控制主机(见图4)。



3-1



3-2


4

    控制主机接收到报警信号后,会根据系统设置启动整个站台沿线的语音报警音柱,自动播放越线提醒语音:“您已越线,请后退!”(语音内容可定制),同时地埋爆闪灯(见图5)闪烁起到及时提醒越线旅客的作用。站台工作人员听到报警音柱(见图6)发出越线提醒语音,配合站台监控可以进一步通过语音喊话劝阻、制止越线旅客,退到安全黄线以内,确保人身安全和保障列车正常运行。



5

6


    当列车到达站台并停稳后,旅客越过安全黄线上下车,此时站台工作人员需按下无线遥控器的控制按钮,关闭整个探测系统,目的是在旅客上下车的过程中不让其发出提醒语音。
    当旅客上下车完毕,列车门关好准备开车时,站台工作人员可根据现场需要选择是否再次打开语音提醒或整个探测系统,目的是确保列车开动时,安全黄线及线外没有滞留的旅客及行李,防止意外发生。
    列车安全驶出站台,本趟列车接车工作基本结束,站台工作人员一般会及时提醒并劝离逗留在站台上的旅客尽快出站,待站台上没有旅客及闲杂人员后,工作人员通过遥控器关闭整个系统,本次接车工作结束。

三、功能组成部分 

系统主要有激光越线探测器、控制主机、无线信号控制器、语音提醒、地埋爆闪灯5个功能模块组成。
激光越线探测器
·产品介绍
激光越线探测系统是山东飞天激光光电科技有限公司根据铁路站台、生产车间、考古现场、临时警戒等应用领域开发的一款以激光光源作为检测媒介的新型产品,越线检测部分选用本公司激光对射系列产品中的一款落地式4光束产品,型号为XD-B500DL。该款产品四层对射式结构设计,长*宽*高具体尺寸为130*100*1200mm,不锈钢材质外壳,表面烤漆处理,室外长期使用确保不易变形不易老化,外壳防护等级IP67;底盘长*宽*高尺寸为210*180*8mm,采用8mm厚度的钢板做底盘确保长期安装不被螺丝拉弯拉变形。


7产品尺寸图

该款产品以四道不可见光束(可选可见光)为警戒线,光束间距合理,适合用于铁路站台、工厂车间等场合作为越线、侵线检测用。产品实物如图8所示:

8

    激光越线探测器由激光发射机和激光接收机两部分组成。激光发射机由激光发射器、调制激励电源及相应的方向调整装置组成;激光接收机由激光接收器、光电信号处理器以及相应的支撑机构组成。
通常产品的应用场景环境较差,产品配备防护外罩,防护外罩是针对激光越线探测器单独设计,套装在激光越线探测器外部不但能起到防风、防尘、防水、防外力破坏等功能,主要的是能在很大程度上起到防偏光功能。外罩材质为不锈钢,前端激光发射和接收窗口位置加装透明亚克力,间隙处需用密封条或玻璃胶处理,防止雨水渗入。
防护外罩的样图如图9所示:

9

激光越线探测器距离站台边沿较近,当不停站的列车高速通过站台时会产生巨大的风压和站台地面震动,若不安装防护外罩长时间下来容易使激光越线探测器发生偏移,造成偏光,尤其是发射端。安装后由于防护罩内部和激光越线探测器没有接触,即使外部有巨大风压或外力也只能是引起防护罩的晃动,但是不会造成激光越线探测器的晃动。从而保证了激光越线探测器的稳定运行。

·技术指标

项目
技术指标
型号
FT-YXJC-500
激光波长
650nm808nm980nm(可选)
警戒量程
500m(可选)
报警方式
光束遮挡报警
工作电压
DC12V±5%
工作电流
160mA
报警信号输出接口
继电器
外壳材质
304#不锈钢
产品高度
1280mm
底盘直径及厚度
170mm(L)X170mm(W) × 10mm(H)
安装孔尺寸
4个φ12
响应时间
200ms(可调)
使用环境温度
-40~70
防护等级
IP67
激光光源类型
一类安全激光光源,等级为CLASS
MTBF
120000小时

控制主机
控制主机是保证整个系统正常运行的核心,内部预留开放式端子接口。控制主机箱采用0.8mm厚度304#不锈钢(1mm厚度冷扎钢板可选)制作,确保长期安装于室外不生锈不被腐蚀,主机箱长*宽*高尺寸为400*300*200mm。内部各部件按照工业标准设计,装有漏电保护开关,具有过流、漏电、短路等保护功能。

控制主机实物如图10、图11所示:

 

四、系统组成
    (一)激光越线检测器
    激光越线检测器选用本公司激光对射系列产品中的一款3光束产品,型号为XD-B500C。该款产品三层对射式结构设计,长*宽*高具体尺寸为60*80*644mm,铝合金材质外壳,表面烤漆处理,室外长期使用确保不易变形不易老化,外壳防护等级IP67;底盘长*宽*高尺寸为110*130*6mm,采用6mm厚度的钢板做底盘确保长期安装不被螺丝拉弯拉变形。该款产品以三道不可见光束为警戒线,光束间距合理,非常适合用于铁路站台、工厂车间等场合作为越线、侵线检测用。产品实物如下图所示: 

    激光越线检测器由激光发射机和激光接收机两部分组成。激光发射机由激光发射器、调制激励电源及相应的方向调整装置组成;激光接收机由激光接收器、光电信号处理器以及相应的支撑机构组成。
        a)工作原理
        在防护区域的开始端设置激光发射机,将其发射出的定向激光束直接射向接收机。在接收机通过光电器件将接收到的光信号转换成开关量信号,并经单片机处理。当确认信号正常时,报警指示灯全部熄灭,报警信号关闭,保持监视状态;而当光束被遮断时,则信号失常,指示灯点亮,同时输出报警信号,从而实现对激光光路所经过的全路程的探测。
        b)技术参数

项目 技术指标
激光波长 808nm、650nm、980nm
激光器寿命 5年
产品型号 XD-B500C
警戒距离 500米
警戒层次 三层警戒,层间距:20cm
报警方式 光束遮断报警
工作电压 DC12V±10%
输出方式 一组继电器常开/常闭触点 触点容量:AC125V/0.5A、DC24V/2A
射束发散角 水平方向小于6',垂直方向小于30'
光轴调整角度 水平±15° 垂直±15°(范围可调)

产品尺寸

60mm(L)×80mm(W)×644mm(H)

底盘尺寸

110mm(L)×130mm(W)×6mm(H)

材质

铝合金

产品重量

4.74KG(发射端: 2.65KG,接收端: 2.18KG)

安装孔尺寸

4个∮10孔均匀分布

报警时间

2s±1s(1-30s可选)

响应时间

5ms-500ms(可调)

使用环境温度

-40℃~70℃

防护等级

IP67

激光光源类型

一类安全激光光源,等级为CLASS Ⅰ

MTBF

>120000小时

    (二)控制主机
    控制主机是保证整个系统正常运行的核心,内部预留开放式端子接口,可提供电源控制或信号控制两种模式。控制主机箱采用0.8mm厚度304#不锈钢制作,确保长期安装于室外不生锈不被腐蚀,主机箱长*宽*高尺寸为400*300*170mm。内部各部件按照工业标准设计,装有漏电保护开关,具有过流、漏电、短路等保护功能。
    控制主机实物图如下所示:

    (三)无线信号控制器
    
无线信号控制器由本公司根据站台越线检测功能专门设计,外壳材质ABS工程塑料,卡轨式安装。它起到无线控制信号接收、越线信号检测、触发语音播报的功能。控制器带有电源指示灯、工作模式指示灯、无线信号指示灯、语音输出指示灯。可根据工作模式设置自动控制输出状态,越线一次能实现可设定触发1-4遍语音播报。
    无线信号控制器实物如下图所示:

    (四)语音提醒
    本系统语音提醒功能独立实现,不与站台语音系统相冲突。语音通过控制主机触发播报且受遥控器控制,语音内容为“您已越线,请注意安全!”。语音提示器实物如下图:

    (五)防护外罩(可选配)
    防护外罩是针对激光越线探测器单独设计,套装在激光越线探测器外部不但能起到防风、防尘、防水、防外力破坏等功能,主要的是能在很大程度上起到防偏光功能。外罩材质为普通钢板或不锈钢,前端激光发射和接收窗口位置加装玻璃,间隙处需用密封条或玻璃胶处理,防止雨水渗入。
    防护外罩的样图如下图所示:

    (六)激光寻的器(可选配)
    激光寻的器是我公司专门为激光越线探测器的调试及维护而开发的一款辅助调光设备。激光寻的器实物图如下所示:

    五、维护与保养
     因站台现场条件特殊,不停站的列车通过时风压大,时间长了可能会对越线探测器的激光束产生影响,用户需每隔两个月或一个季度对激光越线探测器进行一次激光光路校准和系统的整体检查维护。

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