工況機(jī)車(chē)行車(chē)安全控制系統(tǒng)及其控制方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種工況機(jī)車(chē)行車(chē)安全控制系統(tǒng)，包括控制單元和多個(gè)便攜單元，所述的控制單元包括第一射頻模塊、第一控制芯片，以及第一收發(fā)天線，所述的第一控制芯片與工況機(jī)車(chē)的聲光報(bào)警裝置及剎車(chē)裝置電連接，所述的便攜單元包括電源、由所述的電源供能的第二射頻模塊和第二控制芯片，以及第二收發(fā)天線以及報(bào)警裝置。同時(shí)還公開(kāi)了其控制方法。本發(fā)明的工況機(jī)車(chē)行車(chē)安全控制系統(tǒng)采用射頻信號(hào)作為感測(cè)信號(hào)，即通過(guò)各控制芯片驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的聲光或者振動(dòng)報(bào)警機(jī)構(gòu)，提示工況機(jī)車(chē)及施工者注意，注意躲避進(jìn)而避免危險(xiǎn)發(fā)生。
【專(zhuān)利說(shuō)明】工況機(jī)車(chē)行車(chē)安全控制系統(tǒng)及其控制方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工況機(jī)車(chē)控制【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種工況機(jī)車(chē)行車(chē)安全控制系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在國(guó)鐵中，列車(chē)行車(chē)預(yù)警系統(tǒng)是比較完善的，列車(chē)信息采集模塊通過(guò)GPS用于收集本列車(chē)狀態(tài)信息，列車(chē)狀態(tài)信息包括列車(chē)行駛線路、位置、車(chē)速、安全等級(jí)等；無(wú)線通信模塊用于無(wú)線廣播本列車(chē)狀態(tài)信息和無(wú)線接收其它列車(chē)廣播的列車(chē)狀態(tài)信息;CPU控制處理模塊用于接收和處理列車(chē)信息采集模塊和無(wú)線通信模塊發(fā)來(lái)的本列車(chē)和其它列車(chē)的列車(chē)狀態(tài)信息。無(wú)線通信模塊將本列車(chē)當(dāng)前的列車(chē)狀態(tài)信息對(duì)周邊進(jìn)行無(wú)線廣播，同時(shí)接收其它列車(chē)無(wú)線廣播的列車(chē)狀態(tài)信息，CPU控制處理模塊根據(jù)本列車(chē)與其它列車(chē)的相互關(guān)系，判斷行車(chē)安全距離和速度，向司機(jī)、列車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警信號(hào)。
[0003]工礦機(jī)車(chē)有軌運(yùn)輸是一種環(huán)保的，高效的運(yùn)輸方式，在鐵路，引水，地鐵，公路施工以及礦山開(kāi)采，由于作業(yè)的臨時(shí)性，司機(jī)普遍素質(zhì)低，同時(shí)國(guó)內(nèi)外沒(méi)有關(guān)于地下工況機(jī)車(chē)的遠(yuǎn)程預(yù)警系統(tǒng)，導(dǎo)致機(jī)車(chē)撞車(chē)，機(jī)車(chē)傷人，機(jī)車(chē)司機(jī)疲勞等造成的安全事故頻繁。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷，而提供一種工況機(jī)車(chē)行車(chē)安全控制系統(tǒng)及其控制方法。 [0005]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種工況機(jī)車(chē)行車(chē)安全控制系統(tǒng)，包括控制單元和多個(gè)便攜單元，所述的控制單元包括第一射頻模塊、第一控制芯片，以及第一收發(fā)天線，所述的第一控制芯片與工況機(jī)車(chē)的聲光報(bào)警裝置及剎車(chē)裝置電連接，所述的便攜單元包括電源、由所述的電源供能的第二射頻模塊和第二控制芯片，以及第二收發(fā)天線以及報(bào)警裝置，當(dāng)所述的第一射頻模塊和第二射頻模塊能相互檢測(cè)到時(shí)，第一控制芯片驅(qū)動(dòng)工況機(jī)車(chē)的聲光報(bào)警裝置，第二控制芯片驅(qū)動(dòng)報(bào)警裝置。
[0007]所述的便攜單元為腰挎式結(jié)構(gòu)，其包括殼體，掛鉤以及與所述的第二控制芯片可控連接的振動(dòng)單元。
[0008]所述的便攜單元為安全帽式結(jié)構(gòu)，所述的電源設(shè)置在安全帽帽體后部，所述的第二收發(fā)天線設(shè)置在安全帽帽體頂部。
[0009]一種工況機(jī)車(chē)行車(chē)安全控制系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟:
[0010]I)第一射頻模塊和第二射頻模塊互相檢測(cè)，當(dāng)兩者建立通訊時(shí)，第一控制芯片驅(qū)動(dòng)工況機(jī)車(chē)的聲光報(bào)警裝置，第二控制芯片驅(qū)動(dòng)報(bào)警裝置；
[0011]2)若預(yù)定時(shí)間內(nèi)，操作者未關(guān)閉工況機(jī)車(chē)的聲光報(bào)警裝置,貝U第一控制芯片驅(qū)動(dòng)剎車(chē)裝置動(dòng)作將工況機(jī)車(chē)剎停。
[0012]還包括第二射頻模塊接收第一射頻模塊發(fā)射的停車(chē)指令并驅(qū)動(dòng)剎車(chē)裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程剎車(chē)的步驟。
[0013]所述的便攜單元還包括顯示屏，所述的控制方法還包括所述的第二控制芯片根據(jù)接收到的所述的第一射頻模塊的射頻信號(hào)并分析其地址信息以在顯示屏上顯示工況機(jī)車(chē)信息的步驟。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0015]本發(fā)明的工況機(jī)車(chē)行車(chē)安全控制系統(tǒng)采用射頻信號(hào)作為感測(cè)信號(hào)，隧道內(nèi)環(huán)境限定了射頻信號(hào)傳播距離一般在3公里左右，當(dāng)控制單元和便攜單元通過(guò)射頻信號(hào)完成溝通時(shí)，即兩者能互相感測(cè)到射頻信號(hào)后，即通過(guò)各控制芯片驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的聲光或者振動(dòng)報(bào)警機(jī)構(gòu)，提示工況機(jī)車(chē)及施工者注意，注意躲避進(jìn)而避免危險(xiǎn)發(fā)生。
[0016]本發(fā)明的控制方法，突破性地利用射頻信號(hào)作為安全監(jiān)測(cè)信號(hào)，將射頻信號(hào)可傳播距離定義為安全距離，架構(gòu)簡(jiǎn)單便利，同時(shí)利用監(jiān)測(cè)到射頻信號(hào)為一個(gè)開(kāi)關(guān)信息進(jìn)行報(bào)警或者剎車(chē)處理，有效避免了危險(xiǎn)發(fā)生，提高隧道施工的安全性。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1所示為本發(fā)明的工況機(jī)車(chē)行車(chē)安全控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明的工況機(jī)車(chē)行車(chē)安全控制系統(tǒng)包括控制單元10和多個(gè)便攜單元20，所述的控制單元包括第一射頻模塊11、與所述的第一射頻模塊11信號(hào)連接的第一控制芯片12，以及與所述的第一射頻模塊信號(hào)連接的第一收發(fā)天線13，所述的第一控制芯片與工況機(jī)車(chē)的聲光報(bào)警裝置及剎車(chē)裝置電連接，即所述的第一控制芯片可直接驅(qū)動(dòng)工況機(jī)車(chē)的聲光報(bào)警裝置，也可直接驅(qū)動(dòng)剎車(chē)裝置動(dòng)作，其中第一射頻模塊和第一控制芯片的信號(hào)連接與現(xiàn)有技術(shù)類(lèi)似，在此不再贅述。具體地說(shuō)，所述的第一控制單元可由工況機(jī)車(chē)自帶電源供能，在不改變工況機(jī)車(chē)機(jī)體的情況下可有效提高可控制性。
[0020]所述的便攜單元包括電源24、由所述的電源供能的第二射頻模塊21和與所述的第二射頻模塊信號(hào)連接的第二控制芯片22，所述的第二射頻模塊信號(hào)連接的第二收發(fā)天線23以及報(bào)警裝置25，如便攜聲光報(bào)警或者振動(dòng)報(bào)警等形式，所述的報(bào)警裝置由電源功能并可在第二控制芯片的驅(qū)動(dòng)下動(dòng)作，同時(shí)，還可在便攜單元上設(shè)置開(kāi)關(guān)按鍵，在起到警示效果后可有操作者選擇關(guān)閉報(bào)警，當(dāng)然，還可在開(kāi)關(guān)按鍵上設(shè)置計(jì)時(shí)器等，以便在間隔預(yù)定時(shí)間后再次報(bào)警避免遺忘疏忽造成危險(xiǎn)。
[0021]具體控制方法為:第一射頻模塊和第二射頻模塊供能后在各自天線的輔助下搜索射頻信號(hào)，當(dāng)所述的第一射頻模塊和第二射頻模塊能相互檢測(cè)到時(shí)，即建立通訊時(shí)，第一控制芯片驅(qū)動(dòng)工況機(jī)車(chē)的聲光報(bào)警裝置，第二控制芯片驅(qū)動(dòng)便攜單元上的報(bào)警裝置，分別給工況機(jī)車(chē)操作者和施工人員提供報(bào)警，促使雙方采取避讓措施。若預(yù)定時(shí)間內(nèi)，如15s或30s，工況機(jī)車(chē)操作者未關(guān)閉工況機(jī)車(chē)的聲光報(bào)警裝置，則可認(rèn)為當(dāng)前操作者出現(xiàn)意外狀況，如睡著或者脫離崗位，則第一控制芯片直接驅(qū)動(dòng)剎車(chē)裝置動(dòng)作將工況機(jī)車(chē)剎停，以避免災(zāi)害發(fā)生。[0022]進(jìn)一步地，在所述的便攜單元上還設(shè)置有遠(yuǎn)程停車(chē)按鍵，所述的第二射頻模塊接收第一射頻模塊發(fā)射的停車(chē)指令并驅(qū)動(dòng)剎車(chē)裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程剎車(chē)的步驟，指令信息的傳輸與語(yǔ)音信息的傳輸類(lèi)似，在此不再描述。
[0023]具體來(lái)說(shuō)，所述的便攜單元為腰挎式結(jié)構(gòu)，其包括殼體，掛鉤以及與所述的第二控制芯片可控連接的振動(dòng)單元。同時(shí)，所述的便攜單元為安全帽式結(jié)構(gòu)，所述的電源設(shè)置在安全帽帽體后部，所述的第二收發(fā)天線設(shè)置在安全帽帽體頂部。當(dāng)然，還可采用基臺(tái)式設(shè)計(jì)以便方式在關(guān)鍵場(chǎng)所，其設(shè)計(jì)形狀均可采用現(xiàn)有式樣，在此不再展開(kāi)描述。
[0024]工礦機(jī)車(chē)遠(yuǎn)程機(jī)車(chē)的第一射頻模塊和第二射頻模塊可采用SR_FRS_lff(400-470MHz)無(wú)線對(duì)講、數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，第一控制芯片和第二控制芯片可分別采用數(shù)據(jù)處理采用ST (意法半導(dǎo)體)STM32F103RC高性能32位MCU控制芯片，采用ST (意法半導(dǎo)體)STM32F103RC高性能32位MCU控制芯片，ARM32位的Cortex_M3CPU，最高72MHZ工作頻率，具有高于1.25DMisp MHZ(Dhryst0Ne2.1)處理能力，在惡劣條件下穩(wěn)定可靠的工作，輕松實(shí)現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)；SR_FRS_1W(400-470MHZ)無(wú)線對(duì)講、數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，具有語(yǔ)音、短信長(zhǎng)距離呼叫，控制信號(hào)使用加密技術(shù)，抗干擾強(qiáng)；同時(shí)，在控制單元和便攜單元上還可分別設(shè)置液晶顯示屏，采用12864點(diǎn)陣白黑液晶屏顯示工作信息，信息清晰明了，人機(jī)界面友好，相關(guān)參數(shù)都可以在液晶屏幕上明確顯示，利用各射頻模塊的地址信息，可通過(guò)控制芯片解碼后直接顯示各設(shè)備的名稱(chēng)，當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警后，用戶可直觀獲知即將到來(lái)者的身份。即，所述的控制方法還包括所述的第二控制芯片根據(jù)接收到的所述的第一射頻模塊的射頻信號(hào)并分析其地址信息以在顯示屏上顯示工況機(jī)車(chē)信息的步驟，通過(guò)顯示信息可進(jìn)一步提高信息的交互效果，提高警惕性。同時(shí)，所述的第一控制芯片還可接收多個(gè)便攜單元的射頻信號(hào)，并分析其數(shù)量和身份信息，通過(guò)判斷其人數(shù)和施工者身份進(jìn)行相應(yīng)的操作，提高操作的目的性。
[0025]因?yàn)槭艿V山隧道內(nèi)施工工具、巖石、軌道拐彎等各種干擾因素的阻擋，同時(shí)，復(fù)雜的工況導(dǎo)致隧道視野受影響，僅靠人眼觀察范圍有限且容易產(chǎn)生疲勞，當(dāng)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)時(shí)還會(huì)因?yàn)榫嚯x過(guò)近導(dǎo)致無(wú)法采取相應(yīng)的措施導(dǎo)致?lián)p傷出現(xiàn)，本發(fā)明的工況機(jī)車(chē)行車(chē)安全控制系統(tǒng)采用射頻信號(hào)作為感測(cè)信號(hào)，隧道內(nèi)環(huán)境限定了射頻信號(hào)傳播距離一般在3公里左右，當(dāng)控制單元和便攜單元通過(guò)射頻信號(hào)完成溝通時(shí)，即兩者能互相感測(cè)到射頻信號(hào)后，即通過(guò)各控制芯片驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的聲光或者振動(dòng)報(bào)警機(jī)構(gòu)，提示工況機(jī)車(chē)及施工者注意，注意躲避進(jìn)而避免危險(xiǎn)發(fā)生。進(jìn)一步地，還可在便攜單元上增加緊急停止按鍵，利用射頻信號(hào)傳導(dǎo)控制信息，對(duì)工況機(jī)車(chē)進(jìn)行遙控緊急停車(chē)，當(dāng)然，對(duì)于不同的施工場(chǎng)所，中間還可增加中繼天線等提高射頻信號(hào)傳播距離，提高安全警戒的范圍。
[0026]當(dāng)然，所述的便攜單元不止可以由作業(yè)人員攜帶，還可設(shè)置在線路道岔處，各作業(yè)點(diǎn)如掘進(jìn)機(jī)關(guān)鍵區(qū)段，襯砌臺(tái)車(chē)等施工點(diǎn)處，進(jìn)入安全警示區(qū)域內(nèi)即提醒工況機(jī)車(chē)操作者注意，避免危險(xiǎn)發(fā)生。同時(shí)，各控制芯片還安裝了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，與機(jī)車(chē)自帶傳感器連接可以作為機(jī)車(chē)黑匣子使用，紀(jì)錄行車(chē)數(shù)據(jù)，行車(chē)信號(hào)不正常時(shí)可以自動(dòng)聲光報(bào)警直至機(jī)車(chē)自動(dòng)停車(chē).[0027]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種工況機(jī)車(chē)行車(chē)安全控制系統(tǒng)，其特征在于，包括控制單元和多個(gè)便攜單元，所述的控制單元包括第一射頻模塊、第一控制芯片，以及第一收發(fā)天線，所述的第一控制芯片與工況機(jī)車(chē)的聲光報(bào)警裝置及剎車(chē)裝置電連接，所述的便攜單元包括電源、由所述的電源供能的第二射頻模塊和第二控制芯片，以及第二收發(fā)天線以及報(bào)警裝置，當(dāng)所述的第一射頻模塊和第二射頻模塊能相互檢測(cè)到時(shí)，第一控制芯片驅(qū)動(dòng)工況機(jī)車(chē)的聲光報(bào)警裝置，第二控制芯片驅(qū)動(dòng)報(bào)警裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的工況機(jī)車(chē)行車(chē)安全控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的便攜單元為腰挎式結(jié)構(gòu)，其包括殼體，掛鉤以及與所述的第二控制芯片可控連接的振動(dòng)單元。
3.如權(quán)利要求1所述的工況機(jī)車(chē)行車(chē)安全控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的便攜單元為安全帽式結(jié)構(gòu)，所述的電源設(shè)置在安全帽帽體后部，所述的第二收發(fā)天線設(shè)置在安全帽帽體頂部。
4.如權(quán)利要求2或3所述的工況機(jī)車(chē)行車(chē)安全控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的便攜單元還包括與所述的第二控制芯片信號(hào)連接的顯示屏。
5.一種采用如權(quán)利要求1所述的工況機(jī)車(chē)行車(chē)安全控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)第一射頻模塊和第二射頻模塊互相檢測(cè)，當(dāng)兩者建立通訊時(shí)，第一控制芯片驅(qū)動(dòng)工況機(jī)車(chē)的聲光報(bào)警裝置，第二控制芯片驅(qū)動(dòng)報(bào)警裝置； 2)若預(yù)定時(shí)間內(nèi)，操作者未關(guān)閉工況機(jī)車(chē)的聲光報(bào)警裝置，則第一控制芯片驅(qū)動(dòng)剎車(chē)裝置動(dòng)作將工況機(jī)車(chē)剎停。
6.如權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于，還包括第二射頻模塊接收第一射頻模塊發(fā)射的停車(chē)指令并驅(qū)動(dòng)剎車(chē)裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程剎車(chē)的步驟。
7.如權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述的便攜單元還包括顯示屏，所述的控制方法還包括所述的第二控制芯片根據(jù)接收到的所述的第一射頻模塊的射頻信號(hào)并分析其地址信息以在顯示屏上顯示工況機(jī)車(chē)信息的步驟。
【文檔編號(hào)】B61L23/00GK104002835SQ201410246516
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月5日
【發(fā)明者】丁永哲, 齊建峰, 高振宅, 吳昊, 周勤茶 申請(qǐng)人:天津亨通利鐵道工程機(jī)械配件有限公司