[发明专利]便携式电力牵引列车接近报警器

说明书

技术领域

本发明应用于铁路施工防护设备与安全警示领域中，涉及铁路的安全生产与防护作业、嵌入式系统技术、信号获取与处理和电子装置抗干扰技术等多个技术领域，具体是一种电气化铁路施工现场使用的列车接近报警系统及报警方法，用于当列车接近铁路轨道施工现场时，超视距准确判别列车接近情况，当列车接近时，向铁路施工人员发出列车接近的警示信息信号，提示施工人员及时下线避让及清理现场工具，确保检修、施工人员的人身安全，保证列车正常开行，提高铁路运输的安全性和高效性。

背景技术

随着国民经济的飞速发展和铁路列车大提速步伐的加快，我国的铁路建设事业已经进入了高速电气化铁路时代，电力牵引机车、动车组、高铁成为电气化铁路运输的主要车型。同时，为适应电气化铁路的要求，各主要铁路线路的施工、维修和改造需要在保证高速、高密度的正常行车前提下完成线路作业，铁路的安全防护工作和施工作业人员的人身安全成为铁路安全生产的重要任务。铁路车辆、电务、工务、供电等部门必须长期活跃在线路上，实施沿线信号设备、基础设施和接触网工程等建设与维护工作中，为确保检修作业人员的人身安全，铁路相关部门要求上线路检修作业时必须设有专人瞭望防护，即安排人员在一定的距离，通过对讲机、手机或纯人工的方法，及时通知施工作业人员快速撤离线路以保证列车的正常运行。但是现有的铁路线路人工防护受环境因素影响，尤其是在山区作业时，由于隧道多、弯道多和可视距离短，所以在铁路线路人工防护时产生了许多防护盲区，同时人工防护效果与防护人员的精神状态和安全意识有极其重大的关系。这些都给铁路安全生产带来了诸多隐患，加之，现在铁路运输需求量大，运力十分紧张，列车的开行密度也较以往大幅度提高，为保证铁路高效运输，过去采用的“开天窗”施工作业已很少采用。因此既能保证人身安全又不影响铁路运输效率是当前铁路各部门生产作业的基本要求。作为专人瞭望防护手段的有效补充，列车接近报警器成为未来铁路现场安全生产的必须装备。

目前，许多铁路研究单位对列车接近报警器进行了一定的研究，也取得了一些成果，其主要工作原理可分为监测点触发和振动测量两种。这些列车接近报警器基本都具有一个共同的特征，即使用了专用的有线或无线网络和通讯方法。而在具体实施时，面临着需要在现场单独架设通讯网络、设备体积大不易携带、易受到自然因素影响和成本高等问题，因此没有得到广泛推广应用。

发明内容

本发明应用的工作原理与现有的列车接近报警器的工作原理不同。本发明便携式电力牵引列车接近报警器工作原理为：在电力牵引型列车在行进过程中，需要连接接触网将电能转化为机械能以便驱动列车，这样列车、接触网和钢轨形成一个闭合回路，当有列车接近时，钢轨上的电流就会显著增大。因此将钢轨上的电流变化特征作为判断列车接近的标识，实现在列车接近过程中报警，提前感知即将到达的列车，发出有列车接近、请作业人员立即下道避让的报警鸣笛，确保线路上设备检修的顺利进行和施工作业人员的人身安全。同时，由于本发明是对列车接近时的轨道信号进行检测，不附加任何额外的激励信号，对铁路信号系统无任何干扰，可以有效地实现超视距报警和无盲点报警，确保列车运行安全，本系统采集到的信号以钢轨为载体，不需要单独架设通信网络，降低了系统成本。

本发明提供的便携式电力牵引列车接近报警器最大限度的满足故障导向安全原则，无需另设传输通道、稳定可靠、成本低廉、误报率低、自动化程度比较高、受环境条件限制小，施工人员可随身携带，使用便捷。本发明便携式电力牵引列车接近报警器是由传感器模块1、前置滤波放大模块2、信号采集模块3、嵌入式控制模块4、电压跟随器模块5、继电器模块6、数模转换模块7、扬声器功率放大模块8、拾音器9、存储模块10、蓄电池11、充电模块12、太阳能板13、电量指示14、220V市电接口15和扬声器16构成。

本发明便携式电力牵引列车接近报警器在进行现场测试前，通过拾音器9将报警内容输入到信号采集模块3中，即将报警内容信号进行A/D转换，数字化后的报警内容信号输入到嵌入式控制模块4中，之后存储于存储模块10中。