本發(fā)明涉及一種安全報(bào)警系統(tǒng)，特別涉及一種異物入侵安全防控及報(bào)警系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，鐵路系統(tǒng)正處在迅速建設(shè)和發(fā)展的時(shí)期，隨著高速鐵路網(wǎng)規(guī)模迅速擴(kuò)大，技術(shù)裝備水平也快速提升，速度提升及運(yùn)力加大。同時(shí)，也必須意識(shí)到，鐵路運(yùn)輸安全也面臨更多的挑戰(zhàn)和考驗(yàn)。鐵路周邊環(huán)境更加復(fù)雜，自然氣候環(huán)境變化頻繁，災(zāi)害天氣增加，對(duì)鐵路運(yùn)輸安全尤其是高鐵運(yùn)行安全帶來(lái)影響。

出于全面防護(hù)的考慮，技術(shù)人員研發(fā)出各種新技術(shù)，例如車載化探測(cè)裝置、高速攝像技術(shù)、gps紅外線探測(cè)技術(shù)、微波無(wú)線探測(cè)等，廣泛應(yīng)用于定位和監(jiān)測(cè)，為鐵路安全允許提供了有效的防護(hù)和監(jiān)測(cè)手段。但是，各種單獨(dú)的技術(shù)都有其局限性，分別會(huì)受環(huán)境，人文，設(shè)備等因素的限制，沒有一種方法能完全解決鐵路特別是高鐵沿線的安全防護(hù)問(wèn)題，而是需要靠各種手段的互補(bǔ)。

實(shí)踐中，鐵路軌道常常需要下穿公路或者其他鐵路或者立交橋等。這樣，在鐵路與其他道路交叉口的上方常常會(huì)有墜落物。若這些墜落物落到鐵路軌道上，將會(huì)對(duì)下面的鐵路的允許安全，特別是高速運(yùn)行的列車會(huì)，構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。為此，需要設(shè)置一定的措施來(lái)阻止墜落物掉到下面的鐵路軌道上。

隨著高速鐵路技術(shù)的發(fā)展和普及，中國(guó)鐵路平均運(yùn)行時(shí)速不斷提升。由于列車高速運(yùn)行狀態(tài)下應(yīng)急制動(dòng)距離長(zhǎng)且應(yīng)急制動(dòng)的危險(xiǎn)性高，鐵路沿線的安全狀況必須進(jìn)一步得到高質(zhì)量的保證。在此背景下，現(xiàn)有的鐵路異物入侵監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)不再適應(yīng)鐵路的現(xiàn)狀以及發(fā)展的要求?，F(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)設(shè)計(jì)出設(shè)置一定的防護(hù)網(wǎng)來(lái)阻擋可能的墜落物，比如石塊、磚頭等雜物。然而，隨著日積月累，墜落的雜物重量會(huì)不斷增加，且防護(hù)網(wǎng)也會(huì)逐漸老化，遂產(chǎn)生了防護(hù)網(wǎng)破損從而雜物墜落的危險(xiǎn)，從而威脅到鐵路運(yùn)行的安全。這是技術(shù)人員需要考慮到的一個(gè)問(wèn)題。

還有的鐵路異物入侵監(jiān)控系統(tǒng)由異物入侵現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，沿線gsm-r基站現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)處理設(shè)備，傳輸網(wǎng)絡(luò)等構(gòu)成。其中，異物入侵現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備多設(shè)置在橋梁段、隧道出入口處等，大部分采用接觸式雙電網(wǎng)傳感器作為監(jiān)控設(shè)備。即在鐵路沿線兩側(cè)鋪設(shè)防護(hù)網(wǎng)，并于防護(hù)網(wǎng)上鋪設(shè)電網(wǎng)，作為接觸式的監(jiān)測(cè)設(shè)備。目前，對(duì)防護(hù)網(wǎng)的監(jiān)測(cè)多采取人工方式進(jìn)行。并且，現(xiàn)有的可能非人工檢測(cè)方式也都存在一定的缺陷，比如系統(tǒng)造價(jià)高、器件不耐用、金屬器件易于腐蝕損壞和存在失竊隱患等。由此一來(lái)，監(jiān)測(cè)設(shè)備成本高，安裝笨重，耗能高， 故障排查以及維修過(guò)程困難等弊端在所難免。

紅外預(yù)警系統(tǒng)目前已經(jīng)廣泛投入自動(dòng)控制領(lǐng)域，主要應(yīng)用于自動(dòng)門窗的控制系統(tǒng)、民用安保系統(tǒng)等。其原理為通過(guò)偵測(cè)異物對(duì)紅外線的阻擋，做出控制門開啟或窗口關(guān)閉的指令，以及做出有異物入侵的判斷并發(fā)出警報(bào)。

因此，如何利用現(xiàn)有的成熟的激光偵測(cè)技術(shù)，提供一種不僅能適應(yīng)目前高速鐵路沿線監(jiān)測(cè)的要求，還能適用于日常廠房民居的安全防護(hù)，能對(duì)異物入侵做出靈敏、迅速的判斷，確定入侵位置的監(jiān)測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)，成為了目前業(yè)界亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種能對(duì)異物入侵情況自動(dòng)進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)以及定位，并實(shí)現(xiàn)預(yù)警信息的多平臺(tái)全方位的發(fā)布，及時(shí)進(jìn)行報(bào)警處理的異物入侵安全防控及報(bào)警系統(tǒng)，此系統(tǒng)還能應(yīng)用于除鐵路沿線的其他安全防控領(lǐng)域。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一種異物入侵安全防控及報(bào)警系統(tǒng)，包括如下模塊：

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備模塊，均勻設(shè)置于需要監(jiān)測(cè)的現(xiàn)場(chǎng)，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)異物入侵情況；所述現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備模塊包括進(jìn)行異物入侵實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的若干監(jiān)測(cè)單元，每個(gè)所述監(jiān)測(cè)單元包括若干激光收發(fā)單元，每個(gè)所述激光收發(fā)單元包括發(fā)射單色高相干性的紅外頻段激光束的紅外頻段激光發(fā)射器、激光光強(qiáng)調(diào)制器、激光接收器；

主機(jī)模塊，與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備模塊相互連接，用于接收現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備模塊記錄的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理、對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、輸出運(yùn)算結(jié)果；

數(shù)據(jù)傳輸模塊，與主機(jī)模塊電連接，用于對(duì)主機(jī)模塊的分析運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行傳輸；

統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)，與數(shù)據(jù)傳輸模塊電連接，用于對(duì)數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；

報(bào)警模塊，與統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)連接，用于報(bào)警處理；

電源模塊，分別與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備模塊、主機(jī)模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊連接，并向各個(gè)模塊提供電源。

進(jìn)一步的，所述監(jiān)測(cè)單元中的若干激光收發(fā)單元平行等距分布。

進(jìn)一步的，所述主機(jī)模塊包括控制器與外圍電路。

進(jìn)一步優(yōu)化的，所述外圍電路包括電源模塊、以太網(wǎng)接口模塊、輸出控制繼電器模塊。

進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊包括利用光纜進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠芯€傳輸模塊或利用無(wú)線通信進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o(wú)線傳輸模塊中的任意一種或兩種。

進(jìn)一步優(yōu)化的，所述無(wú)線傳輸模塊包括無(wú)線通信控制器、信號(hào)調(diào)制器、天線。

進(jìn)一步的，所述電源模塊包括太陽(yáng)能電池板、電源適配器、變壓器、交直流轉(zhuǎn)換器。

有益效果：本發(fā)明的異物入侵安全防控及報(bào)警系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，由電源模塊向系統(tǒng)提供 電源?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備模塊由若干在監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)均勻分布的監(jiān)測(cè)單元組成，監(jiān)測(cè)單元由平行等距分布的若干激光收發(fā)單元組成。對(duì)于激光收發(fā)單元，由激光接收器接收經(jīng)過(guò)調(diào)制的紅外頻段激光信號(hào)，并輸出電壓波形形式的模擬信號(hào)至主機(jī)模塊，轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)后進(jìn)行分析。若激光束遭異物入侵遮擋，則主機(jī)模塊即可利用對(duì)應(yīng)信號(hào)的變化做出判斷，計(jì)算遮擋位置，輸出包含上述信息的信號(hào)，并由數(shù)據(jù)傳輸模塊將信號(hào)傳輸至統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)，并由報(bào)警模塊發(fā)出相應(yīng)預(yù)警。本發(fā)明在已有的監(jiān)控系統(tǒng)信息處理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對(duì)異物入侵現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備做出全面改進(jìn)，使用紅外頻段的激光發(fā)射器、激光接收器作為非接觸式的監(jiān)測(cè)設(shè)備，從而替代原始的接觸式雙電網(wǎng)傳感器。在保證了整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性，監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性、及時(shí)性的同時(shí)，使監(jiān)測(cè)設(shè)備的安裝、設(shè)備故障排查及維修過(guò)程大大簡(jiǎn)化，系統(tǒng)的成本大為降低，運(yùn)行的能耗更為節(jié)省。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意框圖。

圖2為本發(fā)明的激光收發(fā)單元的基本結(jié)構(gòu)示意框圖；

圖3為本發(fā)明的主機(jī)模塊的結(jié)構(gòu)示意框圖。

具體實(shí)施方式

以下由特定的具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說(shuō)明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。

一種異物入侵安全防控及報(bào)警系統(tǒng)，包括如下模塊：

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備模塊，均勻設(shè)置于需要監(jiān)測(cè)的現(xiàn)場(chǎng)，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)異物入侵情況。

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備模塊包括進(jìn)行異物入侵實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的若干監(jiān)測(cè)單元，每個(gè)監(jiān)測(cè)單元包括若干激光收發(fā)單元，每個(gè)激光收發(fā)單元包括激光發(fā)射器，發(fā)射單色高相干性的紅外頻段激光束的紅外頻段激光；激光光強(qiáng)調(diào)制器，用于向激光束添加光強(qiáng)變化信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)激光束相位信息的攜帶，實(shí)現(xiàn)電信號(hào)到光信號(hào)的傳遞；激光接收器，用于接受激光光強(qiáng)信息，并轉(zhuǎn)化為電壓高低，實(shí)現(xiàn)光信號(hào)輸出為電信號(hào)。通過(guò)以上激光收發(fā)單元，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)異物遮擋激光情況的實(shí)時(shí)記錄，做出異物入侵的判斷，并可以通過(guò)激光包含的相關(guān)信息確定具體遮擋位置。

主機(jī)模塊，與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備模塊相互連接，用于接收現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備模塊記錄的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理、對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、輸出運(yùn)算結(jié)果；

數(shù)據(jù)傳輸模塊，與主機(jī)模塊電連接，用于對(duì)主機(jī)模塊的分析運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行傳輸；

統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)，與數(shù)據(jù)傳輸模塊電連接，用于對(duì)數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；

報(bào)警模塊，與統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)連接，用于報(bào)警處理；

電源模塊，分別與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備模塊、主機(jī)模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊連接，并向各個(gè)模塊提 供電源。

作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化，監(jiān)測(cè)單元中的若干激光收發(fā)單元平行等距分布。主機(jī)模塊包括控制器與外圍電路。外圍電路包括電源模塊、以太網(wǎng)接口模塊、輸出控制繼電器模塊。數(shù)據(jù)傳輸模塊包括利用光纜進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠芯€傳輸模塊或利用無(wú)線通信進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o(wú)線傳輸模塊中的任意一種或兩種。無(wú)線傳輸模塊包括無(wú)線通信控制器、信號(hào)調(diào)制器、天線。電源模塊包括太陽(yáng)能電池板、電源適配器、變壓器、交直流轉(zhuǎn)換器。

實(shí)施例

本實(shí)施例提出的一種異物入侵安全防控及報(bào)警系統(tǒng)，能對(duì)異物入侵情況做出靈敏、迅速的判斷，并確定入侵位置。具體的實(shí)施方式為：

如圖1所示，給出了本系統(tǒng)各個(gè)模塊之間的連接關(guān)系以及相對(duì)細(xì)節(jié)的模塊架構(gòu)。在監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備由首尾相接均勻分布的監(jiān)測(cè)單元組成，監(jiān)測(cè)單元長(zhǎng)度為5公里，監(jiān)測(cè)單元由若干激光收發(fā)單元構(gòu)成，沿水平方向平行分布，且豎直方向分布間距為50cm，共設(shè)三組，由于監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)兩側(cè)應(yīng)對(duì)稱，故一個(gè)監(jiān)測(cè)單元共有6個(gè)激光收發(fā)單元。

如圖2所示，為激光收發(fā)單元基本結(jié)構(gòu)示意圖。其中，激光發(fā)射器發(fā)射紅外頻段激光脈沖，經(jīng)過(guò)激光光強(qiáng)調(diào)制器，變?yōu)檎{(diào)制脈沖，對(duì)應(yīng)激光接收器接收脈沖，輸出為電壓信號(hào)。每個(gè)激光收發(fā)單元由兩個(gè)如圖2所示的基本結(jié)構(gòu)構(gòu)成。

每個(gè)監(jiān)測(cè)單元與主機(jī)模塊的一主機(jī)對(duì)應(yīng)連接，若干主機(jī)構(gòu)成主機(jī)模塊，如圖3所示。主機(jī)接收來(lái)自激光接收器的輸出信號(hào)和數(shù)據(jù)，進(jìn)行處理、存儲(chǔ)和分析以及傳輸。當(dāng)發(fā)生異物入侵引起某一激光收發(fā)單元的激光束被遮擋時(shí)，對(duì)應(yīng)的激光接收器輸出信號(hào)發(fā)生突然下降至零的變化，主機(jī)模塊分析到此種信號(hào)變化時(shí)，做出異物入侵的判斷，并根據(jù)相關(guān)信息計(jì)算入侵位置。

主機(jī)模塊的輸出信號(hào)由數(shù)據(jù)傳輸模塊傳送至統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)，統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)獲取相應(yīng)的異物入侵信息，由報(bào)警模塊發(fā)出預(yù)警信號(hào)。

電源模塊用于給系統(tǒng)所有模塊供電。系統(tǒng)所需的電力供應(yīng)可以來(lái)自于太陽(yáng)能電池板，也可以來(lái)自于電網(wǎng)。前者主要用于作為主機(jī)內(nèi)數(shù)字電路的電源；后者經(jīng)過(guò)變壓器、交直流轉(zhuǎn)換器、適配器可作為激光收發(fā)單元內(nèi)激光發(fā)射器、激光光強(qiáng)調(diào)制器、激光接收器的電源。

本發(fā)明的異物入侵安全防控及報(bào)警系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，由電源模塊向系統(tǒng)提供電源?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備模塊由若干在監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)均勻分布的監(jiān)測(cè)單元組成，監(jiān)測(cè)單元由平行等距分布的若干激光收發(fā)單元組成。對(duì)于激光收發(fā)單元，由激光接收器接收經(jīng)過(guò)調(diào)制的紅外頻段激光信號(hào)，并輸出電壓波形形式的模擬信號(hào)至主機(jī)模塊，轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)后進(jìn)行分析。若激光束遭異物入侵遮擋，則主機(jī)模塊即可利用對(duì)應(yīng)信號(hào)的變化做出判斷，計(jì)算遮擋位置，輸出包含上述信 息的信號(hào)，并由數(shù)據(jù)傳輸模塊將信號(hào)傳輸至統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)，并由報(bào)警模塊發(fā)出相應(yīng)預(yù)警。

本發(fā)明在已有的監(jiān)控系統(tǒng)信息處理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對(duì)異物入侵現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備做出全面改進(jìn)，使用紅外頻段的激光發(fā)射器、激光接收器作為非接觸式的監(jiān)測(cè)設(shè)備，從而替代原始的接觸式雙電網(wǎng)傳感器。在保證了整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性，監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性、及時(shí)性的同時(shí)，使監(jiān)測(cè)設(shè)備的安裝、設(shè)備故障排查及維修過(guò)程大大簡(jiǎn)化，系統(tǒng)的成本大為降低，運(yùn)行的能耗更為節(jié)省。

上述具體實(shí)施方式，僅為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思和結(jié)構(gòu)特征，目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的相關(guān)人士能夠據(jù)以實(shí)施，但以上內(nèi)容并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是依據(jù)本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)所作的任何等效變化或修飾，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。