預防和探測鐵道上物體墜落的設備和探測物體墜落的方法

2023-10-21 10:21:07 2

專利名稱：預防和探測鐵道上物體墜落的設備和探測物體墜落的方法
技術領域：
本發明涉及一種在監控區域中，尤其是在交通鐵道上，預防和探測物體的墜落的 設備，以及一種探測鐵道上物體的墜落的方法。
背景技術：
為了探測，例如在一個地鐵站內，在鐵道上物體的墜落，熟知的是使用一個布置在 鐵道上方的視頻攝像機。然而這一解決方案並不完全令人滿意因為它需要大量而昂貴的安 裝和維護操作，且在攝像機視角被遮擋的情況下不能正確地工作。另一種已知解決方案是沿著交通鐵道布置多個光電二極體，例如每25釐米布置 一個二極體。這些二極體發射光束而我們能夠探測出它們的中斷。這一解決方案需要大量 的二極體和探測器，這同樣意味著大量而昂貴的安裝和維護操作。阻止物體或人員墜落的另一已知方案是沿著整個站臺布置一個開向平臺的門系 統，交錯地具有固定物理屏障和在預計與停靠在站臺上的列車車門相吻合的門開放區域中 的移動門，列車車門的開啟控制站臺的開向平臺的門的開啟。這一解決方案表現出需要包 括用於打開開向平臺的門的電動機和電纜等大量設備的缺陷，這同樣需要大量而昂貴的安 裝和維護操作。

發明內容
本發明目的在於提供一種預防和探測鐵道探測區域中物體墜落的設備，其不表現 出現有技術中的至少某些前述的缺陷。為此，本發明提供一種預防和探測帶有站臺的鐵路車站鐵道上物體或人員的墜落 的設備，包括至少一個探測設備，它具有至少一個射線發射器和能夠探測該射線的傳感器， 以及用於處理來自傳感器的信號且能夠安全地與至少一個車站信號系統通信的探測計算 器。該設備包括能夠被布置在站臺上以防止墜落的屏障，這些屏障在屏障之間限定出一些 門開啟區域，在它們之間的每一個中布置探測設備以探測鐵道上的墜落。將計算器理解為單獨的計算器或集成在計算機中的計算器，並且，更為通常的方 式，為任何能夠進行所需計算的電子/信息裝置。根據本發明的設備還最好表現出至少一個以下特徵一傳感器的輸出被連接到探測計算器的至少一個輸入埠，它處於其中來自傳感 器的信號被處理的「激活」狀態，或者是處於其中來自傳感器的信號未被處理的「不激活」狀 態，一該設備包括至少一個進站探測設備，它能夠被布置在至少一個被屏障關閉的站 臺區域，一進站探測設備包括至少一個射線發射器和多個能夠探測該射線的傳感器，這些 傳感器至少沿著整個門開啟區域的長度布置，一進站探測設備的傳感器的輸出被連接到探測計算器的至少一個輸入埠，
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一探測計算器能夠處理來自進站探測設備的傳感器的信號，以修改輸入埠的狀 態，一探測計算器能夠處理關於鐵道上行駛車輛的位置的信息，以修改輸入埠的狀 態，一探測計算器能夠根據輸入埠的狀態以及墜落探測設備傳感器發射的信號，借 助於信號系統發送的信號，禁止或允許車輛的進站，一探測計算器被連接到車站供能控制設備，並且能夠根據輸入埠的狀態以及墜 落探測設備傳感器發射的信號，藉助所述的供能控制設備發送的信息，命令切斷對車站的 能源供應，本發明同樣涉及一種探測帶有站臺的鐵道車站鐵道上物體或人員的墜落的方法， 包括根據本發明的預防和探測設備，具有以下步驟一探測至少一個墜落探測設備的至少一條射線的中斷，一安全地向至少一個鐵道或車載信號系統發送禁止進站的信息，一向中央信號系統發送警報。根據本發明的方法最好還包括以下步驟的至少之一一切斷對車站的供能的步驟。一探測車輛接近車站的步驟。一其中當車輛(V)接近被探測出時，探測計算器修改輸入埠的狀態，以不再處 理由墜落探測設備的至少一個傳感器發射的至少一條射線的中斷的信號的步驟。


本發明的其他目的、特徵和優勢通過閱讀結合附圖描述的本發明實施方式的描述 更加清楚，這些附圖中一圖1是當車輛在站臺旁時預防和探測設備的一部分的示意圖，—圖2是當車輛進入車站時該預防和探測設備的示意頂視圖，一圖3a和北是該設備的兩種實施方式的示意圖表示，根據圖2III-III軸的剖面 圖，一圖3c是本發明的第三種實施方式一個剖面示意圖，一圖4是集成在鐵道信號系統中根據本發明的該設備的一個示意圖。為了便於讀圖，僅僅是理解本發明所需的元件才被表示出。同樣的元件在任何一 個圖中都具有同樣的編號。在描述中，術語「水平」和「垂直」是相對鐵路車站的站臺定義的。因此，一個水平 平面基本上與車站延伸平面平行並且垂直平面基本上與水平平面垂直。術語「縱向」是就 一部鐵路車輛在一個水平面上運行的方向而定義的，並且術語「橫向」是就在水平平面中與 縱向基本上垂直的方向定義的。
具體實施例方式參照圖1和2，帶有站臺3的地鐵車站鐵道2上物體或人員墜落的預防和探測設備 1包括布置在站臺3的某些區域上的物理屏障4，在它們之間限定被稱為門開啟區域5的區域。門開啟區域以與停在車站的鐵道車輛V的門P重合的方式被布置。屏障4被牢固固定 在站臺上，儘可能靠近站臺3的邊緣6。它們在必要時包括一個阻止任何東西進入包括在 站臺3的邊緣6和屏障4之間的空間的橫向突出(retour)。屏障4例如是觀景窗或玻璃 門，保持在站臺上的堅硬固定的框架、矮牆或站臺3上其他任何固定結構中，並且高度足夠 阻止人員從站臺上跌入鐵道2上。因此，屏障4相對站臺3是不可移動的，雖然它們可以包括可移動元件，尤其是為 了允許緊急疏散。例如，這些屏障可以包括配備布置在朝向鐵道的表面上的防恐慌護欄，它 們僅能對乘坐在車門錯誤停在屏障前的車輛的乘客發生作用。在正常運行中，這些門不被 打開因為既沒有站臺上的乘客也沒有車輛中的乘客能夠接進這些門的開啟系統。屏障4因此，在站臺3全長的一部分上，構成根據本發明的系統的預防設備。參照圖2、3a和3b，墜落的預防和探測設備1還包括布置在每一個門開啟區域5中 的墜落探測設備7。每一個墜落探測設備7包括一系列發射器8和傳感器9——一個傳感 器9與一個發射器8相關聯——每隔5至30釐米布置，而最佳方式下，每隔10至20釐米 布置一組，布置在站臺3的邊緣6下，以便至少覆蓋門開啟區域5的整個長度。最好是，這 些傳感器9還覆蓋門開啟區域5的每一側的一小部分站臺3以便探測緊靠屏障4的墜落。 發射器和傳感器的間距選擇是待探測物體或人員的體積和系統成本之間折衷的結果。發射 器8可發射紅外或無線電(或其他任何類型，在圖2、3a、!3b和3c上以虛線指出的)射線， 傳感器9則適於探測這些射線。發射出的射線10可被固定在站臺3相對於鐵道2的對面 的壁11上的傳感器9直接接收，或者間接由也固定在站臺3邊緣6下的傳感器9接收，這 些射線10由壁11反射。當車站包括兩個分開在中央路基兩側的兩個站臺時，壁11由車站 隧道的其中一個壁構成。當車站包括兩個面對面由兩條鐵路分隔開的站臺時，壁11被布置 在兩條鐵路之間以便向站臺3反射發射的波10。如圖3c所示的變型，墜落探測設備7包括僅一個與鐵道2垂直地布置在隧道穹頂 11上基本上在門開啟區5的正中平面上的發射器8，和一系列布置在站臺3邊緣6下在至 少整個門開啟區域5中的傳感器9。發射器8發射用來掃描傳感器9覆蓋的區域的射線束。另一種可能情況，墜落預防和探測設備1包括布置在由屏障4關閉的一個或幾個 站臺區域3中的一個或幾個進站探測設備7 (圖2上用直線標示)。每一設備包括至少一個 發射器8』和一個傳感器9』，與墜落探測設備7的同樣類型並且以同樣方式運行。它們的功 能然而在這裡不是探測鐵道2上物體或人員的墜落，而是探測車輛V的進站。為此，進站探 測設備7』可以僅包括一組發射器8』 /傳感器9』或幾個發射器8』和傳感器9』，其在站臺 3邊緣6下間距至少50釐米而至多10米，最佳間距1米。對於一個經濟版本，僅有一個被 布置在恰好車站進口的站臺端點2、由屏障4關閉的區域，其可配備這個設備7』。最後，如圖4所示，墜落防止和探測設備1包括例如布置在車站技術室中的探測計 算器13，用於處理傳感器9或9』發射的信號。墜落探測設備7的傳感器9的輸出因此被 連接到探測計算器13的輸入埠 12。這些輸入埠 12可具有兩種狀態，一個被稱為「激 活」，其中來自傳感器9的信號被處理，另一個被稱為「解激活」，其中來自傳感器9的信號不 被處理。若根據本發明的該設備包括進站探測設備7』，傳感器9的輸出被連接到計算器的 輸入埠 12』。來自這些傳感器9』的信號總被處理。
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根據傳感器9(或9』 )探測或不探測發射器8發射出的射線10，這些信號具有兩 種類型。當傳感器9(或9』)探測出射線10，它向探測計算器13發射「可見」信號。當傳 感器9(或9』)未探測出任何一條射線10——例如由於一個物體墜落在鐵道2上或一輛車 已停靠在車站，它向探測計算器I3發射「遮擋」信號。探測計算器13被連接到能夠經由有線通信裝置15，例如一個乙太網總線向信號 系統16安全傳輸信息的輸入/輸出14。探測計算器13還包括輸入埠 17用於接收由有 線通信裝置15傳輸的非關鍵數據。在本例子中，信號系統16可傳統地包括一個或多個鐵道信號系統16a，運行在鐵 道上的每個車輛上的車載信號系統16b，和一個或多個監視信號系統16c。鐵道信號系統16a包括車站鐵道信號設施(信號、道岔、信標、鐵道線路、等……)， 用於控制這些設施的相關設施(啟動計算器、道岔電機、等……)，以及保障針對所有列車公 共的處理的設施(間距處理計算器，車載系統16b和啟動計算器之間的接口等……)。每個車載信號系統16b包括無線通信裝置18，用於經由有線通信裝置15與鐵道信 號系統16a和中央信號系統16c以及探測計算器13進行通信。它同樣包括用於識別其鐵 道上的位置的裝置。每個監視信號系統16c被連接到一個人-機接口 19。它管理信號系統的非關鍵操 作信息設施狀態(傳感器、發射器等故障或運行不良)，警報等。它允許操作員向連接到 有線通信裝置15的不同的設施下達指令並指揮它們。此外，在此描述的地鐵站的例子中，列車由布置在地上的傳輸例如750伏電壓被 稱為第三軌道的供能設備藉助於在此第三軌道上摩擦的軌底供應能源。車站則包括一個供 能控制設備20，它允許手動切斷供能以避免使落在鐵道上的人員觸電致死，例如以實現維 護或測試操作。供能同樣在人員已離開鐵道後藉助於該供能控制設備20被恢復。在此情況下，探測設備13被連接到車站的供能控制設備20上並且能夠與其進行 安全地通信以便命令其例如切斷供能或恢復供能。在變型中，根據本發明的設備1能夠應用到其他鐵路系統，其中供能藉助於一種 空中吊線懸掛來實現。掉落在鐵道上的人員因此不再有觸電的危險。若車站擁有一個供能 控制設備20，在此情況下不需要將其連接到探測計算器13上。可選情況下，探測計算器13包括一個警報按鈕21，例如布置在站臺3上並由一根 電纜連接到計算器13上(圖4上用混合線表示)，它允許站臺上的人員控制實施與探測到 人員墜落的情況下自動實現的處理一樣的處理(切段供能並阻止列車進站)。警報按鈕21 的激活信息對於探測計算器13啟動與探測到物體或人員墜落所實現的處理相同的處理。還是在可選情況下，探測計算器13包括一個供能重啟按鈕22，對其的接近是受限 的。它例如被布置在技術室的計算器上或遠程布置在站臺上用鑰閉鎖的機櫃中。預防和探測墜落的設備1的運行根據圖2、4和圖3a的實施方式被描述。默認情況下，探測計算器設備13的輸入端12中的每一個都處於被稱為「激活」的 狀態。正常運行中，發射器8發射被傳感器9捕捉到的射線10，例如紅外線。「可見」信號被 發送到探測計算器13的輸入端12。當一個物體或一名人員在其中一個門開啟區域5內跌 到鐵道2上時，一條或多條射線10被中斷且一個或多個傳感器9向探測計算器13發送「被 遮擋」信號。接到該信號之後，探測計算器13，通過輸入/輸出14，安全地向鐵道信號系統16a或車載信號系統16b發送「禁止進站」信息。該信息由鐵道信號系統16a的啟動計算器 進行處理，它則修改鐵道設施狀態以禁止即將進站的列車，例如將布置在車站入口處的一 個信號切換成紅色。它同樣能夠，藉助其中一個保證鐵道信號系統16a的所有列車公共的 處理的設施，禁止車載信號系統16b進站且要求部分已經在站內的列車的車載系統16b靜 止不動。鐵道信號系統16a的啟動計算器的信息處理具有無需以在線路上運行的所有列車 配備車載信號系統16b為前提的優勢，但在每個車站的入口需要一個信號裝置。由保證對 於16a系統的所有列車公共的處理的設施和車載信號系統16b進行的信號處理不需要在每 一個車站入口處有信號裝置，但需以所有列車都配備車載信號系統16b為前提。同時，探測計算器13發射警報，而它顯示在人機接口 19上並向操作員指示墜落情 況。若車站包括第三條軌道，探測計算器13同樣命令供能控制設備20切斷對車站的 能源供應。為此，任何列車都不進入車站，操作員通過警報被告知墜落情況，並且電流被切 斷，以避免任何可能發生的觸電。操作員可要求一組人員介入並將物體或人員移回站臺上， 並例如藉助安裝在車站裡的視頻攝像機監視操作。當物體或人員被救起且任何風險都被排除時，操作員藉助供能恢復按鈕22或者 藉助由人機接口 19向探測計算器13發送的信息手動重新恢復車站的能源供應。探測計算 器13則停止向鐵道信號系統16a發送「禁止進站」信息。這樣則，例如通過將布置在車站 入口的信號裝置變為綠色或重新允許車站內列車移動，修改鐵道設施的狀態以允許車輛進 入車站。當車輛接近車站時，探測計算器13應被警示車輛進站的迫近以便不要發送錯誤 警報也不要當車輛切斷髮射的射線10時發送錯誤「禁止進站」信息。這個警示可，根據系 統1包括或不包括進站探測設備7』，以兩種不同方式實現。當根據本發明的設備1不包括進站探測設備V時，探測計算器13使用車輛位置 信息V。它由車載信號系統16b藉助無線通信裝置18發送到有線通信裝置15上。探測計 算器13在輸入埠 17接收這一信息並將其處理以便將其輸入埠 12的狀態從「激活」模 式修改為「不激活」模式。包括在通信鏈中的每一個元件(車載信號系統16b、無線通信裝 置18、有線通信裝置15、探測計算器1 具有一個發送和接收數據的周期時間。這些周期 時間一個接一個地累加並且該和構成一個被稱為列車前陰影區的延時，在該區域中車輛的 精確位置是未知的。陰影區在幾秒的數量級。這種解決方案具有不需要額外傳感器和發射 器的優勢，但另一方面，需要在車輛真正進入車站前幾秒鐘改變輸入埠 12的狀態。在這 幾秒鐘期間，墜落將不被探測到。當根據本發明的設備1包括至少一個進站探測設備7』並且探測計算器13從進站 探測設備7』的一個傳感器9』接收到一個「被遮擋」信號時，它局部處理這一信息以逐漸將 各探測設備7的傳感器9的輸入埠 12的狀態從「激活」狀態改變為「不激活」狀態。由 於該信號的處理時間僅取決於探測計算器13，這一改變極其迅速地被執行。因此，當一部車 輛切斷布置在車站入口處的進站探測設備V的傳感器9』時，探測計算器13首先修改布置 在與之相鄰的第一門開啟區域中探測設備7的輸入埠 12的狀態。探測計算器13隨後使 用由探測設備7的傳感器9，其光束被進站列車切斷，發射的「被遮擋」信號以修改布置在第
7二門開啟區域中的探測設備7的輸入埠 12的狀態。該過程因此針對站臺3的所有墜落 探測設備7的所有輸入埠 12被重複執行。因此，隨著車輛進站及發射器8的射線10被 切斷，「被遮擋」信號不再發送警報和「禁止進站」信息。這個解決方案具有顯著減小車前陰影區域的優勢，但另一方面需要在車站入口， 或若鐵道是雙向的則在每一個站臺埠布置至少一個額外的傳感器。為了繼續減少車前陰影區域，有可能的是在一個或幾個被屏障4關閉的額外區域 內提供一個進站探測設備7』，其運行性能與前述的相同。在停止後，車輛V切斷站臺的所有傳感器9 (且在必要時還有9』 )的波束10。所 有傳感器因此向各自的輸入埠 12 (且在必要時還有12』)發送「被遮擋」信號。車門在門 開啟區域5內打開，乘客們從車輛上下來以及上車。當車輛V重新出發並離開車站時，探測計算器13應被通知此次離開以便將輸入端 口 12的狀態切換到「激活」模式。與前面相同的方式，計算器13能夠通過車載信號系統16b 經由有線通信裝置15獲得信息，或者藉助由布置在車站入口的進站探測設備V的這個或 這些傳感器9』發送的「可見」信號獲得信息，它們是首批再次探測到發射的光束10的。在 這兩種情況下，探測計算器13隨著墜落探測設備7的傳感器9發送「可見」信號逐步將它 的輸入埠 12狀態從「不激活」模式修改為「激活」模式。探測計算器13因此重新處於監 視模式，並能夠探測和警示墜落情況。當一個或多個傳感器9或9』故障且不再向探測計算器13發送信號時，它們的故 障狀態在相應的輸入埠 12處被探測出。探測計算器13則向中央信號系統16c示意這一 故障，它被顯示在人機接口 19上或直接發送信息到人機接口 19上。操作員則能夠藉助這 一接口 19再次配置探測設備7，例如在一種被稱為「降級」的模式下，通過向探測計算器13 要求僅考慮由某些傳感器發送的信息。這允許在等待故障元件替換的同時繼續探測墜落以 及發送警報。根據本發明的墜落預防和探測設備1具有許多優勢。首先，這是一種簡單的設備， 它的任何一個部件都是不可移動的，這使維護操作簡單化。隨後，它預測站臺大部分位置上 的墜落情況，並且在門開啟區域5中，並且由於它使用明顯更少的儀器，它能夠以比現有技 術解決方案明顯更低的成本探測到墜落並指示該墜落。最後，這一設備即便在車輛進站時 仍保持有效。雖然本發明以一種特定實施方式被描述的，很明顯的是，本發明並不局限於此並 且它包容所有與所述裝置等同的技術以及它們之間的組合，若這些技術被包括在本發明的 範圍內。
權利要求
1.一種預防和探測物體或人員在有站臺( 的鐵路車站的鐵道( 上的墜落的設備 (1)，包括至少一個探測設備(7)和探測計算器(13)，該探測設備(7)包括至少一個射線 (10)發射器(8)和能夠探測該射線(10)的傳感器(9)，該探測計算器(1 用於處理來自 傳感器(9)的信號並且能夠與車站的至少一個信號系統(16a、16b、16c)進行安全通信，其 特徵在於所述設備(1)包括能夠被布置在站臺上(3)用於預防墜落的屏障G)，這些屏障 ⑷在屏障之間限定一些門開啟區域(5)，探測設備(7)被布置在每一個門開啟區域中以探 測鐵道⑵上的墜落。
2.根據權利要求1所述的設備(1)，其特徵在於傳感器(9)的輸出被連接到所述探測 計算器(1 的至少一個輸入埠(1 上，所述輸入埠(1 處於其中來自傳感器(9)的 信號被處理的「激活」狀態或者處於其中來自傳感器(9)的信號不被處理的「解激活」狀態。
3.根據權利要求1或2所述的設備(1)，其特徵在於包括至少一個能夠被布置在至少 一個由屏障⑷關閉的站臺⑶區域的進站探測設備(7』)。
4.根據權利要求3所述的設備(1)，其特徵在於所述進站探測設備(7』)包括至少一個 射線(10)發射器(8』)和多個能夠探測該射線(10)的傳感器(9)，這些傳感器(9)被布置 在門開啟區域(5)的至少全長上。
5.根據權利要求4所述的設備(1)，其特徵在於所述進站探測設備(7』)的傳感器(9』) 的輸出被連接到所述探測計算器(1 的至少一個輸入埠(12』 )上。
6.根據權利要求5所述的設備(1)，其特徵在於所述探測計算器(1 能夠處理來自所 述進站探測設備(7』 )的傳感器(9』 )的信號，以用來改變所述輸入埠(1 的狀態。
7.根據權利要求1或2所述的設備(1)，其特徵在於所述探測計算器(1 能夠處理關 於鐵道( 上運行車輛(V)的位置的信息，以用來改變所述輸入埠(1 的狀態。
8.根據權利要求6或7所述的設備(1)，其特徵在於所述探測計算器(1 能夠根據所 述輸入埠(1 的狀態和所述墜落探測設備(7)的傳感器(9)發送的信號，藉助於向信號 系統(16a、16b、16c)發送的信息，禁止或允許車輛(V)進站。
9.根據上述任一項權利要求所述的設備(1)，其特徵在於所述探測計算器(1 被連接 到車站供能控制設備00)上，並且能夠根據所述輸入埠(1 的狀態和所述墜落探測設 備(7)的傳感器(9)發送的信號，藉助於發送到所述供能控制設備00)的信息，命令切斷 對車站的供能。
10.一種探測物體或人員在帶站臺( 的鐵路車站鐵道( 上的墜落的方法，包括根據 權利要求1至9中任一項所述的預防和探測設備(1)，所述方法包括步驟-探測至少一個墜落探測設備(7)的至少一條射線(10)的中斷，-安全地向至少一個鐵道或車載信號系統(16a、16b)發送禁止進站的信息，-向中央信號系統(16c)發送警報。
11.根據權利要求10所述的方法，還包括切斷對車站的供能的步驟。
12.根據權利要求10或11所述的方法，包括探測車輛(V)接近車站的步驟。
13.根據權利要求12所述的方法，其中當車輛(V)接近被探測出時，探測計算器(13) 修改輸入埠(1 的狀態，以不再處理由墜落探測設備(7)的至少一個傳感器(9)發射的 至少一條射線(10)的中斷的信號。
全文摘要
本發明涉及預防和探測帶站臺(3)的鐵路車站鐵道(2)上物體或人員的墜落的設備(1)。該設備(1)包括至少一個探測設備(7)和探測計算器(13)，該探測設備(7)包括至少一個射線(10)發射器(8)和能夠探測該射線(10)的傳感器(9)，該探測計算器(13)用於處理來自傳感器(9)的信號並且能夠與車站的至少一個信號系統(16a、16b、16c)進行安全通信，屏障(4)能夠被布置在站臺上(3)用於預防墜落，這些屏障(4)在屏障之間限定出一些門開啟區域(5)，探測設備(7)被布置在每一個門開啟區域中以探測鐵道(2)上的墜落。
文檔編號G01V8/10GK102092404SQ201010563259
公開日2011年6月15日 申請日期2010年11月25日 優先權日2009年11月26日
發明者C·瓦謝, M·卡諾 申請人:阿爾斯通運輸股份有限公司