矿用有轨运输列车掉轨检测和预防的方法及装置与流程

本案涉及露天或非露天的煤矿或非煤矿山安全生产和矿山开采自动化领域，具体说利用传感器技术、电子技术、计算机应用技术实现矿山有轨运输列车掉轨检测和预防，防止安全事故发生，减少生命、财产损失并有利提高生产运输效率。

背景技术：

井下矿山和运距较长的露天矿山多采用有轨列车进行矿山产物的运输，有轨列车为有轨牵引机车和有轨矿车编组而成。目前国内矿山应用的有轨机车多采用人工驾驶，不能采集和有效控制机车行驶速度，加之轨道平整度不好，时有运输列车掉轨现象发生；而针对无人驾驶而设计的利用接近开关和红外传感器作为机车出轨检测装置的方法，因采用软性连接不同使接近开关与车轮及轨道很好的对中，加之矿山灰尘较大不利红外传感器工作，难免会造成不能准确检测机车掉轨情况的发生；同时该方法不能解决矿车掉轨情况的检测。因此本案提出一种解决的方法和装置。

技术实现要素：

针对现有矿山运输设备和生产状况，本着低成本易实现原则，为了减少严重生产事故发生、提供作业效率，本案提供一种矿用有轨列车运输过程中预防其掉轨发生和掉轨检测的方法及装置。矿用有轨列车由机车和矿车编组而成，轮对是机车和矿车的组成部分，机车的牵引电机驱动轮对，突破轮对与轨道摩擦的阻力，使列车在轨道上行走。列车掉轨检测和预防的装置为掉轨检测器和车载控制器，掉轨检测器和车载控制器安装在机车上。根据安装方式不同，掉轨检测器可以集成到车载控制器中也可以独立安装，通过信号线与控制器相连。掉轨检测器由机车速度位置检测和机车掉轨检测单元构成，根据本案实例，所述速度位置检测单元可为旋转编码器；掉轨检测单元为电压检测装置，可为电阻排或带精密电子的A/D采样器件。控制器实时采集旋转编码器的计数值，根据计数值、运行时间可计算出列车实时运行速度，当列车运行速度无限接近或超过控制器内存储的该轨道位置约束安全速度值时，控制器控制机车的牵引电机和刹车装置进行限速，预防掉轨情况放生。车载控制器实时采集掉轨检测单元的信息，判断机车是否掉轨；同时采集机车牵引电机的实时功率值，与控制器内存储的列车正常行驶时的功率值比对，当采集值大于正常功率值一定范围，则可判断机车或有矿车掉轨发生，控制器控制机车的牵引电机和刹车装置进行停车动作，避免列车完全掉轨而造成严重事故。

有益效果：本案提供一种矿用有轨运输列车预防掉轨和导轨检测的方法及装置，比已有方法适合矿山震动、多尘环境，且成本低，避免已有方法因震动和多尘环境引起的检测失误，减少安全事故发生，省去了列车掉轨后的落轨复位和散落货物清理工作，从而提高了生产效率。

附图说明

图1 列车掉轨检测和预防示意图；

图2 列车掉轨检测和预防控制示意图；

图中：1为机车，2为矿车，3为轮对，4为轨道，5为车载控制器，6为旋转编码器，7为电气总接地点，8为电阻排，9为集电弓，10为架空线，11为变电柜，12为牵引电机，13为掉轨检测器，14为刹车装置。

具体实施方式

本案所实现的矿用列车的掉轨检测和预防主要是由13掉轨检测器和5车载控制器实现，13掉轨检测器由6旋转编码器和8电阻排构成。下面结合附图详细描述本案的实现过程，附图描述的实施例是示例性的，旨在清晰描述本方案，而不能理解为对发明内容的限制。的信息采集、定位、导航和语音通信功能主要由17智能头盔和18智能无线定位通信基站实现。如图1、图2所示，11变电柜通过10架空线与机车的9集电弓接触后为机车的12牵引电机提供动力，12牵引电机驱动3轮对做圆周运动，牵引2矿车在4轨道上行走，完成矿山运输任务。因1机车整体具备导电性能，11变电柜通过10架空线和搭接在10架空线上的9集电弓为机车输送电源，再通过1机车的7电气总接地点、3轮对和4轨道构成电气回路。将1机车的7电气总接地点的地线与其断开，地线与8电阻排一端相连，再从8电阻排的另一端分别引线至各个3轮对处，8电阻排中的电阻个数等于3轮对个数，电阻个数也可大于3轮对个数，多余的电阻作为备用。8电阻排中的各个电阻两端分别与5车载控制器相连，通过采集电阻上分得的电压值判断机车掉轨；同时6旋转编码器与3轮对同轴相连，采集3轮对的圆周运动计数值并通过信号线送给5车载控制器，作为5车载控制器控制列车行驶速度的依据。5车载控制器采集13掉轨检测器输出的机车掉轨、车速信息数据，根据机车掉轨、车速等信息综合判断并输出相应控制策略，通过控制14刹车装置和12牵引电机进行减速和停车动作，避免列车掉轨后继续行进而引起的翻车等安全事故发生。

尽管具体实施方式已经示出和描述了本发明内容的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本案的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内能够对实施例进行编号、修改、替换和变型。