申请/专利权人：山西太钢不锈钢股份有限公司

申请日：2021-08-14

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN113721502B

主分类号：G05B19/042

分类号：G05B19/042

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2021.12.17#实质审查的生效;2021.11.30#公开

摘要：一种机车司乘人员自动监测控制系统，适用于机车乘务员及机车运行监控，它包括单片机，其特征是单片机分别连接机车速度读取单元、智能摄像运行控制单元、声光报警执行单元、机车卸载控制单元、机车放风执行单元、机车撒砂执行单元、人机互动单元；所述单片机采用stm32f103c8t6单片机。本发明实现机车静态防护，非当班注册人员无法启动、操作机车，库内检修机车无人状态下能起到安全控制作用；本发明实现动态防护，运行中，能够对乘务员在作业中的坐姿不正、注意力不集中、间断瞭望等不规范行为及时报警纠偏。

主权项：1.一种机车司乘人员自动监测控制系统,包括单片机，其特征是单片机分别连接机车速度读取单元、智能摄像运行控制单元、声光报警执行单元、机车卸载控制单元、机车放风执行单元、机车撒砂执行单元、人机互动单元；所述单片机采用stm32f103c8t6单片机；所述机车速度读取单元包括机车速度传感器，机车速度传感器与机车动轮接驳，采集到的12VPWM波形，经光耦隔离，单片机采集，通过分析矩形波高电平持续时间，得出频率，再通过频率与实际机车速度建立联系，从而获取到机车实际速度；当速度不为零时，智能摄像运行控制单元、声光报警单元、机车卸载控制单元、机车放风执行单元、机车撒砂执行单元电路接通；所述智能摄像运行控制单元，提前录入人员信息，单片机信号采集，当识别到指定的人脸信息后系统主板会有下述两种控制模式：1通过单片机程序逻辑判定机车动力系统启动条件是否符合：即摄像机单元储存的人脸信息与采集到的机车驾驶室主机位实时在位的人脸信息匹配成功,摄像机单元模块输出主机位导通的开关信号，单片机主机位人脸识别单元接口有高电平输入，单片机程序判定机车动力系统启动条件符合,单片机机车动力系统启动指令接口会输出高电平,机车动力系统启动执行单元FD-24DC-0201驱动放大器得电,输出控制高电平，机车动力系统启动执行单元继电器得电动作，机车动力系统启动执行单元电路常开触点闭合，接通机车动力系统执行单元启动电路，机车动力系统具备正常启动条件，机车正常启动动力源；2通过单片机程序逻辑判定机车移动运行条件是否符合：即摄像机单元储存的人脸信息与采集到的机车驾驶室主机位、副机位实时在位的人脸信息匹配成功，摄像机单元模块输出主机位、副机位导通的开关信号，单片机主机位、副机位人脸识别单元接口有高电平输入，单片机程序判定机车移动运行系统启动条件符合，单片机机车移动运行系统启动指令接口会输出高电平，机车移动运行系统机组保护执行单元FD-24DC-0201驱动放大器得电，输出控制高电平，机车移动运行系统机组保护执行单元继电器得电动作，机车移动运行系统机组保护执行单元电路常开触点闭合，接通机车移动运行系统机组保护执行单元电路，机车具备正常移动运行条件；所述声光报警单元包括报警语音模块、声光报警灯，单片机程序监测限速条件、智能摄像运行控制条件判定相应的报警条件满足，声光报警单元接口输出高电平，声光报警单元FD-24DC-0201信号驱动放大器高电平，声光报警灯得电动作、同时进行语音提醒“请按规定回位”；所述机车卸载控制单元是指：通过单片机逻辑程序判定注册人员不在位或机车超速条件达到后，机车卸载条件满足，单片机机车卸载控制单元接口发出卸载指令高电平，单片机机车卸载执行单元FD-24DC-0201驱动放大器得电，输出控制高电平，单片机机车卸载继电器得电动作，单片机机车卸载继电器常闭触点失电，断开机车牵引运行机控电路开关，机车牵引运行动力输出中断，达到切断机车继续牵引运行动力的目的，该单元使机车牵引动力自动卸载，但不切断机车动力源，保持机车动力源，确保机车制动风源充足，达到保持制动风源有效的目的；同时进行机车放风执行单元动作执行；当机车速度为零，按动人机互动按钮后放风阀不会恢复初始状态，只有检测到注册人员人脸信息后方可恢复放风阀非制动状态，同时单片机等待相关安全模式符合机车运行条件后恢复系统前端初始状态，待单片机人脸识别模块判定条件正常恢复后，并满足再次运行条件时，单片机方可重新恢复系统前端初始待机状态，机车方能继续移动、运行作业；所述机车放风执行单元是指：上海机车车辆发展公司出品的型号是CZDF1-8的机车自动常用制动阀、自动紧急制动阀连接陕西华龙铁路电器公司出品的型号是ZTL3放风阀总成；ZTL3放风阀总成由常用制动阀和紧急制动阀组成；在机车移动运行，产生速度后，当单片机系统中摄像机人脸识别模块检测到注册人员不在位或机车超速条件达到后，满足单片机逻辑判定不符合机车移动运行条件，执行报警，卸载，放风，单片机放风接口输出机车放风阀放风指令高电平，机车放风阀放风执行单元FD-24DC-0201驱动放大器得电，输出控制高电平，机车“ZTL3”放风阀放风继电器得电动作，机车“ZTL3”放风阀得电动作，此时“ZTL3”放风阀产生紧急制动作用；“ZTL3”放风阀常用制动阀负责切断总风和列车管的通路，紧急制动阀负责排除列车管风压，使机车制动，并停车，使速度信号输出为零，为“ZTL3”放风阀高电平电信号撤销指令准备条件；机车放风执行单元中“ZTL3”放风阀的常用制动阀和紧急制动阀电指令撤销条件模式：当机车速度为零，摄像机识别主机位、副机位人脸信息与摄像机储存的人员注册信息匹配成功，单片机人脸识别判定注册人员在位，恢复系统初始状态，单片机放风接口输出放风指令低电平，“ZTL3”放风阀电撤销指令发出，“ZTL3”放风阀失电，“ZTL3”放风阀恢复非制动状态；此时系统注册人员已采取相应的安全停车措施，为再次移动运行机车做准备；所述机车撒砂执行单元是指：陕西宝鸡机车车辆器材公司出品的型号“22DKF3-8T”的撒砂电控阀，按设定程序执行报警，卸载，放风，撒砂，单片机撒砂执行单元接口输出机车撒砂指令高电平，机车撒砂执行单元FD-24DC-0201驱动放大器得电，输出控制高电平，机车“22DKF3-8T”撒砂电控阀得电动作，机车撒砂；所述人机互动单元：当人脸识别信号未检测成功时，未正常启动机车动力源，以及未正常运行加载、报警、卸载、撒砂相应模块时，人机互动按钮复位操作对放风接口指令无效，放风执行单元的“ZTL3”放风阀动作执行后的恢复无效；此时按下人机互动按钮，人脸识别注册人员成功，正常启动机车动力源，正常运行加载、报警、卸载、撒砂相应模块时，恢复初始状态。

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