专利名称：预防和探测铁道上物体坠落的设备和探测物体坠落的方法
技术领域：
本发明涉及一种在监控区域中，尤其是在交通铁道上，预防和探测物体的坠落的 设备，以及一种探测铁道上物体的坠落的方法。
背景技术：
为了探测，例如在一个地铁站内，在铁道上物体的坠落，熟知的是使用一个布置在 铁道上方的视频摄像机。然而这一解决方案并不完全令人满意因为它需要大量而昂贵的安 装和维护操作，且在摄像机视角被遮挡的情况下不能正确地工作。另一种已知解决方案是沿着交通铁道布置多个光电二极管，例如每25厘米布置 一个二极管。这些二极管发射光束而我们能够探测出它们的中断。这一解决方案需要大量 的二极管和探测器，这同样意味着大量而昂贵的安装和维护操作。阻止物体或人员坠落的另一已知方案是沿着整个站台布置一个开向平台的门系 统，交错地具有固定物理屏障和在预计与�？吭谡咎ㄉ系牧谐党得畔辔呛系拿趴徘蛑� 的移动门，列车车门的开启控制站台的开向平台的门的开启。这一解决方案表现出需要包 括用于打开开向平台的门的电动机和电缆等大量设备的缺陷，这同样需要大量而昂贵的安 装和维护操作。
发明内容
本发明目的在于提供一种预防和探测铁道探测区域中物体坠落的设备，其不表现 出现有技术中的至少某些前述的缺陷。为此，本发明提供一种预防和探测带有站台的铁路车站铁道上物体或人员的坠落 的设备，包括至少一个探测设备，它具有至少一个射线发射器和能够探测该射线的传感器， 以及用于处理来自传感器的信号且能够安全地与至少一个车站信号系统通信的探测计算 器。该设备包括能够被布置在站台上以防止坠落的屏障，这些屏障在屏障之间限定出一些 门开启区域，在它们之间的每一个中布置探测设备以探测铁道上的坠落。将计算器理解为单独的计算器或集成在计算机中的计算器，并且，更为通常的方 式，为任何能够进行所需计算的电子/信息装置。根据本发明的设备还最好表现出至少一个以下特征一传感器的输出被连接到探测计算器的至少一个输入端口，它处于其中来自传感 器的信号被处理的“激活”状态，或者是处于其中来自传感器的信号未被处理的“不激活”状 态，一该设备包括至少一个进站探测设备，它能够被布置在至少一个被屏障关闭的站 台区域，一进站探测设备包括至少一个射线发射器和多个能够探测该射线的传感器，这些 传感器至少沿着整个门开启区域的长度布置，一进站探测设备的传感器的输出被连接到探测计算器的至少一个输入端口，
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一探测计算器能够处理来自进站探测设备的传感器的信号，以修改输入端口的状 态，一探测计算器能够处理关于铁道上行驶车辆的位置的信息，以修改输入端口的状 态，一探测计算器能够根据输入端口的状态以及坠落探测设备传感器发射的信号，借 助于信号系统发送的信号，禁止或允许车辆的进站，一探测计算器被连接到车站供能控制设备，并且能够根据输入端口的状态以及坠 落探测设备传感器发射的信号，借助所述的供能控制设备发送的信息，命令切断对车站的 能源供应，本发明同样涉及一种探测带有站台的铁道车站铁道上物体或人员的坠落的方法， 包括根据本发明的预防和探测设备，具有以下步骤一探测至少一个坠落探测设备的至少一条射线的中断，一安全地向至少一个铁道或车载信号系统发送禁止进站的信息，一向中央信号系统发送警报。根据本发明的方法最好还包括以下步骤的至少之一一切断对车站的供能的步骤。一探测车辆接近车站的步骤。一其中当车辆(V)接近被探测出时，探测计算器修改输入端口的状态，以不再处 理由坠落探测设备的至少一个传感器发射的至少一条射线的中断的信号的步骤。
本发明的其他目的、特征和优势通过阅读结合附图描述的本发明实施方式的描述 更加清楚，这些附图中一图1是当车辆在站台旁时预防和探测设备的一部分的示意图，—图2是当车辆进入车站时该预防和探测设备的示意顶视图，一图3a和北是该设备的两种实施方式的示意图表示，根据图2III-III轴的剖面 图，一图3c是本发明的第三种实施方式一个剖面示意图，一图4是集成在铁道信号系统中根据本发明的该设备的一个示意图。为了便于读图，仅仅是理解本发明所需的元件才被表示出。同样的元件在任何一 个图中都具有同样的编号。在描述中，术语“水平”和“垂直”是相对铁路车站的站台定义的。因此，一个水平 平面基本上与车站延伸平面平行并且垂直平面基本上与水平平面垂直。术语“纵向”是就 一部铁路车辆在一个水平面上运行的方向而定义的，并且术语“横向”是就在水平平面中与 纵向基本上垂直的方向定义的。
具体实施例方式参照图1和2，带有站台3的地铁车站铁道2上物体或人员坠落的预防和探测设备 1包括布置在站台3的某些区域上的物理屏障4，在它们之间限定被称为门开启区域5的区域。门开启区域以与停在车站的铁道车辆V的门P重合的方式被布置。屏障4被牢固固定 在站台上，尽可能靠近站台3的边缘6。它们在必要时包括一个阻止任何东西进入包括在 站台3的边缘6和屏障4之间的空间的横向突出(retour)。屏障4例如是观景窗或玻璃 门，保持在站台上的坚硬固定的框架、矮墙或站台3上其他任何固定结构中，并且高度足够 阻止人员从站台上跌入铁道2上。因此，屏障4相对站台3是不可移动的，虽然它们可以包括可移动元件，尤其是为 了允许紧急疏散。例如，这些屏障可以包括配备布置在朝向铁道的表面上的防恐慌护栏，它 们仅能对乘坐在车门错误停在屏障前的车辆的乘客发生作用。在正常运行中，这些门不被 打开因为既没有站台上的乘客也没有车辆中的乘客能够接进这些门的开启系统。屏障4因此，在站台3全长的一部分上，构成根据本发明的系统的预防设备。参照图2、3a和3b，坠落的预防和探测设备1还包括布置在每一个门开启区域5中 的坠落探测设备7。每一个坠落探测设备7包括一系列发射器8和传感器9——一个传感 器9与一个发射器8相关联——每隔5至30厘米布置，而最佳方式下，每隔10至20厘米 布置一组，布置在站台3的边缘6下，以便至少覆盖门开启区域5的整个长度。最好是，这 些传感器9还覆盖门开启区域5的每一侧的一小部分站台3以便探测紧靠屏障4的坠落。 发射器和传感器的间距选择是待探测物体或人员的体积和系统成本之间折衷的结果。发射 器8可发射红外或无线电(或其他任何类型，在图2、3a、!3b和3c上以虚线指出的)射线， 传感器9则适于探测这些射线。发射出的射线10可被固定在站台3相对于铁道2的对面 的壁11上的传感器9直接接收，或者间接由也固定在站台3边缘6下的传感器9接收，这 些射线10由壁11反射。当车站包括两个分开在中央路基两侧的两个站台时，壁11由车站 隧道的其中一个壁构成。当车站包括两个面对面由两条铁路分隔开的站台时，壁11被布置 在两条铁路之间以便向站台3反射发射的波10。如图3c所示的变型，坠落探测设备7包括仅一个与铁道2垂直地布置在隧道穹顶 11上基本上在门开启区5的正中平面上的发射器8，和一系列布置在站台3边缘6下在至 少整个门开启区域5中的传感器9。发射器8发射用来扫描传感器9覆盖的区域的射线束。另一种可能情况，坠落预防和探测设备1包括布置在由屏障4关闭的一个或几个 站台区域3中的一个或几个进站探测设备7 (图2上用直线标示)。每一设备包括至少一个 发射器8’和一个传感器9’，与坠落探测设备7的同样类型并且以同样方式运行。它们的功 能然而在这里不是探测铁道2上物体或人员的坠落，而是探测车辆V的进站。为此，进站探 测设备7’可以仅包括一组发射器8’ /传感器9’或几个发射器8’和传感器9’，其在站台 3边缘6下间距至少50厘米而至多10米，最佳间距1米。对于一个经济版本，仅有一个被 布置在恰好车站进口的站台端点2、由屏障4关闭的区域，其可配备这个设备7’。最后，如图4所示，坠落防止和探测设备1包括例如布置在车站技术室中的探测计 算器13，用于处理传感器9或9’发射的信号。坠落探测设备7的传感器9的输出因此被 连接到探测计算器13的输入端口 12。这些输入端口 12可具有两种状态，一个被称为“激 活”，其中来自传感器9的信号被处理，另一个被称为“解激活”，其中来自传感器9的信号不 被处理。若根据本发明的该设备包括进站探测设备7’，传感器9的输出被连接到计算器的 输入端口 12’。来自这些传感器9’的信号总被处理。
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根据传感器9(或9’ )探测或不探测发射器8发射出的射线10，这些信号具有两 种类型。当传感器9(或9’)探测出射线10，它向探测计算器13发射“可见”信号。当传 感器9(或9’)未探测出任何一条射线10——例如由于一个物体坠落在铁道2上或一辆车 已�？吭诔嫡荆蛱讲饧扑闫鱅3发射“遮挡”信号。探测计算器13被连接到能够经由有线通信装置15，例如一个以太网总线向信号 系统16安全传输信息的输入/输出14。探测计算器13还包括输入端口 17用于接收由有 线通信装置15传输的非关键数据。在本例子中，信号系统16可传统地包括一个或多个铁道信号系统16a，运行在铁 道上的每个车辆上的车载信号系统16b，和一个或多个监视信号系统16c。铁道信号系统16a包括车站铁道信号设施(信号、道岔、信标、铁道线路、等……)， 用于控制这些设施的相关设施(启动计算器、道岔电机、等……)，以及保障针对所有列车公 共的处理的设施(间距处理计算器，车载系统16b和启动计算器之间的接口等……)。每个车载信号系统16b包括无线通信装置18，用于经由有线通信装置15与铁道信 号系统16a和中央信号系统16c以及探测计算器13进行通信。它同样包括用于识别其铁 道上的位置的装置。每个监视信号系统16c被连接到一个人-机接口 19。它管理信号系统的非关键操 作信息设施状态(传感器、发射器等故障或运行不良)，警报等。它允许操作员向连接到 有线通信装置15的不同的设施下达指令并指挥它们。此外，在此描述的地铁站的例子中，列车由布置在地上的传输例如750伏电压被 称为第三轨道的供能设备借助于在此第三轨道上摩擦的轨底供应能源。车站则包括一个供 能控制设备20，它允许手动切断供能以避免使落在铁道上的人员触电致死，例如以实现维 护或测试操作。供能同样在人员已离开铁道后借助于该供能控制设备20被恢复。在此情况下，探测设备13被连接到车站的供能控制设备20上并且能够与其进行 安全地通信以便命令其例如切断供能或恢复供能。在变型中，根据本发明的设备1能够应用到其他铁路系统，其中供能借助于一种 空中吊线悬挂来实现。掉落在铁道上的人员因此不再有触电的危险。若车站拥有一个供能 控制设备20，在此情况下不需要将其连接到探测计算器13上。可选情况下，探测计算器13包括一个警报按钮21，例如布置在站台3上并由一根 电缆连接到计算器13上(图4上用混合线表示)，它允许站台上的人员控制实施与探测到 人员坠落的情况下自动实现的处理一样的处理(切段供能并阻止列车进站)。警报按钮21 的激活信息对于探测计算器13启动与探测到物体或人员坠落所实现的处理相同的处理。还是在可选情况下，探测计算器13包括一个供能重启按钮22，对其的接近是受限 的。它例如被布置在技术室的计算器上或远程布置在站台上用钥闭锁的机柜中。预防和探测坠落的设备1的运行根据图2、4和图3a的实施方式被描述。默认情况下，探测计算器设备13的输入端12中的每一个都处于被称为“激活”的 状态。正常运行中，发射器8发射被传感器9捕捉到的射线10，例如红外线。“可见”信号被 发送到探测计算器13的输入端12。当一个物体或一名人员在其中一个门开启区域5内跌 到铁道2上时，一条或多条射线10被中断且一个或多个传感器9向探测计算器13发送“被 遮挡”信号。接到该信号之后，探测计算器13，通过输入/输出14，安全地向铁道信号系统16a或车载信号系统16b发送“禁止进站”信息。该信息由铁道信号系统16a的启动计算器 进行处理，它则修改铁道设施状态以禁止即将进站的列车，例如将布置在车站入口处的一 个信号切换成红色。它同样能够，借助其中一个保证铁道信号系统16a的所有列车公共的 处理的设施，禁止车载信号系统16b进站且要求部分已经在站内的列车的车载系统16b静 止不动。铁道信号系统16a的启动计算器的信息处理具有无需以在线路上运行的所有列车 配备车载信号系统16b为前提的优势，但在每个车站的入口需要一个信号装置。由保证对 于16a系统的所有列车公共的处理的设施和车载信号系统16b进行的信号处理不需要在每 一个车站入口处有信号装置，但需以所有列车都配备车载信号系统16b为前提。同时，探测计算器13发射警报，而它显示在人机接口 19上并向操作员指示坠落情 况。若车站包括第三条轨道，探测计算器13同样命令供能控制设备20切断对车站的 能源供应。为此，任何列车都不进入车站，操作员通过警报被告知坠落情况，并且电流被切 断，以避免任何可能发生的触电。操作员可要求一组人员介入并将物体或人员移回站台上， 并例如借助安装在车站里的视频摄像机监视操作。当物体或人员被救起且任何风险都被排除时，操作员借助供能恢复按钮22或者 借助由人机接口 19向探测计算器13发送的信息手动重新恢复车站的能源供应。探测计算 器13则停止向铁道信号系统16a发送“禁止进站”信息。这样则，例如通过将布置在车站 入口的信号装置变为绿色或重新允许车站内列车移动，修改铁道设施的状态以允许车辆进 入车站。当车辆接近车站时，探测计算器13应被警示车辆进站的迫近以便不要发送错误 警报也不要当车辆切断发射的射线10时发送错误“禁止进站”信息。这个警示可，根据系 统1包括或不包括进站探测设备7’，以两种不同方式实现。当根据本发明的设备1不包括进站探测设备V时，探测计算器13使用车辆位置 信息V。它由车载信号系统16b借助无线通信装置18发送到有线通信装置15上。探测计 算器13在输入端口 17接收这一信息并将其处理以便将其输入端口 12的状态从“激活”模 式修改为“不激活”模式。包括在通信链中的每一个元件(车载信号系统16b、无线通信装 置18、有线通信装置15、探测计算器1 具有一个发送和接收数据的周期时间。这些周期 时间一个接一个地累加并且该和构成一个被称为列车前阴影区的延时，在该区域中车辆的 精确位置是未知的。阴影区在几秒的数量级。这种解决方案具有不需要额外传感器和发射 器的优势，但另一方面，需要在车辆真正进入车站前几秒钟改变输入端口 12的状态。在这 几秒钟期间，坠落将不被探测到。当根据本发明的设备1包括至少一个进站探测设备7’并且探测计算器13从进站 探测设备7’的一个传感器9’接收到一个“被遮挡”信号时，它局部处理这一信息以逐渐将 各探测设备7的传感器9的输入端口 12的状态从“激活”状态改变为“不激活”状态。由 于该信号的处理时间仅取决于探测计算器13，这一改变极其迅速地被执行。因此，当一部车 辆切断布置在车站入口处的进站探测设备V的传感器9’时，探测计算器13首先修改布置 在与之相邻的第一门开启区域中探测设备7的输入端口 12的状态。探测计算器13随后使 用由探测设备7的传感器9，其光束被进站列车切断，发射的“被遮挡”信号以修改布置在第
7二门开启区域中的探测设备7的输入端口 12的状态。该过程因此针对站台3的所有坠落 探测设备7的所有输入端口 12被重复执行。因此，随着车辆进站及发射器8的射线10被 切断，“被遮挡”信号不再发送警报和“禁止进站”信息。这个解决方案具有显著减小车前阴影区域的优势，但另一方面需要在车站入口， 或若铁道是双向的则在每一个站台端口布置至少一个额外的传感器。为了继续减少车前阴影区域，有可能的是在一个或几个被屏障4关闭的额外区域 内提供一个进站探测设备7’，其运行性能与前述的相同。在停止后，车辆V切断站台的所有传感器9 (且在必要时还有9’ )的波束10。所 有传感器因此向各自的输入端口 12 (且在必要时还有12’)发送“被遮挡”信号。车门在门 开启区域5内打开，乘客们从车辆上下来以及上车。当车辆V重新出发并离开车站时，探测计算器13应被通知此次离开以便将输入端 口 12的状态切换到“激活”模式。与前面相同的方式，计算器13能够通过车载信号系统16b 经由有线通信装置15获得信息，或者借助由布置在车站入口的进站探测设备V的这个或 这些传感器9’发送的“可见”信号获得信息，它们是首批再次探测到发射的光束10的。在 这两种情况下，探测计算器13随着坠落探测设备7的传感器9发送“可见”信号逐步将它 的输入端口 12状态从“不激活”模式修改为“激活”模式。探测计算器13因此重新处于监 视模式，并能够探测和警示坠落情况。当一个或多个传感器9或9’故障且不再向探测计算器13发送信号时，它们的故 障状态在相应的输入端口 12处被探测出。探测计算器13则向中央信号系统16c示意这一 故障，它被显示在人机接口 19上或直接发送信息到人机接口 19上。操作员则能够借助这 一接口 19再次配置探测设备7，例如在一种被称为“降级”的模式下，通过向探测计算器13 要求仅考虑由某些传感器发送的信息。这允许在等待故障元件替换的同时继续探测坠落以 及发送警报。根据本发明的坠落预防和探测设备1具有许多优势。首先，这是一种简单的设备， 它的任何一个部件都是不可移动的，这使维护操作简单化。随后，它预测站台大部分位置上 的坠落情况，并且在门开启区域5中，并且由于它使用明显更少的仪器，它能够以比现有技 术解决方案明显更低的成本探测到坠落并指示该坠落。最后，这一设备即便在车辆进站时 仍保持有效。虽然本发明以一种特定实施方式被描述的，很明显的是，本发明并不局限于此并 且它包容所有与所述装置等同的技术以及它们之间的组合，若这些技术被包括在本发明的 范围内。
权利要求
1.一种预防和探测物体或人员在有站台( 的铁路车站的铁道( 上的坠落的设备 (1)，包括至少一个探测设备(7)和探测计算器(13)，该探测设备(7)包括至少一个射线 (10)发射器(8)和能够探测该射线(10)的传感器(9)，该探测计算器(1 用于处理来自 传感器(9)的信号并且能够与车站的至少一个信号系统(16a、16b、16c)进行安全通信，其 特征在于所述设备(1)包括能够被布置在站台上(3)用于预防坠落的屏障G)，这些屏障 ⑷在屏障之间限定一些门开启区域(5)，探测设备(7)被布置在每一个门开启区域中以探 测铁道⑵上的坠落。
2.根据权利要求1所述的设备(1)，其特征在于传感器(9)的输出被连接到所述探测 计算器(1 的至少一个输入端口(1 上，所述输入端口(1 处于其中来自传感器(9)的 信号被处理的“激活”状态或者处于其中来自传感器(9)的信号不被处理的“解激活”状态。
3.根据权利要求1或2所述的设备(1)，其特征在于包括至少一个能够被布置在至少 一个由屏障⑷关闭的站台⑶区域的进站探测设备(7’)。
4.根据权利要求3所述的设备(1)，其特征在于所述进站探测设备(7’)包括至少一个 射线(10)发射器(8’)和多个能够探测该射线(10)的传感器(9)，这些传感器(9)被布置 在门开启区域(5)的至少全长上。
5.根据权利要求4所述的设备(1)，其特征在于所述进站探测设备(7’)的传感器(9’) 的输出被连接到所述探测计算器(1 的至少一个输入端口(12’ )上。
6.根据权利要求5所述的设备(1)，其特征在于所述探测计算器(1 能够处理来自所 述进站探测设备(7’ )的传感器(9’ )的信号，以用来改变所述输入端口(1 的状态。
7.根据权利要求1或2所述的设备(1)，其特征在于所述探测计算器(1 能够处理关 于铁道( 上运行车辆(V)的位置的信息，以用来改变所述输入端口(1 的状态。
8.根据权利要求6或7所述的设备(1)，其特征在于所述探测计算器(1 能够根据所 述输入端口(1 的状态和所述坠落探测设备(7)的传感器(9)发送的信号，借助于向信号 系统(16a、16b、16c)发送的信息，禁止或允许车辆(V)进站。
9.根据上述任一项权利要求所述的设备(1)，其特征在于所述探测计算器(1 被连接 到车站供能控制设备00)上，并且能够根据所述输入端口(1 的状态和所述坠落探测设 备(7)的传感器(9)发送的信号，借助于发送到所述供能控制设备00)的信息，命令切断 对车站的供能。
10.一种探测物体或人员在带站台( 的铁路车站铁道( 上的坠落的方法，包括根据 权利要求1至9中任一项所述的预防和探测设备(1)，所述方法包括步骤-探测至少一个坠落探测设备(7)的至少一条射线(10)的中断，-安全地向至少一个铁道或车载信号系统(16a、16b)发送禁止进站的信息，-向中央信号系统(16c)发送警报。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括切断对车站的供能的步骤。
12.根据权利要求10或11所述的方法，包括探测车辆(V)接近车站的步骤。
13.根据权利要求12所述的方法，其中当车辆(V)接近被探测出时，探测计算器(13) 修改输入端口(1 的状态，以不再处理由坠落探测设备(7)的至少一个传感器(9)发射的 至少一条射线(10)的中断的信号。
全文摘要
本发明涉及预防和探测带站台(3)的铁路车站铁道(2)上物体或人员的坠落的设备(1)。该设备(1)包括至少一个探测设备(7)和探测计算器(13)，该探测设备(7)包括至少一个射线(10)发射器(8)和能够探测该射线(10)的传感器(9)，该探测计算器(13)用于处理来自传感器(9)的信号并且能够与车站的至少一个信号系统(16a、16b、16c)进行安全通信，屏障(4)能够被布置在站台上(3)用于预防坠落，这些屏障(4)在屏障之间限定出一些门开启区域(5)，探测设备(7)被布置在每一个门开启区域中以探测铁道(2)上的坠落。
文档编号G01V8/10GK102092404SQ201010563259
公开日2011年6月15日 申请日期2010年11月25日 优先权日2009年11月26日
发明者C·瓦谢, M·卡诺 申请人:阿尔斯通运输股份有限公司
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