铁路救援起重机车体倾翻报警器的研制
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铁路伸缩臂救援起重机智能安全控制系统的研制
并 保证 起重 机 的安 全 。在 研究 分 析 国内外 现有起 重
危险 ， 致使 起重 机倾 翻 ； （ ） 统 向 司 机 提 供 的起 重 机 状 态 信 息 不 全 ２系
面 ， 能检 测支 腿 支撑 压 力 ， 能 检 测起 重 机 前 后 、 不 不 左 右两 个方 向的倾 斜 角度 ， 能显 示 起 重 机偏 离 轨 不 道 中心 距离 ； （ ） 统控 制 功 能 单 一 ， 载 限 动 后 ５个 危 险 ３系 超 动作 （ 吊钩 升 、 杆 伸 、 幅降 、 右 回转 ） 不 能 臂 变 左／ 均 动作 ， 解除 安全 限动采 用单 独钥匙 开关 方式 ， 解锁 后 起 重机 还能 任意 动作 ， 不利 于安 全控 制 ；
距状 态 、 载 （ 均 弹簧 闭锁 ） 缸 状态 、 重 状态 ， 油 配 司机
只能 根据 地面操 作 人 员 的 汇报 手 动 选择 工 况 ， 由于
司 机 手 动 选 择 的 工 况 往 往 与 实 际 情 况 不 符 合 而 产 生
动控制 功 能及 自诊 断 能 力 ， 以减 轻 他 们 的操 纵 负担
制 系 统 采 用 的 是 德 国赫 斯 曼 （ ｉ ｃ ｍ ｎ ） 司 为 其 Ｈｒ ｈ ａｎ 公 ｓ
目前 ， 国产铁 路 起 重 机 的安 全 控 制 系统 均 属 于 力矩 限制 器 系统 范畴 ， 在安 全控 制功 能上 ， 有采集 只 和处 理起 重机 的 吊臂 长 度 、 吊臂 角度 、 回转 角 度 （ 仅 提供 ±１ 。 －３ 。 ０ 、Ｉ ０ 四个 限 位 临 界 角 度 ） 变 幅油 缸 压 － 、
摘 要 ： 了 满 足 铁 路 救 援 起 重 机 司机 获 得 更 多 关 于 起 重机 状 态 的 准 确 信 息 ， 轻 操 为 减
危险 ， 致使 起重 机倾 翻 ； （ ） 统 向 司 机 提 供 的起 重 机 状 态 信 息 不 全 ２系
面 ， 能检 测支 腿 支撑 压 力 ， 能 检 测起 重 机 前 后 、 不 不 左 右两 个方 向的倾 斜 角度 ， 能显 示 起 重 机偏 离 轨 不 道 中心 距离 ； （ ） 统控 制 功 能 单 一 ， 载 限 动 后 ５个 危 险 ３系 超 动作 （ 吊钩 升 、 杆 伸 、 幅降 、 右 回转 ） 不 能 臂 变 左／ 均 动作 ， 解除 安全 限动采 用单 独钥匙 开关 方式 ， 解锁 后 起 重机 还能 任意 动作 ， 不利 于安 全控 制 ；
距状 态 、 载 （ 均 弹簧 闭锁 ） 缸 状态 、 重 状态 ， 油 配 司机
只能 根据 地面操 作 人 员 的 汇报 手 动 选择 工 况 ， 由于
司 机 手 动 选 择 的 工 况 往 往 与 实 际 情 况 不 符 合 而 产 生
动控制 功 能及 自诊 断 能 力 ， 以减 轻 他 们 的操 纵 负担
制 系 统 采 用 的 是 德 国赫 斯 曼 （ ｉ ｃ ｍ ｎ ） 司 为 其 Ｈｒ ｈ ａｎ 公 ｓ
目前 ， 国产铁 路 起 重 机 的安 全 控 制 系统 均 属 于 力矩 限制 器 系统 范畴 ， 在安 全控 制功 能上 ， 有采集 只 和处 理起 重机 的 吊臂 长 度 、 吊臂 角度 、 回转 角 度 （ 仅 提供 ±１ 。 －３ 。 ０ 、Ｉ ０ 四个 限 位 临 界 角 度 ） 变 幅油 缸 压 － 、
摘 要 ： 了 满 足 铁 路 救 援 起 重 机 司机 获 得 更 多 关 于 起 重机 状 态 的 准 确 信 息 ， 轻 操 为 减
铁路起重机防倾翻安全装置的开发
到全站 的 日处理能力综合评价 。 Ｗ０ ． — ７ ８０ １ ８
组合 ， 坚持设计组态 、 预调试 、 场调整三个步骤 ， 现 尤其是要 内部
分工明确 ， 现场总线终端 电阻要根据 实际情况 ， 过模块 电位器 通 检测之后再设定。 接线方式上要特别注意芯线直接连在端子上 ，
作者通联 ：胜 利油田胜机石 油装备有 限公 司国 际贸易部
Ｂ 如 图 ２所示 ，抓轨机 构 由滑动轴销 、回转轴销 和 Ｕ形 节 将 两个 抓 钩 连 接在一起 。两个抓钩上端 中图分类号
１ 述 ． 概
文献标识码
莱钢运输部使用一台 Ｎ １ ５ Ｓ ２ ２型 １５ 铁路起重机 ， ２ｔ 担负着莱 钢运输部所有铁路机车、 车辆的应急抢修 、 吊装工作 ， 同时用于厂 内线路铺设 、 维修以及沿线重大设备装卸 。因受莱钢铁路沿线特 殊地理环境的限制 ， 该起重机在进行救援及施工作业 时存在如下 问题 ： 一是受限于作业现场狭窄 ， 特别是在管 道下 、 高炉 下作 业
回转机构和车体 的使用寿 命 ，保证抢修和吊装工作
的顺利进行 。
２ 倾 翻 安 全 装 置 结 肪
构与工作原理 该 装置 由工作 斜楔 、 锁紧 斜楔 、 条 、 链 抓轨 机
构 等 部 分 组 成 ， 构 示 意 结
见 图 １ 。
时， 有两个动作发生 ： ①链
条驱动滑动轴销沿抓钩滑 道上提 ，当滑动轴销到达 滑道顶部时 ，抓 钩以回转 图 ３ 抓轨机构开启状态
时， 起重机吊臂的长度 、 幅度及支脚距离不能达到最佳状态 ， 吊装
各有一个滑道Leabharlann ，下端 面各 有 一 个 斜 面 组 成 八 字形 。
抓轨机构应用 了重力 自动开 、 闭原理 。 在实施抓
组合 ， 坚持设计组态 、 预调试 、 场调整三个步骤 ， 现 尤其是要 内部
分工明确 ， 现场总线终端 电阻要根据 实际情况 ， 过模块 电位器 通 检测之后再设定。 接线方式上要特别注意芯线直接连在端子上 ，
作者通联 ：胜 利油田胜机石 油装备有 限公 司国 际贸易部
Ｂ 如 图 ２所示 ，抓轨机 构 由滑动轴销 、回转轴销 和 Ｕ形 节 将 两个 抓 钩 连 接在一起 。两个抓钩上端 中图分类号
１ 述 ． 概
文献标识码
莱钢运输部使用一台 Ｎ １ ５ Ｓ ２ ２型 １５ 铁路起重机 ， ２ｔ 担负着莱 钢运输部所有铁路机车、 车辆的应急抢修 、 吊装工作 ， 同时用于厂 内线路铺设 、 维修以及沿线重大设备装卸 。因受莱钢铁路沿线特 殊地理环境的限制 ， 该起重机在进行救援及施工作业 时存在如下 问题 ： 一是受限于作业现场狭窄 ， 特别是在管 道下 、 高炉 下作 业
回转机构和车体 的使用寿 命 ，保证抢修和吊装工作
的顺利进行 。
２ 倾 翻 安 全 装 置 结 肪
构与工作原理 该 装置 由工作 斜楔 、 锁紧 斜楔 、 条 、 链 抓轨 机
构 等 部 分 组 成 ， 构 示 意 结
见 图 １ 。
时， 有两个动作发生 ： ①链
条驱动滑动轴销沿抓钩滑 道上提 ，当滑动轴销到达 滑道顶部时 ，抓 钩以回转 图 ３ 抓轨机构开启状态
时， 起重机吊臂的长度 、 幅度及支脚距离不能达到最佳状态 ， 吊装
各有一个滑道Leabharlann ，下端 面各 有 一 个 斜 面 组 成 八 字形 。
抓轨机构应用 了重力 自动开 、 闭原理 。 在实施抓
铁路起重作业智能动态检测预警安全系统研究
铁路起重作业智能动态检测预警安全系统研究摘要：集装箱、卷钢、螺纹钢、盘元等铁路起重作业货物具有运输效率高、经济效益好、服务质量优等特点，在铁路货物运输方式中集装箱与笨重货物占据了重要的地位，但是集装箱平车无法脱锁、笨重货物易与车辆突出部位勾挂导致车辆脱轨。
通过起重机与货物状态监测、配套电控系统及分析软件搭建一套智能动态检测预警安全系统，将传统起重作业防车辆脱轨由人防转变为物防、技防。
关键词：起重作业；智能动态；检测预警；防脱轨。
一、概述目前国内普遍采用《起重机设计规范》（GB/T 3811-2008）进行起重机总体、结构、机械、电气及安全等设计，针对起重作业安全防护装置一般采用起重量限制器、起升高度限位器、运行行程限位器等安全装置的物防、技防措施，缺少针对铁路敞车、平车作业特殊性的安全感应和监控装置。
当前铁路起重作业过程中，普遍按《铁路货物装卸安全技术规则》要求采用作业人员“自控、互控、他控”，依托司机、起重工进行安全卡控，由于作业人员技能水平及应急处置水平参差不齐，未按标作业和车辆勾连的错误处置和操作，极易导致勾连影响范围的扩大，甚至将勾连安全风险变为车辆脱轨的安全事故。
目前没有任何技术手段对错误操作、应急处置、作业风险、作业标准进行辅助预警和指导，因此起重作业过程中频繁出现勾连导致铁路货车车辆脱轨或倾覆事故的发生，亟需开发一种针对铁路行车安全的起重作业智能动态检测预警安全系统。
二、铁路起重作业智能动态检测预警安全系统功能经过对现场进行调研，深入研究起重作业过程中的安全卡控重点，实地问询相关专业技术和管理人员、现场作业人员的需求，安全系统需实现以下主要功能：（一）构建数据采集分析系统。
利用图像识别、高精度摄像头、红外线传感器、重量传感器、信号无线传输系统等设备，改进起重机称重装置、集装箱重量偏载检测系统，采集起重机、货物、车辆信息，识别车型、作业方式、重量、超偏载等各种条件，通过分析软件系统运用研发的图像识别算法对信息、条件进行计算，建立起重作业智能动态检测预警安全系统，实现智能控制起重机动作。
铁路起重机安全监控装置研制
侧最外轮对 的轴线 ； 当使用 支腿作业 时 ， 覆线为 支腿 倾
中心的连线 ｌ， ２ 通过计 算起 重机质心 的位置就能判 断起 ］ 重机 的安全状态 。起重机 是 由各个部分 质心组成 的一 个质点 系 ， 由上 车 、 车 、 架 、 升机构 、 下 臂 起 回转机构 等 部分组成 ， 图 １ 如 所示 。在质心计算 中 ， 取起重机俯 视 图的几何 中心为 ＸＯ Ｙ坐标系 的原点 ，轨道面为 轴坐
Ａｂｓｒ ｃ ： ｒｉｗａ ｒ ｎ ａｅｙ ｍｏ ｉ ｒｎ ｅ ｉｅｉ ｎ ｒｄ ｃ ｄ Ｔｈ ｅ ｉｅｃ ｌ ｒ ａｉｅｒ ａ－ ｉ ｎｔｒｎ ｆｔｅ ｇａ ｉ ｔａ ｔ Ａ ａｌ ｙ ｃａ ｅ ｓ ｆｔ ｎ ｔ ｉ ｇｄ ｖｃ ｓｉｔｏ ｕ ｅ ． ｅｄ ｖｃ ａｌ ｅ ｌ ｅ ｌ ｔｍｅｍｏ ｉ ｉｇ ｏ ｒ ｖｔ ｏ ｚ ｏ ｈ ｙ ｃ ｎ ｅ ｅ ｉｔｏ ｆ ａｌ ｙ ｒｓ ｕ ｒｎ ｓｉ ｈ ｏ ｓｉｇｏ ｒ ｔ ｎ ａ ｄ ｓ ｕ ｄ ａ ｉ ｅｙａａ ｍ ｅ ａ ｇ ｒｕ ｉ ａｉｎ ｃ ｕ ｅ ｔｒｄ ｖａｉｎ ｏ ｉ ｒ ｗａ ｅ ｃ ｅｃ ａ ｅ ｔ ｅｈ ｉｔ ｐｅａｉ ｎ ｏ ｎ ｎ ｔ ｌ ｌｒ ｗｈ ｎ ｄ ｎ ｅ ｏ ｓｓｔ ｔ ｓｏ ｃ ｒ ｎ ｎ ｏ ｍ ｕ ｏ
状况 ， 起重机作业也存在很 大风 险。因此 ， 了弥 补力 为 矩限制器的不足 ，开发 了一套铁路起重机 安全监控装 置 ，通过对测量数据 进行综合计算 可得 出起重机 的实 时质心偏移值 ， 随时显示 起重机质 心所 处的状态 ， 当起 重机 的质心超 出安全 范围时能够通 过司机室显示器 发
铁路起重视安全监控装置研制
王 峰 杨永发 ， 杨灿字 。 李 。 。 平 （． 南林业大学 ， １ 西 云南 昆明 ６０ ２ ；． ５ ２４ ２昆明铁路局科 学技 术研 究所 ， 云南 昆明 ６ ２０ ） ５ １０ 摘 要： 介绍 了一套铁路起 重机 安全监控装 置 ， 该装置 可对铁路 救援起 重机 在起 吊作 业 中的重心偏 移进 行 实
铁路救援起重机车体倾翻报警器的研制
ｌ
垒！ 鱼 垒 ！
堡 筻
◎刘伟 侯巍巍 王江浩
中 图分 类 号 ：Ｄ ２． ＋ Ｔ４２４７
（ 石家庄电力机务段 ， 河北 石家庄 ０ ０ ０ ） ５ ０ ０ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章 编号 ： ６ ３ ０９ （ ０ ０ ０Ａ ０ ６－ １ １ ７－ ９ ２ ２ １ ） ６－ １ ０ ０ ３４３报警系统 ： ．． 音乐板 、 声器 ； 扬 ３４４限 位 系 统 ： 个 支腿 压 脚 限 位 器 ： ．． 四 ３４５支腿发射系统 ：１ 、２ ． ． ３ ５型 ３ ５型、３ ４ ２型 、３ ４３型发射器 ： ３４６电池 ：Ｖ 电池四块 ， ．． ９ 用于支腿压脚发射器电源 ； ３ ． 连接线 、 ．７ ４ 多孔连接 头 、 。 开关 ４ 结语 实践证明 ，铁路救援起 重机车体倾翻报警器使司机 可直观监控 支腿 的工作状态 ， 并对支腿不良状态进行及时报警 ， 在很大程度 上降 低 了由于超限而导致的倾翻事故发生率 ，因此在北京铁路 局救援 列 车 中得到了应用和推广。
Байду номын сангаас附 图一
支腿信号发射系统 图
附图二 主机 系统原理 图（ 明 ：－ 是无线接收 装置 ，－ 是解 说 １４ ５８ 码电路。Ａ Ｄ是数码转换模块 ）
参考文献 ： 【 冯慧． １ 】 铁路 事故救援． 北京： 中国 道 出 铁 版社， ９ ８ １９ ．
作者简介 ： 刘伟。 １ ８ 一 ）河北辛集人。 （９２ 。 助理工程师 。 主要研究方向机 车运用及救援相关问题。 侯 巍巍 。 １ ８ 一 ） 河北石家庄人 ， （９４ ， 助理工程师 ， 主要研 究方 向救援相关问题。 王江浩 。 １ ８ 一 ） 河北衡水人 ， （９２ ， 助理工程师 。 主要研 究方 向机车运用相关问题。
垒！ 鱼 垒 ！
堡 筻
◎刘伟 侯巍巍 王江浩
中 图分 类 号 ：Ｄ ２． ＋ Ｔ４２４７
（ 石家庄电力机务段 ， 河北 石家庄 ０ ０ ０ ） ５ ０ ０ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章 编号 ： ６ ３ ０９ （ ０ ０ ０Ａ ０ ６－ １ １ ７－ ９ ２ ２ １ ） ６－ １ ０ ０ ３４３报警系统 ： ．． 音乐板 、 声器 ； 扬 ３４４限 位 系 统 ： 个 支腿 压 脚 限 位 器 ： ．． 四 ３４５支腿发射系统 ：１ 、２ ． ． ３ ５型 ３ ５型、３ ４ ２型 、３ ４３型发射器 ： ３４６电池 ：Ｖ 电池四块 ， ．． ９ 用于支腿压脚发射器电源 ； ３ ． 连接线 、 ．７ ４ 多孔连接 头 、 。 开关 ４ 结语 实践证明 ，铁路救援起 重机车体倾翻报警器使司机 可直观监控 支腿 的工作状态 ， 并对支腿不良状态进行及时报警 ， 在很大程度 上降 低 了由于超限而导致的倾翻事故发生率 ，因此在北京铁路 局救援 列 车 中得到了应用和推广。
Байду номын сангаас附 图一
支腿信号发射系统 图
附图二 主机 系统原理 图（ 明 ：－ 是无线接收 装置 ，－ 是解 说 １４ ５８ 码电路。Ａ Ｄ是数码转换模块 ）
参考文献 ： 【 冯慧． １ 】 铁路 事故救援． 北京： 中国 道 出 铁 版社， ９ ８ １９ ．
作者简介 ： 刘伟。 １ ８ 一 ）河北辛集人。 （９２ 。 助理工程师 。 主要研究方向机 车运用及救援相关问题。 侯 巍巍 。 １ ８ 一 ） 河北石家庄人 ， （９４ ， 助理工程师 ， 主要研 究方 向救援相关问题。 王江浩 。 １ ８ 一 ） 河北衡水人 ， （９２ ， 助理工程师 。 主要研 究方 向机车运用相关问题。
一种用于自卸载重汽车防侧翻的报警系统
一种用于自卸载重汽车防侧翻的报警系统摘要：为防止自卸载重汽车侧翻事故，本文设计了一种报警系统。
该系统基于车辆重心位置、速度等参数，实现了对自卸载重汽车侧翻的监测，并给出报警信号。
实验结果表明，在不同行驶状态下，该系统均能有效防止侧翻事故的发生，提高了运输安全性。
关键词：自卸载重汽车、侧翻、报警系统、重心位置、速度、运输安全正文：一、绪论自卸载重汽车是目前运输行业中使用较为广泛的一种车型，尤其是在道路运输领域，其高效率和方便性有着不可替代的优势。
然而，由于自卸载重汽车的特殊结构和负重重心位置的变化，其发生侧翻事故的风险也较大，一旦侧翻事故发生，必然会给道路交通和行人安全带来严重的威胁。
因此，设计一种报警系统对自卸载重汽车进行监测，预防侧翻事故的发生，成为了运输安全领域中的一个重要研究方向。
二、设计目标本文旨在设计一种基于车辆重心位置、速度等参数的自卸载重汽车侧翻报警系统，实现对自卸载重汽车侧翻的监测，并在侧翻风险增加时给出报警信号，提高自卸载重汽车运输安全。
三、系统设计3.1 系统工作原理自卸载重汽车侧翻报警系统基于车辆重心位置、速度等参数进行监测。
当车辆的实时重心位置处于警戒值附近，并且车辆的行驶速度较快时，报警系统会通过声光报警的形式提醒驾驶员及时减速或停车，以避免侧翻事故的发生。
3.2 系统硬件组成该系统的硬件组成如下：（1）倾角传感器：一种可测量车辆倾斜角度的传感器，安装在车辆上部以便测量其倾斜程度；（2）车速传感器：用于测量车辆的行驶速度，以便判断警戒值和速度的关系；（3）控制器：对传感器采集到的信号进行处理，做出相应的报警反应，同时控制器还可以记录车辆的历史数据以便调查事故原因。
3.3 系统工作流程系统的工作流程如下：（1）倾角传感器检测到车辆倾斜度，将倾斜度值传输给控制器；（2）车速传感器检测到车辆速度，将速度值传输给控制器；（3）控制器对倾斜度和速度进行判断，如果判断出警戒值附近且速度较快，则触发声光报警。
铁路起重机防倾翻安全装置的研制与应用
在挂钩上。
１ 一安 装 座 ； ２一锁 紧 斜 楔 ； ３一解 锁 销 轴； ４一解 锁 手 柄 ； ５一工 作 斜 楔 把 手 ； ６
一
３ 装 置 的技 术 特点
该装 置 主 要 由 斜 面 快 速 调 整 自锁 机 工 作 斜 楔 ； ７一连 接 链 条 ； ８一滑 动 销 构、 重力 自动 抓轨 夹 紧 机构 以及 解 锁 小 锤 ； 轴 ９一回转 销 轴 ；０一抓 钩 把 手 ； Ｉ一 １ １
一
侧 的锁 紧斜 楔 自动 落 下 ， 工 作 斜 楔 不 使 的斜 角 为 锁 紧 角 。 即无 论 工 作 斜 楔 对 锁
会 再 落 下 。锁 紧 斜 楔 与 安 装 座 配 合 斜 面
紧斜楔挤压 力多么大 ， 会越挤 越紧 ， 只 锁 紧 斜 楔 绝 不 会 上 移 ， 作 斜 楔 也 不 会 下 工 落 。 因此 ， 要 上 提 工 作 斜 楔 ， 会 在 任 只 就 何 一处 锁 紧 。待 作业 完 毕 后 ， 握 解 锁 手 手
收 稿 日期 ：０ ８—０ 一ｌ ２０ ４ ０
—
８ 一
维普资讯
设 计 研 究
铁道机 车车辆工人 第 ８ ２０ 年 ８月 期 ０８
（ 装 置结 构 简单 ， 利 于 降低 再 制造 成 本 ， ４） 有 减少 人 为 因 素 ； （ 现场 操 作 人员 可 不 携带 任 何 工 具 ， 动 强 度低 。 ５） 劳
本 文结 合不 同车型 对车 载 制 动 电 阻冷 却 方 式 的 分 析存 在 一 定 局 限 性 ，
但仍 然 可 以看 出 ： 强迫 风 冷 的车载 制 动 电阻 质 量 较 轻 、 多 了风 机 的 维 护 ， 但
同时 噪声 较 大 。 合理 地选 择 车 载制 动 电 阻的 冷 却 方式 ， 可减 少 车 辆 的 运 营 维护 工 作量 、 降低 车辆 成本 、 减少 车 辆 自重 ， 从而 降低 车辆 运 行能 耗 。口
１ 一安 装 座 ； ２一锁 紧 斜 楔 ； ３一解 锁 销 轴； ４一解 锁 手 柄 ； ５一工 作 斜 楔 把 手 ； ６
一
３ 装 置 的技 术 特点
该装 置 主 要 由 斜 面 快 速 调 整 自锁 机 工 作 斜 楔 ； ７一连 接 链 条 ； ８一滑 动 销 构、 重力 自动 抓轨 夹 紧 机构 以及 解 锁 小 锤 ； 轴 ９一回转 销 轴 ；０一抓 钩 把 手 ； Ｉ一 １ １
一
侧 的锁 紧斜 楔 自动 落 下 ， 工 作 斜 楔 不 使 的斜 角 为 锁 紧 角 。 即无 论 工 作 斜 楔 对 锁
会 再 落 下 。锁 紧 斜 楔 与 安 装 座 配 合 斜 面
紧斜楔挤压 力多么大 ， 会越挤 越紧 ， 只 锁 紧 斜 楔 绝 不 会 上 移 ， 作 斜 楔 也 不 会 下 工 落 。 因此 ， 要 上 提 工 作 斜 楔 ， 会 在 任 只 就 何 一处 锁 紧 。待 作业 完 毕 后 ， 握 解 锁 手 手
收 稿 日期 ：０ ８—０ 一ｌ ２０ ４ ０
—
８ 一
维普资讯
设 计 研 究
铁道机 车车辆工人 第 ８ ２０ 年 ８月 期 ０８
（ 装 置结 构 简单 ， 利 于 降低 再 制造 成 本 ， ４） 有 减少 人 为 因 素 ； （ 现场 操 作 人员 可 不 携带 任 何 工 具 ， 动 强 度低 。 ５） 劳
本 文结 合不 同车型 对车 载 制 动 电 阻冷 却 方 式 的 分 析存 在 一 定 局 限 性 ，
但仍 然 可 以看 出 ： 强迫 风 冷 的车载 制 动 电阻 质 量 较 轻 、 多 了风 机 的 维 护 ， 但
同时 噪声 较 大 。 合理 地选 择 车 载制 动 电 阻的 冷 却 方式 ， 可减 少 车 辆 的 运 营 维护 工 作量 、 降低 车辆 成本 、 减少 车 辆 自重 ， 从而 降低 车辆 运 行能 耗 。口
基于MEMS加速度计的火车防侧翻报警系统
三、组成模块
• 该系统主要完成火车转弯过程的侧翻报警，主要 由以下几部分组成：微处理器模块、传感器模块、 电源模块和报警模块。 • 处理器选择目前比较流行的ARM作为核心控制元 件。 • 传感器采用双轴加速度传感器作为核心元件。将 加速度计安装在车体的内部。 • 通过三端稳压电源模块SPX1117产生系统所需要 的3.3V电压。
二、背景
• 火车行驶速度不断地提高，安全性越来越受到关注。但是 火车重要的安全隐患之一—弯道侧翻一直没有彻底解决。 统计数据表明，在所有的火车安全事故中，火车侧翻事故 的危害程度仅次于碰撞事故，居第二位。 • 2014年4月13日凌晨3点17分，由黑河开往哈尔滨的K7034 次列车在离海伦站6公里的绥北线海伦至东边井区间发生 侧翻脱线事故。12节车厢中3节侧翻，引发5节脱轨。车上 乘客中15位受伤。 • 以上说明，火车运行安全现状呼用双轴加速度计设计了一款新颖的 侧翻报警系统。 火车侧倾报警系统的研制 对火车设计, 汽火安全行驶有重要的意义。 • 本文目前做的工作只是基础部分的研究。 所建立的模型也是简单初步的设想，并不能 够真实的反映所有火车车侧翻的状态。在今 后的工作主要是着重建立更为准确、精致地 反映火车侧翻真实情况的数学模型，设计相 关软件，理论计算出加速度的阈值，完善本 系统的设计。
四、翻车报警模型
• 建立侧翻模型：建立刚性火车车厢模型，计算侧 翻阈值最简单可行。 • 根据建立的火车车侧倾模型分析火车的受力情况。 不断的测量火车在转弯过程中产生的横向加速度 的大小，找到适合该车体的侧向加速度作为火车 侧翻的门限。 • 当火车在转弯的过程中，侧向加速度超过报警门 限时，系统可以以蜂鸣或者光的形式进行报警， 在设计中可以通过断续峰鸣的时间长短来表征加 速度的大小，通过连续峰鸣声，在视觉上可以通 过设置LED显示灯表示火车侧翻的危险等级，通 知驾驶员采取相应的应急措施。
汽车起重机倾覆自动报警及安全锁定装置的设计
（ ． ｈ ｓａｃ ａｅｏ ｒｕｄＳ ｐ ｏｔ ｑ ｉｍｅｔ ｉｌ ｖａｉ ｉ ｒｉ ｆ ｈｎ ， ａｉ ０ ３ ０ Ｃ ｉ ； １Ｔ ｅＲｅ ｒｈＢ ｓ ｆ ｏｎ ｕｐｒ ｕｐ ｎ，Ｃｖ ｉ ｏ Ｕｎ ｅｓｙｏ ｉａＴｉ ｉ ３ ０ ０ ， ｈｎ ｅ Ｇ Ｅ ｉＡ ｔ ｎ ｖ ｔ Ｃ ｎｎ ａ
有资料显示＿ ， １ 由于误操作 、 Ｊ 经验不足等原因导致 的汽车起重机倾覆事故每年都有发生 ， 给人民的生
命 财产造成 重大 损失 ．
国内目前为防止汽车起重机倾覆事故 的发生 ， 主要采用安装力矩限制器的办法 ＿３． ２ 而很多汽车起重 ， Ｊ
机 没有安装 力 矩 限制 器 ， 特别是 一些 陈 旧 的 、 小吨位 的 汽车 起重 机 ， 安全 只 能依 赖 于驾 驶 员 的经 验 以及 遵 守操 作技术 规 程上 ． 而力 矩 限制器 因需要 安装 多个 传感器 ， 因此 有成 本高 、 可靠性 差 的 问题 ． 国外 目前对 起重 机 的安全 保 护 已经 不 限于监控 载荷 、 力矩 限制 等基本 功 能 ， 而是 全方 位对 起重机 械进 行 监控 ＿ ． 国研制 的起重机 控 制系统 ， ４德 Ｊ 能够 针 对货 物 的运 箱 条 件 ， 经过 系统 的逻辑 设 计 和 数据 处 理 ， 采
ｓ ｆ ｔ ｏ ｋ ｎ ａ ｉ ｔｅ ｏｒａ ｔ ｍｏ ｉ ｅ ｃ ａ ｅ ａ ｅ ｙ ｌｃ ｉｇ ｆ ｃ ｌ ｉｓｆ ｕ ｏ ｉ ｔｖ ｒ ｎ ｓ
Ｗ ＡＮ Ｇ —ｏ １ Ｌｉｚ ｅ２ ，ＳＵ
一 ｎ ，ＸＩ ｐｉ ｇ ＮＧ ｉｗｅ — ｉ ，Ｗ ＡＮＧ ｎ Ｔｏ ｇ ，Ｚ ＨＡＮＧ ｅ Ｌ ｉ
汽 车起 重 机 倾 覆 自动报 警 及 安全 锁 定 装 置 的设计
王立文 苏欣平２邢 志伟 王 通２张 雷２ ， ， ， ，
【CN110239462A】一种车辆侧翻的预警方法及系统【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910225602.X(22)申请日 2019.03.25(71)申请人 北京理工大学地址 100000 北京市海淀区中关村南大街5号申请人 北京理工新源信息科技有限公司(72)发明人 王震坡 王聪 张雷 (74)专利代理机构 北京高沃律师事务所 11569代理人 程华(51)Int.Cl.B60R 16/023(2006.01)H04M 1/725(2006.01)(54)发明名称一种车辆侧翻的预警方法及系统(57)摘要本发明公开一种车辆侧翻的预警方法及系统。
该方法包括：获取智能手机采集的车身的侧倾角速度和侧向加速度；智能手机固定于车辆内部的中控台处；采用卡尔曼滤波状态观测器对侧倾角速度和侧倾角进行估计，得到侧倾角速度估计值和侧倾角估计值；根据侧倾角和安装垂向偏差，对侧向加速度进行修正，得到侧向加速度修正值；根据侧倾角估计值、侧倾角速度估计值和侧向加速度修正值计算车辆的垂向载荷转移率；根据车辆的垂向载荷转移率所属的级别，触发对应级别的报警动作；不同级别的报警提示对应不同的垂向载荷转移率级别，不同的垂向载荷转移率级别对应不同的垂向载荷转移率数值范围。
本发明可以提高鲁棒性，同时降低车辆侧翻预警的误差，提高准确度。
权利要求书3页 说明书9页 附图4页CN 110239462 A 2019.09.17C N 110239462A1.一种车辆侧翻的预警方法，其特征在于，包括：获取智能手机采集的车身的侧倾角速度和侧向加速度；所述智能手机固定于车辆内部的中控台处；采用卡尔曼滤波状态观测器对所述侧倾角速度和侧倾角进行估计，得到侧倾角速度估计值和侧倾角估计值；根据侧倾角和安装垂向偏差，对所述侧向加速度进行修正，得到侧向加速度修正值；根据所述侧倾角估计值、所述侧倾角速度估计值和所述侧向加速度修正值，计算所述车辆的垂向载荷转移率；根据所述车辆的垂向载荷转移率所属的级别，触发对应级别的报警动作；不同级别的报警提示对应不同的垂向载荷转移率级别，不同的垂向载荷转移率级别对应不同的垂向载荷转移率数值范围。
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铁路救援起重机车体倾翻报警器的研制
发表时间：2010-08-10T14:36:14.450Z 来源：《魅力中国》2010年6月第1期作者：刘伟侯巍巍王江浩[导读]
（石家庄电力机务段，河北石家庄 050000）
中图分类号：TD422.4+7 文献标识码：A 文章编号：1673-0992（2010）06A-0160-01 1 问题的提出
近年来，兰州局、广铁集团连续发生铁路救援轨道起重机在救援现场倾翻的事故，延误了救援时间，扩大了事故等级，造成了严重的后果。
对此问题，我们开发、研制了铁路救援起重机车体倾翻报警器。
2 起重机车体倾翻原因分析
通过对广州、天津、珠洲、武昌、徐州、邯郸、太原等发生起重机倾翻事故的救援列车多次走访，发现各路局使用的国产臂架式轨道起重机，其支腿状态是由地面工作人员控制，司机只能通过与地面人员的呼唤应答来实现对支腿状态的确认。
事故现场极具复杂性和变化性，一旦地面人员改变了支腿状态或环境因素造成支腿失去作用，司机在未知的情况下操纵起重机，倾翻事故随时可能发生。
3 铁路救援起重机车体倾翻报警器的研制
3.1报警器研制的最初设想
支腿状态的确认非常重要，要防止起重机失去平衡，必须在司机室安装支腿状态显示及报警装置。
起重机的支腿状态无法通过线路传递，这是因为起重机的上车是自由旋转的，线路无法通过转盘。
经过对比和研究最终选择使用无线发射、接收系统，即由安装在支腿压脚上的限位器产生信号，通过发射器发射出信息，司机室的主机接收系统锁定信息，再经过处理器提供给司机直观的支腿状态显示，当支腿状态不正常时会及时发出警报。
3.2 报警器的构造和工作原理
报警器有两大模块：主机模块和支腿状态检测发射模块。
3.2.1主机模块由主电路板、显示操纵面板、四路支腿状态接收系统、报警系统组成，安装在司机室，工作电源由起重机12V蓄电池提供。
支腿状态接收系统负责接收支腿状态检测装置传递来的信息，通过主电路板上的处理器显示在面板上。
报警系统由报警器、报警音响、解除开关组成。
3.2.2支腿状态检测发射模块由限位器、发射器、电池、电源开关、防撞板等组成，安装在起重机4个支腿压脚的侧面，使用9V电池作为工作电源。
发射器把限位器得到的压脚实时状态信息传送到主机。
起重机支腿压脚底面与垫板离开5mm就可触动安装在压脚侧面的限位发射装置，主机接收信号后启动报警，司机可根据实际情况解除报警。
3.3 关键问题分析
起重机的无线系统发射器和接收器按支腿的分布使用了315、325、432、433四个型号，四个支腿使用不同的频率和编码，主要是防止在无线传递时同频率的信号干扰。
发射频率均是每秒5—8次，连续发射时间在5秒左右，接收系统接收到一组完整的发射码，即可自锁信息。
如果用同一频率的发射接收系统，虽然进行了不同的编码，但是它的发射、接收频率是相同的，同时发射两组相同的频率，路径只允许一组通过，另一组将被堵塞，这样就增加了传递信号失败的概率，直接影响支腿状态的准确传递，所以必须使用四种不同型号的发射和接收装置。
3.4 主要设备
3.4.1主机接收系统：315型、325型、432型、433型自锁接收系统；
3.4.2主机电路处理系统：主电路板、处理器、解码电路、数模转换模块、显示驱动、显示屏；
3.4.3报警系统：音乐板、扬声器；
3.4.4限位系统：四个支腿压脚限位器；
3.4.5支腿发射系统：315型、325型、432型、433型发射器；
3.4.6电池：9V电池四块，用于支腿压脚发射器电源；
3.4.7连接线、多孔连接头、开关。
4 结语
实践证明，铁路救援起重机车体倾翻报警器使司机可直观监控支腿的工作状态，并对支腿不良状态进行及时报警，在很大程度上降低了由于超限而导致的倾翻事故发生率，因此在北京铁路局救援列车中得到了应用和推广。
附图一支腿信号发射系统图
附图二主机系统原理图（说明：1-4是无线接收装置，5-8是解码电路。
AD是数码转换模块）
参考文献：
[1]冯慧.铁路事故救援.北京: 中国铁道出版社,1998.
作者简介：刘伟，（1982—），河北辛集人，助理工程师，主要研究方向机车运用及救援相关问题。
侯巍巍，（1984—），河北石家庄人，助理工程师，主要研究方向救援相关问题。
王江浩，（1982—），河北衡水人，助理工程师，主要研究方向机车运用相关问题。