[发明专利]盾构施工水平运输中电瓶车组安全行驶自动控制系统

说明书

一种盾构施工水平运输中电瓶车组安全行驶自动控制系统，包括固定点位视频监控装置、区间视频监控装置、测速装置、自动控制主机和被动防护装置，所述固定点位视频监控装置安装在电瓶车组固定停靠区域且同步安装有语音和警报器，所述区间视频监控装置设置在电瓶车行驶区域内且同步安装语音和报警器，所述测速装置间隔安装在盾构区间内，所述被动防护装置安装在盾构机台车尾部，所述自动控制主机安装在盾构机操作室内对电瓶车组的行驶状态进行分析，接收视频监控装置和测速装置传输的数据。本发明可最大限度地降低电瓶车因失速对施工人员和设备的损失，确保盾构区间、台车、主机区域范围内人员和设备的安全。

技术领域

本发明涉及盾构施工领域，特别涉及一种盾构施工水平运输中电瓶车组安全行驶自动控制系统。

背景技术

随着城市轨道交通、综合管廊、引水工程等地下工程建设的快速发展，盾构施工作为安全性高、质量优、速度快的选择，越来越普遍的应用于地下工程领域。同步，对配套盾构机施工的水平运输(主要由电瓶车组)承担的安全管理要求越来越高和精细，这也是行业发展的趋势。

目前盾构施工水平运输中电瓶车组包括含驾驶室的电瓶车机车、四部出渣车、运浆车和管片车(参见图1)，其盾构施工的原理是：自渣土吊出口、管片下放口接收物料，经过盾构区间进入盾构机台车区域。电瓶车组自身刹车装置有：气刹、手刹、尾钩，在电瓶车组停止时，驾驶员可以放下气刹、手刹、尾钩，将电瓶车组锁止。由于盾构区间有大量人员施工，有盾构机和轨道设备，电瓶车组在盾构区间内行驶时，如果电瓶车组出现超速、失速，会给区间和盾构机区域内施工人员和盾构机、电瓶车设备等造成严重损害。

造成电瓶车组失速的主要因素有：一是人的因素，如驾驶员和安全员违章操作和设备检修不到位；二是机械因素，如设备刹车故障；三是工程因素，如走行范围内坡度。电瓶车组安全行驶自动控制技术的目标基本是控制电瓶车组常规可控状态下的行驶、电瓶车组发生不可控制的失速状态后的被动防护措施——将人员和设备损失降至最低。

盾构机掘进施工时，以工程因素分类，电瓶车组走行区域有：地下盾构区间外部的吊渣土端口、下管片和其它材料的端口、盾构施工完成后的区间、盾构台车区域，其中吊渣土和下材料端口到洞门区域，走行坡度基本为0或很小，这个区域只要刹车和限位器放置到位，基本不会出现失速；盾构区间内坡度下降段，因驾驶员操作不当或是刹车系统失灵，加之坡度下降影响，会出现失速情况，整列电瓶车组重量在200吨左右，一旦失速，在自身动能与势能作用下，电瓶车组会不受控制的超速冲进台车，撞向出渣皮带、拼装机，同时，盾构机台车和拼装机区域是盾构施工时作业人员最多的范围，因此，从施工安全和工效等角度，必须找到一种有效的安全控制方法，解决电瓶车组安全行驶及在最不利情况下——发生失速后的安全问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，而提供一种盾构施工水平运输中电瓶车组安全行驶自动控制系统，该系统可解决盾构施工中电瓶车组安全行驶和在最不利情况下及时止损，最大限度地降低电瓶车因失速对施工人员和设备的损失，可以避免车辆冲入盾构机头伤人、损坏设备等事故的发生，确保盾构区间、台车、主机区域范围内人员和设备的安全。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种盾构施工水平运输中电瓶车组安全行驶自动控制系统，包括固定点位视频监控装置、区间视频监控装置、测速装置、自动控制主机和被动防护装置，所述固定点位视频监控装置安装在电瓶车组固定停靠区域且同步安装有语音和警报器，所述区间视频监控装置设置在电瓶车行驶区域内且同步安装语音和报警器，所述测速装置间隔安装在盾构区间内，所述被动防护装置安装在盾构机台车尾部，所述自动控制主机安装在盾构机操作室内对电瓶车组的行驶状态进行分析，接收视频监控装置和测速装置传输的数据，并对其进行运算分析，得出电瓶车组是否超速，然后将下达相应指令上传至地面监控室，地面监控室指令给驾驶员、安全员、授权管理人员、做出盾构机台车尾部被动防护装置启闭动作。

进一步，所述固定点位视频监控装置安装在渣土吊出口、管片下方口和其它材料下放端口。