專利名稱：基于語音識別的電力機車自動過分相裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于鐵路電力機車技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于語音識別的電力機車自動過分相裝置。
背景技術(shù)：
為了保證電氣化鐵路從三相電網(wǎng)取電平衡，電氣化鐵路每隔20_30km設(shè)置一個長約30m分相絕緣，即電分相。在電分相附近存在一定區(qū)域的供電死區(qū)，電分相兩端采用不同的相電壓供電。為了避免相間短路、燒弓等事故，電力機車在通過電分相時，要求進行斷電和降弓等操作。目前低速電力機車在電分相前500m和300m處，由LKJ-2000輸出“禁止雙工”語音提示信息，司機接收到語音提示后，準(zhǔn)備手動過分相，這種工作方式司機勞動強度大，約束嚴(yán)格，容易引發(fā)事故，再者，由于電氣化鐵路提速要求，而手動過分相方式限制了車輛行駛速度，所以采用自動過分相技術(shù)勢在必行。目前自動過分相方式主要包含四種，一是車載式自動過分相裝置；二是柱上開關(guān)自動過分相裝置；三是地面開關(guān)型自動過分相裝置；四是基于機車安全信息裝置TAX2的自動過分相裝置。車載式自動過分相裝置需要在地面和車體上安裝感應(yīng)器，系統(tǒng)維護不便；柱上型自動過分相裝置需要在接觸網(wǎng)分相絕緣器附近的立柱平臺上安裝真空開關(guān)和線包控制系統(tǒng)，這種方式容易產(chǎn)生拉弧、燒弓等現(xiàn)象；地面開關(guān)型自動過分相裝置通過先后切換真空開關(guān)，實現(xiàn)電分相兩側(cè)采用不同相電壓供電，這種方式斷電時間短，可靠性高，但開關(guān)壽命低；基于TAX2的自動過分相裝置需要讀取TAX2中機車運行信息，在電分相對應(yīng)的公里標(biāo)處斷開弓網(wǎng)，這種方式系統(tǒng)成本較低，但需要詳盡了解每條交路上車站號和電分相處公里標(biāo)數(shù)據(jù)，而公里標(biāo)數(shù)據(jù)常常更新，因而數(shù)據(jù)維護不便。因此，研究一種成本相對較低、可靠性高、維護方便的機車自動過分相裝置對于改善三相電網(wǎng)平衡，減少安全事故具有重要意義。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于語音識別的電力機車自動過分相裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，成本相對較低、可靠性高、安裝維護方便，智能化程度高，適應(yīng)性強，降低了司機勞動強度，保證了行車安全，使用效果好，便于推廣使用。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種基于語音識別的電力機車自動過分相裝置，其特征在于:包括電力機車自動過分相單元和設(shè)置在機車司機操作臺上的人機交互單元，所述電力機車自動過分相單元包括過分相控制器模塊和為電力機車自動過分相單元中各用電模塊供電的電源模塊，以及與過分相控制器模塊相接的看門狗電路模塊和RS-485通信電路模塊，所述過分相控制器模塊的輸入端通過RS-485通信電路模塊與設(shè)置在機車上的TAX2型機車安全信息綜合監(jiān)測裝置的輸出端相接，所述過分相控制器模塊的輸入端接有語音識別控制器模塊，所述語音識別控制器模塊上接有用于識別設(shè)置在機車上的LKJ-2000型列車運行監(jiān)控記錄裝置輸出的語音信息的語音識別電路模塊，所述語音識別電路模塊的輸入端與所述LKJ-2000型列車運行監(jiān)控記錄裝置的輸出端相接，所述過分相控制器模塊的輸出端通過光電隔離模塊接有用于控制機車弓網(wǎng)動作的繼電器，所述繼電器與串聯(lián)在機車弓網(wǎng)供電回路中的電力機車主斷路器相接；所述人機交互單元包括用于輸入過分相控制信號的鍵盤電路模塊和用于發(fā)出準(zhǔn)備斷開弓網(wǎng)提示信號的聲光報警模塊，所述鍵盤電路模塊與所述過分相控制器模塊的輸入端相接，所述聲光報警模塊與所述過分相控制器模塊的輸出端相接。上述的基于語音識別的電力機車自動過分相裝置，其特征在于:所述過分相控制器模塊主要由單片機AT89C51PI構(gòu)成。上述的基于語音識別的電力機車自動過分相裝置，其特征在于:所述電源模塊為DC/DC隔離變壓電路模塊，所述DC/DC隔離變壓電路模塊的電源輸入端與所述TAX2型機車安全信息綜合監(jiān)測裝置中電源的輸出端相接。上述的基于語音識別的電力機車自動過分相裝置，其特征在于:所述看門狗電路模塊主要由芯片MAX1232構(gòu)成。上述的基于語音識別的電力機車自動過分相裝置，其特征在于:所述RS-485通信電路模塊主要由芯片MAX1480構(gòu)成。上述的基于語音識別的電力機車自動過分相裝置，其特征在于:所述語音識別控制器模塊主要由單片機STC89LE52RC構(gòu)成。上述的基于語音識別的電力機車自動過分相裝置，其特征在于:所述語音識別電路模塊主要由非特定人語音識別芯片LD3320構(gòu)成。上述的基于語音識別的電力機車自動過分相裝置，其特征在于:所述光電隔離模塊主要由光耦隔離芯片TLP512-4構(gòu)成。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:1、本實用新型采用了集成化、模塊化的設(shè)計，結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，實現(xiàn)方便。2、本實用新型的安裝維護方便，既不需要在電分相位置附近的軌道或立柱上安裝傳感器或真空開關(guān)，也不需要知道電分相位置對應(yīng)的確切公里標(biāo)數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)機車自動過分相。3、本實用新型的成本相對較低、可靠性高，對于改善三相電網(wǎng)平衡、減少安全事故具有重要意義。4、本實用新型的智能化程度高，不僅能預(yù)先聲光提示，司機若在預(yù)定距離內(nèi)沒有執(zhí)行斷開弓網(wǎng)操作，則系統(tǒng)自動斷開弓網(wǎng)，降低了司機勞動強度，避免了人為因素忘記斷開弓網(wǎng)或者斷開弓網(wǎng)位置不當(dāng)，減少和防止了安全事故的發(fā)生，保證了行車安全。5、本實用新型的適應(yīng)性強，安裝使用方便，使用效果好，便于推廣使用。綜上所述，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，成本相對較低、可靠性高、安裝維護方便，智能化程度高，適應(yīng)性強，降低了司機勞動強度，保證了行車安全，使用效果好，便于推廣使用。下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細(xì)描述。

圖1為本實用新型的電路原理框圖。[0022]附圖標(biāo)記說明:I 一鍵盤電路模塊；2—過分相控制器模塊；3—電源模塊；4一看門狗電路模塊；5 — RS-485通信電路模塊；6—語音識別控制器模塊； 7—語音識別電路模塊；8—TAX2型機車安全信息綜合監(jiān)測裝置；9一LKJ-2000型列車運行監(jiān)控記錄裝置；10—光電隔離模塊； 11—繼電器； 12 —電力機車主斷路器；13—聲光報警模塊。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型包括電力機車自動過分相單元和設(shè)置在機車司機操作臺上的人機交互單元，所述電力機車自動過分相單元包括過分相控制器模塊2和為電力機車自動過分相單元中各用 電模塊供電的電源模塊3，以及與過分相控制器模塊2相接的看門狗電路模塊4和RS-485通信電路模塊5，所述過分相控制器模塊2的輸入端通過RS-485通信電路模塊5與設(shè)置在機車上的TAX2型機車安全信息綜合監(jiān)測裝置8的輸出端相接，所述過分相控制器模塊2的輸入端接有語音識別控制器模塊6，所述語音識別控制器模塊6上接有用于識別設(shè)置在機車上的LKJ-2000型列車運行監(jiān)控記錄裝置9輸出的語音信息的語音識別電路模塊7，所述語音識別電路模塊7的輸入端與所述LKJ-2000型列車運行監(jiān)控記錄裝置9的輸出端相接，所述過分相控制器模塊2的輸出端通過光電隔離模塊10接有用于控制機車弓網(wǎng)動作的繼電器11，所述繼電器11與串聯(lián)在機車弓網(wǎng)供電回路中的電力機車主斷路器12相接；所述人機交互單元包括用于輸入過分相控制信號的鍵盤電路模塊I和用于發(fā)出準(zhǔn)備斷開弓網(wǎng)提示信號的聲光報警模塊13，所述鍵盤電路模塊I與所述過分相控制器模塊2的輸入端相接，所述聲光報警模塊13與所述過分相控制器模塊2的輸出端相接。[0031 ] 本實施例中，所述過分相控制器模塊2主要由單片機AT89C5IPI構(gòu)成。所述電源模塊3為DC/DC隔離變壓電路模塊，所述DC/DC隔離變壓電路模塊的電源輸入端與所述TAX2型機車安全信息綜合監(jiān)測裝置8中電源的輸出端相接。所述看門狗電路模塊4主要由芯片MAX1232構(gòu)成，看門狗電路模塊4能夠防止由于外界干擾而導(dǎo)致電力機車自動過分相單元無法正常工作的現(xiàn)象發(fā)生。所述RS-485通信電路模塊5主要由芯片MAX1480構(gòu)成。所述語音識別控制器模塊6主要由單片機STC89LE52RC構(gòu)成。所述語音識別電路模塊7主要由非特定人語音識別芯片LD3320構(gòu)成。所述光電隔離模塊10主要由光耦隔離芯片TLP512-4構(gòu)成。具體實施時，所述電力機車自動過分相單元整體集成在一塊PCB電路板上并通過48芯歐式插座連接到所述TAX2型機車安全信息綜合監(jiān)測裝置8上，且通過航空電纜連接至弓I至機車端子排，用于控制弓網(wǎng)斷開操作；所述人機交互單元整體集成在一起，設(shè)置在機車司機操作臺上并通過航空電纜與電力機車自動過分相單元連接，所述語音識別電路模塊7的輸入端通過音頻線與所述LKJ-2000型列車運行監(jiān)控記錄裝置9的輸出端相接。本實用新型的工作原理及工作過程是:語音識別電路模塊7用于識別LKJ-2000型列車運行監(jiān)控記錄裝置9輸出的語音信息，當(dāng)識別到關(guān)鍵詞語“禁止雙弓”語音時，通過語音識別控制器模塊6給過分相控制器模塊2發(fā)送已識別信息，過分相控制器模塊2接收過分相控制器模塊2發(fā)送的信息通過聲光報警模塊13發(fā)出準(zhǔn)備斷開弓網(wǎng)的提示信號，提示機車司機準(zhǔn)備執(zhí)行斷弓操作；機車司機通過操作鍵盤電路模塊I輸入斷開機車弓網(wǎng)的控制信號，過分相控制器模塊2接收到鍵盤電路模塊I的控制信號并通過光電隔離模塊10斷開繼電器11，進而通過繼電器11斷開串聯(lián)在機車弓網(wǎng)供電回路中的電力機車主斷路器12，從而斷開了機車弓網(wǎng)，聲光報警模塊13自動取消提示；同時，過分相控制器模塊2每隔50ms通過RS-485通信電路模塊5從TAX2型機車安全信息綜合監(jiān)測裝置8中獲取一幀數(shù)據(jù)，按照其特征碼解析出數(shù)據(jù)幀中公里標(biāo)和速度等數(shù)據(jù)參量，并依據(jù)語音識別的時間和機車速度進行補償公里標(biāo)，當(dāng)過分相控制器模塊2判斷出機車到達(dá)電分相位置而司機未采取短工措施時，過分相控制器模塊2通過光電隔離模塊10斷開繼電器11，進而通過繼電器11斷開串聯(lián)在機車弓網(wǎng)供電回路中的電力機車主斷路器12，從而斷開了機車弓網(wǎng)，聲光報警模塊13自動取消提示。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實用新型技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于語音識別的電力機車自動過分相裝置，其特征在于:包括電力機車自動過分相單元和設(shè)置在機車司機操作臺上的人機交互單元，所述電力機車自動過分相單元包括過分相控制器模塊(2)和為電力機車自動過分相單兀中各用電模塊供電的電源模塊(3),以及與過分相控制器模塊(2)相接的看門狗電路模塊(4)和RS-485通信電路模塊(5)，所述過分相控制器模塊(2)的輸入端通過RS-485通信電路模塊(5)與設(shè)置在機車上的TAX2型機車安全信息綜合監(jiān)測裝置(8)的輸出端相接，所述過分相控制器模塊(2)的輸入端接有語音識別控制器模塊(6)，所述語音識別控制器模塊(6)上接有用于識別設(shè)置在機車上的LKJ-2000型列車運行監(jiān)控記錄裝置(9)輸出的語音信息的語音識別電路模塊(7)，所述語音識別電路模塊(7)的輸入端與所述LKJ-2000型列車運行監(jiān)控記錄裝置(9)的輸出端相接，所述過分相控制器模塊(2 )的輸出端通過光電隔離模塊(10 )接有用于控制機車弓網(wǎng)動作的繼電器(11)，所述繼電器(11)與串聯(lián)在機車弓網(wǎng)供電回路中的電力機車主斷路器(12)相接；所述人機交互單元包括用于輸入過分相控制信號的鍵盤電路模塊(I)和用于發(fā)出準(zhǔn)備斷開弓網(wǎng)提示信號的聲光報警模塊(13)，所述鍵盤電路模塊(I)與所述過分相控制器模塊(2)的輸入端相接，所述聲光報警模塊(13)與所述過分相控制器模塊(2)的輸出端相接。
2.按照權(quán)利要求1所述的基于語音識別的電力機車自動過分相裝置，其特征在于:所述過分相控制器模塊(2)主要由單片機AT89C51P I構(gòu)成。
3.按照權(quán)利要求1所述的基于語音識別的電力機車自動過分相裝置，其特征在于:所述電源模塊(3)為DC/DC隔離變壓電路模塊，所述DC/DC隔離變壓電路模塊的電源輸入端與所述TAX2型機車安全信息綜合監(jiān)測裝置(8)中電源的輸出端相接。
4.按照權(quán)利要求1所述的基于語音識別的電力機車自動過分相裝置，其特征在于:所述看門狗電路模塊(4)主要由芯片MAX1232構(gòu)成。
5.按照權(quán)利要求1所述的基于語音識別的電力機車自動過分相裝置，其特征在于:所述RS-485通信電路模塊(5)主要由芯片MAX1480構(gòu)成。
6.按照權(quán)利要求1所述的基于語音識別的電力機車自動過分相裝置，其特征在于:所述語音識別控制器模塊(6)主要由單片機STC89LE52RC構(gòu)成。
7.按照權(quán)利要求1所述的基于語音識別的電力機車自動過分相裝置，其特征在于:所述語音識別電路模塊(7)主要由非特定人語音識別芯片LD3320構(gòu)成。
8.按照權(quán)利要求1所述的基于語音識別的電力機車自動過分相裝置，其特征在于:所述光電隔離模塊(10)主要由光耦隔離芯片TLP512-4構(gòu)成。
專利摘要本實用新型公開了一種基于語音識別的電力機車自動過分相裝置，包括電力機車自動過分相單元和人機交互單元，電力機車自動過分相單元包括過分相控制器模塊、電源模塊、看門狗電路模塊、RS-485通信電路模塊和語音識別控制器模塊，語音識別控制器模塊上接有語音識別電路模塊，語音識別電路模塊的輸入端與LKJ-2000型列車運行監(jiān)控記錄裝置的輸出端相接，過分相控制器模塊的輸出端通過光電隔離模塊接有繼電器，繼電器與串聯(lián)在機車弓網(wǎng)供電回路中的電力機車主斷路器相接；人機交互單元包括與過分相控制器模塊相接的鍵盤電路模塊和聲光報警模塊。本實用新型可靠性高，安裝維護方便，降低了司機勞動強度，保證了行車安全，便于推廣使用。
文檔編號B60M3/04GK203020106SQ201220716389
公開日2013年6月26日 申請日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月21日
發(fā)明者馬帥旗, 鮑存會, 劉沛 申請人:陜西理工學(xué)院