安全监测系统精品(七篇)

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篇(1)

关键词：煤矿；瓦斯；监测系统

Abstract: as everyone knows the energy industry is the lifeblood of national economic development, however, the situation of production safety in China coal industry is not optimistic, especially the heavy, serious accidents occur frequently. In these accidents, and the majority of the gas explosion. There are many factors, but the coal mine production safety monitoring equipment is not complete, the backward management is one of important reasons which cause accidents. This paper mainly introduces the main content of gas control navigation control and gas safety monitoring equipment installation requirements and technical management, and finally prospects the development trend of coal mine gas monitoring system.

Keywords: coal mine; gas monitoring system

中图分类号：文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

1、引言

我们都知道瓦斯灾害是煤矿生产中的主要灾害之一，一方面为了满足国民经济快速发展对煤炭能源的强劲需求，国内煤矿开采强度普遍增大；随着开采深度向深部延深，多数矿井由原来的低瓦斯矿井转变为高瓦斯或瓦斯突出矿井，这是近年来我国煤矿瓦斯事故多发的客观原因之一；另一方面国内几起重大瓦斯事故的原因分析表明，瓦斯防治管理方面存在的缺陷也是导致瓦斯事故频繁发生的重要原因。因此瓦斯治理就成为煤矿安全生产的重点与难点。那么如何运用信息技术改善瓦斯防治管理手段、提升瓦斯管理水平，已经成为我国煤矿安全生产的迫切需求。

2、瓦斯防治导航监测管理主要内容

什么是煤矿瓦斯安全监控系统呢？所谓煤矿瓦斯安全监测系统 是指利用信息管理、计算机网络等技术对矿井甲烷浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、风速、风压、温度、馈电状态、风门状态、风筒状态、局部通风机开停、主要通风机开停等实施远程动态监控管理，并实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制等功能的系统。

目前,我国煤矿多数矿井都装备了瓦斯安全监测系统。同时随着电子技术、计算机软硬件技术的发展和企业自身发展的需要，煤矿安全综合信息化网络监测管理应用系统等到了快速发展。人们就可以通过安全监测系统来分析判断、提醒和报警实现生产矿井瓦斯防治导航的技术，来确保煤矿系统的安全运行。 瓦斯防治导航监控管理主要有以下内容：

（一）监测系统监控管理内容

监测系统以采掘工程平面图为基准，新建添加各种监控传感器及必备的监控内容，设计有传感器说明牌、传感器监测表，对监测数据进行定性、定量分析、评价的监测表，实现对监测传感器的定位管理，对监测数据、监控区域的预测、预报、预警，判断更直接、快速。

（二）通风系统主要设施监控管理内容

通风系统以采掘工程平面图为基准，新建添加各种通风设施，设计有设施说明牌、设施监测表，对通风设施监测数据进行定性、定量分析、评价的监测表，实现对通风系统设施管理的预测、预报、预警，根据授权进行签名评价、消警、处理，消除安全隐患及导航系统报警信号。

（三）采掘生产系统主要监控管理内容

在数字化的采掘工程平面图上对采煤工作面和掘进工作面的适时位置进行活化处理，根据其推进度按时更新，系统将根据其更新的适时位置线对推进前方影响区域内瓦斯情况进行分析、评价、预测、预报、预警。

（四）瓦斯地质信息监控管理内容

瓦斯地质以采掘工程平面图为基准，划出高瓦斯区、高瓦斯带、突出威胁区、突出危险区，随采掘工作面推进按监测表要求，随时进行预测、预报、预警。

3、瓦斯安全监控设备安装时的要求及技术管理

煤矿企业在对瓦斯安全监测设备安装时必须符合以下要求：

①瓦斯监控装备必须具有煤安标志，设备下井前必须经过调试、校正，检查合格后方可使用。对于没有煤安标志和合格证明的设备一律不准下井和安装使用。

②监控设备必须按设计要求进行安装，各项技术参数的取值也必须符合设计要求。

③监控设备的供电电源必须取自被控开关的电源侧，严禁接在被控开关的负荷侧。

④电缆要求：本质安全型监控装备其输出本质安全型部分可不按防爆要求管理，但其关联设备仍要按防爆要求管理。

⑤井下主机或分站应安设在支护良好、无滴水、无杂物的进风巷道或峒室内，且距巷道的底板距离不得小于300mm。

⑥传感器必须垂直悬挂。

⑦设备安装完毕经过调校，测试合格，由瓦检员、安装人员、施工单位共同在安装申请单上签字，然后移交给施工单位使用和保管。

加强瓦斯监控设备的技术管理

①矿井技术人员要充分利用计算机数据库的监测资料，定期组织分析，查找瓦斯超限或设备故障的原因，制定针对性的措施，以确保安全生产。

②加强技术资料管理。技术人员要经常收集整理各种瓦斯监控技术资料，并分门别类进行建档。

③配齐瓦斯监控人员，强化培训、提高素质、确保瓦斯监控工作的正常开展。安装、维修及监控室值室人员必须经过专业培训并经考试合格后挂证上岗，不合格的不得上岗。

4、煤矿瓦斯监控系统的发展趋势

①智能化自检功能

系统故障自检功能向智能化发展，具有对故障的智能分析、判断功能，改变系统自检功能单一、简单的情况，做到系统常见的软件和硬件故障都能通过门检功能进行判断， 从而缩短故障处理时间，更好地保障矿井安全生产。

②规范通信协议

通信协议不规范的后果是造成设备购置重复， 不能随意进行软硬化升级的改造。制定统一的专业技术标准，对促进矿扑监控技术发展和系统的推广应用具有十分重要的意义。

③实现监控信息网络化

根据监控系统网络化管理的需要， 监控系统的实时监控信息被网络共享，系统应用软件按统一的格式向外提供监测数据，每一台在网远程终端都可以共享监控信息， 为决策和管理层提供决策依据。

④传感器技术得到改善，将开发出高品质的传感器

未来的高性能传感器的寿命、抗高浓冲击性能、抗中毒性能将会得到改善。

5、结论

总之，瓦斯安全监测系统是领导煤矿安全生产决策提供科学可靠的第一手材料，是及时协调和正确指挥生产的重要途径。充分发挥煤矿瓦斯监测的重要作用，有效遏制煤矿重特大瓦斯事故的发生，规范瓦斯监测系统的运行管理，从而真正发挥监控系统在 “一通三防”中的作用，保证瓦斯监测系统正常运行，能够使煤矿安全生产得到进一步提高。

参考文献

[1]王衍生，尹经梅，刘平.监测监控系统在矿井瓦斯管理中的应用[J].矿业安全与环保.2000(S1):71～72.

篇(2)

棉花监测系统网络支撑平台是提供信息数据传输、交换、储存、处理、共享、的综合业务平台，通过构建数据处理中心、数据处理分中心(国家发改委价格监测中心)、国家棉花市场监测系统信息中心以及国家棉花市场监测系统总公司的网络、计算机、配套设备、运行环境，实现信息的处理、共享、传输和备份，以满足系统运行的各方面功能要求。

1.在基础平台建设的同时开展全面、有效的安全体系规划和建设；2.选用最可靠最稳定的安全产品构建安全防御系统；3.在最大限度保障安全运行的同时，又兼顾良好的运行效率；4.全面兼顾安全技术、业务运维流程和人员在信息安全保障中的积极协调作用；5.有效监控全网的安全情况，快速发现可能的安全隐患和异常行为；6.实现7×24×365的安全运行状态监控与安全运行维护处理；7.建立完善的应急响应机制和流程；8.在短短两个月时间内高效率、高质量地完成所有的工作。

一套平台 两种思想 三个系统

国家棉花市场监测系统安全建设和保障工作涉及到安全体系规划、安全系统集成、安全运维管理、信息安全专业服务、高端安全管理咨询、日常安全支持以及安全值守服务等众多内容。安全建设工作千头万绪，安全保护对象庞大复杂，安全管理要求苛刻严格，对安全保障体系的规划和设计提出了非常高的要求。

针对安全建设和管理需求，太极组织了大量的安全专家认真、深入地分析了国家棉花市场监测系统可能面临的各类安全问题，参照ISO17799等安全管理国际标准，结合太极多年在安全领域的经验，提出了解决方案。太极与相关合作伙伴紧密合作，针对国家棉花市场监测系统的安全设计和建设可以总结为：建设一套集中的安全运行管理平台，融合两种核心的安全建设思想，建立三个不同角度的信息安全子系统。

一个平台，是指通过部署安全运行管理中心产品建立国家棉花市场监测系统的集中安全运行管理平台。通过对网络中各种网络安全设备和安全软件的集中管理和监控，把一个个原本分离的网络安全孤岛联结成有机协作互动的一个整体，并自动实现对安全事件的处理，从而实现网络安全管理过程中的实时状态监测，动态策略调整，综合安全审计以及恰当及时的威胁响应，从而有效提升网络的可管理性和安全服务水平。

两种思想是指动态信息安全风险管理体系建设思想和构建信息安全纵深防御体系建设思想。

动态信息安全体系思想的根本目的，是要保障安全系统设计具备良好的动态建设过程和安全可扩展性，促进建立易扩展的信息安全保障体系。纵深防御思想是保障安全系统设计的广度和深度，促进建立全面综合、高效安全的网络安全保障体系。其在广度上要求从网络架构、网络设备、操作系统、应用系统、数据库系统等各个层面考虑安全系统建设；在深度上要求分层次，由外而内，从网络边界、内部网络、核心服务器乃至桌面PC各个层面考虑安全防御功能的建设。其核心体现就是进行合理的网络安全域规划，实现安全事件影响范围的有效控制。

本次项目，太极协助国家棉花市场监测系统规划了完善的动态信息安全风险管理体系的建设，包括三大信息安全体系安全功能技术体系、安全服务支持体系、安全管理咨询体系。

优点多多

系统的安全规划、建设和运营管理解决方案，覆盖了信息系统的整个生命周期；充分重视业务安全管理，将传统分立的安全产品管理进行有效整合；提出了安全运行管理中心解决方案，实现了安全产品和管理的集中统一；将安全监控和安全维护有机结合，实现闭环管理，提高了安全管理效率；将各种安全设备所报告的安全事件汇总在一起进行关联分析，消除安全事件的误报和重复报警，并推断问题根源，给出该事件的解决建议。

应用效果与收益

安全运行管理中心的部署，实现了分散的、异构的安全产品的集中管理，高效提炼和分析海量的安全信息和各类报警事件；实现了安全事件的闭环处理；实现了信息安全的“可控、可见和可管理”，协助国家棉花市场监测系统迈向信息安全管理乃至IT管理的新台阶。

用户评议

国家棉花市场监测系统由于其特殊性和重要性，安全是第一重要的因素。我们在进行项目建设过程中对安全产品提供商和安全集成服务商进行了严格的选择，我们在项目建设中采用了最好的产品、最严格的管理、最优秀的集成商和最高效的服务来确保网站的安全。

篇(3)

关键词：矿井瓦斯；网络监测系统； KJ2000N系统；安全管理

Abstract: network monitoring system along with the science and technology unceasing forward development, also in coal mine industry widely used, and made some good results, it shows the network monitoring system has broad application prospects and potential. With the increase of mining depth coal mine, the coal mine disaster will seriously affect the safety and efficiency of coal mine production, for example, has roof accident, water bursting accidents, gas accident harm, dust and so on several big disaster, including gas disaster is one of the most heavily affected a. Therefore, in view of kailuan linxi mining company raise the safety need, to the mine safety monitoring system design and installation, and the idea of monitoring system is discussed, and cohesion of a complete system are described. This mine gas monitoring system management model in coal mine production in the development of zhongzheng fast, to improve the economic efficiency and the social efficiency has a tremendous role.

Keywords: mine gas; Network monitoring system; KJ2000N system; Safety management

中图分类号：TD76文献标识码：A 文章编号：

1、前言

众所周知，网络监测系统随着科学技术的不断向前发展，也在煤矿行业得到广泛的应用，并且取得了一定的良好效果，这体现出了网络监测系统具有广阔的应用前景和潜力。在煤矿生产过程中，存在着很多灾害直接影响煤矿的安全生产，比如有顶板事故、突水事故、瓦斯事故、粉尘危害等几大灾害，其中瓦斯灾害就是其中影响最为严重的一种，因此，要保证煤矿生产安全高效的运行，必须有效防治瓦斯灾害。淮浙煤电公司顾北煤矿现用KJ2000N型煤矿安全监控系统。这种矿井瓦斯监控系统的管理模式在煤矿生产中正快速的发展中，对提高煤矿的经济效益和社会效益有着巨大的作用。KJ2000N系统在煤矿生产过程中对于煤矿瓦斯的治理有以下几个主要作用：第一，由于在井上进行数据处理，其环境给操作者提供了简洁易用的界面。第二，还可以对井下的设备参数进行自行处理和编辑，同时实现数据的共享。第三，在进行数据处理的时候，可以在井上处理，方便工程技术人员对通风系统的管理。第四，能够实现远距离的连续传输和对工作面的实时监测，也可实现超限报警，自动断电。

2、网络监测系统简介

2.1 系统结构图

KJ2000N系统由地面中心站、网络传输接口、井下分站、井下防爆电源、各种矿用传感器、矿用机电控制设备及KJ2000N安全生产监测软件组成。地面中心站是整个系统的控制中心，安装在地面计算机房。井下部分包括：KJ2007(F，G等)井下分站，KDW6B隔爆兼本质安全型电源，各种安全、生产监测传感器，报警箱和断电控制器等。井下分站和传感器安装在井下具有煤尘、沼气、一氧化碳等危险气体的环境中，对煤矿井下的各种安全、生产参数进行实时监测和处理，并将安全生产参数及时传输到地面中心站。各种数据由分站和中心站处理，并能按要求直接发出声、光报警和断电控制信号。地面中心站经过网络传输接口采用光缆与井下分站联结通讯。当前情况下，煤矿生产中所使用的监控设备已经在各个生产工作面、掘进面等一些主要的机电硐室均被广泛应用，正是由于KJ2000N矿井安全监控系统在煤矿的广泛使用，这样使得煤矿传统的单一的监控模式得到了彻底的改变，通过KJ2000N系统可以准确、全面地了井下安全情况和生产情况，实现对灾害事故的早期预测和预报，并能及时地自动处理。这样既提高了煤矿的生产效益，又弥补了由于井下瓦斯员的疏忽大意所导致的数据部准确等原因造成的定时定点汇报的不足，进行实时监测监控，并且可以利用监测数据库进行安全趋势分析研究，对井下灾害进行预测预报，实现安全管理的双保险。

图一KJ2000N系统结构图

2.2 注意事项及相关建议

（1）按照要求及时对传感器进行调试、校正，保证监测数据的可靠性。

（2）及时捧除故障，加强系统维护，确保其正常运行。

（3）必须按照要求设置传感器的位置。随着工作面的推进，要及时调整传感器的位置，使其真实反映井下的情况。

（4）备用监控系统的操作与功能。当由于人为或外界因素导致主监控服务器的监测应用程序停止工作或服务器断电等原因正常监测不能进行的时候，备用监控服务器可在5 s内人为手动打开监测应用程序，保证监测的正常进行，保证了用户应用程序的连续性。

（5）随时和厂家联系，及时解决安全监控系统运行中出现的新问题。

3、系统体系结构

该监测网络系统是在各煤炭企业已形成的监测监控系统基础上，整个系统将建立两级数据监控中心，形成一个“三层四级”网络体系结构。

(1)建立一级数据监控中心。

(2)在国有重点煤业集团建立二级数据监控中心。

(3)在煤炭管理部门设立二级数据监控中心。

4、监测系统的监管及意义

我们必须对一些高瓦斯矿井或者按照高瓦斯矿井管理的煤矿要有网络式的监管方式，这样才能实现对矿井的监测监控系统的有效管理，我们还必须要将这些数据上报到安全监管部门，这样便于上级部门对煤矿瓦斯进行有效的监管。各监管部门的监管人员应该及时对数据进行处理，这样可以更好的有效的对煤矿瓦斯进行监测和监控，病区要将数据处理结果上传到网上，方便工程技术人员参考，这种监管模式对煤矿的安全高效生产能够起到很好的监督和监控作用，同时这对煤矿安全生产形势的稳定好转具有积极的意义。只有有效的保证煤矿瓦斯网络化实时监控项目的实施，这样才能够使得煤矿安全又了进一步的保证，电子警察的角色也就很好的扮演者，这样对煤矿的多级管理也是一个很好的强化，这样在煤矿生产中就形成了多级监管体系和安全生产综合信息网络, 如果在煤矿工作面出现了瓦斯超限等问题，矿监控中心将立即报警，并且将报警的数据直接上报到监控中心，便于煤矿领导部门更方便的查明超限原因和及时的采取有效的措施，将瓦斯事故消灭在萌芽状态。对防止以瓦斯等恶性事故, 提高煤矿管理水平具有重要意义。这种监控系统-----KJ2000N系统，对煤矿的瓦斯治理具有以下几点重要意义。第一，这项工程很好的改造了煤矿瓦斯的监控系统，对提高煤矿的安全管理和装备水平都更好更快的提高。第二，以前对瓦斯实行的是填表上报，这样有可能监测瓦斯人员偷懒活者其他原因，不检测数据，而是对数据进行修改，然后上报，这样使得数据极不真实, 多数情况下也无法追溯核实,这样使得瓦斯事故在煤矿生产中高发的一个重要原因。第三，监控网络不会改变煤矿的安全管理模式, 它为各级管理部门提供了实时监控的工具，提高了工作效率。第四，有助于对煤矿的各类监测数据进行宏观分析, 微观指导。

5、结论

综上所述， KJ2000N系统在煤矿瓦斯监测系统中得到广泛应用，这样既增强了系统的稳定性和有效性，同时还对整个系统的功能也是一个很好的完善和补充，对协调我国矿井设备落后与高生产效率要求之间的矛盾也有一定的指导意义，并且使得网络在矿井瓦斯监测系统中得到了充分的应用，这样使得瓦斯监控系统的功能能够发挥到极致，这样有助于对煤矿的各类监测数据进行宏观分析, 微观指导。督促煤矿把问题和隐患消灭在萌芽状态。KJ2000N系统，实行通过网络对瓦斯进行监测，这种矿井瓦斯监控系统的管理模式在煤矿生产中正快速的发展中，对提高煤矿的经济效益和社会效益有着巨大的作用。从而为提高煤矿安全和经济效益，起到了积极作用。同时为井下工人的安全提供了进一步的保证，把公司的管理提高到现代化管理水平。

参考文献：

【1】韩宁，燕飞，杜广微，等．数字化瓦斯远程监控网络设计【J】，计算机科学与技术，2003

【2】 程德强，李世银，等．矿井安全监测监控系统【J】，煤炭技术，2008；

【3】李玉国．矿井监测监控系统主要问题分析及解决方法【J】，中小企业管理与科技，2010；

【4】李炳才，陈词，黄宗杰，等．一种新型的煤矿安全监测综合信息系统结构【J】，煤炭科学技术，2005；

篇(4)

【关键词】管道输油；安全监测；硬件；软件

近些年来，输油管线经人为的打孔盗油及南于腐蚀造成穿孔而泄漏的事故屡屡发生，严重干扰了正常社会生产生活，并造成巨大的经济损失。据不完全统计，每年由于打孔盗油和腐蚀穿孔导致管线泄露造成的经济损失可高达上千万元。因此，对输油管线防泄漏监测系统的研究及应用成为油田和管道输油企业迫在解决的问题。

1.国内外输油管道泄漏监测技术的现状原始方法一种传统的泄漏检测方法

主要是用人或经过训练的动物沿经管线行走来查看管道附件的异常情况、闻管道中释放出的气味、听声音等。这种方法可以做到直接准确，但实时性差，且耗费大量的人力。

1.1硬件方法

对于硬件方法，主要是通过直观检测器、声学检测器、气体检测器、压力检测器等检测直观检测器利用了温度传感器测定泄漏处的温度变化，如将多传感器电缆铺设在管线的附近周围，通过温度的变化得出采样结果，通过对比归纳反馈得出新的信息，确知油气泄露与否。声学检测器是当泄漏发生时，流体流出管道会自动发出声音，利用声波，按照管道内流体的物理属性决定的速度传播，通过声音检测器检测出这种波而及时发现泄漏。

1.2软件方法

SCADA的应用：

利用sCADA系统提供的流量、压力、温度等数据，通过流量或压力变化、质量以及体积平衡、动力模型和压力点分析软件的方法检测泄漏。今天的ScADA系统已超过了单一“监控与数据采集”的概念，经过scADA系统功能的扩展和专用功能软件的开发和应用，使scADA系统己从早、中期的数据处理、报警、控制等功能发展到能满足各公司生产、经营管理及未来发展的需要，成为具备更多功能的系统。

2.管道泄漏监测技术的研究

通过对国内外各种管道泄漏检测技术的分折对比，结合输油管道防盗监测的特殊要求，田油气集输公司和管道输油企业等单位组织开展了广泛深入的调查研究。防盗监测系统的技术关键解决两方面的问题：一是管道泄漏检测的报警，二是泄漏点的精确定位。针对这两项关键技术而采用的技术思路是：以负压波检测法为主，和流量检测法相结合。

首先.我们来看看负压波法。

2.1系统硬件总体方案

（1）计算机系统：在管道的上下游两端各安装了套工业控制计算机，用于数据采集及软件处理。

（2）一次仪表：压力变送器、温度变送器、流量传感器。

（3）数据传输系统：两套扩频微波设备，用于实时数据传输。

2.2数据采集系统

数据采集系统中，压力采样是利用PCI818-HD的接口函数实现的。PcL818-HD为16通道l00kHz高增益DAS卡，具有16路单端或8路差分模拟量输入，有100kHz12位A/D转换能力，附有lK FIFO，可对每个通道的增益进行编程，可使刚带JDMA的自动通道/增益扫描。PCI818-HD具有一个用于读取微弱信号的高增益（最高1000）可编程放大器。此卡提供了5个最常用的测量和控制功能，即12位A/D转换、D/A转换、数字量输入、数字量输出和计数器/定时器。

2.3压力传感器

负压波法泄漏捡测要求压力传感器具有非常高的分辨率以及灵敏度，并且具有很高的稳定性，可选用cYBl5系列蓝宝石高温压力变送器，它采用进口高精度蓝宝石压力传感器，并经过特定的信号提取及剥离等专利技术进行丁温度及进行线性化补偿，产品具有温度范同广精确度高、稳定性强、压力范围宽、耐磨、抗冲击、防腐等显著特点。

2.4数据传输通讯

通讯采用无线网桥，计算机采用网卡实现计算机与计算机之问的无线网络连接。基于扩频技术的计算机无线网具有抗干扰能力强、易于实现码分多址、无须申请频率资源、安全保密等特点。实现数据传输通讯的顺利进行。

2.5网络校时或GPs校时

2.6系统安全及防爆

其次，我们必须得注意流量检测。

在管道正常运行状态下管道输入和输出流量相等的，泄漏必然导致流量差，上游泵站的流量增大，下游泵站的流量则会减少。然而由于管道本身具有很强的弹性及流体性质变化等多种因素影响，首术两端的流量变化是有一个明显过渡过程，因此，这种方法精度不高，也不能确定泄漏点的具置。德国的TAL（阿尔卑斯管道公司）原油管道安装使用了该系统，将超声波流量计，夹合在管道外进行测量，然后根据管道压力温度变化，计算出管道内总量，一旦出现不平衡，就表明出现泄漏。日本在《石油管道事业法》中规定使用这种漏系统，且.规定在30s叶检测到泄漏量在80L以上时报警。虽然流量差法不够灵敏，但是可靠性很高，结合使用压力波，可以大大减小报警的失误率。

3.结论

（1）采用流量与负压波相结合监测输油管道泄漏的方法是可靠的、有效的。

（2）通过油田或管道输油企业局域网进行实时数据传输可以提高泄漏监测系统的反应速度，能够实现全自动的泄漏峪测定位与报警。

（3）在输油管道上安装管道泄漏监测系统可以确保管道安全运行，减少管道盗油漏油事故的发生，具有明显的经济敬益和礼会效益。

【参考文献】

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目前铁路货车安全监测主要采用地对车监测方式来完成，如采用红外线轴温探测智能跟踪系统、货车运行故障动态图像检测系统、运行状态地面安全监测系统以及货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统等，这些地对车安全监测系统实现了车辆运行状态的安全监测。

 

随着快捷货车的发展，要求转向架具有更可靠的运行安全性，不仅需要在结构设计、系统设计中将运行安全、可靠性等方面的指标放在更重要的位置，采用安全性、可靠性更高的零部件和结构，如电子防滑器、盘形制动系统、主动抗蛇行元件等;同时也要求能提供实时的转向架系统的安全监测解决方案。轨旁地面监测系统的布置间距_般在300km以上，在检测和故障处理上有一定的滞后性，而有些列车脱轨和安全事故是在非常短的时间内、在地面2个监控装置之间发生的，因此在高速和运行安全性要求很高的特种运输情况下，采用轨旁地面监测系统无法对车辆运行状态进行实时检测和对潜在故障做出及时处理。

 

目前国内现有各型货车转向架均没有实时运行安全监测系统。主要是因为目前货车运行速度不超过120km/h，一般采用踏面制动，结构简单，且货车上没有可靠的监测系统供电电源。如160km/h快捷货车转向架虽采用了更复杂的悬挂系统、盘形制动装置等，但是由于缺少电源，无法采用实时轴温监测、电子防滑器等装置，无法对转向架进行实时监测，限制了转向架运行安全性的进一步提高。

 

本文主要针对目前铁路货车的状态、货车安全监测系统的现状，从提高快捷货车转向架运行安全性和稳定性、提升故障智能预报水平、实现动态预测性维修等基本目标出发，研究快捷货车转向架运行安全实时监测系统，为研究集优良的动力学性能、可靠的结构设计和实时智能安全监测功能为一体的新型快捷货车转向架提供整体解决方。

 

1快捷货车转向架安全故障特点和监测系统设计

 

1.1快捷货车转向架安全故障特点

 

货运列车的安全故障主要为以下几方面：

 

(1)列车热轴、切轴事故，主要是由于轴承温度过高造成，而轴承结构和状态是造成轴温变化的主要原因;

 

(2)车轮、车轴的裂纹和断裂;

 

(3)踏面擦伤;

 

(4)转向架关键零部件失效带来的失稳和脱轨;

 

(5)列车制动系统故障;

 

(6)货物偏载、超载或由于环境影响造成的破坏。在这些安全故障中，对实时运行安全性影响最大的是轴承温度升高引起的列车热轴、切轴事故，轮对磨耗及关键悬挂元件失效引起的转向架蛇行失稳，踏面擦伤导致的轮轨冲击作用力增大、运行品质下降和轮轴疲劳等。

 

1.2快捷货车转向架实时运行监测系统设计

 

在分析转向架结构特点、车辆动态性能、零部件失效对车辆运行安全性影响等方面的基础上，针对研制的160km/h快捷货车转向架，提出采用车载传感器网络构建智能安全监测系统来实时预报和处理车辆走行部运行安全问题。

 

快捷货车转向架智能安全监测系统包括以下基础和功能模块：

 

(1)轴端电源单兀(AxleEndPowerUnit，AEPU)，为转向架智能安全监测系统、快捷货车转向架的电子防滑器和其他主动悬挂元件等提供可靠、稳定的电源。

 

(2)架载传感器监测单元(BogieSensorMonitcrringUnit，BSMU)，每个转向架上安装1个BSMU，功能包括轴承温度监测、踏面擦伤监测、转向架蛇行运动监测等。

 

单元模块包括3个主要组件：个或多个传感器，实现信号检测和输入;1个主控制微处理器，完成数据采集、处理和管理;RF(射频)通信模块，采用Zigbee无线传输技术完成数据传递为基于Zigbee技术的转向架实时监测系统无线传输方案。

 

(3)机车主监测器(LocomotiveMainMonitoringUnit，LMMU)，安置在机车驾驶室内。

 

2功能模块设计及试验

 

2.1轴端电源单元(AEPU)

 

    基于Zigbee技术的转向架实时监测系统无线传输方案长期以来，铁路货车车载实时安全监测系统由于电源的缺乏一直无法实现。而对快捷货车转向架而言，电源问题尤为迫切。如果能够提供可靠的电源，除了能为智能监测系统提供电源外，还可满足在快捷货车转向架上安装电子防滑器、主动悬挂单元等安全部件的需要，从而提高转向架的运行安全性和动力学性能。因此，开发一种安装简单、性能可靠的铁路货车电源装置，为架载智能安全监测系统提供电能，既具有很高的实用价值，又是实现架载安全智能监测系统的关键技术。

 

—般快捷货车转向架采用轴箱结构，为了满足体积小和轻量化的要求，将轴端电源集成于轴箱端盖中是一种理想的解决方案。按照现有的限界标准，对轴箱端盖进行改装，将发电装置设计在其内并使其拥有较为充足的余量。轴端电源[7]输出的交流电提供给整流稳压装置，为监测系统输出稳定的48V直流电源，目前设计的电源装置功率不小于200W。

 

对设计的轴端电源单元进行了试制和试验，结果表明：能满足实际需求，除了能对监测系统供电外，还可以为采用盘形制动系统的电子防滑器提供所需电源。

 

2.2架载传感器监测单元(BSMU)

 

架载传感器监测模块包括传感器网络、主控制微处理器和无线传输等模块。传感器网络模块主要是根据转向架特点和运行安全指标要求检测轴承温度、踏面擦伤和转向架蛇行运动等。

 

设计的主控处理器采用Cortex-M4F内核的STM32F373CCT6处理器，最大工作频率为72MHz，并且带有DSP与FPU指令，能提供良好的数据采集分析性能。电源模块采用8〜75V的直流电压输入。存储模块包括内存卡模块和FLASH模块，内存卡中存放采集到的数据信息，FLASH中存放系统的参数。

 

2.2.1轴温监测模块

 

该模块是监测转向架轴承温度并对温度过高的轴承进行报警。温度传感器和模块设计满足TB/T2226—2002《铁道客车用集中轴温报警器技术条件》。根据所采用的温度传感器和主控制器设计相应的轴温监测模块，有按照轴温绝对值即轴箱温度超过定点报警值(90°C)报警和轴温超过环境温度(如45°C)报警的2种报警模式。

 

2.2.2踏面擦伤监测模块

 

由于快捷货车转向架采用盘形制动，空重车载荷变化大，因此对踏面的状态监测是必须的。

 

若列车运行速度K已知时，当踏面存在_处明显的故障时(如踏面擦伤、局部剥离等)，其特征频率可以用公式(1)计算：

 

f=一^一(1)

 

J3.6xc^V1)

 

式中力——列车运行速度;

 

d——车轮直径。

 

通过建立快捷货车转向架的轮轨动力学分析模型，研究在不同轮对踏面擦伤(扁疤)深度、不同运行速度条件下的轮对垂直冲击加速度情况。在踏面擦伤监测模块中设置相应的轮轨冲击加速度门槛值(可以通过仿真和试验确定)。实际上，由于轮轨动作用力的复杂性，判断踏面擦伤的发生必须经过对相关信号的连续监测，并且该信号符合公式(1)描述的车辆运行速度引起的周期性频率特征。因此模块电路包括信号采集、比例放大、幅值限制、峰值保持等功能[5’10]。踏面擦伤监测模块的输入信号来自4个轴箱垂向加速度传感器和1个速度传感器。

 

2.2.3蛇行运动稳定性监测模块

 

根据动力学原理，转向架蛇行失稳主要体现在轮对的横移和摇头振动幅值的增大，此时转向架构架的横移和摇头振动加速度的幅值同样会增大，因此转向架蛇行运动的监测主要通过对转向架构架上横向加速度信号的监测分析来判断车辆蛇行运行稳定性。

 

如图1所示，对转向架蛇行运动稳定性的判断需要对斜对称布置的2个测点的横向加速度进行信号处理，获得构架的刚体运动横移加速度久和摇头振动加速度心：

 

式中、%——横向加速度传感器测出的加速度值;

 

I——构架上测点到转向架中心的纵向距离。

 

基于转向架和车辆的动力学仿真分析及试验，可以设置转向架运行状态在安全范围内的加速度最大值，分别设定横移加速度和摇头振动加速度的门槛值久和，并储存于监测系统的数据库中。系统设计时，对2个测点进行同时同频率采样和处理，计算获得构架的横移加速度义和摇头振动加速度^，并与设定的阈值进行比较来判断转向架蛇行失稳。

 

此外可以采用3轴加速度和3轴陀螺仪一体的传感器，在加速度测量的同时，通过陀螺仪同时获得转向架在线路上的运行姿态和线路几何信息，为智能监测和转向架主动悬挂系统设计提供支持。

 

2.2.4无线传输模块及验证试验

 

在信息传输方面，快捷货运列车与一般的客车或动车组的最大区别是编组的不确定性，没有列车总线，因此每个转向架上的监测信息与机车的联系不能通过列车总线传输，而需要考虑采用无线传输模式。

 

Zigbee无线传输网络(ZigbeeWirelessTransferModule，ZWTM)是一种短距离、低功耗、低数据速率、低成本、低复杂度的无线网络技术，采取了IEEE规范[11]，增加了逻辑网络、网络安全和应用层。ZigBee技术最大的优势在于自动组网、自动修复，可以通过设置主机地址、节点地址等形式限制网络中的节点，实现不同列车之间的互不干扰。

 

无线传输模块主要包括架载传输单元(Router)和机车接收器(Coordinator)。为了验证该无线传输模式的有效性，特别是列车通过隧道和长时间运行时的可靠性问题，在160km/h动车上进行了现车模拟验证试验，具体包括：1)单个节点可靠传输距离和最远传输距离。(2)组网传输性能，试验证明设计的Zigbee网络每个节点可以可靠覆盖16节以上车厢，即可以可靠链接16个以上的传输节点，只要其中1个节点能正常通信即可。(3)列车进入隧道时的通信状态，实际测试中在隧道也完全可以正常通信，换成货车无线节点，通信距离缩短，通信会更加可靠。(4)长时间通信稳定性，在28h的连续运行中，没有出现任何通信中断等问题，各个节点的数据包均正常，总数据包数误差不到1%;在进_步的连续7天的运行试验中，各节点和主机均工作正常，没有出现通信中断等状况。

 

对于快捷货运列车，车辆定距小于18m，以20节编组为例，列车总长不超过400m，每个转向架上各布置_个监测模块，通过无线节点将数据传输到驾驶室进行处理和显示，使驾驶室的操作人员可以实时了解整列车的运行状态。

 

2.3机车主监测器(LMMU)

 

机车主监测器安置在机车驾驶室内，采用AR-MA8处理器、Linux操作系统，主要用于采集列车连挂的多节车厢的各种传感器数据，并通过彩色液晶屏幕显示出来，用户可以通过触摸屏来操作软件，查询每节车厢的详细信息，同时会将该列车中每个转向架的运行的基础上。

 

建议试验研究27t轴重货车检修周期和寿命期内的运行安全技术性能，即服役性能;研究分析重载货车的运用及检修限度和运行安全性的关系，制定适合重载货车的合理的运用检修限度，保障重载货车在服役期的运行安全、可靠。

 

编制了车体4种载荷谱。

 

实时运行安全信息存储下来，地面工作站可以通过GPRS或者3G网络连接该主监测器，实时查询列车上每个传感器的实时数据。

 

3总结

 

通过本文的研究和试验工作，所研制的快捷货运列车实时运行监测系统，包括转向架轴端电源单元(AEPU)、实时智能监测模块、Zigbee无线传输网络等达到了设计目标，能实现转向架实时动态监控和数据可靠传输。

篇(6)

关键词： LabVIEW； 船用气囊； VISA； LabSQL； 数据库

中图分类号： TN911.7?34； TP319 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）11?0100?03

0 引 言

船舶气囊下水技术是我国独创的，拥有自主知识产权的下水工艺[1]。相较于以往的下水工艺，气囊下水是一种更为简单、经济的方式。从20世纪80年代开始，气囊下水工艺已经在各种中小型船厂得到广泛应用[2]，并且下水船舶的重量也逐年增大。随着应用的推广，以及下水船舶重量的不断增大，船用气囊的压力监测显得尤为重要[3?4]。

目前船用气囊的压力监测仍然采用传统的机械式压力表，而下水操作需要同时使用数十个甚至上百个气囊，压力监测工作的效率较低。为了提高气囊内压监测效率，设计开发了一套基于LabVIEW的船用气囊安全监测系统，通过ZigBee无线网络完成气压采集，并通过PC机上LabVIEW的安全监测系统软件对监测数据进行管理。本文介绍的系统能够实现气囊内压的实时监测、报警、数据管理等，大大提高了气囊内压监测的效率和操作安全性。

1 系统概述

该安全监测系统分为上位机和下位机两大部分。下位机是基于ZigBee无线技术的气囊内压采集系统。将装有压力传感器的采集节点装在各个气囊上，通过无线技术与采集器通信，将采集到的内压传输到采集器中。上位机是基于LabVIEW的安全监测系统软件，将内压实时显示出来，并对过载压力报警。同时，LabVIEW与数据库连通，将采集到的压力等数据存储到数据库。

2 下位机部分的设计

ZigBee是一种短距离无线通信技术，具有低成本，低功耗，自组网等特点[5]。该系统的下位机部分是基于ZigBee的无线网络，包括采集节点、中继器和采集器三个部分。采集节点以CC2530芯片为微处理器，以MPX5700为气体压力传感器的硬件设备，是该无线网络中的终端，安装在气囊的气嘴位置。采集节点将采集到的传感器地址、编号、气压值等数据通过无线网络发送给采集器。中继器负责数据转发，由采集节点的硬件设备通过软件编程来实现[6]。采集节点距离较远时，无法与采集器直接通信，采集节点的数据会通过相邻的中继器（采集节点）中转给采集器。采集器是该网络中的协调器，对接收的数据进行处理后，传送给上位机。

3 上位机部分的设计

LabVIEW是一种图形化编程语言，具有界面友好、操作简便、开发周期短等特点[7]，广泛应用于各个行业的仿真、数据采集、仪器控制、测量分析和数据显示等方面。上位机是在该安全监测系统的操作界面，是现场操作人员远程监测时使用的。因此，该系统的上位机部分是在PC机Windows操作系统下基于LabVIEW的安全监测系统软件，包括串口调试、内压的实时显示、波形显示、过载报警、数据库存取等模块。

3.1 串口通信模块

VISA实质上就是一组标准的I/O函数库及相关规范的总称。它驻留于计算机系统之中执行仪器总线的特殊功能，起着连接计算机与仪器的作用[8]。VISA适用于VXI、GPIB、串口等多种接口。上位机软件与下位机的采集器通过RS 232接口连接。该模块就是以VISA库函数为基础的。

串口通信模块是整个系统软件的基础。如图2所示，VISA Configure Serial Port.vi首先运行，波特率、数据位数、奇偶校验等根据下位机参数进行配置。之后调用VISA open，打开相应的串口VISA资源的会话。VISA read从串口读入数据，待读取的数据长度由属性节点返回。读取缓冲区的数据就是下位机发送过来，包含有传感器地址、编号、气压值等数据的字符串。最后调用VISA Close关闭串口会话，释放资源[7?8]。

3.2 实时显示模块

实时显示模块包含数据显示、波形显示、过载报警，是建立在串口通信模块上的数据处理模块，是整个系统软件的重要部分。

该模块是以串口通信模块为基础的，以VISA read的读取缓存区为起点。从串口每隔10 s会有一个包含有传感器地址、编号、气压值等数据的字符串发送过来。经过字符串截取等操作，能从字符串中分离出表示气囊编号和压力传感器电压值的子字符串。对这些子字符串做一系列的数值处理，将电压值转化为气压值，然后显示在前面板上。对气压值和安全阈值进行比较得到报警结果。最后，将各个气压值与气囊摆放位置对应显示在波形图上。

3.3 数据库存取模块

由于气囊数量较多，数据量大，需要一个成熟的数据管理平台来处理。因此，选用SQL Server数据库软件，实现大量数据的存储、查询等功能[9]。

LabVIEW本身没有访问数据库的功能，目前常用的方法有：

（1）利用NI公司提供的附加工具包SQLToolkit进行访问；

（2）利用LabVIEW中的ActiveX功能，调用Microsoft ADO控件，通过SQL语言实现数据库访问；

（3）利用其他语言（如Visual C++）编写DLL程序访问数据库；

（4）利用第三方提供的LabSQL工具包实现访问[10]。

第一种方法中的工具包需要购买，第二种方法中要求精通SQL语言，第三种方法的工作量较大，而第四种方法中的LabSQL是一个免费工具包，使用方便。本系统采用的就是第四种方法。

LabSQL是一个基于Microsoft ADO和SQL的LabVIEW数据库访问工具包，支持Windows操作系统中任何基于OBDC的数据库，如Access、SQL server或Oracle等。它将复杂的底层ADO与SQL操作封装成一个个子VI，因此对开发者的SQL语言熟练程度要求不高[11]。

首先安装LabSQL，将LabSQL压缩包解压到LabVIEW安装目录下的user.lib文件中。在LabVIEW中安装完LabSQL工具包之后，还需要对LabSQL进行配置，即在Windows操作系统的ODBC数据源中创建一个DSN，命名为mydb。LabVIEW与数据库的连接就是建立在ODBC基础之上的[12]。

数据库存取模块包括两个部分，数据写入和数据查询。数据库数据写入是该模块的基础。首先要在数据库中新建一个名为mydb数据库，在该数据库下创建一个名为Table_1的表。

数据库写入程序框图如图3所示，其中ADO Connection Creat.vi用于创建一个connection对象，ADO Connection Open.vi用于建立与数据库的连接，字符串“DSN=mydb”用于指定数据源。ADO SQL Execute.vi用于执行数据写入命令，最后用ADO Connection Close.vi 关闭与数据库之间的连接[13]。图示程序可以实现时间、气囊编号、气压值和报警情况的存储。

4 结 语

本文介绍了一个气囊内压安全监测系统的设计。该设计通过ZigBee技术实现内压数据的无线传输，通过RS 232实现上位机和下位机之间的通信。硬件系统以CC2530芯片为微处理器，以MPX5700为气体压力传感器，实现了具有低功耗、低成本、自组网等特点的无线传输网络。软件系统基于LabVIEW，并与数据库连接，实现数据写入与查询、实时显示、过载报警等功能。经实验表明，该系统运行稳定，界面友好，很好地替代了机械压力表的测量系统，提高了测量效率，值得推广。

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篇(7)

关键词：雷达式非接触；生命体征参数；疲劳驾驶；心率变异性

1 概述

交通事故是当前世界各国面临的严重社会问题之一，已被公认为当今世界危害人民生命安全的第一大公害。随着我国高速公路的发展和车速的提高，交通事故的发生率也逐年增高。据统计，人为因素所导致的交通事故占了80%～90%，而驾驶员疲劳驾驶便是其中重要一项。疲劳驾驶[1]是指驾驶员在一段时间的驾车之后所产生的反应水平下降，导致不能正常驾车行驶。驾驶员产生疲劳后，其心理状态也会发生各种各样的变化，如视力下降，致使注意力分散、视野逐渐变窄；思维能力下降，致使反应迟钝、判断迟缓、动作僵硬、节律失调；自我控制能力减退，致使易于激动、心情急躁或开快车等。根据美国国家公路交通安全署的统计，在美国的公路上，每年由于司机在驾驶过程中跌入睡眠状态而导致大约10万起交通事故，约有1500起直接导致人员死亡，711万起导致人员伤害。我国48%的车祸是由驾驶员疲劳驾驶引起的，造成了重大的财产损失。而目前针对解决驾驶员疲劳驾驶问题并没有较完整的处理措施和预警系统[2]，传统的方法为使用可佩带的疲劳驾驶监测传感器和视频监视器等，这些都存在一定缺陷。

由此可见，疲劳驾驶是造成交通事故的一个重要因素，监测汽车驾驶员疲劳状态的方法与装置目前已经成为世界各国科研的重点，能在驾驶员出现疲劳状态的初期给驾驶员以视觉或听觉上的警示，其研究成果对减少由疲劳驾驶引起的交通事故有重要意义。此研究设计基于雷达式非接触生命参数信号[3-5]监测技术实时监测疲劳驾驶的安全带系统，雷达通过发射电磁波信号，利用人体某些部位的运动（如心跳、呼吸和四肢的摆动等）对发射信号调制所引起的微多普勒效应[6，7]可以实现对人体的探测、定位、成像、识别、行为分类以及多种人体信息的提取，通过在安全带上安装雷达式非接触生命参数监测系统，监测人体心率变化规律，对进入疲劳驾驶状态及时进行预警和车辆限速，减少因疲劳驾驶造成的交通事故。

2 国内外疲劳驾驶监测装置的研究现状

国内外研究人员主要取得的监测驾驶疲劳研究成果如下：

（1）打瞌睡驾驶员侦探系统DDDS（The Drowsy Driver Detection System）[8]：德国SAFEAU研制的采用多普勒雷达和复杂的信号处理方法，可获取驾驶员烦躁不安的情绪活动、眨眼频率和持续时间等疲劳数据，用以判断驾驶员是否打瞌睡或睡着。该系统可制成体积较小的仪器，安装在驾驶室内驾驶员头顶上方，完全不影响驾驶员正常的驾驶活动。

（2）方向盘监视装置S.A.M.（Steering Attention Monitor）：美国Electronic Safety Products公司开发的一种监测方向盘非正常运动的传感器装置，适用于各种车辆。方向盘正常运动时传感器装置不报警，若方向盘4s不运动，S.A.M.就会发出报警声直到方向盘继续正常运动为止 [9]。

（3）DAS2000型路面警告系统（The DAS2000 Road Alert System）：日本研制的一种设置在高速公路上用计算机控制的红外线监测装置，当行驶车辆摆过道路中线或路肩时，向驾驶员发出警告。

（4）电子“清醒带”：由日本研制开发，使用时固定在驾驶员头部，将“清醒带”一端的插头插入车内点烟器的插座，装在带子里的半导体温差电偶使平展在前额部位的铝片变凉，使驾驶员睡意消除，精神振作。戴上这种“清醒带”，可以24h无睡意。“清醒带”使用电压12～14V，电流500mA，十分安全。

（5）疲劳驾驶员警报系统（ASTiD）：英国Loughborough大学睡眠研究中心的科学家研制的新型电子设备。该系统将一些常见因素作为参考系数，如：由于驾驶员睡眠造成的交通事故高发期、车辆行驶状况及驾驶员持续驾驶的时长等。一旦驾驶员昏昏欲睡，声音和图像警示器将对他们提出警告[8，10]。

（6）眼动监测与视频监测装置：美国华盛顿大学的JohnStern博士领导的由美国联邦公路管理局和汽车联合会资助的研究所，通过自行开发的专用照相机、脑电图仪和其他仪器来精确测量头部运动、瞳孔直径变化和眨眼频率，用以研究驾驶行为等问题。2000年1月明尼苏达大学的Nikolaos P与Papaniko lopoulos教授成功开发了一套驾驶员眼睛的追踪和定位系统[11]，通过安置在车内的一个CCD摄像头监视驾驶员的脸部，通过追踪多幅正面脸部特征图像来监控驾驶员是否疲劳。

我国的疲劳驾驶研究[12-16]起步较晚，目前比较成型的是由浙江司安汽车电子股份有限公司与清华大学、东南大学的几位博士组建的中国单片机公共实验室联合研究出来的疲劳驾驶预警机是国内唯一已经商业化的疲劳驾驶预警系统，其原理和丰田十三代皇冠标配的瞌睡报警系统类似，主要检测驾驶员的眼睛开合情况，尤其增加了对瞳孔的识别，即使有驾驶员睁眼睡觉也能被识别出，基于红外图像的处理使得产品在阳光下和黑暗里都能进行识别，系统还能对带各类戴眼镜的驾驶员进行识别，实用性很强。除此之外，中国上海交通大学的石坚，吴远鹏，卓斌等人通过传感器测量驾驶员驾驶时方向盘踏板等的运动参数，然后采用模糊神经网络的方法对驾驶员疲劳程度进行辨识和分析[17]；吉林大学的王荣本与北京农业大学的郑培等[18]， 利用机器视觉的方法对驾驶员的眼睛特征进行实时跟踪从而判断驾驶员的精神状态。

3 系统设计原理

3.1 系统控制结构

设计采用的非接触生命参数检测系统是基于毫米波雷达而建立起来的，整个系统由毫米波雷达[19]主机收发一体式天线[20]、生命参数滤波放大预处理器以及车载电脑PC三部分组成。其天线微波探测方案采用后向散射式（反射式），利用多普勒反射原理，该振荡信号经定向耦合器，一路经环形器送入雷达天线发射出去，另一路送入混频器。当雷达天线发射的电磁波信号遇到人体时，产生反射信号，雷达天线接收到回波信号后，通过环形器送入混频器进行混频，在检测过程中，由于呼吸、心跳信号极其微弱，而“动目标”信号则很强，所以就要求预处理器的输入信号动态范围很大，具有一定的抗“动目标”的能力，而且信噪比、共模抑制比和灵敏度要高，处理后方能送入车载电脑PC，数据分析处理和预警控制结构见图1。

图1 系统控制结构图

3.2 疲劳驾驶监测原理

安全带系统通过车载电脑PC对采集的心电数据分析处理[21-23]，进行R波的检测、HRV分析，得到时域、频域、非线性指标的变化趋势，进而对疲劳等级分级[24]，对于疲劳状态较严重者，PC将信息反馈到预警系统，提示驾驶员无法继续正常行车，必须停车休息。由于国家规定行车时间超过4h，必须停车休息，当监测系统运行4h后，预警系统也可自动开启提示状态。系统结构框图见图2。

图2 系统结构框图

4 系统可行性分析

本设计采用的雷达式非接触生命监测技术，无需接触生命体就可检测人体呼吸及心脏跳动等信息，装置受棉质障碍物影响小，信号强度稳定，保证了接收数据的准确性和稳定性，采用的毫米级电磁波不会对人体造成伤害，保证了驾驶员的健康安全。本设计无需改变安全带材质和样式，只需在靠近驾驶员心脏及胸部的安全带部位内嵌一个监测装置，动力通过汽车本身的电气系统供应，在车辆启动时自动启动，系好安全带后方可正常工作，可长时间运行，保证了在行车过程中对驾驶员疲劳度有效的实时监测，当驾驶员心率出现异常时自动报警并控制车辆减速，无需驾驶员采取其他操作，方便智能。心率检测系统造价低廉，成本费用不超过1000元，可大规模配备于各种车辆，便于推广使用。本装置感应器体型小，线路简单，占有机动车内部空间小，保证了机动车座舱内的美观大方。本设计实用价值高，不仅弥补了接触式检测疲劳驾驶技术的局限性，而且保障交通安全，在交通运输领域具有广阔的发展空间。

5 结束语

疲劳驾驶监测装置已经商业化，有越来越多的成熟型产品推向市场，但是高成本阻碍了监测装置的普及应用，需要采用更先进的技术，降低监测装置的成本，将疲劳驾驶监测装置推向更广阔的市场。

本研究提出的基于雷达式非接触生命参数监测系统的人体生理信号检测的驾驶疲劳研究方法，通过加载在安全带上安全可靠地进行监测。目前，国内使用的疲劳驾驶监测研究设备已经可以达到一定程度的效果，但尚未形成专门的理论；而关于基于雷达式非接触生命参数监测系统的安全带监测驾驶疲劳的研究目前还未见报道。面对现在信息技术、无线技术的飞速发展和不断完善，该方法的提出为更客观地研究驾驶疲劳和监测疲劳驾驶的形成提供新的思路和方法，对于减少交通事故造成的损失和保护驾驶员身体健康具有十分重要的意义。

参考文献

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