專利名稱：采用無中心通訊方式的鐵路信號(hào)系統(tǒng)的制作方法
采用無中心通訊方式的4失路4言號(hào)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鐵路信號(hào)技術(shù)，特別是涉及一種釆用無中心通訊方式的鐵 路信號(hào)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)時(shí)一般的鐵路信號(hào)系統(tǒng)，通常是由控制中心監(jiān)控鐵路上的列車的行 駛，列車要收到控制中心指令才能根據(jù)指令行駛，但是由于列車的行駛速 度高，停車距離長，如果出了任何差錯(cuò)，并不能像汽車般可以立即在短距 離內(nèi)將列車煞停，通常停車距離需要數(shù)百公尺至幾公里，當(dāng)發(fā)現(xiàn)出了錯(cuò)要 緊急停車時(shí)， 一般需要數(shù)十秒時(shí)間才能將列車停定，由于只有控制中心知 曉整條軌道上各列車的運(yùn)行狀況，所以控制中心要在可能發(fā)生事故的數(shù)十 秒前就要指令列車緊急煞車，才能避免發(fā)生事故。但是如果列車駕駛員在 行車過程中發(fā)現(xiàn)列車前方軌道上有障礙物或軌道出了事故要緊急煞車時(shí)， 由于煞車距離不足， 一般都不能避免發(fā)生事故，是一個(gè)極待解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于提供一種鐵路信號(hào)系統(tǒng)，讓列車駕駛員能及時(shí)知 曉軌道附近的其他列車的運(yùn)行狀況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)可能會(huì)發(fā)生相撞事故時(shí)，向駕 駛員和附近的其他列車發(fā)出警告信息，從而使各列車駕駛員注意并采取行 動(dòng)，避免發(fā)生事故。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，采用這樣一種鐵路信號(hào)系統(tǒng)，其特征在
于，所述的系統(tǒng)包括有信號(hào)處理裝置(1 )、識(shí)別標(biāo)志(2 )、控制中心(3 ), 其中，所述的信號(hào)處理裝置(1)設(shè)置列車上，主要用于向外發(fā)送其列車在軌 道上的位置和速度等信息、接收由其他列車的信號(hào)處理裝置(1)所發(fā)出的 位置和速度等信息、接收由控制中心(3)發(fā)給該列車的運(yùn)行指令，并根據(jù) 所接收到的信息和指令，對(duì)該列車所處的軌道區(qū)域上的所有列車進(jìn)行碰撞 仿真，當(dāng)發(fā)現(xiàn)可能會(huì)出現(xiàn)撞車事故時(shí)，向列車駕駛員和附近的其他列車發(fā)
出警告信息，通知各列車駕駛員注意并采取適當(dāng)行動(dòng)，避免發(fā)生撞車事故； 所述的識(shí)別標(biāo)志(2)設(shè)置于鐵路沿線的軌道上，識(shí)別標(biāo)志(2)上載 有一個(gè)唯一的識(shí)別碼，列車經(jīng)過識(shí)別標(biāo)志(2)時(shí)，列車上的信號(hào)處理裝置 (1)通過讀取該識(shí)別標(biāo)志(2)的識(shí)別碼，從識(shí)別碼中的位置編號(hào)就可找 到列車的當(dāng)前位置；
所述的控制中心(3)主要用于對(duì)各列車運(yùn)行進(jìn)行調(diào)度和管理，并根據(jù) 各列車上的信號(hào)處理裝置(1)所發(fā)出的位置和速度等信息，對(duì)各列車實(shí)行 監(jiān)控。
這樣就實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的目的。
本發(fā)明的鐵路信號(hào)系統(tǒng)的信號(hào)處理裝置(1)會(huì)自動(dòng)連續(xù)地向周圍附近 的列車報(bào)告本身列車的位置和速度等運(yùn)行信息，這是一種跟雷達(dá)操作原理 相反的方法，雷達(dá)的操作是由以雷達(dá)為中心去探測(cè)周圍的環(huán)境有什么東西， 然后由周圍的物件被動(dòng)地將雷達(dá)信號(hào)反射給雷達(dá)。而本發(fā)明是由各列車主
近的其他列車我在那一條路軌上的什么位置、方向、行車速度等。這樣各 列車駕駛員除了可以根據(jù)控制中心(3)所發(fā)出的指令操控列車行駛外，還 可以由列車上的信號(hào)處理裝置(1 )根據(jù)附近的其他列車所發(fā)出的運(yùn)行信息， 計(jì)算出行車安全距離和最高行駛速度，幫助駕駛員作出正確判斷，從而避 免發(fā)生相撞意外。 '
圖1是本發(fā)明的鐵路信號(hào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意說明圖2是本發(fā)明的信號(hào)處理裝置(1)的結(jié)構(gòu)示意說明圖3是本發(fā)明的識(shí)別標(biāo)志(2)的結(jié)構(gòu)示意說明圖4是標(biāo)志掃描裝置(102)的形像化立體說明圖5是本發(fā)明增設(shè)了車卡編號(hào)電子標(biāo)記(4)和車卡編號(hào)閱讀器(5)
的結(jié)構(gòu)示意i^明圖6和圖7是在列車上增設(shè)了車尾信號(hào)裝置(6)的結(jié)構(gòu)示意說明圖； 圖8是釆用射頻識(shí)別器件作為識(shí)別標(biāo)志(2)的鐵路信號(hào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示
意說明圖9是采用機(jī)械式的識(shí)別標(biāo)志(2)的示意說明圖； 圖IO是運(yùn)行監(jiān)控裝置(101)工作時(shí)的屏幕顯示例子的示意說明圖。 圖中，相同的數(shù)字代表相同的裝置、部件器件，附圖是示意性的，用 以說明本發(fā)明的系統(tǒng)的構(gòu)成和主要特征。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的鐵路信號(hào)系統(tǒng)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。 參閱圖l，圖l是本發(fā)明的鐵路信號(hào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意說明圖，圖中示出 的系統(tǒng)包括有信號(hào)處理裝置(1)、識(shí)別標(biāo)志(2)、控制中心(3),其中， 所述的信號(hào)處理裝置(1)設(shè)置列車上，主要用于向外發(fā)送其列車在軌道上 的位置和速度等信息、接收由其他列車的信號(hào)處理裝置(1)所發(fā)出的位置 和速度等信息、接收由控制中心(3)發(fā)給該列車的運(yùn)行指令，并根據(jù)所接 收到的信息和指令，對(duì)該列車所處的軌道區(qū)域上的所有列車進(jìn)行碰撞仿真， 當(dāng)發(fā)現(xiàn)可能會(huì)出現(xiàn)撞車事故時(shí)，向列車駕駛員和附近的其他列車發(fā)出警告 信息，通知各列車駕駛員注意并采取適當(dāng)行動(dòng)，例如開車、加速、減速、 停車、煞車等，避免發(fā)生撞車事故；以及，所述的識(shí)別標(biāo)志(2)設(shè)置于鐵 ^"沿線的軌道上，識(shí)別標(biāo)志(2)上載有一個(gè)唯一的識(shí)別碼，列車經(jīng)過識(shí)別標(biāo)志(2)時(shí)，列車上的信號(hào)處理裝置(1)通過讀取該識(shí)別標(biāo)志(2)的識(shí)
別碼，從識(shí)別碼中的位置編號(hào)就可找到列車的當(dāng)前位置；所述的控制中心 (3)主要用于對(duì)各列車運(yùn)行進(jìn)行調(diào)度和管理，并才艮據(jù)各列車上的信號(hào)處理 裝置(1)所發(fā)出的位置和速度等信息，對(duì)各列車實(shí)行監(jiān)控。
在設(shè)置方面，可以將全國鐵路按不同線路和區(qū)段設(shè)置多個(gè)控制中心， 包括一個(gè)全國鐵路控制中心，而每一線路設(shè)有一個(gè)總控制中心，在各線路 中各分區(qū)設(shè)有分區(qū)控制中心，總控制中心負(fù)責(zé)對(duì)所管轄的線路的列車進(jìn)行 行車調(diào)度指揮和管理，并則通過各分區(qū)控制中心與運(yùn)行中的列車交換信息， 為了方便說明，在本說明書中將總控制中心和各分區(qū)控制中心統(tǒng)稱為控制 中心(3)。此外，各線路的總控制中心與全國鐵路控制中心通過網(wǎng)絡(luò)互相 電訊連接，全國鐵路控制中心負(fù)責(zé)監(jiān)察各條線路上的全部列車的運(yùn)行，并 提供網(wǎng)站供公眾查詢各列車的運(yùn)行信息，讓公眾可以隨時(shí)知曉各列車的運(yùn) 行有沒有違規(guī)，使列車駕駛員不敢超速行車，通過群眾的監(jiān)察來提高列車 運(yùn)行安全。
參閱圖2，圖2是本發(fā)明的信號(hào)處理裝置(1)的結(jié)構(gòu)示意說明圖，圖 中示出的信號(hào)處理裝置(1)內(nèi)設(shè)有包括運(yùn)行監(jiān)控裝置(101)、標(biāo)志掃描 裝置(102)、通訊裝置(103)、無線信號(hào)收發(fā)裝置(104),其中，運(yùn)行 監(jiān)控裝置(101)按預(yù)定程序運(yùn)作，操控標(biāo)志掃描裝置(102)、通訊裝置
(103)和無線信號(hào)收發(fā)裝置(104),運(yùn)行監(jiān)控裝置(1Q1)通過標(biāo)志掃描 裝置(102)掃描識(shí)別標(biāo)志(2)上的識(shí)別碼，并將掃描所得的識(shí)別碼進(jìn)行 糾錯(cuò)、奇隅校驗(yàn)等運(yùn)算，從而找出識(shí)別碼中的位置編號(hào)，然后運(yùn)行監(jiān)控裝 置(101)通過無線信號(hào)收發(fā)裝置(104)將包含有位置編號(hào)、列車編號(hào)、 列車行駛方向和速度等運(yùn)行信息傳送給附近其他的列車，并通過通訊裝置
(103)將所述的運(yùn)朽-信息傳送《會(huì)控制中心(3),控制中心(3)才艮據(jù)所收 到的各列車傳回來的運(yùn)行信息，就可知曉各列車的當(dāng)前位置和行車速度。繼續(xù)參閱圖2,圖中示出的通訊裝置(103)設(shè)有3臺(tái)手機(jī)，包括2臺(tái) GSM手一幾、1臺(tái)CMDA手機(jī)，其中1臺(tái)GSM手機(jī)通過中國移動(dòng)的GSM移動(dòng)電 話網(wǎng)^^與控制中心(3)通訊，1臺(tái)GSM手才幾通過中國Jf關(guān)通的GSM移動(dòng)電話 網(wǎng)絡(luò)與控制中心(3 )通訊，1臺(tái)C腦A手機(jī)通過中國聯(lián)通的C畫A移動(dòng)電話 網(wǎng)絡(luò)與控制中心(3)通訊。這樣即使其中一個(gè)移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，也 不會(huì)影響控制中心(3)與各列車之間的通訊。
繼續(xù)參閱圖2,圖中示出的無線信號(hào)收發(fā)裝置(104)包括有兩臺(tái)發(fā)射 機(jī)及多臺(tái)接收才幾，所述的發(fā)射機(jī)及接收機(jī)可工作于指定的多條通訊頻道， 當(dāng)所述的運(yùn)行監(jiān)控裝置(101)向外發(fā)送運(yùn)行信息時(shí)，由運(yùn)行監(jiān)控裝置(101) 以隨才幾方式選4奪其中兩條通訊頻道，并通過所述的兩臺(tái)發(fā)射機(jī)使用該兩條 通訊頻道將運(yùn)行信息向外發(fā)送，以及，運(yùn)行監(jiān)控裝置(101)使用所述的多 臺(tái)接收機(jī)分別接收通過各條通訊頻道發(fā)出的運(yùn)行信息。此外，無線信號(hào)收 發(fā)裝置(104)可以采用現(xiàn)有傳呼機(jī)技術(shù)的發(fā)射機(jī)及接收機(jī)，即接收機(jī)采用 傳呼機(jī)，發(fā)射機(jī)采用傳呼發(fā)射機(jī)， 一臺(tái)傳呼機(jī)只需幾十元成本，而一臺(tái)傳 呼發(fā)射機(jī)只需不到一千元成本，這樣一個(gè)無線信號(hào)收發(fā)裝置(104)只要數(shù) 千元成本就足夠了 。
參閱圖3,圖3是本發(fā)明的識(shí)別標(biāo)志(2)的結(jié)構(gòu)示意說明圖，圖中示 出的識(shí)別標(biāo)志(2)由多個(gè)識(shí)別塊(201)排列組成，排列方向與軌道方向 互相垂直，每一個(gè)識(shí)別塊(201)由兩種不同顏色的多個(gè)色塊(202 )組成， 分別代表一個(gè)二進(jìn)制的數(shù)值，分別為數(shù)值0和數(shù)值1，以及，所述的識(shí)別碼 由識(shí)別標(biāo)志(2)上的各個(gè)識(shí)別塊(201)所代表的數(shù)值組成，以及，所述 代表數(shù)值Q的識(shí)別塊(201)由多個(gè)色塊(202 )連續(xù)排列組成，排列方向 與軌道互相平^f亍，位于兩端的是其中一種顏色的色塊(202 ),例如白的色 塊(202 )，其余為另一種顏色的色塊(202 ),例如黑色的色塊(202 ); 以及，所述代表數(shù)值l的識(shí)別塊(201)由多個(gè)色塊(202 )連續(xù)排列組成，排列方向與軌道互相平行，并以兩種不同顏色的色塊UO2)以交替方式排
列，例如以黑白兩色的色塊(202 )采用交替方式排列。
繼續(xù)參閱圖3,圖中示出的識(shí)別標(biāo)志(2)由32個(gè)識(shí)別塊(201)組成， 每一個(gè)識(shí)別塊(201)分別代表一個(gè)二進(jìn)制的數(shù)值，32個(gè)識(shí)別塊(201)構(gòu) 成一個(gè)32位元的識(shí)別碼，所述的識(shí)別碼包括一個(gè)31位元的BCH(31， 21)編 碼和1位元的奇隅校-險(xiǎn)位，所述的BCH(31, 21)編碼由21位元數(shù)據(jù)即21位 元的位置編號(hào)和10位元的糾4普碼所組成，所述的奇隅4交-驗(yàn)位是31位元的 BCH(31， 21)編碼的位元的總和的奇隅數(shù)值。繼續(xù)參閱圖3，圖中示出的識(shí)別 塊(201)由15個(gè)色塊(202 )連續(xù)排列組成，當(dāng)標(biāo)志掃描裝置(102)掃 描代表數(shù)值1的識(shí)別塊(201)時(shí)，由于色塊(202 )是以兩種不同顏色交 替方式排列，因此可給標(biāo)志掃描裝置(102)產(chǎn)生8個(gè)連續(xù)的脈沖，而當(dāng)標(biāo) 志掃描裝置(102)掃描代表數(shù)值Q的識(shí)別塊(201)時(shí)，位于兩端的色塊
(202 )可給標(biāo)志掃描裝置(102)產(chǎn)生兩個(gè)脈沖，而該兩個(gè)脈沖中間相隔 了 13個(gè)黑色色塊(202 )的距離，這樣，標(biāo)志掃描裝置(102)根據(jù)所得的 脈沖就可很容易判斷該識(shí)別塊(201)所代表的數(shù)值。在設(shè)置方面，識(shí)別標(biāo) 志(2)是設(shè)置于整條鐵路沿線路軌旁，每相隔一段距離設(shè)置一個(gè)識(shí)別標(biāo)志
(2),例如每相隔30米安裝一個(gè)識(shí)別標(biāo)志(2),或相隔50米安裝一個(gè) 識(shí)別標(biāo)志(2 ),或相隔100米安裝一個(gè)識(shí)別標(biāo)志(2 )。由于識(shí)別標(biāo)志(2 ) 是被設(shè)置于鐵路沿線的固定位置上，而且識(shí)別標(biāo)志(2)上載有一個(gè)唯一的 識(shí)別碼，只要信號(hào)處理裝置(1)預(yù)先記錄各識(shí)別標(biāo)志(2)的設(shè)置地點(diǎn)， 信號(hào)處理裝置(1)就可通過讀取識(shí)別標(biāo)志(2)上的識(shí)別碼找出列車的當(dāng) 前位置。
參閱圖4,圖4是標(biāo)志掃描裝置(102)的形像化立體說明圖，圖中示 出的標(biāo)志掃描裝置(102)的主要結(jié)構(gòu)包括有光源(1021)、多個(gè)光電耦合 元件(1022 )和遮光管(1023 )、譯碼電路裝置，其中，所述的光電耦合 元件(1022 )設(shè)置于一通心的遮光管(10")的末端，所述的遮光管(10")設(shè)置于對(duì)準(zhǔn)識(shí)別標(biāo)志(2)上各色塊(202 )的位置上，所述的譯碼電路裝 置與各光電耦合元件(1022 )相電路連接，并按預(yù)定程序運(yùn)作，當(dāng)標(biāo)志掃 描裝置(102 )掃描識(shí)別標(biāo)志(2 )時(shí)，標(biāo)志掃描裝置(102 )上的光源(1021) 照射到識(shí)別標(biāo)志(2)上，并通過各光電耦合元件(1022 )將識(shí)別標(biāo)志(2) 上不同顏色的色塊(202 )反射回來的光轉(zhuǎn)換為電脈沖信號(hào)，然后通過譯碼 電路裝置將所述的電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為識(shí)別碼，并進(jìn)行糾錯(cuò)、奇隅校驗(yàn)等運(yùn) 算，以保證正確無誤"^出識(shí)別碼。
參閱圖5,圖5是本發(fā)明增設(shè)了車卡編號(hào)電子標(biāo)記(4)和車卡編號(hào)閱 讀器(5)的結(jié)構(gòu)示意說明圖，圖中示出的系統(tǒng)還包括有車卡編號(hào)電子標(biāo)記 (4)、車卡編號(hào)閱讀器(5),其中，所述的車卡編號(hào)電子標(biāo)記(4)設(shè)置 于于每一車卡上，是一個(gè)射頻識(shí)別器件，并載有一個(gè)唯一的車卡編號(hào)，所 述的車卡編號(hào)閱讀器(5)設(shè)置于車站的軌道上，并與控制中心(3)相電 訊連線，控制中心(3)通過所述的車卡編號(hào)閱讀器(5)讀取所有進(jìn)出車
站的列車車卡上的車卡編號(hào)電子標(biāo)記(4)的車卡編號(hào)，就可知道所有進(jìn)出 車站的列車車卡身份。
參閱圖6和圖7,圖6和圖7是在列車上增設(shè)了車尾信號(hào)裝置(6)的 結(jié)構(gòu)示意說明圖，圖中示出的系統(tǒng)還包括有安裝在列車車尾最后一卡車上 的車尾信號(hào)裝置(6),車尾信號(hào)裝置(6)設(shè)有標(biāo)志掃描裝置(601)和車 尾信號(hào)發(fā)送器(602),車尾信號(hào)裝置(6)通過標(biāo)志掃描裝置(601)掃描識(shí) 別標(biāo)志(2)上的識(shí)別碼，并將掃描所得的識(shí)別碼連同車卡編號(hào)等信息通過 車尾信號(hào)發(fā)送器(602)傳送給信號(hào)處理裝置(1),以及，當(dāng)信號(hào)處理裝置 (1)接收車尾信號(hào)裝置(6)所發(fā)出的信息與列車的行駛狀態(tài)不一致時(shí)， 例如列車車頭與車尾的距離變長，即車尾信號(hào)裝置(6)掃描識(shí)別標(biāo)志(2) 上的識(shí)別碼與車頭信號(hào)處理裝置(1)掃描所得的識(shí)別碼不一致，例如在車 頭掃描所得的識(shí)別碼與車尾掃描所得的識(shí)別碼由原來保持相差三個(gè)識(shí)別標(biāo) 志(2)的距離變?yōu)橄嗖盍鶄€(gè)識(shí)別標(biāo)志(2)的距離，就可能發(fā)生了脫卡事故，信號(hào)處理裝置(1)就可及時(shí)向駕駛員及附近其他列車發(fā)出警告信息， 避免發(fā)生更嚴(yán)重意外。
參閱圖8，圖8是采用射頻識(shí)別器件作為識(shí)別標(biāo)志(2)的鐵路信號(hào)系
統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意說明圖，圖中示出的4失^各信號(hào)系統(tǒng)的識(shí)別標(biāo)志(2)為一射頻 識(shí)別器件，并載有一個(gè)唯一的識(shí)別碼，以及，所述的標(biāo)志掃描裝置(102) 是一個(gè)射頻識(shí)別器件閱讀器。此外，所述的識(shí)別標(biāo)志(2)為一無線信號(hào)發(fā) 射機(jī)，并設(shè)有一個(gè)唯一的識(shí)別碼，識(shí)別標(biāo)志(2)每相隔一^:固定時(shí)間，就 會(huì)將其本身的識(shí)別碼通過無線電信號(hào)為載波向外發(fā)送，以及，所述的標(biāo)志
掃描裝置(102)是一個(gè)無線信號(hào)接收機(jī)，主要用于接收識(shí)別標(biāo)志(2)所 發(fā)出的載有識(shí)別碼的的無線電信號(hào)。例如在鐵路沿線軌道上每相隔200米 豎立一水泥柱，在水泥柱頂部設(shè)有一個(gè)識(shí)別標(biāo)志(2),識(shí)別標(biāo)志(2)每 相隔半秒會(huì)自動(dòng)將識(shí)別碼以無線電信號(hào)為載波向外發(fā)送，而該無線電信號(hào) 的覆蓋范圍只有數(shù)十米的距離，當(dāng)列車駛到該覆蓋范圍，就可接收到該無 線電信號(hào)，然后乂人信號(hào)中解出識(shí)別碼，就可知道列車的當(dāng)前位置。
除了釆用前面所述的色塊(202 )、或采用射頻識(shí)別器件、或采用無線 信號(hào)發(fā)射機(jī)等作為識(shí)別標(biāo)志(2)外，也可以釆用機(jī)械式的識(shí)別標(biāo)志(2), 如圖9所示，圖9是采用機(jī)械式的識(shí)別標(biāo)志(2)的示意說明圖，圖中示出 的識(shí)別標(biāo)志(2 )是一設(shè)置于^各軌旁的金屬塊，金屬塊頂端不超出路軌軌面， 以及，標(biāo)志掃描裝置(102)設(shè)置于列車的車底對(duì)準(zhǔn)識(shí)別標(biāo)志(2)的位置， 標(biāo)志掃描裝置(102)上設(shè)有一個(gè)可垂直移動(dòng)的滑輪支架，并設(shè)有一個(gè)用于 將滑輪支架向下壓的彈簧，通過彈簧的彈力使滑輪支架保持在最低位置， 在滑輪支架底部設(shè)有滑輪，在滑輪支架頂端設(shè)有微動(dòng)開關(guān)，當(dāng)列車駛過設(shè) 有識(shí)別標(biāo)志(2)的軌道時(shí)，所述的滑輪碰到識(shí)別標(biāo)志(2)使滑輪支架向 上移動(dòng)，令滑輪支架頂端觸動(dòng)微動(dòng)開關(guān)，直至滑輪離開識(shí)別標(biāo)志(2)后， 滑輪支架通過彈簧的彈力驅(qū)動(dòng)下向下移動(dòng)，使滑輪支架頂端離開微動(dòng)開關(guān)。 這樣只要在鐵路沿線的路軌兩旁分別設(shè)置不同間隔距離的識(shí)別標(biāo)志(2),例如在路軌左方的一旁每相隔50米設(shè)置一個(gè)識(shí)別標(biāo)志(2),而在路軌另
一旁每相隔500米設(shè)置一個(gè)識(shí)別標(biāo)志(2),并在列車車底的左側(cè)和右側(cè)的 對(duì)應(yīng)位置上分別設(shè)置標(biāo)志掃描裝置(102),然后在列車行駛時(shí)，由信號(hào)處 理裝置(1)通過這兩個(gè)標(biāo)志掃描裝置(102)點(diǎn)算識(shí)別標(biāo)志(2)的出現(xiàn)次 數(shù)，就可計(jì)算出列車從出發(fā)的車站開始行走了多少路程的距離，也就可以 知道列車的當(dāng)前位置，在路軌左右兩旁分別設(shè)置不同間隔距離的識(shí)別標(biāo)志 (2)的好處是可以減少點(diǎn)算識(shí)別標(biāo)志(2)次數(shù)的出錯(cuò)機(jī)會(huì)，即使點(diǎn)算錯(cuò) 了其中一個(gè)識(shí)別標(biāo)志(2),也可結(jié)合兩個(gè)標(biāo)志掃描裝置(102)的點(diǎn)算結(jié) 果，找出正確的距離，可增加可靠性。無論采用色塊(202 )或釆用射頻識(shí) 別器件作為識(shí)別標(biāo)志(2),或以采用機(jī)械式的識(shí)別標(biāo)志(2),都可很好 地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，都是屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
參閱圖10,圖IO是運(yùn)行監(jiān)控裝置(101)工作時(shí)的屏幕顯示例子的示 意說明圖，圖中示出的是信號(hào)處理裝置(1)上的運(yùn)行監(jiān)控裝置(101)工 作時(shí)，屏幕顯示出列車行駛的當(dāng)前位置，圖中示出的是T108列車上運(yùn)行監(jiān) 控裝置(101 )的屏幕的顯示內(nèi)容，是由T108列車上的運(yùn)行監(jiān)控裝置(101 ) 根據(jù)接收到由附近列車T534和8952列車所發(fā)出的運(yùn)行信息，對(duì)列車所處 的軌道區(qū)域上的所有列車進(jìn)行碰撞仿真的結(jié)果，當(dāng)運(yùn)行監(jiān)控裝置(101)發(fā) 現(xiàn)T108列車可能于7分鐘后與T534發(fā)生相撞事故，立即向駕駛員發(fā)出警 告信息，請(qǐng)駕駛員立即緊急煞車，避免發(fā)生相撞事故。
采用本發(fā)明的鐵路信號(hào)系統(tǒng)后，列車在行駛過程中，會(huì)不停地向附近 其他列車發(fā)出運(yùn)行信息，通知其他列車自己的位置和速度，所以當(dāng)列車與 前面的列車的行車安全距離不足時(shí)，運(yùn)行監(jiān)控裝置(101)已經(jīng)計(jì)算出兩車 可能會(huì)相撞，就可立即指示駕駛員及時(shí)作出反應(yīng)，避免發(fā)生相撞意外。
此外，采用本發(fā)明的鐵路信號(hào)系統(tǒng)后，列車駕駛員可以使用與駕駛汽 車的方式來駕駛列車，由駕駛員根據(jù)運(yùn)行監(jiān)控裝置(101)所顯示的提示， 作出適當(dāng)?shù)牟僮?，例如?dāng)運(yùn)行監(jiān)控裝置(101)發(fā)現(xiàn)前面的列車慢駛，會(huì)提示駕駛員立即減速，以保持一定的安全距離，避免發(fā)生相撞意外。當(dāng)運(yùn)行 監(jiān)控裝置(101)發(fā)現(xiàn)前面的路段上沒有其他列車，而這列車還未達(dá)至這路 段的最高行駛速度，就提示駕駛員可以加快速度行駛，從而提高鐵路的效 率和容量。這種采用無中心通訊方式的鐵路信號(hào)系統(tǒng)，有別于一4殳電氣化 列車由控制中心全權(quán)控制的操控方式，而且電氣化鐵路只能使用電動(dòng)的列 車，如果將現(xiàn)有的非電氣化鐵路全部改造為電氣化，整個(gè)鐵路系統(tǒng)包括列 車差不多都要換掉，建造成本非常高。本發(fā)明特別適合用于改善現(xiàn)有的非 電氣化鐵路，例如使用燃煤或柴油發(fā)動(dòng)的列車。本發(fā)明的鐵路信號(hào)系統(tǒng)的 實(shí)施，可帶來巨大的良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
權(quán)利要求
1.一種鐵路信號(hào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)包括有信號(hào)處理裝置(1)、識(shí)別標(biāo)志(2)、控制中心(3)，其中，所述的信號(hào)處理裝置(1)設(shè)置列車上，主要用于向外發(fā)送其列車在軌道上的位置和速度等信息、接收由其他列車的信號(hào)處理裝置(1)所發(fā)出的位置和速度等信息、接收由控制中心(3)發(fā)給該列車的運(yùn)行指令，并根據(jù)所接收到的信息和指令，對(duì)該列車所處的軌道區(qū)域上的所有列車進(jìn)行碰撞仿真，當(dāng)發(fā)現(xiàn)可能會(huì)出現(xiàn)撞車事故時(shí)，向列車駕駛員和附近的其他列車發(fā)出警告信息，通知各列車駕駛員注意并采取適當(dāng)行動(dòng)，避免發(fā)生撞車事故；所述的識(shí)別標(biāo)志(2)設(shè)置于鐵路沿線的軌道上，識(shí)別標(biāo)志(2)上載有一個(gè)唯一的識(shí)別碼，列車經(jīng)過識(shí)別標(biāo)志(2)時(shí)，列車上的信號(hào)處理裝置(1)通過讀取該識(shí)別標(biāo)志(2)的識(shí)別碼，從識(shí)別碼中的位置編號(hào)就可找到列車的當(dāng)前位置；所述的控制中心(3)主要用于對(duì)各列車運(yùn)行進(jìn)行調(diào)度和管理，并根據(jù)各列車上的信號(hào)處理裝置(1)所發(fā)出的位置和速度等信息，對(duì)各列車實(shí)行監(jiān)控。
2. 如權(quán)利要求1所述的鐵路信號(hào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的信號(hào)處理裝 置(1)內(nèi)設(shè)有包括運(yùn)行監(jiān)控裝置(101)、標(biāo)志掃描裝置(102)、通 訊裝置(103 )、無線信號(hào)收發(fā)裝置(104 ),其中，運(yùn)行監(jiān)控裝置(101 ) 按預(yù)定程序運(yùn)作，操控標(biāo)志掃描裝置(102)、通訊裝置(103)和無 線信號(hào)收發(fā)裝置(104 ),運(yùn)4亍監(jiān)控裝置(101)通過標(biāo)志掃描裝置(102 ) 掃描識(shí)別標(biāo)志(2)上的識(shí)別碼，并將掃描所得的識(shí)別碼進(jìn)行糾錯(cuò)、奇 隅校驗(yàn)等運(yùn)算，從而找出識(shí)別碼中的位置編號(hào)，然后運(yùn)行監(jiān)控裝置(101)通過無線信號(hào)收發(fā)裝置(104)將包含有位置編號(hào)、列車編號(hào)、列車行駛方向和速度等運(yùn)行信息傳送給附近其他的列車，并通過通訊裝置(103)將所述的運(yùn)行信息傳送主會(huì)控制中心(3),控制中心(3)根據(jù)所收到的各列車傳回來的運(yùn)行信息，就可知曉各列車的當(dāng)前位置 和行車速度。
3. 如權(quán)利要求2所述的鐵路信號(hào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的通訊裝置(103 ) 設(shè)有3臺(tái)手機(jī)，包括2臺(tái)GSM手機(jī)、1臺(tái)CMDA手機(jī)，其中1臺(tái)GSM手 才幾通過中國移動(dòng)的GSM移動(dòng)電話網(wǎng)^^與控制中心(3)通訊，1臺(tái)GSM 手機(jī)通過中國聯(lián)通的GSM移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)與控制中心(3)通訊，1臺(tái)CDMA 手機(jī)通過中國聯(lián)通的CDMA移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)與控制中心(3 )通訊。
4. 如權(quán)利要求2所述的鐵路信號(hào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的標(biāo)志掃描裝 置(102 )的主要結(jié)構(gòu)包括有光源(1021 )、多個(gè)光電耦合元件(1022 ) 和遮光管(1023 )、-澤碼電3各裝置，其中，所述的光電耦合元件(1022 ) 設(shè)置于一通心的遮光管(1023 )的末端，所述的遮光管(10")設(shè)置 于對(duì)準(zhǔn)識(shí)別標(biāo)志(2')上各色塊(202 )的位置上，所述的譯碼電路裝 置與各光電耦合元件(1022 )相電路連接，并按預(yù)定程序運(yùn)作，當(dāng)標(biāo) 志掃描裝置(102)掃描識(shí)別標(biāo)志(2)時(shí)，標(biāo)志掃描裝置(102)上的 光源(1021 )照射到識(shí)別標(biāo)志(2 )上，并通過各光電耦合元件(1022 ) 將識(shí)別標(biāo)志(2)上不同顏色的色塊(202 )反射回來的光轉(zhuǎn)換為電脈 沖信號(hào)，然后通過譯碼電路裝置將所述的電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為識(shí)別碼， 并進(jìn)行糾錯(cuò)、奇隅校驗(yàn)等運(yùn)算，以保證正確無誤譯出識(shí)別碼。
5. 如權(quán)利要求2所述的鐵路信號(hào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的無線信號(hào)收 發(fā)裝置(104)包括有兩臺(tái)發(fā)射機(jī)及多臺(tái)接收機(jī)，所述的發(fā)射機(jī)及接收 機(jī)可工作于指定的多條通訊頻道，當(dāng)所述的運(yùn)行監(jiān)控裝置(101)向外發(fā)送運(yùn)行信息時(shí)，由運(yùn)行監(jiān)控裝置(101)以隨機(jī)方式選擇其中兩條通 訊頻道，并通過所述的兩臺(tái)發(fā)射機(jī)使用該兩條通訊頻道將運(yùn)行信息向 外發(fā)送，以及，運(yùn)行監(jiān)控裝置(101)使用所述的多臺(tái)接收機(jī)分別接收 通過各條通訊頻道發(fā)出的運(yùn)行信息。
6. 如權(quán)利要求1所述的鐵路信號(hào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的識(shí)別標(biāo)志(2 ) 由多個(gè)識(shí)別塊(201)排列組成，排列方向與軌道方向互相垂直，每一 個(gè)識(shí)別塊(201)由兩種不同顏色的多個(gè)色塊(202 )組成，分別代表 一個(gè)二進(jìn)制的凝:值，分別為數(shù)值O和數(shù)值l,以及，所述的識(shí)別碼由識(shí) 別標(biāo)志(2)上的各個(gè)識(shí)別塊(201)所代表的數(shù)值組成，以及，所述 代表數(shù)值0的識(shí)別塊(201)由多個(gè)色塊(202 )連續(xù)排列組成，排列 方向與軌道互相平行，位于兩端的是其中一種顏色的色塊(202 ),其 余為另一種顏色的色塊(202 );以及，所述代表數(shù)值1的識(shí)別塊(201 ) 由多個(gè)色塊(202 )連續(xù)排列組成，排列方向與軌道互相平行，并以兩 種不同顏色的色塊(202 )以交替方式排列。
7. 如權(quán)利要求6所述的鐵路信號(hào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的識(shí)別標(biāo)志(2 ) 由32個(gè)識(shí)別塊(201)組成，每一個(gè)識(shí)別塊(201)分別代表一個(gè)二進(jìn) 制的數(shù)值，32個(gè)識(shí)別塊(201)構(gòu)成一個(gè)32位元的識(shí)別碼，所述的識(shí) 別碼包4舌一個(gè)31位元的BCH (31， 21)編碼和1位元的奇隅纟^驗(yàn)位，所述 的BCH (31, 21)編碼由21位元凄t據(jù)即21位元的位置編號(hào)和10位元的糾 4普碼所組成，所述的奇隅校驗(yàn)位是31位元的BCH(31， 21)編碼的位元的 總和的奇隅數(shù)值。
8. 如權(quán)利要求1所述的鐵路信號(hào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的識(shí)別標(biāo)志(2 )為一射頻識(shí)別器件，并載有一個(gè)唯一的識(shí)別碼，以及，所述的標(biāo)志掃描裝置(102)是一個(gè)射頻識(shí)別器件閱讀器。
9. 如權(quán)利要求1所述的鐵路信號(hào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的識(shí)別標(biāo)志(2 ) 為一無線信號(hào)發(fā)射機(jī)，并設(shè)有一個(gè)唯一的識(shí)別碼，識(shí)別標(biāo)志(2)每相 隔一段固定時(shí)間，就會(huì)將其本身的識(shí)別碼通過無線電信號(hào)為載波向外 發(fā)送，以及，所述的標(biāo)志掃描裝置(102)是一個(gè)無線信號(hào)接收機(jī)，主 要用于接收識(shí)別標(biāo)志(2)所發(fā)出的載有識(shí)別碼的的無線電信號(hào)。
10. 如權(quán)利要求1所述的鐵路信號(hào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的識(shí)別標(biāo)志(2) 是一設(shè)置于路軌旁的金屬塊，金屬塊頂端不超出路軌軌面，以及，標(biāo) 志掃描裝置(102)設(shè)置于列車的車底對(duì)準(zhǔn)識(shí)別標(biāo)志(2)的位置，標(biāo) 志掃描裝置(102)上設(shè)有一個(gè)可垂直移動(dòng)的滑輪支架，并設(shè)有一個(gè)用 于將滑輪支架向下壓的彈簧，通過彈簧的彈力使滑輪支架保持在最低 位置，在滑輪支架底部設(shè)有滑輪，在滑輪支架頂端設(shè)有微動(dòng)開關(guān)，當(dāng) 列車駛過設(shè)有識(shí)別標(biāo)志(2)的軌道時(shí)，所述的滑輪碰到識(shí)別標(biāo)志(2) 使滑輪支架向上移動(dòng)，令滑輪支架頂端觸動(dòng)微動(dòng)開關(guān)，直至滑輪離開 識(shí)別標(biāo)志(2)后，滑輪支架通過彈簧的彈力驅(qū)動(dòng)下向下移動(dòng)，使滑輪 支架頂端離開^f敖動(dòng)開關(guān)。
11. 如權(quán)利要求1所述的鐵路信號(hào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)還包括 有車卡編號(hào)電子標(biāo)記(4)、車卡編號(hào)閱讀器(5),其中，所述的車 卡編號(hào)電子標(biāo)記(4)設(shè)置于于每一車卡上，是一個(gè)射頻識(shí)別器件，并 載有一個(gè)唯一的車卡編號(hào)，所述的車卡編號(hào)閱讀器(5)設(shè)置于車站的 軌道上，并與控制中心(3)相電訊連線，控制中心(3)通過所述的車卡編號(hào)閱讀器(5)讀取所有進(jìn)出車站的列車車卡上的車卡編號(hào)電子 標(biāo)記(4)的車卡編號(hào)，就可知道所有進(jìn)出車站的列車車卡身4分。
12.如權(quán)利要求1所述的鐵路信號(hào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)還包括有安裝在列車車尾最后一卡車上的車尾信號(hào)裝置(6),車尾信號(hào)裝置 (6 )設(shè)有標(biāo)志掃描裝置(601)和車尾信號(hào)發(fā)送器(602),車尾信號(hào)裝 置(6)通過標(biāo)志掃描裝置(601)掃描識(shí)別標(biāo)志(2)上的識(shí)別碼，并 將掃描所得的識(shí)別碼連同車卡編號(hào)等信息通過車尾信號(hào)發(fā)送器(602) 傳送給信號(hào)處理裝置(1),以及，當(dāng)信號(hào)處理裝置(1)接收車尾信 號(hào)裝置(6)所發(fā)出的信息與列車的行駛狀態(tài)不一致時(shí)，就可能發(fā)生了 脫卡事故，信號(hào)處理裝置(1)就可及時(shí)向駕駛員及附近其他列車發(fā)出 警告信息，避免發(fā)生更嚴(yán)重意外。
全文摘要
一種采用無中心通訊方式的鐵路信號(hào)系統(tǒng)，包括有設(shè)置列車上的信號(hào)處理裝置(1)、設(shè)置于鐵路沿線的軌道上的識(shí)別標(biāo)志(2)、控制中心(3)，信號(hào)處理裝置(1)通過讀取識(shí)別標(biāo)志(2)來找出列車的當(dāng)前位置，并向外發(fā)送列車在軌道上的當(dāng)前位置和速度等運(yùn)行信息，以及，信號(hào)處理裝置(1)接收由其他列車所發(fā)出的運(yùn)行信息、接收由控制中心(3)發(fā)出的運(yùn)行指令，并根據(jù)所接收到的運(yùn)行信息和指令，對(duì)所處區(qū)域上的所有列車進(jìn)行碰撞仿真，當(dāng)發(fā)現(xiàn)可能會(huì)出現(xiàn)撞車事故時(shí)，向列車駕駛員和附近的其他列車發(fā)出警告信息，從而使各列車駕駛員注意并采取適當(dāng)行動(dòng)，避免發(fā)生撞車事故。
文檔編號(hào)B61L23/22GK101590864SQ200810067479
公開日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2008年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月30日
發(fā)明者黃金富 申請(qǐng)人:黃金富