專利名稱：一種主動式軌道車輛防碰撞系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于交通運輸領(lǐng)域，涉及軌道上車輛之間的防碰撞技術(shù)，尤其是主動防止軌道交通系統(tǒng)中運行車輛發(fā)生碰撞、追尾事故的發(fā)生，為一種主動式軌道車輛防碰撞系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在國民生產(chǎn)，人民生活中不可缺少會使用到軌道交通系統(tǒng)，如鐵路客貨運、地鐵、輕軌等。軌道交通系統(tǒng)中運行車輛一旦發(fā)生碰撞，必然造成對生命和財產(chǎn)的損害，尤其是載人軌道車輛等發(fā)生碰撞、追尾時，在造成物質(zhì)損失的同時也給經(jīng)歷事故的人們留下巨大的精神創(chuàng)傷?！0003]分析引發(fā)軌道交通發(fā)生碰撞事故的原因主要有以下一些前后車被派上同一區(qū)間；前后車存在較大的速度差、前車停車或慢行、后車快于前車；軌道中心控制系統(tǒng)的調(diào)度出現(xiàn)問題；環(huán)境(惡劣天氣情況)和人為因素的影響等等。這些災(zāi)禍的發(fā)生可以通過現(xiàn)有技術(shù)加以預(yù)防和控制，這就需要設(shè)計相應(yīng)的軌道交通中車輛間的防碰撞方法。防止軌道交通中車輛間的碰撞、追尾可以采用的技術(shù)原理很多。已有系統(tǒng)中有通過信號燈系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)(GPS)以及在軌道電路中傳輸相位連續(xù)的鍵控移頻(FSK)信號進(jìn)行區(qū)間閉塞等方法避免碰撞事故的發(fā)生。由于軌道交通防碰撞的特點要求在設(shè)計相應(yīng)的方法時必須同時具有高可靠、高可用和高安全性的特性，防碰撞方法應(yīng)該是具有多套冗余的方案，系統(tǒng)應(yīng)獨立運行，不應(yīng)互相聯(lián)鎖，并且各套系統(tǒng)應(yīng)采用不同的技術(shù)原理，以確保冗余的有效性，不因某一共同原因同時失效，即共因失效。因此有必要提出和一種主動式軌道車輛防碰撞方法，保證軌道交通的安全高效運行。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的問題是現(xiàn)有軌道交通中，已使用的中國列車運行控制系統(tǒng)CTCS (Chinese Train Control System)以及類似系統(tǒng)中，軌道車輛上并沒有相應(yīng)的裝置實現(xiàn)車輛間主動探測以實現(xiàn)防止碰撞，不能有效保證車輛的安全運行，需要克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出一種主動防止軌道上車輛之間發(fā)生碰撞的系統(tǒng)，應(yīng)用于現(xiàn)有的軌道運輸系統(tǒng)，能夠主動檢測軌道車輛前進(jìn)方向上有無車輛信息，前車的速度以及兩車的相對軌道距離，并將估計結(jié)果用于車輛間防碰撞控制。本實用新型的技術(shù)方案為一種主動式軌道車輛防碰撞系統(tǒng)，包括雙軌軌道和軌道車輛，軌道為導(dǎo)電材料，雙軌軌道的兩根軌道平行且為開路狀態(tài)，雙軌軌道與大地之間絕緣，軌道車輛的車輪與雙軌軌道始終保持接觸，軌道車輛由車輪、輪軸、驅(qū)動裝置、斷路裝置、車載主機和電源模塊組成，軌道車輛包括主、從兩種狀態(tài)，主狀態(tài)指主動檢測本車前后是否有車輛的狀態(tài)，從狀態(tài)指本車處于被其他車輛檢測的狀態(tài)，車輪包括一對前輪和一對后輪，前輪之間和后輪之間通過輪軸連接，斷路裝置分別設(shè)置在前輪和后輪的輪軸上，主狀態(tài)時車載主機發(fā)送測距脈沖信號，斷路裝置斷路，使前輪和后輪的輪軸兩端為斷路狀態(tài)，從狀態(tài)時車載主機不發(fā)送測距脈沖信號，斷路裝置短路，使前輪和后輪的輪軸兩端為短路狀態(tài)；兩輛軌道車輪與雙軌軌道構(gòu)成一個電回路，其中主狀態(tài)軌道車輛的車載主機輸出測距脈沖信號，經(jīng)主狀態(tài)軌道車輛的輪軸、車輪傳輸至雙軌軌道中的一條，測距脈沖信號沿軌道到達(dá)從狀態(tài)軌道車輛，經(jīng)短路狀態(tài)的斷路裝置傳輸至另一條軌道，再沿軌道回到主狀態(tài)軌道車輛，經(jīng)由主狀態(tài)軌道車輛的車輪和輪軸輸入車載主機；軌道車輛的車載主機與驅(qū)動裝置雙向通訊連接，驅(qū)動裝置驅(qū)動軌道車輛運行，同時向車載主機反饋該車的運行參數(shù)，電源模塊向軌道車輛供電。所述車載主機由處理器核心、前脈沖發(fā)射電路、后脈沖發(fā)射電路、前高速比較器電路、后高速比較器電路、參考電壓電路、前差分運放、后差分運放、驅(qū)動裝置接口、前斷路裝置接口和后斷路裝置接口構(gòu)成，前脈沖發(fā)射電路連接前輪，后脈沖發(fā)射電路連接后輪，處理器核心的輸出連接前、后脈沖發(fā)射電路和參考電壓電路，處理器核心通過驅(qū)動裝置接口連接驅(qū)動裝置，通過前、后斷路裝置接口連接前、后斷路裝置，前、后脈沖發(fā)射電路發(fā)出測距脈沖信號，參考電壓電路向前、后高速比較器電路提供參考電壓信號，軌道車輛接收的返回的 測距脈沖信號分別經(jīng)前、后差分運放電路輸入前、后高速比較器電路，前、后高速比較器電路的輸出信號輸入處理器核心。本實用新型軌道車輛運行在雙軌軌道上，驅(qū)動裝置驅(qū)動軌道車輛的運行，根據(jù)車載主機的命令實現(xiàn)軌道車輛的行駛狀態(tài)控制，并向車載主機反饋軌道車輛的運行參數(shù)，所述車輛的運行參數(shù)包括行駛方向、速度和加速度；主狀態(tài)軌道車輛的車載主機控制前、后斷路裝置，使連接在同一輪軸上的車輪之間成開路狀態(tài)，然后再通過前脈沖發(fā)射電路發(fā)送測距脈沖信號，判斷軌道車輛測量范圍內(nèi)是否有其他車輛行駛；當(dāng)在測距脈沖信號有效傳輸范圍內(nèi)沒有其他軌道車輛行駛時，車載主機將不會接收到返回的測距脈沖信號，此時由車載主機控制增寬發(fā)射脈沖的寬度，再次發(fā)射測距脈沖信號，如果直至脈沖寬度達(dá)到最大設(shè)定值還沒接收到返回測距脈沖信號，則周期性重復(fù)發(fā)射最大寬度的測距脈沖信號；當(dāng)在測距脈沖信號有效傳輸范圍內(nèi)有其他軌道車輛行駛時，測距脈沖信號將沿著遇到的處于從狀態(tài)的軌道車輛的車輪和短路狀態(tài)的斷路裝置傳到另一條軌道上，然后測距脈沖信號沿著另一條軌道返回到主狀態(tài)軌道車輛的車載主機，車載主機采集測距脈沖信號，通過計算發(fā)送的測距脈沖信號時間點與接收的測距脈沖信號峰值時間點的差值，獲得前輪的測距結(jié)果，重復(fù)上述發(fā)送脈沖信號、采集脈沖信號和處理脈沖信號的過程，進(jìn)行多次測量，根據(jù)驅(qū)動裝置反饋給車載主機的本車運行參數(shù)計算出另一軌道車輛的運行參數(shù)；同時通過后脈沖發(fā)射電路發(fā)送測距脈沖信號到軌道上，獲得后輪的測距結(jié)果，將由同一時刻發(fā)出的測距脈沖信號獲得的前、后輪測距結(jié)果作比較，如果前輪的測距結(jié)果大于后輪的測距結(jié)果，則從狀態(tài)軌道車輛在主狀態(tài)軌道車輛行駛方向的后方，如果前輪的測距結(jié)果小于后輪的測距結(jié)果，則從狀態(tài)軌道車輛在主狀態(tài)軌道車輛行駛方向的前方；當(dāng)從狀態(tài)軌道車輛在主狀態(tài)軌道車輛的前方行駛時，主狀態(tài)軌道車輛的車載主機控制測距脈沖信號從前輪發(fā)出，對前車再次進(jìn)行測距，當(dāng)從狀態(tài)軌道車輛在主狀態(tài)軌道車輛的后方行駛時，主狀態(tài)軌道車輛的車載主機控制測距脈沖信號從后輪發(fā)出，對后車再次進(jìn)行測距；根據(jù)所得到的兩輛軌道車輛的運行參數(shù)和再次測距結(jié)果進(jìn)行碰撞預(yù)測，車載主機向驅(qū)動裝置發(fā)出控制命令，調(diào)節(jié)本軌道車輛的運行參數(shù)，控制軌道車輛的運行狀態(tài)，實現(xiàn)軌道車輛之間的防碰撞，對軌道車輛防止碰撞做出的相應(yīng)處理為當(dāng)從狀態(tài)軌道車輛在主狀態(tài)軌道車輛的前方行駛時，如果兩車的軌道距離大于設(shè)定的安全距離，比較兩車的車速，若主狀態(tài)軌道車輛的車速小于從狀態(tài)軌道車輛，則退出處理流程，保持正常行駛，若主狀態(tài)軌道車輛的車速大于從狀態(tài)軌道車輛，則主狀態(tài)軌道車輛將車速降至等于從狀態(tài)軌道車輛，并再次獲取兩車的運行參數(shù)，確認(rèn)兩車的目前的運行狀態(tài)，如果兩車的軌道距離小于設(shè)定的安全距離，則主狀態(tài)軌道車輛立即實施停車動作，同時再次獲取兩車的運行參數(shù)，直到兩車的軌道距離重新回到安全距離以外再啟動；當(dāng)從狀態(tài)軌道車輛在主狀態(tài)軌道車輛的后方行駛時，如果兩車的軌道距離大于設(shè)定的安全距離，比較兩車的車速，若從狀態(tài)軌道車輛的車速小于主狀態(tài)軌道車輛，則退出處理流程，保持正常行駛，若從狀態(tài)軌道車輛的車速大于主狀態(tài)軌道車輛，則主狀態(tài)軌道車輛將車速提高至等于從狀態(tài)軌道車輛，并再次獲取兩車的運行參數(shù)，確認(rèn)兩車的目前的運行狀態(tài)，如果兩車的軌道距離小于設(shè)定的安全距離，則主狀態(tài)軌道車輛將車速提高至高于從狀態(tài)軌道車輛，同時再次獲取兩車的運行參數(shù)，直到兩車的軌道距離重新回到安全距離以外。與現(xiàn)有的技術(shù)相比本實用新型有如下優(yōu)勢·[0016]I、能夠主動發(fā)送測距脈沖進(jìn)行測距，有效避免發(fā)生碰撞；2、能夠判斷出從狀態(tài)軌道車輛在主狀態(tài)軌道車輛的前方行駛還是后方行駛；3、能夠調(diào)節(jié)測試脈沖的寬度，適應(yīng)不同的測試距離；4、能夠調(diào)節(jié)參考電壓的大小，提高距離測試的精度；5、能夠獨立運行，無需外在控制。

圖I為本實用新型主動式防碰撞系統(tǒng)示意圖。圖2為本實用新型軌道車輛結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實用新型車載主機示意圖。圖4為本實用新型脈沖信號處理流程示意圖。圖5為本實用新型軌道車輛參數(shù)估計流程。圖6為本實用新型軌道車輛碰撞預(yù)測與處理流程。
具體實施方式
本實用新型軌道所采用的材料為良好的導(dǎo)電材料，保證能夠傳輸測距脈沖信號，兩根平行軌道之間是開路狀態(tài)，軌道與大地之間是絕緣的，軌道車輛的車輪與軌道能夠很好地接觸，以保證脈沖信號的有效傳輸。主狀態(tài)軌道車輛的車載主機先控制前、后斷路裝置使該車的同軸輪子之間成開路狀態(tài)，然后再發(fā)送測距脈沖信號；車載主機先通過前脈沖發(fā)射電路發(fā)送測距脈沖信號判斷測量范圍內(nèi)是否有其他車輛行駛；當(dāng)在測距脈沖有效傳輸范圍內(nèi)沒有其他軌道車輛行駛時，車載主機將接收不到返回的脈沖信號，此時由處理器核心控制增寬發(fā)射脈沖的寬度再次發(fā)射測距脈沖，如果直至脈沖寬度達(dá)到最大還沒接收到返回脈沖，則以一定的周期重復(fù)發(fā)射最大寬度的測距脈沖；當(dāng)在測距脈沖信號有效傳輸范圍內(nèi)有其他軌道車輛行駛時，測距脈沖信號將沿著遇到的從狀態(tài)軌道車輛的車輪和短路狀態(tài)的斷路裝置傳到另一條軌道上，然后測距脈沖信號沿著另一條軌道返回到主狀態(tài)軌道車輛的車載主機，車載主機 迅速采集脈沖信號，通過計算發(fā)送的測距脈沖信號時間點與接收的測距脈沖信號峰值時間點的差值，獲得前輪的測距結(jié)果，重復(fù)上述發(fā)送脈沖、采集脈沖和處理脈沖信號進(jìn)行多次測量，再根據(jù)驅(qū)動裝置反饋給車載主機的本車運行參數(shù)計算出另一軌道車輛的運行參數(shù)，再通過后脈沖發(fā)射電路發(fā)送測距脈沖信號到同一條軌道上，獲得后輪的測距結(jié)果，將兩次測試獲得的前、后輪測距結(jié)果作比較，如果前輪的測距結(jié)果大于后輪的測距結(jié)果，則從狀態(tài)軌道車輛在主狀態(tài)軌道車輛行駛方向的后方，如果前輪的測距結(jié)果小于后輪的測距結(jié)果，則從狀態(tài)軌道車輛在主狀態(tài)軌道車輛行駛方向的前方；當(dāng)從狀態(tài)軌道車輛在主狀態(tài)軌道車輛的前方行駛時，主狀態(tài)軌道車輛的車載主機控制從前輪發(fā)送脈沖信號對前車進(jìn)行精確測距，當(dāng)從狀態(tài)軌道車輛在主狀態(tài)軌道車輛的后方行駛時，則主狀態(tài)軌道車輛的車載主機控制從后輪發(fā)送脈沖信號對后車進(jìn)行精確測距；根據(jù)所得到的兩輛軌道車輛的運行參數(shù)和精確測距結(jié)果進(jìn)行碰撞預(yù)測，車載主機向驅(qū)動裝置發(fā)出控制命令，調(diào)節(jié)本軌道車輛的運行參數(shù)，控制軌道車輛的運行狀態(tài)，實現(xiàn)軌道車輛之間的防碰撞。對軌道車輛防止碰撞做出控制前的碰撞預(yù)測預(yù)測包括了測試主、從車輛的軌道距離以及從狀態(tài)軌道車輛的速度估計和加速度估計。當(dāng)兩輛軌道車輛在同一段軌道區(qū)間上運行時，主狀態(tài)軌道車輛通過主動發(fā)送測距脈沖對從狀態(tài)軌道車輛進(jìn)行探測，測距脈沖信號在軌道中的傳輸速度為Vp，測試主、從狀態(tài)軌道車輛的速度分別為vz、v。，主狀態(tài)軌道車輛在從發(fā)送到接收到正的返回信號的時間差為T，則可由L=VpXT/4估算出兩車相對的軌道距離L ；按照測距脈沖信號的發(fā)射時間間隔Λ t，經(jīng)多次測量得到L1,，L2. ...，Ln,對該序列做差分運算得到Λ L1, Λ L2,.…，Λ Llri，主狀態(tài)軌道車輛速度Vzi已知，通過Vci= Δ Li/ Δ t+Vzi (i = I, 2, ···, η)估算出從狀態(tài)軌道車輛速度，其中Vcd, Vzi分別為從狀態(tài)軌道車輛和主狀態(tài)軌道車輛在i時刻的速度；當(dāng)從狀態(tài)軌道車輛的速度發(fā)生變化時，通過aci= (Vci+1-Vci) /At (i = I, 2,…，η)估算出從狀態(tài)軌道車輛的加速度。圖I為本實用新型主動式防碰撞系統(tǒng)示意圖，該系統(tǒng)由軌道車輛和軌道兩部分組成。軌道能夠傳輸脈沖信號，并且軌道與大地彼此絕緣，兩根平行軌道之間保持開路狀態(tài)；軌道車輛I能夠隨時主動地沿軌道發(fā)送測距脈沖，測距脈沖經(jīng)過軌道車輛2的短路態(tài)的輪軸傳到另外一條軌道上，這樣測距脈沖就能夠沿另一條軌道回到軌道車輛1，軌道車輛I根據(jù)發(fā)送測距脈沖信號和接收測距脈沖信號的時間差計算出兩車的相對軌道距離，再利用該軌道距離做出防碰撞預(yù)測以及控制軌道車輛I的運行狀態(tài)。圖2為軌道車輛結(jié)構(gòu)示意圖，軌道車輛由車輛主體、驅(qū)動裝置、前斷路裝置、后斷路裝置、車載主機和電源模塊組成。軌道車輛的車輪能夠傳輸測距脈沖信號并且能夠與軌道有良好的接觸；前、后輪軸能夠由前、后斷路裝置控制其兩端的連通狀態(tài)，當(dāng)車載主機發(fā)送測距脈沖時前、后輪軸兩端為斷路狀態(tài)，當(dāng)車載主機沒有發(fā)送測距脈沖時前、后輪軸兩端為短路狀態(tài)；驅(qū)動裝置能夠驅(qū)動車輛的運行，根據(jù)車載主機的命令實現(xiàn)軌道車輛的加速、減速、制動和啟動等行駛狀態(tài)控制，并能夠向車載主機提供軌道車輛的運行參數(shù)，車輛的運行參數(shù)包括行駛方向、速度和加速度；車載主機負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的運行控制，能夠控制驅(qū)動裝置和斷路裝置的運行，也能夠發(fā)送、采集和分析測距脈沖信號；電源模塊為整個軌道車輛提供電能，可采用大容量的蓄電池。圖3為車載主機示意圖，車載主機由處理器核心、前脈沖發(fā)射電路、后脈沖發(fā)射電路、前高速比較器電路、后高速比較器電路、參考電壓電路、前高速差分運放、后高速差分運放、驅(qū)動裝置接口、前斷路裝置接口和后斷路裝置接口構(gòu)成。處理器核心能夠控制前脈沖發(fā)射電路、后脈沖發(fā)射電路、前高速比較器電路、后高速比較器電路和參考電壓電路來實現(xiàn)測距脈沖信號從前、后兩個端口的發(fā)送和采集，并能夠?qū)Σ杉臄?shù)據(jù)進(jìn)行處理獲得兩車的相對軌道距離，還能夠通過驅(qū)動裝置接口和前、后斷路裝置接口控制驅(qū)動裝置和前、后斷路裝置的運行；前、后脈沖發(fā)射電路能夠響應(yīng)處理器核心的控制發(fā)出寬度可控的測距脈沖信號，脈沖信號寬度越寬能夠傳輸?shù)姆秶驮竭h(yuǎn)；前、后高速比較器用于測距脈沖信號的采集，當(dāng)信號電平大于參考電壓電平時比較器輸出高電平，當(dāng)信號電平小于參考電壓電平時比 較器輸出低電平；參考電壓電路為前、后高速比較器提供參考電壓，處理器核心通過調(diào)節(jié)PWM波的占空比來調(diào)節(jié)參考電壓的大小，參考電壓的大小可根據(jù)實際測得的兩車的距離來調(diào)節(jié)，如果兩車距離較近則可以適當(dāng)提高參考電壓，如果兩車距離較遠(yuǎn)則可以適當(dāng)降低參考電壓，一般小于IOOm時參考電壓可調(diào)節(jié)到IV左右，大于IOOm時參考電壓可調(diào)節(jié)到O. 5V左右，也可根據(jù)實際情況來設(shè)定；前、后高速差分運放用于降低外在環(huán)境對軌道上傳輸?shù)臏y距脈沖信號的干擾。本實用新型測距脈沖信號的寬度是可控制的，可根據(jù)運行軌道的實際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)發(fā)射初始脈沖信號沒有返回信號時，說明在該脈沖的測試范圍內(nèi)沒有其他軌道車輛行駛，此時需要增大發(fā)射脈沖的寬度再次測試，如果此時存在返回脈沖則處理器核心開始測距計算，如果還沒有返回脈沖信號則繼續(xù)增大脈沖信號的寬度，當(dāng)脈沖寬度增加到最大值時仍然沒有返回脈沖信號時，處理器核心將控制脈沖發(fā)射電路以一定周期重復(fù)發(fā)射最大寬度的脈沖信號，重復(fù)的周期一般大于等于IOs小于等于60s，脈沖信號寬度調(diào)節(jié)的范圍一般為50ns到200ns之間，每次調(diào)節(jié)的幅度一般為50ns，發(fā)射的初始脈沖信號寬度為50ns，也可根據(jù)實際情況進(jìn)行設(shè)定。圖4為脈沖信號處理流程示意圖，首先設(shè)置高速比較器的參考電平，當(dāng)發(fā)送的測距脈沖信號和接收的測距脈沖信號經(jīng)過比較器后，高速比較器將對應(yīng)輸出兩個脈沖信號，觸發(fā)器在比較器輸出的第一個脈沖的上升沿時觸發(fā)輸出高電平，在第二脈沖的上升沿時再次觸發(fā)輸出低電平，高速計數(shù)器在觸發(fā)器輸出為高電平期間進(jìn)行計數(shù)，根據(jù)計數(shù)器的計數(shù)值就可以計算出兩個脈沖的時間差，從而進(jìn)一步計算出兩車的軌道距離。圖5為軌道車輛參數(shù)估計流程圖，車載主機上電后等待是否需要主動測距的命令，如果不需要主動測距則短接該車的輪軸等待測距命令；如果需要主動測距則斷開該車的前、后輪軸，由前脈沖發(fā)射電路沿軌道發(fā)送測距脈沖，根據(jù)回波情況判斷軌道上是否有車輛，如果前方存在車輛，則重復(fù)脈沖信號處理流程計算出被測車輛的運行參數(shù)；如果前方?jīng)]有存在車輛，則按照原定的行車計劃繼續(xù)前行，同時車載主機還以一定的頻率沿軌道發(fā)送測距脈沖。圖6為軌道車輛碰撞預(yù)測與處理流程圖，根據(jù)讀取的本車的行車參數(shù)以及通過主動測距得到的前車的運行參數(shù)，所得到的兩車的運行參數(shù)包括兩車的加速度和速度等，再通過前、后輪的測距結(jié)果判斷兩車所處的相對位置，如果從狀態(tài)軌道車輛在主狀態(tài)軌道車輛的前方行駛，則主狀態(tài)軌道車輛的車載主機控制從前輪發(fā)送脈沖信號對前車進(jìn)行精確測距，如果從狀態(tài)軌道車輛在主狀態(tài)軌道車輛的后方行駛，則主狀態(tài)軌道車輛的車載主機控制從后輪發(fā)送脈沖信號對后車進(jìn)行精確測距，根據(jù)所得到的兩輛軌道車輛的運行參數(shù)和精確測距結(jié)果進(jìn)行碰撞預(yù)測；當(dāng)從狀態(tài)軌道車輛在主狀態(tài)軌道車輛的前方行駛時，如果兩車的軌道距離大于設(shè)定的安全距離，比較兩車的車速，若主狀態(tài)軌道車輛的車速小于從狀態(tài)軌道車輛，則退出處理流程，保持正常行駛，若主狀態(tài)軌道車輛的車速大于從狀態(tài)軌道車輛，則主狀態(tài)軌道車輛將車速降至等于從狀態(tài)軌道車輛，并再次獲取兩車的運行參數(shù)，確認(rèn)兩車的目前的運行狀態(tài)，如果兩車的軌道距離小于設(shè)定的安全距離，則主狀態(tài)軌道車輛立即實施停車動作，同時再次獲取兩車的運行參數(shù)，直到兩車的軌道距離重新回到安全距離以外再啟動；當(dāng)從狀態(tài)軌道車輛在主狀態(tài)軌道車輛的后方行駛時，如果兩車的軌道距離大于設(shè)定的安全距離，比較兩車的車速，若從狀態(tài)軌道車輛的車速小于主狀態(tài)軌道車輛，則退出處理流程，保持正常行駛，若從狀態(tài)軌道車輛的車速大于主狀態(tài)軌道車輛，則主狀態(tài)軌道車輛將車速提高至等于從狀態(tài)軌道車輛，并再次獲取兩車的運行參數(shù)，確認(rèn)兩車的目前的運行狀態(tài)，如果兩車的軌道距離小于設(shè)定的安全距離，則主狀態(tài)軌道車輛將車速提高至高于從狀態(tài)軌道車輛，同時再次獲取兩車的運行參數(shù)，直到兩車的軌道距離重新回到安全距離以外?！?br> 權(quán)利要求1.一種主動式軌道車輛防碰撞系統(tǒng)，其特征是包括雙軌軌道和軌道車輛，軌道為導(dǎo)電材料，雙軌軌道的兩根軌道平行且為開路狀態(tài)，雙軌軌道與大地之間絕緣，軌道車輛的車輪與雙軌軌道始終保持接觸， 軌道車輛由車輪、輪軸、驅(qū)動裝置、斷路裝置、車載主機和電源模塊組成，軌道車輛包括主、從兩種狀態(tài)，主狀態(tài)指主動檢測本車前后是否有車輛的狀態(tài)，從狀態(tài)指本車處于被其他車輛檢測的狀態(tài)，車輪包括一對前輪和一對后輪，前輪之間和后輪之間通過輪軸連接，斷路裝置分別設(shè)置在前輪和后輪的輪軸上，主狀態(tài)時車載主機發(fā)送測距脈沖信號，斷路裝置斷路，使前輪和后輪的輪軸兩端為斷路狀態(tài)，從狀態(tài)時車載主機不發(fā)送測距脈沖信號，斷路裝置短路，使前輪和后輪的輪軸兩端為短路狀態(tài)；兩輛軌道車輪與雙軌軌道構(gòu)成一個電回路，其中主狀態(tài)軌道車輛的車載主機輸出測距脈沖信號，經(jīng)主狀態(tài)軌道車輛的輪軸、車輪傳輸至雙軌軌道中的一條，測距脈沖信號沿軌道到達(dá)從狀態(tài)軌道車輛，經(jīng)短路狀態(tài)的斷路裝置傳輸至另一條軌道，再沿軌道回到主狀態(tài)軌道車輛，經(jīng)由主狀態(tài)軌道車輛的車輪和輪軸輸入車載主機； 軌道車輛的車載主機與驅(qū)動裝置雙向通訊連接，驅(qū)動裝置驅(qū)動軌道車輛運行，同時向車載主機反饋該車的運行參數(shù)，電源模塊向軌道車輛供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種主動式軌道車輛防碰撞系統(tǒng)，其特征是所述車載主機由處理器核心、前脈沖發(fā)射電路、后脈沖發(fā)射電路、前高速比較器電路、后高速比較器電路、參考電壓電路、前差分運放、后差分運放、驅(qū)動裝置接口、前斷路裝置接口和后斷路裝置接口構(gòu)成，前脈沖發(fā)射電路連接前輪，后脈沖發(fā)射電路連接后輪，處理器核心的輸出連接前、后脈沖發(fā)射電路和參考電壓電路，處理器核心通過驅(qū)動裝置接口連接驅(qū)動裝置，通過前、后斷路裝置接口連接前、后斷路裝置，前、后脈沖發(fā)射電路發(fā)出測距脈沖信號，參考電壓電路向前、后高速比較器電路提供參考電壓信號，軌道車輛接收的返回的測距脈沖信號分別經(jīng)前、后差分運放電路輸入前、后高速比較器電路，前、后高速比較器電路的輸出信號輸入處理器核心。
專利摘要一種主動式軌道車輛防碰撞系統(tǒng)，該系統(tǒng)的實施依靠車載主機、驅(qū)動裝置和斷路裝置三部分，車載主機控制驅(qū)動裝置和斷路裝置運行，發(fā)射、處理和分析測距信號；斷路裝置控制軌道車輛的輪軸兩端的連通狀態(tài)；驅(qū)動裝置用來驅(qū)動軌道車輛的運行，根據(jù)車載主機的命令實現(xiàn)軌道車輛的加速、減速、制動和啟動。本實用新型系統(tǒng)能夠精確測量出前后兩列軌道車輛的相對軌道距離，并能夠進(jìn)行防碰撞預(yù)測，調(diào)節(jié)軌道車輛的運行參數(shù)，有效且主動避免軌道車輛發(fā)生碰撞事故。
文檔編號B61L23/18GK202703634SQ20122024811
公開日2013年1月30日 申請日期2012年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月29日
發(fā)明者李建清, 吳劍鋒, 于忠洲, 徐高志, 毛志鵬, 王愛民, 胡異煒, 劉華程, 李 亨, 駱楊, 劉海洋 申請人:東南大學(xué)