專利名稱：基于軌道電路的機(jī)車位置監(jiān)測與安全控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及機(jī)車位置檢測與行駛安全控制技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種基于軌道電路的機(jī)車位置檢測與安全的控制裝置。
背景技術(shù)：
目前工業(yè)現(xiàn)場的鐵路軌道在電氣上由多段分節(jié)組成的，其中的每一段稱為軌道區(qū)段，每段軌道區(qū)段上有用于檢測機(jī)車是否壓在本區(qū)段上的軌道電路檢測裝置，當(dāng)機(jī)車在鐵路上行駛時，相配套的計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)可以通過軌道電路檢測裝置實時檢測出機(jī)車處于某一個區(qū)段上，之后根據(jù)信號聯(lián)鎖規(guī)則控制站場中的信號機(jī)顯示不同的模式，駕駛機(jī)車的司機(jī)根據(jù)信號機(jī)的顯示模式行車，以達(dá)到安全調(diào)度機(jī)車的目的。但是該方法為被動安全防護(hù)，當(dāng)司機(jī)誤看信號或操作失誤時，本系統(tǒng)無法進(jìn)行進(jìn)一步的主動安全防護(hù)，存在著一定的缺點。針對這種情況，市面上常見有采用GPS測量或在機(jī)車上加裝點式應(yīng)答器設(shè)備方法用于輔助檢測機(jī)車頭的準(zhǔn)確位置，以便進(jìn)行主動安全防護(hù)。對于采用GPS的定位方法，可以方便的定位出機(jī)車的位置，但當(dāng)機(jī)車在廠房內(nèi)部作業(yè)時，GPS設(shè)備將無法工作，存在著一定的缺點，同時基于成本、供電、維護(hù)方便性等方面考慮，通常GPS定位設(shè)備只安裝與機(jī)車頭內(nèi)部，不安裝在車皮上，這樣只可以定位出車頭所處于的位置，無法定位掛接了車廂的車尾的位置，也不能采用此方法檢測一列機(jī)車的車長，這樣當(dāng)機(jī)車在進(jìn)行頂送作業(yè)時便難以實現(xiàn)安全防護(hù)功能，對于司機(jī)的超速、闖紅燈等違章駕駛無法做到主動防護(hù)。對于加裝點式應(yīng)答器方法需要在每個機(jī)車頭上安裝讀卡器，并在地面特定位置安裝點式應(yīng)答器，在在機(jī)車頭通過點式應(yīng)答器時可以檢測出機(jī)車的位置，這種方法具有位置檢測準(zhǔn)確的優(yōu)點，但是同樣存在著不便于安裝在車皮上的缺點，不能定位掛接了車廂的車尾的位置。同時基于設(shè)備成 本與安裝維護(hù)成本考慮，點式應(yīng)答器不可能連續(xù)或過多安裝，所以采用此方法得到的機(jī)車位置也不是連續(xù)的，無法全程跟蹤定位機(jī)車的位置，具有很大的局限性。另外，目前很多機(jī)車安裝了機(jī)車運行狀態(tài)采集黑匣子裝置，但這種裝置一般只用于采集信息的記錄，只能用于事后故障與事故分析，不能提供機(jī)車實際行駛過程中的實時防護(hù)提醒。

實用新型內(nèi)容本實用新型為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供了一種基于軌道電路的機(jī)車位置監(jiān)測與安全控制裝置，可以對機(jī)車位置進(jìn)行準(zhǔn)確檢測，使機(jī)車的運行更加安全可靠，提高機(jī)車作業(yè)效率、減輕司乘人員的勞動強(qiáng)度。本實用新型的技術(shù)方案如下:基于軌道電路的機(jī)車位置監(jiān)測與安全控制裝置，監(jiān)測與控制裝置包括固定設(shè)備部分與車載設(shè)備組成，固定設(shè)備由通信服務(wù)器(I)、調(diào)度集中主機(jī)(2)、數(shù)傳電臺基站(3)、GPS授時設(shè)備(4)及計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)(5)組成，車載設(shè)備由安控主機(jī)(6)、車載數(shù)傳電臺(7)、車載GPS授時設(shè)備(8 )、制動裝置(11)及傳感器(12 )組成；通信服務(wù)器(I)與每個區(qū)域中心的數(shù)傳電臺基站(3)及調(diào)度集中主機(jī)(2)通過以太網(wǎng)互聯(lián)，每個區(qū)域中心的調(diào)度集中主機(jī)(2)與GPS授時設(shè)備(4)及各計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)
(5)采用以太網(wǎng)互聯(lián)；安控主機(jī)(6)與車載數(shù)傳電臺(7)、車載GPS授時設(shè)備(8)、制動裝置
(11)、傳感器(12)之間通過現(xiàn)場總線互聯(lián)?；谲壍离娐返臋C(jī)車位置監(jiān)測與安全控制置，車載設(shè)備設(shè)有語音報警音箱(10)，安控主機(jī)(6)與語音報警音箱(10)通過現(xiàn)場總線互聯(lián)?；谲壍离娐返臋C(jī)車位置監(jiān)測與安全控制裝置，車載設(shè)備設(shè)有顯示器(9)，安控主機(jī)(6)與顯示器(9)通過現(xiàn)場總線互聯(lián)。本實用新型的有益效果是:本實用新型與其它同類設(shè)備相比，可以提高機(jī)車位置檢測的準(zhǔn)確度，采用本實用新型的安全控制方法使機(jī)車的運行更加安全可靠，并且實現(xiàn)成本低廉。

圖1是本實用新型中裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖2是本實用新型中機(jī)車位置檢測示意圖。圖3是機(jī)車距前方信號機(jī)距離計算示意圖。
具體實施方式
參見附圖1所示?；谲壍离娐返臋C(jī)車位置監(jiān)測與安全的裝置，監(jiān)測與控制裝置包括固定設(shè)備部分與車載設(shè)備組成，固定設(shè)備由通信服務(wù)器(I)、調(diào)度集中主機(jī)(2 )、數(shù)傳電臺基站(3 )、GPS授時設(shè)備(4)及計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)(5)組成，車載設(shè)備由安控主機(jī)(6)、車載數(shù)傳電臺(7)、車載GPS授時設(shè)備(8)、制動裝置(11)及傳感器(12)組成；通信服務(wù)器(I)與每個區(qū)域中心的數(shù)傳電臺基站(3)及調(diào)度集中主機(jī)(2)通過以太網(wǎng)互聯(lián)，每個區(qū)域中心的調(diào)度集中主機(jī)(2)與GPS授時設(shè)備(4)及各計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)(5)采用以太網(wǎng)互聯(lián)；安控主機(jī)(6)與車載數(shù)傳電臺
(7)、車載GPS授時設(shè)備(8)、制動裝置(11)、傳感器(12)之間通過現(xiàn)場總線互聯(lián)。車載設(shè)備設(shè)有語音報警音箱(10)，安控主機(jī)(6)與語音報警音箱(10)通過現(xiàn)場總線互聯(lián)。:車載設(shè)備設(shè)有顯示器(9)，安控主機(jī)(6)與顯示器(9)通過現(xiàn)場總線互聯(lián)。參見附圖2、3所示。1、系統(tǒng)的搭建。系統(tǒng)在調(diào)度中心設(shè)立一臺通信服務(wù)器，在每個調(diào)度集中區(qū)域中心安裝一臺數(shù)傳電臺基站，在每臺機(jī)車上安裝一臺數(shù)傳電臺。通信服務(wù)器與每個區(qū)域中心的數(shù)傳電臺基站通過以太網(wǎng)互聯(lián)，起到統(tǒng)一管理與調(diào)度所有區(qū)域數(shù)傳電臺基站的作用。在每個調(diào)度集中區(qū)域安裝一臺GPS授時系統(tǒng)，用于對調(diào)度集中主機(jī)的精確時間校準(zhǔn)，同時在每臺機(jī)車安裝一臺GPS授時系統(tǒng)，用于對安控主機(jī)的時間校準(zhǔn)。通過GPS時間進(jìn)行時間校準(zhǔn)后，地面調(diào)度集中主機(jī)將與車載安控主機(jī)的時間保持一致。系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。2、無線傳輸功能實現(xiàn)。當(dāng)調(diào)度集中主機(jī)或其它計算機(jī)需要發(fā)送數(shù)據(jù)到機(jī)車上的安控主機(jī)時，其先把數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)發(fā)送給通信服務(wù)器，再由通信服務(wù)器通過對應(yīng)區(qū)域的數(shù)傳電臺基站把數(shù)據(jù)發(fā)送到機(jī)車上，機(jī)車上的安控主機(jī)上報數(shù)據(jù)到地面的調(diào)度集中主機(jī)流程與此相反。每個調(diào)度集中區(qū)域的單臺數(shù)傳電臺基站使用I對(2個)頻點，使用專用的230M數(shù)傳頻段的頻點I對(2個)，收發(fā)最小間隔為7MHz。信道傳輸速率為24000bps，為半雙工傳輸。3、機(jī)車位置 檢測實現(xiàn)。本實用新型中對機(jī)車位置的確定是通過計算機(jī)車在區(qū)段內(nèi)的相對位置實現(xiàn)的，SP計算機(jī)車距離軌道區(qū)段兩端的絕緣節(jié)的長度，因為站場內(nèi)各區(qū)段的位置與長度GIS地圖信息可以事先通過測繪的方式取得，所以只要得知機(jī)車與區(qū)段的相對位置信息可以知道機(jī)車的在整個站場中的準(zhǔn)確位置。機(jī)車所壓在某個區(qū)段信息由調(diào)度集中軟件通過已有算法實時獲得，定時通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸給安控主機(jī)；機(jī)車距離軌道區(qū)段兩端絕緣節(jié)的長度是通過機(jī)車進(jìn)入某一區(qū)段內(nèi)的距離來等效計算出，機(jī)車進(jìn)入某一軌道區(qū)段內(nèi)的距離是通過車速與進(jìn)入時間進(jìn)行計算的。機(jī)車實際行駛速度由安控主機(jī)通過檢測機(jī)車輪軸上安裝的光電式傳感器DF8-200P/R (頻率信號，每轉(zhuǎn)脈沖數(shù):200P/R)發(fā)出的速度頻率量信號所得。安控主機(jī)以100毫秒為單位采集機(jī)車的運行速度，并記錄在存儲器中，同時對記錄的車速進(jìn)行時間標(biāo)記，在使用時可以方便調(diào)出存儲數(shù)據(jù)中的任意時間段內(nèi)的速度信息。機(jī)車在行駛過程中，如附圖2所示，當(dāng)從區(qū)段A越過軌道絕緣節(jié)達(dá)到前方的下一軌道B時(時刻Ta)，計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)會檢測到機(jī)車前方的軌道電路占用情況，并上報給調(diào)度機(jī)集中主機(jī)，再通過無線的方式發(fā)送到機(jī)車安控主機(jī)。由于站場狀態(tài)信息的傳輸延時，區(qū)段B被占用的信息在Tb=Ta+Td時刻(Td為傳輸延時)傳輸?shù)綑C(jī)車上，此時機(jī)車已經(jīng)進(jìn)入到區(qū)段B內(nèi)部距離為LI的地方。在Tb時刻之后的Tc時刻，機(jī)車進(jìn)入?yún)^(qū)段B的位置可以表示為:Lb=Ll+L2，其中L2表示機(jī)車在Ta+Td至Tc時間段內(nèi)行駛的距離，對于機(jī)車進(jìn)入?yún)^(qū)段B的距離分2種方法進(jìn)行( I)在Tb時刻之后，L的計算公式如下；
權(quán)利要求1.基于軌道電路的機(jī)車位置監(jiān)測與安全控制裝置，其特征在于:監(jiān)測與控制裝置包括固定設(shè)備部分與車載設(shè)備組成，固定設(shè)備由通信服務(wù)器(I)、調(diào)度集中主機(jī)(2)、數(shù)傳電臺基站(3)、GPS授時設(shè)備(4)及計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)(5)組成，車載設(shè)備由安控主機(jī)(6)、車載數(shù)傳電臺(7 )、車載GPS授時設(shè)備(8 )、制動裝置(11)及傳感器(12 )組成； 通信服務(wù)器(I)與每個區(qū)域中心的數(shù)傳電臺基站(3)及調(diào)度集中主機(jī)(2)通過以太網(wǎng)互聯(lián)，每個區(qū)域中心的調(diào)度集中主機(jī)(2)與GPS授時設(shè)備(4)及各計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)(5)采用以太網(wǎng)互聯(lián)；安控主機(jī)(6)與車載數(shù)傳電臺(7)、車載GPS授時設(shè)備(8)、制動裝置(11)、傳感器(12)之間通過現(xiàn)場總線互聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于軌道電路的機(jī)車位置監(jiān)測與安全控制裝置，其特征在于:車載設(shè)備設(shè)有語音報警音箱(10)，安控主機(jī)(6)與語音報警音箱(10)通過現(xiàn)場總線互聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于軌道電路的機(jī)車位置監(jiān)測與安全控制裝置，其特征在于:車載設(shè)備設(shè)有顯示器(9)，安控主`機(jī)(6)與顯示器(9)通過現(xiàn)場總線互聯(lián)。
專利摘要本實用新型涉及基于軌道電路的機(jī)車位置監(jiān)測與安全控制裝置，裝置由固定設(shè)備部分與車載設(shè)備組成，固定設(shè)備由通信服務(wù)器、調(diào)度集中主機(jī)、數(shù)傳電臺基站、GPS授時設(shè)備、計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)組成，車載設(shè)備由安控主機(jī)、車載數(shù)傳電臺、車載GPS授時設(shè)備、顯示器、報警音箱、制動裝置及傳感器組成。本實用新型可以預(yù)測到機(jī)車是否按章行駛，并在違章前進(jìn)行預(yù)警提醒與制動處理，進(jìn)而達(dá)到保障安全行駛的目的。
文檔編號B61L25/02GK203142701SQ20132012582
公開日2013年8月21日 申請日期2013年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月19日
發(fā)明者魏臻, 陸陽, 鮑紅杰, 諸葛戰(zhàn)斌, 程磊, 王洪軍, 李超海, 黃守強(qiáng) 申請人:合肥工大高科信息科技股份有限公司