本發(fā)明涉及軌道交通技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于列車(chē)的測(cè)距追蹤預(yù)警裝置、列車(chē)及列車(chē)組系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

軌道交通列車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中，前后列車(chē)必須保持足夠的間隔距離，通常情況要求大于列車(chē)的制動(dòng)距離，借此保證列車(chē)的運(yùn)行安全。軌道交通運(yùn)行控制系統(tǒng)是列車(chē)運(yùn)行安全的技術(shù)保障，用于保證前后列車(chē)的安全間隔，防止發(fā)生列車(chē)追尾等危險(xiǎn)事件，該系統(tǒng)屬于復(fù)雜的自動(dòng)化系統(tǒng)。當(dāng)軌道交通運(yùn)行控制系統(tǒng)發(fā)生故障而停止使用時(shí)，往往需要司機(jī)人工駕駛或人工瞭望來(lái)保證行車(chē)安全。列車(chē)在經(jīng)過(guò)彎道或上下坡道時(shí)，受地形條件限制，瞭望距離較短，可能無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)前車(chē)，容易導(dǎo)致前后車(chē)距過(guò)近而引發(fā)的追尾事故，存在一定的安全隱患。此外，調(diào)度人員和司機(jī)習(xí)慣于運(yùn)行控制系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行，手工作業(yè)訓(xùn)練較少，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障而停用，必須手工操作時(shí)，往往過(guò)于緊張、容易導(dǎo)致觀察的疏漏，更容易出現(xiàn)安全隱患。因此需要一種獨(dú)立于列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)之外的列車(chē)追蹤預(yù)警裝置，能在前后車(chē)距過(guò)近時(shí)及時(shí)發(fā)出示警，以提高行車(chē)安全性。

公開(kāi)號(hào)為CN102358333B的中國(guó)專(zhuān)利描述的一種列車(chē)追蹤預(yù)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)中前后列車(chē)均裝有GPS(Global Positioning System，全球定位系統(tǒng))定位裝置而獲得本列車(chē)的地理位置數(shù)據(jù)，再通過(guò)無(wú)線(xiàn)收發(fā)裝置向外廣播發(fā)送，后車(chē)接收到前車(chē)廣播發(fā)送的GPS地理位置數(shù)據(jù)，再和自身GPS地理位置數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，求解前后列車(chē)的車(chē)距。該專(zhuān)利列車(chē)定位信息由車(chē)載GPS提供，具有一定的局限性。首先，在常見(jiàn)的地下隧道區(qū)段無(wú)法接收到GPS信號(hào)而喪失定位功能和追蹤預(yù)警工功能；另外，民用GPS定位精度通常在幾十米，即使使用差分GPS定位，也僅能達(dá)到數(shù)米，不足以準(zhǔn)確區(qū)分本股道和相鄰 股道的信號(hào)，后車(chē)可能接收到相鄰股道列車(chē)的定位信息，而根據(jù)軌道交通的運(yùn)營(yíng)規(guī)范，不同股道的列車(chē)車(chē)距一般是沒(méi)有限制的，因此該專(zhuān)利無(wú)法有效避免這種誤報(bào)警。

此外，公開(kāi)號(hào)為CN201432706Y的中國(guó)專(zhuān)利描述了一種列車(chē)追蹤預(yù)警監(jiān)測(cè)裝置，該裝置在列車(chē)車(chē)頭車(chē)尾安裝無(wú)線(xiàn)編碼發(fā)射/接收器，后車(chē)不斷向前方發(fā)射序列編碼信號(hào)，當(dāng)前后列車(chē)距離接近到無(wú)線(xiàn)編碼發(fā)射/接收器能夠進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信時(shí)，就能夠進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信來(lái)實(shí)現(xiàn)追蹤預(yù)警。由于無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸受到信道衰落和多徑影響，接收到的信號(hào)強(qiáng)度存在隨機(jī)性，因此無(wú)線(xiàn)通信的最遠(yuǎn)距離波動(dòng)較大，導(dǎo)致追蹤預(yù)警的車(chē)距波動(dòng)較大，存在不確定性。在城市軌道交通領(lǐng)域，列車(chē)制動(dòng)距離不超過(guò)兩百米，因此列車(chē)追蹤預(yù)警的間距較短，僅為兩三百米，在這個(gè)距離級(jí)別上，無(wú)線(xiàn)編碼發(fā)射/接收器的通信距離更難以準(zhǔn)確界定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中列車(chē)之間定位精度差、相鄰股道的列車(chē)間存在信號(hào)誤接收和誤報(bào)警導(dǎo)致的安全性較低、以及通過(guò)采用信號(hào)強(qiáng)度計(jì)算列車(chē)間的距離由于環(huán)境的不同使信號(hào)強(qiáng)度產(chǎn)生不確定性導(dǎo)致安全等級(jí)無(wú)法確定的缺陷，提供了一種測(cè)距精度高、使相鄰股道之間的列車(chē)無(wú)干擾的用于列車(chē)的測(cè)距追蹤預(yù)警裝置、列車(chē)及列車(chē)組系統(tǒng)。

本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題的；

一種用于列車(chē)的測(cè)距追蹤預(yù)警裝置，其特征在于，其包括天線(xiàn)、被動(dòng)應(yīng)答單元、主動(dòng)測(cè)距單元、相關(guān)性計(jì)算單元、測(cè)量距離計(jì)算單元及控制單元；

所述控制單元用于設(shè)置和選擇工作模式，所述工作模式包括主動(dòng)測(cè)距模式和被動(dòng)應(yīng)答模式；

所述被動(dòng)應(yīng)答單元用于在被動(dòng)應(yīng)答模式時(shí)采用所述天線(xiàn)接收攜帶有特定偽隨機(jī)碼的測(cè)距信號(hào)并將所述測(cè)距信號(hào)進(jìn)行中轉(zhuǎn)發(fā)送；

所述主動(dòng)測(cè)距單元用于在主動(dòng)測(cè)距模式時(shí)采用所述天線(xiàn)主動(dòng)發(fā)送攜帶 有特定偽隨機(jī)碼的測(cè)距信號(hào)以及接收經(jīng)過(guò)中轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的所述測(cè)距信號(hào)；

所述相關(guān)性計(jì)算單元用于對(duì)主動(dòng)發(fā)送的測(cè)距信號(hào)攜帶的特定偽隨機(jī)碼和接收經(jīng)過(guò)中轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的所述測(cè)距信號(hào)攜帶的特定偽隨機(jī)碼進(jìn)行相關(guān)性計(jì)算獲取相位偏移補(bǔ)償量；

所述測(cè)量距離計(jì)算單元用于根據(jù)所述相位偏移補(bǔ)償量計(jì)算測(cè)量距離。

在本方案中，通過(guò)測(cè)量追蹤預(yù)警裝置發(fā)送的本地特定偽隨機(jī)碼和接收的偽隨機(jī)碼之間的相關(guān)性計(jì)算得到的相位偏移補(bǔ)償量計(jì)算列車(chē)之間的間隔距離，該相位偏移補(bǔ)償量為測(cè)距信號(hào)從發(fā)送到接收的傳輸時(shí)間，通過(guò)測(cè)距信號(hào)中的偽隨機(jī)碼實(shí)現(xiàn)測(cè)距功能，提高了測(cè)距精度和列車(chē)運(yùn)行環(huán)境的適應(yīng)性，保證了列車(chē)的運(yùn)行安全。

較佳地，所述測(cè)距追蹤預(yù)警裝置還包括參數(shù)輸入單元；

所述參數(shù)輸入單元用于獲取列車(chē)運(yùn)行方向，所述列車(chē)運(yùn)行方向包括上行方向和下行方向；

所述控制單元還用于根據(jù)所述列車(chē)運(yùn)行方向設(shè)置工作頻點(diǎn)，并在所述列車(chē)運(yùn)行方向?yàn)樯闲蟹较驎r(shí)將所述工作頻點(diǎn)設(shè)置為第一組頻點(diǎn)，以及在所述列車(chē)運(yùn)行方向?yàn)橄滦蟹较驎r(shí)將所述工作頻點(diǎn)設(shè)置為第二組頻點(diǎn)。

較佳地，所述第一組頻點(diǎn)包括第一頻點(diǎn)和第二頻點(diǎn)，所述第二組頻點(diǎn)包括第三頻點(diǎn)和第四頻點(diǎn)；

所述被動(dòng)應(yīng)答單元用于在所述列車(chē)運(yùn)行方向?yàn)樯闲蟹较驎r(shí)對(duì)測(cè)距信號(hào)采用所述第一頻點(diǎn)進(jìn)行接收以及采用所述第二頻點(diǎn)進(jìn)行發(fā)送，以及在所述列車(chē)運(yùn)行方向?yàn)橄滦蟹较驎r(shí)對(duì)測(cè)距信號(hào)采用所述第三頻點(diǎn)進(jìn)行接收以及采用所述第四頻點(diǎn)進(jìn)行發(fā)送；

所述主動(dòng)測(cè)距單元用于在所述列車(chē)運(yùn)行方向?yàn)樯闲蟹较驎r(shí)對(duì)測(cè)距信號(hào)采用所述第二頻點(diǎn)進(jìn)行發(fā)送以及采用所述第一頻點(diǎn)進(jìn)行接收，以及在所述列車(chē)運(yùn)行方向?yàn)橄滦蟹较驎r(shí)對(duì)測(cè)距信號(hào)采用所述第四頻點(diǎn)進(jìn)行發(fā)送以及采用所述第三頻點(diǎn)進(jìn)行接收。

在本方案中，通過(guò)根據(jù)列車(chē)運(yùn)行方向確定不同的工作頻點(diǎn)，確保同一股 道同一運(yùn)行方向的列車(chē)之間才能進(jìn)行無(wú)線(xiàn)測(cè)距，消除了臨近股道列車(chē)的干擾，保證了無(wú)線(xiàn)測(cè)距的準(zhǔn)確性，進(jìn)一步保證了列車(chē)運(yùn)行的安全性。

較佳地，所述測(cè)量距離計(jì)算單元用于根據(jù)周期性連續(xù)獲取的多個(gè)相位偏移補(bǔ)償量計(jì)算對(duì)應(yīng)的多個(gè)測(cè)量距離，以及根據(jù)所述多個(gè)測(cè)量距離計(jì)算平均測(cè)量距離并將所述平均測(cè)量距離傳輸給所述控制單元。

在本方案中，通過(guò)列車(chē)檢測(cè)距離在特定周期內(nèi)進(jìn)行多次測(cè)量以及取平均值，減少了測(cè)量誤差，進(jìn)一步提高了測(cè)距精度以及進(jìn)一步提高了列車(chē)運(yùn)行的安全性。

較佳地，所述天線(xiàn)為具有特定輻射角度的定向天線(xiàn)。

在本方案中，由于定向天線(xiàn)的主瓣方向指向列車(chē)運(yùn)行方向的前方以及后方，通過(guò)該定向天線(xiàn)可以有效抑制非測(cè)距方向的無(wú)線(xiàn)通信的干擾，并增強(qiáng)測(cè)距方向的接收信號(hào)的信噪比，進(jìn)一步提高了無(wú)線(xiàn)測(cè)距信號(hào)的收發(fā)效果，保證了列車(chē)間進(jìn)行無(wú)線(xiàn)測(cè)距通信可靠性，進(jìn)一步保證了列車(chē)運(yùn)行的安全性。

較佳地，所述測(cè)距追蹤預(yù)警裝置還包括示警單元，所述示警單元與所述控制單元電連接；

所述示警單元用于顯示所述測(cè)量距離和示警信息；

所述控制單元還用于在所述測(cè)量距離小于第一預(yù)設(shè)距離門(mén)限時(shí)控制所述示警單元輸出示警信息。

較佳地，所述示警單元包括顯示模塊和報(bào)警模塊，所述顯示模塊包括以下之一或其任意組合：液晶顯示器、數(shù)碼管、指示燈；

所述報(bào)警模塊包括以下之一或其任意組合：蜂鳴器、語(yǔ)音播放器。

在本方案中，通過(guò)示警單元提醒所述列車(chē)駕駛員注意行車(chē)間距，預(yù)防追尾事故，提高行車(chē)安全。

較佳地，所述測(cè)距追蹤預(yù)警裝置還包括制動(dòng)輸出單元，所述制動(dòng)輸出單元與所述控制單元電連接；

所述控制單元還用于在所述測(cè)量距離小于第二預(yù)設(shè)距離門(mén)限時(shí)發(fā)送制動(dòng)邏輯命令至所述制動(dòng)輸出單元，其中，所述第二預(yù)設(shè)距離門(mén)限小于所述第 一預(yù)設(shè)距離門(mén)限；

所述制動(dòng)輸出單元用于將接收的所述制動(dòng)邏輯命令變換成電氣指令或數(shù)據(jù)編碼指令對(duì)列車(chē)進(jìn)行制動(dòng)。

在本方案中，當(dāng)測(cè)量列車(chē)間的距離小于第二預(yù)設(shè)距離門(mén)限時(shí)，對(duì)列車(chē)進(jìn)行自動(dòng)制動(dòng)，通過(guò)對(duì)列車(chē)實(shí)行多級(jí)安全機(jī)制，提高了列車(chē)的行車(chē)安全性。

本發(fā)明還提供了一種列車(chē)，包括車(chē)頭和車(chē)尾，其特點(diǎn)在于，所述車(chē)頭和所述車(chē)尾均安裝有所述用于列車(chē)的測(cè)距追蹤預(yù)警裝置。

本發(fā)明還提供了一種列車(chē)組系統(tǒng)，其特點(diǎn)在于，所述列車(chē)組系統(tǒng)至少包括一前車(chē)與后車(chē)以及兩個(gè)運(yùn)行軌道，所述前車(chē)或所述后車(chē)為所述列車(chē)，所述兩個(gè)運(yùn)行軌道分別為上行軌道和下行軌道，所述上行軌道為所述列車(chē)在列車(chē)運(yùn)行方向?yàn)樯闲蟹较驎r(shí)的運(yùn)行軌道，所述下行軌道為在所述列車(chē)運(yùn)行方向?yàn)橄滦蟹较驎r(shí)的運(yùn)行軌道；

所述后車(chē)車(chē)頭的測(cè)距追蹤預(yù)警裝置用于列車(chē)在所述上行軌道時(shí)以第一組頻點(diǎn)與所述前車(chē)車(chē)尾的測(cè)距追蹤預(yù)警裝置進(jìn)行全雙工無(wú)線(xiàn)通信，以及列車(chē)在所述下行軌道時(shí)以第二組頻點(diǎn)與所述前車(chē)車(chē)尾的測(cè)距追蹤預(yù)警裝置進(jìn)行全雙工無(wú)線(xiàn)通信；

其中，所述第一組頻點(diǎn)包括第一頻點(diǎn)和第二頻點(diǎn)，所述第二組頻點(diǎn)包括第三頻點(diǎn)和第四頻點(diǎn)。

在本方案中，在上行方向后車(chē)在對(duì)前車(chē)進(jìn)行測(cè)距時(shí)采用第一頻點(diǎn)接收和第二頻點(diǎn)發(fā)送信號(hào)，以及在下行方向時(shí)采用第三頻點(diǎn)接收和第四頻點(diǎn)發(fā)送信號(hào)，通過(guò)列車(chē)在不同軌道即不同的運(yùn)行方向運(yùn)行時(shí)采用不同的頻點(diǎn)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)測(cè)距，避免了相鄰軌道之間的列車(chē)的無(wú)線(xiàn)測(cè)距信號(hào)的相互干擾，提高了無(wú)線(xiàn)測(cè)距的準(zhǔn)確性，進(jìn)一步提高了列車(chē)運(yùn)行的安全性。

本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：提高了列車(chē)運(yùn)行時(shí)后車(chē)對(duì)前車(chē)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)測(cè)距的測(cè)距精度和準(zhǔn)確性、防止了列車(chē)間的無(wú)線(xiàn)測(cè)距信號(hào)的干擾、提高了列車(chē)的運(yùn)行的安全等級(jí)和可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的用于列車(chē)的測(cè)距追蹤預(yù)警裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例3的用于列車(chē)的測(cè)距追蹤預(yù)警裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例4的列車(chē)運(yùn)行方向?yàn)樯闲蟹较驎r(shí)的列車(chē)間無(wú)線(xiàn)測(cè)距原理示意圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例4的列車(chē)運(yùn)行方向?yàn)橄滦蟹较驎r(shí)的列車(chē)間無(wú)線(xiàn)測(cè)距原理示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例的方式進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。

實(shí)施例1

如圖1所示，一種用于列車(chē)的測(cè)距追蹤預(yù)警裝置，其包括天線(xiàn)101、被動(dòng)應(yīng)答單元102、主動(dòng)測(cè)距單元103、控制單元104、相關(guān)性計(jì)算單元105、測(cè)量距離計(jì)算單元106、示警單元107和制動(dòng)輸出單元108。被動(dòng)應(yīng)答單元102、主動(dòng)測(cè)距單元103均與天線(xiàn)101電連接，被動(dòng)應(yīng)答單元102、主動(dòng)測(cè)距單元103、相關(guān)性計(jì)算單元105、測(cè)量距離計(jì)算單元106、示警單元107、制動(dòng)輸出單元108均與控制單元104電連接，相關(guān)性計(jì)算單元105與測(cè)量距離計(jì)算單元106電連接。

天線(xiàn)101為具有特定輻射角度的定向天線(xiàn)，天線(xiàn)101輻射增益最大處正對(duì)列車(chē)運(yùn)行方向，天線(xiàn)101在發(fā)射狀態(tài)時(shí)，可以顯著增強(qiáng)測(cè)距方向的無(wú)線(xiàn)測(cè)距信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度，削弱其他方向的輻射干擾，天線(xiàn)101在接收狀態(tài)時(shí)能改善測(cè)距方向的接收信號(hào)信噪比，抑制其他方向的信號(hào)干擾，此外也減少了列車(chē)金屬車(chē)體對(duì)無(wú)線(xiàn)信號(hào)的吸收和反射，獲得了更好的收發(fā)效果。

控制單元104用于設(shè)置和選擇所述測(cè)距追蹤預(yù)警裝置的工作模式，所述工作模式為主動(dòng)測(cè)距模式和被動(dòng)應(yīng)答模式，從而實(shí)現(xiàn)全雙工通信。

被動(dòng)應(yīng)答單元102用于在被動(dòng)應(yīng)答模式時(shí)采用所述天線(xiàn)101接收攜帶有特定偽隨機(jī)碼的測(cè)距信號(hào)并將所述測(cè)距信號(hào)進(jìn)行中轉(zhuǎn)發(fā)送。被動(dòng)應(yīng)答單元102在對(duì)所述測(cè)距信號(hào)進(jìn)行中轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)僅僅只是對(duì)接收到的測(cè)距信號(hào)的簡(jiǎn)單復(fù)制或增強(qiáng)，并且不增加其他信息，在轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)既可以采用無(wú)需解調(diào)和調(diào)制過(guò)程的直接轉(zhuǎn)發(fā)，也可以采用解擴(kuò)、濾波、放大、擴(kuò)頻調(diào)制的再生式轉(zhuǎn)發(fā)。

主動(dòng)測(cè)距單元103用于在主動(dòng)測(cè)距模式時(shí)采用所述天線(xiàn)101發(fā)送攜帶有特定偽隨機(jī)碼的測(cè)距信號(hào)以及接收經(jīng)過(guò)中轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的所述測(cè)距信號(hào)。

相關(guān)性計(jì)算單元105用于對(duì)主動(dòng)發(fā)送的測(cè)距信號(hào)攜帶的特定偽隨機(jī)碼和接收經(jīng)過(guò)中轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的所述測(cè)距信號(hào)攜帶的特定偽隨機(jī)碼進(jìn)行相關(guān)性計(jì)算獲取相位偏移補(bǔ)償量。

在本方案中，主動(dòng)測(cè)距單元103主動(dòng)發(fā)送攜帶有特定偽隨機(jī)碼的測(cè)距信號(hào)，所述特定偽隨機(jī)碼為具有一定長(zhǎng)度和碼率的本地偽隨機(jī)碼，該主動(dòng)測(cè)距單元103接收經(jīng)過(guò)中轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的所述測(cè)距信號(hào)并進(jìn)行下變頻和解調(diào)得到的偽隨機(jī)碼為接收偽隨機(jī)碼。由于主動(dòng)測(cè)距單元103主動(dòng)發(fā)送的測(cè)距信號(hào)和接收到的經(jīng)過(guò)中轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的測(cè)距信號(hào)之間存在一定的傳輸延時(shí)，而其中的所述接收偽隨機(jī)碼與所述本地偽隨機(jī)碼也僅僅存在一定的相位差，該相位差與測(cè)距信號(hào)的傳輸延時(shí)相同，因此通過(guò)計(jì)算相位差可以計(jì)算得到與被測(cè)對(duì)象之間的距離。而通過(guò)所述接收偽隨機(jī)碼與本地偽隨機(jī)碼進(jìn)行相關(guān)性運(yùn)算可以得到該相位差，該相位差即所述相位偏移補(bǔ)償量，該相關(guān)性運(yùn)算為互相關(guān)運(yùn)算。

測(cè)量距離計(jì)算單元106用于根據(jù)所述相位偏移補(bǔ)償量計(jì)算測(cè)量距離。具體計(jì)算過(guò)程如下：

通過(guò)相關(guān)性計(jì)算單元105得到所述相位偏移補(bǔ)償量t，并且無(wú)線(xiàn)測(cè)距信號(hào)在空氣中的傳輸速度c已知，測(cè)量距離L可根據(jù)以下公式計(jì)算得出：

L＝(t×c)÷2

測(cè)量距離計(jì)算單元106計(jì)算將計(jì)算得到的測(cè)量距離L發(fā)送給控制單元104。

示警單元107用于顯示距離和示警信息。示警單元107包括顯示模塊 1071和報(bào)警模塊1072，顯示模塊1071可以為液晶顯示器、數(shù)碼管、指示燈中的一種或多種，報(bào)警模塊1072可以為蜂鳴器、語(yǔ)音播放器中的一種或兩種。采用聲光兩種報(bào)警方式構(gòu)成冗余，當(dāng)其中一種器材失效時(shí)，只要另一種示警器材未同時(shí)失效，則示警單元107仍能維持示警功能，提高了示警功能的可靠性。

制動(dòng)輸出單元108用于將接收的邏輯命令變換成電氣指令或數(shù)據(jù)編碼指令對(duì)列車(chē)進(jìn)行制動(dòng)。

在本方案中，測(cè)距追蹤預(yù)警裝置的具體工作工程如下：

當(dāng)控制單元104設(shè)置和選擇的工作模式為被動(dòng)應(yīng)答模式時(shí)。被動(dòng)應(yīng)答單元102通過(guò)天線(xiàn)101接收攜帶有特定偽隨機(jī)碼的測(cè)序信號(hào)并將所述測(cè)距信號(hào)進(jìn)行中轉(zhuǎn)發(fā)送。

當(dāng)控制單元104設(shè)置和選擇的工作模式為主動(dòng)測(cè)距模式時(shí)。

主動(dòng)測(cè)距單元103通過(guò)天線(xiàn)101主動(dòng)發(fā)送攜帶有特定偽隨機(jī)碼的測(cè)距信號(hào)以及接收經(jīng)過(guò)中轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的所述測(cè)距信號(hào)。

相關(guān)性計(jì)算單元105根據(jù)主動(dòng)測(cè)距單元103主動(dòng)發(fā)送的測(cè)距信號(hào)攜帶的本地偽隨機(jī)碼和接收經(jīng)過(guò)中轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的測(cè)距信號(hào)攜帶的接收偽隨機(jī)碼進(jìn)行相關(guān)性計(jì)算獲取相位偏移補(bǔ)償量。

測(cè)量距離計(jì)算單元106通過(guò)所述相位偏移補(bǔ)償量計(jì)算該測(cè)距追蹤預(yù)警裝置與被測(cè)列車(chē)之間的距離即測(cè)量距離，并將所述測(cè)量距離發(fā)送給控制單元104。

控制單元104判斷所述測(cè)量距離是否小于第一預(yù)設(shè)距離門(mén)限，若是，控制報(bào)警模塊1072輸出報(bào)警信息，若否，只通過(guò)顯示模塊1071顯示所述測(cè)量距離；此外，控制單元104還用于進(jìn)一步判斷所述測(cè)量距離是否小于第二預(yù)設(shè)距離門(mén)限，若是，所述控制單元104發(fā)送制動(dòng)邏輯命令給所述制動(dòng)輸出單元108，所述制動(dòng)輸出單元108將接收的制動(dòng)邏輯命令轉(zhuǎn)換成電氣指令或數(shù)據(jù)編碼指令對(duì)列車(chē)進(jìn)行制動(dòng)，其中所述第二預(yù)設(shè)距離門(mén)限小于所述第一預(yù)設(shè)距離門(mén)限，若否，則只通過(guò)示警單元107進(jìn)行顯示或報(bào)警。其中，所述電氣 指令指電氣行業(yè)用標(biāo)準(zhǔn)模擬量信號(hào)，所述數(shù)據(jù)編碼指令指數(shù)字編碼信號(hào)。

通過(guò)根據(jù)測(cè)量得到的不同的測(cè)量距離與不同的預(yù)設(shè)距離門(mén)限進(jìn)行對(duì)比判斷實(shí)現(xiàn)不同的控制命令，提高了列車(chē)運(yùn)行的安全性。

本實(shí)施例通過(guò)具有特定輻射角度的定向天線(xiàn)和采用偽隨機(jī)碼測(cè)距的方法，提高了測(cè)距精度和列車(chē)運(yùn)行環(huán)境的適應(yīng)性，保證了列車(chē)的運(yùn)行安全。

本實(shí)施例還提供了一種列車(chē)，所述列車(chē)包括車(chē)頭和車(chē)尾，所述車(chē)頭和車(chē)尾均安裝有如本實(shí)施例中所述的用于列車(chē)的測(cè)距追蹤預(yù)警裝置。

實(shí)施例2

本實(shí)施例在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上做了進(jìn)一步的改進(jìn)，改進(jìn)之處在于：所述測(cè)量距離計(jì)算單元106用于根據(jù)周期性連續(xù)獲取的多個(gè)相位偏移量計(jì)算對(duì)應(yīng)的多個(gè)測(cè)量距離，以及根據(jù)所述多個(gè)測(cè)量距離計(jì)算平均測(cè)量距離并將所述平均測(cè)量距離傳輸給所述控制單元104。

由于無(wú)線(xiàn)測(cè)距信號(hào)在傳輸過(guò)程中容易受到多徑干擾、衰落等影響，導(dǎo)致接收到的測(cè)距信號(hào)的幅值的隨機(jī)起伏影響到測(cè)量距離的精度，因此，通過(guò)采用周期性連續(xù)測(cè)量，并將連續(xù)多次測(cè)量的多個(gè)測(cè)量距離取均值，將取平均之后得到的測(cè)量距離作為最后結(jié)果保存，可以有效減少測(cè)量誤差，提高所述測(cè)距追蹤預(yù)警裝置的測(cè)量精度。

此外，根據(jù)偽隨機(jī)碼具有周期性的特點(diǎn)，主動(dòng)測(cè)距單元103每次接收到一幀完整的偽隨機(jī)碼，所述接受偽隨機(jī)碼與所述本地偽隨機(jī)碼進(jìn)行一次相關(guān)性運(yùn)算得到一個(gè)傳輸延時(shí)的數(shù)據(jù)。由于無(wú)線(xiàn)測(cè)距信號(hào)的傳輸速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于列車(chē)實(shí)際的行駛速度，主動(dòng)測(cè)距單元103所用的偽隨機(jī)碼周期很短，完成一次測(cè)距所需時(shí)間小于等于2ms；若列車(chē)車(chē)速取350km/h＝0.097m/ms，則在一次測(cè)距過(guò)程中，列車(chē)運(yùn)行0.097×2＝0.194m，相對(duì)于數(shù)十米的測(cè)距誤差要求，其影響可以忽略不計(jì)，因此可以近似認(rèn)為測(cè)距過(guò)程中，列車(chē)處于靜止?fàn)顟B(tài)，能在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行連續(xù)多次無(wú)線(xiàn)測(cè)距。

本實(shí)施例還提供了一種列車(chē)，所述列車(chē)包括車(chē)頭和車(chē)尾，所述車(chē)頭和車(chē)尾均安裝有如本實(shí)施例中所述的用于列車(chē)的測(cè)距追蹤預(yù)警裝置。

實(shí)施例3

本實(shí)施例在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上作了進(jìn)一步的改進(jìn)，如圖2所示，改進(jìn)之處在于：所述測(cè)距追蹤預(yù)警裝置還包括參數(shù)輸入單元109，所述參數(shù)輸入單元109用于獲取列車(chē)運(yùn)行方向，所述列車(chē)運(yùn)行方向包括上行方向和下行方向；所述控制單元104還用于根據(jù)所述列車(chē)運(yùn)行方向設(shè)置工作頻點(diǎn)，并在所述列車(chē)運(yùn)行方向?yàn)樯闲蟹较驎r(shí)將工作頻點(diǎn)設(shè)置為第一組頻點(diǎn)，以及在所述列車(chē)運(yùn)行方向?yàn)橄滦蟹较驎r(shí)將所述工作頻點(diǎn)設(shè)置為第二組頻點(diǎn)。

所述第一組頻點(diǎn)包括第一頻點(diǎn)和第二頻點(diǎn)，所述第二組頻點(diǎn)包括第三頻點(diǎn)和第四頻點(diǎn)；

所述被動(dòng)應(yīng)答單元102用于在所述列車(chē)運(yùn)行方向?yàn)樯闲蟹较驎r(shí)對(duì)測(cè)距信號(hào)采用所述第一頻點(diǎn)進(jìn)行接收以及采用所述第二頻點(diǎn)進(jìn)行發(fā)送，以及在所述列車(chē)運(yùn)行方向?yàn)橄滦蟹较驎r(shí)對(duì)測(cè)距信號(hào)采用所述第三頻點(diǎn)進(jìn)行接收以及采用所述第四頻點(diǎn)進(jìn)行發(fā)送；

所述主動(dòng)測(cè)距單元103用于在所述列車(chē)運(yùn)行方向?yàn)樯闲蟹较驎r(shí)對(duì)測(cè)距信號(hào)采用所述第二頻點(diǎn)進(jìn)行發(fā)送以及采用所述第一頻點(diǎn)進(jìn)行接收，以及在所述列車(chē)運(yùn)行方向?yàn)橄滦蟹较驎r(shí)對(duì)測(cè)距信號(hào)采用所述第四頻點(diǎn)進(jìn)行發(fā)送以及采用所述第三頻點(diǎn)進(jìn)行接收。

通過(guò)根據(jù)列車(chē)運(yùn)行方向確定不同的工作頻點(diǎn)，確保同一股道同一運(yùn)行方向的列車(chē)之間才能進(jìn)行無(wú)線(xiàn)測(cè)距，消除了臨近股道列車(chē)的干擾，保證了無(wú)線(xiàn)測(cè)距的準(zhǔn)確性，進(jìn)一步保證了列車(chē)運(yùn)行的安全性。

本實(shí)施例還提供了一種列車(chē)，所述列車(chē)包括車(chē)頭和車(chē)尾，所述車(chē)頭和車(chē)尾均安裝有如本實(shí)施例中所述的用于列車(chē)的測(cè)距追蹤預(yù)警裝置。

實(shí)施例4

一種列車(chē)組系統(tǒng)，其至少包括一前車(chē)與后車(chē)及兩個(gè)運(yùn)行軌道，所述前車(chē)或所述后車(chē)為如實(shí)施例3中所述的列車(chē)，所述列車(chē)的兩個(gè)運(yùn)行軌道分別為上行軌道和下行軌道，所述上行軌道為所述列車(chē)在列車(chē)運(yùn)行方向?yàn)樯闲蟹较虻倪\(yùn)行軌道，所述下行軌道為所述列車(chē)運(yùn)行方向?yàn)橄滦蟹较驎r(shí)的運(yùn)行軌道；

所述后車(chē)車(chē)頭的測(cè)距追蹤預(yù)警裝置用于列車(chē)在上行軌道時(shí)以第一組頻點(diǎn)與所述前車(chē)車(chē)尾的測(cè)距追蹤預(yù)警裝置進(jìn)行全雙工無(wú)線(xiàn)通信，以及列車(chē)在下行軌道時(shí)以第二組頻點(diǎn)與所述前車(chē)車(chē)尾的測(cè)距追蹤預(yù)警裝置進(jìn)行全雙工無(wú)線(xiàn)通信；

其中，所述第一組頻點(diǎn)包括第一頻點(diǎn)和第二頻點(diǎn)，所述第二組頻點(diǎn)包括第三頻點(diǎn)和第四頻點(diǎn)。

當(dāng)前車(chē)與后車(chē)運(yùn)行于上行軌道時(shí)的示意圖如圖3所示。后車(chē)對(duì)前車(chē)進(jìn)行測(cè)距追蹤預(yù)警的具體過(guò)程如下：

所述前車(chē)為第二列車(chē)2，所述第二列車(chē)2包括第一測(cè)距追蹤預(yù)警裝置21和第二測(cè)距追蹤預(yù)警裝置22，所述后車(chē)為第一列車(chē)1，所述第一列車(chē)1包括第三測(cè)距追蹤預(yù)警裝置11和第四測(cè)距追蹤預(yù)警裝置12。其中，后車(chē)車(chē)頭的測(cè)距追蹤預(yù)警裝置為第四測(cè)距追蹤預(yù)警裝置12，前車(chē)車(chē)尾的測(cè)距追蹤預(yù)警裝置為第一測(cè)距追蹤預(yù)警裝置21。

第一測(cè)距追蹤預(yù)警裝置21與第四測(cè)距追蹤預(yù)警裝置12以第一組頻點(diǎn)進(jìn)行全雙工無(wú)線(xiàn)通信。此時(shí)，第四測(cè)距追蹤預(yù)警裝置12工作于主動(dòng)測(cè)距模式，第一測(cè)距追蹤預(yù)警裝置21工作于被動(dòng)應(yīng)答模式，第四測(cè)距追蹤預(yù)警裝置12以第二頻點(diǎn)主動(dòng)發(fā)送攜帶有本地偽隨機(jī)碼的無(wú)線(xiàn)測(cè)距信號(hào)給第一測(cè)距追蹤預(yù)警裝置21，第一測(cè)距追蹤預(yù)警裝置21對(duì)所述測(cè)距信號(hào)采用第一頻點(diǎn)進(jìn)行接收并以第二頻點(diǎn)將所述測(cè)距信號(hào)中轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)給所述第四測(cè)距追蹤預(yù)警裝置12，第四測(cè)距追蹤預(yù)警裝置12以第一頻點(diǎn)接收攜帶有接收偽隨機(jī)碼的測(cè)距信號(hào)。第四測(cè)距追蹤預(yù)警裝置12根據(jù)所述本地偽隨機(jī)碼和所述接收偽隨機(jī)碼計(jì)算得到后車(chē)與前車(chē)之間的距離，從而實(shí)現(xiàn)后車(chē)的示警或制動(dòng)控制等指令動(dòng)作。

當(dāng)前車(chē)與后車(chē)運(yùn)行于下行軌道時(shí)的示意圖如圖4所示。后車(chē)對(duì)前車(chē)進(jìn)行測(cè)距追蹤預(yù)警的具體過(guò)程如下：

所述前車(chē)為第一列車(chē)1，所述第一列車(chē)1包括第三測(cè)距追蹤預(yù)警裝置11和第四測(cè)距追蹤預(yù)警裝置12，所述后車(chē)為第二列車(chē)2，所述第二列車(chē)2包括 第一測(cè)距追蹤預(yù)警裝置21和第二追蹤預(yù)警裝置22。其中，后車(chē)車(chē)頭的測(cè)距追蹤預(yù)警裝置為第一測(cè)距追蹤預(yù)警裝置21，前車(chē)車(chē)尾的測(cè)距追蹤預(yù)警裝置為第四測(cè)距追蹤預(yù)警裝置12。

第一測(cè)距追蹤預(yù)警裝置21與第四測(cè)距追蹤預(yù)警裝置12以第二組頻點(diǎn)進(jìn)行全雙工無(wú)線(xiàn)通信。此時(shí)，第四測(cè)距追蹤預(yù)警裝置12工作于被動(dòng)應(yīng)答模式，第一測(cè)距追蹤預(yù)警裝置21工作于主動(dòng)測(cè)距模式，第一測(cè)距追蹤預(yù)警裝置21以第四頻點(diǎn)主動(dòng)發(fā)送攜帶有本地偽隨機(jī)碼的無(wú)線(xiàn)測(cè)距信號(hào)給第四測(cè)距追蹤預(yù)警裝置12，第四測(cè)距追蹤預(yù)警裝置12對(duì)所述測(cè)距信號(hào)采用第三頻點(diǎn)進(jìn)行接收并以第四頻點(diǎn)將所述測(cè)距信號(hào)中轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)給所述第一測(cè)距追蹤預(yù)警裝置21，第一測(cè)距追蹤預(yù)警裝置21以第三頻點(diǎn)接收攜帶有接收偽隨機(jī)碼的測(cè)距信號(hào)。第一測(cè)距追蹤預(yù)警裝置21根據(jù)所述本地偽隨機(jī)碼和所述接收偽隨機(jī)碼計(jì)算得到后車(chē)與前車(chē)之間的距離，從而實(shí)現(xiàn)后車(chē)的示警或制動(dòng)控制等指令動(dòng)作。

在本方案中，列車(chē)運(yùn)行方向與工作頻點(diǎn)的設(shè)置并不限于以上所述，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇，這里不再一一贅述。

在本實(shí)施例中，在上行方向時(shí)，后車(chē)在對(duì)前車(chē)進(jìn)行測(cè)距時(shí)采用第一頻點(diǎn)接收和第二頻點(diǎn)發(fā)送信號(hào)，以及在下行方向時(shí)采用第三頻點(diǎn)接收和第四頻點(diǎn)發(fā)送信號(hào)，通過(guò)列車(chē)在不同軌道即不同的運(yùn)行方向運(yùn)行時(shí)采用不同的頻點(diǎn)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)測(cè)距，避免了相鄰軌道之間的列車(chē)的無(wú)線(xiàn)測(cè)距信號(hào)的相互干擾，提高了無(wú)線(xiàn)測(cè)距的準(zhǔn)確性，進(jìn)一步提高了列車(chē)運(yùn)行的安全性。

雖然以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說(shuō)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書(shū)限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。