列車防撞預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及軌道交通信號系統(tǒng)，具體涉及一種列車防撞預(yù)警系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著軌道交通行業(yè)的迅猛發(fā)展，截止2013年底，中國共有36座城市獲準(zhǔn)修建城市軌道交通線路，其中19座城市的85條線路已經(jīng)開通運(yùn)營，總里程達(dá)2509.52公里。預(yù)計(jì)到2020年，全國城市軌道運(yùn)營里程將達(dá)到6000公里，在軌道交通方面的投資將達(dá)3-4萬億元。
[0003]信號系統(tǒng)作為軌道交通最核心的安全控制系統(tǒng)，為保障軌道車輛的安全運(yùn)行發(fā)揮了巨大的作用。但是，信號系統(tǒng)都是在其特定的條件或環(huán)境中正常運(yùn)行的，一旦出現(xiàn)非常規(guī)的事件或故障，難以保障正常安全運(yùn)營。如:2012年7月3日上海地鐵2號線SHR站出現(xiàn)的氣體滅火氣爆炸事件，直接導(dǎo)致電源屏失電，信號系統(tǒng)癱瘓；2011年9月27日發(fā)生的上海地鐵10號線，由于供電系統(tǒng)故障，之后UPS系統(tǒng)電量也耗光，引起全線信號系統(tǒng)癱瘓，調(diào)度員在此情況下發(fā)出錯(cuò)誤指令，最終導(dǎo)致撞車事件發(fā)生，都暴露了極端情況下失去信號系統(tǒng)后軌道交通無可依賴，安全運(yùn)營無法保障的現(xiàn)狀。
[0004]因此，軌道交通需要一套極端條件下可以依賴的列車防撞預(yù)警系統(tǒng)，針對類似的非常規(guī)事件情況下，通過一定的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)列車預(yù)防碰撞的可靠安全系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種列車防撞預(yù)警系統(tǒng)，該預(yù)警系統(tǒng)通過在列車上設(shè)置RFID讀寫器并在軌道曲線段上布設(shè)RFID標(biāo)簽，以實(shí)現(xiàn)在軌道曲線段上的防撞探測。
[0006]本實(shí)用新型目的實(shí)現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成:
[0007]一種列車防撞預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于所述預(yù)警系統(tǒng)包括車載主機(jī)、RFID讀寫器、速度傳感器以及RFID標(biāo)簽，所述車載主機(jī)、所述RFID讀寫器以及所述速度傳感器均設(shè)置于所述列車上，所述RFID標(biāo)簽設(shè)置于軌道的曲線段上；其中，所述RFID讀寫器以及所述速度傳感器分別同所述車載主機(jī)通信連接。
[0008]所述車載主機(jī)包括主控單元以及與所述主控單元相連接的通信單元、事件記錄單元和電源單元。
[0009]所述RFID讀寫器位于所述列車首、尾兩端。
[0010]所述RFID標(biāo)簽沿所述軌道的曲線段間隔布設(shè)。
[0011]所述預(yù)警系統(tǒng)還包括位于所述列車首、尾兩端上的雷達(dá)，所述雷達(dá)與所述車載主機(jī)通信連接。
[0012]所述預(yù)警系統(tǒng)還包括位于所述列車上的緊急制動回路，所述緊急制動回路與所述車載主機(jī)連接。
[0013]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是，系統(tǒng)組成簡單，通過雷達(dá)可實(shí)現(xiàn)直線軌道上200米遠(yuǎn)距離的列車探測，同時(shí)通過RFID讀寫器和RFID標(biāo)簽?zāi)芙鉀Q當(dāng)前大部分防撞預(yù)警系統(tǒng)在彎道無法探測列車的困難。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型中列車防撞預(yù)警系統(tǒng)組成框圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型中軌道曲線段上的RFID標(biāo)簽布置示意圖；
[0016]圖3為本實(shí)用新型中直線軌道上雷達(dá)障礙物探測示意圖；
[0017]圖4為本實(shí)用新型中速度與制動距離的關(guān)系示意圖；
[0018]圖5為本實(shí)用新型中列車間的車距關(guān)系示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖通過實(shí)施例對本實(shí)用新型的特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解:
[0020]實(shí)施例:本實(shí)施例具體涉及一種列車防撞預(yù)警系統(tǒng)，該預(yù)警系統(tǒng)是用于作為當(dāng)城市軌交信號系統(tǒng)失效時(shí)的替代和補(bǔ)充技術(shù)，包括直線軌道上列車端頭的防撞雷達(dá)探測技術(shù)和彎曲軌道上列車的RFID讀卡器探測技術(shù)。
[0021]如圖1-3所示，本實(shí)施例中的預(yù)警系統(tǒng)包括車載主機(jī)、外圍設(shè)備以及軌旁設(shè)備。
(I)車載主機(jī)安裝于列車駕駛室中的控制柜內(nèi)，包括主控單元以及與主控單元相連接的通信單元、事件記錄單元和電源單元，車載主機(jī)的各部分按照雙冗余設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)。(2)外圍設(shè)備安裝于列車上，包括2個(gè)雷達(dá)、2個(gè)RFID讀卡器以及I個(gè)速度傳感器，2個(gè)雷達(dá)具體設(shè)置于列車的首、尾兩端，2個(gè)RFID讀卡器同樣設(shè)置于列車的首、尾兩端，且各設(shè)備均同車載主機(jī)的通信單元之間構(gòu)成通信連接。(3)軌道設(shè)備是指RFID標(biāo)簽和軌旁定位點(diǎn)，在軌道曲線段前后150米范圍內(nèi)，于軌道上以一定間隔距離布設(shè)若干RFID標(biāo)簽，本實(shí)施例中采用的間隔距離為3米。
[0022]車載主機(jī)中的主控單元用于完成信息匯總，此處信息包括綜合輸入的速度和運(yùn)行工況，之后接合雷達(dá)信息以及RFID標(biāo)簽信息進(jìn)行邏輯運(yùn)算，計(jì)算出前車是否與本車的距離大于安全距離，從而根據(jù)預(yù)先制定的判定準(zhǔn)則決定是否采取制動和告警，并輸出相應(yīng)的指令。
[0023]車載主機(jī)中的通信單元用于完成對雷達(dá)、RFID讀寫器以及速度傳感器之間的通信交互，用以獲取和發(fā)送相應(yīng)的數(shù)據(jù)。
[0024]車載主機(jī)中的事件記錄單元用于完成正常行駛情況下的大間隔記錄，間隔為10秒一次，以及發(fā)現(xiàn)緊急事件或故障事件的小間隔記錄，間隔為0.5秒一次。
[0025]車載主機(jī)中的電源單元用于將輸入直流電壓轉(zhuǎn)換為設(shè)備的工作電壓，其主要由兩個(gè)DC-DC模塊組成，一路DC-DC模塊實(shí)現(xiàn)將66VDC?150VDC輸入電壓轉(zhuǎn)換成24V直流電壓，供驅(qū)動輸出繼電器和外圍雷達(dá)及RFID讀寫器使用，另一路DC-DC模塊實(shí)現(xiàn)將上面模塊輸出的24V直流電壓轉(zhuǎn)換成3.3V電源供車載主機(jī)內(nèi)的主控單元、通信單元以及事件記錄單元使用。
[0026]如圖1、3所示，外圍設(shè)備中的雷達(dá)采用微波雷達(dá)測距器，24V DC供電，其精度較高；RFID讀寫器采用900MHz讀寫器，讀寫距離較遠(yuǎn)，速度快，9-36V DC供電；速度傳感器則采用廣泛應(yīng)用的脈沖式傳感器，18-30V DC供電。
[0027]如圖2所示，軌道設(shè)備中的RFID標(biāo)簽具體是900MHz的無源電子標(biāo)簽，其沿軌道曲線段前后150米范圍內(nèi)間隔布設(shè)。
[0028]如圖1-5所示，本實(shí)施例中的列車防撞預(yù)警系統(tǒng)日常處于運(yùn)行狀態(tài)，與常規(guī)的軌交信號系統(tǒng)并行工作，但僅在信號系統(tǒng)失效后介入對列車的控制。列車防撞預(yù)警系統(tǒng)的工作方法為:
[0029]A.主控單元內(nèi)存有當(dāng)前運(yùn)營線路的電子地圖，根據(jù)列車上的速度傳感器以及軌旁定位點(diǎn)，結(jié)合電子地圖，主控單元可判斷出當(dāng)前列車是行駛在直線軌道上還是曲線段軌道上;
[0030]B.若列車在直線軌道上時(shí)，列車上所安裝的雷達(dá)通過發(fā)射雷達(dá)波以探測前方200米范圍內(nèi)是否有列車，車載主機(jī)根據(jù)安裝于列車車輪上的速度傳感器計(jì)算列車自身行駛速度，根據(jù)最差制動率計(jì)算出對應(yīng)的最大制動距離，將此距離作為安全范圍，另外加上一段冗余距離作為探測器的聲光報(bào)警范圍，一旦前方列車在報(bào)警范圍內(nèi)，本列車上的車載主機(jī)會聲光報(bào)警提示司機(jī)。如果距離更近，進(jìn)入到安全制動范圍內(nèi)，則車載主機(jī)通過向列車上的緊急制動回路發(fā)送指令，觸發(fā)緊急制動，確保安全；
[0031]根據(jù)如圖4所示的速度-制動距離關(guān)系曲線，可知在某一速度下，列車完全停下所需要走行的制動距離。
[0032]C.若列車在曲線段軌道上，當(dāng)列車首端的RFID讀寫器經(jīng)過RFID標(biāo)簽時(shí)，RFID讀寫器先將標(biāo)簽內(nèi)容(該內(nèi)容是前一列車寫入的列車ID，經(jīng)過時(shí)刻，行駛工況以及速度值)讀出，計(jì)算與前車的最小距離；
[0033]當(dāng)列車尾端的RFID讀寫器經(jīng)過該RFID標(biāo)簽時(shí)，將本車ID、當(dāng)前時(shí)間、本車行駛工況(牽引、制動或惰行)以及速度值寫入該RFID標(biāo)簽中，以供后車知曉；
[0034]每列車經(jīng)過每個(gè)RFID標(biāo)簽時(shí)，都能讀到前一列車在經(jīng)過該RFID標(biāo)簽時(shí)的速度信息，通過對多個(gè)RFID標(biāo)簽內(nèi)所匯總的前車信息，可判斷出前車是否與本車有足夠的安全距離，前車是否采取了制動操作，以此促使本車采取減速告警，并且車尾端會將本車當(dāng)前相關(guān)信息寫入經(jīng)過的RFID標(biāo)簽中。
[0035]本實(shí)施例中的列車防撞預(yù)警系統(tǒng)除了實(shí)現(xiàn)直道200米距離內(nèi)的列車防撞探測，同時(shí)解決了當(dāng)前大部分防撞預(yù)警系統(tǒng)在彎道無法探測列車的困難，大大提高了軌道交通應(yīng)對突發(fā)事故的能力，提高信號系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)行車的安全性，從而降低故障造成的影響和損失。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種列車防撞預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于所述預(yù)警系統(tǒng)包括車載主機(jī)、RFID讀寫器、速度傳感器以及RFID標(biāo)簽，所述車載主機(jī)、所述RFID讀寫器以及所述速度傳感器均設(shè)置于所述列車上，所述RFID標(biāo)簽設(shè)置于軌道的曲線段上；其中，所述RFID讀寫器以及所述速度傳感器分別同所述車載主機(jī)通信連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種列車防撞預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于所述車載主機(jī)包括主控單元以及與所述主控單元相連接的通信單元、事件記錄單元和電源單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種列車防撞預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于所述RFID讀寫器位于所述列車首、尾兩端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種列車防撞預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于所述RFID標(biāo)簽沿所述軌道的曲線段間隔布設(shè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種列車防撞預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于所述預(yù)警系統(tǒng)還包括位于所述列車首、尾兩端上的雷達(dá)，所述雷達(dá)與所述車載主機(jī)通信連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種列車防撞預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于所述預(yù)警系統(tǒng)還包括位于所述列車上的緊急制動回路，所述緊急制動回路與所述車載主機(jī)連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種列車防撞預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于所述預(yù)警系統(tǒng)包括車載主機(jī)、RFID讀寫器、速度傳感器以及RFID標(biāo)簽，所述車載主機(jī)、所述RFID讀寫器以及所述速度傳感器均設(shè)置于所述列車上，所述RFID標(biāo)簽設(shè)置于軌道的曲線段上；其中，所述RFID讀寫器以及所述速度傳感器分別同所述車載主機(jī)通信連接。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是，系統(tǒng)組成簡單，通過雷達(dá)可實(shí)現(xiàn)直線軌道上200米遠(yuǎn)距離的列車探測，同時(shí)通過RFID讀寫器和RFID標(biāo)簽?zāi)芙鉀Q當(dāng)前大部分防撞預(yù)警系統(tǒng)在彎道無法探測列車的困難。
【IPC分類】B61L23-00
【公開號】CN204506929
【申請?zhí)枴緾N201520108446
【發(fā)明人】彭少武, 劉榮華
【申請人】上海益力機(jī)電有限公司, 彭少武
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年2月15日