專利名稱：列車接近智能預警系統的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電子與通信技術領域，涉及一種列車接近智能預警系統。
背景技術：
研究一套安全可靠、實時準確的鐵路列車接近預警系統，對減少道口交通事故，提 高行人安全和列車運行安全具有重要的現實意義和經濟意義。八十年代起，許多發達國家 將計算機控制技術引入道口信號設備，采用先進的定時報警方式，研制出功能齊全的道口 信號設備。瑞典國鐵(SJ)在平交道口裝設“車輛檢測系統”，該系統中的自動感應環路與列 車上的自動列車控制(ATC)系統相聯。當自動感應環路檢測到道口中有闖入道口的公路車 輛或其它障礙物時，“車輛檢測系統”將向ATC系統發出停車指令。利用這樣的安全保障系 統可以為列車安全通過平交道口提供保護。德國的漢諾威_威爾茨堡和曼海姆_斯圖加特 427km長的高速新線上，裝備列車接近自動預報裝置，該裝置是一套無線傳輸，固定點式報 警裝置；英國的鐵路安全狀態在20世紀60年代時十分嚴重，80年代初，裝備了自動報警系 統(AWS)和多顯示信號裝置。在我國，列車接近安全防護報警裝置的研究早在70年代就在全路許多局段開展， 有各種各樣的報警裝置問世。但是，限于當時電子技術的水平，無法形成系統，因而未能在 全路推廣，從八十年代開始，我國鐵路開始為道口裝備DX型道口信號設備，采用列車接近 從報警方式進行安全防護，但裝備的DX型道口信號設備采用的是繼電邏輯控制技術，難以 實現測速定時報警方式。進入九十年代后，且隨著電子計算機技術飛躍發展尤其是單片微 機廣泛的應用，列車防護報警裝置的研究倍受觀注。1995年，中船總第七研究院第七二四研 究所研制開發一種融報警和通信于一體的專用設備“M9410列車無線防護報警系統”；1997 年，杭州鐵路電子技術研究所開發了 DW-I型道口故障無線報警器；由鐵道部安監司、科技 司和中國鐵道學會聯合召開的中國鐵道學會2000年學術年會，確定“以技術裝備確保行車 安全”為主題，進行廣泛的學術交流。并由各鐵路局、總公司、科研院校等45個單位推出300 多項保障行車安全的新技術、新設備和新成果鐵路工務系統廣泛使用的列車接近安全防護 報警設備，是為保障行車安全和工務作業人員人身安全的技術裝備。2004年，北京科技大學 設計了一種基于振動式傳感器的火車臨近報警系統。盡管近年來我國鐵路加大財力、物力、人力投入，無線防護報警裝置方面也做了大 量研究，裝備了多種安全技術裝備，并取得了明顯效果，但與發達國家比較還存在一定差 距。
實用新型內容本實用新型要解決技術問題是提供一種列車接近智能預警系統，該列車接近智能 預警系統能對道口工作人員及時提供列車即將到達的預警信息，有效避免道口處交通事故 的發生。本實用新型為解決上述技術問題所采用的技術方案是[0007]—種列車接近智能預警系統，其特征在于，包括主機和接收機，所述的主機包括主 機CPU、信號處理器、編碼器、調制器、無線發射器和2個輪對傳感器，主機CPU、編碼器、調制 器和無線發射器依次連接，信號處理器的輸入端接2個輪對傳感器，信號處理器的輸出端 與主機CPU連接；所述的接收機包括接收機CPU、無線接收器、解調器、解碼器、報警器和顯 示器；所述的無線接收器、解調器、解碼器和接收機CPU依次連接，報警器和顯示器均與接 收機CPU連接；無線發射器與無線接收器無線通信連接。所述的主機CPU和接收機CPU均采用MSC1210單片機，輪對傳感器采用YCQ-3型 輪對傳感器。本實用新型的有益效果本實用新型的列車接近智能預警系統，不依賴于電務、車務、機務、車輛系統的任 何設備和設施，也不對其他設備造成影響，是一套安全獨立的系統設備。它能準確檢測出兩 公里以外的列車接近運行情況，通過無線方式進行傳輸并自動報警，為作業人員提供防護 警示作用。其功能特點如下(1)報警信息意義明確，能準確檢測出兩公里以外列車的運行位置、速度、運行方 向。(2)輪對傳感器安裝在鋼軌的內側不影響行車運輸安全，同時不對車務、機務、電 務、車輛等部門設備造成影響，也不受其安裝制約。(3)具有故障自檢測自報警功能。當報警裝置的磁性感應器被損壞或者當電瓶的 電壓低于正常工作所需電壓時，接收器會每分鐘發出一次報警提示。(4)主機有工作時段設置，并有休眠功能，適用于不同的施工作業時間，以降低電 源的消耗。(5)主機外殼體積小，具有耐寒、防潮、防盜，可固定安裝也可以移動式安裝，接收 機小巧輕便。(6)使用太陽能供電，無須供電維護。
圖1為本實用新型的結構框圖；圖2為主機的結構示意圖；圖3為本預警系統的工作流程示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。實施例1 如圖1-2，列車接近智能預警系統的列車接近傳感器采用輪對傳感器，主機CPU采 用MSC1210單片機，采用太陽能電源供電，接收機采用無線尋呼機。采用兩只同型號的輪對傳感器作為檢測的前端元件，先檢測到信號的輪對傳感器 到后檢測的輪對傳感器有個時間差，據此可以獲得列車運行方向；再通過由主機CPU的單 片機高精度定時計數電路得出輪對傳感器檢知的時間差，由于兩輪對傳感器的相對距離不 變，這樣可方便地計算出列車壓上輪對傳感器時的速度，即當前的車速。[0024]輪對傳感器安裝于鐵軌內側，是系統的眼睛，它能夠感受到列車經過；信號處理電 路將接收到的輪對傳感器的信號進行放大處理處理，主機CPU計算2個輪對傳感器輸出信 號的時間差，并識別該2個輪對傳感器輸出信號的先后順序，根據時間差和信號先后順序 計算得到列車當前的運行方向和運行車速，另外，主機到道口的距離是已知的，主機CPU將 列車的運行車速、運行方向和主機到道口的距離經編碼、調制等操作后通過無線發射器發 送到接收機的無線接收器，接收機將接收到的信號進行解碼后得到按一定的格式在顯示器 顯示，并給出報警信號，提醒道口的工作人員列車到來并顯示相應的參數(上行或下行、車 速等)。主機由數據處理單元(信號處理器、編碼器)、中央控制單元(主機CPU)、顯示單 元(顯示器)、存儲單元(EPROM、ROM)和無線發射器(高頻無線發射器)五部分組成。如 圖2所示。整個系統的工作程序是主機設置在離道口 2-3公里的鐵路處，接收機設置在道 口工作人員的身上或崗亭中，先由輪對傳感器分兩次向主機CPU傳送脈沖信號，主機CPU通 過定時器記錄時間差，算出車速(輪對傳感器之間距離一定)，通過無線發射將信號傳送到 道口人員隨身攜帶的接收機(即中文尋呼接收機)。輪對傳感器出于完全不依賴于其他諸如電務、車務、機務、車輛等設備和設施考 慮，采用永磁式輪對傳感器來實現列車接近檢知。為了使預警內容符合現場要求，必須對列 車的運行方向和速度進行檢測，需采用兩只同型號的傳感器作為檢測的前端元件。按傳感 器檢測到信號的先后獲得列車運行方向；再通過兩個傳感器的相對距離與傳感器檢知時間 差的比值就可以獲得列車運行速度。傳感器選型及安裝在選用輪對傳感器時，最初考慮使用的是測速儀磁頭，但在安 裝后發現容易脫落、不牢固等，就未再采用。最后選用了哈爾濱鐵路局科研所研制的YCQ-3 型輪對傳感器。輪對傳感器安裝在鋼軌內側軌腰處，兩只輪對傳感器中心距離為250mm。本實施例的工作流程是當列車從遠方開過來時，輪對傳感器將感應到的列車輪 對信號送往信號處理器進行放大整形和濾波，處理好的信號同時送往編碼器和主機CPU，此 時編碼器將從休眠狀態中被喚醒，等待主機CPU的計算結果。主機CPU對信號進行計算處 理后，形成里程，速度，方向等原始數據，這些原始數據送往編碼器進行編碼。編碼器將經過 編碼后的數據經調制器調整成模擬信號送往無線發射器(即發射天線)進行發射。無線接 收器(即接收天線)接收到無線信號，該無線信號經解調器和解碼器形成解碼后的數據發 送給接收機CPU，接收機CPU根據解碼后的數據從字庫讀取相應的字符點陣數據送往顯示 器顯示，同時蜂鳴器發出預警聲，提醒工作人員注意列車接近，以便工作人員及時做好準備 工作，避免事故發生。整個信號傳輸過程如圖3所示。
權利要求一種列車接近智能預警系統，其特征在于，包括主機和接收機，所述的主機包括主機CPU、信號處理器、編碼器、調制器、無線發射器和2個輪對傳感器，主機CPU、編碼器、調制器和無線發射器依次連接，信號處理器的輸入端接2個輪對傳感器，信號處理器的輸出端與主機CPU連接；所述的接收機包括接收機CPU、無線接收器、解調器、解碼器、報警器和顯示器；所述的無線接收器、解調器、解碼器和接收機CPU依次連接，報警器和顯示器均與接收機CPU連接；無線發射器與無線接收器無線通信連接。
2.根據權利要求1所述的列車接近智能預警系統，其特征在于，所述的主機CPU和接收 機CPU均采用MSC1210單片機，輪對傳感器采用YCQ-3型輪對傳感器。
專利摘要本實用新型公開了一種列車接近智能預警系統，其特征在于，包括主機和接收機，所述的主機包括主機CPU、信號處理器、編碼器、調制器、無線發射器和2個輪對傳感器，主機CPU、編碼器、調制器和無線發射器依次連接，信號處理器的輸入端接2個輪對傳感器，信號處理器的輸出端與主機CPU連接；所述的接收機包括接收機CPU、無線接收器、解調器、解碼器、報警器和顯示器；所述的無線接收器、解調器、解碼器和接收機CPU依次連接，報警器和顯示器均與接收機CPU連接；無線發射器與無線接收器無線通信連接。該列車接近智能預警系統能對道口工作人員及時提供列車即將到達的預警信息，有效避免道口處交通事故的發生。
文檔編號G08B21/02GK201646779SQ20102020222
公開日2010年11月24日 申請日期2010年5月12日 優先權日2010年5月12日
發明者葉自清, 周國雄 申請人:中南林業科技大學