專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于路由自適應(yīng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的鐵路安全行車(chē)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鐵路行車(chē)安全保障技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于路由自適應(yīng)無(wú)線 網(wǎng)絡(luò)的鐵路安全行車(chē)系統(tǒng)。
技術(shù)背景現(xiàn)代鐵路線路長(zhǎng)，途徑環(huán)境多樣，影響列車(chē)安全行使的因素眾多。目前鐵路 安全行車(chē)主要依靠機(jī)車(chē)信號(hào)、自動(dòng)停車(chē)裝置、無(wú)線列調(diào)設(shè)備、有人看守道口報(bào)警 裝置、客車(chē)軸溫報(bào)警器、機(jī)車(chē)信號(hào)的接近和站內(nèi)地面發(fā)碼等安全技術(shù)裝備和行車(chē) 安全保障設(shè)施予以保證。但現(xiàn)有的安全保障難以全天候覆蓋所有的鐵路沿線，對(duì) 于無(wú)安全檢測(cè)的區(qū)域還需要人工監(jiān)測(cè)，那些在人力一時(shí)無(wú)法顧及的區(qū)域和時(shí)間內(nèi) 發(fā)生的安全問(wèn)題，將會(huì)給列車(chē)的安全行駛帶來(lái)很多不便。針對(duì)上述問(wèn)題，業(yè)界已經(jīng)出現(xiàn)了針對(duì)路基和鐵軌的專(zhuān)用檢視設(shè)備。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)CN2585882公開(kāi)了一種用于檢測(cè)鐵路路基的專(zhuān)用測(cè)量設(shè)備，只能專(zhuān)門(mén)用 于檢測(cè)路基；發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)CN200610062029.8公開(kāi)了一種鐵路軌道檢視車(chē)，能 夠檢視路面和鐵軌，但是該方法涉及檢視車(chē)無(wú)人駕使，由于檢視車(chē)和列車(chē)以同樣 的速度行使，且離列車(chē)只有1000米的距離， 一旦檢視車(chē)發(fā)生故障，后果嚴(yán)重。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，特別涉及一種基于路由自適應(yīng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò) 的鐵路安全行車(chē)系統(tǒng)。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種基于路由自適應(yīng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的鐵路安全行車(chē)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由傳感器、數(shù)據(jù) 收集發(fā)送器、GSM—R (中國(guó)鐵路GSM-R數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng))系統(tǒng)和FAS (Fixed usersAccess Switching固定用戶接入交換機(jī))固定數(shù)字調(diào)度系統(tǒng)四部分組成；傳感器在行車(chē)安全相關(guān)區(qū)域埋置傳感器，該傳感器通過(guò)Ad Hoc方式構(gòu)建成無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，并將監(jiān)測(cè)信息發(fā)送給數(shù)據(jù)收集發(fā)送器；數(shù)據(jù)收集發(fā)送器收到傳感器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)后，處理所收集的數(shù)據(jù)生成告警信息，通過(guò)GSM—R系統(tǒng)和FAS系統(tǒng)向列車(chē)和車(chē)站值班臺(tái)發(fā)送告警數(shù)據(jù)；GSM—R系統(tǒng)收集傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并通過(guò)GSM—R網(wǎng)絡(luò)向鐵路調(diào)度系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)告警數(shù)據(jù)；FAS固定數(shù)字調(diào)度系統(tǒng)GSM-R系統(tǒng)將告警數(shù)據(jù)發(fā)送至相關(guān)列車(chē)和相關(guān)車(chē)站 值班臺(tái)的無(wú)線調(diào)度終端，對(duì)于固定網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的調(diào)度終端則通過(guò)FAS系統(tǒng)接收到告警f曰息o所述傳感器為溫度傳感器、濕度傳感器、煙霧傳感器、光照強(qiáng)度傳感器、壓 力傳感器、位移傳感器、加速度傳感器、氧氣或一氧化碳含量傳感器。所述傳感器埋置位置為軌道、路基、隧道、橋梁或無(wú)人職守車(chē)站；放置距離 與檢測(cè)精度有關(guān)，為10米 100米之間。所述數(shù)據(jù)收集發(fā)送器放置于鐵路沿線，放置距離與傳感器的數(shù)據(jù)傳輸能力和 傳輸方式有關(guān)，為2000米 5000米之間。數(shù)據(jù)收集發(fā)送器所收集數(shù)據(jù)中帶有位置標(biāo)識(shí)信息，能夠標(biāo)識(shí)所發(fā)送信息來(lái)源 的物理區(qū)域范圍，分析處理后的告警消息也帶有位置標(biāo)識(shí)信息，收到告警信息的 列車(chē)長(zhǎng)、司機(jī)、車(chē)站值班員和鐵路養(yǎng)護(hù)工能夠準(zhǔn)確定位告警信息來(lái)源的物理位置。數(shù)據(jù)收集發(fā)送器在GSM—R網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍內(nèi)，通過(guò)GSM的頻段將數(shù)據(jù)發(fā)送 到GSM—R系統(tǒng)，并由GSM—R系統(tǒng)和FAS系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)到與數(shù)據(jù)攜帶位置信息所匹配 的調(diào)度終端上。本發(fā)明的有益效果使用本系統(tǒng)，行車(chē)相關(guān)人員和車(chē)站值班員能夠全天候全 方位掌握列車(chē)和鐵路行車(chē)環(huán)境，對(duì)人為損害、惡劣自然條件和各種意外事件對(duì)行 車(chē)環(huán)境的破壞及時(shí)做出反應(yīng)，從而更好地保證行車(chē)安全。


圖1為本發(fā)明提供的傳感器、數(shù)據(jù)收集發(fā)送器和列車(chē)及車(chē)站值班臺(tái)之間的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。其中101為數(shù)據(jù)收集發(fā)送器，102為傳感器，103為列車(chē)。圖2為本發(fā)明提供的鐵路行車(chē)安全保障方法的通信處理流程圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明涉及基于路由自適應(yīng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的鐵路安全行車(chē)系統(tǒng)。下面結(jié)合附圖和 具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示為本發(fā)明提供的傳感器102、數(shù)據(jù)收集發(fā)送器101和車(chē)站值班臺(tái)之 間的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。傳感器102埋置于列車(chē)及鐵路沿線的軌道、路基、隧道、橋梁、 無(wú)人職守車(chē)站等行車(chē)相關(guān)區(qū)域范圍內(nèi)。數(shù)據(jù)收集發(fā)送器101用于收集處理傳感器 102上傳的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，處理生成告警信息后通過(guò)調(diào)度通信系統(tǒng)將告警信息發(fā)送到 司機(jī)、列車(chē)長(zhǎng)和車(chē)站值班臺(tái)等調(diào)度相關(guān)人員。本發(fā)明所用無(wú)線調(diào)度通信系統(tǒng)為 GSM-R移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)；所用有線調(diào)度通信系統(tǒng)為FAS固定網(wǎng)絡(luò)。圖2給出了本發(fā)明提供的鐵路行車(chē)安全保障方法的通信處理流程圖，具體過(guò) 程如下1) 在行車(chē)安全相關(guān)區(qū)域埋置傳感器102。不同位置傳感器102的檢測(cè)數(shù)據(jù)不 同。如列車(chē)上傳感器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為位移、加速度，軌道和路基上埋置的傳感器監(jiān)測(cè) 數(shù)據(jù)為壓力、溫度、濕度，隧道和橋梁上埋置的傳感器檢測(cè)溫度、濕度、光照強(qiáng) 度等，無(wú)人職守車(chē)站檢測(cè)溫度、濕度、煙霧等參數(shù)。2) 在傳感器節(jié)點(diǎn)散布的感知區(qū)域內(nèi)放置數(shù)據(jù)收集發(fā)送器IOI。數(shù)據(jù)收集發(fā)送 器101具有收集傳感器數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)生成告警信息和發(fā)送告警信息的功能。3) 傳感器102和數(shù)據(jù)收集發(fā)送器101具有路由自適應(yīng)性，具備動(dòng)態(tài)搜索、定 位和恢復(fù)連接的能力，能夠感知、采集和處理信息。傳感器102和數(shù)據(jù)收集發(fā)送 器101加電后，運(yùn)行初始化程序，生成自身的位置信息，所發(fā)送和處理的信息都 帶有位置標(biāo)識(shí)。4) 傳感器協(xié)作地感知信息，直接地或通過(guò)多跳路由向數(shù)據(jù)收集發(fā)送器發(fā)送"(曰息。5) 數(shù)據(jù)收集發(fā)送器102處理傳感器信息，根據(jù)告警門(mén)限生成告警信息。數(shù)據(jù) 收集發(fā)送器的告警門(mén)限可以根據(jù)環(huán)境進(jìn)行設(shè)定。6) 數(shù)據(jù)收集發(fā)送器102通過(guò)無(wú)線GSM—R系統(tǒng)和FAS有線調(diào)度系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)，將告警信息發(fā)送到相關(guān)的司機(jī)、列車(chē)長(zhǎng)和車(chē)站值班臺(tái)等調(diào)度相關(guān)人員。7) 調(diào)度臺(tái)值班員等調(diào)度相關(guān)人員根據(jù)收到的告警信息，對(duì)影響行車(chē)安全的 各種情況及時(shí)做出反應(yīng)。由于告警信息中帶有相關(guān)的位置信息和指示環(huán)境參數(shù)變 化的信息，調(diào)度相關(guān)人員對(duì)行車(chē)環(huán)境的了解可以更及時(shí)更準(zhǔn)確，大大減小行車(chē)事 故的發(fā)生。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限 于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到 的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng) 該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種基于路由自適應(yīng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的鐵路安全行車(chē)系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)由傳感器、數(shù)據(jù)收集發(fā)送器、GSM-R系統(tǒng)和FAS固定數(shù)字調(diào)度系統(tǒng)四部分組成；傳感器在行車(chē)安全相關(guān)區(qū)域埋置傳感器，該傳感器通過(guò)Ad Hoc方式構(gòu)建成無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，并將監(jiān)測(cè)信息發(fā)送給數(shù)據(jù)收集發(fā)送器；數(shù)據(jù)收集發(fā)送器收到傳感器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)后，處理所收集的數(shù)據(jù)生成告警信息，通過(guò)GSM-R系統(tǒng)和FAS系統(tǒng)向列車(chē)和車(chē)站值班臺(tái)發(fā)送告警數(shù)據(jù)；GSM-R系統(tǒng)收集傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并通過(guò)GSM-R網(wǎng)絡(luò)向鐵路調(diào)度系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)告警數(shù)據(jù)；FAS固定數(shù)字調(diào)度系統(tǒng)GSM-R系統(tǒng)將告警數(shù)據(jù)發(fā)送至相關(guān)列車(chē)和相關(guān)車(chē)站值班臺(tái)的無(wú)線調(diào)度終端，對(duì)于固定網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的調(diào)度終端則通過(guò)FAS系統(tǒng)接收到告警信息。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于路由自適應(yīng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的鐵路安全行車(chē)系 統(tǒng)，其特征在于所述傳感器為溫度傳感器、濕度傳感器、煙霧傳感器、光照強(qiáng) 度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器、加速度傳感器、氧氣或一氧化碳含量傳感器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于路由自適應(yīng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的鐵路安全行車(chē)系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器埋置位置為軌道、路基、隧道、橋梁或無(wú)人職 守車(chē)站；放置距離與檢測(cè)精度有關(guān)，為10米 100米之間。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于路由自適應(yīng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的鐵路安全行車(chē)系 統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)收集發(fā)送器放置于鐵路沿線，放置距離與傳感器的數(shù) 據(jù)傳輸能力和傳輸方式有關(guān)，為2000米 5000米之間。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于路由自適應(yīng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的鐵路安全行車(chē)系 統(tǒng)，其特征在于數(shù)據(jù)收集發(fā)送器所收集數(shù)據(jù)中帶有位置標(biāo)識(shí)信息，能夠標(biāo)識(shí)所發(fā)送信息來(lái)源的物理區(qū)域范圍，分析處理后的告警消息也帶有位置標(biāo)識(shí)信息，收 到告警信息的列車(chē)長(zhǎng)、司機(jī)、車(chē)站值班員和鐵路養(yǎng)護(hù)工能夠準(zhǔn)確定位告警信息來(lái) 源的物理位置。
6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于路由自適應(yīng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的鐵路安全行車(chē)系統(tǒng)，其特征在于數(shù)據(jù)收集發(fā)送器在GSM—R網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍內(nèi)，通過(guò)GSM的頻 段將數(shù)據(jù)發(fā)送到GSM—R系統(tǒng)，并由GSM—R系統(tǒng)和FAS系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)到與數(shù)據(jù)攜帶位 置信息所匹配的調(diào)度終端上。
全文摘要
本發(fā)明屬于鐵路行車(chē)安全保障技術(shù)領(lǐng)域，涉及利用路由自適應(yīng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)鐵路安全行車(chē)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)由傳感器、數(shù)據(jù)收集發(fā)送器、GSM-R系統(tǒng)和FAS固定數(shù)字調(diào)度系統(tǒng)四部分組成。在行車(chē)安全相關(guān)區(qū)域埋置的傳感器，通過(guò)Ad Hoc方式構(gòu)建成無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，并將監(jiān)測(cè)信息發(fā)送給數(shù)據(jù)收集發(fā)送器。數(shù)據(jù)收集發(fā)送器收到傳感器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)后，處理所收集的數(shù)據(jù)生成告警信息，通過(guò)GSM-R系統(tǒng)和FAS系統(tǒng)向列車(chē)和車(chē)站值班臺(tái)發(fā)送告警數(shù)據(jù)。通過(guò)本系統(tǒng)，行車(chē)相關(guān)人員和車(chē)站值班員能夠全天候全方位掌握列車(chē)和鐵路行車(chē)環(huán)境，對(duì)人為損害、惡劣自然條件和各種意外事件對(duì)行車(chē)環(huán)境的破壞及時(shí)做出反應(yīng)，從而更好地保證行車(chē)安全。
文檔編號(hào)B61L23/00GK101239623SQ200810101689
公開(kāi)日2008年8月13日 申請(qǐng)日期2008年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月11日
發(fā)明者莉 李 申請(qǐng)人:北京佳訊飛鴻電氣股份有限公司