本發(fā)明屬于列車運行防護，具體涉及一種適配齒軌線路速度轉換防護裝置及方法。

背景技術：

1、山地旅游軌道交通線路，為提高列車爬坡能力，采用輪軌和齒軌相結合的線路敷設方式，并且在輪軌區(qū)段和齒軌區(qū)段中間設置同步滾輪過渡區(qū)、齒條嚙合過渡區(qū)等過渡區(qū)段。輪軌段和齒軌段列車運行速度要求不同，通常輪軌段列車限速60km/h，齒軌段列車限速30km/h，因此列車運行過程中存在速度轉換。

2、在裝設列車運行自動控制(atc)系統(tǒng)的線路中，通過地面線路限速atp、ats設備及軌旁應答器裝置共同對列車速度進行實時監(jiān)督和防護，保障列車運行安全。而當atc設備故障系統(tǒng)處于降級模式下時，列車司機按照地面設置的限速指示標示牌，人工控制列車運行。此外，對于采用非裝備atc系統(tǒng)的人工目視駕駛旅游軌道交通線路，司機同樣按照地面限速指示控制列車運行。

3、僅依靠人工方式控制列車在輪軌區(qū)段和齒軌區(qū)段的速度轉換，這種方式主要有以下缺點：

4、1)由于受齒軌結構影響，地面應答器安裝受限，無法采用傳統(tǒng)列車定位方式，齒軌區(qū)段只能依靠司機目視定位識別。

5、2)列車由高速輪軌區(qū)段運行至低速齒軌區(qū)段，考慮人為因素和操控延時性的影響，列車速度不能保證降至30km/h及以下，超速容易對過渡區(qū)的導入裝置及齒軌造成過大的沖擊，影響線路使用壽命。

6、3)同上的原因，超速容易造成齒輪和齒條嚙合不良，增大列車脫齒(軌)風險。

7、4)為了防止超速，人工控車需刻意提前降低速度，導致列車運行效率低下，影響運營服務品質。

技術實現(xiàn)思路

1、為了彌補現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種適配齒軌線路速度轉換防護裝置及方法，輔助司機駕駛的列車實現(xiàn)自動識別齒軌路段及速度轉換超速預警，提高自動化程度，降低人為因素風險。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案為：

3、一種適配齒軌線路速度轉換防護裝置，其特征在于：包括5個列車定位裝置、車載計算主機和車載人機界面；車載人機界面具有齒軌區(qū)段線路示意及聲音報警功能；

4、5個列車定位裝置分別為定位裝置0、定位裝置1、定位裝置2、定位裝置3、定位裝置4；定位裝置0設置于輪軌區(qū)段，為即將進入齒軌區(qū)段前準備點，同時也是出齒限速確認點；定位裝置1設置于輪軌齒軌過渡區(qū)段，同步滾輪過渡區(qū)起點處，標識點為同步滾輪，入齒減速起始點，同時也是出齒限速確認點；定位裝置2設置于輪軌齒軌過渡區(qū)段，同步滾輪過渡區(qū)與齒條嚙合過渡區(qū)鄰近交界處，標識點為入齒裝置，入齒限速確認點；同時也是出齒加速的起始點；定位裝置3設置于輪軌齒軌過渡區(qū)段，齒條嚙合過渡區(qū)與齒軌區(qū)段鄰近交界處，標識點為入齒裝置，入齒限速確認點；同時也是列車即將進入輪軌區(qū)段前的準備點；定位裝置4設置于齒軌區(qū)段，入齒限速確認點。

5、進一步，定位裝置為車載顏色傳感器和地面識別點；所述定位裝置0包括識別點0，顏色1；所述定位裝置1包括識別點1，顏色2；所述定位裝置2包括識別點2，顏色3；所述定位裝置3包括識別點3，顏色4；所述定位裝置4包括識別點4，顏色5，入齒限速確認點；

6、一種適配齒軌線路速度轉換防護裝置的速度轉換防護方法，包括如下步驟：

7、步驟一：列車在線路上運行，車載顏色傳感器實時探測采集各個識別點顏色信息，并傳輸至車載主機；

8、步驟二：車載主機首先將采集信息與預先固存的色卡單元進行逐一比對，確認識別到的顏色，然后將該顏色信息處理轉換，對應至數(shù)據庫中的十進制編碼，最后用當前識別十進制信息與鄰近前一次采集信息作差計算；識別點0至識別點4在車載數(shù)據庫中的十進制信息依次對應為00-04；

9、步驟三：車載主機根據步驟三中的計算結果判斷列車出入齒軌區(qū)段的方向，即是否進入齒軌區(qū)段，若計算結果為1，則判定為入齒方向；若計算結果為-1，則判定為出齒方向，若計算結果為其他數(shù)值，則默認與上一周期方向一致；

10、步驟四：車載主機依據步驟三得出的列車運行方向和采集到的識別點信息，在車載主機數(shù)據庫中遍歷查詢，車載人機界面根據查詢結果執(zhí)行相應操作；

11、步驟五：司機根據人機界面顯示信息和聲音報警，采取不同強度制動措施。

12、進一步，所述步驟四具體為：

13、若列車為入齒方向，則將采集到的識別點信息在車載主機齒軌數(shù)據庫中遍歷查詢；依據查詢結果，車載人機界面進行相應匹配信息輸出顯示，并對不同識別點進行聯(lián)動聲音報警提醒，如表1所示；

14、表1識別點與車載主機齒軌資源庫之間的關系

15、

16、若列車為出齒方向，則將采集到的識別點信息在車載主機輪軌數(shù)據庫中遍歷查詢；依據查詢結果，車載人機界面進行相應匹配信息輸出顯示，并對不同識別點進行聯(lián)動聲音報警提醒，如表2所示；

17、表2標識點與車載主機輪軌資源庫之間的關系

18、

19、

20、本發(fā)明的有益效果：

21、1)本發(fā)明利用齒軌區(qū)段本身結構裝置，采用顏色傳感器識別，不需安裝大量軌旁應答器定位設備，系統(tǒng)設備簡單易維護，且降低了軌旁設備及線纜敷設成本；

22、2)本發(fā)明根據齒軌區(qū)段不同功能區(qū)劃分進行識別點標識及采集，列車運行過程中可自動識別齒軌區(qū)段，且能區(qū)分是“入齒”還是“出齒”方向，減輕了司機勞動強度；

23、3)本發(fā)明對列車在齒軌區(qū)段和輪軌區(qū)段之間的速度轉換過程進行安全防護，并在人機界面進行聲音報警提示，可減少司機由于延誤引起的齒軌區(qū)段列車速度過高，導致對過渡區(qū)導入裝置及齒軌造成的損傷，減少安全事故發(fā)生；

24、4)本發(fā)明能夠進一步保障輪軌區(qū)段和齒軌區(qū)段列車運行速度，進而有效縮短行車間隔，提高運營服務品質。整個系統(tǒng)裝置造價低，方便實用，尤其對于非裝備atc系統(tǒng)的人工目視駕駛旅游軌道交通線路，適用性更強。

技術特征：

1.一種適配齒軌線路速度轉換防護裝置，其特征在于：包括5個列車定位裝置、車載計算主機和車載人機界面；車載人機界面具有齒軌區(qū)段線路示意及聲音報警功能；

2.根據權利要求1所述的一種適配齒軌線路速度轉換防護裝置，其特征在于：定位裝置為車載顏色傳感器和地面識別點。

3.根據權利要求2所述的一種適配齒軌線路速度轉換防護裝置，其特征在于：所述定位裝置0包括識別點0，顏色1。

4.根據權利要求3所述的一種適配齒軌線路速度轉換防護裝置，其特征在于：所述定位裝置1包括識別點1，顏色2。

5.根據權利要求4所述的一種適配齒軌線路速度轉換防護裝置，其特征在于：所述定位裝置2包括識別點2，顏色3。

6.根據權利要求5所述的一種適配齒軌線路速度轉換防護裝置，其特征在于：所述定位裝置3包括識別點3，顏色4。

7.根據權利要求6所述的一種適配齒軌線路速度轉換防護裝置，其特征在于：所述定位裝置4包括識別點4，顏色5，入齒限速確認點。

8.根據權利要求7所述的一種適配齒軌線路速度轉換防護裝置的速度轉換防護方法，其特征在于：包括如下步驟：

9.根據權利要求8所述的一種適配齒軌線路速度轉換防護裝置的速度轉換防護方法，其特征在于：所述步驟四具體為：

技術總結
本發(fā)明公開了一種適配齒軌線路速度轉換防護裝置及方法?，F(xiàn)有依靠人工方式控制列車在輪軌區(qū)段和齒軌區(qū)段的速度轉換方式導致列車運行效率低下。本發(fā)明包括5個列車定位裝置、車載計算主機和車載人機界面；車載主機依據列車運行方向和采集到的識別點信息，在車載主機數(shù)據庫中遍歷查詢，車載人機界面根據查詢結果執(zhí)行相應操作。本發(fā)明輔助司機駕駛的列車實現(xiàn)自動識別齒軌路段及速度轉換超速預警，提高自動化程度，降低人為因素風險。

技術研發(fā)人員：司朝剛,賈祥,任雅萍,常中偉,王東,李海培,陳禮云,文璐,田冰,彭顯辰,侯艷明,胡萍,付嚴
受保護的技術使用者：中鐵第一勘察設計院集團有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/17