一種基于無線測(cè)距技術(shù)的列車接近告警系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于無線測(cè)距技術(shù)的列車接近告警系統(tǒng)，包括安裝在列車上的車載接近告警設(shè)備、安裝在列車一側(cè)的第一測(cè)距天線、安裝在列車另一側(cè)的第二測(cè)距天線和安裝在施工作業(yè)區(qū)域的軌邊接近告警終端，其中，所述車載接近告警設(shè)備分別與所述第一測(cè)距天線、第二測(cè)距天線連接，所述第一測(cè)距天線、第二測(cè)距天線分別與所述軌邊接近告警終端通過無線信號(hào)連接。本發(fā)明還提供了一種基于無線測(cè)距技術(shù)的列車接近告警方法。本發(fā)明的有益效果是：具有精確測(cè)距和定位功能，適合應(yīng)用于編組站等復(fù)雜行車及施工作業(yè)環(huán)境，尤其是地鐵、隧道等無法使用GPS定位技術(shù)的軌道交通的施工安全管理。
【專利說明】
一種基于無線測(cè)距技術(shù)的列車接近告警系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及列車接近告警系統(tǒng)，尤其涉及一種基于無線測(cè)距技術(shù)的列車接近告警系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國鐵路建設(shè)的高速發(fā)展，包括城軌、地鐵在內(nèi)的軌道交通公里數(shù)劇增。同時(shí)隨著軌道交通電氣化、信息化的發(fā)展，大量機(jī)電設(shè)備被安裝在軌道兩側(cè)，由此帶來大量的施工、巡檢、保養(yǎng)和維修作業(yè)。在軌邊進(jìn)行施工作業(yè)時(shí)，如果施工人員或列車司機(jī)疏忽大意，未注意到行駛過來的列車，就可能會(huì)發(fā)生列車與施工人員、裝備或車輛相撞的事故，造成人身和財(cái)產(chǎn)損失?，F(xiàn)代鐵路運(yùn)行效率越來越高，鐵路運(yùn)輸安全對(duì)鐵路持續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。因此對(duì)于涉及到在軌道及周邊作業(yè)的車務(wù)、電務(wù)、工務(wù)、供電等部門的需要能夠提供可靠預(yù)警作用的列車接近告警系統(tǒng)。
[0003]鐵路部門早期一般是采用設(shè)專職防護(hù)員對(duì)在鐵路區(qū)域工作的人員進(jìn)行人工預(yù)警、或者通過設(shè)置響鐓裝置，對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行限速等預(yù)警方式，隨著軌邊作業(yè)數(shù)量的增加，早期列車接近告警方式已經(jīng)無法適應(yīng)現(xiàn)代鐵路運(yùn)營要求。
[0004]近年來已有多種列車接近告警系統(tǒng)被開發(fā)出來，主要有以下幾種:
1、通過無線通信裝置實(shí)現(xiàn)列車接近告警系統(tǒng)，在列車上和軌邊作業(yè)區(qū)域分別安裝無線信號(hào)發(fā)射和接收裝置，當(dāng)接收到對(duì)端設(shè)備發(fā)射的無線信號(hào)時(shí)，發(fā)出告警信號(hào)。該系統(tǒng)的局限性在于告警距離和方向無法控制，在編組站等場(chǎng)站會(huì)造成眾多的虛警。
[0005]2、采用GPS定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)列車接近告警，該方式目前已被廣泛采用，其局限性在于在地鐵或鐵路隧道等環(huán)境時(shí)無法工作。
[0006]3、使用超聲波、壓力波等技術(shù)實(shí)現(xiàn)，但目前都僅限于試驗(yàn)，實(shí)用性很差。
[0007]在鐵路的編組站，存在大量的牽引機(jī)車和工程作業(yè)車，地鐵等軌道交通的軌邊作業(yè)也使用大量工程車輛，這些場(chǎng)景的特點(diǎn)是車速較低，但是車輛往來頻繁，如果不能精確的控制接近告警的范圍和距離，會(huì)造成處于安全區(qū)的施工作業(yè)也因?yàn)榱熊嚱咏Ｖ棺鳂I(yè)進(jìn)行避讓，極大影響作業(yè)效率，因此在這類場(chǎng)景中應(yīng)用的列車接近告警系統(tǒng)需要具備精確定位能力，只對(duì)列車行進(jìn)方向軌道左右5米內(nèi)的施工作業(yè)發(fā)出接近告警，由此保證工程列車的行進(jìn)不會(huì)干擾安全區(qū)域的施工。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種具備精確定位能力的基于無線測(cè)距技術(shù)的列車接近告警系統(tǒng)及方法。
[0009]本發(fā)明提供了一種基于無線測(cè)距技術(shù)的列車接近告警系統(tǒng)，包括安裝在列車上的車載接近告警設(shè)備、安裝在列車一側(cè)的第一測(cè)距天線、安裝在列車另一側(cè)的第二測(cè)距天線和安裝在施工作業(yè)區(qū)域的軌邊接近告警終端，其中，所述車載接近告警設(shè)備分別與所述第一測(cè)距天線、第二測(cè)距天線連接，所述第一測(cè)距天線、第二測(cè)距天線分別與所述軌邊接近告警終端通過無線信號(hào)連接。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述車載接近告警設(shè)備包括處理器、第一射頻電路、第二射頻電路、電源及其保護(hù)電路，所述第一射頻電路、第二射頻電路分別與所述處理器連接，所述第一射頻電路與所述第一測(cè)距天線連接，所述第二射頻電路與所述第二測(cè)距天線連接，所述電源及其保護(hù)電路分別與處理器、第一射頻電路、第二射頻電路連接。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述車載接近告警設(shè)備還包括告警喇叭、告警指示燈、液晶顯示屏和多個(gè)操作按鈕，所述告警喇叭、告警指示燈、液晶顯示屏、操作按鈕分別與所述處理器連接。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一射頻電路、第二射頻電路均為具有基于時(shí)間到達(dá)差(T(F)法進(jìn)行無線測(cè)距的射頻電路。
[0013]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述軌邊接近告警終端包括終端處理器、終端射頻電路、終端天線、終端充電及電源管理電路和終端電池，其中，所述終端射頻電路、終端充電及電源管理電路分別與所述終端處理器連接，所述終端超寬帶射頻電路與所述終端天線連接，所述終端充電及電源管理電路與所述終端電池連接。
[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述軌邊接近告警終端還包括終端告警喇叭、終端告警指示燈、終端狀態(tài)指示燈和終端音量調(diào)節(jié)旋鈕，所述終端告警喇叭、終端告警指示燈、終端狀態(tài)指示燈、終端音量調(diào)節(jié)旋鈕分別與所述終端處理器連接。
[0015]本發(fā)明還提供了一種基于無線測(cè)距技術(shù)的列車接近告警方法，基于無線測(cè)距技術(shù)技術(shù)，通過安裝在列車兩側(cè)的第一測(cè)距天線、第二測(cè)距天線分別測(cè)量各自到軌邊接近告警終端間的距離，通過安裝在列車上的車載接近告警設(shè)備對(duì)軌邊接近告警終端進(jìn)行定位，精確測(cè)量列車與軌邊接近告警終端間的距離，當(dāng)列車與軌邊接近告警終端間的距離小于安全限值時(shí)，車載接近告警設(shè)備和軌邊接近告警終端分別發(fā)出聲光告警信號(hào)。
[0016]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，當(dāng)列車運(yùn)行時(shí)，車載接近告警設(shè)備不斷通過第一測(cè)距天線、第二測(cè)距天線發(fā)射無線廣播信號(hào)；安裝在施工區(qū)域的軌邊接近告警終端工作時(shí)處于監(jiān)聽狀態(tài)，當(dāng)接收到車載接近告警設(shè)備發(fā)射的無線廣播信號(hào)后返回應(yīng)答信號(hào)并與車載接近告警設(shè)備建立通信鏈路;車載接近告警設(shè)備啟動(dòng)測(cè)距操作分別測(cè)量第一測(cè)距天線、第二測(cè)距天線到軌邊接近告警終端的距離，通過三角定位計(jì)算出軌邊接近告警終端的位置，并判斷軌邊接近告警終端是否處于列車行駛軌道兩側(cè)危險(xiǎn)區(qū)域以內(nèi)；當(dāng)判別軌邊接近告警終端處于列車行駛軌道兩側(cè)危險(xiǎn)區(qū)域以內(nèi)時(shí)，發(fā)出聲光告警信號(hào)，同時(shí)通過通信鏈路通知軌邊接近告警終端發(fā)出告警信號(hào)。
[0017]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，第一測(cè)距天線、第二測(cè)距天線分別測(cè)量到軌邊接近告警終端的距離為LI和L2，利用已知變量第一測(cè)距天線、第二測(cè)距天線的間距d，等效于三角形的兩頂點(diǎn)和三個(gè)邊長已知，通過計(jì)算可以確定軌邊接近告警終端相對(duì)第一測(cè)距天線和第二測(cè)距天線的位置。
[0018]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，車載接近告警設(shè)備內(nèi)置加速度傳感器，通過加速度傳感器檢測(cè)列車加速度并計(jì)算列車速度，判斷列車是否處于靜止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)列車處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，即使列車與軌邊接近告警終端間的距離小于安全限值也不觸發(fā)告警。
[0019]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，安全距離限值與列車的當(dāng)前速度動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，速度越快安全限值越大。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:通過上述方案，具有精確測(cè)距和定位功能，適合應(yīng)用于編組站等復(fù)雜行車及施工作業(yè)環(huán)境，以及地鐵、隧道等無法使用GPS定位技術(shù)的軌道交通施工安全管理。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明一種基于無線測(cè)距技術(shù)的列車接近告警系統(tǒng)的示意圖。
[0022]圖2是本發(fā)明一種基于無線測(cè)距技術(shù)的列車接近告警方法的測(cè)量示意圖。
[0023]圖3是本發(fā)明一種基于無線測(cè)距技術(shù)的列車接近告警系統(tǒng)的車載接近告警設(shè)備的示意圖。
[0024]圖4是本發(fā)明一種基于無線測(cè)距技術(shù)的列車接近告警系統(tǒng)的軌邊接近告警終端的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合【附圖說明】及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0026]圖1至圖4中的附圖標(biāo)號(hào)為:車載接近告警設(shè)備I;處理器101;第一射頻電路102;第二射頻電路103;加速度傳感器104;電源及其保護(hù)電路105;告警喇叭106;告警指示燈107;液晶顯示屏108;操作按鈕109;第一測(cè)距天線2;第二測(cè)距天線3;軌邊接近告警終端4;終端處理器401;終端射頻電路402;終端天線403;終端告警喇叭404;終端告警指示燈405;終端狀態(tài)指示燈406;終端音量調(diào)節(jié)旋鈕407;終端充電及電源管理電路408;終端電池409。
[0027]如圖1所示，一種基于無線測(cè)距技術(shù)的列車接近告警系統(tǒng)，包括安裝在列車上的車載接近告警設(shè)備1、安裝在列車一側(cè)的第一測(cè)距天線2、安裝在列車另一側(cè)的第二測(cè)距天線3和安裝在軌邊的軌邊接近告警終端4，其中，所述車載接近告警設(shè)備I分別與所述第一測(cè)距天線2、第二測(cè)距天線3連接，所述第一測(cè)距天線2、第二測(cè)距天線3分別與所述軌邊接近告警終端4通過無線信號(hào)連接。
[0028]如圖3所示，所述車載接近告警設(shè)備I包括處理器101、第一射頻電路102、第二射頻電路103、電源及其保護(hù)電路105，所述第一射頻電路102、第二射頻電路103、電源及其保護(hù)電路105分別與所述處理器101連接，所述第一射頻電路102與所述第一測(cè)距天線2連接，所述第二射頻電路103與所述第二測(cè)距天線3連接。
[0029]如圖3所示，所述車載接近告警設(shè)備I還包括告警喇叭106、告警指示燈107、液晶顯示屏108、多個(gè)操作按鈕109和加速度傳感器104，所述告警喇叭106、告警指示燈107、液晶顯示屏108、操作按鈕109、加速度傳感器104分別與所述處理器101連接。
[0030]如圖3所示，所述第一射頻電路102、第二射頻電路103均為具有基于時(shí)間到達(dá)差(TOF)法進(jìn)行無線測(cè)距的射頻電路。
[0031]如圖3所示，工作時(shí)，處理器101不斷通過第一射頻電路102、第二射頻電路103和第一測(cè)距天線2、第二測(cè)距天線3發(fā)射廣播信號(hào)，當(dāng)接收到來自軌邊接近告警設(shè)備的響應(yīng)回波時(shí)啟動(dòng)測(cè)距功能，并將測(cè)距數(shù)據(jù)與預(yù)先存儲(chǔ)的安全距離限值比較，當(dāng)測(cè)量距離小于安全距離時(shí)，驅(qū)動(dòng)告警喇叭106和告警指示燈107發(fā)出告警信號(hào)。操作按鍵109包括一組組合按鍵，可以對(duì)車載接近告警設(shè)備進(jìn)行設(shè)置，如設(shè)置告警音量等。為避免告警音影響司機(jī)駕駛，當(dāng)注意到告警信號(hào)后可以觸按操作按鍵109來取消告警音。
[0032]如圖3所示，車載接近告警設(shè)備I內(nèi)置加速度傳感器104，處理器101由其判別列車加速度并計(jì)算列車速度。當(dāng)列車處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)即使檢測(cè)到安全距離內(nèi)有軌邊接近告警終端4也不會(huì)觸發(fā)告警。安全告警距離會(huì)伴隨列車行駛速度動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，列車行駛速度越高，告警距離越遠(yuǎn)。
[0033]如圖3所示，液晶顯示屏108顯示車載接近告警設(shè)備I的工作狀態(tài)，在觸發(fā)接近告警時(shí)顯示告警界面，并顯示軌邊接近告警終端4的距離和位置。當(dāng)車載接近告警設(shè)備I檢測(cè)到多臺(tái)軌邊接近告警終端4時(shí)，顯示不同軌邊接近告警終端4的距離和位置信息。
[0034]如圖3所示，電源及其保護(hù)電路105由列車供電系統(tǒng)獲取電源，經(jīng)安全保護(hù)電路后為車載接近告警設(shè)備I的各個(gè)電路單元供電。
[0035]如圖4所示，所述軌邊接近告警終端4包括終端處理器401、終端射頻電路402、終端天線403、終端充電及電源管理電路408和終端電池409，其中，所述終端射頻電路40 2、終端充電及電源管理電路408分別與所述終端處理器401連接，所述終端射頻電路402與所述終端天線403連接，所述終端充電及電源管理電路408與所述終端電池409連接。
[0036]如圖4所示，所述軌邊接近告警終端4還包括終端告警喇叭404、終端告警指示燈405、終端狀態(tài)指示燈406和終端音量調(diào)節(jié)旋鈕407，所述終端告警喇叭404、終端告警指示燈405、終端狀態(tài)指示燈406、終端音量調(diào)節(jié)旋鈕407分別與所述終端處理器401連接。
[0037]如圖4所示，軌邊接近告警終端4工作時(shí)終端處理器401通過終端射頻電路402和終端天線403監(jiān)聽車載告警設(shè)備的廣播信號(hào)，當(dāng)接收到廣播信號(hào)時(shí)返回響應(yīng)信號(hào)與車載接近告警終端建立通訊鏈路，隨后通過無線信號(hào)飛行時(shí)間原理測(cè)量與車載接近告警終端天線的距離，當(dāng)測(cè)量距離小于安全距離時(shí)，驅(qū)動(dòng)終端告警喇叭404和終端告警指示燈405發(fā)出告警信號(hào)。
[0038]如圖4所示，軌邊接近告警終端4帶有一組終端狀態(tài)指示燈406用于指示其狀態(tài)，包括上電、工作、低電壓、充電和故障等狀態(tài)。另外還設(shè)計(jì)有一個(gè)終端音量調(diào)節(jié)旋鈕407，施工人員可以此調(diào)節(jié)告警音量以適應(yīng)不同噪聲背景的作業(yè)環(huán)境。
[0039]如圖4所示，軌邊接近告警終端4內(nèi)置終端充電及電源管理電路408和終端電池409。終端充電及電源管理電路408對(duì)終端電池409的供電進(jìn)行管理，為軌邊接近告警終端4其他電路單元供電，同時(shí)對(duì)終端電池409電量進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)電池剩余電量不足時(shí)通過終端狀態(tài)指示燈406告警。使用者使用外部電源接口通過終端充電及電源管理電路408對(duì)終端電池409進(jìn)行充電，終端狀態(tài)指示燈406指示通過不同顏色指示燈指示“充電中”和“充電完成”狀
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[0040]如圖1至2所示，一種基于無線測(cè)距技術(shù)的列車接近告警方法，基于無線測(cè)距技術(shù)技術(shù)，通過安裝在列車兩側(cè)的第一測(cè)距天線2、第二測(cè)距天線3分別測(cè)量各自到軌邊接近告警終端4間的距離，通過安裝在列車上的車載接近告警設(shè)備I對(duì)軌邊接近告警終端4進(jìn)行定位，精確測(cè)量列車與軌邊接近告警終端4間的距離，當(dāng)列車與軌邊接近告警終端4間的距離小于安全限值時(shí)，車載接近告警設(shè)備I和軌邊接近告警終端4分別發(fā)出聲光告警信號(hào)。
[0041]如圖2所示，當(dāng)列車運(yùn)行時(shí)，車載接近告警設(shè)備I不斷通過第一測(cè)距天線2、第二測(cè)距天線3發(fā)射無線信號(hào)；安裝在施工區(qū)域的軌邊接近告警終端4工作時(shí)處于監(jiān)聽狀態(tài)，當(dāng)接收到車載接近告警設(shè)備I發(fā)射的無線信號(hào)后返回相應(yīng)信號(hào)并與車載接近告警設(shè)備I建立通信鏈路;車載接近告警設(shè)備I啟動(dòng)測(cè)距操作分別測(cè)量第一測(cè)距天線2、第二測(cè)距天線3到軌邊接近告警終端4的距離，通過三角定位計(jì)算出軌邊接近告警終端4的位置，并判斷軌邊接近告警終端4是否處于列車行駛軌道兩側(cè)5米以內(nèi)；當(dāng)判別軌邊接近告警終端4處于列車行駛軌道兩側(cè)5米以內(nèi)時(shí)，發(fā)出聲光告警信號(hào)，同時(shí)通過通信鏈路通知軌邊接近告警終端4發(fā)出告警信號(hào)。據(jù)此判別是否發(fā)送告警信號(hào)，有效避免列車行駛時(shí)檢測(cè)到其他無線線路上軌道告警設(shè)備而觸發(fā)告警。
[0042]如圖2所示，第一測(cè)距天線2、第二測(cè)距天線3分別測(cè)量到軌邊接近告警終端4的距離為LI和L2，利用已知變量第一測(cè)距天線2、第二測(cè)距天線3的間距d，等效于三角形的兩頂點(diǎn)和三個(gè)邊長已知，通過計(jì)算可以確定軌邊接近告警終端4的位置。
[0043]如圖3所示，車載接近告警設(shè)備I內(nèi)置加速度傳感器104，通過加速度傳感器104判別列車加速度并計(jì)算列車速度，判斷列車是否處于靜止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)列車處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，即使列車與軌邊接近告警終端4間的距離小于安全限值也不觸發(fā)告警。根據(jù)列車速度自動(dòng)調(diào)節(jié)安全限值(即告警距離)，列車行駛速度越快觸發(fā)告警的距離越大。
[0044]本發(fā)明提供的一種基于無線測(cè)距技術(shù)的列車接近告警系統(tǒng)及方法，列車接近告警有兩種模式:距離告警和位置告警。距離告警模式下只要檢測(cè)到軌邊接近告警終端4與列車距離小于安全限值就出發(fā)告警，適用于單條線路施工環(huán)境;位置告警在檢測(cè)與軌邊接近告警終端4的距離同時(shí)對(duì)軌邊接近告警終端4進(jìn)行定位，只有判斷軌邊接近告警終端4處于非安全區(qū)域(在鐵軌上或距離軌道距離小于3米)時(shí)才觸發(fā)告警，適用于編組站等存在多條線路的施工環(huán)境。
[0045]本發(fā)明提供的一種基于無線測(cè)距技術(shù)的列車接近告警系統(tǒng)及方法，通過超寬帶技術(shù)實(shí)現(xiàn)精度優(yōu)于3米的精確測(cè)距，在列車接近施工地點(diǎn)距離達(dá)到預(yù)先設(shè)定的安全數(shù)值時(shí)才發(fā)出告警;所述車載接近告警設(shè)備I帶有告警喇叭106和告警指示燈107，當(dāng)列車接近施工地點(diǎn)時(shí)，發(fā)出聲光告警信號(hào)提醒列車司機(jī)注意;軌邊接近告警終端4通過三腳架架設(shè)在施工區(qū)域，當(dāng)列車接近施工地點(diǎn)時(shí)，發(fā)出聲光告警信號(hào)提醒施工人員注意。
[0046]本發(fā)明提供的一種基于無線測(cè)距技術(shù)的列車接近告警系統(tǒng)及方法，基于測(cè)量超寬帶信號(hào)的“飛行時(shí)間”實(shí)現(xiàn)精確測(cè)距，“飛行時(shí)間”測(cè)距原理是通過納秒級(jí)的無線(超寬帶)信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)，發(fā)送端發(fā)送脈沖數(shù)據(jù)，接收端接收到后返回?cái)?shù)據(jù)，發(fā)送端根據(jù)發(fā)射和返回時(shí)間差計(jì)算出發(fā)送端和接收端的距離。
[0047]本發(fā)明提供的一種基于無線測(cè)距技術(shù)的列車接近告警系統(tǒng)及方法，車載接近告警設(shè)備I安裝在列車機(jī)車駕駛室內(nèi)，連接兩面安裝在列車前擋風(fēng)玻璃左右兩側(cè)的第一測(cè)距天線2、第二測(cè)距天線3。列車運(yùn)行時(shí)，車載接近告警設(shè)備I不斷通過第一測(cè)距天線2、第二測(cè)距天線3發(fā)射廣播信號(hào)。安裝在施工區(qū)域的軌邊接近告警終端4工作時(shí)處于監(jiān)聽狀態(tài)，當(dāng)接收到車載接近告警設(shè)備I發(fā)射的廣播信號(hào)后返回相應(yīng)信號(hào)并與車載接近告警設(shè)備I建立通信鏈路，啟動(dòng)測(cè)距操作測(cè)量分別測(cè)量第一測(cè)距天線2、第二測(cè)距天線3到軌邊接近告警終端4的距離，通過公式計(jì)算出軌邊接近告警終端4的位置，并判斷軌邊接近告警終端4是否處于列車行駛軌道兩側(cè)5米以內(nèi)(非安全區(qū)域)。當(dāng)判別軌邊接近告警終端4處于非安全區(qū)域內(nèi)時(shí)，發(fā)出聲光告警信號(hào)，同時(shí)通過通信鏈路通知對(duì)端軌邊接近告警終端4發(fā)出告警信號(hào)。
[0048]采用超寬帶通信技術(shù)的車載接近告警設(shè)備I和軌邊接近告警終端4間的通訊距離大于300米，測(cè)距距離大于200米，測(cè)距精度優(yōu)于土 3米。
[0049]車載接近告警設(shè)備I和軌邊接近告警終端4都具有多點(diǎn)通訊能力，即車載接近告警設(shè)備I可與多臺(tái)軌邊接近告警終端4建立通訊鏈路并分別進(jìn)行測(cè)距，軌邊接近告警終端4可響應(yīng)多臺(tái)車載接近告警設(shè)備I的廣播信號(hào)建立通訊鏈路并分別進(jìn)行測(cè)距。多點(diǎn)通訊操作為分時(shí)操作方式。多點(diǎn)通訊能力保證在存在多輛列車或者多個(gè)施工點(diǎn)時(shí)實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的測(cè)距和告警，避免了采用無線告警方式產(chǎn)生的“虛警”，尤其適用于行車環(huán)境復(fù)雜的編組站等場(chǎng)景。
[0050]本發(fā)明提供的一種基于無線測(cè)距技術(shù)的列車接近告警系統(tǒng)及方法，具有精確測(cè)距和定位功能，適合應(yīng)用于編組站等復(fù)雜行車及施工作業(yè)環(huán)境，以及地鐵、隧道等無法使用GPS定位技術(shù)的軌道交通施工安全管理。
[0051]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于無線測(cè)距技術(shù)的列車接近告警系統(tǒng)，其特征在于:包括安裝在列車上的車載接近告警設(shè)備、安裝在列車一側(cè)的第一測(cè)距天線、安裝在列車另一側(cè)的第二測(cè)距天線和安裝在施工作業(yè)區(qū)域的軌邊接近告警終端，其中，所述車載接近告警設(shè)備分別與所述第一測(cè)距天線、第二測(cè)距天線連接，所述第一測(cè)距天線、第二測(cè)距天線分別與所述軌邊接近告警終端通過無線信號(hào)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線測(cè)距技術(shù)的列車接近告警系統(tǒng)，其特征在于:所述車載接近告警設(shè)備包括處理器、第一射頻電路、第二射頻電路、電源及其保護(hù)電路，所述第一射頻電路、第二射頻電路分別與所述處理器連接，所述第一射頻電路與所述第一測(cè)距天線連接，所述第二射頻電路與所述第二測(cè)距天線連接，所述電源及其保護(hù)電路分別與處理器、第一射頻電路、第二射頻電路連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于無線測(cè)距技術(shù)的列車接近告警系統(tǒng)，其特征在于:所述車載接近告警設(shè)備還包括告警喇叭、告警指示燈、液晶顯示屏和多個(gè)操作按鈕，所述告警喇口八、告警指示燈、液晶顯示屏、操作按鈕分別與所述處理器連接。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于無線測(cè)距技術(shù)的列車接近告警系統(tǒng)，其特征在于:所述第一射頻電路、第二射頻電路均為具有基于時(shí)間到達(dá)差法進(jìn)行無線測(cè)距的射頻電路。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線測(cè)距技術(shù)的列車接近告警系統(tǒng)，其特征在于:所述軌邊接近告警終端包括終端處理器、終端射頻電路、終端天線、終端充電及電源管理電路和終端電池，其中，所述終端射頻電路、終端充電及電源管理電路分別與所述終端處理器連接，所述終端超寬帶射頻電路與所述終端天線連接，所述終端充電及電源管理電路與所述終端電池連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于無線測(cè)距技術(shù)的列車接近告警系統(tǒng)，其特征在于:所述軌邊接近告警終端還包括終端告警喇叭、終端告警指示燈、終端狀態(tài)指示燈和終端音量調(diào)節(jié)旋鈕，所述終端告警喇叭、終端告警指示燈、終端狀態(tài)指示燈、終端音量調(diào)節(jié)旋鈕分別與所述終端處理器連接。7.一種基于無線測(cè)距技術(shù)的列車接近告警方法，其特征在于:基于無線測(cè)距技術(shù)技術(shù)，通過安裝在列車兩側(cè)的第一測(cè)距天線、第二測(cè)距天線分別測(cè)量各自到軌邊接近告警終端間的距離，通過安裝在列車上的車載接近告警設(shè)備對(duì)軌邊接近告警終端進(jìn)行定位，精確測(cè)量列車與軌邊接近告警終端間的距離，當(dāng)列車與軌邊接近告警終端間的距離小于安全限值時(shí)，車載接近告警設(shè)備和軌邊接近告警終端分別發(fā)出聲光告警信號(hào)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于無線測(cè)距技術(shù)的列車接近告警方法，其特征在于:當(dāng)列車運(yùn)行時(shí)，車載接近告警設(shè)備不斷通過第一測(cè)距天線、第二測(cè)距天線發(fā)射無線信號(hào);安裝在施工區(qū)域的軌邊接近告警終端工作時(shí)處于監(jiān)聽狀態(tài)，當(dāng)接收到車載接近告警設(shè)備發(fā)射的無線信號(hào)后返回應(yīng)答信號(hào)并與車載接近告警設(shè)備建立通信鏈路;車載接近告警設(shè)備啟動(dòng)無線測(cè)距操作分別測(cè)量第一測(cè)距天線、第二測(cè)距天線到軌邊接近告警終端的距離，通過三角定位計(jì)算出軌邊接近告警終端的位置，并判斷軌邊接近告警終端是否處于列車行駛軌道兩側(cè)危險(xiǎn)范圍以內(nèi)；當(dāng)判別軌邊接近告警終端處于列車行駛軌道兩側(cè)危險(xiǎn)范圍內(nèi)時(shí)，發(fā)出聲光告警信號(hào)，同時(shí)通過通信鏈路通知軌邊接近告警終端發(fā)出告警信號(hào)。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于無線測(cè)距技術(shù)的列車接近告警方法，其特征在于:第一測(cè)距天線、第二測(cè)距天線分別測(cè)量到軌邊接近告警終端的距離為LI和L2，利用已知變量第一測(cè)距天線、第二測(cè)距天線的間距d，等效于三角形的兩頂點(diǎn)和三個(gè)邊長已知，通過計(jì)算可以確定軌邊接近告警終端與列車和軌道的相對(duì)位置。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于無線測(cè)距技術(shù)的列車接近告警方法，其特征在于:車載接近告警設(shè)備內(nèi)置加速度傳感器，通過加速度傳感器測(cè)量列車加速度并計(jì)算列車速度，判斷列車是否處于靜止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)列車處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，即使列車與軌邊接近告警終端間的距離小于安全限值也不觸發(fā)告警。
【文檔編號(hào)】B61L23/06GK106004931SQ201610398083
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年6月7日
【發(fā)明人】閆澤濤, 劉瑞濤, 王輝
【申請(qǐng)人】深圳航天科技創(chuàng)新研究院, 深圳市航天華拓科技有限公司