列車自動導航通訊系統的製作方法
2023-09-16 23:21:25 3
專利名稱：列車自動導航通訊系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及鐵路的通訊系統，特別是利用數碼信號進行通訊的系統。
鐵路的信號系統，一直以有線通訊為主，隨著鐵路的現代化水平的提高，通訊信號系統在向無線信號通訊發展，但是，到目前為止的信號系統，未能對列車及其在鐵路上的運行即時情況進行反映，從而不能實現列車的自動導航運行等目標。
因此，對列車及其在鐵路上的運行即時情況進行反映的信號系統，就是十分必要的了。
本發明的第一個目的，是發明一套裝置系統，使列車每個車廂運行在哪裡，能夠讓車站以至通過車站的電腦網路被需要者及時知曉。
本發明的第二個目的，是發明另一套裝置系統，使列車運行在哪裡，以及列車的即時運行情況，能夠讓附近車站知曉，以至通過車站的電腦網路讓需要者知曉，這兩個目的實現了，就實現了列車通訊系統自動導航。
本發明採用了簡單而又巧妙的辦法解決了以上的問題。
為了使列車車廂能正確無誤地讓車站知曉，車廂和車站之間必須產生某種信號聯繫。讓每個車廂發射自身車廂的號碼，由車站在預設的地點進行接收，並顯示在車站電腦中，就實現了第一個發明目的。
為了知道列車運行在哪裡，必須有那裡的位置標記，如果在鐵路上設置能發射信號的位置碼，而該位置碼再由火車頭接收和發射出去，並將列車運行的其它參數也一齊發射出去，使附近的車站接收，那麼，車站就可掌握附近列車的即時運行情況。
車站即時掌握了車廂號碼，又知曉了列車運行的具體位置和其它參數，對於列車的安全運行和自動導航就打下了基礎。
圖1是火車車廂號碼發射機TX1結構方框圖，圖2是火車車廂號碼發射與車站有線接收情況說明圖，圖3是火車車廂上設置兩個發射機和一個尋呼機時的情況說明，圖4是鐵路位置碼發射機TX2結構方框圖，圖5是鐵路位置碼發射與火車頭接收再發射情況說明圖，圖6是鐵路位置碼與車號號碼都發射和接收的情形說明圖。
下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。
參閱圖1，為了發射無線電信號，必須有電源，採用電池供電費時費力，操作上很困難，而火車運行時，車廂下面和兩旁都有很大的風，因此，採用風力發電機，就解決了電源的問題。在車廂下面，安裝圓筒式風力發電機，所有發射信號的部分與風力發電機安裝在一個長形圓筒內，起名TX1，風力發電機W可以安置於圓筒的兩端內側，使得車廂不論前行後行，都能發電，為了減小發出的電力的波動，採用一平穩器P的電路，使發出的電力經平穩器P後，能穩定地供給信號和發射部分進行信號發射。
TX1的信號部分由CPU，存貯器Z和發射單元T構成，存貯器Z內存貯上該車廂號碼的數據信號，CPU控制程序，發射單元T產生載波，對數碼信號進行調製並發射。這部分的技術，本人已有另外發明述及。
這樣，只要火車一動。TX1的風力發電機W就發電，反映該車廂號碼的數碼信號就發射出去。
信號可以很弱，例如發射距離只要兩米，向鐵軌方向發射，這樣，信號不會互相干擾，頻率也都可以共用。可採用無線尋呼頻率。
有了火車車廂號碼發射機TX1，不用其它的動力作電源，由風力作為電源，解決了重要的問題。
參閱圖2，圖2中，畫出了兩節火車在行走。每個車廂有自己的TX1，發射各自車廂號碼，C表示車站的信號接收電腦，R表示信號接收器，在鐵道的適當地點，例如離車站1公裡，或0.5公裡等等，設置一個或若干個信號接收器R，接收TX1發射的車廂號碼，並將收到的車廂號碼信號傳輸給車站電腦C，由電腦C進行記錄和顯示，圖中方框的C的右側伸出一橫，表示電腦C與其它電腦聯網，因此，鐵道上的其它電腦亦可知曉被記錄的車廂號碼情況。只要車廂一通過，車站立即知曉，車廂的下落就被隨時知曉了。
一般說來，信號接收器R通過有線方式與信號接收電腦C相聯接，電腦C進行信號處理、存貯、顯示、記錄、輸出等。
參閱圖3，圖3是火車車廂上設置兩個發射機TX1A和TX1B和一個尋呼接收機BP時的情況的說明，TX1A和TX1B的構造相同，都如同圖1中所示那樣，但TX1B的功率要大，發射遠，而且是要由尋呼接收機BP來啟動它，因而尋呼機BP與TX1B電聯接。TX1A，TX1B和BP都由風力發電機W發電供電。當需要查找某個車廂的下落時，利用無線尋呼臺，很多無線尋呼臺已經全國聯網，尋呼臺呼該尋呼機BP，BP啟動使TX1B發出車廂號碼的無線數碼信號，由於發射功率大，容易被車站的或附近的無線信號接收裝置所接收，從而找到該車廂，尋呼機BP和大功率發射機TX1B只在被動的場合中使用，而TX1A則是主動發射，只要車廂動就有弱發射。
為了獲得可靠的發射，平時採用兩個發射機進行弱發射也是可行的，兩個發射機，都發射無線尋呼碼的車廂號碼，發射的號碼相同，但使用的頻點不同，這樣，就保證了車廂號碼不因元器件的損壞而將車廂號漏掉。接收機一定要在兩個不同的頻點上都收到車廂號碼的信號，就知道車廂的兩個發射機都進行完好的發射，如果只在一個頻點上收到車廂號碼的信號，就說明另外一臺發射機有了故障，要及時修理，以避免車廂的車號發射機都損壞而使鐵路的自動化通訊系統因少計車卡而出現問題。
參閱圖4，圖4a是鐵路位置碼發射機TX2結構方框圖，除動力不同以外，結構與圖1的發射機結構相同。原動力由風力發動機變換為震動發電機ZD。由於火車頭和車廂重量都很大，經過的地方，尤其是鐵軌周圍震動很大，帶來很大能量，將這些能量用來發電，轉換為電能，可提供無線信號的發射的能量，火車一過，不再發電，也不再發射，採用震動發電機ZD，是解決位置碼發射的重要環節。
除採用震動發電機外，也可以採用電池D和震動開關ZK的辦法作為電源。由於發射只對火車頭進行發射，發射的時間很有限，火車頭一過就不發射了，用電也十分有限，圖4b給出了替代圖4a中震動發電機ZD和平穩器P部分的電池D和震動開關ZK的方框圖，採用電池D加震動開關ZK的方案也是十分可靠的方案。
位置碼的概念，在本人以前的發明的說明書中已經提到，是表明鐵路上具體位置的參數，可以用二進位的碼來表示，用8位，16位碼，32位碼，甚至用64位二進位的碼來表示鐵路上某一點的位置。將此位置用數碼形式存貯在存貯器中。當火車一來，震動發電機ZD一發電，由發射部就將該位置的位置碼參數的數碼信號發射出去。發射仍然是弱發射，發射功率小，發射距離只有幾米就夠了，為的是讓火車頭上的設在火車頭下面的接收天線能夠接收到，由火車頭上的信號處理裝置再行處理和發射出去。鐵路位置碼發射機TX2的整個裝置可以焊封在一個鐵盒中，焊在鐵軌或鐵道的固定裝置上，該處要能接受到強的震動，以便震動發電機ZD能發出足夠的電壓和電流參閱圖5，圖5是鐵路位置碼發射TX2與火車頭接收再發射情況說明圖，鐵路位置發射機TX2在火車頭來到時產生電力並發射該處的位置碼，該位置碼被火車頭信號接收與處理設備RT接收，然後連同車速、運行方向、火車車號、整列車的列車編號等一應參數，全都發射出去，由附近的車站所接收，由車站的電腦C所記錄和進行信息處理與傳輸。此外，火車頭的設備RT所發出的位置碼、車號、車速、運行方向、整列車的編號等參數，也被周圍的列車的同樣設備所接收，並顯示在火車頭的設備RT的顯示屏上，這樣，每個列車和附近車站都了解和掌握了周圍的列車的運行情況，就避免了撞車，實現了安全行車。
位置碼的設置，可以例如0.5公裡一個，或1公裡處一個，等等。所有鐵路上都安設了本發明的位置碼發射機TX2，將這些位置碼的資料編成電腦軟體，輸入到相應的列車的電腦中，就實現了列車的自動導航。
位置碼本身可以重複設置，短碼不易出錯，所以可按車站之間重複設置，而火車頭上的電腦可以進行累加，每過一個車站，可以一邊累加，一邊清零，重計，這樣，火車位置又清楚，位置碼又簡單。
參閱圖6，圖6是鐵路位置碼發射機TX2，以及車廂號碼發射機TX1都發射和接收的情形說明圖，圖中還畫出了鐵路有分岔處的情形，由於車站的電腦C掌握了列車的車號、位置、速度、運行、方向、運行在哪條鐵軌上的一切資料，鐵道道岔的控制也就可以由鐵路最近的車站進行自動控制，實現列車自動導航。
為了確保發射安全，具體實施上，火車頭上可以採用兩套發射機，用不同的頻點進行發射，採用無線尋呼碼，用兩套接收機，接收下面的以及各方來的信號，採用兩個電腦顯示屏，兩臺微機，處理和顯示各種收發的信息，這些安排和設置，都可包括在圖5所示裝置RT之內。這樣就使列車確保安全行駛和自動導航，各個列車的各種信息，通過各個車站的電腦之間的網際網路，送到每一個需要者的電腦處。
權利要求
1.一種列車自動導航通訊系統，該系統包括安裝於每一個火車車卡下面的發射該車廂號碼的火車車廂號碼發射機TXI，用於接收火車車廂號碼信號的接收器R和車站的信號接收電腦C，安裝於鐵路鐵軌處發射該處位置碼的位置碼發射機TX2，用於接收位置碼信號，並將位置信號連同火車車速、車頭號碼、列車編號、列車運行在哪條軌道上、運行方向等參數的設置於火車頭內的信號接收與處理裝置RT，以及該系統使用的信令是無線尋呼碼。
2.如權利要求1所述，其火車車廂號碼發射機TX1包括用於風力發電以提供電源的風力發電機W，平穩風力發電機W發出的電壓和電流的平衡器P，存貯有車廂號碼的存貯器Z，中央處理器CPU，載頻產生，對輸入的車廂號進行調製和發射的發射單元T。
3.如權利要求1所述，其位置碼發射機TX2包括，用于震動發電以提供電源的震動發電機ZD，平穩震動發電機ZD發出的電壓和電流的平衡器P，存貯有位置碼的存貯器Z，中央處理器CPU，載頻產生，對輸入的位置碼進行調製和發射的發射單元T。
4.如權利要求3所述的震動發電機ZD和平衡器P，可以由電池D和震動開關ZK所代替。
全文摘要
一種列車自動導航通訊系統,採用了風力發電的火車車廂號碼發射機TX1在火車一開動時即發射車廂號碼,由車站的電腦C和接收器R所接收,設置於鐵路上表示鐵路位置標記的位置碼發射機TX2採用震動發電機發電或電池供電而由震動開關控制,位置碼信號由火車頭電腦系統接收,連同車頭號碼、速度、方向、列車編號等參數,一齊採用無線尋呼碼發射出去,由車站電腦C和周圍列車所接收,實現了自動導航通訊系統。
文檔編號G08G1/00GK1177161SQ9610976
公開日1998年3月25日 申請日期1996年9月16日 優先權日1996年9月16日
發明者黃金富 申請人:黃金富