城市有軌電車安全保障系統的製作方法

2023-06-03 11:41:51 2

專利名稱：城市有軌電車安全保障系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及城市有軌電車，尤其是涉及一種保障以半隔離/混行方式運行的城市有軌電車安全的系統。
背景技術：
現代城市交通中，地鐵以準點、運量大、投資大的特點成為目前國內大城市首選交通模式，但其投資過大、造成財政負擔過重等負面影響也日益顯現。而有軌電車則以其投資小、建設周期短、運量適中、項目審批簡單等優點，成為受廣大大中城市青睞的新型軌道交通模式。地鐵是在地下全封閉的狀態下運行，通過ATP技術進行實時監控，駕駛也可實現全自動無人駕駛，達到SIL4的安全等級。而有軌電車則不得不在半隔離或混行模式下在城市裡行使，由此產生了一個安全駕駛的問題。雖然歐美100多年來都採用駕駛員目測駕駛，憑藉駕駛員的高素質和市民的高素質以及一整套的信號及安全技術系統而沒有發生特大型的事故，但和國外不同的是中國大中城市的尖峰時間，十字路口(平岔道口)或人流密集段的人流量是歐美國家不能相提並論的，也是超出國外專家的想像和設計理念的。同時目前國內市民文明出行的習慣也遠遠沒有達到國外城市市民100多年來養成的文明習慣。即使採用國外達到SIL3標準最安全的信號及安全控制系統，有軌電車在中國城市行駛還是存在巨大的安全隱患。中華人民共和國國家知識產權局於2000年11月8日公開了公開號為CN1272436A的專利文獻，名稱是一種實時顯示地鐵運行狀態的監測系統。其包括光纖、光時域反射儀(OTDR),光時域反射儀連接在光纖的任意一端,其還包括機械位移傳感機構，所述的機械位移傳感機構按一定的密度分布在光纖上。此方案通過機械位移傳感機構將列車位置信息反應到光時域發射儀上，從而對列車進行定位，但此方案不適用於有軌電車。
發明內容`本實用新型主要是解決現有技術所存在的缺乏對有軌電車的有效安全保障系統的技術問題，提供一種成本低廉、效果好的城市有軌電車保障系統。本實用新型針對上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的:一種城市有軌電車保障系統，包括無源信標、信標讀寫器、第一無線通信模塊、路由器、中心伺服器、紅外發射器、紅外接收器和第二無線通信模塊，所述無源信標有若干個，無源信標設置在軌道旁。信標讀寫器設置在電車前部下方，所述第一無線通信模塊與信標讀寫器連接，所述中心伺服器與路由器連接，所述紅外發射器設置在電車頭部，所述紅外接收器設置在軌道旁，所述紅外接收器與第二無線通信模塊連接。第一無線通信模塊、第二無線通信模塊和路由器都連接到無線網絡。路由器和中心伺服器設置在控制中心。無源信標每隔一段距離設置在軌道旁，每個無源信標中存儲有自身設置位置的信息。信標讀寫器可以讀取一定距離內的無源信標中存儲的信息。這個距離一般為5-20米。電車開動時，信標讀寫器不斷刷新讀取到的信息，並將讀取到的信息依次通過第一無線通信模塊、無線網絡和路由器發送到中心伺服器，控制中心的工作人員可以在中心伺服器上看到電車所處的位置。當電車靠近十字路口、平岔道口或人流密集區時，控制中心的工作人員可以根據實際情況對電車司機進行提醒。紅外接收器每隔一段距離設置在軌道旁。紅外發射器發出的紅外線被紅外接收器接收。紅外接收器接收到紅外線以後，連同自身位置信息一起通過第二無線通信模塊發送到無線網絡，被第一無線模塊和路由器接收。同時第二無線接收模塊還通過第一無線通信模塊發出的信標讀寫器讀取到的信息來判斷是否應該接收到紅外線。如果有人在紅外探測範圍內進入軌道間，則紅外線會被隔斷一段時間。紅外接收器發現應當接收到紅外線的期間內持續一定時間沒有接收到紅外線則判定有人進入軌道間，然後將報警信息通過第二無線通信模塊發送到無線網絡。第一無線通信模塊接收到報警信息以後通過電車上安裝的顯示屏、揚聲器等設備向電車司機通報。同時控制中心的工作人員可以從中心伺服器上得知是否有人進入軌道間，在需要的情況下提醒司機注意駕駛安全。紅外發射器發出的紅外線傳輸距離為300米以上，有軌電車在70公裡/小時(接近路口或者人流密集區會遠小於這個速度)的速度下剎車需要180米左右，足夠司機作出適當的控制操作。作為優選，城市有軌電車保障系統還包括熱釋電紅外傳感器，所述熱釋電紅外傳感器設置在人流密集區域，所述熱釋電紅外傳感器連接最近的第二無線通信模塊。軌道通過十字路口、平岔道口或人流密集區等需要中間監控的位置都設置有熱釋電紅外傳感器，負責檢測是否有人進入軌道間。當電車靠近熱釋電紅外傳感器檢測區域時(通過第一無線通信模塊發出的信號判斷是否靠近)，熱釋電紅外傳感器開始工作，通過第二無線通信模塊發送檢測結果到無線網絡，被第一無線通信模塊和路由器所接收，幫助電車司機和控制中心工作人員進行控制管理。作為優選，所述無源信標為RFID晶片，所述信標讀取器為RFID讀卡器。作為優選，所述第一無線通信模塊和第二無線通信模塊都包括GPRS單元和WIFI單元。GPRS單元用於同 路由器的連接，WIFI單元用於第一無線通信模塊和第二無線通信模塊之間的連接。作為優選，城市有軌電車保障系統還包括若干個感應環，所述感應環設置在軌道間的地面上且靠近安裝有熱釋電紅外傳感器的區域，所述感應環與熱釋電紅外傳感器連接。電車靠近熱釋電紅外傳感器的監控區域時，感應環產生感應信號並發送給熱釋電紅外傳感器，熱釋電紅外傳感器將檢測結果通過第二無線通信模塊進行發送。通過感應環可以更為精確地確定電車的位置。作為優選，城市有軌電車保障系統還包括軌旁控制箱，所述熱釋電紅外傳感器和紅外接收器都通過軌旁控制箱與第二無線通信模塊連接，軌旁控制箱還與路口的紅綠燈控制箱連接。軌旁控制箱對各方信號進行處理並對連接的各模塊進行控制，在必要時還可以控制紅綠燈，對交通進行控制調節。本實用新型的有益效果是，可以通過全程監控系統確定車輛每時每刻的具體位置，可以通過安全行車系統確定車輛前方是否存在安全隱患，極大方便了調度和監控人員對即時情況的了解和指令下達。同時司機收到前方安全隱患的提醒信號和調度/控制中心的提醒指令，可以作出自己的判斷。本系統並不設置自動剎車等自動駕駛功能，以區別有軌電車和地鐵的不同，節省成本，建造簡單快速。

圖1是本實用新型的一種電路框圖；圖中:1、信標讀寫器，2、第一無線通信模塊，3、無源信標，4、路由器，5、中心伺服器，6、紅外發射器，7、紅外接收器，8、第二無線通信模塊，9、熱釋電紅外傳感器，10、感應環，11、無線網絡。
具體實施方式
下面通過實施例，並結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步具體的說明。實施例:本實施例的一種城市有軌電車保障系統，如圖1所示，包括信標讀寫器1、第一無線通信模塊2、無源信標3、路由器4、中心伺服器5、紅外發射器6、紅外接收器7、第二無線通信模塊8、熱釋電紅外傳感器9、感應環10和無線網絡11。無源信標有若干個，每隔一段距離設置在軌道旁。紅外接收器也有若干個，每隔一段距離設置在軌道旁。信標讀寫器設置在電車前部下方，紅外發射器設置在電車前端。路由器和中心伺服器設置在控制中心。信標讀寫器與第一無線通信模塊連接。紅外接收器與第二無線通信模塊連接。可以多個位置靠近的紅外接收器共用一個第二無線通信模塊，也可以每個紅外接收器連接有一個第二無線通信模塊。第一無線通信模塊和第二無線通信模塊都包含GPRS單元和WIFI單元。GPRS單元用於同路由器的連接，WIFI單元用於第一無線通信模塊和第二無線通信模塊之間的連接。熱釋電紅外傳感器設置在人流密集區域並連接最近的第二無線通信模塊。感應環設置在軌道間的地面上且靠近安裝有熱釋電紅外傳感器的區域並與熱釋電紅外傳感器連接。第一無線通信模塊、第二無線通信模塊和路由器都連接到無線網絡。路由器和中心伺服器設置在控制中心。無源信標每隔20米左右設置在軌道旁，每個無源信標中存儲有自身設置位置的信息。.信標應能在低溫-40°至60°均能正常工作。信標讀寫器可以讀取一定距離內的無源信標中存儲的信息。這個距離一般為5-20米。電車開動時，信標讀寫器不斷刷新讀取到的信息，並將讀取到的信息依次通過第一無線通信模塊、無線網絡和路由器發送到中心伺服器，控制中心的工作人員可以在中心伺服器上看到電車所處的位置。當電車靠近十字路口、平岔道口或人流密集區時，控制中心的工作人員可以根據實際情況對電車司機進行提醒。紅外接收器每隔一段距離設置在軌道旁。紅外發射器發出的紅外線被紅外接收器接收。紅外接收器接收到紅外線以後，連同自身位置信息一起通過第二無線通信模塊發送到無線網絡，被第一無線模塊和路由器接收。同時第二無線接收模塊還通過第一無線通信模塊發出的信標讀寫器讀取到的信息來判斷是否應該接收到紅外線。如果有人在紅外探測範圍內進入軌道間，則紅外線會被隔斷一段時間。紅外接收器發現應當接收到紅外線的期間內持續一定時間沒有接收到紅外線則判定有人進入軌道間，然後將報警信息通過第二無線通信模塊發送到無線網絡。第一無線通信模塊接收到報警信息以後通過電車上安裝的顯示屏、揚聲器等設備向電車司機 通報。同時控制中心的工作人員可以從中心伺服器上得知是否有人進入軌道間，在需要的情況下提醒司機注意駕駛安全。紅外發射器發出的紅外線傳輸距離為300米以上，有軌電車在70公裡/小時(接近路口或者人流密集區會遠小於這個速度)的速度下剎車需要180米左右，足夠司機作出適當的控制操作。軌道通過十字路口、平岔道口或人流密集區等需要中間監控的位置都設置有熱釋電紅外傳感器，負責檢測是否有人進入軌道間。當電車靠近熱釋電紅外傳感器檢測區域時(通過第一無線通信模塊發出的信號判斷是否靠近)，熱釋電紅外傳感器開始工作，通過第二無線通信模塊發送檢測結果到無線網絡，被第一無線通信模塊和路由器所接收，幫助電車司機和控制中心工作人員進行控制管理。電車靠近熱釋電紅外傳感器的監控區域時，感應環產生感應信號並發送給熱釋電紅外傳感器，熱釋電紅外傳感器將檢測結果通過第二無線通信模塊進行發送。通過感應環可以更為精確地確定電車的位置。為了更好的處理紅外接收器和熱釋電紅外傳感器的信號，還可以設置軌旁控制箱，紅外接收器、熱釋電紅外傳感器和第二無線通信模塊都與軌旁控制箱連接。路旁控制箱中設有單片機，對各方信號進行處理並對連接的各模塊進行控制。軌旁控制箱還可以與路口的紅綠燈控制系統連接。通過全程監控系統，正線紅外探測系統和基於體溫監控的重點區域清空系統可以組合成4種平岔道口軌道先行模式:a)自動軌道先行模式一當有軌電車駛入平岔道口的時間按正好是道口公交信號的同方向綠燈，則無須再從交警手中獲取先行權，自動先行；b)部分先行模式一當有軌電車駛入平岔道口的時間按正好是道口公交信號的同方向綠燈變紅燈時間，則從交警手中獲取先行權，延長綠燈時間.列車通過後，歸還信號權； c)正常信號模式一當有軌電車駛近平岔道口，遇上路口堵車，紅外檢測和熱釋電紅外傳感器均表示，道口被長時間佔用(超過10分鐘)，則有軌電車須減速慢行，等待路口正常交通通行信號或交警指揮。d)絕對先行模式一當有軌電車正線為專用路權時，通過平岔道口，通過軌旁控制箱和交警信號指揮箱連接，車輛接近時，強行獲取先行權，同向信號燈自動從紅燈變綠燈，列車通行後，先行能夠權交回交警。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，但並不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權利要求書所定義的範圍。儘管本文較多地使用了信標、紅外發射器等術語，但並不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實用新型的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實用新型精神相違背的。
權利要求1.一種城市有軌電車保障系統，其特徵在於，包括無源信標、信標讀寫器、第一無線通信模塊、路由器、中心伺服器、紅外發射器、紅外接收器和第二無線通信模塊，所述無源信標有若干個，無源信標設置在軌道旁；信標讀寫器設置在電車前部下方，所述第一無線通信模塊與信標讀寫器連接，所述中心伺服器與路由器連接，所述紅外發射器設置在電車頭部，所述紅外接收器設置在軌道旁，所述紅外接收器與第二無線通信模塊連接。
2.根據權利要求1所述的城市有軌電車保障系統，其特徵在於，還包括熱釋電紅外傳感器，所述熱釋電紅外傳感器設置在人流密集區域，所述熱釋電紅外傳感器連接最近的第二無線通信模塊。
3.根據權利要求1或2所述的城市有軌電車保障系統，其特徵在於，所述無源信標為RFID晶片，所述信標讀取器為RFID讀卡器。
4.根據權利要求1或2所述的城市有軌電車保障系統，其特徵在於，所述第一無線通信模塊和第二無線通信模塊都包括GPRS單元和WIFI單元。
5.根據權利要求3所述的城市有軌電車保障系統，其特徵在於，還包括若干個感應環，所述感應環設置在軌道間的地面上且靠近安裝有熱釋電紅外傳感器的區域，所述感應環與熱釋電紅外傳感器連接。
6.根據權利要求5所述的城市有軌電車保障系統，其特徵在於，還包括軌旁控制箱，所述熱釋電紅外傳感器和紅外接收器都通過軌旁控制箱與第二無線通信模塊連接，軌旁控制箱還與路口的紅綠燈控 制箱連接。
專利摘要本實用新型公開了一種城市有軌電車保障系統，其包括無源信標、信標讀寫器、第一無線通信模塊、路由器、中心伺服器、紅外發射器、紅外接收器和第二無線通信模塊，無源信標設置在軌道旁。信標讀寫器設置在電車前部下方，所述第一無線通信模塊與信標讀寫器連接，所述中心伺服器與路由器連接，所述紅外發射器設置在電車頭部，所述紅外接收器設置在軌道旁並與第二無線通信模塊連接。電車開動時，信標讀寫器將讀取到的信息發送到中心伺服器，顯示電車所處的位置。紅外發射器發出的紅外線被紅外接收器接收。紅外接收器發現一定時間沒有接收到紅外線則判定有人進入軌道間，然後將報警信息通報給電車司機。本實用新型適用於城市有軌電車。
文檔編號B61L23/00GK203126891SQ20132001408
公開日2013年8月14日 申請日期2013年1月11日 優先權日2013年1月11日
發明者沈海峰 申請人:沈海峰