鐵路無線信號及精密調車作業系統的製作方法
2023-05-24 11:13:16
專利名稱：鐵路無線信號及精密調車作業系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於鐵路行車安全自動化控制技術領域，特別是鐵路無線信號和精密調車的自動化控制技術領域。
背景技術：
目前鐵路的站場、區間由於種種客觀原因，使一部分信號機設備、土擋設備、半自動閉塞區間等地點沒有軌道電路，或者在閉塞分區內無法實現適時、無縫隙的對機車、車輛等相關設備進行自動化的安全監控防護。而越過關閉的信號機設備發生冒進、區間或閉塞分區內發生相撞的危險傾向非常嚴重。對鐵路行車安全造成嚴重的威脅。
發明內容
本發明目的是提供一種鐵路無線信號及精密調車作業系統，以克服現有鐵路信號及軌道制式所存在的不足。
具體的說，鐵路無線信號及精密調車作業系統，其包括採取感應方式採集鐵路信號設備信息並以無線通訊方式聯繫無線信號應答器、機車上的機車監控儀及車站監控裝置、及由車站人員手持的移動應答器。
所述的無線信號應答器包括安裝於鐵路信號設備地點識別信號設別狀態的檢測傳感器，及測量通過信號設備的機車的速度和距離的狀態雷達測量儀；且所述的檢測傳感器和雷達測量儀通過一個處理器與無線收發器相聯繫。
所述的鐵路無線信號及精密調車作業系統中的機車監控儀，包括與無線信號應答器相聯繫的無線收發器、採集機車狀態信息運行和軌道軌面信息的採集板、對採集板輸入信息進行編碼和數模轉換及處理並輸入無線信息的控制板、將控制板給出的信息輸入顯示屏的屏顯控制盒、控制板給出的相關信息發出報警信息的告警電路板、及提供電源的電源板；控制板、告警板和採集板之間通過CAN總線連接，控制板和無線收發器及屏顯控制盒之間分別通過RS232接口和VGA接口連接。
鐵路無線信號及精密調車作業系統中機車監控儀中的電源板、採集板、控制板、告警板及屏顯控制盒均為主備用兩套。
所述的採集板包括電源、採集機車運行狀態信息的處理器，該處理器與主備用CAN總線及採集機車運行狀態及工況信息的傳感器連接。
所述的告警板包括電源、處理器及與處理器連接的主備用CAN總線、RS485接口。
本發明的特點主要體現在1、對鐵路信號設備採取了感應方式和無線通訊方式，它實現了無軌道電路信號設備的自動化監控防護。
2、採用鐵路股道幾何圖形結合機車上電子監控儀和光感無線通訊方式實現對鐵路信號設備的監控安防以及精確調車作業全過程。
本發明設計的鐵路無線信號及精密調車作業系統，由於採取了1、不改動站內任何電務設備；2、與機車監控設備相結合的方式；3、結合鐵路DMIS系統；4、具有安裝施工簡單、投資小、維護量少等特。可以有效解決調車作業中存在的安全問題。
圖1為本發明中機車監控儀結構原理框圖。
圖2為本發明中機車監控儀結構示意圖。
圖3為本發明中機車監控儀所用採集板原理圖。
圖4為本發明中機車監控儀所採用告警板原理圖。
圖5為本發明中無線信號應答器結構原理圖。
具體實施例方式
附圖1-5和發明內容部分已經給出了本發明的具體實施方式
，對其結構不再描述，下面結合
本發明工作原理及一些技術細節。
本發明系統構成如下表
系統構成部件的連接方式車站監控裝置實際是一套電腦裝置，另配一部分附加電路構成，其中裝有接收端軟體，車站監控裝置以無線通訊方式與機車監控儀聯繫，機車監控儀為主要核心部件，其中裝有主備用電源板、主備用控制板、主備用採集板、主備用信號板、主備用告警板、備用板，顯示器採用10寸液晶顯示器，無線信號應答器在信號設備地點安裝。
一、技術要求及要求詮釋1.使用條件1.1考慮到「JK」、「GY」、「YY」在露天工作，要有抗低溫-25℃；要耐高熱70℃；要防雨防潮。
1.2「YY」要抗震動良好。因其往車上貼掛時、車輛運行時均有較強震動。
1.3JK、CK均應有雙機熱備電路，且有檢測故障電路，當一路斷時，會有故障顯示，及時使另一路上電工作。
1.4上述四種電路均應設備檢測接口和檢測電路以及儀器。
1.5上述四種儀器均應當設置自檢電路。
1.6上述四種儀器均應當設置故障報警電路。
1.7產品必須按監控設備標準作相應型式試驗，如高低溫、抗振動等。
2.功能設置2.1開關機；2.2輸入車次號、司機號、站名、日間、日期、牽引輛數、計長、載重。
2.3調出車站平面圖。
2.4人工校對股道、裡程。
2.5人工輸入調車作業單或者U盤導入。導入後調車完成狀態有圖形顯示。
2.6站內所有停留車有所在股道和距信號燈距離顯示。
2.7防止越過關閉的信號機，其方法是依據機車即時的運行速度和蘭燈的距離，和在此速度下緊急停車不致冒進蘭燈的制動距離制定限速曲線模式。一般來說，調車作業時最高時速在40km/h以下，其緊急制動距離為Xkm，(具體數值可以通過計算解決)。
2.8站區內地面數據所提供的限速和調車作業所規定的限速重疊且不相符時，按低的執行。
※2.9進入岔區時，對最近的一架關閉信號進行防護，司機要確認股道，車股+蘭燈條件不允許解鎖操作。
3、記錄和功能3.1能實現對調車作業全過程的動態監測，數據記錄密度應能滿足對調車作業安全分析和事故分析的要求。
3.2對上述第2項功能要求的16條功能均應有速度、風壓、司機動作、時間、停車、停留車。機車通過信號機(每架都記)時的車輛數、計長、車輛類別、機車車輛運動軌跡等作詳細記錄。
當各種數值不變化時，不記；當其中有一項變化時全記。
3.3記錄密度3.3.1風壓變化20KP時；3.3.2速度變化2Km時；3.3.3車輛位移一米時；
3.3.4司機動作時或開始操作設備時。
3.3.5車站發出指令時；3.3.6機車信號變化時(含蘭、白燈變化)4.文件建立的條件4.1更改車次。
4.2更改司機號。
4.3重新開機。
4.4記錄容量，連續工作160小時。
4.5機車和車站均同步記錄存儲。
5.語音提示功能5.1自檢，提示「自檢開始」，「自檢結束、設備正常」。
5.2故障，提示「設備故障，請查看畫面提示」。
5.3緊急制動，提示「非常制動」5.4常用制動，提示「常用制動」5.5緩解，提示「緩解」5.6解鎖，提示「已經解鎖」5.7蘭燈，提示「蘭燈停車」5.8白燈，提示「白燈、嘹望運行」5.9紫燈，提示「＿＿＿＿＿＿＿」5.10機車信號①「紅黃燈停車」；②「綠燈通過」；③「黃燈減速運行」；④「紅燈停車」，等均按機車信號標準設置。
5.11「風壓不足，風壓不足」連續三遍。其判定是風壓不足且產生速度。
5.12遛逸時，判定①空檔位+②速度從零開始遞加，語音提示「車輛遛逸」三遍。
6供電電源6.1採用電源總線方式及多級電源隔離技術。
6.2DC50V和DC24V兩種。電源有接反保護、超、降20％自動斷電保護，以及識別重新合乎電壓值後啟動功能。
7存儲7.1存儲文件格式與2000運記相一致。
7.2可按時間檢索。
7.3有圖表、圖形，畫面重新回放三種形式。
7.4使用U盤轉儲和存入數據。
電源保護功能具有欠壓、過壓自動保護功能；輸入欠壓保護75V±2V；輸入過壓保護140V±2V；輸出5V迴路過壓保護6V±0.2V；輸出12V迴路過壓保護14V±0.2V；主備用功能該電源板可採用雙機熱備使用，當其中一塊電源板故障，要不影響另一塊電源板工作。
本調度監控系統採用雙機熱備裝置。其目的就是為了防止其中一塊電路板出現故障時，整個系統停止工作，這樣不會影響系統的正常運行。整個系統是通過無線的方式，將接收的信號通過一定的編碼、A\D轉換等，再用無線的方式發射出去。首先主要利用單片機將傳感器採集到4路速度、4路管壓、5路工況信號進行一定的編碼，同時將信號板接收的地面信號也進行編碼，通過A/D轉換，CAN總線對通訊數據塊進行編碼，這樣可使網絡內的節點個數不受限制。
利用CAN總線在控制板和採集板之間實現通訊，並將採集到的信息與控制板上的信息進行處理，最後將採集到的有故障的信息通過通過語音晶片，進行D/A轉換將其輸出，並有語音提示「設備故障，請查看畫面提示」。同時信息晶片還可以將雷達測到的機車運行狀態和地面信號信息進行處理，再通過無線聯繫，使在關閉信號機前停車，白燈，嘹望運行。其中採用ARM920T 300MHZ的處理器S3C2440A進行編碼、處理，音效卡採用IIS接口的UDA1341TS，包括2個ADC和放大信號的PGA，並且採用SIPEXSP3223接口晶片，實現兩路RS232通訊，同時有2路USB HOST接口，與1路USB DEVICE接口實現雙向通訊，再將其中的調車作業單用U盤導出。S3C2440A在與CAN總線實現通訊的同時，還與SDRAM MT48LC16M、可擦除的FLASH K9F1G08之間實現通訊，其中K9F1G08是一種128M*8bit的可擦除的存儲器。
控制板通過S3C2440A和CAN總線將接收到的信息與顯示屏實現通訊，並將接收到的信息實時反映在屏上。
權利要求
1.鐵路無線信號及精密調車作業系統，其特徵是包括採取感應方式採集鐵路軌道電路信號設備狀態信息的無線信號應答器，並以無線通訊方式將此信息與機車監控儀相聯繫。
2.根據權利要求1所述的鐵路無線信號及精密調車作業系統，其特徵是將鐵路DMIS系統相關信息與該系統結合運用。
3.根據權利要求所述的鐵路無線信號及精密調車作業系統，其特徵是在鐵路信號設備、股道相關設施地點設置有RF射頻卡，並與機車監控設備相通訊聯繫。
4.根據權利要求1所述的鐵路無線信號及精密調車作業系統，其特徵是車站監控裝置、機車監控儀、手持移動應答器與無線信號應答器相互以無線通訊方式相聯繫。
5.根據權利要求1所述的鐵路無線信號及精密調車作業系統，其特徵是所述的無線信號應答器包括安裝於鐵路信號設備地點識別信號設備狀態的檢測傳感器，及測量通過的機車狀態雷達測量儀；且所述的檢測傳感器和雷達測量儀通過一個處理器與無線收發器相聯繫。
6.根據權利1所述的鐵路無線信號及精密調車作業系統，其特徵是在鐵路信號設備或股道設置RF卡信息射頻卡，與機車監控設備相聯繫。
7.根據權利要求1和3所述的鐵路無線信號及精密調車作業系統，其特徵是所述的機車監控儀，包括與鐵路信號設備狀態信息通訊的無線收發器、採集機車運行狀態信息和軌道軌面信息的採集板、對採集板輸入信息進行編碼和數模轉換及處理並輸入無線信息的控制板、將控制板給出的信息輸入顯示屏的屏顯控制盒、控制板給出的相關信息發出報警信息的告警電路板、及提供電源的電源板；控制板、告警板和採集板之間通過CAN總線連接，控制板和無線收發器及屏顯控制盒之間分別通過RS232接口和VGA接口連接。
8.根據權利要求5所述的鐵路無線信號及精密調車作業系統，其特徵是所述的電源板、採集板、控制板、告警板及屏顯控制盒均為主備用兩套。
9.根據權利要求5和6所述的鐵路無線信號精密調車作業系統，其特徵是所述的採集板包括電源、採集機車工況信息的處理器，該處理器與主備用CAN總線及採集機車運行狀態信息及工況信息的傳感器連接。
10.根據權利要求5和6所述的鐵路無線信號及精密調車作業系統，其特徵是所述的告警板包括電源、處理器及與處理器連接的主備用CAN總線、RS485接口。
全文摘要
本發明屬於鐵路無線信號及精密調車作業系統，其包括採取感應方式採集鐵路信號設備信息並以無線通訊方式聯繫無線信號應答器、機車上的機車監控儀及車站監控裝置、及由車站人員手持的移動應答器。對鐵路信號設備採取了感應方式和無線通訊方式，它實現了無軌道電路信號設備的自動化監控防護。本發明採用鐵路股道幾何圖形結合機車上電子監控儀和光感無線通訊方式實現對鐵路信號設備的監控安防以及精確調車作業全過程。
文檔編號H04M11/00GK101049834SQ20061004263
公開日2007年10月10日 申請日期2006年4月5日 優先權日2006年4月5日
發明者陳立, 蘇波, 胡敏慧, 王平, 李旭燕 申請人:陳立