专利名称：列车接近预警系统的制作方法
专利说明
一、技术领域本实用新型涉及列车及在铁路线路作业的相关人员和设备的安全问题，特别是涉及列车接近预警系统。
本实用新型的技术方案是列车接近预警系统，它包括地面接收设备，它还包括车载发射设备，所述的车载发射设备安装在机车上，并且由机车速度采集电路、控制微机电路、报警语音电路、POCSAG编码电路和无线发射机组成。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点本实用新型直接从机车上采集机车行进信息、通过车载无线发射设备以一定的时间间隔连续向地面发送列车接近语音提示及列车运行速度，讯号覆盖半径达4Km，这样就克服了目前使用的各种固定式地面防护措施存在的防护空间不连续、防护距离短、获取列车接近的手续复杂、多样、不通用等缺陷。
对地面接收设备而言，不仅现有的各种设备均可照常使用，而且各种机动车只要加装相应的无线接收设备就可随时获取列车接近信息(过铁路道口时)而引起注意，避免发生与列车相撞的事故，保证人身和设备的安全。
系统主机根据机车运行速度进行测速发出鸣笛声、语音、Km速度数据。接收呼机应接收到列车接近报警声或震动，显示报警符号BJ、速度符号SD、速度数据Km/h。接收机接收到报警信息发出闪光和报警声。取机车公里计脉冲信号控制发射报警信息后，做到停车不报警，机车运行达到一定速度发射报警信息。
列车接近预警系统主要由主机(发射机)、语音接收机、语音接收扩音机、GP88手持电台及专用寻呼机等组成。
主机(发射机)放置在机车内，主要功能是采集列车速度，并据此判断是否发出列车接近报警信息，控制电台发射。
语音接收机、GP88手持电台及专用寻呼机采购成品配备给地面专用人员，随身携带以便随时接收列车接近预警信号。
语音接收扩音机放置在地面施工地点等作业人员较多且集中的地方。随时接收列车接近信息并通过音响提醒施工人员及时避让。
主要技术参数功率 4W场强覆盖半径 4Km调制灵敏度44.8±15dbm调制限制±5KHz音频失真度 ＜10％载频偏差±350Hz启动发射速度≥5Km/h报警语音10秒间隔5秒电源75V-110V DC频率467.575MHz工作适应温度-20～+60℃设备尺寸180×100×90mm接收扩音机技术指标频率467.575MHz调制方式FM频率稳定度 ±599M天线阻抗50Ω接收灵敏度 0.25μv输出功率10W电源电压12V工作温度-30～+60℃应用范围线路施工防护接收机、GP88手持电台及专用寻呼机为市购产品，技术指标见产品说明书。
主机(发射机)原理框图见
图1，主机原理图符号说明SD为机车公里计，DY为电源， DT为电台，YY为语音单元，FM为复位，MB为面板，HP为语音，PTT为电台发射开关。
列车接近预警系统的主机(发射机)部分主要由单片机控制电路、语音电路、信息通道电路、发射电台、发射天线及供电电源等部分组成。
主机(发射机)工作电源由机车110V直流电源端子取出，经DC/DC转换成直流12V，再经LM338稳压后供电台使用。同时经7805稳压成5V直流电源供单片机控制电路及其他电路使用。
机车公里计输出脉冲信号送给89C2051单片机控制单元，经运算后判断出机车速度，若速度大于5Km/h，则形成相应的语音信息及数据，然后启动PTT将GP88电台打开，将语音及数据信息发送出去。
电路说明单片机控制电路以89C2051单片机为核心配一定的外围电路构成单片机控制系统。89C2051为8031系列单片机，内含2K电可擦除程序存储器，外配DS1232看门狗芯片，构成看门狗电路。这部分主要功能是实时读取由信息通道电路送来列车速度信息，并根据列车速度确定发射信息的时间送出PTT电平，打开电台，启动调用相应语音和发送数据码。
具体电路工作原理如下机车速度计信号SD，经光电耦合器U4送至LM393整形放大后的列车速度信号送到89C2051的7脚，判断出具体速度向电台DT发出PIT电平，使语音电路YY发出告警语音和数字码，经混频HP到电台DT信号输入口HP使告警信号发射出去。
信息通道电路；包括列车速度隔离及整形等。其主要功能是将机车速度脉冲信号送到CPU进行运算。
语音接收扩音机；语音接收扩音机由语音接收模块和功放电路、电源组成。语音电路；电路由89C2051单片机和ISD1420语音电路组成，将所用的语音分段存入语音片内，由CPU控制调用，语音分段表如下。
本系统的软件由主程序和中断程序两部分组成。主程序主要功能是读取列车速度值，如大于5km/h调语音报警信号送给发射电台发送出去。主程序流程图见图4。中断程序的功能是测量车速脉冲的宽度并以此换算成列车速度值。流程图见图5。
主程序软件功能模块说明自检CPU内部自检、主要是指令系统、片内RAM、I/O端口等。
防干扰处理对在整个程序执行过程中不会改变的CPU内部控制存器的设定，如中断优先权设定、开中断、I/O口的功能定义等进行功能设定冗余、即将有关的设定指令放在主程序循环体中，这样既使干扰造成功能设置的改变，但在主程序的下一循环执行过程中马上能得以纠正。
告警语音信息形成若车速大于5Km/h，通过查表的方式找出速度对应的各种相应的数据，然后存放到“信息发送区”以待发送。
发送“语音信息块”控制PTT打开电台，调“语音信息块”送给电台发射出去，然后关闭发射电台。
发送间隔延时由车速确定两次发送的间隔时间后延时。
中断程序功能模块说明读取速度脉冲宽度 采用定时器0工作方式1自动读取每个脉冲宽度，脉冲范围为2us～131070us。(时钟频率为6MHz)，并将读到的脉宽值存入“脉冲存储区”，共需读取200个脉冲。
计算200个脉冲平均值由于车轮每转一周产生200个脉冲，故取200个脉冲的平均值为基本脉冲宽度值。
求列车速度用脉冲宽度的平均值求出相对应的列车速度并存储下来。
权利要求1.列车接近预警系统，它包括地面接收设备，其特征是它还包括车载发射设备，所述的车载发射设备安装在机车上，并且由机车速度采集电路、控制微机电路、报警语音电路、POCSAG编码电路和无线发射机组成。
2.根据权利要求1所述的列车接近预警系统，其特征是所述的控制微机电路由(89C2051)和外围电路构成，所述的机车速度采集电路(SD)经光电耦合器(U4)送LM393整形放大后送到单片机(89C2051)的7脚，所述的报警语音电路由单片机(89C2051)和ISD1420组成。
3.根据权利要求1或2所述的列车接近预警系统，其特征是所述的单片机(89C2051)为8031系统单片机，内含2K电可擦除程序存储器，外配看门狗芯片(DS1232)组成。
4.根据权利要求3所述的列车接近预警系统，其特征是所述的无线发射机采用电台GP88，所述的地面接收机采用手持无线对讲机、专用寻呼机、专用无线接收机。
专利摘要列车接近预警系统，它包括地面接收设备，其特征是它还包括车载发射设备，所述的车载发射设备安装在机车上，并且由机车速度采集电路、控制微机电路、报警语音电路、POCSAG编码电路和无线发射机组成。本实用新型能够保障人身和生产设备的安全，其防护距离长、获取列车接近信息的手续简单、通用性好并且防护空间连续。
文档编号B61L23/00GK2542534SQ02235200
公开日2003年4月2日 申请日期2002年5月13日 优先权日2002年5月13日
发明者韩帮友, 王耀, 吴永杰, 张代勇, 陈晓光 申请人:哈尔滨铁路局齐齐哈尔科学技术研究所