专利名称：基于轨道电路的机车位置监测与安全控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机车位置检测与行驶安全控制技术领域，公开了一种基于轨道电路的机车位置检测与安全的控制装置。
背景技术：
目前工业现场的铁路轨道在电气上由多段分节组成的，其中的每一段称为轨道区段，每段轨道区段上有用于检测机车是否压在本区段上的轨道电路检测装置，当机车在铁路上行驶时，相配套的计算机联锁系统可以通过轨道电路检测装置实时检测出机车处于某一个区段上，之后根据信号联锁规则控制站场中的信号机显示不同的模式，驾驶机车的司机根据信号机的显示模式行车，以达到安全调度机车的目的。但是该方法为被动安全防护，当司机误看信号或操作失误时，本系统无法进行进一步的主动安全防护，存在着一定的缺点。针对这种情况，市面上常见有采用GPS测量或在机车上加装点式应答器设备方法用于辅助检测机车头的准确位置，以便进行主动安全防护。对于采用GPS的定位方法，可以方便的定位出机车的位置，但当机车在厂房内部作业时，GPS设备将无法工作，存在着一定的缺点，同时基于成本、供电、维护方便性等方面考虑，通常GPS定位设备只安装与机车头内部，不安装在车皮上，这样只可以定位出车头所处于的位置，无法定位挂接了车厢的车尾的位置，也不能采用此方法检测一列机车的车长，这样当机车在进行顶送作业时便难以实现安全防护功能，对于司机的超速、闯红灯等违章驾驶无法做到主动防护。对于加装点式应答器方法需要在每个机车头上安装读卡器，并在地面特定位置安装点式应答器，在在机车头通过点式应答器时可以检测出机车的位置，这种方法具有位置检测准确的优点，但是同样存在着不便于安装在车皮上的缺点，不能定位挂接了车厢的车尾的位置。同时基于设备成 本与安装维护成本考虑，点式应答器不可能连续或过多安装，所以采用此方法得到的机车位置也不是连续的，无法全程跟踪定位机车的位置，具有很大的局限性。另外，目前很多机车安装了机车运行状态采集黑匣子装置，但这种装置一般只用于采集信息的记录，只能用于事后故障与事故分析，不能提供机车实际行驶过程中的实时防护提醒。
实用新型内容本实用新型为解决上述现有技术中存在的问题，提供了一种基于轨道电路的机车位置监测与安全控制装置，可以对机车位置进行准确检测，使机车的运行更加安全可靠，提高机车作业效率、减轻司乘人员的劳动强度。本实用新型的技术方案如下:基于轨道电路的机车位置监测与安全控制装置，监测与控制装置包括固定设备部分与车载设备组成，固定设备由通信服务器(I)、调度集中主机(2)、数传电台基站(3)、GPS授时设备(4)及计算机联锁系统(5)组成，车载设备由安控主机(6)、车载数传电台(7)、车载GPS授时设备(8 )、制动装置(11)及传感器(12 )组成；通信服务器(I)与每个区域中心的数传电台基站(3)及调度集中主机(2)通过以太网互联，每个区域中心的调度集中主机(2)与GPS授时设备(4)及各计算机联锁系统
(5)采用以太网互联；安控主机(6)与车载数传电台(7)、车载GPS授时设备(8)、制动装置
(11)、传感器(12)之间通过现场总线互联。基于轨道电路的机车位置监测与安全控制置，车载设备设有语音报警音箱(10)，安控主机(6)与语音报警音箱(10)通过现场总线互联。基于轨道电路的机车位置监测与安全控制装置，车载设备设有显示器(9)，安控主机(6)与显示器(9)通过现场总线互联。本实用新型的有益效果是:本实用新型与其它同类设备相比，可以提高机车位置检测的准确度，采用本实用新型的安全控制方法使机车的运行更加安全可靠，并且实现成本低廉。
图1是本实用新型中装置的系统结构图。图2是本实用新型中机车位置检测示意图。图3是机车距前方信号机距离计算示意图。
具体实施方式
参见附图1所示。基于轨道电路的机车位置监测与安全的装置，监测与控制装置包括固定设备部分与车载设备组成，固定设备由通信服务器(I)、调度集中主机(2 )、数传电台基站(3 )、GPS授时设备(4)及计算机联锁系统(5)组成，车载设备由安控主机(6)、车载数传电台(7)、车载GPS授时设备(8)、制动装置(11)及传感器(12)组成；通信服务器(I)与每个区域中心的数传电台基站(3)及调度集中主机(2)通过以太网互联，每个区域中心的调度集中主机(2)与GPS授时设备(4)及各计算机联锁系统(5)采用以太网互联；安控主机(6)与车载数传电台
(7)、车载GPS授时设备(8)、制动装置(11)、传感器(12)之间通过现场总线互联。车载设备设有语音报警音箱(10)，安控主机(6)与语音报警音箱(10)通过现场总线互联。:车载设备设有显示器(9)，安控主机(6)与显示器(9)通过现场总线互联。参见附图2、3所示。1、系统的搭建。系统在调度中心设立一台通信服务器，在每个调度集中区域中心安装一台数传电台基站，在每台机车上安装一台数传电台。通信服务器与每个区域中心的数传电台基站通过以太网互联，起到统一管理与调度所有区域数传电台基站的作用。在每个调度集中区域安装一台GPS授时系统，用于对调度集中主机的精确时间校准，同时在每台机车安装一台GPS授时系统，用于对安控主机的时间校准。通过GPS时间进行时间校准后，地面调度集中主机将与车载安控主机的时间保持一致。系统的组织结构图如图1所示。2、无线传输功能实现。当调度集中主机或其它计算机需要发送数据到机车上的安控主机时，其先把数据通过以太网发送给通信服务器，再由通信服务器通过对应区域的数传电台基站把数据发送到机车上，机车上的安控主机上报数据到地面的调度集中主机流程与此相反。每个调度集中区域的单台数传电台基站使用I对(2个)频点，使用专用的230M数传频段的频点I对(2个)，收发最小间隔为7MHz。信道传输速率为24000bps，为半双工传输。3、机车位置 检测实现。本实用新型中对机车位置的确定是通过计算机车在区段内的相对位置实现的，SP计算机车距离轨道区段两端的绝缘节的长度，因为站场内各区段的位置与长度GIS地图信息可以事先通过测绘的方式取得，所以只要得知机车与区段的相对位置信息可以知道机车的在整个站场中的准确位置。机车所压在某个区段信息由调度集中软件通过已有算法实时获得，定时通过无线网络传输给安控主机；机车距离轨道区段两端绝缘节的长度是通过机车进入某一区段内的距离来等效计算出，机车进入某一轨道区段内的距离是通过车速与进入时间进行计算的。机车实际行驶速度由安控主机通过检测机车轮轴上安装的光电式传感器DF8-200P/R (频率信号，每转脉冲数:200P/R)发出的速度频率量信号所得。安控主机以100毫秒为单位采集机车的运行速度，并记录在存储器中，同时对记录的车速进行时间标记，在使用时可以方便调出存储数据中的任意时间段内的速度信息。机车在行驶过程中，如附图2所示，当从区段A越过轨道绝缘节达到前方的下一轨道B时(时刻Ta)，计算机联锁系统会检测到机车前方的轨道电路占用情况，并上报给调度机集中主机，再通过无线的方式发送到机车安控主机。由于站场状态信息的传输延时，区段B被占用的信息在Tb=Ta+Td时刻(Td为传输延时)传输到机车上，此时机车已经进入到区段B内部距离为LI的地方。在Tb时刻之后的Tc时刻，机车进入区段B的位置可以表示为:Lb=Ll+L2，其中L2表示机车在Ta+Td至Tc时间段内行驶的距离，对于机车进入区段B的距离分2种方法进行( I)在Tb时刻之后，L的计算公式如下；
权利要求1.基于轨道电路的机车位置监测与安全控制装置，其特征在于:监测与控制装置包括固定设备部分与车载设备组成，固定设备由通信服务器(I)、调度集中主机(2)、数传电台基站(3)、GPS授时设备(4)及计算机联锁系统(5)组成，车载设备由安控主机(6)、车载数传电台(7 )、车载GPS授时设备(8 )、制动装置(11)及传感器(12 )组成； 通信服务器(I)与每个区域中心的数传电台基站(3)及调度集中主机(2)通过以太网互联，每个区域中心的调度集中主机(2)与GPS授时设备(4)及各计算机联锁系统(5)采用以太网互联；安控主机(6)与车载数传电台(7)、车载GPS授时设备(8)、制动装置(11)、传感器(12)之间通过现场总线互联。
2.根据权利要求1所述的基于轨道电路的机车位置监测与安全控制装置，其特征在于:车载设备设有语音报警音箱(10)，安控主机(6)与语音报警音箱(10)通过现场总线互联。
3.根据权利要求1所述的基于轨道电路的机车位置监测与安全控制装置，其特征在于:车载设备设有显示器(9)，安控主`机(6)与显示器(9)通过现场总线互联。
专利摘要本实用新型涉及基于轨道电路的机车位置监测与安全控制装置，装置由固定设备部分与车载设备组成，固定设备由通信服务器、调度集中主机、数传电台基站、GPS授时设备、计算机联锁系统组成，车载设备由安控主机、车载数传电台、车载GPS授时设备、显示器、报警音箱、制动装置及传感器组成。本实用新型可以预测到机车是否按章行驶，并在违章前进行预警提醒与制动处理，进而达到保障安全行驶的目的。
文档编号B61L25/02GK203142701SQ20132012582
公开日2013年8月21日 申请日期2013年3月19日 优先权日2013年3月19日
发明者魏臻, 陆阳, 鲍红杰, 诸葛战斌, 程磊, 王洪军, 李超海, 黄守强 申请人:合肥工大高科信息科技股份有限公司