列车接近预警装置的制作方法

本实用新型涉及轨道上列车运行安全技术领域，尤其涉及一种列车接近预警装置。

背景技术：

为了保障列车安全运营，需要对铁路线路及配套设施进行维修养护，为了提高运营效率，需要在列车运营时进行施工。因此，在基建、工务、电务、供电和大机等部门在线路施工作业时，行车和人员都需要进行安全防护。安装预警装置提醒相关人员十分重要，将防止列车冲撞施工人员造成人身伤亡事故；防止列车冲撞施工、养护机具造成行车安全事故；防止城乡居民因各种原因非法穿越铁路造成的人、车伤停事故。

2003年，原铁道部统一规划在机车上安装了车载预警电台，该电台以一定距离或时间间隔向地面发射列车行车信息(包含车次、车速和公里标数据)，由此出现了基于接收该行车信息实现列车接近预警的便携式预警器，但当列车上TAX装置数据故障时，车载电台不能发出完整的行车信息，地面预警装置就不能正确判断行车的位置，不能准确实现预警。甚至部分机车(如调车机、轨道车和工程车)并未安装或未启用车载预警电台，导致上述类型的预警器无法工作。

综上，现有技术存在的不足之处如下：1、预警装置不能普遍适用于各种情况的列车；2、预警装置故障率高；3、预警装置安装成本高、安装难度大、安装速度慢、维护成本高；4、预警设备不具有便携性，不能应对流动性作业；5、预警误报和漏报率高；6、预警装置环境适应性较差。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种列车接近预警装置，通过雷达探测器组件发射信号以及所反射回来的信号情况来判断是否有列车经过，该监测手段不依赖列车上的车载电台，当列车没有车载电台或车载电台故障时均可有效监测是否有列车经过，同时手持接收警报器具有便携性，能够应对流动性作业。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

一种列车接近预警装置，包括铁轨、雷达探测器组件和警报装置组件，所述雷达探测器组件包括雷达传感器、雷达信号处理单元、无线数据收发单元和供电单元A，所述供电单元A分别与雷达传感器、雷达信号处理单元、无线数据收发单元电连接，雷达传感器、雷达信号处理单元、无线数据收发单元依次电连接，供电单元A为雷达传感器、雷达信号处理单元、无线数据收发单元提供所需电能；雷达传感器用于向铁轨发射信号和接收遇到目标物反射回来的信号，所述雷达信号处理单元用于根据发射的信号以及该信号遇到目标物反射回来的信号判断出铁轨上是否有目标物，无线数据收发单元将铁轨上是否存在目标物以及预警信息通过无线网络或/和有线网络向外发送网络信息；

所述警报装置组件包括天线、无线数据接收单元、报警器和供电单元B，供电单元B分别与天线、无线数据接收单元、报警器电连接，供电单元B为天线、无线数据接收单元、报警器提供所需电能，所述天线、无线数据接收单元、报警器依次电连接；所述天线和无线数据接收单元通过无线网络接收来自于无线数据收发单元的预警信息并将该预警信息传输至报警器，报警器用于收到预警信息后立即发出声、光双重警报。

本实用新型的雷达传感器发射和接收的信号频率范围均为9GHz～90GHz微波和毫米波频段。本实用新型优选的雷达传感器为24GHz或77GHz频段微波(或者毫米波)的雷达传感器，也可根据需要选择10GHz、35GHz或其它频段的雷达传感器。

本列车接近预警装置还包括预警信息发送单元和手持接收警报器，所述预警信息发送单元用于将预警信息通过无线网络向外发送网络预警信息，所述手 持接收警报器包括无线信号接收单元和警报单元，无线信号接收单元用于接收预警信息发送单元发送过来的预警信息并将预警信息传输至警报单元，警报单元用于收到预警信息后触发声、光双重警报。

本实用新型的雷达探测器组数量及其设置位置如下：所述雷达探测器组件的数量为两个(特殊情况下可选择单个或多个)，两个雷达探测器组件分别固定于铁轨侧部的两个接触网立柱上或者两个立杆上，并且两个雷达探测器组件分别处于铁轨列车运行方向的上、下行位置处，警报装置组件设置于两个雷达探测器组件之间。同时，警报装置组件也可以固定于铁轨侧部的两个接触网立柱上或者两个立杆上。

作为优选，所述雷达探测器组件与警报装置组件之间的间距为0.8～1.5km。

作为优选，所述警报装置组件设置于铁轨的固定防护点或流动施工点位置。

本实用新型较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本实用新型的雷达探测器组件通过监测列车驶近时引起的多普勒效应或通过FMCW、FSK和脉冲方式监测雷达探测器组件与列车之间的距离是否有变化，验证是否有列车经过，该监测手段不依赖列车上的车载电台，当列车没有车载电台或车载电台故障时均可监测是否有列车经过。

(2)本实用新型采用微波(或毫米波)雷达对列车进行探测，不受强光、雨雪、大雾和沙尘等天气影响，能避免出现漏报和误报的情况，既提高了预警有效率，又降低了成本。

(3)本实用新型可以采用背靠背设置的两套雷达探测器组件和两套警报装置组件，这样可以扩大监测范围，能同时监测多条铁轨的两个方向是否有来车。

(4)本实用新型将雷达探测器组件或/和警报装置组件安装于接触网立柱上；流动性应用时，使用脚架或其它便于临时固定的方式安置在线路一侧，不耽误列车运行和铁路作业，移动时方便、快捷，特别适用于非法穿越线路行为频发区段、固定区段和流动性施工作业的安全防护，同时具有安装成本低、维护成本低的优点。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的结构示意图；

图2为雷达探测器组件检测目标物的原理结构框图；

图3为警报装置组件接收和发出警报的原理结构框图。

图4为本实用新型实施例二的结构示意图。

其中，附图中的附图标记所对应的名称为：

1-铁轨，2-雷达探测器组件，3-警报装置组件，4-目标物，5-雷达传感器，6-雷达信号处理单元，7-无线数据收发单元，8-天线，9-无线数据接收单元，10-报警器，11-预警信息发送单元。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明：

实施例一

如图1～图3所示，一种列车接近预警装置，包括铁轨1、雷达探测器组件2和警报装置组件3，如图3所示，雷达探测器组件2包括雷达传感器5、雷达信号处理单元6、无线数据收发单元7和供电单元A，供电单元A分别与雷达传感器5、雷达信号处理单元6、无线数据收发单元7电连接，雷达传感器5、雷达信号处理单元6、无线数据收发单元7依次电连接，供电单元A为雷达传感器5、雷达信号处理单元6、无线数据收发单元7提供所需电能。雷达传感器5用于向铁轨1发射信号和接收遇到目标物4反射回来的信号，雷达信号处理单元6用于根据发射的信号以及该信号遇到目标物4反射回来的信号判断出铁轨1上是否有目标物4以及目标物4的移动速度及方向，无线数据收发单元7将铁轨1上是否存在目标物4、目标物4移动速度及方向以及预警信息通过无线网络或/和有线网络向外发送网络信息。

如图3所示，警报装置组件3包括天线8、无线数据接收单元9、报警器10和供电单元B，供电单元B分别与天线8、无线数据接收单元9、报警器10电连接，供电单元B为天线8、无线数据接收单元9、报警器10提供所需电能，天 线8、无线数据接收单元9、报警器10依次电连接；天线8和无线数据接收单元9通过无线网络接收来自于无线数据收发单元7的预警信息并将该预警信息传输至报警器10，报警器10用于收到预警信息后立即发出声、光双重警报。

本实用新型的雷达传感器5发射和接收的信号频率范围均为9GHz～90GHz微波和毫米波频段；本实施例的雷达传感器5工作在24GHz K波段(K波段的24GHz信号频率)，其发射和接收的信号频率均为24.050～24.250GHz。

本列车接近预警装置还包括预警信息发送单元11和手持接收警报器，预警信息发送单元11用于将预警信息通过无线网络向外发送网络预警信息，手持接收警报器包括无线信号接收单元和警报单元，无线信号接收单元用于接收预警信息发送单元11发送过来的预警信息并将预警信息传输至警报单元，警报单元用于收到预警信息后触发声、光双重警报。

如图1所示，雷达探测器组件2的数量为两个，两个雷达探测器组件2分别固定于铁轨1侧部的两个接触网立柱上或者两个立杆上，并且两个雷达探测器组件2分别处于铁轨1列车运行方向的上、下行位置处，警报装置组件3设置于两个雷达探测器组件2之间。同时，警报装置组件3也可以固定于铁轨侧部的两个接触网立柱上或者两个立杆上。

本实施例优选的雷达探测器组件2与警报装置组件3之间的间距为0.8～1.5km。

本实施例的警报装置组件3设置于铁轨1的固定防护点或流动施工点位置。

本实施例的列车接近预警装置工作原理如下：

雷达传感器5工作在CW(即连续波)模式，其向铁轨1连续发射CW信号(即连续波信号)，当铁轨1上没有列车(即目标物4)经过时，不会引发多普勒效应，静止物体反射的回波信号与发射信号之间不存在频率差；当铁轨1上有列车(即目标物4)经过时，移动的列车会引发多普勒效应，使得列车(即目标物4)反射的信号与雷达传感器5发射信号之间产生频率差(即多普勒频率)，这时雷达信号处理单元6会检测到雷达传感器5输出的IF信号(中频信号)存在多普勒频率，即可判断出有列车经过(还能测出列车移动速度和方向)，雷达信 号处理单元6就会发出预警信息给无线数据收发单元7，无线数据收发单元7将铁轨1上有列车经过的信息通过无线网络或/和有线网络向外发送网络信息。警报装置组件3的天线8和无线数据接收单元9接收通过无线网络接收来自于无线数据收发单元7的预警信息(有列车经过的信息)，并将该预警信息传输到报警器10中，报警器10接收到预警信息后立即发出声、光双重警报。警报装置组件3中的预警信息发送单元11还可以将预警信息(有列车经过的信息)经过无线网络向外发送网络预警信息，手持接收警报器为小型警报器，手持接收警报器佩戴或放置于维修人员或养护人员身上，手持接收警报器包括无线信号接收单元和警报单元，手持接收警报器的无线信号接收单元接收预警信息发送单元11发送过来的预警信息并将预警信息传输至警报单元，警报单元收到预警信息后触发声、光双重警报，这样每个维修人员或养护人员都可以及时、独立地收到报警信号，保证了每个维修人员或养护人员的生命安全。

实施例二

如图1～图2、图4所示，一种列车接近预警装置，包括铁轨1、雷达探测器组件2和警报装置组件3，如图3所示，雷达探测器组件2包括雷达传感器5、雷达信号处理单元6、无线数据收发单元7和供电单元A，供电单元A分别与雷达传感器5、雷达信号处理单元6、无线数据收发单元7电连接，雷达传感器5、雷达信号处理单元6、无线数据收发单元7依次电连接，供电单元A为雷达传感器5、雷达信号处理单元6、无线数据收发单元7提供所需电能。雷达传感器5用于向铁轨1发射信号和接收遇到目标物4反射回来的信号，雷达信号处理单元6用于根据发射的信号以及该信号遇到目标物4反射回来的信号判断出铁轨1上是否有目标物4以及目标物4的距离，无线数据收发单元7将铁轨1上是否存在目标物4、目标物4距离信息以及预警信息通过无线网络或/和有线网络向外发送网络信息。如图3所示，警报装置组件3包括天线8、无线数据接收单元9、报警器10和供电单元B，供电单元B分别与天线8、无线数据接收单元9、报警器10电连接，供电单元B为天线8、无线数据接收单元9、报警器10提供 所需电能，天线8、无线数据接收单元9、报警器10依次电连接；天线8和无线数据接收单元9通过无线网络接收来自于无线数据收发单元7的预警信息并将该预警信息传输至报警器10，报警器10用于收到预警信息后立即发出声、光双重警报。本实施例的雷达传感器5工作在24GHz K波段，其发射和接收的信号频率均为24.050～24.250GHz。

本列车接近预警装置还包括预警信息发送单元11和手持接收警报器，预警信息发送单元11用于将预警信息通过无线网络向外发送网络预警信息，手持接收警报器包括无线信号接收单元和警报单元，无线信号接收单元用于接收预警信息发送单元11发送过来的预警信息并将预警信息传输至警报单元，警报单元用于收到预警信息后触发声、光双重警报。

如图1所示，雷达探测器组件2的数量为两个，两个雷达探测器组件2分别固定于铁轨1侧部的两个接触网立柱上或者两个立杆上，并且两个雷达探测器组件2分别处于铁轨1列车运行方向的上、下行位置处，警报装置组件3设置于两个雷达探测器组件2之间。同时，警报装置组件3也可以固定于铁轨侧部的两个接触网立柱上或者两个立杆上。本实施例优选的雷达探测器组件2与警报装置组件3之间的间距为0.8～1.5km。本实施例的警报装置组件3设置于铁轨1的固定防护点或流动施工点位置。

当需要进一步扩大检测范围时，如图4所示，如在多线区段(即图4所示四条铁路轨道相互接近或并排布置)同时探测四条或以上线路是否来车，可使用两套背靠背的雷达探测器组件2(每套背靠背的雷达探测器组件2包括两个背靠背的雷达探测器组件2)以及两套背靠背的警报装置组件3(每套背靠背的警报装置组件3包括两个背靠背的警报装置组件3)来满足四条铁路轨道的列车接近预警探测与报警，其结构、工作原理与未采用背靠背雷达探测器组件的实施例(例如实施例一)相同。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应 包含在本实用新型的保护范围之内。