列车防撞预警系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及轨道交通信号系统，具体涉及一种列车防撞预警系统。
【背景技术】
[0002]随着轨道交通行业的迅猛发展，截止2013年底，中国共有36座城市获准修建城市轨道交通线路，其中19座城市的85条线路已经开通运营，总里程达2509.52公里。预计到2020年，全国城市轨道运营里程将达到6000公里，在轨道交通方面的投资将达3-4万亿元。
[0003]信号系统作为轨道交通最核心的安全控制系统，为保障轨道车辆的安全运行发挥了巨大的作用。但是，信号系统都是在其特定的条件或环境中正常运行的，一旦出现非常规的事件或故障，难以保障正常安全运营。如:2012年7月3日上海地铁2号线SHR站出现的气体灭火气爆炸事件，直接导致电源屏失电，信号系统瘫痪；2011年9月27日发生的上海地铁10号线，由于供电系统故障，之后UPS系统电量也耗光，引起全线信号系统瘫痪，调度员在此情况下发出错误指令，最终导致撞车事件发生，都暴露了极端情况下失去信号系统后轨道交通无可依赖，安全运营无法保障的现状。
[0004]因此，轨道交通需要一套极端条件下可以依赖的列车防撞预警系统，针对类似的非常规事件情况下，通过一定的技术手段，实现列车预防碰撞的可靠安全系统。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种列车防撞预警系统，该预警系统通过在列车上设置RFID读写器并在轨道曲线段上布设RFID标签，以实现在轨道曲线段上的防撞探测。
[0006]本实用新型目的实现由以下技术方案完成:
[0007]一种列车防撞预警系统，其特征在于所述预警系统包括车载主机、RFID读写器、速度传感器以及RFID标签，所述车载主机、所述RFID读写器以及所述速度传感器均设置于所述列车上，所述RFID标签设置于轨道的曲线段上；其中，所述RFID读写器以及所述速度传感器分别同所述车载主机通信连接。
[0008]所述车载主机包括主控单元以及与所述主控单元相连接的通信单元、事件记录单元和电源单元。
[0009]所述RFID读写器位于所述列车首、尾两端。
[0010]所述RFID标签沿所述轨道的曲线段间隔布设。
[0011]所述预警系统还包括位于所述列车首、尾两端上的雷达，所述雷达与所述车载主机通信连接。
[0012]所述预警系统还包括位于所述列车上的紧急制动回路，所述紧急制动回路与所述车载主机连接。
[0013]本实用新型的优点是，系统组成简单，通过雷达可实现直线轨道上200米远距离的列车探测，同时通过RFID读写器和RFID标签能解决当前大部分防撞预警系统在弯道无法探测列车的困难。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型中列车防撞预警系统组成框图；
[0015]图2为本实用新型中轨道曲线段上的RFID标签布置示意图；
[0016]图3为本实用新型中直线轨道上雷达障碍物探测示意图；
[0017]图4为本实用新型中速度与制动距离的关系示意图；
[0018]图5为本实用新型中列车间的车距关系示意图。
【具体实施方式】
[0019]以下结合附图通过实施例对本实用新型的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解:
[0020]实施例:本实施例具体涉及一种列车防撞预警系统，该预警系统是用于作为当城市轨交信号系统失效时的替代和补充技术，包括直线轨道上列车端头的防撞雷达探测技术和弯曲轨道上列车的RFID读卡器探测技术。
[0021]如图1-3所示，本实施例中的预警系统包括车载主机、外围设备以及轨旁设备。
(I)车载主机安装于列车驾驶室中的控制柜内，包括主控单元以及与主控单元相连接的通信单元、事件记录单元和电源单元，车载主机的各部分按照双冗余设备进行设计。(2)外围设备安装于列车上，包括2个雷达、2个RFID读卡器以及I个速度传感器，2个雷达具体设置于列车的首、尾两端，2个RFID读卡器同样设置于列车的首、尾两端，且各设备均同车载主机的通信单元之间构成通信连接。(3)轨道设备是指RFID标签和轨旁定位点，在轨道曲线段前后150米范围内，于轨道上以一定间隔距离布设若干RFID标签，本实施例中采用的间隔距离为3米。
[0022]车载主机中的主控单元用于完成信息汇总，此处信息包括综合输入的速度和运行工况，之后接合雷达信息以及RFID标签信息进行逻辑运算，计算出前车是否与本车的距离大于安全距离，从而根据预先制定的判定准则决定是否采取制动和告警，并输出相应的指令。
[0023]车载主机中的通信单元用于完成对雷达、RFID读写器以及速度传感器之间的通信交互，用以获取和发送相应的数据。
[0024]车载主机中的事件记录单元用于完成正常行驶情况下的大间隔记录，间隔为10秒一次，以及发现紧急事件或故障事件的小间隔记录，间隔为0.5秒一次。
[0025]车载主机中的电源单元用于将输入直流电压转换为设备的工作电压，其主要由两个DC-DC模块组成，一路DC-DC模块实现将66VDC?150VDC输入电压转换成24V直流电压，供驱动输出继电器和外围雷达及RFID读写器使用，另一路DC-DC模块实现将上面模块输出的24V直流电压转换成3.3V电源供车载主机内的主控单元、通信单元以及事件记录单元使用。
[0026]如图1、3所示，外围设备中的雷达采用微波雷达测距器，24V DC供电，其精度较高；RFID读写器采用900MHz读写器，读写距离较远，速度快，9-36V DC供电；速度传感器则采用广泛应用的脉冲式传感器，18-30V DC供电。
[0027]如图2所示，轨道设备中的RFID标签具体是900MHz的无源电子标签，其沿轨道曲线段前后150米范围内间隔布设。
[0028]如图1-5所示，本实施例中的列车防撞预警系统日常处于运行状态，与常规的轨交信号系统并行工作，但仅在信号系统失效后介入对列车的控制。列车防撞预警系统的工作方法为:
[0029]A.主控单元内存有当前运营线路的电子地图，根据列车上的速度传感器以及轨旁定位点，结合电子地图，主控单元可判断出当前列车是行驶在直线轨道上还是曲线段轨道上;
[0030]B.若列车在直线轨道上时，列车上所安装的雷达通过发射雷达波以探测前方200米范围内是否有列车，车载主机根据安装于列车车轮上的速度传感器计算列车自身行驶速度，根据最差制动率计算出对应的最大制动距离，将此距离作为安全范围，另外加上一段冗余距离作为探测器的声光报警范围，一旦前方列车在报警范围内，本列车上的车载主机会声光报警提示司机。如果距离更近，进入到安全制动范围内，则车载主机通过向列车上的紧急制动回路发送指令，触发紧急制动，确保安全；
[0031]根据如图4所示的速度-制动距离关系曲线，可知在某一速度下，列车完全停下所需要走行的制动距离。
[0032]C.若列车在曲线段轨道上，当列车首端的RFID读写器经过RFID标签时，RFID读写器先将标签内容(该内容是前一列车写入的列车ID，经过时刻，行驶工况以及速度值)读出，计算与前车的最小距离；
[0033]当列车尾端的RFID读写器经过该RFID标签时，将本车ID、当前时间、本车行驶工况(牵引、制动或惰行)以及速度值写入该RFID标签中，以供后车知晓；
[0034]每列车经过每个RFID标签时，都能读到前一列车在经过该RFID标签时的速度信息，通过对多个RFID标签内所汇总的前车信息，可判断出前车是否与本车有足够的安全距离，前车是否采取了制动操作，以此促使本车采取减速告警，并且车尾端会将本车当前相关信息写入经过的RFID标签中。
[0035]本实施例中的列车防撞预警系统除了实现直道200米距离内的列车防撞探测，同时解决了当前大部分防撞预警系统在弯道无法探测列车的困难，大大提高了轨道交通应对突发事故的能力，提高信号系统发生故障时行车的安全性，从而降低故障造成的影响和损失。
【主权项】
1.一种列车防撞预警系统，其特征在于所述预警系统包括车载主机、RFID读写器、速度传感器以及RFID标签，所述车载主机、所述RFID读写器以及所述速度传感器均设置于所述列车上，所述RFID标签设置于轨道的曲线段上；其中，所述RFID读写器以及所述速度传感器分别同所述车载主机通信连接。
2.根据权利要求1所述的一种列车防撞预警系统，其特征在于所述车载主机包括主控单元以及与所述主控单元相连接的通信单元、事件记录单元和电源单元。
3.根据权利要求1所述的一种列车防撞预警系统，其特征在于所述RFID读写器位于所述列车首、尾两端。
4.根据权利要求1所述的一种列车防撞预警系统，其特征在于所述RFID标签沿所述轨道的曲线段间隔布设。
5.根据权利要求1所述的一种列车防撞预警系统，其特征在于所述预警系统还包括位于所述列车首、尾两端上的雷达，所述雷达与所述车载主机通信连接。
6.根据权利要求1所述的一种列车防撞预警系统，其特征在于所述预警系统还包括位于所述列车上的紧急制动回路，所述紧急制动回路与所述车载主机连接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种列车防撞预警系统，其特征在于所述预警系统包括车载主机、RFID读写器、速度传感器以及RFID标签，所述车载主机、所述RFID读写器以及所述速度传感器均设置于所述列车上，所述RFID标签设置于轨道的曲线段上；其中，所述RFID读写器以及所述速度传感器分别同所述车载主机通信连接。本实用新型的优点是，系统组成简单，通过雷达可实现直线轨道上200米远距离的列车探测，同时通过RFID读写器和RFID标签能解决当前大部分防撞预警系统在弯道无法探测列车的困难。
【IPC分类】B61L23-00
【公开号】CN204506929
【申请号】CN201520108446
【发明人】彭少武, 刘荣华
【申请人】上海益力机电有限公司, 彭少武
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年2月15日