专利名称：机车信号无线传输系统及方法
技术领域：
本发明涉及铁路通信技术领域，更具体地说，涉及一种机车信号无线传输系统及方法。
背景技术：
随着国民经济的快速发展，铁路运输向高速化方向发展，列车速度的不断提高，使得机车信号对保证列车运行安全和事故预防有了更重要的意义。传统的机车信号传输系统主要有以下不足第一，采用轨道电路来完成地面向列车的信息发送，由于轨道电路采用低频模拟信号传输机车信号，传输的数据量小，速度慢；第二，采用轨道电路发送信息时，只能是地面对列车的单向通信，列车不能给地面反馈信息；第三，轨道电路易受地质结构、道床污染、钢轨锈蚀、电气化牵引电流干扰等因素的影响，于是，轨道电路传送的信息也易受自然环境的影响，在恶劣环境下会造成信息传输中断。可见，传统的机车信号传输系统已经不能够很好地满足铁路运输发展的需要。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的传统的机车信号传输系统中采用轨道电路传输的数据量小、速度慢，只能完成地面向列车的单向信息发送，且易受自然环境影响的缺陷，提供一种能解决上述问题的机车信号无线传输系统及方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是构造一种机车信号无线传输系统，包括站内设备、轨旁设备、车载设备和中心设备，所述站内设备，获取进站、进路和出站信号机发出的机车信号信息，将所述机车信号信息和设置在所述站内设备中的联锁组网表包含的信息组成无线机车信号信息包，并通过数字通道发送至所述轨旁设备；所述轨旁设备，接收所述无线机车信号信息包，并通过数传电台发送至所述车载设备，同时，通过数传电台接收所述车载设备对所述无线机车信号信息包的应答，并通过数字通道发至所述站内设备；所述车载设备，通过数传电台接收所述无线机车信号信息包，并解析所述无线机车信号信息包的信息内容，从而核对、提取并显示所述机车信号信息；所述中心设备，管理并监测所述站内设备、轨旁设备和车载设备的工作状态。本发明所述的机车信号无线传输系统中，还包括与所述中心设备相连的网络终端，通过所述网络终端对所述中心设备进行远程操作和监控。本发明所述的机车信号无线传输系统中，所述站内设备为一个或多个；所述站内设备为多个时，所述多个站内设备之间采用数字通道连接。
本发明所述的机车信号无线传输系统中，所述中心设备与站内之间采用数字通道连接。本发明所述的机车信号无线传输系统中，每个站内设备均包括两个传输接口，一个为上行口，另一个为下行口。本发明所述的机车信号无线传输系统中，所述中心设备与站内设备之间均设有主、备两个传输通道。本发明所述的机车信号无线传输系统中，在每两个临近的所述站内设备之间设有多个所述轨旁设备，且每两个轨旁设备之间采用光缆或电缆进行通信。本发明解决其技术问题所采用的技术方案之二是构造一种机车信号无线传输方法，包括步骤获取进站、进路和出站信号机发出的机车信号信息，将所述机车信号信息和联锁组网表包含的信息组成无线机车信号信息包，并通过数字通道发送至轨旁设备；接收所述无线机车信号信息包，并通过数传电台发送至车载设备，同时，通过数传电台接收所述车载设备对所述无线机车信号信息包的应答，并通过数字通道发至站内设备；通过数传电台接收所述无线机车信号信息包，并解析所述无线机车信号信息包的信息内容，从而核对、提取并显示所述机车信号信息。本发明所述的机车信号无线传输方法中，还包括步骤通过所述网络终端对所述中心设备进行远程操作和监控。本发明所述的机车信号无线传输方法中，所述站内设备为一个或多个；所述站内设备为多个时，所述多个站内设备之间采用数字通信。实施本发明的机车信号无线传输系统及方法，具有以下有益效果第一，站内设备与轨旁设备间采用数字通道进行通信，数字传输带宽大、速率高， 系统兼容性好，可扩展性强，能为机车司机提供更多的行车安全和预防告警信息，同时为使用和维护人员提供准确及时的信号设备故障信息，可降低发生严重事故的风险；第二，轨旁设备与车载设备间采用无线数传通信，且实现双向闭环传输，列车可将位置、速度等信息传给车站，同时车站可将行车信号和命令传给列车，即，地面发出的信号， 车载设备发出回示信息，双方进行信息校核，保证了信息传输的可靠性；第三，无线传输不受地质结构、道床污染、钢轨锈蚀、电气化牵引电流干扰等因素的影响，在恶劣环境下不易造成机车信号传输业务的中断，大大提高了行车安全性。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中图1是本发明机车信号无线传输系统的第一实施例的系统示意图；图2是本发明机车信号无线传输系统的第二实施例的系统示意图；图3是本发明机车信号无线传输系统的第一控制方案示意图；图4是本发明机车信号无线传输系统的第二控制方案示意图；图5是本发明机车信号无线传输系统中站间网络的组网示意图；图6是本发明机车信号无线传输系统中区间数字通道的组网示意图7是本发明机车信号无线传输方法的流程图。
具体实施例方式如图1所示，是本发明机车信号无线传输系统的第一实施例的系统示意图。本第一实施例中，该机车信号无线传输系统包括站内设备1、轨旁设备2、车载设备3和中心设备 4，其中站内设备1通过信号提取设备获取进站、进路和出站信号机发出的机车信号信息，根据联锁组网表，将所述机车信号信息和所述联锁组网表包含的信息组成无线机车信号信息包，并通过数字通道发送至轨旁设备2。其中，所述联锁组网表设置在所述站内设备中，且所述联锁组网表包括车站编号、 发码时间等相关信息。轨旁设备2接收所述无线机车信号信息包，并通过数传电台发送至车载设备3，同时，通过数传电台接收车载设备3对所述无线机车信号信息包的应答，并通过数字通道发至所述站内设备1。车载设备3通过数传电台接收所述无线机车信号信息包，并解析所述无线机车信号信息包的信息内容，从而核对、提取并显示所述机车信号信息。所述中心设备4管理并监测站内设备1、轨旁设备2和车载设备3的工作状态。可见，本机车信号无线传输系统具有以下优点第一，站内设备1与轨旁设备2间采用数字通道进行通信，数字传输带宽大、速率高，系统兼容性好，可扩展性强，能为机车司机提供更多的行车安全和预防告警信息，同时为使用和维护人员提供准确及时的信号设备故障信息，可降低发生严重事故的风险。第二，轨旁设备2与车载设备3间采用无线数传通信，且实现双向闭环传输，列车可将位置、速度等信息传给车站，同时车站可将行车信号和命令传给列车，即，站内设备1 发出的信号，车载设备3发出回示信息，双方进行信息校核，保证了信息传输的可靠性。第三，无线传输不受地质结构、道床污染、钢轨锈蚀、电气化牵引电流干扰等因素的影响，在恶劣环境下不会造成机车信号传输业务的中断，大大提高了行车安全性。如图2所示，是本发明机车信号无线传输系统的第二实施例的系统示意图。本第二实施例与图1所示的第一实施例的区别在于在第一实施例的基础上，本机车信号无线传输系统还包括与中心设备4相连的网络终端5，通过网络终端5对中心设备4进行远程操作和监控，较适应网络及铁路运输高速发展的需求，如，在出现突发事故时，实行异地远程处理操作等。上述第一、第二实施例中，当该机车信号无线传输系统只用于一个区间段或小站内时，站内设备1可设置为一个。如，某区间段内的通勤车等，某小站内的维修车等。进一步地，如用于包含多个区间段的一铁路线时，站内设备1可依据实际需求设置为多个，且将该多个站内设备1之间通过数字通道进行连接，即该多个站内设备1之间采用数字通道进行通信，传输带宽大、速率高，同时可提高站内设备1的系统兼容性和可扩展性。另外，可在站内设备1上设有联锁接口，便于多个站内设备1的连接。进一步地，所述中心设备4与站内设备1之间采用数字通道连接，为中心设备4与站内设备1之间的信息传输提供了数字传输带宽大、速率高的传输通道。
如图3所示，是本发明机车信号无线传输系统的第一控制方案示意图。本第一控制方案以站内连锁机车信号的无线发送为例进行阐述当列车通过预告处的点应答器100时，立即关闭无线机车信号的白灯，表明此刻进入无线机车信号指挥行车的区域，自动启动车载设备3的电台接收、显示轨旁设备2发出的进站处的无线机车信号；当列车通过进站处的应答器时，获取进路和无线机车信号信息，自动启动车载设备3的电台接收、显示轨旁设备2发出的当前进路股道的出站处的无线机车信号；当列车从车站出发后，经过出站处的应答器时，立即开启无线机车信号的白灯，表明此刻退出无线机车信号指挥行车的区域。上述站内设备1通过信号提取设备200从站内连锁设备300中提取进站、进路和出站信号机发出的机车信号信息，该站内连锁设备300用于实现多个站台之间的信息共享。并且，上述站内设备1与轨旁设备2之间均通过数字通道进行通信，车载设备3与轨旁设备2之间采用数传电台进行无线通信，不再依赖于轨道电路，传输带宽大、速率高， 不受自然环境影响。进一步地，车载设备3在接收到相应的机车信号信息后，通过轨旁设备2将该信息返回站内设备1，站内设备1核实车载设备3接收的信息与自身发送的信息是否一致，如果一致，则再通过轨旁设备2通知车载设备3该接收信息有效，否则，本次传输信息无效。也就是说，在站内设备1发出的信号时，车载设备3有回示信息，双方进行信息校核，保证了信息传输的可靠性。如图4所示，是本发明机车信号无线传输系统的第二控制方案示意图。本第二控制方案以区间自动闭塞机车信号的无线发送为例进行阐述在区间自动闭塞的上、下行车站的信号机械室设置站内设备1、信号提取设备100 各1套，在各闭塞分区分界点设置轨旁设备2和点式应答器100，该点式应答器100优选为无源点式应答器。当列车通过某一个闭塞分区分界点处的点式应答器100，时，将获取到下一个闭塞分区的无线机车信号信息，从而自动启动车载设备3的电台接收、显示无线机车信号。上述站内设备1通过信号提取设备200从闭塞逻辑设备400中提取下一个闭塞分区的机车信号信息，该闭塞逻辑设备400用于提供闭塞分区的机车信号信息。同样地，上述站内设备1与轨旁设备2之间均通过数字通道进行通信，车载设备 3与轨旁设备2之间采用数传电台进行无线通信，不再依赖于轨道电路，传输带宽大、速率高，不受自然环境影响。同样地，车载设备3在接收到相应的机车信号信息后，通过轨旁设备2将该信息返回站内设备1，站内设备1核实车载设备3接收的信息与自身发送的信息是否一致，如果一致，则再通过轨旁设备2通知车载设备3该接收信息有效，否则，本次传输信息无效。也就是说，在站内设备1发出的信号时，车载设备3发出回示信息，双方进行信息校核，保证了信息传输的可靠性。如图5所示，是本发明机车信号无线传输系统中站间网络的组网示意图。本发明机车信号无线传输系统中，中心设备4与各站内设备(如A车站站内设备1A、B车站站内设备IB......N车站站内设备IN等)均通过数字通道连接，从而实现中心
业务数据传输、网管检测、数据加载及系统软件升级等功能。本发明机车信号无线传输系统中站间网络的组网方案如下每个站内设备(如A
车站站内设备1A、B车站站内设备IB......N车站站内设备IN等)均包括两个传输接口，
一个为上行口，另一个为下行口，且每个站内设备以上述两个传输接口为一个基本传输单元。所述上行、下行列车无线机车信号采用不同频率，且频率间相互锁闭和相互排斥，不会造成敌对进路，避免发生同频干扰，保证行车安全。本系统设置有两个传输通道，一个方向作为主用通道，另一个方向作为备用通道， 上述主用通道和备用通道采用传输网络设备来实现，其采用冗余设计，应急性好，提高了安全性。如图6所示，是本发明机车信号无线传输系统中区间数字通道的组网示意图。本发明机车信号无线传输系统中区间数字通道的组网方案如下在每两个临近的站内设备(如A车站站内设备1A、B车站站内设备IB之间)之间设有多个轨旁设备(如轨旁设备2A、轨旁设备2B、轨旁设备2N-1、轨旁设备2N等)；上述每两个轨旁设备之间均采用光缆、电缆或光缆与电缆的结合进行通信。另外，轨旁设备与邻近的站内设备(如轨旁设备2A与邻近A车站站内设备1A)之间通过数字通道连接，便于实现轨旁设备与站内设备之间的高效、高速数据传递，同时也提供了中心设备到轨旁设备的通道。进一步地，两个邻近的站内设备(如A车站站内设备IA和B车站站内设备1B)之间设置有站间通道迂回保护通道，这种组网方式占用的通道资源较少，迂回保护的方式也能够有效地提高可靠性。上述本发明中，轨旁设备2与车载设备3之间的数传电台采用450M的工作频率。如图7所示，是本发明机车信号无线传输方法的流程图。本机车信号无线传输方法包括步骤步骤Sl 获取进站、进路和出站信号机发出的机车信号信息，将所述机车信号信息和联锁组网表包含的信息组成无线机车信号信息包，并通过数字通道发送至轨旁设备；步骤S2:接收所述无线机车信号信息包，并通过数传电台发送至车载设备，同时， 通过数传电台接收所述车载设备对所述无线机车信号信息包的应答，并通过数字通道发至站内设备；步骤S3 通过数传电台接收所述无线机车信号信息包，并解析所述无线机车信号信息包的信息内容，从而核对、提取并显示所述机车信号信息。进一步地，本机车信号无线传输方法还包括步骤通过所述网络终端对所述中心设备进行远程操作和监控。本发明机车信号无线传输方法的具体实施过程在上述机车信号无线传输系统的实施方式中均有详细说明，此处不再赘述。综上所述，本发明的机车信号无线传输系统和方法中，首先，站内设备1与轨旁设备2间采用数字通道进行通信，数字传输带宽大、速率高，系统兼容性好，可扩展性强，能为机车司机提供更多的行车安全和预防告警信息，同时为使用和维护人员提供准确及时的信号设备故障信息，可降低发生严重事故的风险；其次，轨旁设备2与车载设备3间采用无线数传通信，且实现双向闭环传输，列车可将位置、速度等信息传给车站，同时车站可将行车信号和命令传给列车，即，地面发出的信号，车载设备发出回示信息，双方进行信息校核，保证了信息传输的可靠性，并且，无线传输不受地质结构、道床污染、钢轨锈蚀、电气化牵引电流干扰等因素的影响，在恶劣环境下不易造成机车信号传输业务的中断，大大提高了行车安全性。 以上所述仅为本发明的实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种机车信号无线传输系统，包括站内设备、轨旁设备、车载设备和中心设备，其特征在于，所述站内设备，获取进站、进路和出站信号机发出的机车信号信息，将所述机车信号信息和设置在所述站内设备中的联锁组网表包含的信息组成无线机车信号信息包，并通过数字通道发送至所述轨旁设备；所述轨旁设备，接收所述无线机车信号信息包，并通过数传电台发送至所述车载设备， 同时，通过数传电台接收所述车载设备对所述无线机车信号信息包的应答，并通过数字通道发至所述站内设备；所述车载设备，通过数传电台接收所述无线机车信号信息包，并解析所述无线机车信号信息包的信息内容，从而核对、提取并显示所述机车信号信息；所述中心设备，管理并监测所述站内设备、轨旁设备和车载设备的工作状态。
2.根据权利要求1所述的机车信号无线传输系统，其特征在于，还包括与所述中心设备相连的网络终端，通过所述网络终端对所述中心设备进行远程操作和监控。
3.根据权利要求1所述的机车信号无线传输系统，其特征在于，所述站内设备为一个或多个；所述站内设备为多个时，所述多个站内设备之间采用数字通道连接。
4.根据权利要求3所述的机车信号无线传输系统，其特征在于，所述中心设备与站内之间采用数字通道连接。
5.根据权利要求3或4所述的机车信号无线传输系统，其特征在于，每个站内设备均包括两个传输接口，一个为上行口，另一个为下行口。
6.根据权利要求1所述的机车信号无线传输系统，其特征在于，所述中心设备与站内设备之间均设有主、备两个传输通道。
7.根据权利要求1所述的机车信号无线传输系统，其特征在于，在每两个临近的所述站内设备之间设有多个所述轨旁设备，且每两个轨旁设备之间采用光缆或电缆进行通信。
8.一种机车信号无线传输方法，其特征在于，包括步骤获取进站、进路和出站信号机发出的机车信号信息，将所述机车信号信息和联锁组网表包含的信息组成无线机车信号信息包，并通过数字通道发送至轨旁设备；接收所述无线机车信号信息包，并通过数传电台发送至车载设备，同时，通过数传电台接收所述车载设备对所述无线机车信号信息包的应答，并通过数字通道发至站内设备；通过数传电台接收所述无线机车信号信息包，并解析所述无线机车信号信息包的信息内容，从而核对、提取并显示所述机车信号信息。
9.根据权利要求8所述的机车信号无线传输方法，其特征在于，还包括步骤通过所述网络终端对所述中心设备进行远程操作和监控。
10.根据权利要求8所述的机车信号无线传输方法，其特征在于，所述站内设备为一个或多个；所述站内设备为多个时，所述多个站内设备之间采用数字通信。
全文摘要
本发明涉及一种机车信号无线传输系统及方法，该系统包括站内设备、轨旁设备、车载设备和中心设备，所述站内设备与轨旁设备间采用数字通道进行通信，数字传输带宽大、速率高，系统兼容性好，可扩展性强，能为机车司机提供更多的行车安全和预防告警信息，可降低发生严重事故的风险；所述轨旁设备与车载设备之间采用无线数传通信，且实现双向闭环传输，列车可将位置、速度等信息传给车站，同时车站可将行车信号和命令传给列车，双方进行信息校核，保证了信息传输的可靠性，且无线传输不受地质结构、道床污染、钢轨锈蚀、电气化牵引电流干扰等因素的影响，在恶劣环境下不易造成传输中断，大大提高了行车安全性。
文档编号H04L29/08GK102404364SQ20101028133
公开日2012年4月4日 申请日期2010年9月14日 优先权日2010年9月14日
发明者潘瑞洪 申请人:深圳市思科泰技术有限公司