专利名称：应答器地面设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术和电磁感应技术，尤其涉及一种应答器地面设备。
背景技术：
列车运行控制系统由地面设备和车载设备两部分组成。其中，地面设备用于向车载设备提供例如线路坡度、轨道区段等的线路静态数据信息和例如临时限速、进路参数等动态数据信息，车载设备用于根据地面设备所提供的数据信息来保障列车安全、高效地运行。车载设备接收数据信息后，综合数据信息和列车基本参数，根据移动授权来生成目标距离模式曲线，以监控列车安全运行。因此，向车载设备发送真实、准确的数据信息对于列车的安全运行是极为重要的。
发明内容
本发明提供一种应答器地面设备，用于实现由地面设备向车载设备之间的高准确率数据传输。该应答器地面设备包括多个无源应答器，用于发送自身存储的固定数据信息；多个有源应答器，用于发送实时数据信息；地面电子单元，与所述有源应答器连接以及与列控中心设备连接，用于获取实时数据信息，并向所述有源应答器提供所述实时数据信息。根据本发明提供的应答器地面设备，能够满足车载设备的需求，准确地发送相应的数据信息；此外，由于包含多个应答器，使车载设备在经过该多个应答器时，能够根据接收到的应答器发送的数据信息的先后顺序，判断列车的运行方向，即正向运行或反向运行； 而且，还使得车载设备可通过应答器发送的数据信息来校正走行误差，从而提高控车精度， 实现了安全控车。
图1为本发明应答器地面设备与车载设备及列控中心设备连接的示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。图1为本发明应答器地面设备与车载设备及列控中心设备连接的示意图。如图1 所示，该应答器地面设备20包括多个(图1中仅示出一个)无源应答器21，用于发送自身存储的固定数据信息；多个(图1中仅示出一个)有源应答器22，用于发送实时数据信息；地面电子单元(LEU) 23，与有源应答器22连接，以及与列控中心设备10连接，用于向有源应答器22提供实时数据信息。
其中，无源应答器21和有源应答器22是采用电磁感应原理构成的高速点式数据传输设备，用于实现地面与机车间的相互通信。无源应答器21和有源应答器22例如安装于两根钢轨中心的枕木上，当列车经过无源应答器21和有源应答器22上方时，无源应答器 21和有源应答器22接收到安装在列车底部的车载天线所发射的电磁能量后，将电磁能量转换成电能，驱动内部的电子电路开始工作，向车载天线发送大量的编码信息。具体地，无源应答器21向车载天线循环发送其自身存储的数据信息；有源应答器22从地面电子单元 23获取实时数据信息、并向车载天线发送该实时数据信息。车载天线离开无源应答器21和有源应答器22上方后，无源应答器21和有源应答器22失去了电源，便停止发送数据信息。当有源应答器22与地面电子单元23之间的接口故障，或有源应答器22不能接收到有效数据信息时，有源应答器22发送自身存储的默认数据信息，并在由发送实时数据信息转换到发送自身存储的默认数据信息之间，插入75位至1 位逻辑“1”(或“0”)的序列，这同时适用于有源应答器22被通过的车载设备30激活并准备发送数据信息的情形，以及有源应答器22在车载设备30通过期间，在输入接口不能检测到有效信号的情形。一旦有源应答器22开始发送自身存储的默认数据信息，只要车载设备30提供了足够的电磁能量，即使输入接口恢复了有效信号，有源应答器22仍继续发送自身存储的默认数据信息。应答器每一次被车载设备30激活时，都应重新确定输入信号是否有效。无源应答器21和有源应答器22与车载设备30的接口包含以下三个功能1)功能一上行数据传输。由无源应答器21和有源应答器22向车载设备30传输数据报文，当车载天线经过应答器上方时，应答器采用移频键控调制FSK方式，循环地、 连续不断地将数据发出。FSK主要技术指标与参数采用中心频率为 4. 234MHz 士 175kHz ；
频偏为 282. 24kHz 士 7 % ；平均传输速率为564. 48kbit/s士2. 5 % ；当要发送的数据是逻辑“0”时，对应的发送频率为4. 234MHz482. MkHz = 3. 951MHz ；当要发送的数据是逻辑“1”时，对应的发送频率为4. 234MHz+282. 24kHz = 4.516MHz。2)功能二向应答器供电。由车载设备30向应答器提供工作电源。车载天线单元通过连续发送频率为27. 095MHz士5kHz的连续电磁波而产生磁场，向应答器提供能量， 应答器感应该磁场，并将其转换为工作电源。3)功能三应答器编程。用于对应答器进行编程，即数据信息写入及生产制造资料写入。有源应答器22除与车载设备30的上述接口外，还有与地面电子单元23之间的控制接口，该控制接口包含以下二个功能1)功能一上行链路数据输入。由地面电子单元23向有源应答器22输入要发送的数据信息，传输的信号采用双向差分电平编码(DBPL编码)和基带信号传输方式，信号幅度为 14Vpp 18Vpp，传输位速率为 564. 481ibit/s士200ppm，幻功能二应答器接口电源输入。由地面电子单元23向有源应答器22输入接口部分的电路提供供电电源，传输的信号为正弦波，频率为8. 820kHz士0. 1kHz，信号幅度为20Vpp 23Vpp。地面电子单元23是数据采集与处理单元，通过串行通信接口或其他接口方式与列控中心设备10连接，还可与地面其他设备连接，接收地面设备发送的实时变化的数据信息或状态信息，将来自列控中心设备10的实时数据信息或对应输入信息状态的自身存储的数据信息，连续向有源应答器22发送。并且，地面电子单元23可同时向多个有源应答器 22发送各自不同的实时数据信息。当地面电子单元23与列控中心设备10之间的接口故障，或地面电子单元23不能接收到有效数据信息时，地面电子单元23发送自身存储的默认数据信息，并在由发送实时数据信息转换到发送自身存储的默认数据信息之间，插入75位至1 位逻辑“1” (或“0”) 的序列。当地面电子单元发送的实时数据信息发生变化时，在新、旧数据信息之间，插入75 位至1 位逻辑“1”(或“0”)的序列。地面电子单元23除与有源应答器22有控制接口外，与列控中心设备10之间有接口，该接口可以是RS-422、RS-485、以太网、其他总线方式或继电器输入方式进行连接。根据上述实施例的应答器地面设备，一方面能够根据车载设备的需求，准确地发送相应的数据信息；另一方面，由于包含多个应答器，使车载设备在经过该多个应答器时， 能够根据接收到的应答器发送的数据信息的先后顺序，判断列车的运行方向，即正向运行或反向运行；再一方面，还使得车载设备可通过应答器发送的数据信息来校正走行误差，从而提高控车精度，实现了安全控车。根据上述实施例提供的应答器地面设备，能够发送但不限于以下信息1)信号数据；2)控制数据；3)地理位置信息；4)供电信息；5)列车运行目标信息；6)进路信息；7)速度限制信息；8)临时限速信息；9)固定障碍物信息；10)移动授权；11)线路坡度；12)有线和无线信息注入信息；13)链接数据信息；14)轨道区段信息；15)其他信息。进一步地，在上述实施例的应答器系统中，还包括读写检测装置，用于对无源应答器、有源应答器和地面电子单元进行数据读写和数据检测。具体地，该读写检测装置用于对无源应答器、有源应答器和地面电子单元进行初始设置，S卩向无源应答器写入固定数据信息，向有源应答器写入默认数据信息(即在与地面电子单元断开连接时所发送的数据信息)，并向地面电子单元写入初始信息；还用于后期根据线路数据信息及控车需求等的改变对上述固定数据信息和默认数据信息进行更新； 以及用于在写入数据后，从无源应答器、有源应答器及地面电子单元中读取数据，通过将读取的数据与真实数据进行比较来进行数据检测。为实现上述过程，可通过计算机对该读写检测装置进行数据读写，并通过将该读写检测装置置于应答器上方、通过电磁感应来实现对应答器的数据读写操作或与地面电子单元连接进行数据读写操作。进一步地，在上述实施例的应答器地面设备中，有源应答器在与地面电子单元断开连接(即发生通信故障)的情况下，向车载设备发送默认数据信息，从而使车载设备可通过识别到该默认数据信息获知应答器故障。此时，若车载设备根据从其他应答器接收的信息仍可获知完整信息，则继续行进；否则，发出制动信号。地面电子单元还用于在与如列控中心设备断开连接时，发送自身存储的默认数据信息。进一步地，在上述实施例的应答器地面设备中，有源应答器设置在两根钢轨中央； 所述无源应答器设置在两根钢轨中央；所述地面电子单元设置在室内或线路侧靠近所述有源应答器的位置。进一步地，在上述实施例的应答器系统中，无源应答器与有源应答器结构相同。 即，两者可以为完全相同的应答器，当需要将应答器设置为有源应答器时，仅需将其与地面电子单元相连接即可实现。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种应答器地面设备，其特征在于，包括多个无源应答器，用于发送自身存储的固定数据信息；多个有源应答器，用于发送实时数据信息；地面电子单元，与所述有源应答器连接以及与列控中心设备连接，用于获取实时数据信息，并向所述有源应答器提供所述实时数据信息。
2.根据权利要求1所述的应答器地面设备，其特征在于，还包括读写检测装置，用于对所述无源应答器、所述有源应答器和所述地面电子单元进行数据读写和数据检测。
3.根据权利要求1或2所述的应答器地面设备，其特征在于，所述有源应答器还用于在与所述地面电子单元断开连接时，发送自身存储的默认数据信息；所述地面电子单元还用于在与列控中心设备断开连接时，向所述有源应答器提供自身存储的默认数据信息。
4.根据权利要求1或2所述的应答器地面设备，其特征在于，所述有源应答器设置在两根钢轨中央；所述无源应答器设置在两根钢轨中央；所述地面电子单元设置在室内或线路侧靠近所述有源应答器的位置。
5.根据权利要求1或2所述的应答器地面设备，其特征在于，所述地面电子单元可用于向多个所述有源应答器提供所述实时数据信息。
6.根据权利要求1或2所述的应答器地面设备，其特征在于，所述无源应答器与所述有源应答器的结构相同。
全文摘要
本发明提供应答器地面设备，包括无源应答器、有源应答器和地面电子单元。无源应答器，用于发送自身存储的固定数据信息；有源应答器，用于发送实时数据信息；地面电子单元，与所述有源应答器连接，用于向所述有源应答器提供所述实时数据信息。本发明的应答器地面设备能够适应在高速条件下向车载设备提供足够的、准确的线路基础数据和信息，以使车载设备实现高精度、高安全性的列车运行控制。
文档编号H04B1/59GK102237891SQ20111012492
公开日2011年11月9日 申请日期2011年5月16日 优先权日2011年5月16日
发明者刘建章, 徐笑然, 杨光伦, 袁栩, 贺航宇 申请人:北京全路通信信号研究设计院有限公司