专利名称：应用于动车基地或运用所进行动车定位的多传感器系统的制作方法
技术领域：
应用于动车基地或运用所进行动车定位的多传感器系统技术领域：
本实用新型涉及铁路电子设备，具体地说是涉及一种应用于动车基地或运用所进行动车定位的多传感器系统。背景技术：
根据中国高速铁路网建设规划，全国省会及铁路枢纽城市在不断建设为动车组配套的动车组检修基地或动车运用所。动车组检修基地或动车运用所由下列几部分组成咽喉、存车厂、洗车线、一级修库、二级修库、三四级修库、五级修库。在动车组车辆养护和检修过程中被分为一级修运行4000公里或48小时进行一次全面运用检修；二级修运行3万公里或30天进行一次专项检修；三级修累计运行45万公里或1年；四级修累计运行90万公里或3年；五级修累计运行180万公里或6年；考察中国已经在建的北京、上海、武汉和广州4个动车组检修基地，都有以下共同的特点1.规模庞大，布局合理(北京动车检修基地占地1800亩)；2.检修车辆众多(存车能力70列、各级检修能力20列)；3.检修车型(CRH1、CRH2、CRH3、CRH5、CRH380A 等)较多；4.车辆在检修基地或动车所内调车频繁；5.气候条件差异较大；目前基地调度主要依赖于综合视频和人工方式对存车厂、各级检修库等动车停车检修及日程调度。因此需要有更加科学、高效、可靠的动车位置定位系统来完成以下功能1、动车组进入检修基地的识别。即在动车自咽喉开始就感知动车的位置，并能进行跟踪和定位。2、能完成当前检修基地动车各存放、经过、作业状态的综合跟踪和查询。能够将动车位置信息通过直观的界面来展现给调度、作业人员使用。能够存储各动车定位历史信息作为进一步优化工作的依据。根据上述需求以及动车检修基地未来数年内对动车组追踪和位置的进一步要求， 我们设计完成了新的动车组追踪和位置定位系统。目前也有面向动车基地的动车追踪和位置定位系统，但综合考核这些系统存在以下缺点缺点1 动车组运行信息获取依赖于微机联锁(监测)信息。在动车组日常生产工作中，微机联锁(监测)信息属于高级别、机密性信息。同时微机联锁属于独立的系统，不易与外部系统产生关联性关系。所以动车组位置追踪信息的获取从联锁信息中获得不利于位置追踪系统的可靠性、独立性、可实施性。动车组追踪和位置定位系统应该属于完全独立的信息获取、传输、处理系统，由此才可以保障全国各地大规模使用。缺点2 动车组身份信息依赖于RF ID (射频识别)技术。在动车组CRH1、CRH2型车下安装了一个有源射频标签，同时在咽喉等需要进行身份识别的位置，安装有RF ID读卡器，当车辆通过时可以读取该车辆下的标签信息，从而可以确认车辆身份。使用RFID方式来确认动车组身份价格较高，每个股道在4万人民币左右，同时 RFID读卡器设备结构复杂，不利于后期维护。缺点3 :CRH3、CRH380A没有安装标签卡。目前新造时速350公里的动车组列车中CRH3没有安装标签卡，CRH380A等新型动车组均没有安装该标签卡。所以基于RFID识别技术的动车组追踪和位置定位的系统有较大的缺陷，同时也不能完成动车组追踪和位置定位工作。缺点4 现有系统存在多种总线结构和异构网络系统。现有动车组追踪和位置定位系统中存在RS485、RS232、CAN、TCP/IP等多种总线和网络系统，而这些异构网络系统均需要进行转接后才可以接入基于x86的信息处理服务器。过多的异构网络系统不利于系统施工、维护和可靠运行。缺点5 现有系统无故障远程查询和故障远程处理功能。现有系统中无法通过远程获得各传感器、现场设备的工作状态；同时出现问题后， 无法通过远程来处理故障。该系统需要7XM工作模式，同时动车组的进出动车基地在均可能发生， 所以该系统必须完整无误的可靠运行。但现实中发生故障是在所难免的，发生故障后如何及时发现故障，同时及时处理故障就变的极其重要。缺点6 现有系统各传感器使用星型连接。现有系统中各位置传感器使用星形连接方式，不利于系统布线和维护。因为动车基地面积庞大，需要使用大量的位置传感器，使用星形连接方式会增加基建施工量，增加系统布线难度。同时星形系统不利于系统实施和维护。缺点7 现有系统各位置传感器使用开关量作为状态输出。现有系统中各位置传感器使用单一开关量作为状态输出。即使用某一电平表示前方有动车停放，使用另外一电平表示没有动车停放。随着使用时间的增长，传感器系统会老化，而开关量的输出是经过阀值判决才进行输出。维护系统无法获得传感器老化状态和适当的调节阀值，从而增加了系统故障几率和维护难度。同时使用开关量单向输出，而不能输入信息，控制中心无法控制和修订传感器工作状态。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种应用于动车基地或运用所进行动车定位的多传感器系统，能够去掉系统对联锁信息的依赖、去掉系统对RFID识别设备的依赖、能够识别出CRH3、CRH380A以及未来可能出现的车型。[0047]本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的一种应用于动车基地或运用所进行动车定位的多传感器系统，包括动车组视频车号识别装置、室外地圈传感器、室外红外位置传感器、室内红外位置传感器、系统光交换机、CAN节点服务器、CAN总线电缆、系统光交换机、光纤，以及系统服务器组，所述动车组视频车号识别装置、室外地圈传感器、室外红外位置传感器、室内红外位置传感器均连接到CAN节点服务器，CAN节点服务器通过 CAN总线电缆及光纤连接到系统光交换机，所述系统光交换机通过光纤或者以太网线连接到系统服务器组。本实用新型进一步具体为所述动车组视频车号识别装置、室外地圈传感器、室外红外位置传感器、室内红外位置传感器分别与CAN节点服务器通过3条CAN总线信号线连接及2条电源线连接。所述动车组视频车号识别装置分别安装在咽喉处的每个股道旁；安装在每个需要进行追踪的道岔分离处；安装在入库轨道旁；安装在每个解体的工作台位前；安装在存车线旁。所述动车组视频车号识别装置安装在咽喉处的每个股道旁，一个股道需要一个； 安装在每个需要进行追踪的道岔分离处，一个股道需要一个；安装在入库轨道旁，一个股道需要一个；安装在每个解体的工作台位前，每个台位需要2个；安装在存车线旁，每条存车线安装3个。所述室外地圈传感器安装在室外咽喉处的每个股道内，一个股道需要一个；安装在存车场进出2端，每条股道需要2个；安装在动车基地或运用所门口股道内，每个股道
需要一个。所述室外红外位置传感器安装在咽喉处的每个股道旁，一个股道需要一个；安装在每个需要进行追踪的道岔分离处，一个股道需要一个；安装在入动车基地或运用所的轨道旁，一个股道需要一个；安装在存车场进出2端，每条股道需要2个；安装在动车基地或运用所的门口股道内，每个股道需要一个。所述室内红外位置传感器安装在动车基地或运用所内每股道旁，动车基地或运用所内每股道安装2个。所述系统光交换机安装在机房内，每个机房2套，各套各自独立。所述CAN节点服务器安装位置为咽喉处2个；各道岔群处2个；各库内2个。所述系统服务器组安装在系统机房内，每个机房2套，各套各自独立。本实用新型的优点是1 去掉系统对联锁信息的依赖通过高速视频车号识别，实现了完全去联锁话。 从而实现了动车组追踪完全不依赖于联锁信息，形成了一套完整独立的信息系统。2 去掉系统对RFID识别设备的依赖通过高速视频车号识别装置完成对动车组身份的确认，直接使用视频车号识别装置识别出动车组侧面喷涂的车号。3 能够识别出CRH3、CRH380A以及未来可能出现的车型通过高速视频车号识别装置完成对动车组身份的确认，直接使用视频车号识别装置识别出动车组侧面喷涂的车号。4 减少系统网络种类数量，将所有的网络信号仅适用CAN和以太网实现所有的传感器信息的输出均统一为CAN总线形式；在汇集处汇集后转换为以外网信号，然后直接输入到服务器系统进行处理。5:选择和实验合适的传感器系统，有效感知当前当前股道上经过的低速、高速车辆通过使用地圈传感器有效解决当前股道上经过的低速、高速车辆感知问题。6 现有系统各传感器使用星型连接将现有各传感器系统采用局部总线连接，汇集到某一处后，再使用光纤经过星形连接到系统光交换机。解决的问题将各传感器均使用CAN总线进行最终信息输出，汇集到局部CAN节点服务器。然后CAN节点服务器在通过光纤连接到系统交换机。7 将现有传感器系统采用实际状态数据量经过CAN总线输出；同时CAN总线可以将控制中心发送到传感器的控制命令传输到各传感器系统中，以达到控制传感器的目的 各传感器数字化，同时经由CAN总线与控制控制进行数据交换。
图1为本实用新型一种应用于动车基地或运用所进行动车定位的多传感器系统结构框图。
具体实施方式
下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。请参阅图1，本实用新型一种应用于动车基地或运用所进行动车定位的多传感器系统包括动车组视频车号识别装置、室外地圈传感器、室外红外位置传感器、室内红外位置传感器、系统光交换机、CAN节点服务器、CAN总线电缆、系统光交换机、光纤，以及系统服务器组。所述动车组视频车号识别装置、室外地圈传感器、室外红外位置传感器、室内红外位置传感器均连接到CAN节点服务器，CAN节点服务器通过CAN总线电缆及光纤连接到系统光交换机，所述系统光交换机通过光纤或者以太网线连接到系统服务器组。上述每一部分的特征和功能及连接关系如下所述动车组视频车号识别装置作用该装置替代原有系统中的AEI，来完成对当前轨道的经过的动车组车号的识别。识别完毕后系统将车号信息形成ASCII字符格式的车号信息，通过CAN总线发送到 CAN节点服务器中。连接关系该装置与CAN节点服务器通过3条CAN总线信号线连接，分别是CAN H、 CAN L、CAN总线地线。通过2条电源线，从CAN节点服务器中获得电能供应，供电范围为直流 12V 36V。安装位置及数量全部连接到一组CAN总线和1组电源中。安装在咽喉处的每个股道旁，一个股道需要一个；安装在每个需要进行追踪的道岔分离处，一个股道需要一个；安装在入库轨道旁，一个股道需要一个；安装在每个解体的工作台位前，每个台位需要2个； 安装在存车线旁，每条存车线安装3个。室外地圈传感器作用该装置实时分析当前轨道上是否有车辆经过及停放车辆。同时该装置可以计算一定时间内经过的车辆轴数。连接关系该室外地圈传感器与CAN节点服务器通过3条CAN总线信号线连接，分别为CAN H、CAN L、CAN总线底线。该室外地圈传感器通过2条电源线，从CAN节点服务器中获得电能供应，供电范围为直流12V 36V。安装位置及数量全部连接到一组CAN总线和1组电源中，室外地圈传感器安装在室外咽喉处的每个股道内，一个股道需要一个；安装在存车场进出2端，每条股道需要 2个；安装在动车基地或运用所门口股道内，每个股道需要一个。室外红外位置传感器作用该装置将周期性监测前方是否有动车停驻，并与前一历史状态比较，如果与前一历史状态不一致，则进行再次确认检测，如果仍然有同样的结论，则向中心发送位置改变数据包，同时该包携带当前前方是否有动车停驻信息；该数据包中同时携带当前位置传感器测得前方动车距离的信息，以毫米为单位发送。连接关系该传感器与CAN节点服务器通过3条CAN总线信号线连接，分别是CAN H、CAN L、CAN总线地线。该传感器装置组通过2条电源线，从CAN节点服务器中获得电能供应，供电范围为直流12V 36V。安装位置及数量全部连接到一组CAN总线和1组电源中，室外红外位置传感器 安装在咽喉处的每个股道旁，一个股道需要一个；安装在每个需要进行追踪的道岔分离处， 一个股道需要一个；安装在入动车基地或运用所的轨道旁，一个股道需要一个；安装在存车场进出2端，每条股道需要2个；安装在动车基地或运用所的门口股道内，每个股道需要一个。室内红外位置传感器作用该装置将周期性监测前方是否有动车停驻，并与前一历史状态比较，如果与前一历史状态不一致，则进行再次确认检测，如果仍然有同样的结论，则向中心发送位置改变数据包，同时该包携带当前前方是否有动车停驻信息；该数据包中同时携带当前位置传感器测得前方动车距离的信息，以毫米为单位发送。连接关系该传感器与CAN节点服务器通过3条CAN总线信号线连接，分别是CAN H、CAN L、CAN总线地线。该传感器装置组通过2条电源线，从CAN节点服务器中获得电能供应，供电范围为直流12V 36V。安装位置及数量局部装置组全部连接到一组CAN总线和1组电源中，所述室内红外位置传感器安装在动车基地或运用所内每股道旁，动车基地或运用所内每股道安装2 个。系统光交换机作用将光纤传输来网络信号进行数据交换。连接关系与各CAN节点服务器通过光纤连接；与系统服务器组通过光纤或者以太网线连接；安装位置及数量主要安装在机房内，每个机房2套，各套各自独立。CAN节点服务器作用将下属CAN节点发送来的数据信息，转换为以太网数据包，并转发目的地； 将以外网发送来的数据包，转换成发送到CAN节点的数据包，并装发到CAN总线上；提供下属各CAN节点需要的电能；连接关系与下属节点通过3条CAN总线信号线连接，分别是CAN HXAN LXAN总线地线。该CAN节点服务器通过2条电源线，为CAN总线设备供电；供电范围为直流12V 36V。安装位置及数量咽喉处2个；各道岔群处2个；各库内2个。系统服务器组作用接收各传感器系统传输来的动车组追踪和位置定位信息，并记录、处理；形成直观的界面和调度需要的各种报表。连接关系通过光纤或者以太网线与系统光交换机互联。安装位置及数量安装在系统机房内，每个机房2套，各套各自独立。该应用于动车基地位置定位的多传感器系统的工作流程如下所述进车定位及跟踪顺序当有车辆通过咽喉进入动车基地或者动车所时，咽喉处相应的股道的动车组视频车号识别装置会首先探测到该车进入，同时将实时识别出车号等信息。然后该设备将动车进入方向、动车车号、轴数逐次通过CAN总线发送到CAN节点服务器；CAN节点服务器通过固定的Socket端口，发送到上层信息系统服务器。同时在主要的岔道处，同时视频车号识别系统既可以获得经过车次，实现动态跟踪的目的。存车场定位及跟踪顺序当有车辆经过存车场两端时，存车场两端的视频车号识别系统和超声位置传感器系统，会检测到该车的行进方向及具体车号。库内定位及跟踪顺序当有车辆经过库入口处时，入口处的视频车号识别系统和超声位置传感器系统会检测到该车的行进方向和具体车号；当有车辆从库内出口时，安装在库内的红外位置传感器系统和视频车号识别系统会检测到该车的行进方向和具体车号。
权利要求1.一种应用于动车基地或运用所进行动车定位的多传感器系统，其特征在于包括动车组视频车号识别装置、室外地圈传感器、室外红外位置传感器、室内红外位置传感器、系统光交换机、CAN节点服务器、CAN总线电缆、系统光交换机、光纤，以及系统服务器组，所述动车组视频车号识别装置、室外地圈传感器、室外红外位置传感器、室内红外位置传感器均连接到CAN节点服务器，CAN节点服务器通过CAN总线电缆及光纤连接到系统光交换机，所述系统光交换机通过光纤或者以太网线连接到系统服务器组。
2.如权利要求1所述的应用于动车基地或运用所进行动车定位的多传感器系统，其特征在于所述动车组视频车号识别装置、室外地圈传感器、室外红外位置传感器、室内红外位置传感器分别与CAN节点服务器通过3条CAN总线信号线连接及2条电源线连接。
3.如权利要求1或2所述的应用于动车基地或运用所进行动车定位的多传感器系统， 其特征在于所述动车组视频车号识别装置分别安装在咽喉处的每个股道旁；安装在每个需要进行追踪的道岔分离处；安装在入库轨道旁；安装在每个解体的工作台位前；安装在存车线旁。
4.如权利要求3所述的应用于动车基地或运用所进行动车定位的多传感器系统，其特征在于所述动车组视频车号识别装置安装在咽喉处的每个股道旁，一个股道需要一个； 安装在每个需要进行追踪的道岔分离处，一个股道需要一个；安装在入动车基地或运用所的轨道旁，一个股道需要一个；安装在每个解体的工作台位前，每个台位需要2个；安装在存车线旁，每条存车线安装3个。
5.如权利要求4所述的应用于动车基地或运用所进行动车定位的多传感器系统，其特征在于所述室外地圈传感器安装在室外咽喉处的每个股道内，一个股道需要一个；安装在存车场进出2端，每条股道需要2个；安装在动车基地或运用所门口股道内，每个股道需要一个。
6.如权利要求5所述的应用于动车基地或运用所进行动车定位的多传感器系统，其特征在于所述室外红外位置传感器安装在咽喉处的每个股道旁，一个股道需要一个；安装在每个需要进行追踪的道岔分离处，一个股道需要一个；安装在入动车基地或运用所的轨道旁，一个股道需要一个；安装在存车场进出2端，每条股道需要2个；安装在动车基地或运用所的门口股道内，每个股道需要一个。
7.如权利要求6所述的应用于动车基地或运用所进行动车定位的多传感器系统，其特征在于所述室内红外位置传感器安装在动车基地或运用所内每股道旁，动车基地或运用所内每股道安装2个。
8.如权利要求7所述的应用于动车基地或运用所进行动车定位的多传感器系统，其特征在于所述系统光交换机安装在机房内，每个机房2套，各套各自独立。
9 如权利要求8所述的应用于动车基地或运用所进行动车定位的多传感器系统，其特征在于所述CAN节点服务器安装位置为咽喉处2个；各道岔群处2个；各库内2个。
10.如权利要求9所述的应用于动车基地或运用所进行动车定位的多传感器系统，其特征在于所述系统服务器组安装在系统机房内，每个机房2套，各套各自独立。
专利摘要一种应用于动车基地或运用所进行动车定位的多传感器系统，包括动车组视频车号识别装置、室外地圈传感器、室外红外位置传感器、室内红外位置传感器、系统光交换机、CAN节点服务器、CAN总线电缆、系统光交换机、光纤，以及系统服务器组，所述动车组视频车号识别装置、室外地圈传感器、室外红外位置传感器、室内红外位置传感器均连接到CAN节点服务器，CAN节点服务器通过CAN总线电缆及光纤连接到系统光交换机，所述系统光交换机通过光纤或者以太网线连接到系统服务器组。本实用新型的优点在于能够去掉系统对联锁信息的依赖、去掉系统对RFID识别设备的依赖、能够识别出CRH3、CRH380A以及未来可能出现的车型。
文档编号H04B10/12GK202135148SQ20112023051
公开日2012年2月1日 申请日期2011年7月1日 优先权日2011年7月1日
发明者刘湘毅, 张永强 申请人:合肥安迅铁道应用技术有限公司