专利名称：城市有轨电车安全保障系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及城市有轨电车，尤其是涉及一种保障以半隔离/混行方式运行的城市有轨电车安全的系统。
背景技术：
现代城市交通中，地铁以准点、运量大、投资大的特点成为目前国内大城市首选交通模式，但其投资过大、造成财政负担过重等负面影响也日益显现。而有轨电车则以其投资小、建设周期短、运量适中、项目审批简单等优点，成为受广大大中城市青睐的新型轨道交通模式。地铁是在地下全封闭的状态下运行，通过ATP技术进行实时监控，驾驶也可实现全自动无人驾驶，达到SIL4的安全等级。而有轨电车则不得不在半隔离或混行模式下在城市里行使，由此产生了一个安全驾驶的问题。虽然欧美100多年来都采用驾驶员目测驾驶，凭借驾驶员的高素质和市民的高素质以及一整套的信号及安全技术系统而没有发生特大型的事故，但和国外不同的是中国大中城市的高峰时间，十字路口(平岔道口)或人流密集段的人流量是欧美国家不能相提并论的，也是超出国外专家的想像和设计理念的。同时目前国内市民文明出行的习惯也远远没有达到国外城市市民100多年来养成的文明习惯。即使采用国外达到SIL3标准最安全的信号及安全控制系统，有轨电车在中国城市行驶还是存在巨大的安全隐患。中华人民共和国国家知识产权局于2000年11月8日公开了公开号为CN1272436A的专利文献，名称是一种实时显示地铁运行状态的监测系统。其包括光纤、光时域反射仪(OTDR),光时域反射仪连接在光纤的任意一端,其还包括机械位移传感机构，所述的机械位移传感机构按一定的密度分布在光纤上。此方案通过机械位移传感机构将列车位置信息反应到光时域发射仪上，从而对列车进行定位，但此方案不适用于有轨电车。
发明内容`本实用新型主要是解决现有技术所存在的缺乏对有轨电车的有效安全保障系统的技术问题，提供一种成本低廉、效果好的城市有轨电车保障系统。本实用新型针对上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:一种城市有轨电车保障系统，包括无源信标、信标读写器、第一无线通信模块、路由器、中心服务器、红外发射器、红外接收器和第二无线通信模块，所述无源信标有若干个，无源信标设置在轨道旁。信标读写器设置在电车前部下方，所述第一无线通信模块与信标读写器连接，所述中心服务器与路由器连接，所述红外发射器设置在电车头部，所述红外接收器设置在轨道旁，所述红外接收器与第二无线通信模块连接。第一无线通信模块、第二无线通信模块和路由器都连接到无线网络。路由器和中心服务器设置在控制中心。无源信标每隔一段距离设置在轨道旁，每个无源信标中存储有自身设置位置的信息。信标读写器可以读取一定距离内的无源信标中存储的信息。这个距离一般为5-20米。电车开动时，信标读写器不断刷新读取到的信息，并将读取到的信息依次通过第一无线通信模块、无线网络和路由器发送到中心服务器，控制中心的工作人员可以在中心服务器上看到电车所处的位置。当电车靠近十字路口、平岔道口或人流密集区时，控制中心的工作人员可以根据实际情况对电车司机进行提醒。红外接收器每隔一段距离设置在轨道旁。红外发射器发出的红外线被红外接收器接收。红外接收器接收到红外线以后，连同自身位置信息一起通过第二无线通信模块发送到无线网络，被第一无线模块和路由器接收。同时第二无线接收模块还通过第一无线通信模块发出的信标读写器读取到的信息来判断是否应该接收到红外线。如果有人在红外探测范围内进入轨道间，则红外线会被隔断一段时间。红外接收器发现应当接收到红外线的期间内持续一定时间没有接收到红外线则判定有人进入轨道间，然后将报警信息通过第二无线通信模块发送到无线网络。第一无线通信模块接收到报警信息以后通过电车上安装的显示屏、扬声器等设备向电车司机通报。同时控制中心的工作人员可以从中心服务器上得知是否有人进入轨道间，在需要的情况下提醒司机注意驾驶安全。红外发射器发出的红外线传输距离为300米以上，有轨电车在70公里/小时(接近路口或者人流密集区会远小于这个速度)的速度下刹车需要180米左右，足够司机作出适当的控制操作。作为优选，城市有轨电车保障系统还包括热释电红外传感器，所述热释电红外传感器设置在人流密集区域，所述热释电红外传感器连接最近的第二无线通信模块。轨道通过十字路口、平岔道口或人流密集区等需要中间监控的位置都设置有热释电红外传感器，负责检测是否有人进入轨道间。当电车靠近热释电红外传感器检测区域时(通过第一无线通信模块发出的信号判断是否靠近)，热释电红外传感器开始工作，通过第二无线通信模块发送检测结果到无线网络，被第一无线通信模块和路由器所接收，帮助电车司机和控制中心工作人员进行控制管理。作为优选，所述无源信标为RFID芯片，所述信标读取器为RFID读卡器。作为优选，所述第一无线通信模块和第二无线通信模块都包括GPRS单元和WIFI单元。GPRS单元用于同 路由器的连接，WIFI单元用于第一无线通信模块和第二无线通信模块之间的连接。作为优选，城市有轨电车保障系统还包括若干个感应环，所述感应环设置在轨道间的地面上且靠近安装有热释电红外传感器的区域，所述感应环与热释电红外传感器连接。电车靠近热释电红外传感器的监控区域时，感应环产生感应信号并发送给热释电红外传感器，热释电红外传感器将检测结果通过第二无线通信模块进行发送。通过感应环可以更为精确地确定电车的位置。作为优选，城市有轨电车保障系统还包括轨旁控制箱，所述热释电红外传感器和红外接收器都通过轨旁控制箱与第二无线通信模块连接，轨旁控制箱还与路口的红绿灯控制箱连接。轨旁控制箱对各方信号进行处理并对连接的各模块进行控制，在必要时还可以控制红绿灯，对交通进行控制调节。本实用新型的有益效果是，可以通过全程监控系统确定车辆每时每刻的具体位置，可以通过安全行车系统确定车辆前方是否存在安全隐患，极大方便了调度和监控人员对即时情况的了解和指令下达。同时司机收到前方安全隐患的提醒信号和调度/控制中心的提醒指令，可以作出自己的判断。本系统并不设置自动刹车等自动驾驶功能，以区别有轨电车和地铁的不同，节省成本，建造简单快速。
图1是本实用新型的一种电路框图；图中:1、信标读写器，2、第一无线通信模块，3、无源信标，4、路由器，5、中心服务器，6、红外发射器，7、红外接收器，8、第二无线通信模块，9、热释电红外传感器，10、感应环，11、无线网络。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。实施例:本实施例的一种城市有轨电车保障系统，如图1所示，包括信标读写器1、第一无线通信模块2、无源信标3、路由器4、中心服务器5、红外发射器6、红外接收器7、第二无线通信模块8、热释电红外传感器9、感应环10和无线网络11。无源信标有若干个，每隔一段距离设置在轨道旁。红外接收器也有若干个，每隔一段距离设置在轨道旁。信标读写器设置在电车前部下方，红外发射器设置在电车前端。路由器和中心服务器设置在控制中心。信标读写器与第一无线通信模块连接。红外接收器与第二无线通信模块连接。可以多个位置靠近的红外接收器共用一个第二无线通信模块，也可以每个红外接收器连接有一个第二无线通信模块。第一无线通信模块和第二无线通信模块都包含GPRS单元和WIFI单元。GPRS单元用于同路由器的连接，WIFI单元用于第一无线通信模块和第二无线通信模块之间的连接。热释电红外传感器设置在人流密集区域并连接最近的第二无线通信模块。感应环设置在轨道间的地面上且靠近安装有热释电红外传感器的区域并与热释电红外传感器连接。第一无线通信模块、第二无线通信模块和路由器都连接到无线网络。路由器和中心服务器设置在控制中心。无源信标每隔20米左右设置在轨道旁，每个无源信标中存储有自身设置位置的信息。.信标应能在低温-40°至60°均能正常工作。信标读写器可以读取一定距离内的无源信标中存储的信息。这个距离一般为5-20米。电车开动时，信标读写器不断刷新读取到的信息，并将读取到的信息依次通过第一无线通信模块、无线网络和路由器发送到中心服务器，控制中心的工作人员可以在中心服务器上看到电车所处的位置。当电车靠近十字路口、平岔道口或人流密集区时，控制中心的工作人员可以根据实际情况对电车司机进行提醒。红外接收器每隔一段距离设置在轨道旁。红外发射器发出的红外线被红外接收器接收。红外接收器接收到红外线以后，连同自身位置信息一起通过第二无线通信模块发送到无线网络，被第一无线模块和路由器接收。同时第二无线接收模块还通过第一无线通信模块发出的信标读写器读取到的信息来判断是否应该接收到红外线。如果有人在红外探测范围内进入轨道间，则红外线会被隔断一段时间。红外接收器发现应当接收到红外线的期间内持续一定时间没有接收到红外线则判定有人进入轨道间，然后将报警信息通过第二无线通信模块发送到无线网络。第一无线通信模块接收到报警信息以后通过电车上安装的显示屏、扬声器等设备向电车司机 通报。同时控制中心的工作人员可以从中心服务器上得知是否有人进入轨道间，在需要的情况下提醒司机注意驾驶安全。红外发射器发出的红外线传输距离为300米以上，有轨电车在70公里/小时(接近路口或者人流密集区会远小于这个速度)的速度下刹车需要180米左右，足够司机作出适当的控制操作。轨道通过十字路口、平岔道口或人流密集区等需要中间监控的位置都设置有热释电红外传感器，负责检测是否有人进入轨道间。当电车靠近热释电红外传感器检测区域时(通过第一无线通信模块发出的信号判断是否靠近)，热释电红外传感器开始工作，通过第二无线通信模块发送检测结果到无线网络，被第一无线通信模块和路由器所接收，帮助电车司机和控制中心工作人员进行控制管理。电车靠近热释电红外传感器的监控区域时，感应环产生感应信号并发送给热释电红外传感器，热释电红外传感器将检测结果通过第二无线通信模块进行发送。通过感应环可以更为精确地确定电车的位置。为了更好的处理红外接收器和热释电红外传感器的信号，还可以设置轨旁控制箱，红外接收器、热释电红外传感器和第二无线通信模块都与轨旁控制箱连接。路旁控制箱中设有单片机，对各方信号进行处理并对连接的各模块进行控制。轨旁控制箱还可以与路口的红绿灯控制系统连接。通过全程监控系统，正线红外探测系统和基于体温监控的重点区域清空系统可以组合成4种平岔道口轨道先行模式:a)自动轨道先行模式一当有轨电车驶入平岔道口的时间按正好是道口公交信号的同方向绿灯，则无须再从交警手中获取先行权，自动先行；b)部分先行模式一当有轨电车驶入平岔道口的时间按正好是道口公交信号的同方向绿灯变红灯时间，则从交警手中获取先行权，延长绿灯时间.列车通过后，归还信号权； c)正常信号模式一当有轨电车驶近平岔道口，遇上路口堵车，红外检测和热释电红外传感器均表示，道口被长时间占用(超过10分钟)，则有轨电车须减速慢行，等待路口正常交通通行信号或交警指挥。d)绝对先行模式一当有轨电车正线为专用路权时，通过平岔道口，通过轨旁控制箱和交警信号指挥箱连接，车辆接近时，强行获取先行权，同向信号灯自动从红灯变绿灯，列车通行后，先行能够权交回交警。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。尽管本文较多地使用了信标、红外发射器等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
权利要求1.一种城市有轨电车保障系统，其特征在于，包括无源信标、信标读写器、第一无线通信模块、路由器、中心服务器、红外发射器、红外接收器和第二无线通信模块，所述无源信标有若干个，无源信标设置在轨道旁；信标读写器设置在电车前部下方，所述第一无线通信模块与信标读写器连接，所述中心服务器与路由器连接，所述红外发射器设置在电车头部，所述红外接收器设置在轨道旁，所述红外接收器与第二无线通信模块连接。
2.根据权利要求1所述的城市有轨电车保障系统，其特征在于，还包括热释电红外传感器，所述热释电红外传感器设置在人流密集区域，所述热释电红外传感器连接最近的第二无线通信模块。
3.根据权利要求1或2所述的城市有轨电车保障系统，其特征在于，所述无源信标为RFID芯片，所述信标读取器为RFID读卡器。
4.根据权利要求1或2所述的城市有轨电车保障系统，其特征在于，所述第一无线通信模块和第二无线通信模块都包括GPRS单元和WIFI单元。
5.根据权利要求3所述的城市有轨电车保障系统，其特征在于，还包括若干个感应环，所述感应环设置在轨道间的地面上且靠近安装有热释电红外传感器的区域，所述感应环与热释电红外传感器连接。
6.根据权利要求5所述的城市有轨电车保障系统，其特征在于，还包括轨旁控制箱，所述热释电红外传感器和红外接收器都通过轨旁控制箱与第二无线通信模块连接，轨旁控制箱还与路口的红绿灯控 制箱连接。
专利摘要本实用新型公开了一种城市有轨电车保障系统，其包括无源信标、信标读写器、第一无线通信模块、路由器、中心服务器、红外发射器、红外接收器和第二无线通信模块，无源信标设置在轨道旁。信标读写器设置在电车前部下方，所述第一无线通信模块与信标读写器连接，所述中心服务器与路由器连接，所述红外发射器设置在电车头部，所述红外接收器设置在轨道旁并与第二无线通信模块连接。电车开动时，信标读写器将读取到的信息发送到中心服务器，显示电车所处的位置。红外发射器发出的红外线被红外接收器接收。红外接收器发现一定时间没有接收到红外线则判定有人进入轨道间，然后将报警信息通报给电车司机。本实用新型适用于城市有轨电车。
文档编号B61L23/00GK203126891SQ20132001408
公开日2013年8月14日 申请日期2013年1月11日 优先权日2013年1月11日
发明者沈海峰 申请人:沈海峰