一种用于试验线的轨道车辆预警制动装置、方法与流程

1.本发明涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种用于试验线的轨道车辆预警制动装置、方法。


背景技术：

2.轨道车辆出厂前或在运用段现场验收前需在试验线上进行动态试验，而试验线路长度一般有限，为充分保障试验人员人身及车辆财产安全，提供位置预警信号并自动采取动作是一种较好的安全保障方法。
3.目前，轨道车辆位置检测主要通过atp系统实现，atp系统通信基于车载设备和地面设备配套完成，但atp系统型号繁多，当测试不同的轨道车辆时，可能无法与地面设备兼容，且有些车辆无车载atp系统，因此通过atp系统无法较好的满足试验线路安全预警需求。


技术实现要素：

4.为解决背景技术中现有轨道车辆atp系统无法较好的满足试验线路安全预警需求问题，本发明提供了一种用于试验线的轨道车辆预警制动装置、方法，具体技术方案如下。
5.一种用于试验线的轨道车辆预警制动装置，包括布置在线路旁的红外发射单元以及布置在车辆上的红外接收单元、控制单元和执行单元，红外接收单元和执行单元分别与控制单元通信；其特征在于：所述红外发射单元设有多个，多个所述红外发射单元沿线路间隔布置；各红外发射单元所发出的红外信号的频率或占空比不同；所述控制单元用于根据接收信号的频率或占空比的不同控制所述执行单元执行不同的动作，所述动作包括报警和紧急制动，还包括减载、惩罚制动和牵引封锁中的至少一种。
6.上述方案利用红外信号特征(频率或占空比)的不同来表征不同的红外信号，并将不同特征的红外信号的发射源设于线路的不同位置。由此，当车辆经过某一红外信号发射源时，车上的红外接收单元即可接收到由该位置发射源发射出来的红外信号，通过识别该红外信号的特征即可获取车辆的当前位置，并据此执行相对应的动作。例如在距离线路终点200m处布置频率为1000hz的红外信号发射源，在距离线路终点500m处布置频率为500hz的红外信号发射源，车辆在接收到500hz的红外信号时报警，在接收到1000hz的红外信号时紧急制动。
7.优选地，各红外信号之间频率的差值至少为200hz，各红外信号之间占空比的差值至少为10％。
8.优选地，所述红外接收器设于所述轨道车辆的车头处；所述红外发射单元的信号发射方向为斜朝向车辆驶来的方向。由此，使用时只需将红外接收器通过吸附方式放置在车头的车窗位置，并将红外信号主机连接到车辆预留的电路点位上，就可将红外信号传入控制单元，实现预警等安全功能。本系统不需车辆提供机械接口，也不会对车辆原电路结构有较大调整，使用完只需将红外设备拆除，断开电路连接即可。
9.优选地，所述红外接收单元包括红外接收器和红外信号主机；红外接收器与红外
信号主机通信，用于将接收到的红外信号发送给红外信号主机，红外信号主机用于将红外信号转换为数字量信号。
10.优选地，所述控制单元包括车辆信号输入模块、车辆控制模块和车辆信号输出模块；所述车辆信号输入模块用于接收红外信号主机发送过来的数字量信号，并将该数字量信号发送给车辆控制模块；所述车辆控制模块用于根据该数字量信号生成不同的指令；所述车辆信号输出模块用于将指令发送给执行单元，执行单元根据接收指令的不同执行不同的动作。
11.所述控制单元具体为车辆网络控制系统。本发明通过接入车辆网络控制系统，通过红外发射设备的脉冲频率、占空比调制产生不同特征的信号，经过红外信号主机处理后转换成不同的数字量信号送入网络控制系统，网络控制系统根据不同的信号匹配做出不同的反应，包括但不限于减载、惩罚制动、报警、牵引封锁、紧急制动，使得车辆可执行的反应措施有更多选择，有效提高该系统安全保证的可靠性。
12.优选地，所述执行单元包括报警模块、制动系统和牵引传动系统。
13.优选地，多个所述红外发射单元距离线路终点由远到近布置，多个所述红外发射单元由远到近对应的动作依次为减载、惩罚制动、报警、牵引封锁、紧急制动。
14.基于相同的发明构思，本发明还提供一种用于试验线的轨道车辆预警制动方法，包括如下步骤：
15.根据接收到的红外信号的频率或占空比的不同执行不同的动作，所述动作包括报警和紧急制动，还包括减载、惩罚制动和牵引封锁中的至少一种；所述红外信号由多个沿线路间隔布置的红外发射单元发出，各红外信号的频率或占空比不同。
16.优选地，各红外信号之间频率的差值至少为200hz，各红外信号之间占空比的差值至少为10％。
17.优选地，多个所述红外发射单元距离线路终点由远到近布置，多个所述红外发射单元由远到近对应的动作依次为减载、惩罚制动、报警、牵引封锁、紧急制动。
18.由于采用了以上技术方案，与现有技术相比较，本发明利用红外信号特征(频率或占空比)的不同来表征线路上不同位置的红外发射信号，并将车载红外接收设备接收的数据接入车辆网络控制系统。由此，当车辆经过某一红外信号发射源时，车上的红外接收单元即可接收到由该位置发射源发射出来的红外信号，通过识别该红外信号的特征即可获取车辆的当前位置，并据此执行相对应的动作，从而满足试验线路安全预警需求。
附图说明
19.图1为本发明用于试验线的轨道车辆预警制动装置的电路连接示意图；
20.图2为本发明的工作状态示意图；
21.图3为图2的俯视图；
22.图4为本发明用于试验线的轨道车辆预警制动装置的具体电路图。
具体实施方式
23.下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
24.参见图1-4，一种用于试验线的轨道车辆预警制动装置，包括布置在线路旁的红外
发射单元以及布置在车辆上的红外接收单元、控制单元和执行单元，红外接收单元和执行单元分别与控制单元通信；所述红外发射单元设有多个，多个所述红外发射单元沿线路间隔布置；各红外发射单元所发出的红外信号的频率或占空比不同；所述控制单元用于根据接收信号的频率或占空比的不同控制所述执行单元执行不同的动作，所述动作包括报警和紧急制动，还包括减载、惩罚制动和牵引封锁中的至少一种。
25.具体地，如图1所示，所述红外接收单元包括红外接收器和红外信号主机。红外接收器与红外信号主机通信，用于将接收到的红外信号发送给红外信号主机，红外信号主机用于将红外信号转换为数字量信号。
26.所述控制单元包括车辆信号输入模块、车辆控制模块和车辆信号输出模块；所述车辆信号输入模块用于接收红外信号主机发送过来的数字量信号，并将该数字量信号发送给车辆控制模块；所述车辆控制模块用于根据该数字量信号生成不同的指令；所述车辆信号输出模块用于将指令发送给执行单元，执行单元根据接收指令的不同执行不同的动作。本实施例中，控制单元为车辆网络控制系统。
27.所述执行单元包括报警模块、制动系统和牵引传动系统。
28.多个所述红外发射单元距离线路终点由远到近布置，多个所述红外发射单元由远到近对应的动作依次为减载、惩罚制动、报警、牵引封锁、紧急制动。
29.各红外信号之间频率的差值至少为200hz，各红外信号之间占空比的差值至少为10％。
30.如图2和图3所示，在本实施例中，红外发射单元共设有两个：第一红外发射单元31和第二红外发射单元32。红外接收器2吸附在车辆司机室的车窗上，第一红外发射单元31布置在距离线路终点500m处，其发射的红外信号的频率为500hz，第二红外发射单元32布置在距离线路终点200m处，其发射的红外信号的频率为1000hz。第一红外发射单元31和第二红外发射单元32的发射方向为斜朝向车辆驶来的方向。车辆1在接收到500hz的红外信号时报警，在接收到1000hz的红外信号时紧急制动。
31.以上数值仅为示例，红外信号发射源的具体设置位置应当根据相关标准(tb/t 3487)制定，如下表1：
32.表1机车紧急制动距离限值表
[0033][0034]
执行紧急制动动作对应的距离应当取表1中制动距离的1.5倍为宜，其它动作对应的距离可按照该制动距离的2倍、3倍等取值。
[0035]
线路上多个位置布置有红外发射装置，每个红外发射装置发射不同特点的红外信号，经车载红外装置处理后将不同的数字量送入网络控制系统，此时，车辆即能确认与线路终点的距离。同时结合车辆自身速度传感器采集的速度，车辆判断此距离下是否需要执行
减载、惩罚制动、报警、牵引封锁，而最后一个位置点作为安全最后屏障，为避免意外情况(如人员未察觉)，将最后一个点与紧急制动、报警动作绑定，不考虑速度。
[0036]
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。