专利名称：列车接近智能预警系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子与通信技术领域，涉及一种列车接近智能预警系统。
背景技术：
研究一套安全可靠、实时准确的铁路列车接近预警系统，对减少道口交通事故，提 高行人安全和列车运行安全具有重要的现实意义和经济意义。八十年代起，许多发达国家 将计算机控制技术引入道口信号设备，采用先进的定时报警方式，研制出功能齐全的道口 信号设备。瑞典国铁(SJ)在平交道口装设“车辆检测系统”，该系统中的自动感应环路与列 车上的自动列车控制(ATC)系统相联。当自动感应环路检测到道口中有闯入道口的公路车 辆或其它障碍物时，“车辆检测系统”将向ATC系统发出停车指令。利用这样的安全保障系 统可以为列车安全通过平交道口提供保护。德国的汉诺威_威尔茨堡和曼海姆_斯图加特 427km长的高速新线上，装备列车接近自动预报装置，该装置是一套无线传输，固定点式报 警装置；英国的铁路安全状态在20世纪60年代时十分严重，80年代初，装备了自动报警系 统(AWS)和多显示信号装置。在我国，列车接近安全防护报警装置的研究早在70年代就在全路许多局段开展， 有各种各样的报警装置问世。但是，限于当时电子技术的水平，无法形成系统，因而未能在 全路推广，从八十年代开始，我国铁路开始为道口装备DX型道口信号设备，采用列车接近 从报警方式进行安全防护，但装备的DX型道口信号设备采用的是继电逻辑控制技术，难以 实现测速定时报警方式。进入九十年代后，且随着电子计算机技术飞跃发展尤其是单片微 机广泛的应用，列车防护报警装置的研究倍受观注。1995年，中船总第七研究院第七二四研 究所研制开发一种融报警和通信于一体的专用设备“M9410列车无线防护报警系统”；1997 年，杭州铁路电子技术研究所开发了 DW-I型道口故障无线报警器；由铁道部安监司、科技 司和中国铁道学会联合召开的中国铁道学会2000年学术年会，确定“以技术装备确保行车 安全”为主题，进行广泛的学术交流。并由各铁路局、总公司、科研院校等45个单位推出300 多项保障行车安全的新技术、新设备和新成果铁路工务系统广泛使用的列车接近安全防护 报警设备，是为保障行车安全和工务作业人员人身安全的技术装备。2004年，北京科技大学 设计了一种基于振动式传感器的火车临近报警系统。尽管近年来我国铁路加大财力、物力、人力投入，无线防护报警装置方面也做了大 量研究，装备了多种安全技术装备，并取得了明显效果，但与发达国家比较还存在一定差 距。
实用新型内容本实用新型要解决技术问题是提供一种列车接近智能预警系统，该列车接近智能 预警系统能对道口工作人员及时提供列车即将到达的预警信息，有效避免道口处交通事故 的发生。本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是[0007]—种列车接近智能预警系统，其特征在于，包括主机和接收机，所述的主机包括主 机CPU、信号处理器、编码器、调制器、无线发射器和2个轮对传感器，主机CPU、编码器、调制 器和无线发射器依次连接，信号处理器的输入端接2个轮对传感器，信号处理器的输出端 与主机CPU连接；所述的接收机包括接收机CPU、无线接收器、解调器、解码器、报警器和显 示器；所述的无线接收器、解调器、解码器和接收机CPU依次连接，报警器和显示器均与接 收机CPU连接；无线发射器与无线接收器无线通信连接。所述的主机CPU和接收机CPU均采用MSC1210单片机，轮对传感器采用YCQ-3型 轮对传感器。本实用新型的有益效果本实用新型的列车接近智能预警系统，不依赖于电务、车务、机务、车辆系统的任 何设备和设施，也不对其他设备造成影响，是一套安全独立的系统设备。它能准确检测出两 公里以外的列车接近运行情况，通过无线方式进行传输并自动报警，为作业人员提供防护 警示作用。其功能特点如下(1)报警信息意义明确，能准确检测出两公里以外列车的运行位置、速度、运行方 向。(2)轮对传感器安装在钢轨的内侧不影响行车运输安全，同时不对车务、机务、电 务、车辆等部门设备造成影响，也不受其安装制约。(3)具有故障自检测自报警功能。当报警装置的磁性感应器被损坏或者当电瓶的 电压低于正常工作所需电压时，接收器会每分钟发出一次报警提示。(4)主机有工作时段设置，并有休眠功能，适用于不同的施工作业时间，以降低电 源的消耗。(5)主机外壳体积小，具有耐寒、防潮、防盗，可固定安装也可以移动式安装，接收 机小巧轻便。(6)使用太阳能供电，无须供电维护。
图1为本实用新型的结构框图；图2为主机的结构示意图；图3为本预警系统的工作流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。实施例1 如图1-2，列车接近智能预警系统的列车接近传感器采用轮对传感器，主机CPU采 用MSC1210单片机，采用太阳能电源供电，接收机采用无线寻呼机。采用两只同型号的轮对传感器作为检测的前端元件，先检测到信号的轮对传感器 到后检测的轮对传感器有个时间差，据此可以获得列车运行方向；再通过由主机CPU的单 片机高精度定时计数电路得出轮对传感器检知的时间差，由于两轮对传感器的相对距离不 变，这样可方便地计算出列车压上轮对传感器时的速度，即当前的车速。[0024]轮对传感器安装于铁轨内侧，是系统的眼睛，它能够感受到列车经过；信号处理电 路将接收到的轮对传感器的信号进行放大处理处理，主机CPU计算2个轮对传感器输出信 号的时间差，并识别该2个轮对传感器输出信号的先后顺序，根据时间差和信号先后顺序 计算得到列车当前的运行方向和运行车速，另外，主机到道口的距离是已知的，主机CPU将 列车的运行车速、运行方向和主机到道口的距离经编码、调制等操作后通过无线发射器发 送到接收机的无线接收器，接收机将接收到的信号进行解码后得到按一定的格式在显示器 显示，并给出报警信号，提醒道口的工作人员列车到来并显示相应的参数(上行或下行、车 速等)。主机由数据处理单元(信号处理器、编码器)、中央控制单元(主机CPU)、显示单 元(显示器)、存储单元(EPROM、ROM)和无线发射器(高频无线发射器)五部分组成。如 图2所示。整个系统的工作程序是主机设置在离道口 2-3公里的铁路处，接收机设置在道 口工作人员的身上或岗亭中，先由轮对传感器分两次向主机CPU传送脉冲信号，主机CPU通 过定时器记录时间差，算出车速(轮对传感器之间距离一定)，通过无线发射将信号传送到 道口人员随身携带的接收机(即中文寻呼接收机)。轮对传感器出于完全不依赖于其他诸如电务、车务、机务、车辆等设备和设施考 虑，采用永磁式轮对传感器来实现列车接近检知。为了使预警内容符合现场要求，必须对列 车的运行方向和速度进行检测，需采用两只同型号的传感器作为检测的前端元件。按传感 器检测到信号的先后获得列车运行方向；再通过两个传感器的相对距离与传感器检知时间 差的比值就可以获得列车运行速度。传感器选型及安装在选用轮对传感器时，最初考虑使用的是测速仪磁头，但在安 装后发现容易脱落、不牢固等，就未再采用。最后选用了哈尔滨铁路局科研所研制的YCQ-3 型轮对传感器。轮对传感器安装在钢轨内侧轨腰处，两只轮对传感器中心距离为250mm。本实施例的工作流程是当列车从远方开过来时，轮对传感器将感应到的列车轮 对信号送往信号处理器进行放大整形和滤波，处理好的信号同时送往编码器和主机CPU，此 时编码器将从休眠状态中被唤醒，等待主机CPU的计算结果。主机CPU对信号进行计算处 理后，形成里程，速度，方向等原始数据，这些原始数据送往编码器进行编码。编码器将经过 编码后的数据经调制器调整成模拟信号送往无线发射器(即发射天线)进行发射。无线接 收器(即接收天线)接收到无线信号，该无线信号经解调器和解码器形成解码后的数据发 送给接收机CPU，接收机CPU根据解码后的数据从字库读取相应的字符点阵数据送往显示 器显示，同时蜂鸣器发出预警声，提醒工作人员注意列车接近，以便工作人员及时做好准备 工作，避免事故发生。整个信号传输过程如图3所示。
权利要求一种列车接近智能预警系统，其特征在于，包括主机和接收机，所述的主机包括主机CPU、信号处理器、编码器、调制器、无线发射器和2个轮对传感器，主机CPU、编码器、调制器和无线发射器依次连接，信号处理器的输入端接2个轮对传感器，信号处理器的输出端与主机CPU连接；所述的接收机包括接收机CPU、无线接收器、解调器、解码器、报警器和显示器；所述的无线接收器、解调器、解码器和接收机CPU依次连接，报警器和显示器均与接收机CPU连接；无线发射器与无线接收器无线通信连接。
2.根据权利要求1所述的列车接近智能预警系统，其特征在于，所述的主机CPU和接收 机CPU均采用MSC1210单片机，轮对传感器采用YCQ-3型轮对传感器。
专利摘要本实用新型公开了一种列车接近智能预警系统，其特征在于，包括主机和接收机，所述的主机包括主机CPU、信号处理器、编码器、调制器、无线发射器和2个轮对传感器，主机CPU、编码器、调制器和无线发射器依次连接，信号处理器的输入端接2个轮对传感器，信号处理器的输出端与主机CPU连接；所述的接收机包括接收机CPU、无线接收器、解调器、解码器、报警器和显示器；所述的无线接收器、解调器、解码器和接收机CPU依次连接，报警器和显示器均与接收机CPU连接；无线发射器与无线接收器无线通信连接。该列车接近智能预警系统能对道口工作人员及时提供列车即将到达的预警信息，有效避免道口处交通事故的发生。
文档编号G08B21/02GK201646779SQ20102020222
公开日2010年11月24日 申请日期2010年5月12日 优先权日2010年5月12日
发明者叶自清, 周国雄 申请人:中南林业科技大学