CN100593491C - 一种列车的信息传输方法、系统及装置 - Google Patents

一种列车的信息传输方法、系统及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种列车信息传输方法及系统，用以解决现有技术在列车高速行驶的情况下无法传输列车行驶的相关信息的问题。本发明提供的列车信息传输系统包括：车载查询设备和地面应答设备；所述车载查询设备，用于产生用以查询列车行驶信息的超高频的电磁波射频信号，并发送该电磁波射频信号；以及，接收所述地面应答设备发送的电磁波反射信号，并从中获取列车行驶信息；所述地面应答设备，用于接收所述电磁波射频信号，利用该电磁波射频信号提取自身存储的列车行驶信息，并将该列车行驶信息通过超高频的电磁波反射信号发送给所述车载查询设备。本发明用于在列车高速行驶的情况下传输列车行驶信息，保证列车可以获得所需的行驶信息。

Description

一种列车的信息传输方法、系统及装置
技术领域
本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及一种列车的信息传输方法、系统及装置。
背景技术
城市快速轨道交通简称轨道交通，是城市中大运量的有轨公共交通运输系统。目前，国际轨道交通有地铁、轻轨、磁悬浮列车等多种类型，轨道交通是世界城市交通的发展方向。随着现代城市轨道交通的发展，运输服务的含义已经扩展为更快的速度、更大的灵活性以及对线路的更好利用。这种趋势使得线路设备及运行控制的需求也在显著增加。由此，列车定位系统应声而出，在列车高速运行下列车与地面之间快速的信息传递，成为了列车定位系统的核心技术。
目前，国内外列车定位系统的工作原理是电磁感应，列车定位系统由两大部分组成，即车载设备和地面应答器，车载设备包括车载计算机以及车载查询器两部分。
地面应答器设置在列车行驶的轨道中间，分为有源型地面应答器和无源型地面应答器两种。所谓有源型地面应答器即自身带有供电电池的地面应答器，所谓无源型地面应答器则是自身没有供电电池的地面应答器，此种地面应答器需要列车在行驶过程中以某种形式提供能量，再将该能量转换成自身工作的电源。
地面应答器内部包括寄存器，该寄存器按照协议以数码方式存储需要向列车速度自动控制系统等车载设备传输定位、限速、坡度等信息数据。当列车驶过地面应答器，且车载查询器与地面应答器对准时，车载查询器先以一定频率(27.095MHZ)通过电磁感应方式将能量传递给地面应答器；地面应答器在接收到来自列车的能量后将其转换为供自身工作的电源后即开始工作，将自身存储的有关列车行驶的信息数据经过移频键控(FSK，Frequency Shift Keying)的调制方式调制后仍通过电磁感应方式以一定频率(4.237MHZ)传送至列车中的车载查询器。车载查询器接收到地面应答器发送的调制信号后对其解调，得到自身需要的列车行驶信息，进一步，还可以将其传送给其他的车载设备使用。
但是，这种列车定位系统采用的是基于电磁感应的工作模式，车载查询器和地面应答器都采用了线圈形式的天线，且这种列车定位系统采用双频工作模式进行信号传递，即27.095MHZ和4.237MHZ进行信号传递，其中27.095MHZ是高频的频率，4.237MHZ是低频的频率，而这两种频率都比较低，工作在该频段的信息识别系统都受制于近场作用的范围，从而导致其识别距离较短。
综上所述，由于现有技术中的列车定位系统采用电磁感应的工作模式，传递信号所采用的频率较低，导致传递距离受限，当列车高速行驶时，会导致信号传输失败。
发明内容
本发明实施例提供了一种列车的信息传输方法、系统及装置，用以解决现有技术在列车高速行驶的情况下传输列车行驶的相关信息时存在的信息传输失败问题。
本发明实施例提供的一种列车的信息传输系统包括：车载查询设备和地面应答设备；
所述车载查询设备，用于产生用以查询列车行驶信息的超高频的电磁波射频信号，并发送该电磁波射频信号；以及，接收所述地面应答设备发送的电磁波反射信号，并从中获取列车行驶信息；
所述地面应答设备，用于接收所述电磁波射频信号，利用该电磁波射频信号提取自身存储的列车行驶信息，并将该列车行驶信息通过超高频的电磁波反射信号发送给所述车载查询设备。
本发明实施例提供的一种车载查询设备包括：
射频单元，用于产生用以查询列车行驶信息的超高频的电磁波射频信号，以及从地面应答设备发送的电磁波反射信号中获取列车行驶信息；
天线单元，用于发送所述电磁波射频信号，以及接收地面应答设备发送的电磁波反射信号。
本发明实施例提供的一种地面应答设备包括：天线单元和处理单元；
所述天线单元，用于接收车载查询设备发送的用以查询列车行驶信息的超高频的电磁波射频信号，以及发送所述处理单元生成的超高频的电磁波反射信号给所述车载查询设备；
所述处理单元，用于利用所述电磁波射频信号提取自身存储的列车行驶信息，并生成该列车行驶信息的超高频的电磁波反射信号。
本发明实施例提供的一种列车的信息传输方法包括：
车载查询设备生成并发射用以查询列车行驶信息的超高频的电磁波射频信号；
地面应答设备接收所述电磁波射频信号，利用该电磁波射频信号提取自身存储的列车行驶信息，并将该列车行驶信息通过超高频的电磁波反射信号发送给所述车载查询设备；
所述车载查询设备接收所述地面应答设备发送的电磁波反射信号，并从中获取列车行驶信息。
本发明实施例通过车载查询设备生成并发射用以查询列车行驶信息的超高频的电磁波射频信号；地面应答设备接收所述电磁波射频信号，利用该电磁波射频信号提取自身存储的列车行驶信息，并将该列车行驶信息通过超高频的电磁波反射信号发送给所述车载查询设备；所述车载查询设备接收所述地面应答设备发送的电磁波反射信号，并从中获取列车行驶信息，从而在列车高速行驶的情况下实现了传输列车行驶信息，保证了列车在高速行驶时可以获得所需的行驶相关信息，以及对列车的准确定位。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种列车的信息传输系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种车载查询设备中的射频单元的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种地面应答设备中的主控单元的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种列车的信息传输方法的流程示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种列车的信息传输方法、系统及装置，用以在列车高速行驶的情况下实现传输列车行驶的相关信息，保证高速行驶的列车可以获得所需的行驶相关信息，以及实现对列车的准确定位。
本发明实施例应用电磁波的空间传播规律，实现采用超高频的电磁波进行数据信息传输，从而很大程度上的扩大传输距离，保证高速行驶的列车可以获得列车行驶信息，实现对列车的准确定位。
本发明实施例所述的超高频是有明确规定的，是指860MHz至960MHz的频段上的频率。
下面结合附图对本发明实施例进行详细说明。
参见图1，本发明实施例提供的一种列车的信息传输系统包括：车载查询设备11和地面应答设备12。
车载查询设备11，用于产生超高频的电磁波射频信号，并发送该电磁波射频信号；以及，接收地面应答设备12发送的电磁波反射信号，并从中获取列车行驶信息。
地面应答设备12，用于接收所述车载查询设备11发送的电磁波射频信号，利用该电磁波射频信号提取自身存储的列车行驶信息，并将该列车行驶信息通过超高频的电磁波反射信号发送给所述车载查询设备11。
为了达到更好的传输效果，本发明实施例中车载查询设备11和地面应答设备12相互发送的电磁波信号的频率均采用900MHz。
本发明实施例中的地面应答设备12采用的天线是射频识别(RFID，RadioFrequency Identification)天线，即无需直接接触就可以获得信号的天线设备，例如，微带贴片型天线、偶极子型天线或圆极化天线。
较佳地，所述车载查询设备11包括：
射频单元111，用于产生用以查询列车行驶信息的超高频的电磁波射频信号，以及从地面应答设备12发送的电磁波反射信号中获取列车行驶信息。
天线单元112，用于发送所述射频单元111产生的电磁波射频信号，以及接收地面应答设备12发送的电磁波反射信号。
控制单元113，用于控制整个车载查询器的运行，并将所述射频单元111获取的列车行驶信息转换为计算机可读的二进制数据信息，将该二进制数据信息传输给车载计算机，以便工作人员查询处理。
较佳地，参见图2，所述射频单元111包括：
振荡器21，用于产生超高频的本振信号。
功放单元22，用于对所述本振信号进行功率放大。
调制单元23，用于对所述功率放大后的本振信号进行调制，得到超高频的电磁波射频信号。
解调单元24，用于对所述地面应答设备12发送的电磁波反射信号进行解调，得到列车行驶信息。
较佳地，所述地面应答设备12包括：
天线单元121，用于接收所述车载查询设备11发送的用以查询列车行驶信息的超高频的电磁波射频信号，以及发送处理单元122产生的超高频的电磁波反射信号给所述车载查询设备11。
处理单元122，用于利用所述天线单元121接收到的电磁波射频信号提取自身存储的列车行驶信息，并生成该列车行驶信息的超高频的电磁波反射信号。
较佳地，所述处理单元122包括：
设置单元1221，用于提供列车行驶信息的设置接口。
存储单元1222，用于存储所述列车行驶信息。
主控单元1223，用于利用所述天线单元121接收到的电磁波射频信号从所述存储单元1222中提取列车行驶信息，并生成该列车行驶信息的超高频的电磁波反射信号。
较佳地，所述处理单元122还包括：
供电单元1224，用于利用所述天线单元121接收到的电磁波射频信号产生供所述主控单元工作的直流电源。
当车载查询设备11进入地面应答设备12的可识别范围内，地面应答设备12上的天线单元121就会感应出由车载查询设备11发出的电磁波射频信号所产生的交变的射频电压，供电单元1224对该电压整流后，得到提供主控单元1223工作的直流(DC)电源电压。主控单元1223得到电源供应后就开始工作。当然，供电单元1224也可以不必需要车载查询设备11来提供电源，可以自己设置有供电电池，供主控单元1223工作。
参见图3，所述主控单元1223包括：
解调单元31，用于对所述车载查询设备11发送的电磁波射频信号进行解调，获取其中的访问命令。
提取单元32，用于根据所述访问命令，从所述存储单元1222中提取列车行驶信息。
调制单元33，用于将所述提取单元32提取的列车行驶信息，采用专用于超高频工作频率下的幅移键控(ASK，Amplitude Shift Keying)调制方式或相移键控(PSK，Phase-Shift Keying)调制方式调制成超高频的电磁波反射信号。
下面介绍一下本发明实施例提供的方法。
参见图4，本发明实施例提供的一种列车的信息传输方法包括步骤：
S401、车载查询设备生成并发射用以查询列车行驶信息的超高频的电磁波射频信号。
S402、地面应答设备接收所述电磁波射频信号，利用该电磁波射频信号提取自身存储的列车行驶信息，并将该列车行驶信息通过超高频的电磁波反射信号发送给所述车载查询设备。
S403、所述车载查询设备接收所述地面应答设备发送的电磁波反射信号，并从中获取列车行驶信息。
较佳地，步骤S401所述车载查询设备生成超高频的电磁波射频信号的步骤包括：
步骤1、车载查询设备通过振荡器产生超高频的本振信号。
步骤2、所述车载查询设备对所述本振信号进行功率放大。
步骤3、所述车载查询设备对所述功率放大后的本镇信号进行调制，得到超高频的电磁波射频信号。
较佳地，步骤S402所述地面应答设备产生超高频的电磁波反射信号的步骤包括：
步骤1、地面应答设备对所述电磁波射频信号进行解调，获取其中的访问命令。
步骤2、所述地面应答设备根据所述访问命令，提取自身存储的列车行驶信息，并将该列车行驶信息调制成超高频的电磁波反射信号。
纵上所述，本发明实施例中车载查询设备和地面应答设备之间的通信采用反向散射工作模式，即车载查询设备和地面应答设备之间的通信的桥梁不再是频率较低的近磁场而是超高频的电磁波，而地面应答设备在超高频范围内的工作距离要远远大于现有的低频或高频范围的工作距离，因此，采用本发明实施例提供的技术方案保证了列车在高速行驶时可以获得所需的行驶相关信息，以及对列车的准确定位。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (17)

1、一种列车的信息传输系统，其特征在于，该系统包括：车载查询设备和地面应答设备；
所述车载查询设备，用于产生用以查询列车行驶信息的超高频的电磁波射频信号，并发送该电磁波射频信号；以及，接收所述地面应答设备发送的电磁波反射信号，并从中获取列车行驶信息，其中，所述的超高频是指860MHz至960MHz的频段上的频率；
所述地面应答设备，用于接收所述电磁波射频信号，利用该电磁波射频信号提取自身存储的列车行驶信息，并将该列车行驶信息通过超高频的电磁波反射信号发送给所述车载查询设备。
2、根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述车载查询设备包括：
射频单元，用于产生超高频的电磁波射频信号，以及从地面应答设备发送的电磁波反射信号中获取列车行驶信息；
天线单元，用于发送所述电磁波射频信号，以及接收地面应答设备发送的电磁波反射信号。
3、根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述射频单元包括：
振荡器，用于产生超高频的本振信号；
功放单元，用于对所述本振信号进行功率放大；
调制单元，用于对所述功率放大后的本振信号进行调制，得到超高频的电磁波射频信号；
解调单元，用于对地面应答设备发送的电磁波反射信号进行解调，得到列车行驶信息。
4、根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述车载查询设备还包括：
控制单元，用于将所述列车行驶信息转换为计算机可读的二进制数据信息。
5、根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述地面应答设备包括：
天线单元，用于接收所述电磁波射频信号，以及发送所述电磁波反射信号给所述车载查询设备；
处理单元，用于利用所述电磁波射频信号提取自身存储的列车行驶信息，并生成该列车行驶信息的超高频的电磁波反射信号。
6、根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述处理单元包括：
设置单元，用于提供列车行驶信息的设置接口；
存储单元，用于存储所述列车行驶信息；
主控单元，用于利用所述电磁波射频信号从所述存储单元中提取列车行驶信息，并生成该列车行驶信息的超高频的电磁波反射信号。
7、根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述处理单元还包括：
供电单元，用于利用所述电磁波射频信号产生供所述主控单元工作的直流电源。
8、根据权利要求6或7所述的系统，其特征在于，所述主控单元包括：
解调单元，用于对所述电磁波射频信号进行解调，获取其中的访问命令；
提取单元，用于根据所述访问命令，从所述存储单元中提取列车行驶信息；
调制单元，用于将所述列车行驶信息调制成超高频的电磁波反射信号。
9、一种车载查询设备，其特征在于，该设备包括：
射频单元，用于产生用以查询列车行驶信息的超高频的电磁波射频信号，以及从地面应答设备发送的电磁波反射信号中获取列车行驶信息，其中，所述的超高频是指860MHz至960MHz的频段上的频率；
天线单元，用于发送所述电磁波射频信号，以及接收地面应答设备发送的电磁波反射信号。
10、根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：
控制单元，用于将所述列车行驶信息转换为计算机可读的二进制数据信息。
11、根据权利要求9或10所述的设备，其特征在于，所述射频单元包括：
振荡器，用于产生超高频的本振信号；
功放单元，用于对所述本振信号进行功率放大；
调制单元，用于对所述功率放大后的本振信号进行调制，得到超高频的电磁波射频信号；
解调单元，用于对所述电磁波反射信号进行解调，得到列车行驶信息。
12、一种地面应答设备，其特征在于，该设备包括：天线单元和处理单元；
所述天线单元，用于接收车载查询设备发送的用以查询列车行驶信息的超高频的电磁波射频信号，以及发送所述处理单元生成的超高频的电磁波反射信号给所述车载查询设备，其中，所述的超高频是指860MHz至960MHz的频段上的频率；
所述处理单元，用于利用所述电磁波射频信号提取自身存储的列车行驶信息，并生成该列车行驶信息的超高频的电磁波反射信号。
13、根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述处理单元包括：
设置单元，用于提供列车行驶信息的设置接口；
存储单元，用于存储所述列车行驶信息；
主控单元，用于对所述电磁波射频信号进行解调，获取其中的访问命令，并根据该访问命令，从所述存储单元中提取所述列车行驶信息，并将该列车行驶信息调制成超高频的电磁波反射信号。
14、根据权利要求13所述的设备，其特征在于，所述处理单元还包括：
供电单元，用于利用所述电磁波射频信号产生供所述主控单元工作的直流电源。
15、一种列车的信息传输方法，其特征在于，所述方法包括：
车载查询设备生成并发射用以查询列车行驶信息的超高频的电磁波射频信号；
地面应答设备接收所述电磁波射频信号，利用该电磁波射频信号提取自身存储的列车行驶信息，并将该列车行驶信息通过超高频的电磁波反射信号发送给所述车载查询设备，其中，所述的超高频是指860MHz至960MHz的频段上的频率；
所述车载查询设备接收所述地面应答设备发送的电磁波反射信号，并从中获取列车行驶信息。
16、根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述车载查询设备生成超高频的电磁波射频信号的步骤包括：
所述车载查询设备通过振荡器产生超高频的本振信号；
所述车载查询设备对所述本振信号进行功率放大；
所述车载查询设备对所述功率放大后的本振信号进行调制，得到超高频的电磁波射频信号。
17、根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，所述地面应答设备生成所述电磁波反射信号的步骤包括：
所述地面应答设备对所述电磁波射频信号进行解调，获取其中的访问命令；
所述地面应答设备根据所述访问命令，提取自身存储的列车行驶信息，并将该列车行驶信息调制成超高频的电磁波反射信号。
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