CN101110158A - 轨道车蓝白灯识别方法及识别系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于交通运输信号控制技术领域中的铁路轨道车蓝白灯识别方法，其轨道车的车载设备的信息处理单元接收判别其进路方向上的、在原有信号机附近加装的蓝白灯信号采集装置和与其相联系的无线装置所发来的信号机色灯状态信息作为依据的行车方法。本发明中的轨道车蓝白灯识别系统，主要是由车载设备和分布在站场的蓝白灯采集装置组成；车载设备和蓝白灯采集装置之间采用无线通讯，蓝白灯采集装置是通过在站场上的调车信号机上加装传感器直接取得蓝白灯色灯信息，并通过无线方式发送到车载设备上监控轨道车运行。本发明可以直接取得蓝白灯色灯信息，然后通过无线方式发送到车载设备，监控轨道车运行，保证了安全。
Description
技术领域
本发明属于交通运输信号控制技术领域，特别是保证铁路交通安全的信号系统技术领域。
背景技术
目前车站内调车作业的调车信号状态，不能通过轨道电路发码，调车信号的开放与关闭无法传递给轨道车，这样轨道车在站内调车作业时处于失控状态，只能依靠调车员确认地面信号，因此在调车过程中，容易造成“冲、挤、脱”等事故的发生，对铁路运输的安全构成严重威胁。
发明内容
本发明目的是提供一种轨道车蓝白灯识别方法及蓝白灯识别系统，以适应轨道车在站内自动调度的需要。
本发明的一种铁路轨道车蓝白灯识别方法，其实现主要是：轨道车的车载设备的信息处理单元接收判别其进路方向上的、在原有信号机附近加装的蓝白灯信号采集装置和与其相联系的无线装置所发来的信号机色灯状态信息作为依据的行车方法。
在上述方法中，安置在车站每个调车信号机旁的蓝白灯信号采集装置根据来自轨道车车载设备的寻址指令将指令中的信号机编号与所采集的信号机编号对比，并将对比一致的该信号机的色灯信息以无线方式发送到轨道车车载设备主机；车载设备主机收到该色灯信息，处理后送至轨道车监控设备监控轨道车运行。
在上述方法中，在原有信号机上加装的无线通讯装置，以向车上发送信息的相同通讯协议也向站上主控装置发送，并在站上装置上显示、提示、警示。
在上述方法中，轨道车无线调车车载设备将轨道车蓝白灯识别系统采集的色灯信息发送到车站设备，与从车站调度系统取得的蓝白灯信息相互印证后送至轨道车监控设备监控轨道车运行。
在上述方法中，蓝白灯信息采集装置同时与车站电气自动化集中系统的轨道绝缘信息比后对产生出轨道绝缘状态结果；蓝白灯信息采集装置以无线方式发送的色灯信息与车站电子装置所共享公用。
实现上述方法的轨道车蓝白灯识别系统，该系统主要是由车载设备和分布在站场的蓝白灯采集装置组成；车载设备和蓝白灯采集装置之间采用无线通讯，蓝白灯采集装置是通过在站场上的调车信号机上加装传感器直接取得蓝白灯色灯信息，并通过无线方式发送到车载设备上监控轨道车运行。
所述的车载设备主要由数据传输模块、蓝白灯信息处理单元车载设备组成，通过数传模块主动要求蓝白灯采集装置发送色灯信息和接收色灯信息，信息处理单元对接收到的色灯信息处理后送给轨道车无线调号车载设备监控轨道车运行。
所述的蓝白灯采集装置主要是由传感器、信息处理单元、数传模块及太阳能供电系统组成，每个调车信号机对应一个蓝白灯采集装置，蓝白灯采集装置安装于调车信号机旁边。
采集蓝白灯色灯信息的传感器为互感器或光敏器件。
蓝白灯信息采集装置中信息处理单元原理包括CUP及数传模块接口、电源部分、互感器信号调理部、光敏器件信号调理部分；且各部分通过相应的接口互相连接。
本发明有益效果：本发明针对调车作业的现状，开发的轨道车蓝白灯识别系统，此系统主要是由车载设备和分布在站场的蓝白灯采集装置组成。车载设备和蓝白灯采集装置之间采用无线通信，蓝白灯采集装置是通过在站场上的调车信号机上加装传感器，直接取得蓝白灯色灯信息，然后通过无线方式发送到车载设备，监控轨道车运行。通过这种方式获得蓝白灯信息的延时短，延时为毫秒级，完全可以满足站内调车对灯型信息的实时性要求。
附图说明
图1为本发明系统原理图。
图2本发明中互感器作为传感器的原理图。
图3为本发明中车载设备原理示意图。
图4为本发明中蓝白灯采集装置原理示意图。
图5为本发明中蓝白灯采集装置信息处理单元总原理图。
图6为蓝白灯采集装置信息处理单元中电源部分。
图7为蓝白灯采集装置信息处理单元中互感器信号调理部分。
图8为蓝白灯采集装置信息处理单元中光敏器件信号调理部分。
图9为本发明中车载设备中信号处理单元电路原理图。
具体实施方式
本发明所述的铁路轨道车蓝白灯识别方法，其是按照如下步骤实现：
(1)轨道车根据地面数据确定其前方调车信号机编号，轨道车车载设备向地面的信号采集装置发送寻址指令；
(2)安置在车站每个调车信号机旁的兰白灯信号采集装置根据来自轨道车车载设备的寻址指令将指令中的信号机编号与所采集的信号机编号对比，并将对比一致的该信号机的色灯信息以无线方式发送到轨道车车载主机；
(3)车载主机收到该色灯信息，处理后送至轨道车监控设备监控轨道车运行。
在步骤(3)中轨道车无线调车车载设备将轨道车蓝白灯识别系统采集的色灯信息发送到车站设备，与从车站调度系统取得的蓝白灯信息相互印证后送至轨道车监控设备监控轨道车运行。
在步骤(2)中，在原有信号机上加装的无线通讯装置，以向车上发送信息的相同通讯协议也向站上主控装置发送，并在站上装置上显示、提示、警示。蓝白灯信息采集装置同时与车站电气自动化集中系统的轨道绝缘信息比后对产生出轨道绝缘状态结果；蓝白灯信息采集装置以无线方式发送的色灯信息与车站电子装置所共享公用。
本发明所述的轨道车蓝白灯识别系统，主要是由车载设备和分布在站场的蓝白灯采集装置组成；车载设备和蓝白灯采集装置之间采用无线通信，蓝白灯采集装置是通过在站场上的调车信号机上加装传感器直接取得蓝白灯色灯信息，并通过无线方式发送到车载设备上监控轨道车运行。
车载设备主要由数据传输模块、蓝白灯信息处理单元和无线调号车载设备组成，通过数传模块主动要求蓝白灯采集装置发送色灯信息和接收色灯信息，信息处理单元对接收到的色灯信息处理后送给轨道车无线调号车载设备监控轨道车运行。
蓝白灯采集装置主要是由传感器、信息处理单元、数传模块及太阳能供电系统组成，每个调车信号机对应一个蓝白灯采集装置，蓝白灯采集装置安装于调车信号机旁边。
采集蓝白灯色灯信息的传感器为互感器或者光敏器件。
蓝白灯信息采集装置中信息处理单元原理包括CUP及数传模块接口、电源部分、互感器信号调理部、光敏器件信号调理部分；且各部分通过相应的接口互相连接。
车载设备的数据处理单元采用RS232接口连接数传模块。
附图1-9给出了本发明具体实施方式。
一、系统组成及原理
轨道车蓝白灯识别系统的系统组成如图1所示，系统主要由车载设备和分布在站场上的蓝白灯采集装置组成。
二、各部分组成及功能
车载设备构成如图3所示，主要由数据传输模块和蓝白灯信息处理单元组成，其的主要作用是主动要求蓝白灯采集装置发送色灯信息和接收色灯信息，对接收到的色灯信息处理后，送给轨道车无线调号车载设备监控轨道车运行。
蓝白灯采集装置构成如图4所示，主要是由传感器、采集板、数传模块及太阳能供电系统组成，每个调车信号机对应一个蓝白灯采集装置，蓝白灯采集装置安装于调车信号机旁边。
轨道车兰白灯识别系统的蓝白灯信息采集装置信息处理单元原理图如附图图5、图6、图7、图8，图5为CUP及数传模块接口，图6为电源部分，图7为互感器信号调理部分，图8为光敏器件信号调理部分；车载设备的数据处理单元的原理图为图9，采用RS232接口连接数传模块。
轨道车兰白灯识别系统的主要工作原理：分布在站场调车信号机旁的兰白灯采集装置平时处于接收状态，当机车在站场运行，无线调号车载设备(已有设备)根据地面数据及机车在站场的位置，确定其前方调车信号机的编号，将信号机编号通过串口送到数据处理单元，兰白灯数据处理单元通过数传模块(数传模块连接如图9，通过数传模块接口DB9)给站场的采集装置发送寻址指令，站场上的信号机通过连接的数传模块接收到该指令，将指令中的信号机编号与所采机的信号机编号对比，如果一致，就将该信号机的色灯信息发送到车载的兰白灯数据处理单元，蓝白灯采集单元对调车信号机的采集是采用连接互感器和光敏器件采集的(如图7、8，其中图7分别连接兰灯互感器和白灯互感器并对信号进行调理，送到CPU单元；图8为对光敏器件连接及调理)，车载设备信息处理单元将色灯信息处理后，传送给无线调号车载主机，车载主机收到该色灯信息，根据灯型监控机车运行。
轨道车无线调车车载设备将兰白灯识别系统采集的色灯信息通过数传电台发送到车站设备，与从车站TDCS系统取得的兰白灯信息相互印证，以保证前方调车信号灯色灯信息的准确性。
蓝白灯采集装置对色灯的采集主要依靠传感器，采集蓝白灯色灯信息的传感器有两种形式：互感器和光敏器件。
①采用用互感器采集蓝白灯色灯信息，互感器是安装在调车信号机上，每个信号机分别对应着蓝灯互感器和白灯互感器，互感器的作用是感应蓝灯和白灯供电线上的电流信号，以确定该调车信号机开放的是蓝灯还是白灯；互感器的作用如图2所示，蓝灯和白灯的电源线分别从互感器的中间穿过，由于蓝灯和白灯的电源采用AC220V，变化的电流会在线圈中产生感应电流；当值班员让调车信号机显示白灯时，就会为白灯接通电源，白灯的互感器就会感应到电流信号，采集板采集到此电流信号，处理后就可以得到灯型信息，反之，就可以得到蓝灯信息(互感器市面有售)。采用互感器采集蓝白灯信息，可以在不破坏和不影响原有设施的基础上采集到所需信息，符合铁路安全原则。
②采用光敏器件采集蓝白灯色灯信息，光敏器件安装在调车信号机里边，每个信号机分别对应着感应蓝灯的光敏器件和感应白灯的光敏器件，光敏器件的作用分别为感应蓝光和感应白光，通过感应这两种颜色的光源，确定调车信号机开放的是蓝灯还是白灯。光敏器件的应用原理：选定一个颜色滤波器，只允许某种特定颜色光通过，阻止其它颜色光的通过，该种颜色光的照射，光敏器件的阻值产生变化，对这种变化进行分析，就可以得到色灯信息(该光敏器件市面有售)。光敏器件是安装在信号机的灯罩内，采集信息也不会影响既有设备。
采集板(信息处理单元)的作用是通过传感器获得调车信号机的色灯信息，每个采集板对应着所连接调车信号机的编号，采集板将得到的调车信号机的色灯信息加上信号机编号，发送到车载主机。对于每个采集板都对应着编号，其平时处于接收状态，只有接收到车载主机请求发送色灯信息的命令，且命令中包含的信号机编号于采集的信号机编号一致，就将采集的信号机色灯信息发送出去。
由于铁路轨道车的移动性，本装置数据传输采用数传电模块，无线传输的方式可以很方便地将数据远距离传输，施工方便，大大降低了工程造价；无线传输对数据进行打包、校验、检错、纠错处理，保证了系统抗干扰能力强，接收误码率低。
太阳能供电系统是为采集装置供电，其主要由太阳能电池板、控制器及蓄电池组成。采用太阳能供电，设备安装灵活，可以根据不同站场信号机的分布灵活配置。
三、系统工作原理
轨道车蓝白灯识别系统的主要工作原理：分布在站场调车信号机旁的蓝白灯采集装置平时处于接收状态，当轨道车在站场运行，根据地面数据，确定其前方调车信号机编号，发送寻址指令，站场上的信号机的采集装置接收到指令，将指令中的信号机编号与所采机的信号机编号对比，如果一致，就将该信号机的色灯信息发送到车载主机，车载主机收到该色灯信息，处理后送至监控设备监控轨道车运行。
轨道车无线调车车载设备将轨道车蓝白灯识别系统采集的色灯信息发送到车站设备，与从目前已有的车站调度系统取得的蓝白灯信息相互印证，以保证前方调车信号灯色灯信息的准确性。
需要说明的是，本发明中所采用的电器元件的相应的电路均为现有技术，本领域技术人员根据说明书和附图均可实现，这里对电路连接关系不在描述。
四、技术指标
1、使用环境条件
1.1、车载设备工作温度：-25℃-+70℃
室外设备工作温度：-40℃-+70℃
1.2、空气相对湿度：
车载设备：(RH)≤90(25℃)
室外设备：(RH)≥100(25℃)
2、振动与冲击：车载设备应满足频率(f)为1～100Hz的纵向和垂向正弦振动，振动幅值(A)如下：
A＝25/fmm f＝1～10Hz
A＝250/f2mm f＝10～100Hz
相对于机车的纵向、横向和垂直三个方向的冲击，冲击加速度不大于30m/s2
3、工作电源：地面设备 太阳能供电DC12V
车载设备 DC24V±30％
4、无线数传模块：工作频率：433MHz
输出功率： 1W
5、满足TB/T3021-2001《铁道机车车辆电子装置》标准中与电磁兼容相关的要求。
Claims (10)
1.一种铁路轨道车蓝白灯识别方法，其特征是：轨道车的车载设备的信息处理单元接收判别其进路方向上的、在原有信号机附近加装的蓝白灯信号采集装置和与其相联系的无线装置所发来的信号机色灯状态信息作为依据的行车方法。
2.根据权利要求1所述的轨道车蓝白灯识别方法，其特征是安置在车站每个调车信号机旁的蓝白灯信号采集装置根据来自轨道车车载设备的寻址指令将指令中的信号机编号与所采集的信号机编号对比，并将对比一致的该信号机的色灯信息以无线方式发送到轨道车车载设备主机；车载设备主机收到该色灯信息，处理后送至轨道车监控设备监控轨道车运行。
3.根据权利要求1所述的轨道车蓝白灯识别方法，其特征是在原有信号机上加装的无线通讯装置，以向车上发送信息的相同通讯协议也向站上主控装置发送，并在站上装置上显示、提示、警示。
4.根据权利要求1所述的轨道车蓝白灯识别方法，其特征是轨道车无线调车车载设备将轨道车蓝白灯识别系统采集的色灯信息发送到车站设备，与从车站调度系统取得的蓝白灯信息相互印证后送至轨道车监控设备监控轨道车运行。
5.根据权利要求1所述的轨道车蓝白灯识别方法，其特征是蓝白灯信息采集装置同时与车站电气自动化集中系统的轨道绝缘信息比后对产生出轨道绝缘状态结果；蓝白灯信息采集装置以无线方式发送的色灯信息与车站电子装置所共享公用。
6.轨道车蓝白灯识别系统，其特征是该系统主要是由车载设备和分布在站场的蓝白灯采集装置组成；车载设备和蓝白灯采集装置之间采用无线通讯，蓝白灯采集装置是通过在站场上的调车信号机上加装传感器直接取得蓝白灯色灯信息，并通过无线方式发送到车载设备上监控轨道车运行。
7.根据权利要求6所述的轨道车蓝白灯识别系统，其特征是车载设备主要由数据传输模块、蓝白灯信息处理单元车载设备组成，通过数传模块主动要求蓝白灯采集装置发送色灯信息和接收色灯信息，信息处理单元对接收到的色灯信息处理后送给轨道车无线调号车载设备监控轨道车运行。
8.根据权利要求6所述的轨道车蓝白灯识别系统，其特征是蓝白灯采集装置主要是由传感器、信息处理单元、数传模块及太阳能供电系统组成，每个调车信号机对应一个蓝白灯采集装置，蓝白灯采集装置安装于调车信号机旁边。
9.根据权利要求8所述的轨道车蓝白灯识别系统，其特征是采集蓝白灯色灯信息的传感器为互感器或光敏器件。
10.根据权利要求7所述的轨道车蓝白灯识别系统，其特征是蓝白灯信息采集装置中信息处理单元原理包括CUP及数传模块接口、电源部分、互感器信号调理部、光敏器件信号调理部分；且各部分通过相应的接口互相连接。
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