CN101239623B - 一种基于路由自适应无线网络的铁路安全行车系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于铁路行车安全保障技术领域，涉及利用路由自适应无线网络实现铁路安全行车的系统。该系统由传感器、数据收集发送器、GSM-R系统和FAS固定数字调度系统四部分组成。在行车安全相关区域埋置的传感器，通过Ad Hoc方式构建成无线传感器网络，并将监测信息发送给数据收集发送器。数据收集发送器收到传感器的监测数据后，处理所收集的数据生成告警信息，通过GSM-R系统和FAS系统向列车和车站值班台发送告警数据。通过本系统，行车相关人员和车站值班员能够全天候全方位掌握列车和铁路行车环境，对人为损害、恶劣自然条件和各种意外事件对行车环境的破坏及时做出反应，从而更好地保证行车安全。

Description

一种基于路由自适应无线网络的铁路安全行车系统
技术领域
本发明属于铁路行车安全保障技术领域，特别涉及一种基于路由自适应无线网络的铁路安全行车系统。
背景技术
现代铁路线路长，途径环境多样，影响列车安全行使的因素众多。目前铁路安全行车主要依靠机车信号、自动停车装置、无线列调设备、有人看守道口报警装置、客车轴温报警器、机车信号的接近和站内地面发码等安全技术装备和行车安全保障设施予以保证。但现有的安全保障难以全天候覆盖所有的铁路沿线，对于无安全检测的区域还需要人工监测，那些在人力一时无法顾及的区域和时间内发生的安全问题，将会给列车的安全行驶带来很多不便。
针对上述问题，业界已经出现了针对路基和铁轨的专用检视设备。中国发明专利申请CN2585882公开了一种用于检测铁路路基的专用测量设备，只能专门用于检测路基；发明专利申请CN200610062029.8公开了一种铁路轨道检视车，能够检视路面和铁轨，但是该方法涉及检视车无人驾使，由于检视车和列车以同样的速度行使，且离列车只有1000米的距离，一旦检视车发生故障，后果严重。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足，特别涉及一种基于路由自适应无线网络的铁路安全行车系统。
本发明的技术方案如下：
一种基于路由自适应无线网络的铁路安全行车系统，该系统由传感器、数据收集发送器、GSM-R(中国铁路GSM-R数字移动通信网)系统和FAS(Fixed usersAccess Switching固定用户接入交换机)固定数字调度系统四部分组成；
传感器：在行车安全相关区域埋置传感器，该传感器通过Ad Hoc方式构建成无线传感器网络，并将监测信息发送给数据收集发送器；
数据收集发送器：收到传感器的监测数据后，处理所收集的数据生成告警信息，通过GSM-R系统和FAS系统向列车和车站值班台发送告警数据；
GSM-R系统：收集传感器节点的数据，并通过GSM-R网络向铁路调度系统转发告警数据；
FAS固定数字调度系统：GSM-R系统将告警数据发送至相关列车和相关车站值班台的无线调度终端，对于固定网络内的调度终端则通过FAS系统接收到告警信息。
所述传感器为温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、光照强度传感器、压力传感器、位移传感器、加速度传感器、氧气或一氧化碳含量传感器。
所述传感器埋置位置为轨道、路基、隧道、桥梁或无人职守车站；放置距离与检测精度有关，为10米～100米之间。
所述数据收集发送器放置于铁路沿线，放置距离与传感器的数据传输能力和传输方式有关，为2000米～5000米之间。
数据收集发送器所收集数据中带有位置标识信息，能够标识所发送信息来源的物理区域范围，分析处理后的告警消息也带有位置标识信息，收到告警信息的列车长、司机、车站值班员和铁路养护工能够准确定位告警信息来源的物理位置。
数据收集发送器在GSM-R网络的覆盖范围内，通过GSM的频段将数据发送到GSM-R系统，并由GSM-R系统和FAS系统转发到与数据携带位置信息所匹配的调度终端上。
本发明的有益效果：使用本系统，行车相关人员和车站值班员能够全天候全方位掌握列车和铁路行车环境，对人为损害、恶劣自然条件和各种意外事件对行车环境的破坏及时做出反应，从而更好地保证行车安全。
附图说明
图1为本发明提供的传感器、数据收集发送器和列车及车站值班台之间的拓扑结构图。其中101为数据收集发送器，102为传感器，103为列车。
图2为本发明提供的铁路行车安全保障方法的通信处理流程图。
具体实施方式
本发明涉及基于路由自适应无线网络的铁路安全行车系统。下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示为本发明提供的传感器102、数据收集发送器101和车站值班台之间的拓扑结构图。传感器102埋置于列车及铁路沿线的轨道、路基、隧道、桥梁、无人职守车站等行车相关区域范围内。数据收集发送器101用于收集处理传感器102上传的监测数据，处理生成告警信息后通过调度通信系统将告警信息发送到司机、列车长和车站值班台等调度相关人员。本发明所用无线调度通信系统为GSM-R移动网络；所用有线调度通信系统为FAS固定网络。
图2给出了本发明提供的铁路行车安全保障方法的通信处理流程图，具体过程如下：
1)在行车安全相关区域埋置传感器102。不同位置传感器102的检测数据不同。如列车上传感器监测数据为位移、加速度，轨道和路基上埋置的传感器监测数据为压力、温度、湿度，隧道和桥梁上埋置的传感器检测温度、湿度、光照强度等，无人职守车站检测温度、湿度、烟雾等参数。
2)在传感器节点散布的感知区域内放置数据收集发送器101。数据收集发送器101具有收集传感器数据、处理数据生成告警信息和发送告警信息的功能。
3)传感器102和数据收集发送器101具有路由自适应性，具备动态搜索、定位和恢复连接的能力，能够感知、采集和处理信息。传感器102和数据收集发送器101加电后，运行初始化程序，生成自身的位置信息，所发送和处理的信息都带有位置标识。
4)传感器协作地感知信息，直接地或通过多跳路由向数据收集发送器发送信息。
5)数据收集发送器101处理传感器信息，根据告警门限生成告警信息。数据收集发送器的告警门限可以根据环境进行设定。
6)数据收集发送器101通过无线GSM-R系统和FAS有线调度系统转发，将告警信息发送到相关的司机、列车长和车站值班台等调度相关人员。
7)调度台值班员等调度相关人员根据收到的告警信息，对影响行车安全的各种情况及时做出反应。由于告警信息中带有相关的位置信息和指示环境参数变化的信息，调度相关人员对行车环境的了解可以更及时更准确，大大减小行车事故的发生。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种基于路由自适应无线网络的铁路安全行车系统，其特征在于：该系统由传感器、数据收集发送器、GSM-R系统和FAS固定数字调度系统四部分组成：
传感器：在行车安全相关区域埋置传感器该传感器通过Ad Hoc方式构建成无线传感器网络，并将监测信息发给数据收集发送器；
数据收集发送器：收到传感器的监测数据中带有位置标识信息，能够标识所发送信息来源的物理区域范围，分析处理后的告警消息也带有位置标识信息后，处理所收集数据生成告警信息，通过GSM-R系统和FAS系统向列车和车站值班台发送告警数据；
GSM-R系统：收集传感器节点数据，并通过GSM-R网络向铁路调度系统转发告警数据；
FAS固定数字调度系统：GSM-R系统将告警数据发送至相关列车和车站值班台的无线调度终端，对于固定网络内的调度终端则通过FAS固定数字调度系统接收到的告警信息。
2.根据权利要求1所述一种基于路由自适应无线网络的铁路安全行车系统，其特征在于：所述传感器为温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、光照强度传感器、压力传感器、位移传感器、加速度传感器、氧气或一氧化碳含量传感器。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于路由自适应无线网络的铁路安全行车系统，其特征在于：所述传感器埋置位置为轨道、路基、隧道、桥梁或无人职守车站，放置距离与检测精度相关，为10米到100米之间。
4.根据权利要求1所述的一种基于路由自适应无线网络的铁路安全行车系统，其特征在于，所述数据收集发送器放置于铁路沿线，放置距离与传感器的数据传输能力和传输方式有关，为2000米～5000米之间。
5.根据权利要求1所述一种基于路由自适应无线网络的铁路安全行车系统，其特征在于：所述GSM-R系统和FAS系统向列车和车站值班台发送告警数据后，收到告警信息的列车长、司机、车站值班员和铁路养护工能够准确定位告警信息来源的物理位置。
6.根据权利要求1所述一种基于路由自适应无线网络的铁路安全行车方法，其特征在于：数据收集发送器在GSM-R网络的覆盖范围内，通过GSM频段将数据发送到GSM-R系统，并由GSM-R系统和FAS系统转发到与收集携带位置信息所匹配的调度终端上。
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