CN104986187A - 动车组调车作业安全防护系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供动车组调车作业安全防护系统，以及基于该系统实现的自动调车安全防护方法，解决了现有动车组调车作业系统无法直接采集现场信号灯显状态信息的问题；其方案是，所述的调车信号机5的前方15米处设置地面调车应答器3，调车信号机5的前方20米处设置地面调车应答器4，地面调车应答器2与地面调车应答器3组成地面调车应答器组，所述地面调车应答器组与调车信号机5经应答器接线盒4连接，动车组上的列控设备1接收地面调车应答器组发来的报文信息；本发明是在不改变既有车载列控设备的基础上，通过在线路上需要防护的地点安装地面应答器的方式构建一套安全防护系统，为动车组在动车段内调车作业、接发车作业时提供安全有力的保证。
Description
技术领域
本发明涉及铁路动车组调车作业技术领域，特别是一种动车组调车作业安全防护系统，以及基于该系统实现的自动调车安全防护方法。
背景技术
随着高速铁路开通运行，中国铁路也进入快速发展阶段，如何安全有效的保证动车组运营，不仅关系到动车组的运行效率，同时也关系到人们的生命安全，为了防止动车组在调车作业时调车冲突、调车脱轨、挤道岔、撞头档等事故的发生，急需建立一套动车组调车作业安全防护系统。
动车组进行调车作业时，列控车载设备（ATP）应置于调车模式，现场实际管理和运用过程中，ATP调车模式下，由司机人控进行调车作业，因此对司机的技术要求就比较高，必须人工确认前方地面信号后才能控车行使，若遇到人工失误、雪雨雾天气等其他外部因素时，就会导致地面信号状态无法及时确认而引起的动车组调车事故，因此现有的动车组调车作业存在较大的安全隐患。
目前国内对于动车组调车作业的安全防护还没有切实可行的方法，个别动车管理单位采用的增加列控中心、联锁电路的方式因其无法直接采集现场信号灯显状态信息、工程量大和投入费用巨大等原因，无法满足现场的实际需求，因此研制一套经济实用的动车组调车系统具有必要性。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供动车组调车作业安全防护系统，以及基于该系统实现的自动调车安全防护方法，有效解决了现有动车组调车作业系统无法直接采集现场信号灯显状态信息、工程量大和投入费用巨大的问题。
其解决的技术方案是，，包括动车组上的列控设备1、地面调车应答器2、地面调车应答器3、应答器接线盒4和调车信号机5，所述的调车信号机5的前方15米处设置地面调车应答器3，调车信号机5的前方20米处设置地面调车应答器4，地面调车应答器2与地面调车应答器3组成地面调车应答器组，所述地面调车应答器组与调车信号机5经应答器接线盒4连接，动车组上的列控设备1接收地面调车应答器组发来的报文信息。
本发明是在不改变既有车载列控设备的基础上，通过在线路上需要防护的地点安装地面应答器的方式构建一套安全防护系统，地面应答器根据采集到的现场信号机灯显状态自动生成车组调车及出入段进路许可和禁止的报文信息，以此满足动车组调车作业及进路防护的需求，有效降低动车组站内调车作业过程中信号冒进等安全事故的发生，在提升段内发车作业效率的同时，为动车组在动车段内调车作业、接发车作业时提供安全有力的保证。
附图说明
图1为本发明的整体结构图。
图2为本发明中在调车信号灯前设置调车应答器的安装结构示意图。
图3为本发明中调车应答器的原理框图。
图4为本发明的调车应答器中的电源单元的电路图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
现结合图1和图4所示，本发明动车组调车安全防护系统及方法，包括动车组上的列控设备1、地面调车应答器2、地面调车应答器3、应答器接线盒4和调车信号机5，所述的调车信号机5的前方15米处设置地面调车应答器3，调车信号机5的前方20米处设置地面调车应答器4，地面调车应答器2与地面调车应答器3组成地面调车应答器组，所述地面调车应答器组与调车信号机5经应答器接线盒4连接，动车组上的列控设备1接收地面调车应答器组发来的报文信息。
所述的地面调车应答器2发送固定报文，地面调车应答器3发送调车信号机5状态对应的控制报文，动车组上的列控设备1根据接收地面调车应答器2和地面调车应答器3发送报文的先后顺序，判断列车运行方向。
所述调车信号机5，包括蓝灯智能点灯单元和红灯智能点灯单元，无论蓝灯智能点灯单元或红灯智能点灯单元有电，就可为动车组调车安全防护系统提供电能，与此同时，为调车信号机5判断是蓝灯点亮还是红灯点亮，提供了依据。
所述的地面调车应答器，包括电源单元、调车信号检测单元、调制单元和通讯单元，所述电源单元为调车信号检测单元供电，调车信号检测单元的输入信号为调车状态信号，调车状态信号即为调车信号机5的蓝灯电源信号或红灯电源信号，调车信号检测单元将调车状态信号输送至调制单元，调车状态信号经调制后通过通讯单元发送至动车组上的列控设备1。
所述的应答器接线盒4采集调车信号机5的状态，同时为地面调车应答器组提供电能。
所述应答器接线盒4内的接线采用有线电缆。
所述的应答器接线盒4内含有调车信号机5信号接收采集隔离模块和地面调车应答器对应的应答器报文闭环检测模块。
所述的动车组调车作业安全防护方法，所述地面调车应答器组作为动车组调车信息的载体，与调车信号机5使用有线电缆连接，采集调车信号机5状态，根据调车信号机5状态生成调车禁止或允许的地面调车应答器报文，并实时发送至动车组上的列控设备1。
本发明的动车组上的列控设备通过车载应答器报文传输装置接收地面调车应答器中的地面调车应答器组的报文，通过接收地面调车应答器的先后顺序判断动车所在的运行方向，同时通过分析地面调车应答器中的报文内容，解析是停车允许还是调车禁止，完成对动车组调车的控制。
调车应答器组安装在调车信号机的前方，经过应答器接线盒与调车信号机连接，通过连接有线电缆采集调车信号的状态，根据调车信号机的状态来改变调车应答器的报文内容，如果是白灯调车应答器组就输出调车允许报文，如果是蓝灯调车应答器组就输出调车禁止报文，同时通过有线电缆从调车信号机的点灯电路取电，为了保证调车应答器组报文的正确性，应答器接线盒内有对调车应答器组报文的闭环检测单元。
地面调车应答器包括电源单元、调车信号检测单元、调制单元和通讯单元，其中电源单元为调车信号检测单元供电，电源单元的供电电源来源于调车信号机的蓝灯智能点灯单元和红灯智能点灯单元，无论是蓝灯智能点灯单元或红灯智能点灯单元有电，都可以为动车组调车安全防护系统供电，同时这也为判断调车信号机是红灯亮还是蓝灯亮提供了依据，调车信号检测单元的输入信号为调车信号机的调车状态信号即蓝灯电源信号或红灯电源信号，调车信号检测单元将调车状态信号送至调制单元中，调车状态信号经调制后通过通讯单元发送至动车组上的列控设备。
电源单元从调车信号机输出的蓝灯主灯丝和副灯丝分别整流滤波并联后串联二极管输出，这样只要蓝灯亮就可以为动车组调车安全防护系统提供电源，并为动车组调车安全防护系统提供其是否工作的依据，同理只要红灯亮就可以为动车组调车安全防护系统提供电源，并为动车组调车安全防护系统提供其是否工作的依据，再将蓝灯和红灯输出的二极管后端并联，其输出端再通过稳压管稳压后，输出工作电源，为地面调车应答器提供了工作电源。
调车信号检测单元基于FPGA+DDS+EEPROM的方法实现，其输入端采用的蓝灯电源信号或红灯电源信号均为电压信号，定义：当有电压时，为逻辑“1”，无电压时，为逻辑“0”，将调车信号检测单元检测的逻辑运算结果发送至FPGA，FPGA根据逻辑关系判断是蓝灯亮还是红灯亮，从而将存储在EEPROM中的原始报文提取出来，并且控制DDS产生所需要的调制信号，然后将信号输出，调制波形由FPGA控制DDS输出后，先经过一级进行谐振滤波，并预放大使其推动高频三极管放大后经天线耦合输出，输出功率约为100mV，满足以发射装置为中心，成喇叭状1米范围内可正常接收，而不至于干扰到其他临近的轨道，天线使用印制板做成一体化天线，天线参数比较一致，只需增减电容对阻抗做匹配。
本发明只是在地面安装应答器，不需要更改车载设备，操作简单方便，成本低；地面调车应答器组与调车信号机使用隔离信号模块连接，避免了相互的硬件，提高了设备的稳定性；应答器接线盒中安装闭环检测模块对地面调车应答器报文进行闭环检测，保证应答器报文的安全性；在动车组上的列控设备作为车载控制设备，只是在调车信号机前安装调车应答器，系统施工方便，投资小。
本发明是在不改变既有车载列控设备的基础上，通过线路上需要防护的地点安装地面调车应答器的方式，构建一套安全防护系统，地面调车应答器根据采集到的现场调车信号机灯显状态，自动生成动车组调车及出入段进路许可和禁止的报文信息，以此满足动车组调车作业及进路防护的需求；本发明能够有效降低动车组站内调车作业过程中信号冒进等安全事故的发生，在提升段内发车作业效率的同时，为动车组在动车段内调车作业、接发车作业时提供安全有力的保障。
Claims (8)
1.动车组调车作业安全防护系统及方法，包括动车组上的列控设备（1）、地面调车应答器（2）、地面调车应答器（3）、应答器接线盒（4）和调车信号机（5），所述的调车信号机（5）的前方15米处设置地面调车应答器（3），调车信号机（5）的前方20米处设置地面调车应答器（4），地面调车应答器（2）与地面调车应答器（3）组成地面调车应答器组，所述地面调车应答器组与调车信号机（5）经应答器接线盒（4）连接，动车组上的列控设备（1）接收地面调车应答器组发来的报文信息。
2.根据权利要求1所述的动车组调车作业安全防护系统及方法，其特征在于，所述的地面调车应答器（2）发送固定报文，地面调车应答器（3）发送调车信号机（5）状态对应的控制报文，动车组上的列控设备（1）根据接收地面调车应答器（2）和地面调车应答器（3）发送报文的先后顺序，判断列车运行方向。
3.根据权利要求1所述的动车组调车作业安全防护系统及方法，其特征在于，所述调车信号机（5），包括蓝灯智能点灯单元和红灯智能点灯单元，无论蓝灯智能点灯单元或红灯智能点灯单元有电，就可为动车组调车安全防护系统提供电能，与此同时，为调车信号机（5）判断是蓝灯点亮还是红灯点亮，提供了依据。
4.根据权利要求1所述的动车组调车作业安全防护系统及方法，其特征在于，所述的地面调车应答器（2），包括电源单元、调车信号检测单元、调制单元和通讯单元，所述电源单元为调车信号检测单元供电，调车信号检测单元的输入信号为调车状态信号，调车状态信号即为调车信号机（5）的蓝灯电源信号或红灯电源信号，调车信号检测单元将调车状态信号输送至调制单元，调车状态信号经调制后通过通讯单元发送至动车组上的列控设备（1）。
5.根据权利要求1所述的动车组调车作业安全防护系统及方法，其特征在于，所述的应答器接线盒（4）采集调车信号机（5）的状态，同时为地面调车应答器组提供电能。
6.根据权利要求5所述的动车组调车作业安全防护系统及方法，其特征在于，所述应答器接线盒（4）内的接线采用有线电缆。
7.根据权利要求1所述的动车组调车作业安全防护系统及方法，其特征在于，所述的应答器接线盒（4）内含有调车信号机（5）信号接收采集隔离模块和地面调车应答器对应的应答器报文闭环检测模块。
8.根据权利要求1所述的动车组调车作业安全防护系统及方法，其特征在于，所述的动车组调车作业安全防护方法，所述地面调车应答器组作为动车组调车信息的载体，与调车信号机（5）使用有线电缆连接，采集调车信号机（5）状态，根据调车信号机（5）状态生成调车禁止或允许的地面调车应答器报文，并实时发送至动车组上的列控设备（1）。
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