CN107681748A - Ap箱无限供电系统及基于该系统的供电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开一种AP箱无限供电系统及基于该系统的供电方法，能减少工程施工难度，节约成本，并提高电源的可靠性。所述系统包括：充电模块、能量接收天线和储能装置，其中；所述充电模块置于列车上，用于在所述能量接收天线在能量接收范围内时，通过无线的方式，发送能量；所述能量接收天线铺设在列车运行轨道上，且连接所述储能装置，用于接收所述充电模块发送的能量，并将所述能量转换成电压提供给所述储能装置；所述储能装置，用于利用所述能量接收天线提供的电压对自身的储能设备进行充电，其中，所述储能设备存储的能量用于给AP箱供电。
Description
技术领域
本发明实施例涉及通信领域，具体涉及一种AP箱无限供电系统及基于该系统的供电方法。
背景技术
当前我国城市轨道交通进入发展的高峰时期,CBTC(基于通信的列车控制技术)已经成为我国城轨交通信号系统选型的主流制式。CBTC系统的基本技术特征：
(1)采用自由波定向天线、交叉环线、波导管、漏缆等无线方式取代传统轨道电路；实现车地高速信息传输；
(2)依靠查询应答器或信标实现列车定位校核；
(3)基于线路数据库，列车实时发送位置报告，并接受轨旁区域控制中心的移动授权；
(4)一次模式曲线式安全防护，列车ATP安全防护点随前车移动适时更新，列车间隔空前缩小，大幅度提高运营效率；
其中无线通信作为车载设备、地面设备通信的通道，在城市轨道交通中，结合通信的数据量、数据延迟、刚干扰性等特性，多采用WLAN(2.4GHz)作为通信方式。WLAN传输距离200米左右，因此需要每隔200米放置一个无线中继(以下简称AP箱)，用于无线信号传输，如图1，车载无线通信设备通过天线与无线之间连接，为了保证传输的可靠性，多采用冗余网。
目前城市轨道交通AP箱供电采用线缆供电方式，从车站电源屏铺设电缆，提供给沿线无线中继，此种方式带来如下问题：
1、城市轨道交通站间距约为2公里，考虑冗余网，沿线需要铺设20对电缆，施工难度大，日后线缆维护工作量也十分巨大；
2、对于城际铁路，站间距大于20公里，AP箱电源线如果传输20公里，电源压降基本减少一半，无法正常工作。
发明内容
针对现有技术存在的不足和缺陷，本发明实施例提供一种AP箱无限供电系统及基于该系统的供电方法。
一方面，本发明实施例提出一种AP箱无限供电系统，包括：
充电模块、能量接收天线和储能装置，其中；
所述充电模块置于列车上，用于在所述能量接收天线在能量接收范围内时，通过无线的方式，发送能量；
所述能量接收天线铺设在列车运行轨道上，且连接所述储能装置，用于接收所述充电模块发送的能量，并将所述能量转换成电压提供给所述储能装置；
所述储能装置，用于利用所述能量接收天线提供的电压对自身的储能设备进行充电，其中，所述储能设备存储的能量用于给AP箱供电。
另一方面，本发明实施例提出一种基于上述系统的供电方法，包括：
所述充电模块在所述能量接收天线处于能量接收范围内时，通过无线的方式，发送能量；
所述能量接收天线接收所述充电模块发送的能量，并将所述能量转换成电压提供给所述储能装置；
所述储能装置利用所述能量接收天线提供的电压对自身的储能设备进行充电。
本发明实施例提供的AP箱无限供电系统及基于该系统的供电方法，利用充电模块，通过无线的方式，发送能量；利用能量接收天线接收所述充电模块发送的能量，并将所述能量转换成电压提供给储能装置；并借助于所述储能装置利用所述能量接收天线提供的电压对自身的储能设备进行充电，整个方案采用无线充电方式，工程施工中不需要布置电源线缆，能够减少工程施工难度，节约成本；而对于站间距较大的站，不需要远程供电，通过无线进行充电，能提高电源的可靠性。
附图说明
图1为现有的采用WLAN通信方式示意图；
图2为本发明实施例AP箱无限供电系统一实施例的结构示意图；
图3为本发明实施例AP箱无限供电系统另一实施例中多线圈并联充电示意图；
图4为本发明实施例AP箱无限供电方法一实施例的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明实施例保护的范围。
参看图2，本实施例公开一种AP箱无限供电系统，包括：
充电模块10、能量接收天线20和储能装置30，其中；
所述充电模块10置于列车上，用于在所述能量接收天线20在能量接收范围内时，通过无线的方式，发送能量；
所述能量接收天线20铺设在列车运行轨道上，且连接所述储能装置30，用于接收所述充电模块10发送的能量，并将所述能量转换成电压提供给所述储能装置30；
所述储能装置30，用于利用所述能量接收天线20提供的电压对自身的储能设备进行充电，其中，所述储能设备存储的能量用于给AP箱供电。
本发明实施例提供的AP箱无限供电系统，利用充电模块，通过无线的方式，发送能量；利用能量接收天线接收所述充电模块发送的能量，并将所述能量转换成电压提供给储能装置；并借助于所述储能装置利用所述能量接收天线提供的电压对自身的储能设备进行充电，整个方案采用无线充电方式，工程施工中不需要布置电源线缆，能够减少工程施工难度，节约成本；而对于站间距较大的站，不需要远程供电，通过无线进行充电，能提高电源的可靠性。
下面对本发明实施例AP箱无限供电系统进行详细说明。
本系统的结构如图2所示：包含充电模块10、能量接收天线20和储能装置30三部分。
这三个模块的作用如下：
充电模块：通过无线方式，发送能量；
能量接收天线：通过线圈等方式，接收能量；
储能装置：将充电接收天线感应出的能量对电池、超级电容等自身的储能设备进行充电。
充电模块放置到列车上，其电源由车辆提供。为了保证电源使用效率，充电模块的充电时机，由车载设备控制。车载设备根据电子地图结合自身的测速装置，实时计算出自身的位置。当车载设备判断能量接收天线在接收范围内时，控制充电模块通过天线辐射能量。充电模块的天线放置到列车底部，位置与能量接收天线保持一致，与轨道的高度满足列车的最小空间限制内保持最低。为了保证充电时间，充电模块的辐射天线可以放置到多列编组上(比如可以放置于列车中间的四个编组上)，例如城市轨道交通采用6编组列车，考虑头尾列车多用于应答器、雷达等设备安装，充电模块的辐射天线放置到中间的4个列车编组上。
能量接收天线接收由充电模块发送过来的能量，例如通过采用电感感应方式，进行稳压、整流等措施，将所述能量转换成电压提供给储能装置。因为列车限制，充电模块的天线不可能太大，为了保证有足够的时间进行充电，能量接收天线可以铺设成多线圈并联充电方式，如图3所示。
储能装置利用能量接收天线转换过来的电压，对自身的的储能设备进行充电，例如锂电池、超级电容等，储能设备存储的能量提供给AP箱进行供电。
目前主流的无线充电方式，充电功率可以达到10KW，具有90％的充电效率。城市轨道交通列车运行最大速度为100公里/小时，能量接收天线铺设长度考虑10米的有效接收范围。列车在100公里/小时的速度下可以对其充电时间为：
T＝10(米)/100(公里/小时)＝0.36秒
如果考虑列车4编组同时放置辐射天线，可以传输能量约为：
P＝10KW*90％*0.36(秒)*4＝3.6KWH
城市轨道交通列车运行间隔平均为5分钟，一小时内通过列车12辆，充电能量为43.2KW。根据目前采用WLAN方式通信的AP箱功率约为20W，可以满足AP箱正常工作使用。
对于维护期间，长时间没有列车通过的线路，导致AP箱电源亏损，可以采用一辆充电列车低速运行的方式，例如通过充电线圈时，列车速率减低为10公里/小时，保证一次通过即可完成充电。
参看图4，本实施例公开一种基于前述实施例所述的AP箱无限供电系统的供电方法，包括：
S1、所述充电模块在所述能量接收天线处于能量接收范围内时，通过无线的方式，发送能量；
S2、所述能量接收天线接收所述充电模块发送的能量，并将所述能量转换成电压提供给所述储能装置；
S3、所述储能装置利用所述能量接收天线提供的电压对自身的储能设备进行充电。
本发明实施例提供的供电方法，利用充电模块，通过无线的方式，发送能量；利用能量接收天线接收所述充电模块发送的能量，并将所述能量转换成电压提供给储能装置；并借助于所述储能装置利用所述能量接收天线提供的电压对自身的储能设备进行充电，整个方案采用无线充电方式，工程施工中不需要布置电源线缆，能够减少工程施工难度，节约成本；而对于站间距较大的站，不需要远程供电，通过无线进行充电，能提高电源的可靠性。
在前述方法实施例的基础上，所述充电模块在所述能量接收天线处于能量接收范围内时，通过无线的方式，发送能量，可以包括：
所述车载设备根据电子地图结合自身的测速装置，实时计算出自身的位置，当判断获知所述能量接收天线在能量接收范围内时，控制所述充电模块通过天线辐射能量。
在前述方法实施例的基础上，所述将所述能量转换成电压提供给所述储能装置，可以包括：
所述能量接收天线采用电感感应方式，对所述能量进行稳压、整流措施，从而将所述能量转换成电压提供给所述储能装置。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而能够理解的是，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本发明公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释呈反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明并不局限于任何单一的方面，也不局限于任何单一的实施例，也不局限于这些方面和/或实施例的任意组合和/或置换。而且，可以单独使用本发明的每个方面和/或实施例或者与一个或更多其他方面和/或其实施例结合使用。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (9)
1.一种AP箱无限供电系统，其特征在于，包括：
充电模块(10)、能量接收天线(20)和储能装置(30)，其中；
所述充电模块(10)置于列车上，用于在所述能量接收天线(20)在能量接收范围内时，通过无线的方式，发送能量；
所述能量接收天线(20)铺设在列车运行轨道上，且连接所述储能装置(30)，用于接收所述充电模块(10)发送的能量，并将所述能量转换成电压提供给所述储能装置(30)；
所述储能装置(30)，用于利用所述能量接收天线(20)提供的电压对自身的储能设备进行充电，其中，所述储能设备存储的能量用于给AP箱供电。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
车载设备；其中，
所述车载设备，用于根据电子地图并结合自身的测速装置，实时计算出自身的位置，当判断获知所述能量接收天线(20)在能量接收范围内时，控制所述充电模块(10)通过天线辐射能量，其中，所述充电模块(10)的天线放置到列车底部，位置与所述能量接收天线(20)保持一致。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述充电模块(10)的天线放置于列车中间的多个编组上。
4.根据权利要求3，所述充电模块(10)的天线放置于列车中间的四个编组上。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述能量接收天线(20)，具体用于采用电感感应方式，对所述能量进行稳压、整流措施，从而将所述能量转换成电压。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述能量接收天线(20)铺设成多线圈并联充电方式。
7.一种基于权利要求1至6任一项所述的系统的供电方法，其特征在于，包括：
所述充电模块(10)在所述能量接收天线(20)处于能量接收范围内时，通过无线的方式，发送能量；
所述能量接收天线(20)接收所述充电模块(10)发送的能量，并将所述能量转换成电压提供给所述储能装置(30)；
所述储能装置(30)利用所述能量接收天线(20)提供的电压对自身的储能设备进行充电。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述充电模块(10)在所述能量接收天线(20)处于能量接收范围内时，通过无线的方式，发送能量，包括：
所述车载设备根据电子地图结合自身的测速装置，实时计算出自身的位置，当判断获知所述能量接收天线(20)在能量接收范围内时，控制所述充电模块(10)通过天线辐射能量。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述将所述能量转换成电压提供给所述储能装置(30)，包括：
所述能量接收天线(20)采用电感感应方式，对所述能量进行稳压、整流措施，从而将所述能量转换成电压提供给所述储能装置(30)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180209 |