CN110281980A - 一种地震预警自动控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种地震预警自动控制系统及方法，所述系统包括：地震预警自动控车装置、中央控制单元和制动控制单元，地震预警自动控车装置包括背板、第一电源板、主控单元板和移动通信单元，第一电源板、主控单元板和移动通信单元设置在背板上，第一电源板与主控单元板和移动通信单元电连接，主控单元板和移动通信单元通过系统总线连接；主控单元板与中央控制单元通信连接，中央控制单元与制动控制单元通信连接；移动通信单元将接收到的地震警报信息传输给主控单元板，主控单元板将识别出的地震I级警报发送给中央控制单元，以使得制动控制单元对列车进行制动。本发明提供的地震预警自动控制系统及方法，提高了对地震I级警报处理的及时性。

Description

一种地震预警自动控制系统及方法

技术领域

本发明涉及铁路交通技术领域，具体涉及一种地震预警自动控制系统及方法。

背景技术

我国幅员辽阔，并分布多条地震断裂带。现在，我国高速铁路遍布全国，在地震发生时，高速列车需要及时限速或停车，以保障铁路运输安全。

目前，我国高速铁路地震预警系统采用车载地震紧急处置装置实现控车功能，车载地震紧急处置装置包括车载地震主机、车载地震终端、组合天线和天馈线，车载地震主机包括电源、制动控制模块和移动通信单元，组合天线安装于动车组头车顶部，通过天馈线与车载地震主机的移动通信单元连接，车载地震终端位于司机室，是车载地震紧急处置装置与司机进行交互的人机交互设备。制动控制模块通过移动通信单元接收地面监测台站发送的地震警报信息，当接收到的是地震I级警报时，制动控制模块通过车载地震终端的“声光报警”装置提示司机控制列车车速，由列车司机对列车手动施加最大常用制动，使列车限速运行；当接收到地震II级或者III级警报时，自动触发动车组的紧急制动，使动车组紧急停车。由于地震是小概率事件，列车司机长期遇不到此类情况，假设真的发生地震，由于列车司机的注意力主要集中在瞭望和操纵列车，在接收到地震I级警报时，列车司机顾不上也不能做出迅速反应并采取制动措施，容易误操作，存在安全隐患。

因此，如何提出一种地震预警自动控车系统，能够及时对地震I级警报进行自动处理，提高地震紧急处理的及时性成为本领域需要解决的重要课题。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明实施例提供一种地震预警自动控制系统及方法，

一方面，本发明提出一种地震预警自动控制系统，包括地震预警自动控车装置、中央控制单元和制动控制单元，其中：

所述地震预警自动控车装置包括背板、第一电源板、主控单元板和移动通信单元，所述第一电源板、主控单元板和移动通信单元设置在所述背板上，所述第一电源板与所述主控单元板和所述移动通信单元电连接，所述主控单元板和所述移动通信单元通过系统总线连接；所述主控单元板与所述中央控制单元通信连接，所述中央控制单元与所述制动控制单元通信连接；

所述移动通信单元用于接收地震警报信息，并将所述地震警报信息传输给所述主控单元板，所述主控单元板在判断出所述地震警报信息为地震I级警报之后，将所述地震I级警报发送给所述中央控制单元，所述中央控制单元将所述地震I级警报发送给所述制动控制单元，以使得所述制动控制单元对列车进行制动。

其中，所述地震预警自动控车装置还包括接口板，所述接口板和紧急继电器相连，所述接口板设置在所述背板上，所述接口板与所述主控单元板通过所述系统总线连接，所述接口板与所述第一电源板电连接，所述紧急继电器串联在紧急制动环路上。

其中，所述系统还包括旁路开关，所述旁路开关设置在所述紧急制动环路上，与所述紧急继电器并联。

其中，所述地震预警自动控车装置还包括第二电源板，所述第二电源板设置在所述背板上，所述第二电源板上设置充电电池，所述第二电源板与所述第一电源板电连接。

其中，所述地震预警自动控车装置还包括存储板，所述存储板设置在所述背板上，所述存储板与所述第一电源板电连接，所述存储板通过所述系统总线与所述主控单元板连接。

其中，在所述存储板上设置以太网接口。

其中，所述地震预警自动控车装置还包括显示板，所述显示板设置在所述背板上，所述显示板与所述第一电源板电连接，所述显示板与所述主控单元板通过所述系统总线连接。

另一方面，本发明提供一种采用上述任一实施例所述的地震预警自动控制系统的地震预警自动控制方法，包括：

主控单元板接收移动通信单元转发的地震警报信息；

所述主控单元板若判断获知所述地震警报信息为地震I级警报，则将所述地震I级警报发送给中央控制单元，以使得所述中央控制单元将所述地震I级警报发送给制动控制单元进行列车制动。

本发明实施例提供的地震预警自动控制系统及方法，通过移动通信单元接收地震警报信息，并将地震警报信息传输给主控单元板，主控单元板在判断出地震警报信息为地震I级警报之后，将地震I级警报发送给中央控制单元，中央控制单元将地震I级警报发送给制动控制单元，以使得制动控制单元对列车进行制动，能够自动对地震I级警报做出响应，提高了对地震I级警报处理的及时性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是本发明一实施例提供的地震预警自动控制系统的结构示意图。

图2是本发明另一实施例提供的地震预警自动控制系统的结构示意图。

图3是本发明又一实施例提供的地震预警自动控制系统的结构示意图。

图4是本发明再一实施例提供的地震预警自动控制系统的结构示意图。

图5是本发明还一实施例提供的地震预警自动控制系统的结构示意图。

图6是本发明一实施例提供的地震预警自动控制方法的流程示意图。

图7是本发明另一实施例提供的地震预警自动控制方法的流程示意图。

附图标记说明：

1-地震预警自动控车装置； 2-中央控制单元；

3-制动控制单元； 4-紧急继电器；

11-背板； 12-第一电源板；

13-主控单元板； 14-移动通信单元；

15-系统总线； 16-接口板；

17-第二电源板； 18-存储板；

19-显示板。

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明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

图1是本发明一实施例提供的地震预警自动控制系统的结构示意图，如图1所示，本发明实施例提供的地震预警自动控制系统，包括地震预警自动控车装置1、中央控制单元2和制动控制单元3，其中：

地震预警自动控车装置1包括背板11、第一电源板12、主控单元板13和移动通信单元14，第一电源板12、主控单元板13和移动通信单元14设置在背板11上，地震预警自动控车装置1可以采用模块化板卡设计，能够支持热插拔技术。在背板11上设置电气连接线，用于为设置在背板11上的板卡或者单元供电；在背板11上设置系统总线，例如CAN总线，用于实现设置在背板11上的板卡或者单元之间的通信。第一电源板12与主控单元板13和移动通信单元14电连接，第一电源板卡12外接电源，为主控单元板13和移动通信单元14供电，可以在第一电源板12上设置充电电池，在外接电源断开的情况下为主控单元板13和移动通信单元14供电。主控单元板13和移动通信单元14通过系统总线15连接；主控单元板13与中央控制单元(Center Control Unit，简称CCU)2通信连接，例如通过MVB总线通信连接，CCU2与制动控制单元(Brake control unit，简称BCU)3通信连接，例如通过MVB总线通信连接。

移动通信单元14可以与外界的路局中心系统进行通信，从路局中心系统获得地震警报信息，并将所述地震警报信息传输给主控单元板13，主控单元板13会判断所述地震报警信息的报警级别，如果所述地震警报信息为地震I级警报，那么将所述地震I级警报发送给CCU2，CCU2会将所述地震I级警报发送给BCU3，BCU3接收到所述地震I级警报会对列车进行制动，使列车减速运行。

其中，背板11可以采用型号为BP84B的背板；第一电源板12可以是型号为PW02B的电源板，能够外接DC110V电源，并能将DC110V电压转换为DC5V、DC24V、DC15V电压，第一电源板12的前面板接口可以设置有四个LED灯来指示电源供电工作状态，例如分别为：Vcc(供电状态)、DC24V、DC12V、DC5V(休眠)；主控单元板13可以采用型号为CM04A的MVB板，在MVB板上设置DSP(Digital Signal Processing)芯片实现逻辑运算，并设置PC/104总线接口实现MVB通信；移动通信单元14可以采用GSM-R通信板，采用铁路数字移动通信系统(GlobalSystem for Mobile Communications-Railway，简称GSM-R)技术；CCU2和BCU为列车本身的装置。地震预警自动控车装置1可以设置在3U结构的标准19英寸机箱中，从而保证地震预警自动控车装置1的安全性和可靠性。地震预警自动控车装置1可以安装在动车组头车内，设置在动车组头车的PIS电气柜内，可以在动车组两端的头车内各设置一套。地震预警自动控车装置1具有性能可靠稳定、适应恶劣环境、长期持续工作、无需人工操作、低能耗、低温升等特点，且其结构紧凑、占用空间小。

例如，地震预警自动控车装置1的移动通信单元14接收到所述路局中心系统通过GRPS通信方式发送的地震报警信息，然后将所述地震报警信息通过系统总线15传输给主控单元板13。主控单元板13判断所述地震报警信息的报警级别，如果判断出所述地震报警信息为地震I级警报，那么通过MVB网络将所述地震I级警报发送到CCU2，CCU2通过MVB网络将所述地震I级警报发送给BCU3，BCU3接收到所述地震I级警报之后，自动施加最大常用制动使列车减速，从而提高了对地震I级警报处理的快速性、及时性和准确性。可理解的是，CCU2接收到所述地震I级警报之后，还可以将所述地震I级警报发送到司机室的人机交互界面(HMI)，供列车司机查看。

本发明实施例提供的地震预警自动控制系统，通过移动通信单元接收地震警报信息，并将地震警报信息传输给主控单元板，主控单元板在判断出地震警报信息为地震I级警报之后，将地震I级警报发送给中央控制单元，中央控制单元将地震I级警报发送给制动控制单元，以使得制动控制单元对列车进行制动，能够自动对地震I级警报做出响应，提高了对地震I级警报处理的及时性。

图2是本发明另一实施例提供的地震预警自动控制系统的结构示意图，如图2所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，地震预警自动控车装置1还包括接口板16，接口板16和紧急继电器4相连，接口板16设置在背板11上，接口板16与主控单元板13通过系统总线15连接，接口板16与第一电源板12电连接，紧急继电器4串联在紧急制动环路上。其中，接口板16可以采用型号为EX01B的接口板，接口板16是地震预警自动控车装置1的外部扩展组件，能够实现对数字量和频率量的数字隔离式输入输出以及紧急继电器4控制的功能。

当移动通信单元14接收到所述路局中心系统通过GRPS通信方式发送的地震报警信息时，会将所述地震报警信息通过系统总线15传输给主控单元板13。主控单元板13会所述地震报警信息的报警级别，如果判断出所述地震报警信息为地震Ⅱ级警报或者地震Ⅲ级警报，那么通过系统总线15将断开紧急制动环路指令传输到接口板16，然后接口板16输出控制信号给紧急继电器4，使紧急继电器4断开，从而断开紧急制动环路，触发列车紧急制动，以减轻地震次生灾害。可理解的是，主控单元板13还可以通过接口板16采集紧急继电器4的工作状态。

在上述各实施例的基础上，进一步地，本发明实施例提供的地震预警自动控制系统还包括旁路开关，所述旁路开关设置在所述紧急制动环路上，与紧急继电器4并联。当所述旁路开关闭合时，紧急继电器4失效。

图3是本发明又一实施例提供的地震预警自动控制系统的结构示意图，如图3所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，地震预警自动控车装置1还包括第二电源板17，第二电源板17设置在背板11上，第二电源板17上设置充电电池，第二电源板17与第一电源板12电连接。第二电源板17可以外接电源，在第一电源板12没有外接电源的情况下，第二电源板17可以通过第一电源板12为设置在背板11上的板卡或者单元供电。第二电源板17上设置所述充电电池，在第二电源板17与外接电源断开且第一电源板12没有外接电源或者设置在第一电源板12上的充电电池没电无法供电的情况下，第二电源板17的充电电池可以通过第一电源板12为设置在背板11上的板卡或者单元供电，例如为主控单元板13和移动通信单元14供电。其中，第二电源板17可以是型号为PW02B的电源板。

图4是本发明再一实施例提供的地震预警自动控制系统的结构示意图，如图4所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，地震预警自动控车装置1还包括存储板18，存储板18设置在背板11上，存储板18与第一电源板12电连接，存储板18通过系统总线15与主控单元板13连接。其中，存储板18可以采用型号为CM07A的存储板，可以通过系统总线15与服务终端连接，例如通过CAN/USB转接器实现存储板18与所述服务终端的通信连接，存储板18用于从所述服务终端下载相关程序和存储数据。

在上述各实施例的基础上，进一步地，在存储板18上设置以太网接口，存储板18可以设置的以太网接口与所述服务终端通过以太网直接通信连接。

图5是本发明还一实施例提供的地震预警自动控制系统的结构示意图，如图5所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，地震预警自动控车装置1还包括显示板19，显示板19设置在背板11上，显示板19与第一电源板12电连接，显示板19与主控单元板13通过系统总线15连接，显示板19用于显示地震预警自动控车装置1的故障代码及状态信息。显示板19可以采用型号为CM06A的显示板，具有4位LED显示功能，可实时显示地震预警自动控车装置1的故障代码及状态信息。显示板19还可以通过系统总线15与所述服务终端通信，可以实现程序下载等功能。

例如，当地震预警自动控车装置1发生故障时，主控单元板13生成故障内容的故障代码，然后将所述故障代码发送给显示板19进行显示。

图6是本发明一实施例提供的地震预警自动控制方法的流程示意图，如图6所示，本发明实施例提供的采用上述任一实施例所述的地震预警自动控制系统的地震预警自动控制方法，包括：

S601、主控单元板接收移动通信单元转发的地震警报信息；

具体地，移动通信单元可以与外界的路局中心系统进行移动通信，从所述路局中心系统获得地震警报信息，并将所述地震警报信息传输给主控单元板，所述主控单元板会接收所述地震警报信息。

S602、所述主控单元板若判断获知所述地震警报信息为地震I级警报，则将所述地震I级警报发送给中央控制单元，以使得所述中央控制单元将所述地震I级警报发送给制动控制单元进行列车制动。

具体地，所述主控单元板接收到所述地震报警信息之后，判断所述地震报警信息的报警级别，如果判断出所述地震报警信息为地震I级警报，那么将所述地震I级警报发送给CCU，CCU会将所述地震I级警报发送给BCU，BCU会对列车进行制动，例如对所述列车施加最大常用制动。

本发明实施例提供的地震预警自动控制方法，通过移动通信单元接收地震警报信息，并将地震警报信息传输给主控单元板，主控单元板在判断出地震警报信息为地震I级警报之后，将地震I级警报发送给中央控制单元，中央控制单元将地震I级警报发送给制动控制单元，以使得制动控制单元对列车进行制动，能够自动对地震I级警报做出响应，提高了对地震I级警报处理的及时性。

图7是本发明另一实施例提供的地震预警自动控制方法的流程示意图，如图7所示，本发明实施例提供的地震预警自动控制方法还包括：

S603、所述主控单元板从所述中央控制单元获得当前车速；

具体地，CCU存储有列车的当前车速，所述主控单元板可以通过MVB网络从CCU获得所述当前车速。

S604、所述主控单元板若判断获知所述当前车速小于预设值，则解除所述地震I级警报，以使得所述制动控制单元停止进行列车制动。

具体地，所述所述主控单元板在获得所述当前车速之后，将所述当前车速与预设值进行比较，如果所述当前车速小于所述预设值，说明列车的行驶速度已经达到所述地震I级警报对应的安全车速，那么解除所述地震I级警报，以使得所述制动控制单元停止进行列车制动。其中，所述预设值例如为160km/t，根据实际需要进行设置，本发明实施例不做限定。

例如，所述主控单元板判断出所述当前车速小于所述预设值之后，发送停止制动信息给CCU，CCU将所述停止制动信息发送给BCU，BCU接收到所述停止制动信息之后，缓解对所述列车的最大常用制动。

在上述各实施例的基础上，进一步地，本发明实施例提供的地震预警自动控制方法还包括：

所述主控单元板若判断获知所述地震警报信息为地震Ⅱ级警报或者地震Ⅲ级警报，则发送断开紧急制动环路指令至接口板，以使得以使得所述接口板控制紧急继电器断开紧急制动环路。

具体地，所述主控单元板接收到所述地震报警信息之后，会判断所述地震报警信息的报警级别，如果判断出所述地震报警信息为地震Ⅱ级警报或者地震Ⅲ级警报，那么发送断开紧急制动环路指令至接口板，所述接口板接收到所述断开紧急制动环路指令之后，发送控制指令至紧急继电器，使所述紧急继电器断开，从而将紧急制动回路断开，触发列车紧急制动，以减轻地震次生灾害。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明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，本发明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。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、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。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种地震预警自动控制系统，其特征在于，包括地震预警自动控车装置、中央控制单元和制动控制单元，其中：

所述地震预警自动控车装置包括背板、第一电源板、主控单元板和移动通信单元，所述第一电源板、主控单元板和移动通信单元设置在所述背板上，所述第一电源板与所述主控单元板和所述移动通信单元电连接，所述主控单元板和所述移动通信单元通过系统总线连接；所述主控单元板与所述中央控制单元通信连接，所述中央控制单元与所述制动控制单元通信连接；

所述移动通信单元用于接收地震警报信息，并将所述地震警报信息传输给所述主控单元板，所述主控单元板在判断出所述地震警报信息为地震I级警报之后，将所述地震I级警报发送给所述中央控制单元，所述中央控制单元将所述地震I级警报发送给所述制动控制单元，以使得所述制动控制单元对列车进行制动。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述地震预警自动控车装置还包括接口板，所述接口板和紧急继电器相连，所述接口板设置在所述背板上，所述接口板与所述主控单元板通过所述系统总线连接，所述接口板与所述第一电源板电连接，所述紧急继电器串联在紧急制动环路上。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括旁路开关，所述旁路开关设置在所述紧急制动环路上，与所述紧急继电器并联。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述地震预警自动控车装置还包括第二电源板，所述第二电源板设置在所述背板上，所述第二电源板上设置充电电池，所述第二电源板与所述第一电源板电连接。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述地震预警自动控车装置还包括存储板，所述存储板设置在所述背板上，所述存储板与所述第一电源板电连接，所述存储板通过所述系统总线与所述主控单元板连接。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，在所述存储板上设置以太网接口。

7.根据权利要求1至6任一项所述的系统，其特征在于，所述地震预警自动控车装置还包括显示板，所述显示板设置在所述背板上，所述显示板与所述第一电源板电连接，所述显示板与所述主控单元板通过所述系统总线连接。

8.一种采用如权利要求1至7任一项所述的地震预警自动控制系统的地震预警自动控制方法，其特征在于，包括：

主控单元板接收移动通信单元转发的地震警报信息；

所述主控单元板若判断获知所述地震警报信息为地震I级警报，则将所述地震I级警报发送给中央控制单元，以使得所述中央控制单元将所述地震I级警报发送给制动控制单元进行列车制动。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

所述主控单元板从所述中央控制单元获取当前车速；

所述主控单元板若判断获知所述当前车速小于预设值，则解除所述地震I级警报，以使得所述制动控制单元停止进行列车制动。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，还包括：

所述主控单元板若判断获知所述地震警报信息为地震Ⅱ级警报或者地震Ⅲ级警报，则发送断开紧急制动环路指令至接口板，以使得所述接口板控制紧急继电器断开紧急制动环路。