CN111332336A - 一种试车线列车速度监控预警装置及方法 - Google Patents

一种试车线列车速度监控预警装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种试车线列车速度监控预警装置，包括试车线上列车速度、距离监控设备和地铁车辆上车载监控预警设备；其特征在于：所述试车线上速度、距离监控设备包括有微控制器；所述微控制器与雷达测速模块、激光测距模块和第一无线组网模块连接，所述第一无线组网模块与在所述地铁车辆上车载监控预警设备相连接；所述地铁车辆上车载监控预警设备包括有控制器，所述控制器与声光报警装置、GPS模块和第二无线组网模块相连接，所述第二组网模块与所述试车线上列车速度、距离监控设备相连接；解决了在现有技术中城市轨道列车在试车线上运行时没按照规定速度行驶，时常冲出试车线的技术问题，提高了试车线列车运行时的安全性。

Description

一种试车线列车速度监控预警装置及方法
技术领域
本发明属于速度监控领域，具体设计一种试车线列车速度监控装置及方法。
背景技术
城市轨道交通车辆新车在上正线前，都需要在试车线上对车辆进行动态性能试验，试车线的线路标准通常应与正线一致。地铁车辆段试车线是地铁列车进行动态调试和实验的线路，新车和检修后的列车都需要在试车线上进行系统的调试及性能试验后才能上线运营。对试车线的长度、曲线半径、坡度等都有较高的要求，试车线上的列车对司机控制列车速度也有比较高的要求。
地铁车辆段试车线对保证列车运营的安全性和可靠性具有十分重要的作用,有条件时,试车线设计应尽可能满足最高运行速度的试车需求。当用地条件受控时,可针对不同性质的地铁车辆段按满足不同层次的试车要求确定车辆段试车线的设计方案,而必需的高速试车可在正线上实现。
试车线对车辆进行动态性能试验的线路，试车线的尾端装有停车减速装置，在线路接近终点位置有相应的限速制动标。由于新车初次上线试运行，新车运行状态不稳定、新车制动性能不好及司机在试车的过程中对限速标观察不到位等因素，容易造成列车在调试过程中冲出试车线的事故。
目前新车在地铁试车线上运行，在即将到达试车线终点时，分别依靠80km/h制动标限速80km/h、300米制动标限速60km/h、200米制动标限速40km/h，进行人眼观察限速，由于限速标在右侧路边，需要司机在开车时集中精力观察才能准确的观察出来，个别情况会因为司机没看清限速标或者因为采取制动措施过晚从而能导致事故的发生。国内各地铁公司对在试车线上运行的新车进行测试到最终停车都是依靠道路右侧的限速标进行的。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种试车线列车速度监控预警装置及方法，以改进现有试车线上测试仅靠人眼观察来进行限速的不足，配合限速标来使用以减少事故率，实现列车司机在试车线上检测新车时能够及时准确地控制列车速度，提高列车速度控制的及时性及精确度，降低列车在试车线上检测时的事故率；能在优化列车速度监控的同时，能及时准确的提示司乘人员并做好数据的记录与分析，实现列车在试车线上运行时速度监控的信息化、数字化和网络化的建设。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种试车线列车速度监控预警装置，包括试车线上列车速度、距离监控设备和地铁车辆上车载监控预警设备；所述试车线上速度、距离监控设备包括有微控制器；所述微控制器与雷达测速模块、激光测距模块和第一无线组网模块连接，所述第一无线组网模块与在所述地铁车辆上车载监控预警设备相连接；所述地铁车辆上车载监控预警设备包括有控制器，所述控制器与声光告警装置、GPS模块和第二无线组网模块相连接，所述第二组网模块与所述试车线上列车速度、距离监控设备相连接。
优选地，所述试车线上设置有制动标，所述试车线上速度、距离监控设备设置在所述制动标处。
优选地，所述微控制器还与第一人机交互模块、第一液晶显示模块、第一数据通信模块相连接；所述第一无线通信模块连接在地铁车辆控制室中的监控预警系统后台服务器上。
优选地，所述控制器还与第二人机交互模块、第二液晶显示模块和第二无线通信模块相连接，所述第二无线通信模块连接在所述地铁车辆控制室中的监控预警系统后台服务器上。
优选地，所述监控预警系统后台包括无线收发模块、数据通信模块、监控预警系统服务器、列车信息管理系统、司机信息管理系统、声光告警系统。
优选地，所述微控制器与第一视频监控模块、第一液晶显示模块相连接；所述控制器与第二视频监控模块、第二液晶显示模块相连接。
优选地，所述激光测距模块、雷达测速模块、第一人机交互模块、第一视频监测模块与所述微控制器之间采用输入端口连接；所述第一液晶显示模块与所述微控制器之间采用输入端口连接；所述第一无线组网模块、第一数据通信模块与所述微控制器采用输入输出端口连接。
优选地，所述声光告警装置、GPS模块和第二液晶显示模块与所述控制器采用输出端口连接；所述第二人机交互模块和第二视频监控模块与所述控制器采用输入端口连接；所述第二无线组网模块、第二无线通信模块与所述控制器采用输入输出端口连接。
优选的，为了防止信号干扰，提高信号传输的准确性，上述微控制器、第一视频监控模块、第一液晶显示模块、声光告警装置、GPS模块、第二液晶显示模块等均采用屏蔽线连接，所述屏蔽线具有屏蔽层；所述屏蔽层包括第一屏蔽层和第二屏蔽层。所述屏蔽线中的信号传输线外部包裹有第一绝缘层，所述第一绝缘层的外侧包裹有第一屏蔽层；所述第一屏蔽层外侧包裹有第二绝缘层，所述第二绝缘层外侧包裹有第二屏蔽层，所述第二屏蔽层外侧包裹有第三绝缘层。
优选的，所述第三绝缘层可以设置为不同的颜色，以区分不同的屏蔽线。
优选的，所述的第一屏蔽层为锡箔层，所述锡箔层的厚度d1为0.02-0.05mm；所述第二屏蔽层为编织圆线屏蔽层，所述圆线为镀银铜丝，所述铜丝的直径
Figure BDA0002407727210000041
为0.25-0.45mm，银镀层的厚度d2为0.001-0.003mm。特别是所述铜丝的直径
Figure BDA0002407727210000042
与银镀层的厚度d2之间满足
Figure BDA0002407727210000043
大于等于0.00028小于等于0.00132。
优选的，为了提高屏蔽效果，进而更好地防止信号干扰，提高信号传输的准确性，所述锡箔层的厚度d1、铜丝的直径
Figure BDA0002407727210000044
银镀层的厚度d2之间满足以下关系：
Figure BDA0002407727210000045
其中，α为关系系数，取值范围为0.64-5.69。
优选地，本发明还提供一种试车线列车速度监控预警方法，所述激光测距设备设置在所述试车线上工挡处，每个所述制动标处设置有雷达测速设备；所述监控预警方法包括如下步骤：所述激光测距设备和雷达测速设备获取列车的实时位置和实时速度
S1:所述激光测距设备获取车头的实时位置，所述雷达测速设备获取535m制动标前50m位置处和后50m位置处的列车实时速度，判断当前实时速度与安全预警速度的大小，若实际列车速度不小于预警安全车速，将数据上传至系统及服务器，并记录驾驶员在此限速标处超速，生成安全提示信息及产生声光告警提示，提醒驾驶员立即减速；
S2：所述雷达测速设备获取300m制动标前30m后30m位置处的列车实时速度，判断实际车速在当前测速点是否小于所述当前测速点的安全预警速度，若实际列车速度不小于预警安全车速，将数据上传至系统及服务器，并记录驾驶员在此限速标处超速，生成安全提示信息及产生声光告警提示，提醒驾驶员立即减速；
S3：所述雷达测速设备获取200m制动标前30m后30m位置处的列车实时速度，判断实际车速是否小于所述当前测速点的安全预警速度，若实际列车速度不小于预警安全车速，将数据上传至系统及服务器，并记录驾驶员在此限速标处超速，生成安全提示信息及产生声光告警提示，提醒驾驶员立即减速；
S4：所述雷达测速设备获取100m制动标前30m后30m位置处的列车实时速度，判断实际车速是否小于所述当前测速点的安全预警速度，若实际列车速度不小于预警安全车速，将数据上传至系统及服务器，并记录驾驶员在此限速标处超速，生成安全提示信息及产生声光告警提示，提醒驾驶员立即减速。
优选的，所述监控预警方法还有第二种方法，将所述激光测距设备、雷达测速设备都设置在所述制动标处，重复第一种方法的步骤。
优选的，在步骤S4后还有步骤S5：如果在100M制动标处车速不为零，或者越过100米制动标后30米仍有速度，此时不仅车载系统上传及提示，超速信息也会上传至地铁车辆控制室以及在试车线上拉响紧急报警器。
优选的，通过所述无线组网模块和所述无线通信系统来实现试车线上和地铁车辆上及地铁车辆控制室之间的信息交流。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果和优点：
1.本发明的试车线列车速度监控预警装置及方法，通过设置声光告警装置，能够让列车员及时的采取制动措施。
2.本发明的试车线列车速度监控预警装置及方法，通过设置激光测距设备和雷达测速设备，能够让列车司机及时准确地控制列车速度，提高列车速度控制的及时性及准确度，降低列车在试车线上检测时的事故率。
3.本发明的试车线列车速度监控预警装置及方法，通过设置无线组网模块和无线通信系统，实现列车在试车线上运行时速度监控的信息化、数字化和网络化。
4.本发明的试车线列车速度监控预警装置及方法，通过设置司机信息管理系统和列车信息管理系统，能够实时监测当前列车以及列车员的状态，能够更好的判断未知状况的发生，减少事故率。
5、本发明的试车线列车速度监控预警装置及方法，通过设置屏蔽层的多个屏蔽层，保证屏蔽效果，进而更好地防止信号干扰，提高信号传输的准确性。
6、本发明的试车线列车速度监控预警装置及方法，通过设置所述锡箔层的厚度d1、铜丝的直径
Figure BDA0002407727210000071
银镀层的厚度d2之间满足的关系，进一步提高屏蔽效果，进而更好地防止信号干扰，提高信号传输的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1是本发明一种试车线列车速度监控预警方法的第一种流程图。
图2是本发明一种试车线列车速度监控预警方法的第二种流程图。
图3是本发明一种试车线列车速度监控预警装置的试车线上速度、距离监控原理图。
图4是本发明一种试车线列车速度监控预警装置的地铁车辆上车载监控预警原理图。
图5是本发明一种试车线列车速度监控预警装置的系统图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非意在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图3-4，一种试车线列车速度监控预警装置，包括试车线上列车速度、距离监控设备和地铁车辆上车载监控预警设备；所述试车线上速度、距离监控设备包括有微控制器；所述微控制器与雷达测速模块、激光测距模块和第一无线组网模块连接，所述第一无线组网模块与在所述地铁车辆上车载监控预警设备相连接；所述地铁车辆上车载监控预警设备包括有控制器，所述控制器与声光告警装置、GPS模块和第二无线组网模块相连接，所述第二组网模块与所述试车线上列车速度、距离监控设备相连接。
所述试车线上设置有制动标，所述试车线上速度、距离监控设备设置在所述制动标处。
所述微控制器还与第一人机交互模块、第一液晶显示模块、第一数据通信模块相连接；所述第一无线通信模块连接在地铁车辆控制室中的监控预警系统后台服务器上。
所述控制器还与第二人机交互模块、第二液晶显示模块和第二无线通信模块相连接，所述第二无线通信模块连接在所述地铁车辆控制室中的监控预警系统后台服务器上。
所述监控预警系统后台包括无线收发模块、数据通信模块、监控预警系统服务器、列车信息管理系统、司机信息管理系统、声光告警系统。
所述微控制器与第一视频监控模块、第一液晶显示模块相连接；所述控制器与第二视频监控模块、第二液晶显示模块相连接。
所述激光测距模块、雷达测速模块、第一人机交互模块、第一视频监测模块与所述微控制器之间采用输入端口连接；所述第一液晶显示模块与所述微控制器之间采用输入端口连接；所述第一无线组网模块、第一数据通信模块与所述微控制器采用输入输出端口连接。
所述声光告警装置、GPS模块和第二液晶显示模块与所述控制器采用输出端口连接；所述第二人机交互模块和第二视频监控模块与所述控制器采用输入端口连接；所述第二无线组网模块、第二无线通信模块与所述控制器采用输入输出端口连接。
为了防止信号干扰，提高信号传输的准确性，上述微控制器、第一视频监控模块、第一液晶显示模块、声光告警装置、GPS模块、第二液晶显示模块等均采用屏蔽线连接，所述屏蔽线具有屏蔽层；所述屏蔽层包括第一屏蔽层和第二屏蔽层。所述屏蔽线中的信号传输线外部包裹有第一绝缘层，所述第一绝缘层的外侧包裹有第一屏蔽层；所述第一屏蔽层外侧包裹有第二绝缘层，所述第二绝缘层外侧包裹有第二屏蔽层，所述第二屏蔽层外侧包裹有第三绝缘层。
所述第三绝缘层可以设置为不同的颜色，以区分不同的屏蔽线。
所述的第一屏蔽层为锡箔层，所述锡箔层的厚度d1为0.02-0.05mm；所述第二屏蔽层为编织圆线屏蔽层，所述圆线为镀银铜丝，所述铜丝的直径
Figure BDA0002407727210000101
为0.25-0.45mm，银镀层的厚度d2为0.001-0.003mm。特别是所述铜丝的直径
Figure BDA0002407727210000102
与银镀层的厚度d2之间满足
Figure BDA0002407727210000103
大于等于0.00028小于等于0.00132。
为了提高屏蔽效果，进而更好地防止信号干扰，提高信号传输的准确性，所述锡箔层的厚度d1、铜丝的直径
Figure BDA0002407727210000104
银镀层的厚度d2之间满足以下关系：
Figure BDA0002407727210000105
其中，α为关系系数，取值范围为0.64-5.69。
实施例2
如图1-2，本发明还提供一种试车线列车速度监控预警方法，所述激光测距设备设置在所述试车线上工挡处，每个所述制动标处设置有雷达测速设备；所述监控预警方法包括如下步骤：所述激光测距设备和雷达测速设备获取列车的实时位置和实时速度
S1:所述激光测距设备获取车头的实时位置，所述雷达测速设备获取535m制动标前50m位置处和后50m位置处的列车实时速度，判断当前实时速度与安全预警速度的大小，若实际列车速度不小于预警安全车速，将数据上传至系统及服务器，并记录驾驶员在此限速标处超速，生成安全提示信息及产生声光告警提示，提醒驾驶员立即减速；
S2：所述雷达测速设备获取300m制动标前30m后30m位置处的列车实时速度，判断实际车速在当前测速点是否小于所述当前测速点的安全预警速度，若实际列车速度不小于预警安全车速，将数据上传至系统及服务器，并记录驾驶员在此限速标处超速，生成安全提示信息及产生声光告警提示，提醒驾驶员立即减速；
S3：所述雷达测速设备获取200m制动标前30m后30m位置处的列车实时速度，判断实际车速是否小于所述当前测速点的安全预警速度，若实际列车速度不小于预警安全车速，将数据上传至系统及服务器，并记录驾驶员在此限速标处超速，生成安全提示信息及产生声光告警提示，提醒驾驶员立即减速；
S4：所述雷达测速设备获取100m制动标前30m后30m位置处的列车实时速度，判断实际车速是否小于所述当前测速点的安全预警速度，若实际列车速度不小于预警安全车速，将数据上传至系统及服务器，并记录驾驶员在此限速标处超速，生成安全提示信息及产生声光告警提示，提醒驾驶员立即减速。
所述监控预警方法还有第二种方法，将所述激光测距设备、雷达测速设备都设置在所述制动标处，重复第一种方法的步骤。
在步骤S4后还有步骤S5：如果在100M制动标处车速不为零，或者越过100米制动标后30米仍有速度，此时不仅车载系统上传及提示，超速信息也会上传至地铁车辆控制室以及在试车线上拉响紧急报警器。
通过所述无线组网模块和所述无线通信系统来实现试车线上和地铁车辆上及地铁车辆控制室之间的信息交流。
实施例3
如图5，试车线上监控装置和地铁车辆内监控装置所获得的信息会上传到地铁车辆控制室内，地铁车辆控制室根据列车信息管理系统获取列车的实时情况，判断列车的运行状态；同时根据司机信息管理系统，可以获取列车司机的状态，能够实现对试车线上的运行情况的更好掌握，减少事故率；同时试车线上情况、地铁车辆运行情况与地铁车辆控制室通过无线组网模块联系在一起，实现无线通信，实现车在试车线上运行时速度监控的信息化、数字化和网络化。
实施例4
一种试车线列车速度监控预警装置及方法，能够有以下三个方案：
方案一：利用车载GPS和摄像头来进行定位，摄像头可以有两个，一个用来监控列车司机，观察司机的状态另一个来识别限速标，判断限速标的位置，当列车到达限速标前后若干米50米和30米时，进行测速操作，利用车载GPS、两个摄像头、第二无线组网模块、第一无线组网模块和其他模块共同作用来实现测速和上传及通信。
方案二：与方案一不同的是，采用一个摄像头来监控列车司机，利用试车线上的激光测距设备来判断限速标的位置，激光测距设备可以更换为其它能够判断车是否到测速点的传感器，利用车载GPS、一个摄像头、第一无线组网模块、第二无线组网模块和其他模块共同作用来实现测速和上传及通信。、
方案三：与方案一和方案二不同的是，把车载GPS换成雷达传感器，利用雷达传感器和激光测距设备来实现测速，利用雷达传感器、激光测距设备、一个摄像头、第一无线组网模块、第二无线组网模块和其他模块共同作用来实现测速和上传及通信。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化；凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种试车线列车速度监控预警装置，包括试车线上列车速度、距离监控设备和地铁车辆上车载监控预警设备；其特征在于：所述试车线上速度、距离监控设备包括有微控制器；所述微控制器与雷达测速模块、激光测距模块和第一无线组网模块连接，所述第一无线组网模块与在所述地铁车辆上车载监控预警设备相连接；所述地铁车辆上车载监控预警设备包括有控制器，所述控制器与声光告警装置、GPS模块和第二无线组网模块相连接，所述第二组网模块与所述试车线上列车速度、距离监控设备相连接。
2.根据权利要求1所述一种试车线列车速度监控预警装置，其特征在于：所述试车线上设置有制动标，所述试车线上速度、距离监控设备设置在所述制动标处。
3.根据权利要求1所述一种试车线列车速度监控预警装置，其特征在于：所述微控制器还与第一人机交互模块、第一液晶显示模块、第一数据通信模块相连接；所述第一无线通信模块连接在地铁车辆控制室中的监控预警系统后台服务器上。
4.根据权利要求1所述一种是试车线列车速度监控预警装置，其特征在于：所述控制器还与第二人机交互模块、第二液晶显示模块和第二无线通信模块相连接，所述第二无线通信模块连接在所述地铁车辆控制室中的监控预警系统后台服务器上。
5.根据权利要求3所述一种是试车线列车速度监控预警装置，其特征在于：所述微控制器与第一视频监控模块、第一液晶显示模块相连接；所述控制器与第二视频监控模块、第二液晶显示模块相连接。
6.根据权利要求5所述一种试车线列车速度监控预警装置，其特征在于：所述激光测距模块、雷达测速模块、第一人机交互模块、第一视频监测模块与所述微控制器之间采用输入端口连接；所述第一液晶显示模块与所述微控制器之间采用输入端口连接；所述第一无线组网模块、第一数据通信模块与所述微控制器采用输入输出端口连接。
7.根据权利要求5所述一种试车线列车速度监控预警装置，其特征在于：所述声光告警装置、GPS模块和第二液晶显示模块与所述控制器采用输出端口连接；所述第二人机交互模块和第二视频监控模块与所述控制器采用输入端口连接；所述第二无线组网模块、第二无线通信模块与所述控制器采用输入输出端口连接。
8.一种用于权利要求1-7任一项的所述一种试车线列车速度监控预警方法，其特征在于：所述激光测距设备设置在所述试车线上工挡处，每个所述制动标处设置有雷达测速设备；所述监控预警方法包括如下步骤：所述激光测距设备和雷达测速设备获取列车的实时位置和实时速度
S1:首先获取535m制动标前后各50m处的列车速度，判断当前实际速度是否小于安全预警速度，若实际速度不小于安全预警速度，将数据上传系统，并生成安全提示信息及声光告警提示。
S2：然后获取300m制动标前后各30m处的列车速度，判断当前实际速度是否小于安全预警速度，若实际速度不小于安全预警速度，将数据上传系统，并生成安全提示信息及声光告警提示。
S3：接着获取200m制动标前后各30m处的列车速度，判断当前实际速度是否小于安全预警速度，若实际速度不小于安全预警速度，将数据上传系统，并生成安全提示信息及声光告警提示。
S4：接着获取100m制动标前后各30m处的列车速度，判断当前实际速度是否小于安全预警速度，若实际速度不小于安全预警速度，将数据上传系统，并生成安全提示信息及声光告警提示。
9.如权利要求8所述一种用于权利要求1-7任一项的所述一种试车线列车速度监控预警方法，其特征在于：所述监控预警方法还有第二种方法，将所述激光测距设备、雷达测速设备都设置在所述制动标处，重复第一种方法的步骤。
10.如权利要求8所述一种用于权利要求1-7任一项的所述一种试车线列车速度监控预警方法，其特征在于：在步骤S4后还有步骤S5：如果在100M制动标处车速不为零，或者越过100米制动标后30米仍有速度，此时不仅车载系统上传及提示，超速信息也会上传至地铁车辆控制室以及在试车线上拉响紧急报警器。
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