CN112590861A - 一种应用于列车完整性检查的安全列尾设备 - Google Patents

一种应用于列车完整性检查的安全列尾设备 Download PDF

Info

Publication number
CN112590861A
CN112590861A CN202011478623.1A CN202011478623A CN112590861A CN 112590861 A CN112590861 A CN 112590861A CN 202011478623 A CN202011478623 A CN 202011478623A CN 112590861 A CN112590861 A CN 112590861A
Authority
CN
China
Prior art keywords
train
data transmission
safety
wireless data
transmission subsystem
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011478623.1A
Other languages
English (en)
Inventor
窦垭锡
高尚勇
李月明
李辉
蒋志勇
欧阳智辉
陈松
唐茂顺
姜宏敏
王洪扬
杨居丰
刘畅
郭强亮
李毅
张哲�
王茜茹
孟昭
白晓楠
王丞
刘运
郝扬
李德
董根才
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Academy of Railway Sciences Corp Ltd CARS
China State Railway Group Co Ltd
Signal and Communication Research Institute of CARS
Original Assignee
China Academy of Railway Sciences Corp Ltd CARS
China State Railway Group Co Ltd
Signal and Communication Research Institute of CARS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Academy of Railway Sciences Corp Ltd CARS, China State Railway Group Co Ltd, Signal and Communication Research Institute of CARS filed Critical China Academy of Railway Sciences Corp Ltd CARS
Priority to CN202011478623.1A priority Critical patent/CN112590861A/zh
Publication of CN112590861A publication Critical patent/CN112590861A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or vehicle train for signalling purposes ; On-board control or communication systems
    • B61L15/0054—Train integrity supervision, e.g. end-of-train [EOT] devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or vehicle train for signalling purposes ; On-board control or communication systems
    • B61L15/0018—Communication with or on the vehicle or vehicle train
    • B61L15/0027—Radio-based, e.g. using GSM-R
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or vehicle trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or vehicle trains
    • B61L25/021—Measuring and recording of train speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or vehicle trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or vehicle trains
    • B61L25/025—Absolute localisation, e.g. providing geodetic coordinates

Abstract

本发明公开了一种应用于列车完整性检查的安全列尾设备，能够自动实现列车完整性数据采集，增加了列车完整性检查的手段，通过风压、机车尾部位置和速度信息三源融合的方式进行列车完整性检查，提升了列车完整性检查的可靠性。

Description

一种应用于列车完整性检查的安全列尾设备
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种应用于列车完整性检查的安全列尾设备。
背景技术
既有旅客列车尾部安全防护装置、货物列车尾部安全防护装置通过检测列车风管尾部风压来提醒机车乘务员(司机)来辅助人工判定列车的完整性，列车发车前，司机操作列尾机车台司机控制盒功能键，通过无线的方式将其信令发送给列车尾部安全防护装置，列车尾部安全防护装置接收到列尾机车台发送的指令后将响应信息发送给列尾机车台，机车乘务员(司机)通过列尾机车台司机控制盒合成的语音或显示的信息来了解列车尾部风压及列尾主机的工作状态等情况，依此来人工判定列车发车条件的列车的完整性信息。
目前正在使用的列尾装置存在的缺陷如下：
1、仅基于风压进行完整性检测，检测手段单一，可靠性低。
目前基于风压查询的检测列车完整性的方式存在折角塞门关闭情况。如果折角塞门关闭导致风管被堵，此时列尾检测到的风压值无异常，在列车运行过程中列车完整性检查无法进行防护，此时仅能通过开车前进行试排风操作来排除风管被堵的问题。
2、基于人工进行列车完整性检测，实时性差，可靠性低。
既有风压查询方式需通过人工手动操作进行，当需要进行风压查询时，司机操作列尾机车台进行手动风压查询，列尾装置接收到风压查询指令时查询风压并将风压值返回。司机通过尾部风压值来判断列车完整性是否失效。整个列车完整性检测流程都需要人工参与，实时性差。机车在运行过程中检测到风压告警时，通过列尾机车台进行报警提示，司机应进行相应的故障处理，如果出现人为疏忽导致故障未及时处理，可能带来严重的安全问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种应用于列车完整性检查的安全列尾设备，能够自动实现列车完整性数据采集，配合列首车载设备进行列车完整性检查，并提升了列车完整性检查的可靠性。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种应用于列车完整性检查的安全列尾设备，包括：列车完整性数据采集子系统与无线数据传输子系统；其中：
所述无线数据传输子系统，通过与IP寻址服务器进行通信，获取配对的列首车载设备的IP地址，并与列首车载设备建立安全连接；当接收到列车完整性信息查询指令后，将列车完整性数据采集子系统实时采集的数据发送至列首车载设备；
所述列车完整性数据采集子系统，用于进行风压查询、以及接收卫星定位信息与速度信息，并根据列车完整性信息查询指令将采集到的数据传输给所述无线数据传输子系统。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，能够自动实现列车完整性数据采集，增加了列车完整性检查的手段，通过风压、机车尾部位置和速度信息三源融合的方式进行列车完整性检查，提升了列车完整性检查的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。
图1为本发明实施例提供的一种应用于列车完整性检查的安全列尾设备的示意图；
图2为本发明实施例提供的系统通信机制示意图；
图3为本发明实施例提供的车地通信数据传输方式示意图。
具体实施方式
下面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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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，都属于本发明的保护范围。
本发明实施例提供一种应用于列车完整性检查的安全列尾设备，其主要包括：列车完整性数据采集子系统与无线数据传输子系统。
1、无线数据传输子系统，通过与IP寻址服务器进行通信，获取配对的列首车载设备的IP地址，并与列首车载设备建立安全连接；当接收到列车完整性信息查询指令后，将列车完整性数据采集子系统实时采集的数据发送至列首车载设备。
具体来说，无线数据传输子系统作为安全列尾设备与外部设备进行通信的桥梁，实现GPRS方式的通信，主要承担两部分功能：
1)负责与IP寻址服务器进行数据交互。
在列首车载设备与安全列尾设备建立连接之前，需要安全列尾设备周期性向IP寻址服务器查询可配对的列首车载设备的IP地址，配对成功后与列首车载设备建立安全连接。
2)负责与列首车载设备进行数据交互。
在与列首车载设备建立TCP/IP连接后，透传列首车载设备和安全列尾设备间的安全加密数据。
2、无线数据传输子系统。
所述列车完整性数据采集子系统作为安全列尾设备的核心子系统，主要用于风压查询、以及接收卫星定位信息与速度信息，并根据列车完整性信息查询指令将采集到的数据传输给所述无线数据传输子系统。进一步来说，所述列车完整性数据采集子系统采用安全架构，由两个核心处理器同时进行风压数据、卫星定位信息与速度信息的采集，并周期性的将采集到的数据进行互相对比，只有两组数据的差别在设定范围内认为比较无误，之后，将指定的一组数据加密输出给所述无线数据传输子系统。
3、进一步的，安全列尾设备还包括：维护子系统，用于实现维护相关的功能，包括：机车号录入、风压显示、故障显示、连接状态显示与辅助排风；以及通过所述无线数据传输子系统将故障信息(例如，风压异常)发送给列首车载设备。
4、进一步的，安全列尾设备还包括：供电子系统；所述供电子系统由可充电电池构成，采用冗余架构可实现电池均匀放电，并提供电池电量监测接口供完整性数据采集子系统实时监测电池电量，当监测到电池剩余电量不足时，由无线数据传输子系统将电池电量告警指令转发给列首车载设备。
本发明实施例中，为保障设备的安全性及可靠性，安全列尾设备采用二乘二取二安全平台实现列车完整性数据的采集，单系独立设备故障后在不停车情况下自动切换到另一系。安全列尾设备内部子系统之间可以通过硬件接口连接。
本发明实施例中，安全列尾设备可接受外部辅助置号设备的置号，置号成功可通过维护子系统的显示液晶屏显示，同时向IP寻址服务器查询列首设备的配对信息。
本领域技术人员可以理解，目前铁路使用的列尾设备需要通过置号仪输入机车号及列尾设备标识号，因此，本发明实施例中的安全列尾设备上保留了这一功能。
为了便于理解，下面针对安全列尾设备与列首车载设备及IP寻址服务器之间的通信机制、通信过程；以及列车完整性检查检查流程做详细说明。
一、通信机制。
列车完整性检查需要通过列首车载设备，安全列尾设备和IP寻址服务器配合完成。安全列尾设备完成列车完整性数据采集功能，列首车载设备执行列车完整行检查功能，IP寻址服务器执行首尾设备配对功能。
如图2所示，列车首尾通信通过GSM-R网络，采用基于安全协议的TCP/IP方式进行通信，列首车载设备作为Client端，列尾设备做Server端。列尾设备与IP寻址服务器之间、列首设备与IP寻址服务器之间采用UDP方式进行通信。
列车首尾设备之间、列尾与IP寻址服务器、列首设备与IP寻址服务器通信，三边任意一个通信断开，整个通信机制就断开。
二、通信过程。
车地通信数据传输主要包括列首车载设备、IP寻址服务器、安全列尾设备三者的通信，其中列首车载设备和安全列尾设备之间采用基于TCP/IP协议的安全连接。
安全列尾设备与外界的通信主要通过其内部的无线数据传输子系统实现。最初阶段，无线数据传输子系统与列首车载设备各自进行GPRS网络激活，GPRS网络激活成功后分别与IP寻址服务器建立UDP连接。IP寻址服务器周期性接收列首车载设备发送的机车号及本机IP、以及所述无线数据传输子系统发送的机车号、列尾ID及本机IP地址，然后通过机车号将首尾设备进行配对，配对成功后向列首车载设备、所述无线数据传输子系统分别发送配对标志、机车号、列尾ID以及对方IP地址；当列首车载设备与所述无线数据传输子系统接收到对方的IP地址后，开始建立TCP/IP连接，由列首车载设备发起安全连接建立请求，双方进行安全连接交互流程，并最终建立安全连接。具体的通信流程如图3所示。
实现以上通信过程的基本条件主要包括：
1)列首车载设备与安全列尾设备采用Subset037协议实现安全连接。
2)在未成功配对前，首尾设备均周期性向IP寻址服务器发送配对信息。
3)IP寻址服务器接入GSM-R网络，采用分组数据交换方式。
三、列车完整性检查检查流程。
安全列尾设备与列首车载设备建立安全连接后，所述无线数据传输子系统，周期性的接收来自列首车载设备的列车完整性信息查询指令；
所述列首车载设备收到来自所述无线数据传输子系统的风压数据、卫星定位信息与速度信息后，结合自身获取的风压数据、位置信息和速度信息进行列车完整性检查，包括：
1)比较来自所述无线数据传输子系统的风压数据与自身获取的风压数据是否一致，若一致，则认为风压数据有效。
2)根据来自所述无线数据传输子系统的卫星定位信息、以及自身获取的位置信息计算列车长度，并与实际列车长度进行比较，比较一致后认为位置信息有效。
3)比较来自所述无线数据传输子系统的速度信息与自身获取的速度信息进行比较，若一致，则认为速度信息有效。
当风压数据、位置信息和速度信息均有效时，认定列车完整。如果在检查过程中发现风压数据异常或者尾部位置信息、速度信息错误，则认为列车完整性丢失，列首车载设备应采取相应的措施。在列车完整性检查的过程中，全程由列首车载设备配合安全列尾设备实现，无需人工干预，很大的提升了列车完整性检查的实时性和可靠性。
可见，安全列尾的设计方案在实现列车自主的、实时准确的列车完整性检查中起着至关重要的作用。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将系统的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
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披露的技术范围内，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书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种应用于列车完整性检查的安全列尾设备，其特征在于，包括：列车完整性数据采集子系统与无线数据传输子系统；其中：
所述无线数据传输子系统，通过与IP寻址服务器进行通信，获取配对的列首车载设备的IP地址，并与列首车载设备建立安全连接；当接收到列车完整性信息查询指令后，将列车完整性数据采集子系统实时采集的数据发送至列首车载设备；
所述列车完整性数据采集子系统，用于进行风压查询、以及接收卫星定位信息与速度信息，并根据列车完整性信息查询指令将采集到的数据传输给所述无线数据传输子系统。
2.根据权利要求1所述的一种应用于列车完整性检查的安全列尾设备，其特征在于，所述无线数据传输子系统与列首车载设备各自进行GPRS网络激活，GPRS网络激活成功后分别与IP寻址服务器建立UDP连接；
IP寻址服务器周期性接收列首车载设备发送的机车号及本机IP、以及所述无线数据传输子系统发送的机车号、列尾ID及本机IP地址，然后通过机车号将首尾设备进行配对，配对成功后向列首车载设备、所述无线数据传输子系统分别发送配对标志、机车号、列尾ID以及对方IP地址；
当列首车载设备与所述无线数据传输子系统接收到对方的IP地址后，开始建立TCP/IP连接，由列首车载设备发起安全连接建立请求，双方进行安全连接交互流程，并最终建立安全连接。
3.根据权利要求1所述的一种应用于列车完整性检查的安全列尾设备，其特征在于，与列首车载设备建立安全连接后，所述无线数据传输子系统，周期性的接收来自列首车载设备的列车完整性信息查询指令；
所述列首车载设备收到来自所述无线数据传输子系统的风压数据、卫星定位信息与速度信息后，比较来自所述无线数据传输子系统的风压数据与自身获取的风压数据是否一致，若一致，则认为风压数据有效；根据来自所述无线数据传输子系统的卫星定位信息、以及自身获取的位置信息计算列车长度，并与实际列车长度进行比较，比较一致后认为位置信息有效；比较来自所述无线数据传输子系统的速度信息与自身获取的速度信息进行比较，若一致，则认为速度信息有效；当风压数据、位置信息和速度信息均有效时，认定列车完整。
4.根据权利要求1所述的一种应用于列车完整性检查的安全列尾设备，其特征在于，所述列车完整性数据采集子系统采用安全架构，由两个核心处理器同时进行风压数据、卫星定位信息与速度信息的采集，并周期性的将采集到的数据进行互相对比，只有两组数据的差别在设定范围内认为比较无误，之后，将指定的一组数据加密输出给所述无线数据传输子系统。
5.根据权利要求1所述的一种应用于列车完整性检查的安全列尾设备，其特征在于，还包括：维护子系统，用于实现维护相关的功能，包括：机车号录入、风压显示、故障显示、连接状态显示与辅助排风；以及通过所述无线数据传输子系统将故障信息发送给列首车载设备。
6.根据权利要求1所述的一种应用于列车完整性检查的安全列尾设备，其特征在于，还包括：供电子系统；所述供电子系统由可充电电池构成，采用冗余架构实现电池均匀放电，并提供电池电量监测接口供完整性数据采集子系统实时监测电池电量，当监测到电池剩余电量不足时，由无线数据传输子系统将电池电量告警指令转发给列首车载设备。
7.根据权利要求1～6任一项所述的一种应用于列车完整性检查的安全列尾设备，其特征在于，所述安全列尾设备采用二乘二取二安全平台实现列车完整性数据的采集，单系独立设备故障后在不停车情况下自动切换到另一系。
CN202011478623.1A 2020-12-15 2020-12-15 一种应用于列车完整性检查的安全列尾设备 Pending CN112590861A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011478623.1A CN112590861A (zh) 2020-12-15 2020-12-15 一种应用于列车完整性检查的安全列尾设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011478623.1A CN112590861A (zh) 2020-12-15 2020-12-15 一种应用于列车完整性检查的安全列尾设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112590861A true CN112590861A (zh) 2021-04-02

Family

ID=75195874

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011478623.1A Pending CN112590861A (zh) 2020-12-15 2020-12-15 一种应用于列车完整性检查的安全列尾设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112590861A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113562023A (zh) * 2021-08-29 2021-10-29 陈建明 含列车定位和完整性判断的基于通信的列车运行控制方法
CN113709733A (zh) * 2021-07-16 2021-11-26 中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所 一种应用于安全列尾设备的密钥分配方法
CN115285176A (zh) * 2022-10-08 2022-11-04 卡斯柯信号(北京)有限公司 一种列车完整性检测方法及装置
CN115884128A (zh) * 2023-02-09 2023-03-31 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司 一种列车跨核心网通信方法、装置、设备及存储介质
CN116902042A (zh) * 2023-09-12 2023-10-20 比亚迪股份有限公司 定位方法、系统及列车

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102158829A (zh) * 2010-12-15 2011-08-17 中国神华能源股份有限公司 一种用于列车的列尾信息传输系统
CN203902579U (zh) * 2014-06-06 2014-10-29 中国神华能源股份有限公司 一种可控列尾安全防护装置
CN110745162A (zh) * 2019-09-04 2020-02-04 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司 一种列车完整性检查方法及系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102158829A (zh) * 2010-12-15 2011-08-17 中国神华能源股份有限公司 一种用于列车的列尾信息传输系统
CN203902579U (zh) * 2014-06-06 2014-10-29 中国神华能源股份有限公司 一种可控列尾安全防护装置
CN110745162A (zh) * 2019-09-04 2020-02-04 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司 一种列车完整性检查方法及系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
文志雄: "列尾装置故障原因分析及对策探讨", 《铁道通信信号》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113709733A (zh) * 2021-07-16 2021-11-26 中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所 一种应用于安全列尾设备的密钥分配方法
CN113562023A (zh) * 2021-08-29 2021-10-29 陈建明 含列车定位和完整性判断的基于通信的列车运行控制方法
CN115285176A (zh) * 2022-10-08 2022-11-04 卡斯柯信号(北京)有限公司 一种列车完整性检测方法及装置
CN115884128A (zh) * 2023-02-09 2023-03-31 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司 一种列车跨核心网通信方法、装置、设备及存储介质
CN116902042A (zh) * 2023-09-12 2023-10-20 比亚迪股份有限公司 定位方法、系统及列车
CN116902042B (zh) * 2023-09-12 2024-01-09 比亚迪股份有限公司 定位方法、系统及列车

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112590861A (zh) 一种应用于列车完整性检查的安全列尾设备
US10689006B2 (en) Monitoring system for an autonomous vehicle
CN108733029A (zh) 一种车辆远程诊断系统及方法
US20230271636A1 (en) Train integrity detection system based on beidou short message communication
WO2017107665A1 (zh) 一种用于列车控制的安全计算机系统
CN102740449B (zh) 利用gsm-r网络的ctcs-3级列控系统车载无线传输系统
WO2020158702A1 (ja) 列車保安システム
WO2021135764A1 (zh) 轨道交通车辆及其测速方法、系统
RU2577936C1 (ru) Комплексное устройство безопасного информационного обмена и контроля локомотивных и стационарных устройств безопасности на железнодорожном транспорте
CN101186217A (zh) 调车机车作业安全监控专家系统的结构
CN109632335B (zh) 一种用于智能汽车道路测试的车载终端及其信息传递方法
US20230086423A1 (en) State testing method for rail vehicle, on-board controller, and zone controller
CN114523992B (zh) 基于车车通信的智能站台门控制系统
CN209191973U (zh) 一种机车信号车载系统设备记录器
CN111824217A (zh) 一种连挂列车的控制方法及系统
CN209535113U (zh) 城轨列车车载信号系统实时监测平台
CN104794086A (zh) 一种串行通信的安全系统和安全的串行通信方法
JP2001106074A (ja) 列車通信システム
CN108924257A (zh) 一种车载日志在线下载系统
WO2024055439A1 (zh) 一种用于列车障碍物信息显示的方法和装置
US11623671B2 (en) Blockchain remote command verification
CN113807687B (zh) 调度集中仿真系统、接口设备及无线闭塞控制仿真系统
CN102981442A (zh) 带盲区补发功能的车载监控系统
CN213397654U (zh) 一种高铁制动系统故障诊断及检修设备
CN114339670A (zh) 一种基于分组域通信的通信控制服务器及其系统和方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210402