CN117014062A - 基于低轨卫星的铁路接近预警机车功能电台及实现方法 - Google Patents

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杜烨
付兴源
刘征
张艳明
殷宝全
朱诺
何佳伟
赵化磊
黄志刚
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Abstract

本发明公开了一种基于低轨卫星的铁路接近预警机车功能电台及实现方法。机车功能电台包括低轨卫星通信模块、操作显示终端和机车电台；其中，所述低轨卫星通信模块通过地面通信网与卫星预警服务器相联通，实现信息交互；低轨卫星通信模块内嵌至机车功能电台，与所述机车电台通过以太网进行信息交互；所述操作显示终端同样内嵌至机车功能电台，与所述机车电台通过串口进行信息交互。采用本发明可通过低轨卫星通信的方式实现机车功能电台的预警服务功能，解决了其他通信制式的机车功能电台在无信号覆盖区可能存在预警功能失效的问题。从而减小了因为通信问题发生事故的可能性，提高了行车安全。

Description

基于低轨卫星的铁路接近预警机车功能电台及实现方法
技术领域
本发明涉及铁路机车预警技术，特别涉及一种基于低轨卫星的铁路接近预警机车功能电台及实现方法。
背景技术
目前铁路出行已经成为人们远途的主要出行方式，铁路线遍布全国各地，这也预示着铁路安全成为重中之重，而铁路由于几十年的发展，铁路总里程达到了十几万公里，沿线上包括了各种通信制式模拟400M通信、450M通信,GSMR通信、LTE通信等，但这些通信制式存在着在环境恶劣地区信号变差的问题，当信号变差，机车又发生故障停车或遇到险情后，可能会出现预警不及时的问题，影响行车安全。
发明内容
鉴于现有技术存在的问题，本发明的目的是解决其他通信制式的机车功能电台在无信号覆盖区可能存在预警功能失效的问题。因为机车功能电台在无信号覆盖区可能存在预警功能失效的可能；因此，本发明研发一种基于低轨卫星的铁路接近预警机车功能电台及实现方法。
本发明采取的技术方案是：一种基于低轨卫星的铁路接近预警机车功能电台包括低轨卫星通信模块、操作显示终端和机车电台；其中，所述低轨卫星通信模块通过地面通信网与卫星预警服务器相联通，实现信息交互；低轨卫星通信模块内嵌至机车功能电台，与所述机车电台通过以太网进行信息交互；所述操作显示终端同样内嵌至机车功能电台，与所述机车电台通过串口进行信息交互。
一种基于低轨卫星的铁路接近预警机车功能电台的实现方法是：当铁路机车发生险情停车后，所述机车功能电台的机车电台通过低轨卫星通信模块发送报警信息帧至卫星预警服务器，卫星预警服务器根据报警位置，以报警机车为中心向一定范围内的机车转发报警信息帧，当机车电台接收到报警信息帧后，通过操作显示终端进行声光提示；机车功能电台业务功能上分为三个流程，分别为报警发起流程、报警接收流程和报警解除流程。
本发明的有益效果是：在环境恶劣信号覆盖差的地方，机车又发生故障停车或遇到险情后，采用本发明可通过低轨卫星通信的方式实现机车功能电台的预警服务功能，解决了其他通信制式的机车功能电台在无信号覆盖区可能存在预警功能失效的问题。减小了因为通信问题发生事故的可能性，提高了行车安全。
附图说明
图1为本发明的机车功能电台构成原理框图；
图2为本发明的机车功能电台发送报警流程图；
图3为本发明的机车功能电台接收报警流程图；
图4为本发明的机车功能电台报警解除流程图。
具体实施方式
为了更清楚的理解本发明，以下结合附图和实施例详细描述。
如图1所示，一种基于低轨卫星的铁路接近预警机车功能电台包括低轨卫星通信模块、操作显示终端和机车电台；其中，低轨卫星通信模块通过地面通信网与卫星预警服务器相联通，实现信息交互；低轨卫星通信模块内嵌至机车功能电台，与机车电台通过以太网进行信息交互；操作显示终端同样内嵌至机车功能电台，与机车电台通过串口进行信息交互。
机车功能电台的低轨卫星通信模块采用5V直流电源供电，实现搜索低轨卫星和与低轨卫星通信的功能；机车功能电台的机车电台采用110V直流电源供电，实现通话、业务逻辑控制和卫星定位功能；机车功能电台的操作显示终端采用12V直流电源供电，实现按键操作、声音提示、文字提示功能。
如图2所示，图2为报警发起流程图，报警发起流程执行以下操作：开机上电后，程序进行初始化操作，然后进入到报警就绪态，开始定时收集位置信息，此时操作显示终端上显示LBJ已连接，提示司机可进行报警操作，当司机按下发送报警按键后，操作显示终端上显示：5秒内按下确认按键，发送报警，并开始倒计时提示，在倒计时终止前按下确认键后，发起报警，如果无操作，回退到就绪态；当发起报警后，机车功能电台创建报警帧，并通过低轨卫星通信模块将报警帧发送至卫星预警服务器，卫星预警服务器给出应答，并根据位置信息，向范围内的机车电台进行报警广播，实时通知范围内的机车某公里标处出现险情，提示司机注意运行；如果预警服务器未给出应答，则结束报警操作。
如图3所示，图3为报警接收流程图，报警接收流程执行以下操作：开机上电后，程序进行初始化操作，然后进入到接收报警就绪态，等待卫星预警服务器发送报警帧，低轨卫星通信模块判断是否接收到报警帧，当接收到报警帧后，启动报警提示流程；此时操作显示终端开始声音与文字报警，并通过低轨卫星通信模块向卫星预警服务器做出应答，开启循环报警；如果机车功能电台没有给卫星预警服务器应答信息，当超过应答时限，则判定与卫星预警服务器的连接失效，此时操作显示终端清除声光报警信息，停止报警，回退到就绪态。报警提示信息包括报警机车的机车号、车次号、公里标、预警距离等，除了文字提示，还配备有相关的语音提示与蜂鸣音等，提示司机注意运行。
如图4所示，图4为报警解除流程图，报警解除流程执行以下操作：开机上电后，程序进行初始化操作，然后进入就绪态，险情结束后，当收到卫星预警服务器的解除报警信息帧后，司机可按下解除报警按键，解除机车报警。接收报警范围内机车电台收到解除报警通知帧，解除声光报警，清除语音提示与文字提示。
本发明的机车功能电台开机上电后，首先主动通过低轨卫星通信模块与卫星预警服务器发起建立连接申请，当卫星预警服务器给予机车功能电台应答信号，表示建立连接成功，机车功能电台的操作显示终端显示LBJ已连接；如果卫星预警服务器未给予应答信号或者给予应答失败的信号，表示建立连接失败，此时操作显示终端显示服务未连接。当建立连接成功后，机车功能电台可以进行预警功能操作，操作包含报警发起，接收报警、主动报警解除、语音报警提示和文字报警提示、蜂鸣音提示等功能。司机通过操作显示终端的报警按键主动发起列车报警，报警提示为语音报警提示和文字显示提示，提示司机注意运行。语音报警提示分为施工报警提示、线路报警提示、机车报警提示。机车功能电台还可根据距报警点的距离进行颜色区别显示。
当险情结束后，司机可按下解除报警按键，解除机车报警。解除报警后，报警范围内机车收到解除报警通知帧，同时接收到解除报警通知帧的机车功能电台停止语音报警提示并清除文字显示提示。语音报警提示为间接性蜂鸣音，文字显示提示为本车正在发送报警信息。发起报警后可通知半径十公里范围内的机车此公里标处发生险情，提示范围内的相关机车注意运行。当报警范围内机车收到报警信息帧后，机车操作显示终端发出语音报警提示，并且在操作显示终端的显示屏幕上显示出发生险情机车的机车号、车次号、公里标、预警距离等。

Claims (6)

1.一种基于低轨卫星的铁路接近预警机车功能电台，其特征在于，所述机车功能电台包括低轨卫星通信模块、操作显示终端和机车电台；其中，所述低轨卫星通信模块通过地面通信网与卫星预警服务器相联通，实现信息交互；低轨卫星通信模块内嵌至机车功能电台，与所述机车电台通过以太网进行信息交互；所述操作显示终端同样内嵌至机车功能电台，与所述机车电台通过串口进行信息交互。
2.根据权利要求1所述的基于低轨卫星的铁路接近预警机车功能电台，其特征在于：所述低轨卫星通信模块采用5V直流电源供电，实现搜索低轨卫星和与低轨卫星通信的功能；所述机车电台采用110V直流电源供电，实现通话、业务逻辑控制和卫星定位功能；所述操作显示终端采用12V直流电源供电，实现按键操作、声音提示、文字提示功能。
3.一种如权利要求1或2所述的基于低轨卫星的铁路接近预警机车功能电台的实现方法，其特征在于，当铁路机车发生险情停车后，所述机车功能电台的机车电台通过低轨卫星通信模块发送报警信息帧至卫星预警服务器，卫星预警服务器根据报警位置，以报警机车为中心向一定范围内的机车转发报警信息帧，当机车电台接收到报警信息帧后，通过操作显示终端进行声光提示；机车功能电台业务功能上分为三个流程，分别为报警发起流程、报警接收流程和报警解除流程。
4.根据权利要求3所述的基于低轨卫星的铁路接近预警机车功能电台的实现方法，其特征在于，所述报警发起流程执行以下操作：开机上电后，程序进行初始化操作，然后进入到报警就绪态，开始定时收集位置信息，此时操作显示终端上显示LBJ已连接，提示司机可进行报警操作，当司机按下发送报警按键后，操作显示终端上显示：5秒内按下确认按键，发送报警，并开始倒计时提示，在倒计时终止前按下确认键后，发起报警，如果无操作，回退到就绪态；当发起报警后，机车功能电台创建报警帧，并通过低轨卫星通信模块将报警帧发送至卫星预警服务器，卫星预警服务器给出应答，并根据位置信息，向范围内的机车电台进行报警广播，实时通知范围内的机车某公里标处出现险情，提示司机注意运行；如果预警服务器未给出应答，则结束报警操作。
5.根据权利要求3所述的一种基于低轨卫星的铁路接近预警机车功能电台的实现方法，其特征在于，所述报警接收流程执行以下操作：开机上电后，程序进行初始化操作，然后进入到接收报警就绪态，等待卫星预警服务器发送报警帧，低轨卫星通信模块判断是否接收到报警帧，当接收到报警帧后，启动报警提示流程；此时操作显示终端开始声音与文字报警，并通过低轨卫星通信模块向卫星预警服务器做出应答，开启循环报警；如果机车功能电台没有给卫星预警服务器应答信息，当超过应答时限，则判定与卫星预警服务器的连接失效，此时操作显示终端清除声光报警信息，停止报警，回退到就绪态。
6.根据权利要求3所述的一种基于低轨卫星的铁路接近预警机车功能电台的实现方法，其特征在于，所述报警解除流程执行以下操作：开机上电后，程序进行初始化操作，然后进入就绪态，当收到卫星预警服务器的解除报警信息帧后，接收报警的机车电台解除声光报警。
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