CN1238280A - 列车检测设备、位置检测系统及列车逼近报警发生设备 - Google Patents
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Abstract
提供了二个带通滤波器(12a和12c)和一个微机16，其中一个滤波器检测的分量在具有最高传播效率的频率(1kHz)附近，另一个检测的分量在具有最低传播效率的频率(5.5kHz)附近，而微机16用于判定以下状态；列车已逼近相当近的位置，列车已逼近非常近的位置，列车已通过并处于非常近的位置，或者列车处于相当近的位置。本发明避免使用传统的轨道回路，不需要为铁轨提供绝缘部分，也不必用信号电缆来传送检测结果，所以可降低成本。
Description
本发明涉及一种列车检测设备，用于检测在铁轨上奔驰的列车位置，还涉及一种列车位置检测系统，该系统沿铁轨设置了多个设备。
为了在铁路上安全运行，检测火车位置是很重要的。例如，需要用列车正在逼近的信息来控制铁路道口的开/闭，位于前方车站的控制点，引导乘客，并确保工作人员的安全。需要用列车已开过的信息来运行下一列车。
火车钢制车轮在铁轨上奔驰的铁路系统通常采用一种称作“轨道回路”的方法用于检测列车位置。轨道回路的结构使得两条轨道的两端平行放置且成对使用，彼此电气绝缘。另外，总是对两条轨道之间的某一位置施加预定的电压。当连接至车轮轮轴两端的车轮位于回路上时，这两条平行轨道电气短路。由此，两轨道之间的电压变为零。利用上述事实可以检测是否有火车。
当采用上述轨道回路时，必须以所要求的间隔分割铁轨，从而使得铁轨彼此电气绝缘。但是，当今每条长的铁轨都有数千米，在最大长度上受到限制。另外，需要使用特殊的接头，称“膨胀接头”，由此增大了成本。更糟的是，当发生事故时，由于绝缘部分发生电绝缘故障，所以会阻碍列车的通行。
为了克服传统轨道回路中遇到的问题，例如日本专利特许公报10-002951已公开了一种列车检测方法，该方法使用通过铁轨传播的声波。
图1是一方框图，示出了日本专利特许公报10-002951中公开的、使用声波的传统列车逼近检测设备。在图1中，列车2沿箭头所示的方向行驶在铁轨1上。标号h1和和h2表示列车逼近检测设备，它们都具有对应的加速度传感器S1的S2以及与铁轨1相连的磁致伸缩振荡器M1和M2。加速度传感器S1和S2检测铁轨1的振荡，而磁致伸缩振荡器M1和M2向铁轨1发射声波。
现在将描述上述传统的列车逼近检测设备的运行。列车逼近检测设备h1操纵磁致伸缩振荡器M1向铁轨1发射特定频率的声波。加速度传感器S1接收被列车2反射的声波。列车逼近检测设备h1测量所需的时间，并将测得的时间乘以已知的由铁轨1传播的声波速度，从而计算出离火车2的距离。
由于列车2总是在移动的，所以列车逼近检测设备h1以预定的时间间隔重复上述过程，以便一直监测列车2的位置。另外，列车逼近检测设备h2执行类似于列车逼近检测设备h1执行的过程，一直监测列车2的位置。
如果将列车逼近检测设备h1和h2布置成彼此相隔一段相当短的距离，例如几百米，那么当两个列车逼近检测设备h1和h2所用的声波频率相同时，在两个列车逼近检测设备h1和h2之间会发生声波错误识别和声波重叠。在该情况下，不能精确测量距离。因此，两个列车逼近检测设备h1和h2所用的声波频率必须彼此不同。已发现包含在相当窄范围内的频率很容易由铁轨1传播，所以两个列车逼近检测设备h1和h2必须使用大体上相同的频率。因此，必须将传统的列车逼近检测设备h1和h2布置成彼此相隔一段相当长的距离。
即使用上述方法检测列车，传统设备也必须具备沿铁轨布置的信号电缆，以便与另一个设备交流检测结果。因此，铁路公司必须负担很大的费用。上述电缆很容易被老鼠咬坏。为了防止损坏，需要另一笔巨大的开销。更糟的是，会阻碍列车的通行。
磁致伸缩振荡器M1和M2产生的声波主要由弹性波组成。如果用锤子击打铁轨1，会产生频率处于相当宽范围的弹性波。因此，检查了容易由铁轨1传播的声波频率。
图2A、2B、3A和3B是曲线图，示出了加速度传感器在距离用锤子击打铁轨1的位置50米和150米的地方测得的声波(弹性波)波形和付里叶变换的结果。由图2可知，频率在相当宽范围内的声波(弹性波)处于离开击点50米的地方。由图3可知，频率在3kHz附近的声波(弹性波)处于离开击点150米的地方。尽管从理论上已经发现容易由铁轨1传播的声波(弹性波)频率非常依赖于轨枕的间距，但还发现只有频率靠近基频率(3kHz)的声波才容易传播。
如上所述，用声波代替传统的轨道回路的列车检测方法存在这样一种问题，即如果两个设备之间的距离相当短，那么就不能检测或不能正确检测离列车的距离。
鉴于上述叙述，本发明的一个目的是提供一种列车检测设备、一种列车位置检测系统和一种列车逼近报警发生设备，它们不需要为铁轨提供绝缘部分，可以以相当短的间隔布置，并且不必使用信号电缆来传送检测结果。
依照本发明的列车检测设备，布置成接收并检测具有相当高传播效率的频率分量(实际上是具有最高传播效率的频率分量)和具有相当低传播效率的频率分量(实际上是具有最低传播效率的频率分量)。根据检测结果，检测出列车已逼近非常近位置的状态，或者列车已逼近比非常近位置更远的位置的状态。
另外，将由此获得的关于列车位置的信息形成声波信号，通过铁轨传送，从而通过所谓的斗链式方法在多个设备之间传递上述信息。
由于上述结构不能检测出正以非常慢的速度行驶并且基本上不产生铁轨振动的列车，或者停止行驶并且不产生振动的列车，所以向铁轨发送声波信号，以便主动检测列车的存在。
通过使用上述列车检测设备，可以构造出依照本发明的列车逼近报警发生设备。
依照本发明的列车位置检测系统具有这样的结构，即将多个上述列车检测设备沿铁轨设置，以便检测列车的逼近和通过，并将列车的位置传送给沿列车行驶方向布置在前方和后方的列车检测设备。由此，可以连续检测列车的位置。
依照本发明的列车位置检测系统具有这样的结构，即将如此获得的关于列车位置的信息形成声波信号，通过铁轨传播，以便通过所谓斗链式方法在多个设备之间传送上述信息。
由于上述结构不能检测出正以非常慢的速度行驶并且基本上不产生铁轨振动的列车，或者停止行驶并且不产生振动的列车，所以本发明的列车位置检测系统布置成向铁轨发送声波信号，以便主动检测列车的存在。
依照本发明的列车逼近报警发生设备使用上述检测系统的各项技术。
结合附图，阅读以下详细描述，将更清楚本发明的上述和其他目的和特征。
图1是一方框图，例示了使用声波的传统列车逼近检测设备的结构；
图2A是一曲线示意图，示出了当用锤子击打铁轨时，用加速度传感器在距离击点50米和150米的位置所测的波形(弹性波)；
图2B是一曲线示意图，示出了所得结果的傅里叶变换结果；
图3A是一曲线示意图，示出了当用锤子击打铁轨时，用加速度传感器在距离击点50米和150米的位置所测的波形(弹性波)；
图3B是一曲线示意图，示出了所得结果的傅里叶变换结果；
图4A是一加速度的原始波形图，该波形是在行驶于大约35千米处的列车通过测量点后5秒测得的；
图4B是该波形的频谱曲线图；
图5是一加速度的原始波形图及其频谱曲线图，它们是在行驶于大约35千米处的列车通过测量点前一刻测量得到的；
图6是一波形图，该图是在图5所示的原始波形通过500Hz至2000Hz的带通滤波器后获得的；
图7是一波形图，该图是在图5所示的原始波形通过5000Hz至6000Hz的带通滤波器后获得的；
图8是一波形图，该图是在图5所示的原始波形通过2500Hz至4000Hz的带通滤波器后获得的；
图9是一示意图，例示了依照本发明的列车位置检测系统第一实施例的总体结构；
图10是一方框图，例示了依照本发明的列车位置检测系统第一实施例的每个列车检测设备的结构；
图11是一方框图，例示了依照本发明的列车位置检测系统第一实施例的每个列车逼近报警发生设备的结构；
图12是一控制过程流程图，该过程是由依照本发明列车位置检测系统第一实施例的列车检测设备的微型计算机执行的；
图13是一控制过程流程图，该过程是由第一实施例的列车逼近报警发生设备的微型计算机执行的；
图14是一示意图，示出了当位0、1和2的值为“1”、“0”和“0”并且奇偶性为“0”时的信号状态，以及实际发射的声波(弹性波)脉冲信号的状态；
图15是一示意图，例示了依照本发明的列车位置检测系统第二实施例的总体结构；
图16是一方框图，例示了依照本发明的列车位置检测系统第二实施例的每个列车检测设备的结构；
图17是一控制过程流程图，该过程是由依照本发明列车位置检测系统第二实施例的列车检测设备的微型计算机执行的；
图18是一示意图，例示了依照本发明的列车位置检测系统第三实施例的总体结构；
图19是一方框图，例示了依照本发明的列车位置检测系统第三实施例的每个列车检测设备的结构；
图20是一控制过程流程图，该过程是由依照本发明列车位置检测系统第三实施例的列车检测设备的微型计算机执行的；
图21是一示意图，例示了依照本发明的列车位置检测系统第四实施例的总体结构；
图22是一方框图，例示了依照本发明的列车位置检测系统第四实施例的每个列车检测设备的结构；
图23是一控制过程流程图，该过程是由依照本发明列车位置检测系统第四实施例的列车检测设备的微型计算机执行的；
图24是一示意图，例示了依照本发明的列车位置检测系统第五实施例的总体结构；
图25是一方框图，例示了依照本发明的列车位置检测系统第五实施例的每个列车检测设备的结构；
图26是一示意图，例示了依照本发明的列车位置检测系统第六实施例的总体结构；
图27是一方框图，例示了依照本发明的列车位置检测系统第六实施例的每个列车检测设备的结构；
图28是一示意图，例示了依照本发明的列车位置检测系统第七实施例的总体结构；
图29是一方框图，例示了依照本发明的列车位置检测系统第七实施例的每个列车检测设备的结构；
图30是一定时图，例示了由本发明列车位置检测系统第七实施例的磁致伸缩振荡器产生的并具有高频率的弹性波发生状态；
图31是一控制过程流程图，该过程是由依照本发明列车位置检测系统第七实施例的微型计算机执行的；
图32是一控制过程流程图，该过程是由本发明列车位置检测系统第七实施例的列车位置检测设备的微型计算机执行的。
首先介绍本发明的原理。当列车行驶在铁轨上，铁轨必然会振动。振动通过作为媒介的铁轨传播一段距离。图4A和4B例示了加速度的原始波形图(图4B)和频谱曲线图(图4A)，这些曲线图是在行驶于大约35千米处的列车通过测量点后5秒测得的。
由图4可知，频率在1kHz附近的振动是振动的主要成份。当用锤子击打图3所示的铁轨时，频率在3kHz附近的振动很容易传播。列车行驶在铁轨上时产生的振动不同于锤子或磁致伸缩振荡器产生的弹性波。根据铁轨结构，认为曲线式振动是上述振动的主要成分。
比较图2和图4，锤子产生的弹性波是脉冲形式的，并且在短时间内消失(例如，在图2所示的情况中，大约在0.1秒消失)。而铁轨产生的曲线式振动要持续一段相当长的时间。因此，测量1kHz附近的加速度信号，如果加速度信号持续不小于一预定阈值，那么可以判断行驶列车靠近了(在数百米内)。
以下将描述行驶列车再靠近(例如，列车的逼近距离在离测量点10米至20米之内)时所作的判断。图5是加速度的原始波形图(图5B)和频谱曲线图(图5A)，这些曲线图是在行驶于大约35千米处的列车通过测量点前一刻测量测得的。图6是使波形通过500Hz至2000Hz的带通滤波器所获得的波形图。图7是使波形再通过5000Hz至6000Hz的带通滤波器所获得的波形图。
由于图6所示的波形包括行驶列车在1kHz附近产生的振动成份，这些振动成份最容易通过铁轨传播，所以明显抑制了信号的距离衰减，即图6所示的关于1秒的对应于大约35的衰减。由于在图7所示的情况下，只包含在难以传播的频率附近的成份，所以发生了显著的衰减。因此，如果持续观察到难以传播且不小于一预定阈值的振动频率，那么可以认为行驶列车接近于10米至20米。
如上所述，测量到两类振动，第一类振动是行驶列车产生的，其频率最容易传播(例如，当轨枕间隔大约为60厘米时，处于1kHz附近的频率)，另一类振动的频率难以传播(例如，频率在5.5kHz附近)。然后，将测量结果相互合并，检测行驶列车靠近并到达测量点附近，或者检测从刚通过至移动到离开一段距离的地方。
尽管振动强度的变化依赖于行驶列车的类型和列车的行驶速度，但行驶列车会产生各种频率的振动。因此，监测具有某种强度(不小于某一阈值)的信号的时间连续性，以便检测出行驶列车的位置。
当用锤子、石头等物本人为地使铁轨振动时，振动为脉冲形式，不象上述情况那样有时间连续性。因此，很容易把上述振动同列车产生的振动区分开来。由此，容易防止所谓的列车干扰。
由于当列车不产生振动(例如，列车停车或列车低速行驶)时，不能只通过被动检测来检测振动，所以在以后的实施例中将描述与上述情况不同的测量。
于是，现在将描述用声波发射数据的原理。在本发明中，用声波信号通过铁轨传输数据。如上所述，与声波信号相比，行驶列车产生的振动具有较强的噪声。特别是，在列车经过设备安装位置的前后，存在相当强的噪声。即使在上述情况下，由于以下原理，仍可以用声波(弹性波)传播数据。
图8是一波形图，该图是在图5所示的波形数据通过2500Hz至4000Hz的带通滤波器后获得的。由图8可知，靠近列车并且频率在3000Hz附近的振动的加速度为10 Gp-p或更小，而振幅为γ=10×9.8m/s2/(2π3000)2≈0.3μm或更短。
由于当磁致伸缩振荡器的长度为20厘米时磁致伸缩振荡器可变形数十微米，所以铁轨振动的振幅很容易达数十微米。也就是说，如果使用磁致伸缩振荡器，那么铁轨振动的弹性波大约100Gp-p，这要比列车产生的振动大得多。
如上所述，使用磁致伸缩振荡器可对铁轨施加弹性波，具有特定频率的弹性波容易通过铁轨传播，尤其是当轨枕间隔大约为60厘米时处于3kHz附近的频率，并且弹性波的强度大于列车产生的振动强度。因此，实现了将声波(弹性波)用作信号并将铁轨用作传播媒介的数据传输。
依照本发明的列车检测设备、列车位置检测系统和列车逼近报警发生设备根据上述原理对列车进行检测。现在将参照附图描述诸实施例。
在以下实施例中，“行驶列车位置靠近(在数百米内)”是指频率在1kHz附近的振动程度连续为高的情况。“列车位置非常靠近(在10米至20米内)”是指当频率在1kHz附近的振动程度连续为高时频率为5.5kHz的振动程度连续为高的情况。因此，“在非常短的第一预定距离内”是10米至20米，而“第二预定距离”是前述的数百米。
第一实施例
图9是一示意图，例示了依照本发明的列车位置检测系统第一实施例的总体结构。
图9示出了列2沿箭头所示方向在铁轨1上行驶的情况。符号D表示列车逼近检测/前向传输设备。重复配备了七个列车逼近检测/前向传输设备D，编为第0号至第7号(以下称“站号”)。列车逼近检测/前向传输设备D沿铁轨1以大约500米的预定间隔布置。标号H1和H2表示便携式列车逼近报警发生设备，当轨道维修人员工作时，可以临时将该设备与铁轨相连。
图10是一方框图，示出了构成本发明列车位置检测系统的每个列车逼近检测/前向传输设备D。图11是一方框图，例示了结构基本相同的列车逼近报警发生设备H1和H2。
参考图10，符号S表示与铁轨1相连的加速度传感器，而M表示与铁轨1相连的磁致伸缩振荡器。加速度传感器S检测铁轨1的振动，而磁致伸缩振荡器M对铁轨1施加声波(弹性波)。
加速度传感器S检测铁轨1的振动，并发送相应的模拟电信号。模拟电信号通过缓冲放大器11，提供给三个具有独立频带特性的带通滤波器(BPF)12a、12b和12c。用接至相应带通滤波器12a、12b和12c的放大器(AMP)13a、13b和13c对带通滤波器12a、12b和12c的输出进行放大，然后将其提供给模拟复用器(MPX)14。模拟复用器14反复对来自放大器13a 13b和13c的输入产生输出，以预定的时间间隔提供给A/D转换器15。A/D转换器15将复用器14提供的信号转换成数字信号，然后将数字信号提供给微机16。存储器17与微机16相连。
磁致伸缩振荡器M经驱动电路18与微机16相连。当微机16工作并控制驱动电路18时，磁致伸缩振荡器M变形。由此，将声波振动施加到铁轨1上。
图11所示的列车逼近报警发生设备H1和H2的结构相比图10所示的列车逼近检测/前向传输设备D的结构省去了驱动电路18和磁致伸缩振荡器M。作为一种替代，提供一种可在微机16的控制下工作的蜂鸣器19。列车逼近检测前向传输设备D的加速度传感器S与铁轨1半永久连接。列车逼近报警发生设备H1和H2的加速度传感器S1与旷野中铁轨1的连接为可手工拆卸。
构成本发明列车检测设备的列车逼近检测/前向传输设备D和列车逼近报警发生设备H1和H2根据上述原理检测列车2。现在将参照一流程图描述设备的工作情况，所述流程图示出了微机16的工作过程，微机16用于控制具有如图9所示结构的列车逼近检测/前向传输设备D和列车逼近报警发生设备H1和H2。
带通滤波器12a、12b和12c是窄带通滤波器。带通滤波器12a允许在列车2产生的振动中最容易传播的在1kHz附近的频率通过。带通滤波器12b允许在磁致伸缩振荡器M产生的声波(弹性波)中最容易传播的在3kHz附近的频率通过。带通滤波器12c允许在列车2产生的振动中具有最大距离衰减的频率(在该情况下，频率在5.5kHz附近)通过。
允许加速度传感器S检测到的振动信号通过缓冲放大器11、带通滤波器12a、12b和12c以及放大器13a、13b和13c，然后将信号提供给复用器14。复用器14发送由放大器13a、13b和13c提供的信号。也就是说，当复用器14以预定的时间周期切换信号时，复用器14连续向A/D转换器15发送允许通过带通滤波器12a、12b和12c的信号。
A/D转换器15将复用器14提供的信号转换为数字信号，然后将数字信号提供给微机16。微机16以对应于最后一段时间(例如，1秒)的量处理数字信号，同时微机16将信号存储在存储器17中。具体地说，微机16将信号与预定阈值比较。由此，微机16检测列车2并用声波进行数据传输。
如图9所示，如果列车2逼近1号列车逼近检测/前向传输设备D,1号列车逼近检测/前向传输设备D的微机16根据图12所示的流程图进行控制。
当列车2靠近时，频率在1kHz附近的信号增强。如果上述信号连续超过一预定阈值，那么1号列车逼近检测/前向传输设备D的微机16判定行驶列车2在附近(步骤S11中为“是”)。根据预定阈值进行上述判断，用该预定阈值可以判断出，当列车2已经到达的位置对应于列车逼近检测/前向传输设备D之间间距L(第一实施例中大约为500米)的一半距离时，频率在1kHz附近的振动变大。
当检测到列车到达时，微机16控制驱动电路18，将具有对应数字的列车逼近检测/前向传输设备D的数据作为声波(弹性波)信号发送给磁致伸缩振荡器M(步骤S12)。发射声波(弹性波)信号，从而以预定间隔(例如，20毫秒间隔)按顺序发送一标志位、0位、1位、2位和奇数奇偶校验。标志位是表示序列数据引导结束的信号，它被安排在20毫秒的整个时间中作为频率为3kHz的连续脉冲信号发射。发射诸位和奇偶性，从而当值为“1”时，在20毫秒中的4毫秒时间里发送频率为3kHz的脉冲声波。当值为“0”时，在整个20毫秒时间里不发送任何脉冲声波。
图14例示了一信号状态，以及当0位、1位和2位的值为“1”、“0”和“0”并且奇偶性为“0”时实际发送的声波(弹性波)信号的脉冲状态。当进行实际发送时，在100毫秒的时间里以预定次数反复发送信号。
由此，1号列车逼近检测/前向传输设备D发送该站号的数据，然后微机16判断行驶列车2是否已到达非常近的位置(步骤S13)。具体地说，根据相当难传播的频率在5.5kHz附近的振动是否等于或大于一预定阈值来进行上述判断。由于在步骤S11已检测到行驶列车2后没有马上在步骤S13中判断出行驶列车2已到达非常近的位置，所以微机16使过程返回步骤S11。然后，微机16重复步骤S12和S13中的过程。因此，列车逼近检测/前向传输设备D继续传送其站号数据，直至行驶列车2已到达非常近的位置。
当行驶列车2已到达非常近的位置时，由于相当难传播的频率在5.5kHz附近的振动变为预定值或更大值(步骤S13)，所以可以检测到列车到达。然后，微机16不发送其站号的数据。使微机16处于备用状态，直至行驶列车2通过列车逼近检测/前向传输设备D的位置，并且行驶到离开列车逼近检测/前向传输设备D 0.5L(大约为250米)的地方(步骤S14)。当行驶列车2已到达离开列车逼近检测/前向传输设备D大约0.5L的位置时(步骤S14中为“否”)，微机16使过程返回步骤S11。
当行驶列车2已到达1号列车逼近检测/前向传输设备D并通过它时，微机16执行上述过程。在该过程中，2号列车逼近检测/前向传输设备D的微机16执行以下过程。
当行驶列车2正逼近1号列车逼近检测/前向传输设备D(步骤S11中为“否”时，在步骤S12,1号列车逼近检测/前向传输设备D发送其站号数据。在2号列车逼近检测/前向传输设备D处，尽管频率在1kHz附近的振动较小，但列车逼近检测/前向传输设备D接收由1号列车逼近检测/前向传输设备D发送的1号声波信号(步骤S15)。因此，当微机16正常接收到被接收声波信号的标志位、0位、1位、2位和奇偶性时，微机16将接收到的站号数据与其站号(在该情况下为2)比较，从而判断列车2是否在预定的范围内(步骤S16)。
“预定范围”是一个包括三个列车逼近检测/前向传输设备D的范围，这些设备的布置方向与列车2驶离列车逼近检测/前向传输设备D的方向相反。具体地说，对于1号列车逼近检测/前向传输设备D，上述范围中包括6号、7号和0号列车逼近检测/前向传输设备D。对于2号列车逼近检测/前向传输设备D，范围中包括7号、0号和1号列车逼近检测/前向传输设备D。也就是说，如果5号列车逼近检测/前向传输设备D检测到行驶列车2到达，并发送5号列车逼近检测/前向传输设备D的声波信号，那么1号列车逼近检测/前向传输设备D不再转送，并发送上述声波信号(步骤S16中为“否”)。
如果接收到预定范围中包括的各站的声波数据(步骤S16中为“是”)，那么上述列车逼近检测/前向传输设备D的微机16将接收站的数据作为声波信号发送(步骤S17)。然后微机16等候一段预定的时间(步骤S18)，然后使过程返回步骤S11。
在步骤S17中接收到的关于站号数据的声波信号，被三个前向列车逼近检测/前向传输设备D，沿列车2行驶的方向从列车逼近检测/前向传输设备D接收，然后将声波信号发送给更远的列车逼近检测/前向传输设备D。例如，由1号、2号和3号列车逼近检测/前向传输设备D接收0号列车逼近检测/前向传输设备D发送的0号数据的声波信号，然后再传输。然而，尽管4号或更远的列车逼近检测/前向传输设备D接收了声波信号，但4号和更远的列车逼近检测/前向传输设备D不发送上述声波信号。
在步骤S18中等待一段预定时间的原因是，必须禁止响应于从中发送的站号数据的声波信号而接收由下一站发送的站号声波信号。因此，由连续三个站执行步骤S15、S16和S17中的过程所需的时间是步骤S18中等待时间的最小值。
通过铁轨1传播的声波信号的速度(声速)大约为5000m/s。由于上述速度比列车2行驶速度大得多，所以声波信号在列车逼近检测/前向传输设备D之间传播所需的时间不会成为问题。尽管有时不同的列车逼近检测/前向传输设备D可以同时发送声波信号，但与从相邻列车逼近检测/前向传输设备D接收到的声波信号相比，从两站以外的列车逼近检测/前向传输设备D接收到的声波信号通常要衰减为大约原来的1/10。因此，只能清楚地接收到由相邻列车逼近检测/前向传输设备D发送的声波信号。
当行驶列车2逼近例如1号列车逼近检测/前向传输设备D时，一概将表示由1号列车逼近检测/前向传输设备D发送的站号1的声波信号发送给4号列车逼近检测/前向传输设备D。
如图13中的流程图所示，由微机16操纵列车逼近报警发生设备H1和H2。
如图9所示，假设列车逼近报警发生设备H1在3号列车逼近检测/前向传输设备D与4号列车逼近检测/前向传输设备D之间的某一位置与铁轨1相连。如果行驶列车2逼近1号列车逼近检测/前向传输设备D，那么3号列车逼近检测/前向传输设备D接收表示由1号列车逼近检测/前向传输设备D发送的站号1的声波信号。当3号列车逼近检测/前向传输设备D再次发送上述声波信号时，列车逼近报警发生设备H1接收该声波信号(步骤S21中为“是”)。
也就是说，当行驶列车2已经到达总距离为(2.5L+L1)的位置时，列车逼近报警发生设备H1接收由3号发送并转送的表示站号1的声波信号，这里总距离(2.5L+L1)由1号列车逼近检测/前向传输设备D的列车检测距离L/2、1号列车逼近检测/前向传输设备D与3号列车逼近检测/前向传输设备D之间的距离2L以及3号列车逼近检测/前向传输设备D与列车逼近报警发生设备H1之间的距离L1组成。然后，接通蜂鸣器19，发出报警(步骤S22)，从而向工作人员通报列车2逼近。
有时列车2逼近列车逼近报警发生设备H1，而不接收上述站号的数据。在该情况下(步骤S21中为“否”，并且步骤S23中为“是”)，列车逼近报警发生设备H1的微机16接通蜂鸣器19(步骤S24)。
在上述情况下，当行驶列车2已逼近到非常近的位置(步骤S25中为“是”)时，列车逼近报警发生设备H1的微机16检测频率在5.5kHz附近的振动，以便中断蜂鸣器19的运行(步骤S26)。在列车2驶过列车逼近报警发生设备H1一段距离后，微机16中断过程(步骤S27中为“否”)。然后，微机16使过程返回步骤S21。
同样，如果列车逼近报警发生设备H2在4号列车逼近检测/前向传输设备D与5号列车逼近检测/前向传输设备D之间的某一位置与铁轨1相连，当行驶列车2逼近2号列车逼近检测/前向传输设备D时，接通蜂鸣器19。第二实施例
现在将描述第二实施例，在该实施例中，用本发明的列车检测设备和列车位置检测系统进行列车信号安全控制。以下将参照图15所示的示意图进行描述。参考图15，符号d表示列车通过检测/后向传输设备，它是依照本发明的列车检测设备。在硬件上，列车通过检测/后向传输设备d具有与列车逼近检测/前向传输设备D类似的结构。如方框图16所示，列车通过检测/后向传输设备d包括微机16，微机16具有接口连接为常规铁路配备的发送-应答器和信号单元。
进行列车信号安全控制，以便根据离开前一列车的距离切换信号单元，或者用发送-应答器之类的装置向下一列车通报上述距离，从而实现安全运行。
以下将参照图17所示的流程图，描述当行驶列车2逼近例如6号列车通过检测/后向传输设备d并通过该设备时，对各站进行的操作。图17示出了微机16的控制过程。
当行驶列车2逼近6号列车通过检测/后向传输设备d时，频率在1kHz附近的振动逐渐增大(步骤S31和S32中为“否”)。当列车2进一步逼近时，频率在5.5kHz附近的振动持续超过阈值(步骤S32中为“是”，并且步骤S33中为“是”)。在行驶列车2通过后，振动迅速减小(步骤S33中为“否”)。因此在步骤S33，列车通过检测/后向传输设备d的微机16能够在列车2通过后马上检测到行驶列车2的通过。接着，微机16发送其站号数据(步骤S34)，然后更新列车2的数据，具体地将数据更新为“6”(步骤S35)。
当行驶列车2行驶到一更远的位置时，频率在5.5kHz附近的振动逐渐减小。但是，频率在1kHz附近的振动仍然等于或大于预定的阈值(步骤S36中为“是”)。因此，微机16重复步骤S33至S35的过程。当行驶列车2行驶到一更远的位置时，频率在1kHz附近的振动也会逐渐减小(步骤S36中为“否”)。因此，微机16使过程返回步骤S31。
由于列车2已通过5号列车通过检测/后向传输设备d，所以频率在1kHz附近的振动很小。因此，5号列车通过检测/后向传输设备d接收由6号列车通过检测/后向传输设备d以声波信号发送的站号数据(步骤S31中为“是”)。如果接收到的站号是以下将描述的预定范围内的站号(步骤S37中为“是”)，那么5号列车通过检测/后向传输设备d将其站号数据发送给4号列车通过检测/后向传输设备d(步骤S38)。然后，5号列车通过检测/后向传输设备d将列车2的数据更新为“6”，它是接收到的站号数据(步骤S39)。然后，与第一实施例一样，在步骤S40等待一段预定的时间。
现在描述步骤S37中的“预定范围”。在第二实施例中，沿行驶列车2行驶方向的四个后向列车通过检测/后向传输设备d转送站号数据。例如，1号列车通过检测/后向传输设备d将数据发送给0号、7号、6号和5号列车通过检测/后向传输设备d。4号列车通过检测/后向传输设备d将数据发送给3号、2号、1号和0号列车通过检测/后向传输设备d。
当6号列车通过检测/后向传输设备d已发送站号6的数据时，2号至5号列车通过检测/后向传输设备d接收上述数据，并且马上发送站号。2号至5号列车通过检测/后向传输设备d接收由6号列车通过检测/后向传输设备d发送的站号6的数据，从而检测到行驶列车2已通过6号列车通过检测/后向传输设备d并逼近7号列车逼近检测/前向传输设备D。另一方面，1号列车通过检测/后向传输设备d具有作为列车2的数据的“5”，该数据是前一站的数据。因此，可以检测到列车2正向前驶过5号列车通过检测/后向传输设备d。
当行驶列车2已通过7号列车通过检测/后向传输设备d时，与上述过程相似，在7号列车通过检测/后向传输设备d以及6号至3号列车通过检测/后向传输设备d中，将列车2的数据更新为“7”。由于各站之间的距离是已知的，所以根据距离切换信号。发送-应答器之类的装置发送距离，以便对列车2刹车。由此，可以控制列车信号的安全性。第三实施例
现在将描述第三实施例，在该实施例中，将轨道回路与依照本发明的列车检测设备和列车位置检测系统相结合，其中轨道回路是常规铁路最常用的列车检测方法。
轨道回路是一种在任意距离处使铁轨彼此绝缘的技术。另外，总是通过一电阻器将预定电压施加到左右铁轨上。当列车到达铁轨1时，铁轨1之间的电阻基本上为零。利用上述现象，可以检测出存在列车。因此，轨道回路方法必须具有这样一种结构，即铁轨1在任意位置上都是彼此电气绝缘的。
如示意图18所示，假设将列车逼近检测/前向传输设备D1布置在铁轨1之间的一个绝缘部分中。方框图19示出了列车逼近检测/前向传输设备D1的详细结构。注意，图19所示的标号4表示轨道回路传感器，它用于检测铁轨1之间的阻抗变化(电压变化)。标号3表示铁轨绝缘部分。为铁轨1的一部分提供轨道回路传感器4和加速度传感器S，其位置在铁轨绝缘部分3的后面(沿列车2行驶方向)。为铁轨1提供磁致伸缩振荡器M，其位置超前于铁轨绝缘部分3。
第三实施例具有一个用轨道回路检测列车的结构。因此，只提供了图10所示的带通滤波器12b，它允许通过的频率在磁致伸缩振荡器M产生的信号传送声波(弹性波)中最容易传播的3kHz附近。
因此，同样只提供了一个放大器13b。其他基本结构与图10所示的相同。
图20示出了一控制过程的流程图，该过程是由依照第三实施例的列车逼近检测/前向传输设备D1的微机16完成的。现在将描述列车2逼近1号列车逼近检测/前向传输设备D1的情况。
如果铁轨1上不存在列车2，那么在铁轨1之间施加某一电平的电压。如果存在列车2，那么铁轨1之间的阻抗基本上变为零。因此，铁轨1之间的电压基本上变为零。上述状态称为轨道回路的“接通状态”。当列车2逼近1号时，1号列车逼近检测/前向传输设备D1检测到轨道回路的接通状态(步骤S51中为“是”)。在上述情况下，1号列车逼近检测/前向传输设备D1的微机16使磁致伸缩振荡器M发送1号列车逼近检测/前向传输设备D1的数据(步骤S52)。
这时，2号和3号列车逼近检测/前向传输设备D1接收站号1的数据，以便用类似于第一实施例的斗链式方法发送站号数据。图20所示的步骤S53至S56的过程类似于图12所示的依照第一实施例的步骤S15至S18的过程。
列车逼近报警发生设备H1和H2的硬件结构和工作情况与第一实施例的相同。微机16对列车逼近报警发生设备H1进行控制，使得当行驶列车2到达0号列车逼近检测/前向传输设备D1和1号列车逼近检测/前向传输设备D1之间的铁轨1时，蜂鸣器19鸣叫，因为1号列车逼近检测/前向传输设备D1在上述时刻即时检测到轨道回路的状态。第四实施例
现在参考示意图21，描述一例由轨道回路与本发明的列车检测设备和列车位置检测系统结合构成的列车信号安全控制。与第三实施例类似，列车通过检测后向传输设备d1位于铁轨1的铁轨绝缘部分3。
图22是一方框图，例示了列车通过检测/后向传输设备d1的详细结构。基本结构与图19所示的第三实施例的相同。不同之处在于，轨道回路传感器4和加速度传感器S在列车2的行驶方向上位于铁轨绝缘部分3的前面。另外，磁致伸缩振荡器M位于铁轨绝缘部分3的后面。类似于方框图16所示的第二实施例，微机16具有与常规铁路中使用的发送-应答器和信号单元相连的接口。
现在将参照图23所示的控制过程流程图，描述依照第四实施例的列车通过检测/后向传输设备d1的工作情况，该工作过程安排由微机16进行。
假设行驶列车2正通过6号列车通过检测/后向传输设备d1。在该状态下，6号列车通过检测/后向传输设备d1在行驶列车2的车头通过后，检测轨道回路的状态(步骤S61中为“否”，而步骤S62中为“是”)。然后，6号列车通过检测/后向传输设备d1发送6号列车通过检测/后向传输设备d1的数据，把它作为声波信号(步骤S63)，然后将列车数据更新为“6”(步骤S64)。
2号至5号列车通过检测/后向传输设备d1的工作情况类似于第二实施例。站号数据用斗链式方法以声波信号的形式发送。具体地说，图23所示的步骤S65至S68的过程类似于图17所示的第一实施例的步骤S37至S40。
如上所述，由于依照第四实施例的列车通过检测/后向传输设备d1能够检测到前一列车的距离，所以上述结构可用来进行列车信号安全控制。第五实施例
现在描述第五实施例，在该实施例中，每个列车检测/传输设备F都具有列车逼近检测/前向传输设备和列车通过检测/后向传输设备的功能，它们以基本上预定的间隔布置，示意图24示出了这些设备，而方框图25示出了详细结构。
参照图25，标号Sl和Ml表示装配在左侧铁轨11上的、沿列车2行驶方向布置的加速度传感器和磁致伸缩振荡器。符号Sr和Mr表示装配在右侧铁轨1r上的、沿列车2行驶方向布置的加速度传感器和磁致伸缩振荡器。注意，加速度传感器Sl和Sr以及磁致伸缩振荡器Ml和Mr具有上述实施例所述的相应的加速度传感器S和磁致伸缩振荡器M的功能。
加速度传感器Sl和磁致伸缩振荡器Ml实现列车逼近检测/前向传输功能，而加速度传感器Sr和磁致伸缩振荡器Mr实现列车通过检测/后向传输功能。
标号11a表示具有与图10所示缓冲放大器11相同功能的缓冲器。标号12d表示窄带通滤波器，它与图10所示的带通滤波器12b类似，用于允许3kHz附近的频率通过。标号13d表示类似于图10所示放大器(AMP)13b的放大器。标号18l和18r示出了类似于图10所示驱动器18的驱动器用于对每个磁致伸缩振荡器Ml和Mr施加电流以便运行磁致伸缩振荡器Ml和Mr。
标号H1和H2表示列车逼近报警发生设备，它们的结构、功能和工作情况与图11所示的相同。
具有上述结构并包含一个微机16的列车检测/传输设备F能够执行第一实施例中图12流程图以及第二实施例中图17流程图所示的控制过程。因此，实现了具有两个功能的设备。因此，与提供两类设备的结构相比，节约了设备开销。另外，可以减少安装设备的劳动力和花费。
第六实施例
现在描述第六实施例，该实施例包括列车检测/传输设备F1，每个列车检测/传输设备F1都使用轨道回路并具有列车逼近检测/前向传输设备和列车通过检测/后向传输设备的功能。参照图26和图27进行描述，图26是一示意图，示出了列车检测/传输设备F1基本上等间隔布置的情况，而图27是一方框图，示出了详细的结构。
参考图27，标号4l和4r表示用于检测列车逼近和通过的轨道回路传感器4。轨道回路传感器4l和4r类似于图19所示的第三实施例的传感器。标号H1和H2表示列车逼近报警发生设备，其结构、功能和工作情况与图11所示的列车逼近报警发生设备的相同。
当使用上述结构时，一个微机16能够进行依照图20所示第三实施例的流程图以及依照图23所示第四实施例的流程图示出的控制过程。因此，可以实现具有两种功能的设备。因此，与具有两种类型设备的结构相比，减少了设备的成本。另外，减少了安装设备所需的劳动力和花费。第七实施例
现在描述第七实施例，在该实施例中，每个列车检测/传输设备F2都具有列车逼近检测/前向传输设备和列车通过检测/后向传输设备两项功能。参照图28和图29进行描述，图28是一示意图，示出了列车检测/传输设备F2基本上等间隔布置的情况，而图29是一方框图，示出了详细的结构。该实施例的结构使得即使列车停车也能检测出附近的列车。
参考图29，标号m表示磁致伸缩振荡器，容易产生高频波，磁致伸缩振荡器m离开加速度传感器Sr的距离较短，例如20米。标号6a和6b表示接口部分，它们通过双绞电缆形式的电缆5与前站和后站传递数据。标号7表示脉冲发生电路，而标号18a表示磁致伸缩振荡器m的驱动器。
当行驶列车2到达非常近的位置时，类似于第一、第二和第五实施例，通过测量频率在1kHz和5.5kHz附近的振动来完成检测操作。如果行驶列车2以非常慢的速度逼近然后通过，或者如果行驶列车2停车，那么列车2会产生非常小的振动。即使在上述情况下，磁致伸缩振荡器m也会产生高频脉冲弹性波，以检测列车2的通过。然后，允许高频弹性波通过窄带通滤波器12e。
图30是一时序图，例示了磁致伸缩振荡器m产生高频弹性波的情况。在该例中，磁致伸缩振荡器m用T2周期中的T1时间段产生弹性波，其中T2为30毫秒，T1为3毫秒。注意，例如弹性波的频率大约为10kHz。
当列车2的车轮移动到磁致伸缩振荡器m和加速度传感器Sr之间的位置时，磁致伸缩振荡器m产生的弹性波向列车2传播。因此，加速度传感器Sr检测到的弹性波波形有明显的改变。通过使用上述原理，即使列车2以非常慢的速度行驶或者列车2停车，也能进行检测。具体地说，以如下方法对行驶列车2进行检测。
(1)当频率在1kHz附近的振动持续增大时，判定行驶列车2位于附近的位置。当频率在5.5kHz附近的振动持续增大时，判定行驶列车2位于非常近的位置。
(2)如果频率在1kHz附近的振动非常小，当磁致伸缩振荡器m产生的弹性波脉冲的高度连续变化时，判定列车2位于磁致伸缩振荡器m和加速度传感器Sr之间。也就是说，判定列车2位于非常近的位置。由于磁致伸缩振荡器m至加速度传感器Sr的距离非常短，大约为20米，所以必须选择难以通过铁轨1传播的弹性波的频率。结果，防止了列车检测器之间的干扰。
如果行驶列车2位于非常近的位置，那么列车2产生的振动很可能使磁致伸缩振荡器m产生的弹性波脉冲消失。因此，只用方法(2)不能完成检测。
另外配备磁致伸缩振荡器m并依照本发明对列车2位于非常近的位置进行检测的检测方法具有这样的结构，即磁致伸缩振荡器m产生频率在3kHz附近的弹性波，该频率与行驶列车2产生的频率明显不同。因此，结合第一、第二和第五实施例不会产生任何问题。
现在描述整个操作过程。流程图31所示的由微机16实现列车逼近检测/前向传输的控制过程基本上与图12所示的依照第一实施例的过程相同。流程图32所示的由微机16实现列车通过检测/后向传输的控制过程基本上与图17所示的依照第二实施例的过程相同。在用于传输数据的电缆5方面，第七实施例与第一和第二实施例不同。因此磁致伸缩振荡器Ml以特定模式发送声波信号，以便通过铁轨1传播关于列车逼近的信息。具体地说，在图31所示的流程图中，步骤S120代替图12中第一实施例流程图所示的步骤S12，将其站号数据传送给前方站。代替步骤S15，步骤S150确定是否已从后方站接收到了站号数据。代替步骤S17，步骤S170向前方站发送从后方站号接收到的站号数据。代替步骤S18，步骤S71用磁致伸缩振荡器Ml按特定模式发送声波信号。另外，在步骤S12和S13之间进行步骤S72，该步骤类似于步骤S71的过程。
在图32所示的流程图中，步骤S310代替图17所示的第二实施例流程图中步骤S31，确定是否已从前方站接收到站号数据。代替步骤S34，步骤S340将其站号数据发送给后方站。代替步骤S38，步骤S380向后方站发送从前方站接收到的站号数据。
标号H1和H2表示列车逼近报警发生设备，其结构、功能和工作情况与图11所示的列车逼近报警发生设备相同。微机16执行的过程使得当接收到上述特殊图案(代替接收到声波信号形式的站号数据)时蜂鸣器19报警。
如上所述，将依照本发明的列车检测设备、列车位置检测系统和列车逼近报警发生设备布置成使用声波，并且它们能确定列车是位于非常近的位置，还是位于较远的位置。因此，与需要通过分割铁轨来形成绝缘部分的传统轨道回路相比，可以降低成本。
由于通过铁轨传播声波信号，向设备通报列车的位置，所以不需要信号电缆。因此，降低了成本。
由于无法检测以非常慢的速度行驶的列车或者根本不产生振动的停止的列车，所以产生声波信号，以便接收反射波。因此，主动进行检测。
由于可以任意位置为铁轨临时配备列车逼近报警发生设备，所以实现了便携式和可移动的结构。
由于本发明可以用七种形式来实施，而不脱离本发明基本特性的精神，所以这些实施例是说明性的，非限制性的。本发明的范围由所附的权利要求书而不是上述描述限定，并且权利要求书试图包括所有落在其边界范围内的变化或等价物。
Claims (10)
1．一种列车检测设备，其特征在于包括，
第一检测装置，用于在行驶于铁轨上的列车所产生的振动中检测出第一频率附近的分量，所述第一频率是相当容易通过铁轨传播的频率；
第二检测装置，用于在列车产生的振动中检测出第二频率附近的分量，所述第二频率是相当难通过铁轨传播的频率；
判定装置，用于根据所述第一和第二检测装置的检测结果，判定列车是否在处于非常近位置的第一预定距离内，或者判定列车是否在比所述第一预定距离远的第二预定距离内。
2．如权利要求1所述的列车检测设备，其特征在于，还包括：
声波发生装置，用于产生具有第三频率的声波，以便通过铁轨传播所述第三频率，所述第三频率不同于所述第一和第二频率；
第三检测装置，用于在通过铁轨传播的振动中检测出在所述第三频率附近的分量；和
信号发生装置，用于使所述声波发生装置产生脉冲形声波信号，所述脉冲形声波信号对应于所述判定装置作出的判定结果；其中
所述判定装置根据所述第三检测装置获得的检测结果确定列车的位置。
3．如权利要求1所述的列车检测设备，其特征在于，还包括；
声波发生装置，用于产生具有第四频率的声波，以便通过铁轨传播所述第四频率，所述第四频率不同于所述第一和第二频率；和
第四检测装置，用于检测由所述声波发生装置产生并由列车反射的所述第四频率附近的分量；其中
所述判定装置根据所述第四检测装置获得的检测结果但不顾所述第一和第二检测装置的检测结果，判定列车是否在处于非常近位置的第三预定距离内。
4．一种列车逼近报警发生设备，其特征在于，包括：
第一检测装置，用于在行驶于铁轨上的列车所产生的振动中检测出第一频率附近的分量，所述第一频率是相当容易通过铁轨传播的频率；
第二检测装置，用于在列车产生的振动中检测出第二频率附近的分量，所述第二频率是相当难通过铁轨传播的频率；
判定装置，用于根据所述第一和第二检测装置的检测结果，判定列车是否在处于非常近位置的第一预定距离内，或者判定列车是否在比所述第一预定距离远的第二预定距离内；和
报警发生装置，用于当所述判定装置已经判定列车在所述第一预定距离或所述第二预定距离内时，产生报警。
5．一种列车位置检测系统，其特征在于，包括多个列车检测设备，它们沿铁轨布置，并且每个都具有：
第一检测装置，用于在行驶于铁轨上的列车所产生的振动中检测出第一频率附近的分量，所述第一频率是相当容易通过铁轨传播的频率；
第二检测装置，用于在列车产生的振动中检测出第二频率附近的分量，所述第二频率是相当难通过铁轨传播的频率；
声波发生装置，用于产生具有第三频率的声波，以便通过铁轨传播所述第三频率，所述第三频率不同于所述第一和第二频率；
第三检测装置，用于在通过铁轨传播的振动中检测出在所述第三频率附近的分量；和
判定装置，用于根据所述第一和第二检测装置的检测结果，判定列车是否逼近处于非常近位置的第一预定距离，或者判定列车是否逼近比所述第一预定距离远的第二预定距离；和
信号发生装置，用于使所述声波发生装置产生脉冲形声波信号，所述脉冲形声波信号对应于所述判定装置作出的判定结果；其中
当任何一个所述列车检测设备中的所述判定装置检测到列车逼近所述第一预定距离或所述第二预定距离时，已检测到列车逼近的所述列车检测设备的所述信号发生装置将表示检测到列车逼近的脉冲形声波信号施加给铁轨，和
其他列车检测设备的所述判定装置根据所述第三检测装置的检测结果确定列车位置，其中其他列车检测设备沿列车行驶方向布置在检测到列车逼近的所述列车检测设备的前方。
6．一种列车位置检测系统，其特征在于，包括多个列车检测设备，它们沿铁轨布置，并且每个都具有：
第一检测装置，用于在行驶于铁轨上的列车所产生的振动中检测出第一频率附近的分量，所述第一频率是相当容易通过铁轨传播的频率；
第二检测装置，用于在列车产生的振动中检测出第二频率附近的分量，所述第二频率是相当难通过铁轨传播的频率；
声波发生装置，用于产生具有第三频率的声波，以便通过铁轨传播所述第三频率，所述第三频率不同于所述第一和第二频率；
第三检测装置，用于在通过铁轨传播的振动中检测出在所述第三频率附近的分量；
判定装置，用于根据所述第一和第二检测装置的检测结果，判定在列车已通过后，列车是否在处于非常近位置的第一预定距离内，或者列车是否在比所述第一预定距离远的第二预定距离内；和
信号发生装置，用于使所述声波发生装置产生脉冲形声波信号，所述脉冲形声波信号对应于所述判定装置作出的判定结果；其中
当任何一个所述列车检测设备中的所述判定装置检测到列车通过时，已检测到列车通过的所述列车检测设备的所述信号发生装置将表示检测到列车通过的脉冲形声波信号施加给铁轨，并且
其他列车检测设备的所述判定装置根据所述第三检测装置的检测结果确定列车位置，其中其他列车检测设备沿列车行驶方向布置在检测到列车通过的所述列车检测设备的后方。
7．一种列车位置检测系统，其特征在于，包括多个列车检测设备，它们沿铁轨布置，并且每个都具有：
第一检测装置，用于在行驶于铁轨上的列车所产生的振动中检测出第一频率附近的分量，所述第一频率是相当容易通过铁轨传播的频率；
第二检测装置，用于在列车产生的振动中检测出第二频率附近的分量，所述第二频率是相当难通过铁轨传播的频率；
声波发生装置，用于产生具有第三频率的声波，以便通过铁轨传播所述第三频率，所述第三频率不同于所述第一和第二频率；
第三检测装置，用于在通过铁轨传播的振动中检测出在所述第三频率附近的分量；
判定装置，用于根据所述第一和第二检测装置的检测结果，判定在列车通过后，列车是否逼近处于非常近位置的第一预定距离，或列车是否逼近比所述第一预定距离远的第二预定距离，或者列车是否在处于非常近位置的第一预定距离内，或列车是否在比所述第一预定距离远的第二预定距离内；和
信号发生装置，用于使所述声波发生装置产生脉冲形声波信号，所述脉冲形声波信号对应于所述判定装置作出的判定结果；其中
当任何一个所述列车检测设备中的所述判定装置检测到列车逼近或通过时，已检测到列车逼近或通过的所述列车检测设备的所述信号发生装置将表示检测到列车逼近或通过的脉冲形声波信号施加给铁轨，并且
其他列车检测设备的所述判定装置根据所述第三检测装置的检测结果确定列车位置，其中其他列车检测设备沿列车行驶方向布置在检测到列车逼近的所述列车检测设备的前方或者沿列车行驶方向布置在检测到列车通过的所述列车检测设备的后方。
8．如权利要求5、6或7所述的列车位置检测系统，其特征在于，
当所述列车检测设备的所述判定装置已经根据所述第三检测装置的检测结果确定了列车的位置时，所述列车检测设备使所述信号发生装置产生对应于列车位置的脉冲形声波信号，并将该脉冲形声波信号施加到铁轨上。
9．如权利要求5、6或7所述的列车位置检测系统，其特征在于，每个所述列车检测设备还包括：
声波发生装置，用于发生具有第四频率的声波，以便通过铁轨传播该声波，其中所述第四频率不同于所述第一和第二频率；
第四检测装置，用于检测在所述第四频率附近的分量，所述第四频率由所述声波发生装置产生并被列车反射；其中
所述判定装置根据所述第四检测装置的检测结果但不顾所述第一和第二检测装置的检测结果，确定列车是否在处于非常近位置的第三预定距离内。
10．如权利要求5、6或7所述的列车位置检测系统中使用的列车逼近报警发生设备，包括：
第一检测装置，用于在行驶于铁轨上的列车所产生的振动中检测出第一频率附近的分量，所述第一频率是相当容易通过铁轨传播的频率；
第二检测装置，用于在列车产生的振动中检测出第二频率附近的分量，所述第二频率是相当难通过铁轨传播的频率；
第三检测装置，用于在通过铁轨传播的振动中检测出在所述第三频率附近的分量；
判定装置，用于根据所述第一和第二检测装置的检测结果，判定列车是否逼近处于非常近位置的第一预定距离，或列车是否逼近比所述第一预定距离远的第二预定距离，或者根据所述第三检测装置的检测结果，确定列车的位置；和
报警发生装置，用于当所述判定装置根据所述第三检测装置的检测结果已经判定列车处于第一预定距离或第二预定距离内或列车位置是一预定位置时，发出报警。
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