CN201626436U - 平面调车作业防撞预警装置 - Google Patents
平面调车作业防撞预警装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN201626436U CN201626436U CN2010201799038U CN201020179903U CN201626436U CN 201626436 U CN201626436 U CN 201626436U CN 2010201799038 U CN2010201799038 U CN 2010201799038U CN 201020179903 U CN201020179903 U CN 201020179903U CN 201626436 U CN201626436 U CN 201626436U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- unit
- collision prewarning
- prewarning apparatus
- shunting operation
- signals
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种平面调车作业防撞预警装置，包括天线、及用于产生调制信号的调制单元；用于根据所述调制信号产生频率为的高频载波信号，并通过天线以雷达波形式发射的发射单元；用于通过天线接收反射的雷达波信号，并将雷达波信号与发射单元所产生的高频载波信号进行混频以得到差频信号的接收单元；用于对所述差频信号进行滤波、放大处理，并分别在调制信号的上升沿和下降沿对处理后的差频信号进行AD采样的中放单元；用于计算被推送车辆与要连挂车辆的距离及调车机的速度的分析单元。本实用新型可实现平面调车作业时自动测距和测速，调车司机据此控制车速，并且具有体积小、携带方便、测试准确、分辨率高，且可全天候工作的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及自动控制技术，更具体地说，涉及一种用于平面调车作业的防撞预警装置。
背景技术
随着我国的经济快速发展，铁路运输量不断增长，铁路车站调车作业工作量也日益繁重。所谓的调车是机车车辆在除列车在车站的到达、出发、通过以及在区间内运行外所进行一切有目的移动。
铁路车站在进行调车作业时，调车机在车辆后面推送车辆，连接员悬挂在被推送车辆前部，一只手抓住被推送车辆，一只手握住对讲机(无线平面调车系统手持机)，调车司机看不到前方将要连挂的车辆，需要连接员目测被推送车辆与前方将要连挂的车辆的距离，并通过对讲机(无线平面调车系统手持机)将目测到的距离告诉调车司机：“十车、五车、三车”或“110米、55米、33米”，调车司机根据连接员所报距离来掌握调车机推送的速度。若是连接员目测距离准确，调车机推送速度合适，调车连挂时的撞击力很小，这种连挂，行话叫“橡皮钩”。要实现“橡皮钩”连挂，连接员目测距离必须十分准确。但是，连接员目测距离的准确性，会受到很多因素的影响。在雨天、雾天及夜间作业时，由于视线不良，连接员往往不能对距离做出准确判断，特别是夜间工作极易出现瞌睡，导致误报甚至漏报，调车司机不能很好地控制车速，留下了极大的安全隐患，如果列车装载的是油品或其他易燃易爆危险品，就可能发生重大安全事故。
过去，对铁路车站平面调车作业防撞预警还没有很好的方法，超声波测距由于声波在空气中衰减大，测距范围太小；光学、激光及红外线测距易受烟、雨、雾的影响；微波雷达分辨率低，易受地物及其他股道车辆的影响，天线口径也过大。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述被推送车辆与要连挂车辆的距离测量不准确的缺陷，提供一种用于平面调车作业的防撞预警装置，能准确测量被推送车辆与要连挂车辆的距离与速度。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种平面调车作业防撞预警装置，工作时依靠磁力装设在被推送的车辆上，用于测量被推送车辆与要连挂车辆的距离，所述被推送车辆由调车机推送，包括天线、及
用于产生调制信号的调制单元；
用于根据所述调制信号产生频率为24GHz的高频载波信号，并通过天线以雷达波形式发射的发射单元；
用于通过天线接收反射回来的雷达波信号，并将反射的雷达波信号与发射单元所产生的24GHz的高频载波信号进行混频以得到差频信号的接收单元；
用于对所述差频信号进行滤波、放大处理，并分别在所述调制信号的上升沿和下降沿对处理后的差频信号进行AD采样的中放单元；
用于根据所采样的上升沿的差频和下降沿的差频计算被推送车辆与要连挂车辆的距离及调车机的速度的分析单元。
在本实用新型所述的平面调车作业防撞预警装置中，所述天线为贴片阵列平面微带天线。
在本实用新型所述的平面调车作业防撞预警装置中，所述发射单元包括压控振荡器。
在本实用新型所述的平面调车作业防撞预警装置中，所述调制单元包括函数发生器。
在本实用新型所述的平面调车作业防撞预警装置中，所述接收单元包括依次连接的射频前置放大器、混频器和前置放大器，所述混频器的输入端还与压控振荡器的输出端相连。
在本实用新型所述的平面调车作业防撞预警装置中，所述中放单元包括依次连接的滤波器、放大器和A/D转换器。
在本实用新型所述的平面调车作业防撞预警装置中，所述防撞预警装置还包括存储有录制好的预设语音片段的语音单元，所述语音单元与所述分析单元连接。
在本实用新型所述的平面调车作业防撞预警装置中，所述防撞预警装置还包括与所述分析单元连接的编解码单元。
在本实用新型所述的平面调车作业防撞预警装置中，所述防撞预警装置还包括用于实现数据传输的无线通信单元。
在本实用新型所述的平面调车作业防撞预警装置中，所述防撞预警装置还包括与所述分析单元连接的人机交换单元。
实施本实用新型的平面调车作业防撞预警装置，由于发射单元所发射的是24GHz高频载波，所以测试准确、分辨率高，可以在5-120米范围内快速准确地测量出被推送车辆与要连挂车辆的距离和调车机的速度。而且，该防撞预警装置体积小、携带方便，可全天候工作，不受雨天、雾天及夜间视线不良的影响。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型的平面调车作业防撞预警装置实施例一的逻辑图；
图2是本实用新型的平面调车作业防撞预警装置实施例二的逻辑图。
具体实施方式
如图1所示，在本实用新型的平面调车作业防撞预警装置实施例一的逻辑图中，该防撞预警装置依靠磁力装设在被推送车辆上，用于测量被推送车辆与要连挂车辆的距离及速度，所述被推送车辆由调车机推送。该防撞预警装置包括天线1、发射单元2、调制单元3、接收单元4、中放单元5和分析单元6，其中，调制单元3用于产生调制信号，优选地，调制单元3连接分析单元6，受分析单元6控制，从而产生幅值和频率可调的调制信号，该调制信号分为两路，一路送入发射单元2，另一路作为同步信号送入中放单元5。发射单元2根据该调制信号产生频率为24GHz的高频载波信号，该高频载波信号分为两路，一路通过天线1以雷达波形式发射出去，另一路作为接收单元4混频的参考信号。接收单元4通过天线1接收反射回来的雷达波信号，并将反射的雷达波信号与发射单元2所产生的24GHz的高频载波信号进行混频以得到差频信号。中放单元5对该差频信号进行滤波、放大处理，并分别在上述调制信号的上升沿和下降沿对处理后的差频信号进行AD采样。分析单元6根据所采样的上升沿的差频和下降沿的差频计算被推送车辆与要连挂车辆的距离及调车机的速度。
图2是本实用新型平面调车作业防撞预警装置实施例二的逻辑图，以下将详细介绍该防撞预警装置的各个单元：
天线优选为贴片阵列平面微带雷达天线1，其中，雷达发射天线和雷达接收天线相互独立，雷达波水平方向方位角为7°，垂直方向仰角为28°。
发射单元2包括压控振荡器21，该压控振荡器21采用变容调谐压控振荡器(VCO)，其根据调制单元3送来的调制信号，产生频率为24GHz、最大调谐范围为125MHz的高频载波雷达信号，发射单元的输出功率为20dBm。该高频载波雷达信号分为两路，一路信号由雷达发射天线以雷达波的形式发送出去，另一路作为参考信号送到接收单元4。
接收单元4可包括射频(RF)前置放大器41、混频器42和前置放大器43。其中，RF前置放大器41采用低噪声RF前置放大器，前置放大器43的增益为33dB，带宽为50～25kHz。由天线接收到的雷达反射信号由RF前置放大器41放大后，送入混频器42，混频器42同时接入雷达反射信号和直接由压控振荡器21送来的参考信号，并产生差频信号。
调制单元3可包括函数发生器33，该函数发生器33采用高精度可编程波形发生器AD9833，由分析单元6控制，可以产生幅值和频率可调的调制信号，例如三角波调制信号，该调制信号分为两路，一路送入压控振荡器21，另一路作为同步信号送入中放单元5。
中放单元5可包括依次连接的滤波器51、放大器和A/D转换器。其中，滤波器51的带宽为50～25kHz；放大器优选可编程放大器52，例如型号为PGA103，且该可编程放大器52与分析单元6相连，分析单元6可根据差频信号的大小控制可编程放大器52的放大倍数；A/D转换器优选高速同步A/D转换器53，例如为6MHZ的12位的并行A/D转换器THS1206。由接收单元4送来的差频信号分别经滤波器51滤波及经可编程放大器52放大后送入高速同步A/D转换器53转换为数字差频信号，可编程放大器的放大倍数由分析单元6根据差频信号的大小进行控制。
分析处理单元6是该防撞预警装置的核心，可优选采用双CPU结构，包括从CPU 61和主CPU 62。主CPU 62可采用是NXP半导体公司(NXPSemiconductors，由飞利浦创建的独立半导体公司)的ARM7TDMI-S为内核的微控制器LPC2468，完成控制、存贮、显示、通信、报警等任务，从CPU 61采用TI公司DSP芯片TMS320C5402，其分别与调制单元3和中放单元5连接，用于根据高速同步A/D转换器所采样的上升沿的差频和下降沿的差频计算被推送车辆与要连挂车辆的距离及调车机的速度。从CPU 61的计算结果传送给主CPU 62后，主CPU 62再分别将数据传送给存贮单元10、通信单元13等。
下面说明分析单元6中的从CPU 61是如何计算被推送车辆与要连挂车辆的距离及调车机的速度：
由中放单元5送入从CPU 61有两路数字信号，一路为同步信号，一路差频信号。同步信号用于对高速同步A/D转换器的采样进行同步，在三角波上升沿和下降沿各进行一组连续高速样得到两组数字差频信号(时域信号)，数字差频信号(时域信号)用于对距离、速度进行计算：
分别对三角波上升沿和下降沿的两组差频信号(时域信号)进行快速傅里叶变换(FFT)，得到两组差频信号(频域信号)；
找出上升沿信号强度最大的差频：fdiff_up；
找出下降沿信号强度最大的差频：fdiff_down；
根据调频连续波(FMCW)体制的延迟效应和多普勒效应计算出距离和速度：
R＝(fdiff_up-fdiff_down)×Co×T÷(4×Δf)；
V＝Co×(fdiff_up+fdiff_down)÷(4×fo)；
式中：R：目标的距离，在本实用新型中，R为被推送车辆与要连挂车辆的距离；
V：运动物体的速度，在本实用新型中，V为调车机的速度；
fo：雷达的发射频率；
Δf：发射频率的变化范围；
T：锯齿波重复周期；
Co：光速。
编解码单元优选为DTMF单元7，DTMF单元7进行DTMF编码和解码的专用芯片HT9170，并通过无线通信单元8与无线平面调车系统进行双向无线DTMF数字通信：
(1)将实时测量的距离和速度数字信息及本机的状态信息传送给无线平面调车系统的机车控制器；
(2)在被推送车辆过弯道后由无线平面调车系统的机车控制器或调车组人员手持机控制而开机工作，调车作业结束后由由无线平面调车系统的机车控制器或调车组人员手持机控制而关机，完成开机或关机后立即回送状态信息；
(3)接受无线平面调车系统的机车控制器或调车组人员手持机的状态查询命令后立即回送状态信息。
无线通信单元8可包括无线通信模块81和天线82，无线通信模块81可采用M-3000。无线通信单元8接受语音单元9送来的音频信号，在主CPU 62的控制下调制后通过无线方式发射出去，调车机司机室的机车控制器和调车组人员的手持机接收并播放出来。编解码单元7编码后送来的DTMF数字信号经无线通信模块81和天线82发射出去，调车机司机室的机车控制器接收并显示；调车机司机室的机车控制器和调车组人员的手持机发送的DTMF数字控制信号经天线82和无线通信模块81接收，再由编解码单元7解码后送至分析处理单元6。
语音单元9可包括语音芯片91、功率放大器92和扬声器93。其中，功率放大器92采用高保真功率放大器LM386N；语音芯片91采用SCO40-SOP8，存有事先录好的语音片段：“十车”、“五车”、“三车”、“一”、“二”、“三”、“四”、“五”、“六”、“七”、“八”、“九”、“十”、“零”、“米”、“危险！车速过快！”等。在从CPU 61判断所计算的推送车辆与要连挂车辆的距离在110米、55米、33米附近范围时，向主CPU 62发送第一语音触发信号，主CPU 62根据该语音触发信号触发语言芯片91产生“十车”、“五车”、“三车”或“110米”、“55米”、“33米”的语音信号；若从CPU 61判断所计算的推送车辆与要连挂车辆的距离在预设距离范围内，且判断调车机的速度超过预设速度时，向主CPU 62发送第二语音触发信号，主CPU 62根据该语音触发信号触发语言芯片91产生“危险！车速过快！”的语音信号。上述语言信号可通过功率放大器92和扬声器93播放出，也可以通过无线通信单元8通过无线方式发送给调车机司机室的机车控制器和调车组人员的手持机。
存贮单元10可为SRAM、FLASH、EEPROM，用于存贮程序、设置参数及测试数据。
人机交换单元11可为按键、LCD、指示灯等，实现数据、状态的显示及参数的设置和修改。
复位单元12可以以控制芯片(MAX706)为核心，包括看门狗、上电复位、掉电复位、手动复位，使设备适应复杂的现场电磁干扰环境。
通信单元13可为RS232/485、USB，可以和计算机、U盘等设备进行通信，实现数据交换及进行设备程序更新。
上述装置还可包括供电单元，供电单元包括电池及电池管理系统，确保宽范围电压输入情况下为其他各单元提供稳定可靠的供电。
上述装置还可包括强力磁铁，可以方便而牢固地吸附地车辆上，不需连接员操作而自动工作，对调车组人员的正常工作无任何不利影响。
上述装置还设计有散热和保温结构，可以在-20～+60℃温度范围内可靠工作。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种平面调车作业防撞预警装置，工作时依靠磁力装设在被推送的车辆上，用于测量被推送车辆与要连挂车辆的距离，所述被推送车辆由调车机推送，其特征在于，包括天线、及
用于产生调制信号的调制单元；
用于根据所述调制信号产生频率为24GHz高频载波信号，并通过天线以雷达波形式发射的发射单元；
用于通过天线接收反射回来的雷达波信号，并将反射的雷达波信号与发射单元所产生的24GHz的高频载波信号进行混频以得到差频信号的接收单元；
用于对所述差频信号进行滤波、放大处理，并分别在所述调制信号的上升沿和下降沿对处理后的差频信号进行AD采样的中放单元；
用于根据所采样的上升沿的差频和下降沿的差频计算被推送车辆与要连挂车辆的距离及调车机的速度的分析单元。
2.根据权利要求1所述的平面调车作业防撞预警装置，其特征在于，所述天线为贴片阵列平面微带天线。
3.根据权利要求1所述的平面调车作业防撞预警装置，其特征在于，所述发射单元包括压控振荡器。
4.根据权利要求1所述的平面调车作业防撞预警装置，其特征在于，所述调制单元包括函数发生器。
5.根据权利要求1所述的平面调车作业防撞预警装置，其特征在于，所述接收单元包括依次连接的射频前置放大器、混频器和前置放大器，所述混频器的输入端还与压控振荡器的输出端相连。
6.根据权利要求1所述的平面调车作业防撞预警装置，其特征在于，所述中放单元包括依次连接的滤波器、放大器和A/D转换器。
7.根据权利要求1所述的平面调车作业防撞预警装置，其特征在于，所述防撞预警装置还包括存储有录制好的预设语音片段的语音单元，所述语音单元与所述分析单元连接。
8.根据权利要求1所述的平面调车作业防撞预警装置，其特征在于，所述防撞预警装置还包括与所述分析单元连接的编解码单元。
9.根据权利要求1所述的平面调车作业防撞预警装置，其特征在于，所述防撞预警装置还包括用于实现数据传输的无线通信单元。
10.根据权利要求1所述的平面调车作业防撞预警装置，其特征在于，所述防撞预警装置还包括与所述分析单元连接的人机交换单元。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010201799038U CN201626436U (zh) | 2010-05-06 | 2010-05-06 | 平面调车作业防撞预警装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010201799038U CN201626436U (zh) | 2010-05-06 | 2010-05-06 | 平面调车作业防撞预警装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN201626436U true CN201626436U (zh) | 2010-11-10 |
Family
ID=43057825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010201799038U Expired - Fee Related CN201626436U (zh) | 2010-05-06 | 2010-05-06 | 平面调车作业防撞预警装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN201626436U (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102152803A (zh) * | 2011-03-09 | 2011-08-17 | 济南三鼎电气有限责任公司 | 基于雷达测距技术的太阳能led车档预警装置 |
| CN102358332A (zh) * | 2011-07-31 | 2012-02-22 | 宁波市镇海西门专利技术开发有限公司 | 列车防追尾遥测装置 |
| CN102963392A (zh) * | 2012-11-15 | 2013-03-13 | 中国神华能源股份有限公司 | 推车机与列车未挂钩检测控制系统和方法 |
| CN104884971A (zh) * | 2012-12-21 | 2015-09-02 | 奥托立夫开发公司 | 交通工具雷达诊断配置 |
| CN114779253A (zh) * | 2022-04-18 | 2022-07-22 | 深圳市七洲电子有限公司 | 一种主动防止后车碰撞的方法及系统 |
-
2010
- 2010-05-06 CN CN2010201799038U patent/CN201626436U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102152803A (zh) * | 2011-03-09 | 2011-08-17 | 济南三鼎电气有限责任公司 | 基于雷达测距技术的太阳能led车档预警装置 |
| CN102358332A (zh) * | 2011-07-31 | 2012-02-22 | 宁波市镇海西门专利技术开发有限公司 | 列车防追尾遥测装置 |
| CN102963392A (zh) * | 2012-11-15 | 2013-03-13 | 中国神华能源股份有限公司 | 推车机与列车未挂钩检测控制系统和方法 |
| CN102963392B (zh) * | 2012-11-15 | 2015-09-23 | 中国神华能源股份有限公司 | 推车机与列车未挂钩检测控制系统和方法 |
| CN104884971A (zh) * | 2012-12-21 | 2015-09-02 | 奥托立夫开发公司 | 交通工具雷达诊断配置 |
| CN104884971B (zh) * | 2012-12-21 | 2017-04-05 | 奥托立夫开发公司 | 交通工具雷达诊断配置 |
| CN114779253A (zh) * | 2022-04-18 | 2022-07-22 | 深圳市七洲电子有限公司 | 一种主动防止后车碰撞的方法及系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201626436U (zh) | 平面调车作业防撞预警装置 | |
| CN201383004Y (zh) | 一种智能交通车辆检测雷达 | |
| CN102788980A (zh) | 一种调频连续波汽车防撞雷达系统 | |
| CN104386062A (zh) | 一种基于脉冲计数红外测距装置的汽车防撞系统 | |
| CN105319546A (zh) | 多目标雷达及其所采用的数字信号处理方法 | |
| CN102486537A (zh) | 一种毫米波雷达防撞探测装置 | |
| CN103576155A (zh) | 一种微波雷达式汽车防撞预警系统 | |
| CN101186216A (zh) | 调车机车作业安全监控装置 | |
| CN201886149U (zh) | 一种毫米波雷达防撞探测装置 | |
| CN102253370A (zh) | 一种77GHz毫米波汽车防碰撞雷达信号处理装置 | |
| CN106004931A (zh) | 一种基于无线测距技术的列车接近告警系统及方法 | |
| CN202282073U (zh) | 基于激光和雷达的双模测速取证系统 | |
| CN203012135U (zh) | 一种调频连续波雷达系统 | |
| CN101915921A (zh) | 双波束四天线微波交通信息检测雷达及信息检测方法 | |
| CN104237872A (zh) | 一种基于分段混合测距的矿井机车防撞方法及装置 | |
| CN103818406A (zh) | 一种地铁辅助防撞系统及防撞方法 | |
| CN105427645A (zh) | 一种带有自检测功能的高速公路恶劣天气实时限速系统 | |
| CN101937084A (zh) | 低成本交通信息检测雷达装置及检测方法 | |
| CN204778451U (zh) | 一种fmcw雷达港口起重机防撞系统 | |
| CN207059893U (zh) | 一种基于超声波的车辆防撞预警装置 | |
| CN201322805Y (zh) | 全数字智能型汽车防撞雷达 | |
| CN202669852U (zh) | 无线列车轴温检测装置 | |
| CN2929859Y (zh) | 微波交通车辆信息检测器 | |
| CN202243307U (zh) | 智能型汽车防撞报警器 | |
| CN204347246U (zh) | 毫米波测速雷达 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20101110 Termination date: 20170506 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |