CN202827581U - 列尾专用机车电台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种列尾专用机车电台，包括主机、控制盒和天线合路器；主机上至少设置有第一信道机和第二信道机，第一信道机和第二信道机均通过天线合路器与天线相连，用于通过无线方式收发信息；控制盒与主机连接；控制盒用于控制第一信道机和第二信道机，并通过语音播报和/或显示装置显示第一信道机和第二信道机接收的信息；控制盒上至少设置有频率控制器，用于控制第一信道机的信号收发频率在设定守候频率点和设定扫描频率段之间切换。通过第一信道机的收发频段上设置独立的频点用于与列尾的无线通信，解决了与同样基于450MHz无线电台的无线列调系统之间同频干扰问题，同时还设置了第二信道机，提高了列尾专用机车电台的通用性。

Description

列尾专用机车电台

技术领域

本实用新型涉及铁路无线通信技术，尤其涉及一种列尾专用机车电台。

背景技术

在铁路运输中，取消守车后，列车司机通过列尾系统对列尾进行监控，如：风压查询和排风制动，保证列车的运行安全。而无线列调系统是重要的铁路行车通信设备，通过450MHz车载电台实现列车与地面的通信，号称列车行车“三大件”之一，在保证列车正点运行、通告险情、防止事故、救援抢险等各方面都具有重要的作用。

列尾系统是一个包括控制盒和与控制盒相连的主机、机车电台、列尾主机和列尾电台的通信系统，控制盒通过机车电台将命令信息或查询信息发出，列尾主机通过列尾电台接收命令信息或查询信息，进行相应的操作之后将反馈信息通过列尾电台发出，与控制盒相连的主机通过机车电台接收反馈信息，并将反馈信息发送给控制盒通过声音或显示装置告知机务人员。

目前国内普遍使用的列尾系统中控制盒通过450MHz车载电台实现与列尾之间数据的传输，与同样通过450MHz车载电台实现列车与地面车站通信的无线列调系统很容易产生同频干扰，影响列车运行的安全性，尤其在枢纽地区，受同频干扰的影响，列车尾部风压查询困难，将会影响列车发车。

现有技术中，还有一种专门为铁路通信设计的综合专用数字移动通信系统GSM-R，基于GSM-R网络实现列车首尾的数据传输，能够实现重载长大列车尾部与牵引机车同步可控制动，已经在线运用并取得了良好的预期效果。但这种传输方式只能使用在GSM-R网络覆盖的区段，对于没有GSM-R网络的地方无法进行数据传输。

实用新型内容

本实用新型提供一种列尾专用机车电台，用于解决列尾系统与无线列调系统之间的同频干扰问题，同时提高列尾专用机车电台的通用性。

本实用新型提供一种列尾专用机车电台，包括：主机、控制盒和天线合路器；

所述主机上至少设置有第一信道机和第二信道机，所述第一信道机和第二信道机均通过所述天线合路器与天线相连，用于通过无线方式收发信息；

所述控制盒与所述主机连接；所述控制盒用于控制所述第一信道机和第二信道机，并通过语音播报和/或显示装置显示所述第一信道机和第二信道机接收的信息；

所述控制盒上至少设置有频率控制器，用于控制所述第一信道机的信号收发频率在设定守候频率点和设定扫描频率段之间切换，其中，所述设定守候频率点为所述设定扫描频率段上的一个频点。

如上所述的列尾专用机车电台，优选地，所述第一信道机为基于450MHz无线电台的无线信道机，所述第二信道机为基于GSM-R网络的无线信道机。

如上所述的列尾专用机车电台，优选地，所述主机包括主机主控板、接口板和电源板；

所述第一信道机和第二信道机设置在所述主控板上，所述主控板上还设置有主控装置，所述主控装置用于接收所述控制盒的操作指令，并将所述操作指令传递给所述第一信道机或所述第二信道机，和用于将所述第一信道机或所述第二信道机接收的信息传递给所述控制盒，所述控制盒通过语音播报和/或显示装置显示所述信息。

如上所述的列尾专用机车电台，优选地，所述主机主控板上还设置有FFSK调制解调装置，用于调制解调所述第一信道机收发的信息。

如上所述的列尾专用机车电台，优选地，所述主机主控板上还设置有时钟装置、温度检测装置和存储装置；

所述时钟装置、温度检测装置和存储装置与所述主控板连接。

如上所述的列尾专用机车电台，优选地，所述主机还包括主机结构体，用于封装所述主机。

如上所述的列尾专用机车电台，优选地，所述控制盒为两个相同的控制盒，每个控制盒均与所述主机串口连接。

如上所述的列尾专用机车电台，优选地，所述控制盒包括：控制盒主控板、功放板、灯板和扬声器；

所述功放板、灯板和扬声器与所述控制盒主控板连接。

本实用新型所提供的列尾专用机车电台，通过在第一信道机的收发频段上设置独立的频点用于与列尾的无线通信，解决了与同样基于450MHz无线电台的无线列调系统之间的同频干扰问题，同时还设置了第二信道机，在GSM-R网络的覆盖区段可以通过GSM-R数字信道实现与列尾的无线通信，提高了列尾专用机车电台的通用性。

附图说明

图1为本实用新型实施例一中列尾专用机车电台设备组成及连接示意图；

图2为本实用新型实施例二中列尾专用机车电台各设备组成示意图；

图3为本实用新型实施例二中主机主控板接口示意图。

具体实施方式

实施例一

图1所示为本实用新型实施例一中列尾专用机车电台设备组成及连接示意图，列尾专用机车电台应用在列尾系统中，实现与列尾的无线通信，监测和控制列尾的工作状态，包括列尾风压查询、辅助排风制动、风压报警、电池欠压报警等，对实现列尾同步可控制动起着重要作用。

本实施例所提供的列尾专用机车电台包括：

主机1、控制盒5和天线合路器101。主机1上至少设置有第一信道机3、第二信道机4，第一信道机3和第二信道机4均通过天线合路器101与天线100相连，用于通过无线方式收发信息；

控制盒5与主机1连接，优选地，控制盒5通过串口与主机1连接，天线合路器101可以设置在主机1的内部或外部。控制盒5用于控制第一信道机3和第二信道机4，并通过语音播报和/或显示装置显示第一信道机3和第二信道机4接收的信息，控制盒5上至少设置有频率控制器7，用于控制第一信道机3的信号收发频率在设定守候频率点和设定扫描频率段之间切换，其中，所述设定守候频率点为所述设定扫描频率段上的一个频点。

其中，第一信道机3和第二信道机4的工作频段可以有很多种组合，本实施例中第一信道机3优选为基于450MHz无线电台的模拟无线信道机，第二信道机4优选为基于GSM-R（GSM for Railways，简称为GSM-R，该系统是专门为铁路通信设计的综合专用数字移动通信系统）网络的数字无线信道机，即第一信道机3的工作频段为457MHz-469MHz，第二信道机4的工作频段为885MHz-934MHz，本实施例中，第一信道机3的守候频率点和第二信道机4的扫描频率段可以根据实际情况具体设定，具体地，可以设定第一信道机3的守候频率点为457.925MHz，扫描频率段为457MHz-469MHz，解决了同时基于450MHz无线电台的列尾系统和无线列调系统之间的同频干扰问题。同时因为基于GSM-R网络无线通信的工作频段为高频段，在弱场区段，如山区、多隧道区段，可以克服与列尾无线通信信号弱的问题。

因为目前国内普遍使用的列尾系统是基于450M无线电台的机车电台，在GSM-R网络覆盖区段使用的通用可控列尾系统是基于GSM-R网络的机车电台，所以为符合实际应用，在以下实施例中，如无特殊声明外，第一信道机3即为基于450M无线电台的模拟无线信道机，第二信道机4即为基于GSM-R网络的数字无线信道机。当然，随着铁路通信系统的改进和进一步完善，如果有新的工作频段的模拟信道和数字信道出现，也适用于本实用新型的技术方案。

在现有技术中，列尾机车电台均只设置有一种信道机，第一信道机或第二信道机，而本实施例所提供的列尾专用机车电台主机1上同时设置有第一信道机3和第二信道机4，且列尾专用机车电台既可以通过模拟信道收发信息又可以通过数字信道收发信息，提高了列尾专用机车电台的通用性，同时也保证了列尾专用机车电台通过无线方式收发信息的可靠性。

同时，因为第一信道机3和第二信道机4的工作频段不同，多信道的共用，会引起不同信道间的射频耦合引起互调干扰。为解决互调干扰，本实施例中第一信道机3和第二信道机4通过天线合路器101共用一个天线100，从而来解决上述干扰问题。

在列尾专用机车电台中，控制盒5用于控制第一信道机3和第二信道机4，具体过程为：

控制盒5发送操作指令给主机1，如：查询风压指令和辅助排风制动指令，主机1将操作指令通过第一信道机3和第二信道机4发送给列尾，来获取列尾的工作状态信息，起到监测和控制列尾工作状态的作用；

第一信道机3和第二信道机4接收列尾发送的对上述操作指令的响应信息，如风压信息和排风应答信息，或第一信道机3和第二信道机4接收列尾发送的报警信息，如风压报警信息和电池欠压报警信息，并将接收的信息通过主机1发送给控制盒5，控制盒5通过语音播报和/或显示装置显示列尾发送的信息。

其中，控制盒5与主机1串口的连接方式有很多种，例如：控制盒5可以通过RS422与主机1串口连接，从而实现控制盒5通过第一信道机3和第二信道机4收发信息，其中，RS-422是差模传输，具有抗干扰能力强、传输距离远等优点。

本实施例中，第一信道机3的收发频率可以在设定守候频率点和设定扫描频率段之间切换，因此在控制盒5上还设置有频率控制器7。通过频率控制器7设定第一信道机3的收发频率为设定守候频率点，当第一信道机3在设定守候频率点无法收发信息时，或需要通过扫描设定扫描频率段收发信息时，通过频率控制器7将第一信道机3的收发频率切换为设定扫描频率段，通过扫描设定扫描频率段来收发信息，从而提高了列尾机车电台工作时的灵活性和收发信息的可靠性。其中，设定守候频率点为设定扫描频率段上的一个频点，使得无线列尾系统和无线列调系统可以使用同一工作频率段（即为450MHz无线电台的工作频段：457MHz-469MHz）而不产生同频干扰。

本实用新型所提供的列尾专用机车电台，通过在基于450MHz无线电台第一信道机3的收发频段上设置独立的频点用于与列尾的无线通信，解决了与同样基于450MHz无线电台的无线列调系统之间的同频干扰问题，同时还设置了基于GSM-R网络的第二信道机4，在GSM-R网络的覆盖区段可以通过GSM-R数字信道实现与列尾的无线通信，提高了列尾专用机车电台的通用性。

为了实现列尾专用机车电台能够同时通过第一信道机3和第二信道机4收发信息，在列尾专用机车电台上设置有双接收机，使得列尾专用机车电台在一个信道机出现故障时，仍能够及时收发信息，提高了列尾专用机车电台收发信息的可靠性，为列车的安全运行提供了保障。当然，这种情况局限于GSM-R网络的覆盖区段，但随着GSM-R网络覆盖范围的不断增加，这种优势会更加凸显。

本实施例中，列尾专用机车电台设置有双接收机，第一接收机和第二接收机，且同时打开，第一接收机用于监测设定守候频率点（457.925MHz）或扫描设定扫描频率段（457MHz-469MHz）接收模拟信道传送的信息，第二接收机用于接收数字信道（885MHz-934MHz）传送的信息。

实施例二

图2所示为本实施例中列尾专用机车电台各设备组成示意图，本实施例中列尾专用机车电台具有两个相同的控制盒5，分别设置在列车首尾，在图2中仅示出一个控制盒的组成示意图。

如图2所示，本实施例中列尾专用机车电台的主机1包括：主机主控板8。

主机主控板8上除了设置有第一信道机3和第二信道机4，还设置有主控装置2、电源板6和接口板102，主控装置2用于接收控制盒5的操作指令，并将操作指令传递给第一信道机3或第二信道机4，和用于将第一信道机3或第二信道机4接收的信息传递给控制盒5，控制盒5通过语音播报和/或显示装置显示所述信息，接口板102上至少设置有电源接口、控制盒接口和天线接口。

本实施例中，第一信道机3由调制解调装置11和450MHz无线电台组成，其中，调制解调装置11设置在主机主控板8上，优选FFSK调制解调，用于调制控制盒5通过第一信道机3发送的信息和解调第一信道机3接收的信息。第二信道机4为基于GSM-R网络的第二信道机，通过GPRS无线方式收发信息。

因为主机主控板9上集成了各种功能装置，各种功能装置的连接关系复杂，大量的明线布线使得人工连接操作复杂且容易出现连接错误，本实施例中通过设置独立的接口板102，尽量减少明线布线的数量，接口板102上可以设置电源接口、控制盒接口和天线接口，当然也可以有其它功能装置的接口，在此不再说明。

电源板6包括电源滤波器、整流器和电源模块，实现不同电压值的直流电源输出，用于给设置在主机1内各电源结构供电。

本实施例中列尾专用机车电台的主机1还可以包括主机结构体9，用于封装主机1内各个设备，确保主机1内的设备性能稳定可靠。

如图2所示，本实施例中列尾专用机车电台的控制盒5包括：控制盒结构体51、控制盒主控板52、功放板53、灯板54和扬声器55，功放板53、灯板54和扬声器55与控制盒主控板52连接，控制盒结构体51用于封装控制盒内各个设备。

其中，控制盒主控板52上具有实现控制盒5的各功能键，包括：风压查询功能键、辅助排风制动功能键、确认键等，列车乘务员可以通过上述各功能键发送操作指令到主机1，主机1上的主控装置2将所述操作指令通过第一信道机3或第二信道机4发送；灯板54用于显示列尾专用机车电台的工作状态，包括第一信道机3和第二信道机4工作状态指示灯，例如：第一信道机3发送，红灯长亮；第一信道机3接收，绿灯长亮；灯板54还可以用于显示列尾专用机车电台接收的列尾信息，如：列尾风压值，优选LED灯，因其具有点亮无延迟，响应时间更快，耗电量低等优点；扬声器55则用于语音播报列尾专用机车电台接收的列尾信息；优选地，还可以在灯板54显示列尾信息的同时，并通过扬声器55播报该列尾信息，保证列车乘务员能够及时了解列尾的工作状态，确保列车安全运行。

图3所示为本实施例所提供的主机主控板接口示意图，列尾专用机车电台主机1的主机主控板8包括主控装置2和各种功能装置，本实施例中主控装置2由主机1CPU来实现，主机1CPU与各种功能装相连，协调控制各功能装置的工作状态。

如图3所示，本实施例所提供的列尾专用机车电台接收列尾信息的过程为：

第一信道机3通过450MHz无线电台12接收信号，接收的信号通过FFSK调制解调装置11解调，主机1CPU将解调后的信号通过RS422串口发送给控制盒5，通过控制盒5语音播报和/或显示接收信号中的信息；第二信道机4通过GSM-R装置20接收信号并对接收的信号解调，主机1CPU将解调后的信号通过RS422串口发送给控制盒5，通过控制盒5语音播报和/或显示接收信号中的信息。

本实施例所提供的列尾专用机车电台发送操作指令给列尾的过程为：

控制盒5通过RS422串口将操作指令发送给主机1CPU，主机1CPU将操作指令传输到FFSK调制解调装置11调制，调制后的操作指令通过第一信道机3的450MHz无线电台12发送给列尾；控制盒5通过RS422串口将操作指令发送给主机1CPU，主机1CPU将操作指令传输到GSM-R装置20调制，并通过无线方式发送给列尾。

其中，450MHz无线电台12和GSM-R装置20与主机1CPU电连接，控制盒5与主机1CPU串口连接；主机1CPU自带4个串口，当串口不够用时，可以通过串口扩展芯片扩展主机1CPU的串口，用于连接其他功能装置，串口扩展芯片的型号有很多，在实际应用中，可以根据需要选用合适的型号，本实施例中选择GM8125-S串口扩展芯片19。

列尾专用机车电台主机1的主机主控板8上还可以设置时钟装置16、温度检测装置17和存储装置18，时钟装置16用于校核系统时间；本实施例中温度检测装置17由传感器和报警器构成，集成在主机主控板8上，用于测量主机1的工作温度，在温度超过一定温度时产生报警；由于列尾专用机车电台与列尾的通信是实时的，会产生大量记录数据，需要扩展列尾专用机车电台主机1存储容量，如图3所示，存储装置18为扩展的存储芯片，存储芯片的类型可以包括E²PROM、FLASH和铁电存储器，与主机1CPU通过I²C总线连接。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种列尾专用机车电台，其特征在于，包括：主机、控制盒和天线合路器；

所述主机上至少设置有第一信道机和第二信道机，所述第一信道机和第二信道机均通过所述天线合路器与天线相连，用于通过无线方式收发信息；

所述控制盒与所述主机连接；所述控制盒用于控制所述第一信道机和第二信道机，并通过语音播报和/或显示装置显示所述第一信道机和第二信道机接收的信息；

所述控制盒上至少设置有频率控制器，用于控制所述第一信道机的信号收发频率在设定守候频率点和设定扫描频率段之间切换，其中，所述设定守候频率点为所述设定扫描频率段上的一个频点。

2.根据权利要求1所述的列尾专用机车电台，其特征在于，所述第一信道机为基于450MHz无线电台的无线信道机，所述第二信道机为基于GSM-R网络的无线信道机。

3.根据权利要求1或2所述的列尾专用机车电台，其特征在于，所述主机包括主机主控板、接口板和电源板；

所述第一信道机和第二信道机设置在所述主控板上，所述主控板上还设置有主控装置，所述主控装置用于接收所述控制盒的操作指令，并将所述操作指令传递给所述第一信道机或所述第二信道机，和用于将所述第一信道机或所述第二信道机接收的信息传递给所述控制盒，所述控制盒通过语音播报和/或显示装置显示所述信息。

4.根据权利要求3所述的列尾专用机车电台，其特征在于，所述主机主控板上还设置有FFSK调制解调装置，用于调制解调所述第一信道机收发的信息。

5.根据权利要求3所述的列尾专用机车电台，其特征在于，所述主机主控板上还设置有时钟装置、温度检测装置和存储装置；

所述时钟装置、温度检测装置和存储装置与所述主机主控板连接。

6.根据权利要求1-5任一所述的列尾专用机车电台，其特征在于，所述主机还包括主机结构体，用于封装所述主机。

7.根据权利要求1所述的列尾专用机车电台，其特征在于，所述控制盒为两个相同的控制盒，每个控制盒均与所述主机串口连接。

8.根据权利要求1或7所述的列尾专用机车电台，其特征在于，所述控制盒包括：控制盒主控板、功放板、灯板和扬声器；

所述功放板、灯板和扬声器与所述控制盒主控板连接。

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