CN204548158U - 铁路列车车地联控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种铁路列车车地联控系统，所述系统包括：用于采集站场铁路信号设备的实时动态信息的地面信息采集模块，用于将所述实时动态信息进行实时传输的无线数据传输模块，用于根据接收到的所述实时动态信息对机车进行控制的车载自动控制模块，用于监控车载主机、网络状态、地面电子应答器状态和各种报警信息的监控模块，所述无线数据传输模块分别与所述地面信息采集模块、所述车载自动控制模块、所述监控模块相连，所述监控模块分别与所述地面信息采集模块、所述车载自动控制模块相连，由此增强了铁路列车自动安全运行模式，同时提高了车地无限通信的抗干扰性。

Description

铁路列车车地联控系统

技术领域：

本实用新型涉及铁路列车控制领域，尤其涉及一种铁路列车车地联控系统。

背景技术：

随着微电子技术、计算机科学和现代控制理论的发展，特别是可靠性和容错技术的提高，使铁路信号联锁控制系统在经历了以机械、机电等传统技术手段组成的系统后，正向今天的以微电子、计算机和现代控制技术为基础组成的系统发展。

现有技术的铁路列车车地联控系统对列车定位不准确，经常在电子画面上丢车，需要车务人员按“复位”按钮；没有电子制动装置，铁路列车运行的安全可靠性低。另外，车地无线通信采用点对点数传电台，抗干扰性差。

实用新型内容：

针对现有技术的缺陷，本实用新型提供一种铁路列车车地联控系统，增加了铁路列车自动安全运行模式，同时提高了车地无线通信的抗干扰性。

本实用新型提供一种铁路列车车地联控系统，包括：

用于采集站场铁路信号设备的实时动态信息的地面信息采集模块，所述实时动态信息包括铁路轨道信息、道岔信息和信号信息；

用于将所述实时动态信息进行实时传输的无线数据传输模块；

用于根据接收到的所述实时动态信息对铁路列车进行控制的车载自动控制模块；

用于监控所述地面信息采集模块获取的实时动态信息、所述无线数据传输模块获取的网络状态信息、所述车载自动控制模块获取的铁路列车运行信息的监控模块；

所述无线数据传输模块分别与所述地面信息采集模块、所述车载自动控制模块、所述监控模块相连，所述监控模块分别与所述地面信息采集模块、所述车载自动控制模块相连。

可选地，所述地面信息采集模块，包括：

用于采集铁路轨道信息的铁路信号采集装置；

用于将接收的微机联锁信息和铁路轨道信息处理并传递至所述车载自动控制模块的铁路信号采集控制主机和铁路信号采集控制附机；

用于与所述车载自动控制模块进行通讯的无源电子应答器；

用于对所述铁路信号采集控制主机和所述铁路信号采集控制附机进行切换的第一KVM切换器；

用于显示所述第一KVM切换器切换的切换界面的显示器；

用于为所述铁路信号采集装置、所述铁路信号采集控制主机、所述铁路信号采集控制附 机供电的UPS电源；

所述铁路信号采集装置分别与所述铁路信号采集控制主机、所述铁路信号采集控制附机相连，所述第一KVM切换器分别与所述铁路信号采集控制主机、所述铁路信号采集控制附机、所述显示器相连，所述UPS电源分别与所述铁路信号采集装置、所述铁路信号采集控制主机、所述铁路信号采集控制附机相连，所述无源电子应答器放置于铁路列车走行径路轨道的枕木上。

可选地，所述无线数据传输模块，包括：2.4G无线传输基站、用于为所述2.4G无线传输基站供电的无线数据传输基站电源箱、用于发射无线信号的无线数据传输发射器；

所述2.4G无线传输基站分别与所述无线数据传输基站电源箱、所述无线数据传输发射器相连。

可选地，所述车载自动控制模块，包括：

用于采集铁路列车状态信息的车载工况测控主机；

用于识别无源电子应答器的车载无线读卡装置；

用于接收所述车载无线读卡装置所识别信息的车载定位查询主机；

用于接收微机联锁信息和铁路轨道信息的车载无线数据接收装置；

用于接收车载工况测控主机信息、车载定位查询主机信息、铁路轨道信息和微机联锁信息的车载系统主机；

用于为所述车载工况测控主机、所述车载系统主机、所述车载定位查询主机提供电源的车载适配电源箱；

用于显示站场信息和铁路列车状态信息的车载显示器；

所述车载定位查询主机与所述车载无线读卡装置相连，所述车载系统主机分别与所述车载定位查询主机、所述车载工况测控主机、所述车载无线数据接收装置、所述车载显示器相连，所述车载适配电源箱分别与所述车载工况测控主机、所述车载定位查询主机、所述车载系统主机相连。

可选地，所述监控模块，包括：

用于接收所述车载自动控制模块获取的铁路列车状态信息、所述地面信息采集模块获取的微机联锁信息、所述铁路信号采集装置获取的铁路轨道信息的调度监控系统控制主机和调度监控系统控制附机；

用于对所述调度监控系统控制主机和所述调度监控系统控制附机进行切换的第二KVM切换器；

用于显示微机联锁信息和铁路列车状态信息的监控显示器；

所述第二KVM切换器分别与所述监控显示器、所述调度监控系统控制主机、所述调度监控系统控制附机相连。

由上述技术方案可知，本实用新型的铁路列车车地联控系统，根据地面信息采集模块采集站场铁路信号设备的实时动态信息，通过无线数据传输模块将所述实时动态信息进行实时传输至车载自动控制模块，所述车载自动控制模块根据接收到的所述实时动态信息，对铁路列车进行控制，同时监控模块作为用户对系统监视的窗口，监控地面信息采集模块获取的实时动态信息、无线数据传输模块的网络状态信息、车载自动控制模块获取的铁路列车运行信息，增加了铁路列车自动安全运行模式，同时提高了车地无线通信的抗干扰性。

附图说明：

图1为本实用新型一实施例提供的铁路列车车地联控系统结构示意图；

图2为本实用新型一实施例提供的地面信息采集模块结构示意图；

图3为本实用新型一实施例提供的无线数据传输模块结构示意图；

图4为本实用新型一实施例提供的车载自动控制模块结构示意图；

图5为本实用新型一实施例提供的监控模块结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

图1示出了本实用新型一实施例提供的铁路列车车地联控系统结构示意图，如图1所示，本实施例的系统包括：地面信息采集模块11、无线数据传输模块12、车载自动控制模块13、监控模块14；

所述地面信息采集模块11用于采集站场铁路信号设备的实时动态信息，所述实时动态信息包括铁路轨道信息、道岔信息和信号信息；

所述无线数据传输模块12用于将地面信息采集模块11采集到的实时动态信息实时传输至所述车载自动控制模块13；

所述车载自动控制模块13用于根据接收到的所述实时动态信息对铁路列车进行控制，如实时定位，判定铁路列车走行方向、速度、走行距离、车长等信息；

所述监控模块14作为用户对系统监视的窗口，用于监控所述地面信息采集模块获取的实时动态信息、所述无线数据传输模块获取的网络状态信息、所述车载自动控制模块获取的铁路列车运行信息；

其中，所述地面信息采集模块11与所述无线数据传输模12块相连，所述无线数据传输模块12与所述车载自动控制模块13相连，所述监控模块14分别与所述地面信息采集模块 11、所述无线数据传输模块12、所述车载自动控制模块13相连；

具体地，所述地面信息采集模块11主要完成站场铁路信号设备(包括轨道、岔道、信号机)的实时动态信息采集，经过数据打包，通过搜索无线数据传输模块12发往所述车载自动控制模块13，并与所述车载自动控制模块13实现信息交互。

由此，上述的铁路列车车地联控系统，根据地面信息采集模块采集站场铁路信号设备的实时动态信息，通过无线数据传输模块将所述实时动态信息进行实时传输至车载自动控制模块，所述车载自动控制模块根据接收到的所述实时动态信息，对铁路列车进行控制，同时监控模块作为用户对系统监视的窗口，监控地面信息采集模块获取的实时动态信息、无线数据传输模块获取的网络状态信息、车载自动控制模块获取的铁路列车运行信息，增加了铁路列车自动安全运行模式，同时提高了车地无线通信的抗干扰性。

进一步地，图2示出了本实用新型一实施例提供的地面信息采集模块结构示意图，如图2所示，上述的地面信息采集模块11还包括：铁路信号采集装置111、铁路信号采集控制主机112、铁路信号采集控制附机113、无源电子应答器114、第一KVM切换器115、UPS电源116、显示器117；

所述铁路信号采集装置111用于采集铁路轨道信息；

所述铁路信号采集控制主机112和所述铁路信号采集控制附机113用于将接收的微机联锁信息和铁路轨道信息处理并传递至所述车载自动控制模块13；

所述无源电子应答器114用于与所述车载自动控制模块进行通信；

所述第一KVM切换器115用于对所述铁路信号采集控制主机和所述铁路信号采集控制附机进行切换；

所述UPS电源116用于为所述铁路信号采集装置111、所述铁路信号采集控制主机112、所述铁路信号采集控制附机113供电；

所述显示器117用于显示所述第一KVM切换器115切换的切换界面；

其中，所述铁路信号采集装置111分别与所述铁路信号采集控制主机112、所述铁路信号采集控制附机113相连，所述第一KVM切换器115分别与所述铁路信号采集控制主机112、所述铁路信号采集控制附机113、所述显示器117相连，所述UPS电源116分别与所述铁路信号采集装置111、所述铁路信号采集控制主机112、所述铁路信号采集控制附机113相连，所述无源电子应答器114放置于铁路列车走行径路轨道的枕木上；

在具体应用过程中，所述地面信息采集模块11的主要硬件设备为地面采集控制柜，所述地面采集控制柜中包括：铁路信号采集装置111、铁路信号采集控制主机112、铁路信号采集控制附机113、第一KVM切换器115、UPS电源116、显示器117，另外，所述无源电子应 答器114安装在轨道枕木上，用于铁路列车初始定位和矫正铁路列车位置，在站场调车作业频繁经过的咽喉区处设置应答器，用来校正铁路列车的位置。本实施例的无源电子应答器114采用双套不同码备份，如果某个位置有一个电子应答器故障，不影响系统正常工作，但会在服务器上显示报警提示。采用铁路信号采集控制主机112和铁路信号采集控制附机113双热设备完成对车站联锁信息的采集、加工和处理，通过无线传输方式向每辆机车车载设备传送联锁信息，所述铁路信号采集装置111采集微机联锁站场轨道数据及6502站场所有信号数据，可分别通过分线盘、微机联锁机柜零层输入端子、480继电器输出端子等方式进行采集，所述第一KVM切换器115实现所述铁路信号采集控制主机112和所述铁路信号采集控制附机113无扰动切换，为了防止数据丢失提供备用电源为地面信息采集模块11供电，保障系统在外网断电情况下安全可靠持续工作。

另外，本实用新型的无源电子应答器114采用车号识别电子标签，定位准确，无干扰。

应说明的是，上述的铁路信号采集装置111可扩展为轨道采集装置、信号采集装置、道岔采集装置及零散采集装置，采集数据经过处理后，可通过串口发送至铁路信号采集控制主机112；

应说明的是，上述的微机联锁设备是现有设备，可以与本模块建立通讯协议，通过软件采集，如果不具备通讯条件或是6502老式控制台，也可以通过铁路信号采集装置111采集。

进一步地，图3示出了本实用新型一实施例提供的无线数据传输模块结构示意图，如图3所示，上述的无线数据传输模块12还包括：2.4G无线传输基站121、无线数据传输基站电源箱122、无线数据传输发射器123；

所述无线数据传输基站电源箱122用于为所述2.4G无线传输基站121供电，所述无线数据传输发射器123用于发射无线信号；

所述无线数据传输基站电源箱122分别与所述2.4G无线传输基站121、所述无线数据传输发射器123相连；

在具体应用过程中，所述地面信息采集模块11及各基站之间采用光缆相连，实现地面信息与车载信息交互，所述2.4G无线传输基站121设备兼容802.11b/g/n，实现2.4G无线局域网络多重覆盖，通讯覆盖无盲点，无线传输宽带达10M以上，并设有安全介入认证机制(WPA2AES加密)。每个无线基站配备单独的无线基站供电电源箱122，采用标准轨道电源，增加断路器、隔离变压器及防雷装置，保证基站供电稳定，确保系统可靠。无线传输发射器123可分为扇形发射器、定向发射器、全向发射器等类型，根据现场网络覆盖要求达到被控区域的全面覆盖。

进一步地，图4示出了本实用新型一实施例提供的车载自动控制模块结构示意图，如图 4所示，所述车载自动控制模块13可包括：车载工况测控主机131、车载无线读卡装置132、车载定位查询主机133、车载无线数据接收装置134、车载系统主机135、车载适配电源箱136、车载显示器137；

所述车载工况测控主机131用于采集铁路列车状态信息，

所述车载无线读卡装置132用于识别无源电子应答器；

所述车载定位查询主机133用于接收所述车载无线读卡装置所识别的信息；

所述车载无线数据接收装置134用于接收微机联锁信息和铁路轨道信息；

所述车载系统主机135用于接收车载工况测控主机信息、车载定位查询主机信息、铁路轨道信息和微机联锁信息；

所述车载适配电源箱136用于为所述车载工况测控主机、所述车载系统主机、所述车载定位查询主机提供电源；

所述车载显示器137用于显示站场信息和铁路列车状态信息；

其中，所述车载定位查询主机132与所述车载无线读卡装置133相连，所述车载系统主机135分别与所述车载定位查询主机132、所述车载工况测控主机131、所述车载无线数据接收装置134、所述车载显示器137相连，所述车载适配电源箱136分别与所述车载工况测控主机131、所述车载定位查询主机132、所述车载系统主机135相连；

在具体的应用过程中，所述车载工况测控主机131对铁路列车状态信息进行采集，包括车速、手柄位置、列车步进距离等列车运行系数，将数据提交给车载系统主机135，检测速度误差小于1km/h。应说明的是，本机预留多个接口，供采集铁路列车其他信息使用。所述车载无线读卡装置132与所述车载定位查询主机133配套使用，所述车载无线读卡装置132用于接收地面无源电子应答器114的信息，接收到所述无源应答器114的信息后传递给所述车载定位查询主机133，所述车载系统主机135根据接收到的信息，包括地面信息及本车工况数据，进行综合运算实现铁路列车定位及控制功能，所述车载无线数据接收装置134接收地面信息，并传给所述车载系统主机135，所述车载适配电源箱136提供直流电源，具有过压保护电路及整流桥，实现过压保护和极性保护等功能，通过所述车载显示器137可实时显示铁路列车的位置、车长、车号、车速、系统控制状态等信息，每台机车配有触摸屏悬挂式车载显示器137，安装在司机室内，可实现系统画面显示，调度作业操作、历史记录查询等多种操作。

应说明的是，本实用新型的车载系统主机135采用微型工业控制机、工业级固态硬盘，系统运行稳定另外本实用新型的车载软件具有黑匣子功能，可查询、回放任意时段的系统控制状态及铁路列车运行状态，提高了系统安全性。

进一步地，图5为本实用新型一实施例提供的监控模块结构示意图，如图5所示，所述监控模块14可包括：调度监控系统控制主机141、调度监控系统控制附机142、第二KVM切换器143、监控显示器144；

所述调度监控系统控制主机141和所述调度监控系统控制附机142用于接收所述车载自动控制模块13获取的铁路列车状态信息、所述地面信息采集模块11获取的微机联锁信息、所述铁路信号采集装置111获取的铁路轨道信息；

所述第二KVM切换器143用于对所述调度监控系统控制主机141和所述调度监控系统控制附机142进行切换；

所述监控显示器144用于显示铁路轨道信息和机车信息；

所述第二KVM切换器143分别与所述监控显示器144、所述调度监控系统控制主机141、所述调度监控系统控制附机142相连。

在具体的应用过程中，所述监控模块14是系统服务器，作为对系统监视的窗口，用于监视车载主机的运行状态、网络状态、地面电子应答状态、各种报警信息等。显示站场的动态信息，如轨道占用情况、信号机开放情况等，显示站场内在线车辆的运行状态，如方向、速度、运行方式、带罐数量、距前方信号机的距离等；显示站场中所有电子应答器的信息，如应答器编号、位置、最后一次检测到的时间等；作为用户对系统统一监控的窗口，如对各车站计算机的监控，对电子应答器的标号、位置或距离变化的数据更新，车载系统主机关键设置参数的更改和授权等。

应说明的是，所述监控模块14以树形结构，一小时一个文件形式存储所有铁路信号信息、铁路列车自动控制信息、电子应答器状态和位置信息，即黑匣子功能。

进一步地，上述监控模块14还具有历史回放功能，调车作业监控回放，通过选择相应的时间段能够再现整个调车作业过程，便于管理和事故分析。

进一步地，上述监控模块14还包括网管功能，通过服务器可调用无线基站的配置和网管软件，检测连接入网设备的数量、流量、状态信息和简单网管功能。

进一步地，上述监控模块14还包括语音提示功能，可对重要信息和调车作业监控车载设备传来的关键信息进行语音播报，提醒值班员及时阅读和回复。

本实用新型的铁路列车车地联控系统结合铁路运输的实际情况并吸取了国外同领域的先进技术，采用了双套电子应答器进行铁路列车定位，无线局域网数据传输，电子制动器人性化控制以及强大的软件程序模型，解决了现有技术存在的问题。实现了将地面车站的铁路信号的动态信息采集转变为数字信息，通过无线局域网将车站的微机联锁信号发送到铁路列车接收装置，车载自动控制模块对微机联锁信息和列车工况信息进行综合运算，实现对调车作 业的安全防护，完成对铁路列车的动态跟踪、定位及自动控制，同时将铁路列车的状态和控制信息存储并发送给调度监控室。在铁路列车上显示站场信号的状态，使乘务员方便的掌握运行环境，同时该系统增加了铁路列车自动安全运行模式，保证了站内调度作业的安全和高效。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型权利要求所限定的范围。

Claims (5)

1.一种铁路列车车地联控系统，其特征在于，包括：

用于采集站场铁路信号设备的实时动态信息的地面信息采集模块，所述实时动态信息包括铁路轨道信息、道岔信息和信号信息；

用于将所述实时动态信息进行实时传输的无线数据传输模块；

用于根据接收到的所述实时动态信息对铁路列车进行控制的车载自动控制模块；

用于监控所述地面信息采集模块获取的实时动态信息、所述无线数据传输模块获取的网络状态信息、所述车载自动控制模块获取的铁路列车运行信息的监控模块；

所述无线数据传输模块分别与所述地面信息采集模块、所述车载自动控制模块、所述监控模块相连，所述监控模块分别与所述地面信息采集模块、所述车载自动控制模块相连。

2.根据权利要求1所述的铁路列车车地联控系统，其特征在于，所述地面信息采集模块，包括：

用于采集铁路轨道信息的铁路信号采集装置；

用于将接收的微机联锁信息和铁路轨道信息处理并传递至所述车载自动控制模块的铁路信号采集控制主机和铁路信号采集控制附机；

用于与所述车载自动控制模块进行通讯的无源电子应答器；

用于对所述铁路信号采集控制主机和所述铁路信号采集控制附机进行切换的第一KVM切换器；

用于显示所述第一KVM切换器切换界面的显示器；

用于为所述铁路信号采集装置、所述铁路信号采集控制主机、所述铁路信号采集控制附机供电的UPS电源；

所述铁路信号采集装置分别与所述铁路信号采集控制主机、所述铁路信号采集控制附机相连，所述第一KVM切换器分别与所述铁路信号采集控制主机、所述铁路信号采集控制附机、所述显示器相连，所述UPS电源分别与所述铁路信号采集装置、所述铁路信号采集控制主机、所述铁路信号采集控制附机相连，所述无源电子应答器放置于铁路列车走行径路轨道的枕木上。

3.根据权利要求1所述的铁路列车车地联控系统，其特征在于，所述无线数据传输模块，包括：2.4G无线传输基站、用于为所述2.4G无线传输基站供电的无线数据传输基站电源箱、用于发射无线信号的无线数据传输发射器；

所述2.4G无线传输基站分别与所述无线数据传输基站电源箱、所述无线数据传输发射器相连。

4.根据权利要求1所述的铁路列车车地联控系统，其特征在于，所述车载自动控制模块， 包括：

用于采集铁路列车状态信息的车载工况测控主机；

用于识别无源电子应答器的车载无线读卡装置；

用于接收所述车载无线读卡装置所识别信息的车载定位查询主机；

用于接收微机联锁信息和铁路轨道信息的车载无线数据接收装置；

用于接收车载工况测控主机信息、车载定位查询主机信息、铁路轨道信息和微机联锁信息的车载系统主机；

用于为所述车载工况测控主机、所述车载系统主机、所述车载定位查询主机提供电源的车载适配电源箱；

用于显示站场信息和铁路列车状态信息的车载显示器；

所述车载定位查询主机与所述车载无线读卡装置相连，所述车载系统主机分别与所述车载定位查询主机、所述车载工况测控主机、所述车载无线数据接收装置、所述车载显示器相连，所述车载适配电源箱分别与所述车载工况测控主机、所述车载定位查询主机、所述车载系统主机相连。

5.根据权利要求1所述的铁路列车车地联控系统，其特征在于，所述监控模块，包括：

用于接收所述车载自动控制模块获取的铁路列车状态信息、所述地面信息采集模块获取的微机联锁信息、所述铁路信号采集装置获取的铁路轨道信息的调度监控系统控制主机和调度监控系统控制附机；

用于对所述调度监控系统控制主机和所述调度监控系统控制附机进行切换的第二KVM切换器；

用于显示微机联锁信息和铁路列车状态信息的监控显示器；

所述第二KVM切换器分别与所述监控显示器、所述调度监控系统控制主机、所述调度监控系统控制附机相连。