專利名稱：一種有軌列車防追尾系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種有軌列車防追尾技術。
背景技術：
一直以來，軌道交通都被認為是最安全的出行方式，但是，近年來，軌道交通事故的發生率有所上升，不管是不久前的溫州動車追尾事故，還是上海的地鐵10號線追尾事故，都給人們的心靈造成了很大的傷害，使得人們對軌道交通的安全性一時產生了懷疑，而且軌道交通與汽車不同，其載客量很大，一旦出現事故，傷亡情況難以估計。所以對于軌道交通來說，必須把事故發生率降到最低。傳統的防追尾措施有以下幾種激光測距、防撞雷達以及超聲波防撞。這些技術均為主動防撞技術，車輛通過向前方發送電磁波或聲波然后檢測回波的方式確認前方是否存在障礙物、障礙物的距離，并以此判斷是否需要實施制動。但上述技術在軌道交通中實施存在一定難度，其原因主要是上述技術適用于車輛運行空間較大且車輛一直處于直線運動的狀態，而軌道交通中的運行環境為多隧道和彎道，因此上述技術很難應用于軌道交通。
實用新型內容本實用新型主要解決的技術問題是提供一種有軌列車防追尾系統，使得軌道上前后行駛的兩輛列車之間能夠保持一定的安全距離，從而避免列車追尾事故的發生。為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種有軌列車防追尾系統，在列車一個或多個車輪上包含輪軸脈沖傳感器，用于采集車輪軸轉動所產生的脈沖；在列車上包含一定位模塊、一間距計算模塊、一告警模塊、一制動模塊、和第一通訊模塊、第二通訊模塊；定位模塊，與輪軸脈沖傳感器相連，根據輪軸脈沖傳感器采集到的脈沖數、和車輪轉動一圈產生脈沖數，確定車輪轉動圈數，根據車輪轉動圈數和車輪直徑，計算本列車的位置，該位置為列車與起點間的距離；第一通訊模塊，與定位模塊相連，并通過無線信號與后一列車通訊，向后一列車發送本列車位置信息；第二通訊模塊，通過無線信號與前一列車通訊，接收前一列車的位置信息；間距計算模塊，與定位模塊和第二通訊模塊相連，根據前一列車的位置信息、和本列車的位置，計算兩車之間的距離；告警模塊，與間距計算模塊相連， 在兩車之間距離小于第一預設值時，發出告警信息；制動模塊，與間距計算模塊相連，在兩車之間的距離小于第二預設值時，進行緊急制動；第二預設值小于第一預設值。作為進一步改進，列車位置信息包含列車上下行方向信息、列車與起點間的距離、和列車車號。作為進一步改進，第一通訊模塊和第二通訊模塊為GPRS和/或CDMA無線通訊模塊；無線信號為=GPRS和/或CDMA無線網絡信號。作為進一步改進，第一通訊模塊和第二通訊模塊為開放頻段的無線數傳模塊； 無線數傳模塊的通訊頻段為433. 05 434. 79MHz、或902 928MHz、或2. 400 2. 500GHz。[0011]作為進一步改進，列車上還包含車速計算模塊，與輪軸脈沖傳感器相連，根據輪軸脈沖傳感器在一個采樣周期內采集到的脈沖數、車輪轉動一圈產生脈沖數、采樣周期時長、和車輪直徑，計算本列車當前的車速；第一預設值和第二預設值與車速相關聯，車速越大，第一預設值和第二預設值越大。作為進一步改進，有軌列車行駛軌道的一個或多個固定位置上包含定位指示裝置，向駛過該位置的列車發送定位指示；在列車上還包含定位指示接收模塊，通過無線信號與定位指示裝置連接，接收定位指示；校正模塊，與定位指示接收模塊和定位模塊相連，比較定位指示接收模塊收到的定位指示所表示的標準距離、與定位模塊計算得到的本列車與起點間的距離之間的差值， 根據差值對定位模塊、和/或車速計算模塊中保存的車輪直徑進行校正。作為進一步改進，定位指示裝置為射頻標簽發送裝置；定位指示接收模塊為射頻標簽讀取裝置。作為進一步改進，列車上還包含輪徑撥盤，與定位模塊和/或車速計算模塊相連，根據車輪直徑的實際測量值，對定位模塊、和/或車速計算模塊中保存的車輪直徑進行校正。作為進一步改進，有軌列車可以包含地鐵、輕軌、和/或高鐵。本實用新型實施方式與現有技術相比，主要區別及其效果在于在列車一個或多個車輪上包含輪軸脈沖傳感器，用于采集車輪軸轉動所產生的脈沖；在列車上包含一定位模塊、一間距計算模塊、一告警模塊、一制動模塊、和第一通訊模塊、第二通訊模塊；定位模塊，與輪軸脈沖傳感器相連，根據輪軸脈沖傳感器采集到的脈沖數、和車輪轉動一圈產生脈沖數，確定車輪轉動圈數，根據車輪轉動圈數和車輪直徑，計算本列車的位置，該位置為列車與起點間的距離；第一通訊模塊，與定位模塊相連，并通過無線信號與后一列車通訊， 向后一列車發送本列車位置信息；第二通訊模塊，通過無線信號與前一列車通訊，接收前一列車的位置信息；間距計算模塊，與定位模塊和第二通訊模塊相連，根據前一列車的位置信息、和本列車的位置，計算兩車之間的距離；告警模塊，與間距計算模塊相連，在兩車之間距離小于第一預設值時，發出告警信息；制動模塊，與間距計算模塊相連，在兩車之間的距離小于第二預設值時，進行緊急制動；從而確保軌道上前后行駛的兩輛列車之間能夠保持一定的安全距離，避免列車追尾事故的發生。
圖1是本實用新型一較佳實施方式中的有軌列車防追尾系統結構圖；圖2是本實用新型一較佳實施方式中的前后兩輛列車之間通過無線網絡進行通信的示意圖；圖3是本實用新型一較佳實施方式中的前后兩輛列車之間通過開放的通訊頻段進行通信的示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新
5型的實施方式作進一步地詳細描述。本實用新型一較佳實施方式涉及一種有軌列車防追尾系統，本實施方式中有軌列車可以包含地鐵、輕軌、高鐵等，其系統結構圖如圖1所示。在列車一個或多個車輪上包含輪軸脈沖傳感器，采集車輪軸轉動所產生的脈沖。在列車上包含一定位模塊、一間距計算模塊、一告警模塊、一制動模塊、和第一通訊模塊、第二通訊模塊。定位模塊，與輪軸脈沖傳感器相連，根據輪軸脈沖傳感器采集到的脈沖數、和車輪轉動一圈產生脈沖數，確定車輪轉動圈數，根據車輪轉動圈數和車輪直徑，計算本列車的位置，該位置為列車與起點間的距離。第一通訊模塊，與定位模塊相連，并通過無線信號與后一列車通訊，向后一列車發送本列車位置信息。第二通訊模塊，通過無線信號與前一列車通訊，接收前一列車的位置信息。本實施方式中第一通訊模塊安裝在列車尾部，第二通訊模塊安裝在列車頭部。二者所發送和接收的列車位置信息包含列車上下行方向信息、列車與起點間的距離、和列車車號。需要進一步說明的是，第一通訊模塊和第二通訊模塊也可以合并為同一裝置，這并不影響本實施方式的實施效果。第一通訊模塊和第二通訊模塊可以為GPRS/CDMA無線通訊模塊，這種情況下，前后兩輛列車之間通過GPRS/CDMA無線網絡信號進行通信，其示意圖如圖2所示。第一通訊模塊和第二通訊模塊也可以為開放頻段的無線數傳模塊，目前，國內可使用的ISM開放頻段有433. 05 434. 79MHz、中心頻率為433. 92MHz，或902 ^8MHz、中心頻率為915MHz，或2. 400 2. 500GHz、中心頻率為2. 450GHz。由于頻率過高時，信號無法實現繞射，在彎曲的隧道內無法有效傳輸信息，而低頻率的頻段具有更強的抗干擾性和穿透能力，能更好地滿足地下軌道交通的使用要求，因此，本實施方式中無線數傳模塊使用 433. 05 434. 79MHz的通訊頻段。這種情況下，前后兩輛列車之間通信的示意圖如圖3所
7J\ ο需要進一步說明的是，第一通訊模塊和第二通訊模塊還可以是同時兼容GPRS/ CDMA無線通訊、和開放頻段無線通訊的雙通訊模塊。間距計算模塊，與定位模塊和第二通訊模塊相連，根據前一列車的位置信息、和本列車的位置，計算兩車之間的距離。告警模塊，與間距計算模塊相連，在兩車之間距離小于第一預設值時，發出告警信肩、ο制動模塊，與間距計算模塊相連，在兩車之間的距離小于第二預設值時，進行緊急制動；第二預設值小于第一預設值。比如，第一預設值定為800m，第二預設值定為600m。需要進一步說明的是，第一預設值和第二預設值可以與車速相關聯，車速越大，第一預設值和第二預設值越大，從而能夠保證即使是高速行駛的列車之間也能夠維持一定的安全距離。通過以上方式可以使得軌道上前后行駛的兩輛列車之間能夠保持一定的安全距離，從而避免列車追尾事故的發生。[0040]本實施方式中，在列車上還可以包含車速計算模塊，與輪軸脈沖傳感器相連，根據輪軸脈沖傳感器在一個采樣周期內采集到的脈沖數、車輪轉動一圈產生脈沖數、采樣周期時長、和車輪直徑，計算本列車當前的車速。從定位模塊和車速計算模塊可以看出車輪直徑直接影響列車位置和車速的計算結果，而實際應用中，車輪在列車運行過程中是有磨損的，其直徑會因為磨損而發生變化， 因此，本實施方式通過以下方式對車輪直徑進行校正在有軌列車行駛軌道的一個或多個固定位置上包含定位指示裝置，向駛過該位置的列車發送定位指示。在列車上包含定位指示接收模塊，通過無線信號與定位指示裝置連接，接收定位指示；校正模塊，與定位指示接收模塊和定位模塊相連，比較定位指示接收模塊收到的定位指示所表示的標準距離、與定位模塊計算得到的本列車與起點間的距離之間的差值， 根據差值對定位模塊、車速計算模塊中保存的車輪直徑進行校正。本實施方式中，定位指示裝置可以為射頻標簽發送裝置；定位指示接收模塊可以為射頻標簽讀取裝置。舉例而言，列車行駛軌道上共有M個站臺，可以在位于中間位置的第12、或第13 站臺安裝一定位指示裝置；或者也可以每隔幾個站臺就安裝一個定位指示裝置，比如在第 3站臺，第9站臺，第15站臺，第21站臺各安裝一定位指示裝置。在列車駛過該站臺時，向列車發送該站臺的定位指示。假設列車在駛過第3站臺時，定位指示接收模塊收到一定位指示，將其傳輸給校正模塊，校正模塊根據該定位指示，確定當前的標準距離為距離起點6公里，而定位模塊計算得到的當前列車與起點之間的距離為6. 1公里，差值為0. 1公里，則根據該差值，和距離計算公式，可以確定當前實際的車輪直徑、與定位模塊/車速計算模塊中保存的車輪直徑的差值，根據該差值對定位模塊/車速計算模塊中保存的車輪直徑進行校正。通過這種方式，可以及時糾正由于車輪直徑變化引起的計算誤差，使得測得的前后兩輛列車之間的距離更加接近實際值，從而保證該有軌列車防追尾系統的安全可靠。除了以上方法，還可以通過下面的方式對車輪直徑進行校正每隔一定周期，比如一個月，人工實際測量一次車輪直徑，通過輪徑撥盤對定位模塊、和車速計算模塊中保存的車輪直徑進行校正。因此，在列車上還可以包含輪徑撥盤，與定位模塊和車速計算模塊相連，根據車輪直徑的實際測量值，對定位模塊、和車速計算模塊中保存的車輪直徑進行校正。雖然通過參照本實用新型的某些優選實施方式，已經對本實用新型進行了圖示和描述，但本領域的普通技術人員應該明白，可以在形式上和細節上對其作各種改變，而不偏離本實用新型的精神和范圍。
權利要求1.一種有軌列車防追尾系統，其特征在于，在列車至少一個車輪上包含輪軸脈沖傳感器，采集車輪軸轉動所產生的脈沖；在所述列車上包含一定位模塊、一間距計算模塊、一告警模塊、一制動模塊、和第一通訊模塊、第二通訊模塊；所述定位模塊與所述輪軸脈沖傳感器相連，根據所述輪軸脈沖傳感器采集到的脈沖數、車輪轉動一圈產生脈沖數、車輪直徑，計算本列車的位置，所述位置為列車與起點間的距離；所述第一通訊模塊與所述定位模塊相連，并通過無線信號與后一列車相連，向后一列車發送本列車位置信息；所述第二通訊模塊通過無線信號與前一列車相連，接收前一列車的位置信息；所述間距計算模塊與所述定位模塊和所述第二通訊模塊相連，根據所述前一列車的位置信息、和所述本列車的位置，計算兩車之間的距離；所述告警模塊與所述間距計算模塊相連，在兩車之間距離小于第一預設值時，發出告警信息；所述制動模塊與所述間距計算模塊相連，在兩車之間的距離小于第二預設值時，進行緊急制動；所述第二預設值小于所述第一預設值。
2.根據權利要求1所述的有軌列車防追尾系統，其特征在于，所述列車位置信息包含 列車上下行方向信息、列車與起點間的距離、和列車車號。
3.根據權利要求1所述的有軌列車防追尾系統，其特征在于，所述第一通訊模塊和第二通訊模塊為GPRS和/或CDMA無線通訊模塊；所述無線信號為=GPRS和/或CDMA無線網絡信號。
4.根據權利要求1所述的有軌列車防追尾系統，其特征在于，所述第一通訊模塊和第二通訊模塊為開放頻段的無線數傳模塊；所述無線數傳模塊的通訊頻段為433. 05 434. 79MHz、或902 928MHz、或2. 400 2.500GHz。
5.根據權利要求1所述的有軌列車防追尾系統，其特征在于，在所述列車上還包含車速計算模塊，與所述輪軸脈沖傳感器相連，根據所述輪軸脈沖傳感器在一個采樣周期內采集到的脈沖數、車輪轉動一圈產生脈沖數、采樣周期時長、和車輪直徑，計算本列車當前的車速；所述第一預設值和第二預設值與車速相關聯，所述車速越大，所述第一預設值和第二預設值越大。
6.根據權利要求1所述的有軌列車防追尾系統，其特征在于，在所述有軌列車行駛軌道的至少一個固定位置上包含定位指示裝置，向駛過該位置的列車發送定位指示；在所述列車上還包含定位指示接收模塊，通過無線信號與所述定位指示裝置連接，接收所述定位指示；校正模塊，與所述定位指示接收模塊和所述定位模塊相連，比較所述定位指示接收模塊收到的定位指示所表示的標準距離、與所述定位模塊計算得到的本列車與起點間的距離之間的差值，根據所述差值對所述定位模塊、和/或車速計算模塊中保存的車輪直徑進行校正。
7.根據權利要求6所述的有軌列車防追尾系統，其特征在于，所述定位指示裝置為射頻標簽發送裝置；所述定位指示接收模塊為射頻標簽讀取裝置。
8.根據權利要求1所述的有軌列車防追尾系統，其特征在于，在所述列車上還包含 輪徑撥盤，與所述定位模塊和/或車速計算模塊相連，根據車輪直徑的實際測量值，對所述定位模塊、和/或車速計算模塊中保存的車輪直徑進行校正。
9.根據權利要求1至8中任意一項所述的有軌列車防追尾系統，其特征在于，所述有軌列車至少包含地鐵、輕軌、和/或高鐵。
專利摘要本實用新型公開了一種有軌列車防追尾系統，在列車車輪上包含輪軸脈沖傳感器，用于采集車輪軸轉動所產生的脈沖；在列車上包含一定位模塊，與輪軸脈沖傳感器相連，計算本列車的位置；第一通訊模塊，向后一列車發送本列車位置信息；第二通訊模塊，接收前一列車的位置信息；一間距計算模塊，與定位模塊和第二通訊模塊相連，計算兩車之間的距離；一告警模塊，與間距計算模塊相連，在兩車之間距離小于第一預設值時，發出告警信息；一制動模塊，與間距計算模塊相連，在兩車之間的距離小于第二預設值時，進行緊急制動。通過該系統，可以確保軌道上前后行駛的兩輛列車之間能夠保持一定的安全距離，從而避免列車追尾事故的發生。
文檔編號B61L23/18GK202337272SQ20112050162
公開日2012年7月18日 申請日期2011年12月6日 優先權日2011年12月6日
發明者周炯, 姚煒 申請人:上海可魯系統軟件有限公司