铁路通信系统技术方案

用于通过铁轨将携带如电磁频率信号或声音信号的信号的信息传送到提取该信息的轨道上远程位置的方法和装置。所提取的信息与火车的速度和位置、障碍物的位置和／或轨道状态有关。使用确定两个相对铁轨（１２、１４）间的电阻的自动测距数字万用表来评估现场轨道（１０）。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术涉及沿铁轨的信息传送。常规的沿车站间或火车与车站间的铁轨的通信包括常规的射频发射或复杂的卫星通信。这些系统的每一个要求指令中心、中继站以及其他信号增强装置提供不中断的信息。常规的无线电发射具有不仅由环境干扰和信号消失所引起的固有困难，而且还具有由当火车穿过隧道或某些地带时失去与火车通信所引起的固有困难。先前尝试利用铁轨的特点用来产生信息或用于涉及脉冲或调制形式的电气应用的区段间的通信，其中，信号的信息被传送作为每隔一段距离沿铁路放置的中继系统(relay system)的功能或是沿需要以短间隔监视的铁路的恒定信号的中断的功能。美国专利No.1,517,549使用一电高频信号，因为它消除非常靠前并且不被视为一种危险的与火车有关的信息。这种高频由于高衰减特性限制了该信号。授予LaForest的美国专利No.3,715,669使用一接收器，用于调频覆盖轨道电路，其中元件如继电电容器以及电阻被连接到轨道并且其依赖火车轮子的操作通过使用阻断到发射器的信号的分路器通过轨道中断生成的电信号。授予Rhoton的美国专利No.3,949,959以及授予Wood等人的美国专利No.3,984,073涉及用于耦合与一个或其他车辆导轨有关的音频信号的天线装置。将电压添加到车辆导轨。该系统涉及声波检测。授予Wilson的美国专利No.4,369,942是一信号通信系统，使用包括绝缘轨道的生成电流来啮合一铁路线路交叉信号载波系统。低电压电流启动或感应该信号。提议的其他形式的通信包括利用波导原理，其中参考Myers的美国专利No.4,207,569，铁道道床和移动火车的底部充当“波导”。传送的另外形式包括利用Birken的美国专利No.4,932,614的转发器系统，其中轨道电流被建立以便通过分路或短路在轨道部分未端完成一回路。授予Laurent等人的美国专利No.442,998通过铁路传递信息，其通过使用具有谐振电路的传送区域，该谐振电路调谐到由放在每一段或区域的未端的轨道的两条铁路间的导电回路发射的信号的载波频率。该系统使用连续波传送以便检测信息而不是从一位置到另一位置传送信息。这些系统的缺点在于它们仅能用于短距离或它们依赖信号的中断以生成信息或信号本身表示遭到当涉及轨道的真正距离时的与衰减及噪音有关的问题的信息。本专利技术的一个目的是允许利用现有的铁路系统作为传送和接收媒介用于各种信号包括射频、声音以及光波系统的来进行信息的传送和接收。本专利技术通过使用安装在铁路枕木上的常规的铁路钢轨来实现其目的。这些铁轨通过导电电缆或结实的焊接电连接到每一个连续长度的轨道。铁路设备使用在钢轨上滚动的带凸缘的钢轮横过铁轨。本专利技术提供通过适当的调谐感应器或轮子直接在铁轨中传送和接收信号。通过车轮、调谐感应器或其他适当的传导媒介从铁轨接收的传送信号返回到该设备。另外，各种电磁感应或传导设备可被用在轨道的附近。当前联邦规则禁止除车轮外在靠近铁路2.5英寸(6.35cm)的地方在火车上安装该设备的任何部分。本专利技术的另一目的是避免不符合FCC(联邦通信委员会)禁止无线电或其他频率干扰的规则，同时提供当通过和绕过天然的或人造结构传送信息时可靠的未被破坏的通信。本专利技术的另一目的是提供使用铁轨的一个系统，该系统将信号传送给火车或设备操作员或调度员或其他区域性或国家交通控制人员，以及允许用户确定这种设备的邻近状况，包括行进的速度、轨道、位置以及方向。本专利技术的另外的有利方面是在它检测轨道本身的异常、缺陷或间断性的能力。这是由于通过轨道传送和接收信号来实现。这种信号或反射的信号必须通过异常、缺陷或不间断性来被改变以便它们能与由测试得来的异常记录或从具有已存在的缺陷的轨道区域中取出的采样的数据库相比，或与被认为在现有的铁路系统中是正常的状况范围相比或与两者相比。本专利技术的目的由通过铁轨或其他电传导的铁路设备(如铁路线或悬链线(cantenary))传送信息的方法来实现，该信息传送包含在轨道或导体上的第一位置处引入包含该信息的信号以及对通过铁路或其他导体传送给第二远距离位置的包含该信息的信号的检测。接着，从检测信号提取该信息。本专利技术的目的进一步通过一个装置来实现，该装置通过铁轨使用一信号源传送信息，该信号源将信息编码信号输出到铁轨的一个或两个中。远程安装的接收器检测通过轨道传送的编码信号然后从该信号提取信息。本专利技术的另一目的是提供一种传送信息的方法，其通过在第一位置将包含该信息的射频信号引入到铁轨中，以及随后在第二位置检测该信号，第二位置是远离将该信号引入铁轨的位置。然后该信息被从传送的射频信号提取并分析。本专利技术的另一目的是提供通过将包含该信息的声频信号引入到在第一位置的铁轨来通过铁轨传送信息的方法。在远程位置，通过铁轨传送的声信号被检测并且从传送的声信号提取该信息然后进行处理。根据本专利技术的另一方法，作为一种特殊的、普通已知形式的沿铁轨传送的信号的特殊信息通过检测与距特殊音频信号源的很远的位置处的许多音频信号来获得。随后，检测的许多信号被分析并且将该特殊音频信号分离出来。然后处理该特殊音频信号以提供该特殊信息。本专利技术的其他目的、优点和新特征将从下面参考附图的对专利技术的详细说明中变得清楚。图2a是使用单一轨道传送方法的效果的说明示意图，其中火车的底盘被用作与对面的地面轨道进行通信的一相对地面；图3是使用具有火车车厢的一段铁轨的方法的示意性说明图；图4是根据本专利技术的音频信号传送方法的说明图。接着，两个相等长度的约15英尺长度的14个轨距绝缘的绞合铜线21、22的每一个在一未端电连接到两个钢的、14英寸的机车轮圈23、24的每一个。铜线的相对未端被连接到194.5Khz AM(L.F.)、500nW发射器的正和负的偶极子端，该发射器利用30Khz FM副载波来传送被认为是具有在1kHz时100％调制的约200mW的有效的输出功率的CYBERNET、TM301型(FCC ID# AWQ9SBTM-301)的音频(立体声)。这是通过使用为标准的正弦波输出而设置的用来提供1kHz的音调给Cybemet TM-301的线路电平输入的Wavetek音频发生器、112B型来确定的。然后调整TM-301的音频增益以便调制LED处于稳定的表示100％调制的“ON”状态。然后测量通过正和负偶极子天线终端的Cybemet TM-301的RF功率输出。通过从内表面和接线片孔中去除所有的油漆和腐蚀来准备连接到来自发射器的导线上的钢汽车轮圈以允许连接线、轮圈以及火车轨道间的最大导电性。轮圈23、24在垂直方向以相对的方式放置在轨道上以便模拟在一轨道的两个火车轮。使用音乐节目资料源40来调制Cybemet发射器30以便用匹配的接收器受话器50来确定有效传送范围。接收器受话器是Cybemet型HTWL38的具有自动噪声抑制的便携式接收器受话器。接收器50远离传送源(在此处车轮被放在轨道上)。在大约50码处开始，存在通过在由接收器的自动噪声抑制特征得来的整个固定位置处噪声抑制所表明的RF信号的可检测的衰减。然而，该信号在远离传送源1英里的、所监视的不近于铁轨的1.5英尺的地方被清楚地辨别。因为测试发射器的功率输出基本上小于一半瓦特(200mW)，显然在相同的条件下通过使用具有更高的输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
通过铁轨传送信息数据的方法，包括步骤： 在第一位置将包含所述信息数据的射频信号引入到所述铁轨中； 在所述铁轨上远离所述第一位置的第二位置处检测包含所述信息数据的所述射频信号，该射频信号通过在所述第一和第二位置间的所述铁轨传送；以及 从所述检测射频信号提取所述信息数据并分析所述信息数据。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：亨利B卢因，艾尔弗雷德D格拉尼特，
申请(专利权)人：亨利B卢因，艾尔弗雷德D格拉尼特，
类型：发明
国别省市：US[美国]