用于列车的测距追踪预警装置、列车及列车组系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于列车的测距追踪预警装置、列车及列车组系统，一种测距追踪预警装置，其特点在于，其包括天线、被动应答单元、主动测距单元、相关性计算单元、测量距离计算单元及控制单元；控制单元用于设置测距单元的工作模式即主动测距模式和被动应答模式；被动应答单元在被动应答模式时采用天线接收携带有特定伪随机码的测距信号并将测距信号进行中转发送；主动测距单元在主动测距模式时主动发送携带有特定伪随机码的测距信号以及接收经过中转转发的所述测距信号并通过相关性计算单元进行相关性计算获取相位偏移补偿量；测量距离计算单元根据相位偏移补偿量计算测量距离。通过伪随机码进行实时测距，提高了测距精度，保证了行车安全。

【技术实现步骤摘要】
用于列车的测距追踪预警装置、列车及列车组系统
本专利技术涉及轨道交通
，特别涉及一种用于列车的测距追踪预警装置、列车及列车组系统。
技术介绍
轨道交通列车在运行过程中，前后列车必须保持足够的间隔距离，通常情况要求大于列车的制动距离，借此保证列车的运行安全。轨道交通运行控制系统是列车运行安全的技术保障，用于保证前后列车的安全间隔，防止发生列车追尾等危险事件，该系统属于复杂的自动化系统。当轨道交通运行控制系统发生故障而停止使用时，往往需要司机人工驾驶或人工瞭望来保证行车安全。列车在经过弯道或上下坡道时，受地形条件限制，瞭望距离较短，可能无法及时发现前车，容易导致前后车距过近而引发的追尾事故，存在一定的安全隐患。此外，调度人员和司机习惯于运行控制系统的自动运行，手工作业训练较少，当设备出现故障而停用，必须手工操作时，往往过于紧张、容易导致观察的疏漏，更容易出现安全隐患。因此需要一种独立于列车运行控制系统之外的列车追踪预警装置，能在前后车距过近时及时发出示警，以提高行车安全性。公开号为CN102358333B的中国专利描述的一种列车追踪预警系统，该系统中前后列车均装有GPS(GlobalPositioningSystem，全球定位系统)定位装置而获得本列车的地理位置数据，再通过无线收发装置向外广播发送，后车接收到前车广播发送的GPS地理位置数据，再和自身GPS地理位置数据进行计算，求解前后列车的车距。该专利列车定位信息由车载GPS提供，具有一定的局限性。首先，在常见的地下隧道区段无法接收到GPS信号而丧失定位功能和追踪预警工功能；另外，民用GPS定位精度通常在几十米，即使使用差分GPS定位，也仅能达到数米，不足以准确区分本股道和相邻股道的信号，后车可能接收到相邻股道列车的定位信息，而根据轨道交通的运营规范，不同股道的列车车距一般是没有限制的，因此该专利无法有效避免这种误报警。此外，公开号为CN201432706Y的中国专利描述了一种列车追踪预警监测装置，该装置在列车车头车尾安装无线编码发射/接收器，后车不断向前方发射序列编码信号，当前后列车距离接近到无线编码发射/接收器能够进行无线通信时，就能够进行无线通信来实现追踪预警。由于无线信号传输受到信道衰落和多径影响，接收到的信号强度存在随机性，因此无线通信的最远距离波动较大，导致追踪预警的车距波动较大，存在不确定性。在城市轨道交通领域，列车制动距离不超过两百米，因此列车追踪预警的间距较短，仅为两三百米，在这个距离级别上，无线编码发射/接收器的通信距离更难以准确界定。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中列车之间定位精度差、相邻股道的列车间存在信号误接收和误报警导致的安全性较低、以及通过采用信号强度计算列车间的距离由于环境的不同使信号强度产生不确定性导致安全等级无法确定的缺陷，提供了一种测距精度高、使相邻股道之间的列车无干扰的用于列车的测距追踪预警装置、列车及列车组系统。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的；一种用于列车的测距追踪预警装置，其特征在于，其包括天线、被动应答单元、主动测距单元、相关性计算单元、测量距离计算单元及控制单元；所述控制单元用于设置和选择工作模式，所述工作模式包括主动测距模式和被动应答模式；所述被动应答单元用于在被动应答模式时采用所述天线接收携带有特定伪随机码的测距信号并将所述测距信号进行中转发送；所述主动测距单元用于在主动测距模式时采用所述天线主动发送携带有特定伪随机码的测距信号以及接收经过中转转发的所述测距信号；所述相关性计算单元用于对主动发送的测距信号携带的特定伪随机码和接收经过中转转发的所述测距信号携带的特定伪随机码进行相关性计算获取相位偏移补偿量；所述测量距离计算单元用于根据所述相位偏移补偿量计算测量距离。在本方案中，通过测量追踪预警装置发送的本地特定伪随机码和接收的伪随机码之间的相关性计算得到的相位偏移补偿量计算列车之间的间隔距离，该相位偏移补偿量为测距信号从发送到接收的传输时间，通过测距信号中的伪随机码实现测距功能，提高了测距精度和列车运行环境的适应性，保证了列车的运行安全。较佳地，所述测距追踪预警装置还包括参数输入单元；所述参数输入单元用于获取列车运行方向，所述列车运行方向包括上行方向和下行方向；所述控制单元还用于根据所述列车运行方向设置工作频点，并在所述列车运行方向为上行方向时将所述工作频点设置为第一组频点，以及在所述列车运行方向为下行方向时将所述工作频点设置为第二组频点。较佳地，所述第一组频点包括第一频点和第二频点，所述第二组频点包括第三频点和第四频点；所述被动应答单元用于在所述列车运行方向为上行方向时对测距信号采用所述第一频点进行接收以及采用所述第二频点进行发送，以及在所述列车运行方向为下行方向时对测距信号采用所述第三频点进行接收以及采用所述第四频点进行发送；所述主动测距单元用于在所述列车运行方向为上行方向时对测距信号采用所述第二频点进行发送以及采用所述第一频点进行接收，以及在所述列车运行方向为下行方向时对测距信号采用所述第四频点进行发送以及采用所述第三频点进行接收。在本方案中，通过根据列车运行方向确定不同的工作频点，确保同一股道同一运行方向的列车之间才能进行无线测距，消除了临近股道列车的干扰，保证了无线测距的准确性，进一步保证了列车运行的安全性。较佳地，所述测量距离计算单元用于根据周期性连续获取的多个相位偏移补偿量计算对应的多个测量距离，以及根据所述多个测量距离计算平均测量距离并将所述平均测量距离传输给所述控制单元。在本方案中，通过列车检测距离在特定周期内进行多次测量以及取平均值，减少了测量误差，进一步提高了测距精度以及进一步提高了列车运行的安全性。较佳地，所述天线为具有特定辐射角度的定向天线。在本方案中，由于定向天线的主瓣方向指向列车运行方向的前方以及后方，通过该定向天线可以有效抑制非测距方向的无线通信的干扰，并增强测距方向的接收信号的信噪比，进一步提高了无线测距信号的收发效果，保证了列车间进行无线测距通信可靠性，进一步保证了列车运行的安全性。较佳地，所述测距追踪预警装置还包括示警单元，所述示警单元与所述控制单元电连接；所述示警单元用于显示所述测量距离和示警信息；所述控制单元还用于在所述测量距离小于第一预设距离门限时控制所述示警单元输出示警信息。较佳地，所述示警单元包括显示模块和报警模块，所述显示模块包括以下之一或其任意组合：液晶显示器、数码管、指示灯；所述报警模块包括以下之一或其任意组合：蜂鸣器、语音播放器。在本方案中，通过示警单元提醒所述列车驾驶员注意行车间距，预防追尾事故，提高行车安全。较佳地，所述测距追踪预警装置还包括制动输出单元，所述制动输出单元与所述控制单元电连接；所述控制单元还用于在所述测量距离小于第二预设距离门限时发送制动逻辑命令至所述制动输出单元，其中，所述第二预设距离门限小于所述第一预设距离门限；所述制动输出单元用于将接收的所述制动逻辑命令变换成电气指令或数据编码指令对列车进行制动。在本方案中，当测量列车间的距离小于第二预设距离门限时，对列车进行自动制动，通过对列车实行多级安全机制，提高了列车的行车安全性。本专利技术还提供了一种列车本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于列车的测距追踪预警装置，其特征在于，其包括天线、被动应答单元、主动测距单元、相关性计算单元、测量距离计算单元及控制单元；所述控制单元用于设置和选择工作模式，所述工作模式包括主动测距模式和被动应答模式；所述被动应答单元用于在被动应答模式时采用所述天线接收携带有特定伪随机码的测距信号并将所述测距信号进行中转发送；所述主动测距单元用于在主动测距模式时采用所述天线主动发送携带有特定伪随机码的测距信号以及接收经过中转转发的所述测距信号；所述相关性计算单元用于对主动发送的测距信号携带的特定伪随机码和接收经过中转转发的所述测距信号携带的特定伪随机码进行相关性计算获取相位偏移补偿量；所述测量距离计算单元用于根据所述相位偏移补偿量计算测量距离。

【技术特征摘要】
1.一种用于列车的测距追踪预警装置，其特征在于，其包括天线、被动应答单元、主动测距单元、相关性计算单元、测量距离计算单元及控制单元；所述控制单元用于设置和选择工作模式，所述工作模式包括主动测距模式和被动应答模式；所述被动应答单元用于在被动应答模式时采用所述天线接收携带有特定伪随机码的测距信号并将所述测距信号进行中转发送；所述主动测距单元用于在主动测距模式时采用所述天线主动发送携带有特定伪随机码的测距信号以及接收经过中转转发的所述测距信号；所述相关性计算单元用于对主动发送的测距信号携带的特定伪随机码和接收经过中转转发的所述测距信号携带的特定伪随机码进行相关性计算获取相位偏移补偿量；所述测量距离计算单元用于根据所述相位偏移补偿量计算测量距离。2.如权利要求1所述的用于列车的测距追踪预警装置，其特征在于，所述测距追踪预警装置还包括参数输入单元；所述参数输入单元用于获取列车运行方向，所述列车运行方向包括上行方向和下行方向；所述控制单元还用于根据所述列车运行方向设置工作频点，并在所述列车运行方向为上行方向时将所述工作频点设置为第一组频点，以及在所述列车运行方向为下行方向时将所述工作频点设置为第二组频点。3.如权利要求2所述的用于列车的测距追踪预警装置，其特征在于，所述第一组频点包括第一频点和第二频点，所述第二组频点包括第三频点和第四频点；所述被动应答单元用于在所述列车运行方向为上行方向时对测距信号采用所述第一频点进行接收以及采用所述第二频点进行发送，以及在所述列车运行方向为下行方向时对测距信号采用所述第三频点进行接收以及采用所述第四频点进行发送；所述主动测距单元用于在所述列车运行方向为上行方向时对测距信号采用所述第二频点进行发送以及采用所述第一频点进行接收，以及在所述列车运行方向为下行方向时对测距信号采用所述第四频点进行发送以及采用所述第三频点进行接收。4.如权利要求1所述的用于列车的测距追踪预警装置，其特征在于，所述测量距离计算单元用于根据周期性连续获取的多个相位偏移补偿量计算对应的多个测量距离，以及根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：金碧筠，邓奇，周巧莲，周炯，李济棋，沈拓，
申请(专利权)人：上海申通地铁集团有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31