列车移动闭塞系统技术方案

提供了一种列车移动闭塞系统，包括：地面控制中心（１）和车载控制单元（２），所述车载控制单元（２）通过ＷｉＭＡＸ网络与所述地面控制中心（１）进行通信，所述车载控制单元（２）用于采集所述列车的速度和位置信息，并将该速度和位置信息发送到所述地面控制中心（１），所述地面控制中心（１）用于根据所接收的速度和位置信息来计算列车的安全间距。本发明专利技术将ＷｉＭＡＸ网络应用于列车移动闭塞系统，确保了铁路重载运输中的列车上的车载设备和地面控制中心的信息交互实时畅通，使得移动闭塞系统可以安全可靠地应用于铁路重载运输中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及网络
，尤其涉及一种列车移动闭塞系统。
技术介绍
基于通信的移动闭塞(MB)技术，是全球铁路及轨道交通信号界公认的最先进的信号产品。在轨道交通中，为保证列车运行安全，需要保证列车间以一定的安全间隔运行。移 动闭塞系统通过车载设备和地面控制中心不间断的双向通信，列车不间断向地面控制中心 传输其位置、方向和速度，地面控制中心根据来自列车的信息计算、确定列车的安全行车间 隔，并将相关信息(如先行列车位置，移动授权等)传递给列车，控制列车运行，从而使得列 车能够置身于一个受保护的区域内，即当列车车载设备发生故障或列车前方出现障碍物而 使得列车紧急制动后，列车在这个区域内能够安全地停车，一定不会与任何障碍物(包括 其他列车)相撞。这个安全区间会随着列车的移动而移动，所以称为移动闭塞。目前的基于WiFi通信技术的移动闭塞系统，在城铁上得到了广泛的应用，但还不 能直接照搬到铁路运输上，主要原因是传输带宽及质量不可控制，城铁列车的长度短、重 量轻，刹车制动距离较短，WiFi通信的较短的通信距离(约200m左右需要设置一个AP基 站)可以满足城铁的移动闭塞系统的需求；而铁路的万吨及以上重载货运列车长度超过 1200m,组合列车列车的间距在500 600m左右，行驶速度约80 100km/h，因此，基站的跃 区切换频繁、制动距离远大于城铁，而城铁采用的移动闭塞系统中WiFi通信的通信距离较 短，因此，在技术和工作效率上远不能满足铁路重载运输的要求。
技术实现思路
针对现有技术中在铁路重载运输中无法应用移动闭塞系统的问题，本专利技术提出了 一种列车移动闭塞系统，该系统能够确保铁路重载运输中的列车上的车载设备和地面控制 中心的信息交互实时畅通，使得移动闭塞系统可以安全可靠地应用于铁路重载运输中。本专利技术提供了一种列车移动闭塞系统，该系统包括地面控制中心、车载控制单元 和接口单元，所述车载控制单元和所述接口单元设置在列车上并互相连接，所述车载控制 单元通过WiMAX网络与所述地面控制中心进行通信，其中，所述车载控制单元用于采集所 述列车的速度和位置信息，并将该速度和位置信息发送到所述地面控制中心，所述地面控 制中心用于根据所接收的速度和位置信息来计算列车的安全间距，以及所述接口单元用于 实现所述车载控制单元与WiMAX网络的接入。优选地，所述地面控制中心可以在接收到所述速度和位置信息后，计算出列车的 距离-速度制动模式曲线，根据该距离-速度制动模式曲线得到最大制动距离，然后将该最 大制动距离加上预定的安全保护距离得到安全间距。优选地，所述地面控制中心还可以用于在计算出列车的安全间距后，通过WiMAX 网络向所述车载控制单元发送列车的控制命令以对列车进行远程自动控制。可替换地，所述地面控制中心还用于在计算出列车的安全间距后，通过WiMAX网 络向所述车载控制单元发送列车的安全间距信息；所述车载控制单元还可以用于接收该安 全间距信息，并发出列车的控制命令。本专利技术将WiMAX网络应用于列车移动闭塞系统，解决了传统的基于WiFi通信技术 的移动闭塞系统通信距离较短、不能适用于铁路重载运输的要求的问题，确保了铁路重载 运输中的列车上的车载设备和地面控制中心的信息交互实时畅通，使得移动闭塞系统可以 安全可靠地应用于铁路重载运输中。附图说明图1是根据本专利技术的实施方式的列车移动闭塞系统的结构图；图2示出了列车的距离-速度制动模式曲线；图3示出了列车的距离-速度制动模式曲线和安全间距。具体实施例方式下面参考附图详细描述本专利技术的实施方式。图1是根据本专利技术的实施方式的列车移动闭塞系统的结构图。参考图1，本专利技术提供了一种列车移动闭塞系统，该系统包括地面控制中心1、车 载控制单元2和接口单元4，所述车载控制单元2和所述接口单元4设置在列车上并互相连 接，所述车载控制单元2通过WiMAX网络与所述地面控制中心1进行通信，其中，所述车载 控制单元2用于采集所述列车的速度和位置信息，并将该速度和位置信息发送到所述地面 控制中心1，所述地面控制中心1用于根据所接收的速度和位置信息来计算列车的安全间 距，以及所述接口单元4用于实现所述车载控制单元2与WiMAX网络的接入。根据本专利技术的技术方案，地面控制中心1和车载控制单元2之间采用WiMAX网 络作为通信手段。WiMAX的全名为全球微波互联接入(Worldwidelnteroperability for Microwave Access)，是基于IEEE 802. 16标准的无线城域网技术，是继WCDMA、CDMA2000和 TD-SCDMA之后的第四个全球3G标准，采用了 OFDMA、ΜΙΜΟ、HARQ等多种技术，能够实现更远 的传输距离以及提供更高速的宽带接入。基于WiMAX网络的通信平台的信息传输通道是一 个可控的系统，QoS (服务质量)有良好的保证，并且有可靠的安全机制，保证信息的可靠传 输，并且基于WiMAX网络的通信平台的传输距离可以达到几千米，避免了频繁的越区切换， 缩短了通信时延，在铁路干线运输中采用WiMAX作为地面控制中心1和车载控制单元2之 间的通信手段，确保了移动闭塞系统通信控制的实时性和可靠性。所述车载控制单元2设置在列车上，用于实时采集列车的速度和位置(例如，列车 的头部和尾部位置)信息等信息，并通过WiMAX网络与所述地面控制中心1进行通信。所述地面控制中心1用于根据所接收的列车的速度和位置信息来计算列车的安 全间距。优选地，地面控制中心1接收到列车的速度和位置信息等信息后，计算出列车的距 离-速度制动模式曲线，例如图2所示。然后地面控制中心1根据距离-速度制动模式曲 线得到最大制动距离，即列车当前位置与制动点之间的距离，然后将该最大制动距离加上 预定的安全防护距离得到安全间距，所述预定的安全防护距离例如可以为100米，也可以 根据具体情况设定为其他数值。其中，列车的距离-速度制动模式曲线例如可以通过如下方法得到。距离-速度制动模式曲线可以根据列车牵引计算所采用的方法计算得到，即以牛 顿运动学方程为理论依据，生成S = f (ν)的二次曲线法。列车牵引计算中从列车制动的初始速度Vtl制动到列车制动的目的速度Vt走过的距离可以采用以下公式计算2 2S= v° —Vt +iltd(1)7.2/ 3.6在公式(1)中V0为列车制动的初始速度，单位为km/h ；Vt为列车制动的目的速度，单位为km/h ；β为减速度，单位为km/h/s ；td为制动延迟时间，单位为S，列车从发起制动到实现制动的动作会有一个延迟， 这个所经历的时间即为制动延迟时间，它是一个与车的配属状态(例如车重、载重、风管、 编组数量等等)有关的估算值，通过实测值进行验证一般会估算出一个保守值，但根据车 的配属情况不同各有不同，而车载制动设备本身的发起制动的延迟时间不超过为1秒；S为从列车制动的初始速度Vtl制动到列车制动的目的速度Vt走过的距离，单位为 m ；V0 > Vt ^ 0, β > 0 ；3 6其中，=+ 广 g(2)在公式O)中R为平坡时列车固有减速度，单位为km/h/s ；α g为坡度引入的附加减速度，单位为km/h/s ；r为平坡时列车满制动力时的固有减速度，单位为k本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种列车移动闭塞系统，该系统包括：地面控制中心（１）、车载控制单元（２）和接口单元（４），所述车载控制单元（２）和所述接口单元（４）设置在列车上并互相连接，所述车载控制单元（２）通过ＷｉＭＡＸ网络与所述地面控制中心（１）进行通信，其中，所述车载控制单元（２）用于采集所述列车的速度和位置信息，并将该速度和位置信息发送到所述地面控制中心（１），　　所述地面控制中心（１）用于根据所接收的速度和位置信息来计算列车的安全间距，以及　　所述接口单元（４）用于实现所述车载控制单元（２）与ＷｉＭＡＸ网络的接入。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹广河，王迎春，郑九方，刘峰，张杰，杨芳南，孙延涛，张崑，
申请(专利权)人：中国神华能源股份有限公司，朔黄铁路发展有限责任公司，北京中北通信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：11[]