[实用新型]基于声波通信的列车防撞系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及轨道交通技术，特别是涉及一种基于声波通信的列车防撞系统的技术。

背景技术

包括城市轨道交通列车在内的轨道交通工具一旦发生追尾或对撞等碰撞事故，会造成严重的生命和财产损失；尤其在隧道内发生碰撞事故时，事故的救援和处理都极其不便，更加重了事故带来的危害和影响。

目前，大部分国家均采用列车运行控制（Train Control System，TCS，或针对地铁线路的Automatic Train Control，ATC）系统来保证列车的运行安全，以避免列车碰撞事故发生，尽管其技术发展和应用已经十分成熟，然而最近十几年，列车安全事故仍然时有发生，尤其是近几年在各国发生的严重地铁列车追尾事故表明：基于信号与通信（Signaling and Communication）技术的列车运行控制系统虽严密但复杂，但任何外部的不利因素和系统的缺陷都可能导致系统整体或局部故障，或者迫使系统降级至安全系数低的备用模式，继而增加列车碰撞事故发生的几率。

鉴于目前列车碰撞事故仍然时有发生，相关技术人员在完善现有系统安全措施的同时，也在开展新的独立于现有安全措施的列车防撞技术的开发，包括卫星定位（Satellite Based Positioning）、图像识别（Image Recognition）、防撞雷达（Anti-Crash/Collision Radar）等技术，以及利用单个技术的优点而集成的防撞系统。

现有列车防撞技术都是基于电磁波感测、探测机制的防撞技术，这类技术的缺陷在于，当列车线路在隧道内时，基于电磁波感测、探测机制的防撞技术均不能有效发挥作用，对于长时间运行在长距离隧道中的地铁列车而言，其缺陷尤其明显，主要表现在：

1）在隧道内，尤其是长距离隧道内，列车无法利用电磁波直接与隧道外部的中继（如卫星）建立通信；

2）隧道的曲率和狭小的空间等因素限制了车载图像感测方法的有效作用距离；

3）由于隧道中内部设施的影响和空间的限制，隧道内中高频电磁波衰减快、回波复杂，且地铁线路有上下起伏坡度和弯道，造成探测盲区，因而电磁波雷达在隧道内无法发挥有效作用。

由此可见，现有的列车防撞技术在隧道内的应用效果不佳，尤其是在非直形的长距离隧道内基本无法有效提高列车的行驶安全性，不能很好的避免列车碰撞事故发生，在地铁线路中的应用效果较差。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能提高列车在隧道内的行驶安全性的基于声波通信的列车防撞系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型所提供的一种基于声波通信的列车防撞系统，涉及包含有多辆列车的列车交通网络，其特征在于：包括与列车交通网络中的列车数量一致的多个防撞通信单元，每个防撞通信单元对应一辆列车；

每个防撞通信单元中均有两个声波通信子单元，每个防撞通信单元中的一个声波通信子单元安装在对应列车的车头，另一个声波通信子单元安装在对应列车的车尾；

所述声波通信子单元包括一用于发射声波的声波发射装置、一用于接收声波的声波接收装置、一信号控制处理设备、一示警终端；

所述声波发射装置设有探测信号输入端，所述声波接收装置设有反馈信号输出端，所述示警终端上设有示警信号输入端；

所述信号控制处理设备设有探测信号输出端、反馈信号输入端、预警信号输出端，并内置有用于控制其各信号输出端的输出信号，及处理分析其反馈信号输入端的输入信号的信号处理模块，其探测信号输出端接到声波发射装置的探测信号输入端，其反馈信号输入端接到声波接收装置的反馈信号输出端，其预警信号输出端接到示警终端的示警信号输入端。

进一步的，所述示警终端安装在对应列车的驾驶室内，示警终端上设有示警信息发生部件。

进一步的，所述信号控制处理设备的预警信号输出端接入对应列车的制动系统和/或自动运行保护系统。

进一步的，所述声波通信子单元还包括一供电设备，所述供电设备中内置有不间断电源，所述不间断电源的电源输入端接到对应列车的供电输出端，其供电端接到声波发射装置、声波接收装置、示警终端及信号控制处理设备的电源输入端。

进一步的，所述声波发射装置包括功率放大器及至少一个扬声器，所述功率放大器的源信号输入端构成声波发射装置的探测信号输入端，功率放大器的放大信号输出端接到各扬声器的电信号输入端。