[发明专利]一种基于伪随机码射频测距的轨道交通列车防追尾装置

说明书

技术领域

本发明属于轨道交通技术领域，涉及一种轨道交通列车的防追尾装置。

背景技术

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，藉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防追尾装置，能在前后车距过近时及时发出示警，以提高行车安全性。

现有技术中在列车防撞、防追尾领域几乎没有涉及到基于伪随机码扩频测距的轨道交通列车防追尾装置方面的专利。与之相近的，有申请号201110234174.0的专利描述的一种列车防追尾系统，该系统中前后列车均装有GPS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防追尾工功能；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，申请号为200920034397.0的实用新型专利描述了一种列车防追尾监测装置，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防追尾。由于射频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，导致防追尾的车距波动较大，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，因此列车防追尾的间距较短，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。

发明内容

本发明的目的在于提供一种独立于列车运行控制系统之外，基于伪随机码射频测距的轨道交通列车防追尾装置。

为了达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种轨道交通列车防追尾装置，包括天线、与所述天线相连的测距单元、与所述测距单元相连的控制单元、分别与所述控制单元相连的示警单元和参数输入单元；所述测距单元采用伪随机码射频测距的方法测量同一运行方向前后列车的车距；所述参数输入单元获取所在列车的运行方向信息并传输至所述控制单元；所述控制单元设定所述测距单元的工作模式和射频频点，比较列车车距是否安全，并向所述示警单元发送动作指令；所述示警单元显示车距或者发出警示。

所述天线为定向天线，且辐射波瓣的主瓣正对列车运行方向或反向，即安装在列车前端的天线的主瓣指向列车运行方向，安装在列车后端的天线的主瓣指向列车运行方向的反向。

所述天线安装在列车前端或者后端的司机室顶部。

所述测距单元在位于车头时工作于主动测距模式，向前车发送射频测距信号；所述测距单元在位于车尾时工作于被动应答模式，接收后车发送的射频测距信号并向后车转发。

在被动应答模式下所述测距单元转发的信号仅为接收到的射频测距信号的简单复制或增强。

在被动应答模式下所述测距单元转发信号采取直接转发或者再生式转发。

所述测距单元采用全双工射频通信，列车在不同股道使用不同的射频频点。

所述装置还包括与所述控制单元相连的制动输出单元，接收所述控制单元发出的制动逻辑命令，变换成车辆系统对应的电气指令或数据编码指令。

所述示警单元为视觉器材和听觉器材的组合。