[發明專利]基于聲波示警的列車防撞系統及其防撞方法

無效

• 申請號: 201210270272.4
• 申請日: 2012-07-31
• 公開（公告）號: CN102756749A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 李曉東;周文晉;陳孝良;鮑明;徐健
• 申請（專利權）人: 上海中科高等研究院;中國科學院聲學研究所
• 主分類號: B61L23/34
• 分類號: B61L23/34;B61L23/18
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 林煒;朱逸

技術領域

本發明涉及軌道交通技術，特別是涉及一種基于聲波示警的列車防撞系統及其防撞方法的技術。

背景技術

軌道列車的運行安全，關系著乘客的生命財產安全，同時也是線路高效運營的前提。目前，包括城市軌交在內的軌道列車主要列車運行控制（Train?Control?System，TCS，或針對地鐵線路的ATC系統，即Automatic?Train?Control系統）來保證列車的運行安全。然而，近年來陸續發生的嚴重的軌道列車碰撞事故表明，在努力提高列車運行控制和管理技術的同時，開發一種獨立的、有效的車載防撞系統和方法對于提高列車運行的安全性是必要的和有益的。

目前，世界各國均在積極開展這類能獨立工作的列車防撞技術的研究，包括衛星定位、圖像識別、無線電通信和應答測距、電磁波防撞雷達等技術手段。但是，對于地鐵列車，由于大部分線路在地下，現有的列車防撞技術在隧道內的應用效果不佳，尤其是在非直形的長距離隧道內很難有效提高列車的行駛安全性，不能很好的避免列車碰撞事故發生。以電磁波防撞雷達為例，在隧道中，由于內部設施的影響和空間的限制，高頻電磁波衰減很快，回波復雜，而且，地鐵線路有上下起伏坡度和大量彎道，存在很多發生險情時駕駛員來不及制動的目視盲區，因而在隧道內很難有效發揮作用。

發明內容

針對上述現有技術中存在的缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種能提高列車在隧道內的行駛安全性的基于聲波示警的列車防撞系統及其防撞方法。

為了解決上述技術問題，本發明所提供的一種基于聲波示警的列車防撞系統，涉及包含有多輛列車的列車交通網絡，其特征在于：包括與列車交通網絡中的列車數量一致的多個聲波示警單元，每個聲波示警單元對應一輛列車；

所述聲波示警單元包括一用于發射聲波的聲波發射裝置、一用于接收聲波的聲波接收裝置、一信號控制處理設備、一示警終端；

所述聲波發射裝置設有示警信號輸入端，所述聲波接收裝置設有示警信號輸出端，所述示警終端上設有示警信號輸入端；

所述信號控制處理設備設有示警信號輸出端、示警信號輸入端、預警信號輸出端，并內置有用于控制其各信號輸出端的輸出信號，及處理分析其示警信號輸入端的輸入信號的信號處理模塊，其示警信號輸出端接到聲波發射裝置的示警信號輸入端，其示警信號輸入端接到聲波接收裝置的示警信號輸出端，其預警信號輸出端接到示警終端的示警信號輸入端；

每個聲波示警單元均安裝在對應列車上，其中的聲波接收裝置安裝在對應列車的車頭，聲波發射裝置則安裝在對應列車的車尾。

進一步的，所述示警終端安裝在對應列車的駕駛室內，示警終端上設有示警信息發生部件。

進一步的，所述信號控制處理設備的預警信號輸出端接入對應列車的制動系統和/或自動運行保護系統。

進一步的，所述聲波示警單元還包括一供電設備，所述供電設備中內置有不間斷電源，所述不間斷電源的電源輸入端接到對應列車的供電輸出端，其供電端接到聲波發射裝置、聲波接收裝置、示警終端及信號控制處理設備的電源輸入端。

進一步的，所述聲波發射裝置包括功率放大器及至少一個揚聲器，所述功率放大器的源信號輸入端構成聲波發射裝置的示警信號輸入端，功率放大器的放大信號輸出端接到各揚聲器的電信號輸入端。

進一步的，所述揚聲器是電動式揚聲器、靜電式揚聲器、電磁式揚聲器、壓電式揚聲器、氣動式揚聲器中的一種，或是其中的多種的組合。

進一步的，所述聲波接收裝置包括前置放大器、信號調理器及至少一個傳聲器，所述信號調理器的調理信號輸出端構成聲波接收裝置的示警信號輸出端，所述前置放大器的放大信號輸出端接到信號調理器的源信號輸入端，前置放大器的源信號輸入端分別接到各傳聲器的電信號輸出端。

進一步的，所述傳聲器是電容傳聲器、壓電式傳聲器、電動傳聲器、駐極體傳聲器中的一種，或是其中的多種的組合。

本發明所提供的基于聲波示警的列車防撞系統的防撞方法，其特征在于：

每輛列車均利用聲波發射裝置向列車后方發射聲波示警信號，所述聲波示警信號是單頻率聲波信號，或是由多個不同頻率的聲波組合而成的多頻率聲波信號；

每輛列車均利用聲波接收裝置接收前方列車發射的聲波示警信號，并對收到的聲波示警信號進行分析判斷，如果判斷出收到的聲波示警信號是由前車發出的，即根據收到的聲波示警信號中的聲波的傳播特性，利用信號控制處理設備估算出本車與前方列車之間的間距，再判斷本車與前車之間的間距是否小于安全距離；