專利名稱：軌道車專用信號監(jiān)控裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于一種列車上的附屬設備，特別是一種軌道車專用的信號顯示監(jiān)控裝置。
背景技術：
近年來路內(nèi)運用的機車已配備了機車信號監(jiān)控系統(tǒng)和運記、自停裝置，并在安全生產(chǎn)實踐中取得了較好的效益，而軌道車卻一直沒有配備信號監(jiān)控系統(tǒng)，究其原因有以下幾點1、由于其電源不像機車采用接觸網(wǎng)供電，而是24V電瓶，電壓低電流不穩(wěn)定，電能儲量較小，很難與現(xiàn)有國內(nèi)的設備相匹配。
2、車型復雜，各生產(chǎn)廠家以及不同時期生產(chǎn)的車輛及底盤各異，輪對輪徑不統(tǒng)一，對安裝、運用現(xiàn)有設備造成困難。
3、軌道車的運用環(huán)境、運行條件和司機、管理人員有自身的特殊性，需要一種適應其實際的運行監(jiān)控裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是針對軌道車使用現(xiàn)狀，對于本申請人已有的專利(ZL 01 213089.3)進行改進，提供一種可在各型軌道車上使用的軌道車專用信號顯示監(jiān)控裝置。
具體的說，本發(fā)明設計方案為一種軌道車專用信號監(jiān)控裝置，是由車上裝置和車下裝置兩部分構成，車上裝置中具有信號運行監(jiān)控主機，車下裝置具有一可感應軌道燈光信號的信號感應器，該感應器與信號運行監(jiān)控主機中的信號處理器輸入端相連，信號處理器系統(tǒng)電路由譯碼電路、濾波電路和放大電路構成，同時信號處理器可提供多個輸出口，整個系統(tǒng)各部分均采用額定電壓為24V的電瓶供電，且各部分供電電壓均不超過該額定電壓。
在車上裝置中還設置了GPS衛(wèi)星精確定位裝置，該定位裝置與信號運行監(jiān)控主機輸入端相連，將軌道車運行速度、方向、位置等參數(shù)輸入信號監(jiān)控主機。
在車下裝置中設置有風壓、速度、軸溫傳感器及相應的的監(jiān)控電路和自動控執(zhí)行機構，將風壓、速度、軸溫信息輸入自動停車裝置以實施自動化的報警監(jiān)控以至自動限速和自動停車。
所述的自動停車裝置由與信號處理器相連的控制盒及分別與控制盒輸出端相連的報警盒、停車繼電器、測速發(fā)電機、按紐盒構成，且停車繼電器后又接電放空閥與緊急放風閥。
在車上裝置中還設置有能夠實現(xiàn)聲訊以及各種數(shù)據(jù)的存儲，現(xiàn)場回放和轉儲分析功能的錄音電路和風壓、速度、軸溫、運行里程、限速點和區(qū)段等運行數(shù)據(jù)的顯示監(jiān)控電路。
在車上裝置中設有可以在車上自主設定限速條件的輸入裝置。
在車上裝置中設置有對存儲的運行數(shù)據(jù)進行無線遙控遠地提取分析或實現(xiàn)接收上級指令的功能的無線通訊裝置。
本發(fā)明優(yōu)點是適用于各型軌道車，而且可根據(jù)用戶不同要求匹配不同的運用配置方案，滿足了各種不同的軌道車運用條件下的使用。同時增加數(shù)碼錄音電路后可對裝置的語音提示警示以及車用無線列調(diào)進行實時錄音。增加了速度、風壓、軸溫、限速區(qū)段等顯示和監(jiān)控。增加了聲訊、數(shù)字圖文的存儲、轉儲和分析。增加了無線遙控運地收集存儲信息和接收指令等設置和功能。增加了GPS衛(wèi)星定位裝置。


圖1為本發(fā)明的原理結構示意圖。
圖2為本發(fā)明中信號處理器原理示意圖。
圖3、圖4均為本發(fā)明中信號處理器電路圖。
圖5、圖8分別為自動停車裝置的控制電路圖和原理示意圖。
圖6為本發(fā)明中電源電路示意圖。
圖7為本發(fā)明中語音報警電路示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明核心部件是信號處理器，其電路與通用機車信號處理器基本相同(見圖3圖4)，但對于軌道車而言，為適應其實際需要，整個系統(tǒng)均采用DC24V電源供電，且各部分供電電壓均不高于DC24V額定電壓。其工作原理如下該系統(tǒng)采用數(shù)字信號處理方式來完成機車信號的分析與識別。信號通過隔離級被轉變?yōu)閿?shù)字信號即完成模數(shù)變換。經(jīng)模數(shù)轉換后的信號到DSP，由DSP完成信號的分析處理，識別出當前接收到的信號。
對于移頻類機車信號通過了分頻濾波和信號包絡線分解出低頻信息，也就燈型號。這里采用了相信檢測技術確保信號識別的正確性。
對于交流計數(shù)類機車信號是直接通過分頻帶濾波和包絡再通過神經(jīng)網(wǎng)絡分析法識別出脈沖和間隔完成信號的識別并譯解出相應的信息碼型并驅動點燈系統(tǒng)。本系統(tǒng)所采用的自檢和保護系統(tǒng)環(huán)節(jié)，不僅可以檢測和保護系統(tǒng)自身的故障，還可以實現(xiàn)對信號燈的檢測，從而保證本系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的運用。軌道車信號采用標準八顯示信號機，即運用機車采用的信號顯示器，僅將燈泡更換為24伏8W即可；或采用專用24V信號顯示器。機車感應器采用與機車所用的機車感應器一般的技術指標。軌道車信號的供電電壓為DC24V，因而機器內(nèi)部采用了一只寬輸入范圍的DC/DC，即24/5DC/DC變換出該DC/DC，可工作在輸入直流18-36伏電壓變化范圍內(nèi)而輸出為5伏。為凈化供電流該電流系統(tǒng)不但采用了濾波，而且還增加了浪涌電壓抑制電路，保證該系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠。信號處理器與軌道車專用運行記錄儀或通用機車運記裝置相連，即可記錄軌道車運行情況。信號處理器與如圖6中的語音報警電路相連，即可構成具有語音提示功能的監(jiān)控裝置。同時與信號主機相連的語音提示報警器和無線列調(diào)輸出端上接有一個錄音電路板，可對該裝置的語音提示警示一機車用無線列調(diào)進行實時錄音，其錄音連續(xù)有效時長一般不少于8小時。
信號處理器與自停裝置相連的技術方案，適用于偏遠、流動分散、地面信號數(shù)據(jù)分析等技術較薄弱的地區(qū)及單位；信號處理器與軌道車專用運記或機車運記相連的方案適用于管理運用較為成熟的地區(qū)；而采用加裝GPS和無線遙控的技術方案，適用于管理運用較為先進的地區(qū)。所述的軌道車自動停車裝置主要由控制盒、報警盒、按扭盒、電空放風閥、延時風缸、停車繼電器、速度接點等部分組成，原理圖見圖5、圖7。
1、控制盒控制盒是本裝置的主要設備。它完成周期性警惕自動停車的全部控制作用。其單無電路主要有啟動電路、1SJ電路、2SJ電路和自動復原電路及低速檢查、高速報警電路。
盒面設有解鎖按鈕、速度開關、計數(shù)器窗孔、電源保險絲座以及與外部聯(lián)系的接插件等。
本裝置在連續(xù)報警7秒后，發(fā)生強迫制動。為防止停車后又中途緩解電路進入鎖閉狀態(tài)，只有按壓解鎖按鈕，實行人工解鎖，方能使設備復原。在這一過程中，計數(shù)器自動計數(shù)一次，可以從計數(shù)器窗孔讀出。
本裝置在報警7秒期間內(nèi)，如司機采取有效制動時，利用速度接點，能自動解除停車作用。速度開關K是接通或切除這種作用的開關。
2、報警盒內(nèi)設有兩套變調(diào)音響器電路，使用中有兩種形式使用兩個低音喇叭或將一套音響器倒接至一個高音喇叭。
3、接鈕盒按鈕盒設有警惕按鈕，緊急停車按鈕，黃色發(fā)光二極管等。本裝置處于定位狀態(tài)時，按鈕盒UD點亮，而當出現(xiàn)音響警報時則UD熄滅，這時按壓警惕按鈕就能使本裝置得到警惕作用。遇到緊急情況，按壓緊急停車按鈕能使軌道機車緊急制動。
4、電空放風閥它是本裝置執(zhí)行自動停車的部件。它受控制盒控制。當其電磁閥得電勵磁后，放風閥開啟。列車管迅速向大氣排風，引起全車緊急制動。
5、延時風缸當電磁閥線圈失磁后，延時風缸能使放風閥繼續(xù)開啟45-60秒的時間用以防護緊急制動后，由于設備故障致使電磁閥錯失電而出現(xiàn)的中途緩解。
6、停車繼電器它是一個多組接點的中功率電磁繼電器，自動停車時，通過其接點的轉換，實現(xiàn)必要的機電保護，例如撒砂，卸載、檔位、回零等。繼電器的類型和工作電壓，可根據(jù)不同類型的需要選擇使用。
7、速度接點裝于控制盒內(nèi)部，與測速發(fā)電機連結，當司機采用有效制動和低速運行時，自動解除周期報警和自動停車作用，當超速運行時立即報警。
控制方式1、本裝置在機車信號顯示半紅、半黃、紅燈，進入正線停車應發(fā)出語音提示并要求司機周期性按壓警惕按鈕，司機如不按壓警惕按鈕，則7秒后自動停車；司機按警惕按鈕則重復提示報警。
2、在未裝軌道車信號的機車上，自動停車裝置能接收設在地面的固定點信息后，給予周期性報警，或獨立使用，不與任何接受設備結合作無人警惕裝置，給予周期性報警。
3、本裝置報警時間規(guī)定如下周期報警音隔時間為4±1秒，報警至自動停車起作用時間為7-8秒。報警結束采用五種方式(1)連續(xù)式軌道車信號變?yōu)樵试S顯示；(2)利用速度低速接點或列車管減壓的壓力接點切除；(3)定時切除；時間為22±5秒；(4)超速報警速度降到正常時切除報警。(5)人工解除。
4、司機在正常操縱制動時，自動停車裝置不應誤動作。
5、本裝置采用得電制動方式。
本發(fā)明中的裝置由GPS衛(wèi)星定位裝置以及速度、風壓、軸溫、信號等感應器分別向信號監(jiān)控運記主機提供各類信號，經(jīng)過DSP等超大規(guī)模集成電路和與之配合的電子元件組成的譯碼、濾波、放大等電路構成的主機處理分別向機車燈光顯示器、自動控制執(zhí)行機構、經(jīng)過語音提示報警器向錄音機提供各種信息，向現(xiàn)場回放分析、駐地存儲轉儲回放分析、車上無線收發(fā)裝置傳送數(shù)字圖文信息。無線列調(diào)電臺接收車站與機車通話內(nèi)容并且向錄音機提供聲訊信息。錄音機向現(xiàn)場回放分析系統(tǒng)和駐地存儲轉儲回放分析、車上無線收發(fā)裝置送聲訊信息。以上的聲訊和數(shù)字圖文信息經(jīng)過車上無線收發(fā)裝置與駐地無線收發(fā)裝置相互收發(fā)車上信息和上級指令。
自動控制執(zhí)行機構由相關電路以及電磁閥、放風閥、相關管路閥等構成。
GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收到衛(wèi)星信息，得知機車(車輛)精確位置、運行方向、運行速度(也可以配合速度傳感器共同完成)向信號監(jiān)控運記主機(簡稱主機)發(fā)信息；主機同時接收到速度、風壓、軸溫、信號各傳感器的信息；經(jīng)主機譯碼、分析處理，向自動控制執(zhí)行機構發(fā)送機車控制的限制條件信息，如減速、停車等，向機車信號顯示器發(fā)出復示軌道線路上信號的信息，起到復示地面信號功能，向語音報警器和錄音機發(fā)送聲訊信息，同時無線列調(diào)電臺將車站與機車相互通訊的聲訊信息發(fā)給錄音機，這兩類聲訊信息均被錄音機收錄；主機把處理過的數(shù)字圖文信息發(fā)往存儲、轉儲裝置；聲訊和數(shù)字圖文信息可以在現(xiàn)場回放分析；也可以經(jīng)車上無線收發(fā)裝置與駐地無線收發(fā)裝置相互聯(lián)系，可以調(diào)取車上信息，也可以向車上發(fā)上級指令。
通過本裝置，可以有效控制軌道車運行，并且隨時掌握車輛運行狀況。
最后，需要指出的是，本發(fā)明中所使用的部分電路板均為市場已有技術，在本文件中不再對其具體結構作描述。
例如，GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，目前市場上有售天線以及簡單電路單元，可供應用。
無線列調(diào)目前國內(nèi)一般采用美國MoToRoLa和日本健伍成品機芯，自己加裝外圍控制電路和附件構成。
機車信號顯示器為自制DC24V專用(DC50V備選)的由發(fā)光芯片和發(fā)光二極管構成。
信號監(jiān)控運記主機目前采用國外進口DSP超大規(guī)模集成電路以及CPRD、ROM等電子元件構成。包括信號處理電路、運行監(jiān)控電路、語音電路、輔助電路等構成。
錄音機采用全數(shù)字錄音方式，運用大規(guī)模半導體存儲器存儲聲訊信號、采用聲控電路。
無線收發(fā)裝置為雙功方式，目前市場有售，可采用。
權利要求
1.一種軌道車專用信號監(jiān)控裝置，其特征是由車上裝置和車下裝置兩部分構成，車上裝置中具有信號運行監(jiān)控主機，車下裝置具有一可感應軌道燈光信號的信號感應器，該感應器與信號運行監(jiān)控主機中的信號處理器輸入端相連，信號處理器系統(tǒng)電路由譯碼電路、濾波電路和放大電路構成，同時信號處理器可提供多個輸出口，整個系統(tǒng)各部分均采用額定電壓為24V的電瓶供電，且各部分供電電壓均不超過該額定電壓。
2.根據(jù)權利要求1所述的軌道車專用信號監(jiān)控裝置，在車上裝置中還設置了GPS衛(wèi)星精確定位裝置，該定位裝置與信號運行監(jiān)控主機輸入端相連，將軌道車運行速度、方向、位置等參數(shù)輸入信號監(jiān)控主機。
3.根據(jù)權利要求1所述的軌道車專用信號監(jiān)控裝置，其特征是在車下裝置中設置有風壓、速度、軸溫傳感器及相應的的監(jiān)控電路和自動控執(zhí)行機構，將風壓、速度、軸溫信息輸入自動停車裝置以實施自動化的報警監(jiān)控以至自動限速和自動停車。
4.根據(jù)權利要求3所述的軌道車專用信號監(jiān)控裝置，其特征是自動停車裝置由與信號處理器相連的控制盒及分別與控制盒輸出端相連的報警盒、停車繼電器、測速發(fā)電機、按紐盒構成，且停車繼電器后又接電放空閥與緊急放風閥。
5.根據(jù)權利要求3、4所述的軌道車專用信號監(jiān)控裝置，還在車上裝置中設置有能夠實現(xiàn)聲訊以及各種數(shù)據(jù)的存儲，現(xiàn)場回放和轉儲分析功能的錄音電路和風壓、速度、軸溫、運行里程、限速點和區(qū)段等運行數(shù)據(jù)的顯示監(jiān)控電路。
6.根據(jù)權利要求5所述的軌道車專用信號監(jiān)控裝置，在車上裝置中設有可以在車上自主設定限速條件的輸入裝置。
7.根據(jù)權利要求1、2、3所述的軌道車專用信號監(jiān)控裝置，在車上裝置中設置有對存儲的運行數(shù)據(jù)進行無線遙控遠地提取分析或實現(xiàn)接收上級指令的功能的無線通訊裝置。
全文摘要
一種軌道車專用信號監(jiān)控裝置，屬于一種車輛運行監(jiān)控裝置，它是由車上裝置和車下裝置兩部分構成，車上裝置中具有信號運行監(jiān)控主機，車下裝置具有一可感應軌道燈光信號的信號感應器，該感應器與信號運行監(jiān)控主機中的信號處理器輸入端相連，信號處理器系統(tǒng)電路由譯碼電路、濾波電路和放大電路構成，同時信號處理器可提供多個輸出口，整個系統(tǒng)各部分均采用額定電壓為24V的電瓶供電，且各部分供電電壓均不超過該額定電壓。
文檔編號B61L15/00GK1491844SQ0313427
公開日2004年4月28日 申請日期2003年5月23日 優(yōu)先權日2003年5月23日
發(fā)明者陳立, 張小薊, 陳 立 申請人:陳立, 陳 立