一种尽头线防护装置及其测速方法与流程

本发明涉及数字集群dmr通信，尤其涉及一种尽头线防护装置及其测速方法。

背景技术：

1、在铁路运输高速发展的同时，运输的安全性正不断引起人们的重视。在平面无线灯显调车系统中，尽头线防护装置是指为了铁路运输安全时，安放在列车尽头处的安全保护装置，用于防护推车作业时由于司机无法精准了解对车尾与土挡间距而成撞上土挡的情况发生。

2、现有的尽头线防护装置多采用在尽头线区域范围内安放一至三个有源传感器，通过车轮经过时触发传感器对车辆的行进状态进行控制。此种方式虽能对车辆进行防护，但受限于设备本身，一是在道边作业时会容易造成设备误触从而误报或误控，二是无法对车辆行进方向进行判断从而在车辆进行牵出作业时误判影响正常作业，限制了尽头线区域作业时的作业范围。同时部分尽头线防护装置因安放传感器时防护范围过短，列车推车作业时如果速度过快会导致因刹停距离过长，列车撞土挡或出轨等事故的发生。

3、而现有的利用尽头线防护装置进行测速的方法主要为以下三种：

4、一是将传感器直接置于靠近土挡的位置，在传感器触发时进行计数，并通过统计列车车轮经过的次数来判断车速。这种方式对车速的判断极度依赖于传感器的灵敏程度，且较容易受到外界干扰从而影响判断情况。在司机缺乏经验时有很大几率因为传感器计数不准确、车速过快或车体较重，导致列车运行监控设备信号传递存在时延或传递错误致使车速无法及时降至安全范围内而撞上土挡。

5、二是设置不同的传感器于不同地点，利用不同位置间传感器的触发先后顺序判断车速，并在车速过快时向列车运行监控设备发送控速指令。这种方式相较上一种方式有很大进步，能够避免传感器计数的缺点，但缺点则在于不同传感器有可能会因为列车停车时的位置造成误判，且在传感器间存在距离时，这种测速方式实质上测量的是一段距离内的平均车速，测速并不精确。此外，利用不同传感器进行测速时也受限于传感器自身的信号传输速度，安全性也存在一定隐患。

6、三是利用附加功能模块实现测速，如北斗卫星、gps信号、红外信号等对列车的实时位置进行控制。这种方式比前两种方式有很大进步，能够更有效的保证列车安全，但此类信号容易受到城市高楼或山区山体的阻挡，从而造成信号丢失而无法达到精准测速的目的。

7、综上所述，目前的尽头线防护装置及测速方式都存在着缺陷或不足，为了安全行车考虑，如何通过对尽头线防护装置进行改进，从而得到相适应的测速方式对列车速度进行更加精确的控制，就成为了本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，本发明的主要目的是提供一种尽头线防护装置及其测速方法，用来弥补现有尽头线测速方式的不足，来提高尽头线测速的可靠性和调车作业的安全性。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以解决。

3、其一，本发明提供了一种尽头线防护装置，其特征在于，包括主机、天线、微控制器、采样比较电路、主控单元、平调无线通信单元、电源单元以及无源车轮传感器，所述采样比较电路、平调无线通信单元、主控单元以及电源单元均设置于所述主机内，所述微控制器设置于主控单元内，所述主机放置于尽头线铁路的尽头处，所述无源车轮传感器设置于尽头线铁道的铁轨内侧并与铁轨内侧面之间存在距离，所述无源车轮传感器与所述主机内的所述采样比较电路连接，所述平调无线通信单元与所述微控制器双向连接，所述天线与所述平调无线通信单元连接，所述电源单元能够为除无源车轮传感器之外的尽头线防护装置中的其他结构进行供电。

4、进一步地，所述无源车轮传感器在列车行进的尽头线的同一测速点处设置有多个，并且同一测速点处的无源车轮传感器被设置于同侧铁轨。

5、进一步地，当列车车轮经过所述无源车轮传感器时，所述无源车轮传感器内部的永磁铁氧体恒定的磁场发生变化，其内部的感应线圈产生电流，向所述采样比较电路发射一个脉冲信号，所述采样比较电路通过对脉冲信号进行采样和比较后，生成一个正弦波信号并传递至所述微控制器中，所述微控制器检测到来自采样比较电路的正弦波信号后进行记录，除尽头线设置的终点传感器外，在同一测速点的多个所述无源车轮传感器均检测到该信号之后，对车辆的行进方向和速度进行测算，在同一测速点的传感器只有一个触发并检测到信号时，微控制器会将其视作误触发，不会进行测算。

6、进一步地，当列车向着尽头线内部行进时，所述微控制器会根据不同测速点检测到的列车车速而进行判断并给出相应指令；

7、当列车向着尽头线外部行进时，所述微控制器不会因为速度测算对车辆进行控制。

8、进一步地，当所述无源车轮传感器发生故障或断开时，所述微控制器也能接收到来自采样比较电路传递的信号，从而向平面无线调车灯显系统报错，所述平面无线调车灯显系统中的调车区长台可以收到此信号，并通过调车区长台实时查看尽头线防护装置的传感器运行情况，所述平调无线通信单元通过与微控制器的双向通信获取列车的行进速度方向等相关信息，在微控制器给出相应指令后，将其上报给触发无源车轮传感器的车辆上的机车控制器，由机车控制器向列车司机发出相应的提示语音，或向列车运行监控设备上报停车或紧急停车指令。

9、其二，本发明还提供了一种基于尽头线防护装置的测速方法，包括如下步骤：

10、s1、将离列车尽头线终点最近的一个无源车轮传感器作为终点传感器，判断列车在行过程中是否触发终点传感器，

11、s2、当未触发终点传感器时，通过卫星定位功能或者传感器功能对列车进行测速；

12、s3、判断列车的行进方向，并判断列车触发无源传感器所属的测速点时，列车是否超速，并发送相应的指令。

13、进一步地，所述步骤s1中判断列车是否触发终点传感器的具体步骤为:

14、在尽头线防护装置上的微控制器中预先设置了不同的无源车轮传感器触发时所述微控制器收到的信号指令均不同，当无源车轮传感器被触发时，通过采样比较电路发送的检测信号，所述微控制器判断此时列车触发的无源车轮传感器是否为终点传感器，

15、当判断出列车在此刻触发的无源车轮传感器为终点传感器时，所述微控制器立即发送紧急停车指令，

16、当判断出列车在此刻触发的无源车轮传感器不是终点传感器时，进入步骤s2。

17、进一步地，所述步骤s2中，通过卫星定位功能或者传感器功能对列车进行测速的具体步骤为：

18、当列车在行进过程中未触发终点传感器时，首先判断列车是否完成卫星定位，即列车在触发无源车轮传感器后，所述尽头线防护装置中的微控制器判断机车控制器上的卫星定位装置连续三次测得的列车的瞬时速度是否相近，若连续三次测速相近，则卫星定位功能未受干扰，则使用卫星定位装置测出的速度为触发此无源车轮传感器时列车的瞬时速度，否则，采用无源车轮传感器对列车进行测速；

19、采用传感器对列车进行测速的具体步骤为：位于同一测速点安装的两个无源车轮传感器由于安装位置上存在距离，通过触发两个无源车轮传感器的先后顺序记录不同的触发时间，通过将两个触发时间之间的时间差与两个无源车轮传感器之间的距离进行计算得到的速度作为此测速点列车的瞬时速度。

20、进一步地，所述步骤s3中判断列车的行进方向是通过同一测速点上两个无源车轮传感器被触发的先后顺序来判断列车的行进方向，具体地为：

21、在同一测速点上距离土挡较远的无源车轮传感器先被触发，且较近的无源车轮传感器后被触发的情况下，判断列车正处于推进状态，

22、在同一测速点上距离土挡较近的无源车轮传感器先被触发，且较远的无源车轮传感器后被触发的情况下，则可判断列车正处于牵出状态。

23、进一步地，对于列车处于推进状态，通过触发传感器所属的测速点时，列车的瞬时速度与对应测速点的限速进行对比，当列车瞬时速度大于限速，则由微控制器发送对应的停车指令，将其上报给触发无源车轮传感器的车辆上的机车控制器，由机车控制器向列车司机发出相应的提示语音，或向列车运行监控设备上报停车或紧急停车指令，否则将发送播报提示语音提醒司机进行注意的指令；

24、对于列车处于牵出状态，除终点传感器外的其他无源车轮传感器触发后不进行判断。

25、与现有技术相比，本发明的尽头线防护装置中的无源车轮传感器因不直接接触列车行进过程中经过的轨面，且安装在铁轨内侧，耐震性、抗干扰性大大提高，且不需要供电，大大减少了电信号长距离传输过程中引入干扰而导致的传感器误报的情况。通过在尽头线上设置有多个测速点，并且除了在土挡附近设计一个终点传感器外，其他测速点处均设置有多个传感器，通过触发时的时间间隔和触发时的先后顺序，从而更加精确地判断出列车的行进方向，计算出列车的瞬时速度。

26、本发明的测速方法采用卫星测速和传感器测速相结合的方式，在列车的作业过程中，优先通过机控器上搭载的卫星测速模块进行测速，并通过判断触发尽头线区域内的测速点处无源车轮传感器时的瞬时速度进行车辆的控制；当在卫星模块无法定位或因为阻挡导致精度达不到测速要求时，通过无源车轮传感器进行测速，并通过判断尽头线区域内的测速点的无源车轮传感器测得的瞬时速度进行车辆的控制。