一种基于多通道冗余架构通信技术的列车远程瞭望系统的制作方法

本发明涉及轨道交通，特别涉及一种基于多通道冗余架构通信技术的列车远程瞭望系统。

背景技术：

1、随着国内城市轨道交通运营里程的不断增长，列车运营安全也成了头等重要的问题。近年来，国内外由于异物入侵轨道限界造成的列车碰撞和脱轨事故时有发生。由于铁路运营线路长，沿途地理情况复杂，各种自然灾害以及突发状况发生几乎不可预见。尤其在隧道出入口、毗邻山体的弯道、公路跨铁路地段、以及多山地带，可能发生泥石流和山体滑坡等现象。与此同时，非法破坏或跨越铁路周界护栏，动物在铁路沿线逗留等现象侵限铁路线也曾造成多起严重事故。受制于上述地理条件和人为因素，当突发事件发生时，列车运营安全收到严重挑战。

2、随着铁路系统信息化改革的不断深入及铁路第四次大提速，给铁路安全运行带来了新的挑战，原有的人工巡查技术手段已达不到有效的安全防范目的，需要新型的检测设备用以辅助驾驶，通过提前检测自然灾害和突发入侵，帮助驾驶员更好的规避和判断风险，提升铁路运输的安全和可靠性。

3、因此，能否准确检测出自然灾害、入侵铁路周界的异物等突发状况是保障列车安全运营的的关键，传统的车载式障碍物检测系统对于弯道和视距外的障碍物检测距离有限（不足200米），时速80km/h以上的列车制动距离大于200m，故需要其他手段进行辅助检测。

4、主流技术的主要问题有：

5、1、报警反馈形式单一，一般列车远程瞭望系统是只将报警数据反馈至地面调度中心，再由调度中心远程提醒列车驾驶员采取制动措施，这种方式信号反馈时间长，且人为因素影响大，一旦中间的传输环节出现偏差，造成了信息遗漏，后果不堪设想；还有一些列车远程瞭望系统只将报警信息传输给附近列车，一旦和车辆通信异常，系统将立即失效，这样单一的报警方式均不具备冗余通信反馈防遗漏的效果；

6、2、车地信号传输距离有限，且信号容易受干扰。某些地面瞭望系统直接向附近列车传输报警信号，但在两者距离超过150米后，或者在隧道、涵洞、山区等地，列车无法稳定接收到来自瞭望系统的信息，而时速80km/h以上的列车制动距离大于200米，这将严重影系统的实用性和可靠性；

7、3、远程瞭望系统轨旁设备的供电不具备冗余性，目前的列车轨旁远程瞭望系统多依赖市政供电，一旦供电发生中断，整体的瞭望监控功能将处于瘫痪中，风险系数较高，不具备多重补能防断电的功能。

8、综上所述，目前市面上的轨旁瞭望系统存在信号反馈形式单一、信号覆盖距离不足，系统供电保障不稳定等缺点。

9、有鉴于此，特提出一种基于多通道冗余架构通信技术的列车远程瞭望系统。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种多通道冗余架构通信技术的列车远程瞭望系统，以解决背景技术中指出的问题。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种基于多通道冗余架构通信技术的列车远程瞭望系统，包括分析处理主机、4g/5g信号传输天线、泄露电缆、射频信号发射器、雷达相机模组、光伏发电板、输电缆线和电池包，所述4g/5g信号传输天线、所述泄露电缆和所述雷达相机模组连接所述分析处理主机，所述泄露电缆连接所述射频信号发射器，所述雷达相机模组包括高清摄像头和毫米波雷达组件，所述输电缆线连接所述电池包和所述光伏发电板，所述电池包和所述分析处理主机电性连接，所述输电缆线通过线缆支架固定，所述线缆支架包括固定底座、支撑臂和夹持组件，所述夹持组件包括第一环片、第二环片、第一固定螺栓、第一固定螺母、第二固定螺栓、第二固定螺母和多个弹片，所述第一环片的两端设有第一连接板，所述第二环片的两端设有第二连接板，所述第一固定螺栓和所述第一固定螺母相互配合连接一所述第一连接板和所述第二连接板，所述第二固定螺栓和所述第二固定螺母相互配合连接另一所述第一连接板和第二连接板，所述第一环片和所述第二环片连接形成圆环，所述圆环上设有多个开孔，所述弹片包括第一拨片、第二拨片和弧形连接片，所述第一拨片和所述第二拨片穿过所述开孔，多个所述弹片的所述弧形连接片形成夹持空间，所述输电缆线限制于所述夹持空间中，所述支撑臂连接所述固定底座和所述第一环片。

4、在一个优选实施例中，所述分析处理主机距离所述射频信号发射器的距离为3km。

5、在一个优选实施例中，还包括直放站，所述直放站连接所述泄露电缆。

6、在一个优选实施例中，还包括第一安装杆，所述泄露电缆连接所述第一安装杆，所述射频信号发射器设于所述第一安装杆的顶部。

7、在一个优选实施例中，还包括对应多个所述弹片设置的多个弹性支撑块，所述弹性支撑块采用泡沫、橡胶或eva发泡材料制成，所述弹性支撑块设于所述弧形连接片和所述圆环内壁之间。

8、在一个优选实施例中，还包括支撑平台、钢质箱体、第二安装杆和顶部支架，所述钢质箱体和所述第二安装杆设于所述支撑平台上，所述顶部支架设于所述第二安装杆的顶部，所述雷达相机模组设于所述顶部支架上，所述电池包设于所述钢质箱体中，所述光伏发电板设于所述第二安装杆上，所述4g/5g信号传输天线设于所述钢质箱体的顶部，所述固定底座上设有固定板，所述固定板上设有固定通孔，所述固定底座固定于所述钢质箱体上。

9、在一个优选实施例中，所述钢质箱体内部设有内部护壳。

10、在一个优选实施例中，所述钢质箱体上设有第一接口集成组和第二接口集成组。

11、在一个优选实施例中，所述第一接口集成组和所述第二接口集成组上分别设有射频器接线端口，所述泄露电缆连接所述射频器接线端口，所述第一接口集成组上设有市政电网接口，所述第二接口集成组上设有光线电缆接口。

12、在一个优选实施例中，所述钢质箱体的侧部设有侧部护板，所述侧部护板上设有侧边缆线卡口，所述钢质箱体的顶部设有顶部护板，所述顶部护板上设有安装杆预留槽和顶部线缆卡口。

13、与现有技术相比，本发明的一种基于多通道冗余架构通信技术的列车远程瞭望系统通过在铁路的弯道、隧道口、易坍方区等关键部位安装轨旁感知设备和分析设备，对列车视距外轨道区域的安全性进行实时判别，提前将报警结果通过多重方式传输反馈给即将经过的车辆和地面调度中心，为车辆制动保留充足的时间，解决轨旁瞭望系统识别和报警的及时性、稳定性以及可靠性的问题。

14、本系统通过支撑机构布置在轨道两侧，两侧设备均可对轨道前后方向进行异物入侵检测，系统感知和检测范围为200米，现场数据传输范围可达前后各3千米，数据可同步传输至远端地面调度中心。系统由雷视融合感知系统（毫米波雷达、相机、分析处理主机）、信号传输系统、轨旁支撑机构等组成。

15、感知检测系统包括基于摄像头的传感装置、基于雷达的感知装置以及提供边缘计算能力的分析处理主机；其中基于摄像头的传感装置负责采集距传感器200米范围内的轨道视频数据；基于雷达的感知装置包括多个方向的障碍物感知检测及方位的定位。

16、信号传输系统采用多通道冗余设计，通道1：通过分析处理主机上的4g/5g模块和天线接入公网，当分析处理主机识别到侵限障碍物时，通过公网将图片和告警信息传输到调度中心的应用软件，由调度中心审核确认。通道2：通过分析处理主机上的4g/5g模块和天线跟附近列车上的信号接收终端进行通信，将图片和告警信息传输到车辆控制系统。通道3：在检测点前后沿线各3km铺设泄露电缆用于信号传输，且隔150m放置一个用于泄露电缆信号加强的直放站，一旦感知检测系统发出报警，信号立即通过前后共6km的泄露电缆向列车接收终端发送报警信息，当车辆接近告警区间（监测点3千米，总长度为监测点前后共6千米），车辆接入到告警路段的信号覆盖范围，告警信息发送系统将告警信息发送到车辆的信号接收融合终端（传输时间50ms），然后再传输给车载控制中心，最终将告警信息以文本/图片/视频的形式在列车显示屏上显示。