專利名稱：鐵路列車超視距和曲線觀測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種用于鐵路(包括地鐵與城市軌道交通線路)列車運行時保障行車安全的超視距與曲線觀測與監(jiān)控系統(tǒng)。其主要功能與任務(wù)是為列車駕駛員提供線路前方目視距離之外(包括彎道、隧道、夜間、雨、雪、霧天氣等所有惡劣狀況下的非目視距離)的觀測能力、特別是列車最大安全制動距離之外的超視距觀測能力。從而確保列車能夠在遭遇危險之前及時減速及制動剎車，將列車停止在危險區(qū)域之外，最大程度保障列車的運行安全。
同時，本系統(tǒng)還能夠為鐵路的調(diào)度中心和車站，提供對線路和運行中列車的視頻實時監(jiān)控功能。以及其它相應(yīng)的視頻服務(wù)功能。
本發(fā)明屬于鐵路(包括地鐵與城市軌道交通)安全技術(shù)與信息技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的鐵路安全技術(shù)體系中，列車的行駛安全是由駕駛員的目視觀測與應(yīng)急反應(yīng)能力來保障的。
現(xiàn)代鐵路技術(shù)的發(fā)展趨勢是客運列車的速度越來越高；貨運列車的載重量越來越大。隨著鐵路列車運行速度的提高與牽引載重量的增大，特別是現(xiàn)代高速列車的速度已經(jīng)達到每小時數(shù)百公里的級別，貨運列車達到萬噸以上的載重規(guī)模。在這樣的高速度和大載重下，列車的慣性動能很大，安全制動所需距離很長。而駕駛員的目視觀測距離和應(yīng)急反應(yīng)能力是一種人體生理能力，并不能通過技術(shù)手段相應(yīng)提高，當線路上發(fā)生危及列車安全的危險因素時，這樣的超長剎車距離留給駕駛員的應(yīng)急反應(yīng)處置時間非常短，常常超出了駕駛員的生理極限反應(yīng)能力之外，這就為事故的最終發(fā)生埋下了極大的隱患。
當列車在夜間和雨、雪、大霧天氣行駛時，由于視線受到更多的阻礙，留給駕駛員的反應(yīng)處置時間更短，致使事故概率進一步上升。
在山區(qū)鐵路，由于光線只能直線傳播，駕駛員的目視視距更是受到極大的局限，短視距構(gòu)成山區(qū)鐵路的重大安全隱患，這也是限制山區(qū)鐵路速度提高的主要障礙因素之一。
隨著鐵路列車運行速度的提升，這些因素導(dǎo)致列車的行駛安全保障難度顯著增加。由于鐵路列車是大運載量的交通工具，一旦發(fā)生事故，人員傷亡與財產(chǎn)損失極為慘重。因此，安全保障是鐵路部門的一項重點工作，也是鐵路技術(shù)攻關(guān)的主要內(nèi)容之一。
由于鐵路事故的危險因素如洪水、泥石流、大風雨、雪、霧、塌方、行人和車輛違規(guī)進入鐵路等很多來自鐵路外，具有突發(fā)性與不可預(yù)期性特征，在現(xiàn)有的鐵路安全保障體系內(nèi)，還沒有有效的辦法來進行預(yù)防。鐵路部門只能做到盡量減少鐵路系統(tǒng)內(nèi)部事故因素。對于鐵路外的事故因素，目前還只能采用人工線路巡邏進行檢查防范，發(fā)現(xiàn)事故因素時人工報警或攔阻列車等方式。這顯然是比較落后的方式。常常無法避免重大事故的發(fā)生。
發(fā)明技術(shù)內(nèi)容3，1綜述本發(fā)明是一種通過在鐵路線路上密集布置攝像裝置，對線路全程進行分段無縫視頻連續(xù)攝像，然后通過有線—無線高速通訊裝置，將線路上任何區(qū)段的視頻實時圖像畫面全部傳輸給列車駕駛室內(nèi)的視頻接收機，顯示在顯示屏上，供駕駛員超前觀測前方線路目視距離之外任何位置狀況的新型監(jiān)控與通信技術(shù)系統(tǒng)。
3.2，技術(shù)原理本發(fā)明系統(tǒng)是視頻監(jiān)控技術(shù)與高速有線---無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)(即通常稱謂的“3G”移動通信技術(shù))相結(jié)合，并應(yīng)用于鐵路安全領(lǐng)域的專業(yè)化(網(wǎng)絡(luò))技術(shù)。其技術(shù)原理是基于利用“3G”移動通信技術(shù)能夠進行高速和大容量數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?，實現(xiàn)線路全部視頻實時圖像信號在線路與列車之間的實時傳輸，通過提供這些線路實時視頻圖像畫面供駕駛員超前觀測，達到保障列車運行安全的目標。
這里所稱的超視距觀測和曲線觀測，是指駕駛員可以通過本發(fā)明系統(tǒng)，觀測到行駛線路上前方任何位置的最新視頻畫面。包括目視視距之外和不能直接觀測的線路曲線位置的畫面。
所顯示的前方線路圖像畫面，根據(jù)觀測需要，可以由系統(tǒng)設(shè)定自動翻屏連續(xù)顯示列車前方設(shè)定距離的線路畫面，也可以由駕駛員根據(jù)觀測需要而手動選定前方線路需要進行觀測的位置的畫面(如前方車站內(nèi)的畫面)。例如，當列車在起點站即將出發(fā)時，駕駛員可以調(diào)閱到線路前方任何位置、包括終點站的最新視頻圖像畫而到顯示屏上進行觀測。
由于攝像頭以連續(xù)攝像方式對線路進行攝像，并傳輸?shù)浇邮諜C內(nèi)，本發(fā)明系統(tǒng)的上述功能，使得線路全程上的任何位置對駕駛員來說，都成為透明可見的。他可以通過調(diào)閱攝像頭編號的方式，觀測到線路上任何位置的最新圖像畫面。從視覺原理上看，就相當于本發(fā)明系統(tǒng)任意延伸了駕駛員眼睛的可觀測距離。同時為他提供了曲線視物的觀測功能。
這里所稱的顯示畫面自動設(shè)定與手動選定，是指本發(fā)明系統(tǒng)可以為駕駛員的超前觀測同時提供兩種功能模式；一種是定距自動設(shè)定模式，一種是按需選定模式，定距自動設(shè)定是指為駕駛員始終顯示前方設(shè)定距離的線路畫面，例如設(shè)列車的極限最大制動距離為2000m，駕駛員進行減速制動的生理反應(yīng)延遲距離為500m，列車制動系統(tǒng)的反應(yīng)延遲距離也為500m，駕駛員的最短目視距離為10m(指最惡劣觀測環(huán)境，如夜間、暴風雨、大雪、濃霧、彎曲隧道等環(huán)境)，則可以設(shè)定顯示距離始終為機車前方3000m。列車行進過程中，在機車前面這一距離的線路圖像畫面，將以自動連續(xù)翻屏的形式，顯示在顯示屏上供駕駛員觀測。這樣在列車行進中，駕駛員就能夠始終超前觀測到列車前方3000m距離外的線路狀況，當線路上有任何危險因素時，駕駛員在3000m外就可以提前觀測到，從而為駕駛員留出充裕的反應(yīng)處置時間實施減速、制動操作。
自動定距顯示的超前距離，可以由駕駛員根據(jù)自身列車的速度、載重量、線路坡度，彎道半徑等因素，依據(jù)剎車制動的相應(yīng)技術(shù)標準來設(shè)定，顯示控制則可以由交給機車里程計負責?？刂骑@示的攝像頭號碼(也就是顯示該攝像頭攝取的線路圖像畫面)的基準信號，即是里程計的行駛里程數(shù)加上設(shè)定的超前顯示距離數(shù)，其公式為Q＝X m+(3000m)這里Q是攝像頭的號碼，代表它監(jiān)控的線路位置(也就是顯示在顯示屏上的線路位置)與起點站的距離，X表示列車已經(jīng)駛過的距離(規(guī)定起點站為X＝0)。由于攝像頭的設(shè)置是按一定距離間隔設(shè)置的，里程計也以同樣的間距設(shè)置連續(xù)兩個顯示控制信號的輸出，例如攝像頭按每隔100m設(shè)置，則里程計就設(shè)置為每當列車行駛過100m距離時，就發(fā)出1個顯示遞換信號，將顯示屏上的圖像畫面變換為下一個攝像頭的線路圖像畫面。依此遞推。
而按需選定模式則是駕駛員根據(jù)觀測需要，在鍵盤上輸入相應(yīng)的攝像頭號碼(類同于輸入電話號碼)，即可直接調(diào)閱相對應(yīng)的線路畫面到顯示屏上進行觀測(這一調(diào)閱模式，與股市交易中通過輸入股票代碼調(diào)閱相應(yīng)的股票走勢圖類似。工作原理也相同)。例如當列車要駛過某個車站時，他可以提前調(diào)閱車站內(nèi)其它線路上的車輛停放狀況、道岔進路、站臺狀況、信號燈等的圖像畫面進行觀察。避免信號錯誤導(dǎo)致撞車事故。
通過采用多畫面顯示器，上述兩種顯示功能可以同步實現(xiàn)，供駕駛員觀測。
這里所稱的視頻攝像，包括了能夠在夜間和雨、雪、霧惡劣天氣下進行攝像的紅外攝像功能這里所稱的線路全程分段無縫攝像，是指一條線路由N個基本攝像頭全程覆蓋，其中第0號攝像頭表示起點，而第N號攝像頭表示終點。每個攝像頭負責對長度為“N分之一”的線路長度區(qū)間進行攝像。兩個相鄰攝像頭之間，所覆蓋的被攝像的線路視頻圖像畫面聯(lián)接處有一定的重合量，這樣，駕駛員、以及車站和調(diào)度中心的監(jiān)控員，從視頻圖像畫面上按攝像頭的編號號碼順序觀測，無論是自動定距顯示模式，或是手動選定顯示模式，整條線路是連續(xù)可觀測的。不存在視頻斷點盲區(qū)。
對于車站，還應(yīng)在站內(nèi)的各條分支線路上及道岔處布置相應(yīng)的輔助攝像頭。供駕駛員超前調(diào)閱觀測到前方車站內(nèi)線路上的車輛停放狀況，以及本列車通過線路的進路道岔、信號燈的顯示等狀況。
3.3總體結(jié)構(gòu)下面介紹系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)整套系統(tǒng)由(編號0---N)攝像頭序列組件1、傳輸電纜(光纜)2、分布式通訊交換機3、調(diào)度指揮中心通訊交換主機4、無線發(fā)射基站序列5(編號0---P)、無線視頻接收機6(包括接收天線6A、操作鍵盤6B)、視頻顯示器7、平交道口可視警報裝置8共同組成。
其中；攝像頭序列組件1(編號0-N)安裝在從起點到終點的線路沿線的牽引電桿上(某些特殊位置、以及非電力牽引線路也可另外架設(shè)安裝桿)。分布式通訊交換機3安裝在沿線的指定車站內(nèi)(多座車站的交換機分別用3a、3b、3c、……、表示)。通訊交換主機4則安裝在線路的運行調(diào)度中心內(nèi)。序列無線發(fā)射基站5(編號0---P)安裝在線路沿線的指定位置，構(gòu)成連續(xù)陣列，其發(fā)射的信號要能夠被列車在線路上的任何行駛位置接收到，不能留下盲區(qū)。無線視頻接收機和視頻顯示器安裝在機車駕駛室內(nèi)。
3.4詳細技術(shù)結(jié)構(gòu)下面結(jié)合附圖進一步介紹發(fā)明的詳細技術(shù)結(jié)構(gòu)

圖1是本發(fā)明系統(tǒng)的攝像頭的安裝結(jié)構(gòu)2是本發(fā)明系統(tǒng)的固定部分的網(wǎng)絡(luò)與流程結(jié)構(gòu)圖，包括了從攝像頭的視頻信號攝取到傳輸給交換機處理，再傳輸給無線基站的流程圖3是本發(fā)明系統(tǒng)的無線基站發(fā)射信號給列車接收機的示意4是本發(fā)明系統(tǒng)的接收機與顯示屏在機車駕駛室的安裝結(jié)構(gòu)5是系統(tǒng)在車站線路和道岔位置設(shè)置的輔助攝像頭的結(jié)構(gòu)6是本發(fā)明系統(tǒng)在鐵路與公路平交道口的可視警報裝置的結(jié)構(gòu)與功能示意圖由圖1可見攝像頭安裝在線路沿線的電桿上。對某些特殊位置，也可另外架設(shè)安裝桿安裝。無線發(fā)射基站也安裝在線路沿線的安裝桿上。
由圖2可見線路的畫面由攝像頭攝取后，經(jīng)過視頻信號處理電路處理，然后傳輸給車站的交換機，車站交換機將接收到的視頻信號再經(jīng)過處理后，分為三路，第一路信號A直接進入本車站的監(jiān)控裝置并顯示在監(jiān)控屏幕上，供車站對本轄區(qū)的線路狀況和列車運行狀況進行監(jiān)控。第二路信號B傳輸給無線發(fā)射基站，再由基站發(fā)射給列車接收機，顯示在駕駛室的顯示屏幕上，供駕駛員觀測用。第三路信號C則上傳給調(diào)度中心交換機，并顯示在調(diào)度中心的屏幕上，供調(diào)度中心作全線路監(jiān)控用。
由圖3可見序列無線發(fā)射基站被安裝在線路沿線的適當位置，要求其發(fā)射的無線電訊號能夠被列車可靠接收到，相鄰兩座無線基站的訊號有效覆蓋區(qū)域，其輻射邊沿應(yīng)重疊，不能留下訊號盲區(qū)。
由圖4可見接收機安裝在機車駕駛室內(nèi)的適當部位，而控制鍵盤安裝在機車操縱臺上。顯示屏則安裝在操縱臺的上方，駕駛室玻璃窗的下方。并呈一定的傾角。這樣駕駛員抬頭可以通過玻璃窗進行目視觀測，而低頭則可以在顯示屏上進行超視距觀測和選定觀測。非常方便由圖5可見在鐵路與公路的平交道口，安裝有本發(fā)明系統(tǒng)的可視警報裝置8，用于對公路車輛和行人進行可視告警。這一裝置其實就是接收機在平交道口的固定應(yīng)用。它的功能與安裝在機車上的接收機基本上相同，只不過顯示屏是戶外大尺寸的，與車站交換機是有線連接，信號也是由電纜有線傳輸?shù)?。而顯示模式則是逆向超視距方式，即以該警報裝置為觀測原點，顯示控制軟件是依照來車方向的線路攝像頭倒計數(shù)順序，依次顯示列車向該道口的逼近過程的方式進行顯示，除了以可視方式直觀顯示列車向道口的逼近過程外，還可以用數(shù)碼跳變方式直觀同步顯示列車的速度、離道口的距離、到達道口的倒計時時間等內(nèi)容、并同時輔以聲、光告警。
由圖6可見，輔助攝像頭是安裝在車站內(nèi)的線路和道岔的上方，以可調(diào)俯視方式進行攝像。
3.5可實現(xiàn)的功能本發(fā)明系統(tǒng)可以實現(xiàn)下述功能；A，為列車駕駛員提供超視距觀測功能和曲線觀測功能在本系統(tǒng)中，由于整條線路的全部圖像畫面均以連續(xù)攝像方式被傳輸?shù)搅熊嚱邮諜C內(nèi)，駕駛員對線路的觀測就再也不受目視距離的限制。駕駛員可以通過自動設(shè)定或手動選擇任何攝像頭的圖像畫面進行顯示的方式，觀測到從起點到終點的全部線路上任何一個位置的實時視頻最新圖像畫面，這就實現(xiàn)了為駕駛員提供超視距觀測的功能。
特別是，本發(fā)明系統(tǒng)可以為駕駛員提供曲線觀測的功能，駕駛員對線路的觀測也不再受目視視線只能直線觀測的限制，在彎道上，他也可以通過本系統(tǒng)觀測到前方不能直接目視觀測的線路狀況，例如在山區(qū)彎曲線路上，在山的這邊，他就可以觀測到山那邊的線路狀況。在彎曲隧道線路上，在進入隧道之前，他不但可以觀測到隧道內(nèi)的線路狀況，還可以觀測到隧道出口那邊的線路狀況。即駕駛員獲得了前所未有的曲線視物觀測功能。對山區(qū)鐵路來說，這一功能對列車安全保障的意義十分重大。
超視距觀測功能和曲線可視觀測功能從此使線路全程任何位置對駕駛員來說，都是透明可觀測的。這二項功能是本發(fā)明系統(tǒng)的主要功能與應(yīng)用。
B，車站對所轄區(qū)間線路的狀況與列車運行狀況視頻實時圖像監(jiān)測功能這一功能是本發(fā)明系統(tǒng)的底層基本功能。也是系統(tǒng)位居第二重要性的應(yīng)用。其任務(wù)是對本車站所轄線路區(qū)間的線路狀況進行實時監(jiān)控觀測，在線路正常狀態(tài)下進行運行監(jiān)控。當轄區(qū)線路內(nèi)發(fā)生可能導(dǎo)致事故的危險因素如洪水、泥石流、大風雨、塌方、落石、樹木與電桿倒塌、電纜斷裂、行人和車輛違規(guī)進入鐵路限界、鐵路軌道、橋梁、隧道故障等時，該功能能夠第一時間觀測到，采取措施進行搶險排除。大的危險因素，則可以根據(jù)管轄權(quán)限，在進行搶險排除的同時在第一時間以視頻直觀方式進行上報。
該功能還可以與線路所在地的地方政府的安全應(yīng)急救援指揮中心聯(lián)網(wǎng)，當發(fā)生大的事故因素、或發(fā)生列車脫軌、火災(zāi)與毒化事故、即發(fā)性事故、恐怖襲擊等重大災(zāi)難事故時，能夠以第一時間向地方政府安全應(yīng)急救援中心提供事故地點的實時視頻圖像畫面，為搶險救災(zāi)贏取最寶貴的針對性決策指揮時間，以及對搶險人員與搶險救災(zāi)物資準確調(diào)度的時間。
C，鐵路調(diào)度中心對線路全程的線路狀況和列車運行的視頻實時圖像監(jiān)測功能這一功能是本發(fā)明系統(tǒng)的次級服務(wù)功能。與功能2相比，它的任務(wù)主要是用于全局性的監(jiān)控，而且重點在應(yīng)用于生產(chǎn)性的調(diào)度監(jiān)控功能上，如列車運行圖的臨時調(diào)整，機車、車輛的可視調(diào)度。當發(fā)生重、特大事故時，也承擔鐵路系統(tǒng)內(nèi)的搶險救災(zāi)可視調(diào)度指揮。
D，在平交道口對公路車輛和行人進行列車到達的提前實時圖像視頻警示功能這一功能是本發(fā)明系統(tǒng)的延伸服務(wù)功能，它是通過在平交道口設(shè)置大屏幕視頻顯示器和警報器，與本系統(tǒng)聯(lián)接，直接向公路車輛和行人提前顯示列車的運行狀況。當列車到達道口之前的設(shè)定危險距離(如5000m)時，則向車輛和行人發(fā)出禁止通行的聲、光警報。這樣，車輛和行人不但能夠聽到和看到警報，還能夠直觀地看見行駛中的列車與道口的距離，以及逼近道口的速度、到達道口的準確時刻(以倒計時方式顯示)、可以直觀地感受到搶越道口的危險程度，從而避免搶越道口的危險行為。防止道口事故的發(fā)生。
3.6工作過程下面以一個案例形式，介紹發(fā)明系統(tǒng)的基本工作過程基本參數(shù)設(shè)線路全長為1000km；列車最高行駛速度為360km/h；最長制動距離為2km；駕駛員反應(yīng)延遲時間的換算距離設(shè)為0.5km；列車制動裝置的反應(yīng)延遲時間的換算距離也設(shè)為0.5km。極限安全制動距離即設(shè)定為3km。
現(xiàn)在設(shè)列車即將從起點站出發(fā)，駕駛員操作程序如下1，首先將里程計清零；
2，用手動調(diào)閱方式依次調(diào)閱00001-00029號攝像頭的圖像畫面、結(jié)合目視觀測，確定該始發(fā)段落線路狀況良好；3，定距自動顯示模式設(shè)定在3km，即自動顯示的線路圖像畫面從00030號攝像頭開始；4，列車出發(fā)，當列車駛過第1個100m時，里程計發(fā)出第1個控制觸發(fā)信號，將顯示畫面變換為第00031號攝像頭的線路圖像畫面；5，列車駛過第2個100m時，里程計發(fā)出第2個控制觸發(fā)信號，將顯示畫面變換為第00032號攝像頭的線路圖像畫面；以下依此類推，……；6，列車行進過程中，要經(jīng)過途中車站時，駕駛員在到達車站入口之前規(guī)定距離(例如可規(guī)定為3--10km)，即可用手動調(diào)閱方式調(diào)閱前方車站內(nèi)的相關(guān)輔助攝像頭所監(jiān)控的各條線路狀況、站內(nèi)車輛停放狀況、道岔與進路狀況、進路信號的狀態(tài)、站臺狀況等進行超前觀測，以避免車站信號錯誤、站臺異常等造成事故。
7，列車行駛到達終點站，顯示屏最后自動顯示第10000號攝像頭的終點站畫面。發(fā)明系統(tǒng)為本趟列車的超視距與曲線觀測服務(wù)結(jié)束。
發(fā)明技術(shù)的優(yōu)點本系統(tǒng)的主要任務(wù)與功能的基本重大意義是在鐵路安全保障能力的空前提升上。本發(fā)明技術(shù)的優(yōu)點是可以突破性的提高鐵路列車的運行安全性。大幅度降低事故、特別是重大、特大事故的發(fā)生率。使線路危險因素引致的鐵路事故降低到(接近)零的水平由于本發(fā)明系統(tǒng)能夠為列車駕駛員提供目視視距之外的前方線路的實時圖像供觀測，也同時提供了直視視距之外的曲線觀測功能。線路全程的狀況對駕駛員來說，都是透明可見的，相當于任意延長了駕駛員的可觀測距離。當前方線路存在任何危險時，駕駛員均能夠在列車的最長安全制動剎車距離之外提前觀測到，就能夠從容不迫地采取減速制動剎車等安全措施，使列車停留在與危險點的安全距離之外，保證列車不接觸危險。從而確保了列車在任何線路危險情況下的安全運行。
采用本發(fā)明系統(tǒng)以后，列車的運行安全將不再受到駕駛員目視觀測距離的限制(包括夜間、暴風雨、大雪、濃霧、彎曲隧道、山區(qū)小半徑彎道等最惡劣的觀測環(huán)境所形成的影響與限制)，也不再受到列車速度與牽引載重量的任何限制，除了因列車自身的機械故障或駕駛員錯誤操作引致的列車脫軌事故、以及無時間差的突然遭遇型的事故(如滾石擊中列車)外，任何其它的線路危險，如線路行車信號錯誤與缺失、列車碰撞、追尾、線路塌方、隧道內(nèi)與隧道口異常、洪水、泥石流、軌道損壞、橋梁損壞與斷裂、線路異物侵入(風雨天氣引致的樹木倒伏，落石、山體與鐵路護坡塌方、電桿倒塌等)、公路車輛與行人違規(guī)侵入鐵路、交叉道口意外等可能引致事故的危險因素，由于駕駛員均能夠在安全制動剎車距離之前提前觀測到，從而在遭遇危險之前有足夠的時間采取避險措施，因此可以完全避免事故的發(fā)生。
本發(fā)明系統(tǒng)還具備自監(jiān)控功能，當任何因素導(dǎo)致攝像頭或電纜損壞時，該攝像頭的監(jiān)測畫面將在車站監(jiān)控屏幕上消失或出現(xiàn)異常，轄區(qū)車站立即就能知道該線路位置發(fā)生了意外，可及時進行處理。而列車駕駛員也能夠從該攝像頭的視頻圖像畫面的消失或異常中提前發(fā)現(xiàn)危險，采取相應(yīng)措施。
當本發(fā)明系統(tǒng)用于地鐵與城軌交通時，除了防止線路事故的優(yōu)點外，更有特別突出的防止車站事故的重大優(yōu)點采用本發(fā)明系統(tǒng)后，由于駕駛員能夠提前觀測到前方車站的實時圖像，因此就能夠提前采取避險措施。像韓國大邱地鐵那種車站著火后，滿載列車還沖入著火的車站，結(jié)果造成數(shù)百人傷亡的特大慘禍，如果有本發(fā)明系統(tǒng)供駕駛員提前觀測到前方車站的異常狀況，顯然是完全可以避免的。
地鐵(城軌交通)由于客流的特點與鐵路不同，存在非常大的上、下班高峰客流，在高峰時段，車站客流量非常大，人流擁擠不堪，是地鐵(城軌交通)事故的主要發(fā)生地點，由于車站事故在地鐵(城軌交通)事故中占了很大比例，本發(fā)明的這一優(yōu)點對提高地鐵(城軌交通)運行的安全性有特殊的效用。
在系統(tǒng)工作正常的前提下，有時間差的線路危險因素將從此不再危及列車安全。今后的列車危險主要來自下列少量低概率因素；1，列車自身事故如脫軌、火災(zāi)、爆炸等2，與行進中的列車無空間差、直接擊中列車的危險因素，如列車開進中落石、塌方突然發(fā)生，直接擊中列車?；蚬奋囕v從上方掉落，直接擊中列車。
3，恐怖活動即使發(fā)生這些類型的事故，本發(fā)明系統(tǒng)也能在搶險救援中發(fā)揮重大作用，首先是車站安全監(jiān)控員和調(diào)度中心能夠在第一時間發(fā)現(xiàn)事故，并立即確定事故地點的準確位置和事故現(xiàn)場的損害直觀表象程度。其次是能夠以可視信息方式迅速報警與組織搶險，第三是在搶險救援過程中，能夠以可視方式進行現(xiàn)場監(jiān)測和指揮調(diào)度，加快搶險救援的速度。
實施方式本發(fā)明的實施方案與移動通信的實施方式是類似的。實際上，本發(fā)明就是一種特殊的鐵路(地鐵和城軌交通)安全保障專用的有線---無線視頻移動通信與行車安全監(jiān)控系統(tǒng)。
本發(fā)明的實施方式是1，確定實施對象線路的總里程長度、線路狀況、最大坡度、最小彎道半徑、列車最高運行速度，列車最長制動距離，根據(jù)這些數(shù)據(jù)和運行安全要求確定基本攝像頭的總數(shù)量。
2，根據(jù)線路長度與攝像頭總數(shù)量之比確定每個攝像頭的監(jiān)控區(qū)間長度；3，在監(jiān)控區(qū)間內(nèi)的相應(yīng)位置安裝攝像頭，攝像頭應(yīng)是包括了紅外攝像功能，有一定變焦調(diào)節(jié)范圍的組合攝像頭。
4，在車站內(nèi)各條支線上方、站臺上方，道岔上方，以及其它需要位置安裝輔助攝像頭5，在調(diào)度中心安裝通訊交換主機、在線路上系統(tǒng)設(shè)計指定的其它監(jiān)控車站安裝局域交換機；6，在線路上的設(shè)計位置安裝無線發(fā)射基站；7，安裝連接電纜(光纜)，并將攝像頭、通訊交換主機、局域交換機、無線發(fā)射基站按設(shè)計方案通過電纜(光纜)進行連接，形成系統(tǒng)的視頻通訊固定網(wǎng)絡(luò)部分；8，在機車駕駛室內(nèi)安裝系統(tǒng)的接收機和顯示器。形成系統(tǒng)的視頻通訊移動終端部分；9，進行系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)調(diào)試；調(diào)試完畢后進行試運行；根據(jù)試運行數(shù)據(jù)進行檢驗評估，并形成系統(tǒng)的運行技術(shù)標準和操作規(guī)范。
至此，實施完畢。
權(quán)利要求
1，一種用于鐵路、地鐵和軌道交通安全保障的列車超視距和曲線觀測系統(tǒng)，由布置在線路上，并按順序進行了編號的序列攝像頭、信號傳輸電纜和光纜、安裝在車站內(nèi)的通訊交換機、安裝在調(diào)度中心的通訊交換主機、安裝在線路沿線的無線發(fā)射基站、安裝在列車機車駕駛室內(nèi)的無線接收機和顯示屏共同組成，其特征是攝像頭對線路全程進行按順序分配了號碼的分段攝像，所攝取的全部線路圖像畫面信號由電纜和光纜傳輸?shù)杰囌就ㄓ嵔粨Q機，通訊交換機對信號進行處理后，傳輸給無線發(fā)射基站，由無線基站發(fā)射給列車接收機，再由接收機處理后將圖像畫面顯示在顯示屏上，供駕駛員觀測。
2，根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)的接收機，其特征是在列車行駛過程中，在列車駕駛員目視距離之外的列車前方線路的圖像畫面，能夠以預(yù)先設(shè)定的顯示程序進行連續(xù)調(diào)閱，以自動連續(xù)顯示方式顯示在顯示屏上，供駕駛員進行超前觀測。
3，根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征是列車前方線路任何位置的圖像畫面，駕駛員均能夠以直接輸入攝像頭編號的方式，調(diào)閱到顯示屏上進行觀測。
4，根據(jù)權(quán)利要求1、權(quán)利要求2、權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其特征是顯示屏具備多畫面顯示功能，可以通過分區(qū)顯示方式同時顯示多個畫面，使列車前方線路的圖像畫面的自動連續(xù)顯示和按需選擇顯示，可以在顯示屏上同時實現(xiàn)。
5，根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征是攝像頭是包括了適應(yīng)正常光線、微弱光線、紅外夜視三種攝像功能器件的組合攝像頭。
6，根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征是系統(tǒng)的攝像頭還可以設(shè)置在車站站臺、車站內(nèi)的分支線路、道岔、信號燈等位置上，攝取這些位置的視頻圖像畫面，傳輸給列車接收機并顯示在顯示屏上，供駕駛員超前觀測。
7，根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征是系統(tǒng)可以向設(shè)置在鐵路與公路平交道口的警報裝置的視頻顯示器傳送列車行駛的視頻圖像畫面，以提前的可視實時視頻圖像方式向公路車輛和行人告知列車與平交道口的距離、行駛速度、到達道口的時間等信息和發(fā)出相關(guān)警報。
8，根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征是安裝在車站內(nèi)的通訊交換機可以與當?shù)卣墓舶踩珣?yīng)急指揮中心通訊交換機聯(lián)網(wǎng)，向后者傳輸線路的實時視頻圖像畫面。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于鐵路(包括地鐵與城市軌道交通線路)列車運行時保障行車安全的超視距與曲線觀測與監(jiān)控系統(tǒng)。其主要功能與任務(wù)是為列車駕駛員提供線路前方目視距離之外(包括夜間、雨、雪、霧天氣、彎道與彎曲隧道等所有惡劣狀況下的非目視距離)的觀測能力、特別是列車最大安全制動距離之外的超視距觀測能力。從而確保列車能夠在遭遇危險之前及時減速及制動剎車，將列車停止在危險區(qū)域之外，最大程度保障列車的運行安全。
文檔編號B61L25/00GK101020466SQ200610020270
公開日2007年8月22日 申請日期2006年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月13日
發(fā)明者申朗 申請人:申朗