專利名稱：一種基于路由自適應(yīng)無線網(wǎng)絡(luò)的鐵路安全行車系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鐵路行車安全保障技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于路由自適應(yīng)無線 網(wǎng)絡(luò)的鐵路安全行車系統(tǒng)。
技術(shù)背景現(xiàn)代鐵路線路長，途徑環(huán)境多樣，影響列車安全行使的因素眾多。目前鐵路 安全行車主要依靠機(jī)車信號、自動停車裝置、無線列調(diào)設(shè)備、有人看守道口報警 裝置、客車軸溫報警器、機(jī)車信號的接近和站內(nèi)地面發(fā)碼等安全技術(shù)裝備和行車 安全保障設(shè)施予以保證。但現(xiàn)有的安全保障難以全天候覆蓋所有的鐵路沿線，對 于無安全檢測的區(qū)域還需要人工監(jiān)測，那些在人力一時無法顧及的區(qū)域和時間內(nèi) 發(fā)生的安全問題，將會給列車的安全行駛帶來很多不便。針對上述問題，業(yè)界已經(jīng)出現(xiàn)了針對路基和鐵軌的專用檢視設(shè)備。中國發(fā)明專利申請CN2585882公開了一種用于檢測鐵路路基的專用測量設(shè)備，只能專門用 于檢測路基；發(fā)明專利申請CN200610062029.8公開了一種鐵路軌道檢視車，能 夠檢視路面和鐵軌，但是該方法涉及檢視車無人駕使，由于檢視車和列車以同樣 的速度行使，且離列車只有1000米的距離， 一旦檢視車發(fā)生故障，后果嚴(yán)重。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，特別涉及一種基于路由自適應(yīng)無線網(wǎng)絡(luò) 的鐵路安全行車系統(tǒng)。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種基于路由自適應(yīng)無線網(wǎng)絡(luò)的鐵路安全行車系統(tǒng)，該系統(tǒng)由傳感器、數(shù)據(jù) 收集發(fā)送器、GSM—R (中國鐵路GSM-R數(shù)字移動通信網(wǎng))系統(tǒng)和FAS (Fixed usersAccess Switching固定用戶接入交換機(jī))固定數(shù)字調(diào)度系統(tǒng)四部分組成；傳感器在行車安全相關(guān)區(qū)域埋置傳感器，該傳感器通過Ad Hoc方式構(gòu)建成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，并將監(jiān)測信息發(fā)送給數(shù)據(jù)收集發(fā)送器；數(shù)據(jù)收集發(fā)送器收到傳感器的監(jiān)測數(shù)據(jù)后，處理所收集的數(shù)據(jù)生成告警信息，通過GSM—R系統(tǒng)和FAS系統(tǒng)向列車和車站值班臺發(fā)送告警數(shù)據(jù)；GSM—R系統(tǒng)收集傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)，并通過GSM—R網(wǎng)絡(luò)向鐵路調(diào)度系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)告警數(shù)據(jù)；FAS固定數(shù)字調(diào)度系統(tǒng)GSM-R系統(tǒng)將告警數(shù)據(jù)發(fā)送至相關(guān)列車和相關(guān)車站 值班臺的無線調(diào)度終端，對于固定網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的調(diào)度終端則通過FAS系統(tǒng)接收到告警f曰息o所述傳感器為溫度傳感器、濕度傳感器、煙霧傳感器、光照強(qiáng)度傳感器、壓 力傳感器、位移傳感器、加速度傳感器、氧氣或一氧化碳含量傳感器。所述傳感器埋置位置為軌道、路基、隧道、橋梁或無人職守車站；放置距離 與檢測精度有關(guān)，為10米 100米之間。所述數(shù)據(jù)收集發(fā)送器放置于鐵路沿線，放置距離與傳感器的數(shù)據(jù)傳輸能力和 傳輸方式有關(guān)，為2000米 5000米之間。數(shù)據(jù)收集發(fā)送器所收集數(shù)據(jù)中帶有位置標(biāo)識信息，能夠標(biāo)識所發(fā)送信息來源 的物理區(qū)域范圍，分析處理后的告警消息也帶有位置標(biāo)識信息，收到告警信息的 列車長、司機(jī)、車站值班員和鐵路養(yǎng)護(hù)工能夠準(zhǔn)確定位告警信息來源的物理位置。數(shù)據(jù)收集發(fā)送器在GSM—R網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍內(nèi)，通過GSM的頻段將數(shù)據(jù)發(fā)送 到GSM—R系統(tǒng)，并由GSM—R系統(tǒng)和FAS系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)到與數(shù)據(jù)攜帶位置信息所匹配 的調(diào)度終端上。本發(fā)明的有益效果使用本系統(tǒng)，行車相關(guān)人員和車站值班員能夠全天候全 方位掌握列車和鐵路行車環(huán)境，對人為損害、惡劣自然條件和各種意外事件對行 車環(huán)境的破壞及時做出反應(yīng)，從而更好地保證行車安全。


圖1為本發(fā)明提供的傳感器、數(shù)據(jù)收集發(fā)送器和列車及車站值班臺之間的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。其中101為數(shù)據(jù)收集發(fā)送器，102為傳感器，103為列車。圖2為本發(fā)明提供的鐵路行車安全保障方法的通信處理流程圖。
具體實施方式
本發(fā)明涉及基于路由自適應(yīng)無線網(wǎng)絡(luò)的鐵路安全行車系統(tǒng)。下面結(jié)合附圖和 具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。如圖1所示為本發(fā)明提供的傳感器102、數(shù)據(jù)收集發(fā)送器101和車站值班臺之 間的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。傳感器102埋置于列車及鐵路沿線的軌道、路基、隧道、橋梁、 無人職守車站等行車相關(guān)區(qū)域范圍內(nèi)。數(shù)據(jù)收集發(fā)送器101用于收集處理傳感器 102上傳的監(jiān)測數(shù)據(jù)，處理生成告警信息后通過調(diào)度通信系統(tǒng)將告警信息發(fā)送到 司機(jī)、列車長和車站值班臺等調(diào)度相關(guān)人員。本發(fā)明所用無線調(diào)度通信系統(tǒng)為 GSM-R移動網(wǎng)絡(luò)；所用有線調(diào)度通信系統(tǒng)為FAS固定網(wǎng)絡(luò)。圖2給出了本發(fā)明提供的鐵路行車安全保障方法的通信處理流程圖，具體過 程如下1) 在行車安全相關(guān)區(qū)域埋置傳感器102。不同位置傳感器102的檢測數(shù)據(jù)不 同。如列車上傳感器監(jiān)測數(shù)據(jù)為位移、加速度，軌道和路基上埋置的傳感器監(jiān)測 數(shù)據(jù)為壓力、溫度、濕度，隧道和橋梁上埋置的傳感器檢測溫度、濕度、光照強(qiáng) 度等，無人職守車站檢測溫度、濕度、煙霧等參數(shù)。2) 在傳感器節(jié)點散布的感知區(qū)域內(nèi)放置數(shù)據(jù)收集發(fā)送器IOI。數(shù)據(jù)收集發(fā)送 器101具有收集傳感器數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)生成告警信息和發(fā)送告警信息的功能。3) 傳感器102和數(shù)據(jù)收集發(fā)送器101具有路由自適應(yīng)性，具備動態(tài)搜索、定 位和恢復(fù)連接的能力，能夠感知、采集和處理信息。傳感器102和數(shù)據(jù)收集發(fā)送 器101加電后，運行初始化程序，生成自身的位置信息，所發(fā)送和處理的信息都 帶有位置標(biāo)識。4) 傳感器協(xié)作地感知信息，直接地或通過多跳路由向數(shù)據(jù)收集發(fā)送器發(fā)送"(曰息。5) 數(shù)據(jù)收集發(fā)送器102處理傳感器信息，根據(jù)告警門限生成告警信息。數(shù)據(jù) 收集發(fā)送器的告警門限可以根據(jù)環(huán)境進(jìn)行設(shè)定。6) 數(shù)據(jù)收集發(fā)送器102通過無線GSM—R系統(tǒng)和FAS有線調(diào)度系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)，將告警信息發(fā)送到相關(guān)的司機(jī)、列車長和車站值班臺等調(diào)度相關(guān)人員。7) 調(diào)度臺值班員等調(diào)度相關(guān)人員根據(jù)收到的告警信息，對影響行車安全的 各種情況及時做出反應(yīng)。由于告警信息中帶有相關(guān)的位置信息和指示環(huán)境參數(shù)變 化的信息，調(diào)度相關(guān)人員對行車環(huán)境的了解可以更及時更準(zhǔn)確，大大減小行車事 故的發(fā)生。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限 于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到 的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng) 該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種基于路由自適應(yīng)無線網(wǎng)絡(luò)的鐵路安全行車系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)由傳感器、數(shù)據(jù)收集發(fā)送器、GSM-R系統(tǒng)和FAS固定數(shù)字調(diào)度系統(tǒng)四部分組成；傳感器在行車安全相關(guān)區(qū)域埋置傳感器，該傳感器通過Ad Hoc方式構(gòu)建成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，并將監(jiān)測信息發(fā)送給數(shù)據(jù)收集發(fā)送器；數(shù)據(jù)收集發(fā)送器收到傳感器的監(jiān)測數(shù)據(jù)后，處理所收集的數(shù)據(jù)生成告警信息，通過GSM-R系統(tǒng)和FAS系統(tǒng)向列車和車站值班臺發(fā)送告警數(shù)據(jù)；GSM-R系統(tǒng)收集傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)，并通過GSM-R網(wǎng)絡(luò)向鐵路調(diào)度系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)告警數(shù)據(jù)；FAS固定數(shù)字調(diào)度系統(tǒng)GSM-R系統(tǒng)將告警數(shù)據(jù)發(fā)送至相關(guān)列車和相關(guān)車站值班臺的無線調(diào)度終端，對于固定網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的調(diào)度終端則通過FAS系統(tǒng)接收到告警信息。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于路由自適應(yīng)無線網(wǎng)絡(luò)的鐵路安全行車系 統(tǒng)，其特征在于所述傳感器為溫度傳感器、濕度傳感器、煙霧傳感器、光照強(qiáng) 度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器、加速度傳感器、氧氣或一氧化碳含量傳感器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于路由自適應(yīng)無線網(wǎng)絡(luò)的鐵路安全行車系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器埋置位置為軌道、路基、隧道、橋梁或無人職 守車站；放置距離與檢測精度有關(guān)，為10米 100米之間。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于路由自適應(yīng)無線網(wǎng)絡(luò)的鐵路安全行車系 統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)收集發(fā)送器放置于鐵路沿線，放置距離與傳感器的數(shù) 據(jù)傳輸能力和傳輸方式有關(guān)，為2000米 5000米之間。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于路由自適應(yīng)無線網(wǎng)絡(luò)的鐵路安全行車系 統(tǒng)，其特征在于數(shù)據(jù)收集發(fā)送器所收集數(shù)據(jù)中帶有位置標(biāo)識信息，能夠標(biāo)識所發(fā)送信息來源的物理區(qū)域范圍，分析處理后的告警消息也帶有位置標(biāo)識信息，收 到告警信息的列車長、司機(jī)、車站值班員和鐵路養(yǎng)護(hù)工能夠準(zhǔn)確定位告警信息來 源的物理位置。
6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于路由自適應(yīng)無線網(wǎng)絡(luò)的鐵路安全行車系統(tǒng)，其特征在于數(shù)據(jù)收集發(fā)送器在GSM—R網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍內(nèi)，通過GSM的頻 段將數(shù)據(jù)發(fā)送到GSM—R系統(tǒng)，并由GSM—R系統(tǒng)和FAS系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)到與數(shù)據(jù)攜帶位 置信息所匹配的調(diào)度終端上。
全文摘要
本發(fā)明屬于鐵路行車安全保障技術(shù)領(lǐng)域，涉及利用路由自適應(yīng)無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)鐵路安全行車的系統(tǒng)。該系統(tǒng)由傳感器、數(shù)據(jù)收集發(fā)送器、GSM-R系統(tǒng)和FAS固定數(shù)字調(diào)度系統(tǒng)四部分組成。在行車安全相關(guān)區(qū)域埋置的傳感器，通過Ad Hoc方式構(gòu)建成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，并將監(jiān)測信息發(fā)送給數(shù)據(jù)收集發(fā)送器。數(shù)據(jù)收集發(fā)送器收到傳感器的監(jiān)測數(shù)據(jù)后，處理所收集的數(shù)據(jù)生成告警信息，通過GSM-R系統(tǒng)和FAS系統(tǒng)向列車和車站值班臺發(fā)送告警數(shù)據(jù)。通過本系統(tǒng)，行車相關(guān)人員和車站值班員能夠全天候全方位掌握列車和鐵路行車環(huán)境，對人為損害、惡劣自然條件和各種意外事件對行車環(huán)境的破壞及時做出反應(yīng)，從而更好地保證行車安全。
文檔編號B61L23/00GK101239623SQ200810101689
公開日2008年8月13日 申請日期2008年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月11日
發(fā)明者莉 李 申請人:北京佳訊飛鴻電氣股份有限公司