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一种基于RFID技术的单轨系统用手动驾驶辅助系统的制作方法

2021-02-04 09:02:30|263|起点商标网
一种基于RFID技术的单轨系统用手动驾驶辅助系统的制作方法
一种基于rfid技术的单轨系统用手动驾驶辅助系统
技术领域
[0001]
本实用新型涉及rfid技术在列车安全防护技术领域,具体是涉及一种基于rfid技术的单轨系统用手动驾驶辅助系统。


背景技术:

[0002]
单轨系统因具有爬坡能力强、能通过较小曲率半径,适应地形能力强,采用胶轮系统噪音小乘坐舒适,采用无人驾驶技术智能化程度高,建设工期短,投资小等特点,广泛应用于国内城市轨道交通。跨坐式单轨或悬挂式单轨多采用“梁轨合一”结构,单轨车辆的安全性能尤为重要,在切除atp保护的情况下,人工驾驶通过限速区、道岔、线路端部时存在超速、冲出道岔、冲撞车档的风险。


技术实现要素:

[0003]
为了克服现有技术中存在的不足,本实用新型提供了一种基于rfid技术的单轨系统用手动驾驶辅助系统,通过“技防”提高单轨车辆运行的安全冗余系数。人工驾驶通过道岔、线路端部时,降低甚至避免超速、冲出道岔、冲撞车档等风险。
[0004]
为实现上述的技术目的,本实用新型将采取如下的技术方案:
[0005]
一种基于rfid技术的单轨系统用手动驾驶辅助系统,包括道岔状态分析柜、rfid标签、msrds控制单元以及车辆系统;其中:
[0006]
所述rfid标签,包括ab组合标签、ba组合标签、cd组合标签、ef标签组合;其中:
[0007]
ab组合标签、ba组合标签、cd组合标签均为无源标签按序排列而成的标签序列;ef标签组合则为半无源标签按序排列而成的标签序列;
[0008]
ab组合标签安装在轨道限速区段入口位置处的轨道梁上;ba组合标签安装在轨道限速区段出口位置处的轨道梁上;cd组合标签安装在轨道线路端部区段的轨道梁上;ef标签组合安装在轨道道岔区段入口侧的轨道梁上;
[0009]
所述道岔区域附近安装有道岔状态分析柜,该道岔状态分析柜的输入端与道岔系统道岔控制柜连接,而道岔状态分析柜的输出端则通过ef标签控制盒与ef标签组合连接;道岔状态分析柜通过判断与道岔控制柜之间的回路的通路或断路状态获得道岔位置状态信息,分析处理后,经ef标签控制盒控制ef标签组合中标签序列的状态信息;
[0010]
所述msrds控制单元,为车载msrds控制单元,能够接收并读取各rfid标签的标签信号,并反馈至车辆系统;
[0011]
车辆系统通过接收msrds控制单元所反馈的ab组合标签中标签序列的标签信号,控制列车限速;通过接收msrds控制单元所反馈的ba组合标签中标签序列的标签信号,控制列车解除限速;通过接收msrds控制单元所反馈的cd组合标签中标签序列的标签信号,控制列车紧急制动;通过接收msrds控制单元所反馈的ef标签组合中标签序列的标签信号,控制列车紧急制动或者进路释放。
[0012]
作为本实用新型的进一步改进,msrds控制单元具有两个,其中一个安装在车辆头
车的车辆底架上,另一个则安装在车辆尾车的车辆底架上,且两个msrds控制单元呈对角布置;
[0013]
所述ab组合标签、ba组合标签、cd组合标签、ef标签组合在轨道梁上的每一个安装位置处均具有两组,分别安装在该轨道梁的两侧;
[0014]
列车沿着轨道行进过程中,途经轨道限速区段入口位置处时,两个msrds控制单元能够读取两组ab组合标签中各自对应的那一组ab组合标签的标签信息;途经轨道限速区段出口位置处时,两个msrds控制单元能够读取两组ba组合标签中各自对应的那一组ba组合标签的标签信息;越过正常停车点,途经轨道线路端部区段时,两个msrds控制单元能够读取两组cd组合标签中各自对应的那一组cd组合标签的标签信息;途经轨道道岔区段时,两个msrds控制单元能够读取两组ef标签组合中各自对应的那一组ef标签组合的标签信息。
[0015]
作为本实用新型的进一步改进,所述ab组合标签为无源标签a、无源标签b按照列车的行进方向排列而成的标签序列;
[0016]
所述ba组合标签为无源标签b、无源标签a按照列车的行进方向排列而成的标签序列;
[0017]
所述cd组合标签为无源标签c、无源标签d按照列车的行进方向排列而成的标签序列;
[0018]
所述ef标签组合为半无源标签e、半无源标签f按照列车的行进方向排列而成的标签序列。
[0019]
作为本实用新型的进一步改进,所述ab组合标签、所述ba组合标签、所述cd组合标签、所述ef标签组合均为rfid冗余组合标签;其中:
[0020]
所述ab组合标签为无源标签a1、无源标签a2、无源标签b1、无源标签b2按照列车的行进方向排列而成的标签序列;
[0021]
所述ba组合标签为无源标签b1、无源标签b2、无源标签a1、无源标签a2按照列车的行进方向排列而成的标签序列;
[0022]
所述cd组合标签为无源标签c1、无源标签c2、无源标签d1、无源标签d2按照列车的行进方向排列而成的标签序列;
[0023]
所述ef标签组合为半无源标签e1、半无源标签e2、半无源标签f1、半无源标签f2按照列车的行进方向排列而成的标签序列。
[0024]
根据上述的技术方案,相对于现有技术,本实用新型具有如下的优点:
[0025]
本实用新型针对单轨车辆在全手动模式下经过限速区段、线路端部区段、道岔区段存在的风险时,通过“技防”的措施起到在切除atp保护下的辅助驾驶作用。在限速区段、线路端部区段、道岔区段均布置rfid标签,同时,在列车上安装车载msrds控制单元,以读取各rfid标签的标签序列信息,从而对应地触发车辆限速、车辆紧急制停或者车辆通路释放等指令。具体地,包括:
[0026]
1、在手动驾驶模式下,车辆即将进入限速区域时,通过车载msrds控制单元读取安装于限速区入口位置的ab标签序列,触发车辆限速,若超速还将触发超速警报提醒司机减速,若为速度未降至限速值以下则触发紧急制动,从而保护车辆;
[0027]
2、在手动驾驶模式下,车辆驶出限速区域时,通过车载msrds控制单元读取安装于限速区出口位置ba标签序列,接触车辆限速,车辆允许更高的运行速度以满足运营需求。
[0028]
3、在手动驾驶模式下,车辆接近线路端部时,若司机操作不当,导致车辆超过线端停车点,通过车载msrds控制单元读取安装于线路端部区域的cd标签序列,触发紧急制动,从而防止车辆冲撞车档。
[0029]
4、在手动驾驶模式下,车辆接近道岔区域时,若该道岔区存在任一条进路为通路时,ef标签状态为进路释放,通过车载msrds控制单元读取安装于道岔区的ef标签序列触发进路释放,车辆可通过岔区,否则触发紧急制动,从而防止车辆冲出道岔。
[0030]
5、本实用新型可根据实际运营情况,灵活布置rfid标签序列、道岔区组灵活组合实现不同的防护需求。
附图说明
[0031]
图1 为本实用新型的一种单轨系统用手动驾驶辅助系统工作示意图;
[0032]
图2 为msrds控制单元、rfid标签在轨道梁上的位置示意图;
[0033]
图3 为msrds控制单元在车辆上的布置方式
[0034]
图4 为本实用新型在限速区的应用示意;
[0035]
图5 为本实用新型在线路端部的应用示意;
[0036]
图6为本实用新型在典型渡线道岔区的应用示意;
[0037]
图中:1、侧裙板;2、轨道梁;3、rfid标签;31、ab组合标签;32、ba组合标签;33、cd组合标签;34-1、第一ef标签组合;34-2、第二ef标签组合;34-3、第三ef标签组合;34-4、第四ef标签组合;4、msrds控制单元。
[0038]
另外,图1中:scp为道岔控制柜的英文缩写;mssa为道岔状态分析柜的英文缩写。
具体实施方式
[0039]
以下结合附图,对依据本实用新型提供的具体实施方式、结构、特征及其功效,详细说明如后。
[0040]
如图1至6所示,本实用新型所述的基于rfid技术的单轨系统用手动驾驶辅助系统,包括道岔状态分析柜、rfid标签、msrds控制单元以及车辆系统;其中:
[0041]
所述rfid标签,包括ab组合标签、ba组合标签、cd组合标签、ef标签组合;其中:ab组合标签、ba组合标签、cd组合标签均为无源标签按序排列而成的标签序列;ef标签组合则为半无源标签按序排列而成的标签序列;
[0042]
本实用新型所述的各rfid标签,可以采用rfid冗余组合标签,即每组标签序列中每类配置两个实现标签序列冗余,在其中一个标签漏读的情况下,不会影响系统的功能,各标签间的安装距离d应根据列车速度、标签可靠感应距离等因素综合考虑,其中:
[0043]
所述ab组合标签为无源标签a1、无源标签a2、无源标签b1、无源标签b2按照列车的行进方向排列而成的标签序列;所述ba组合标签为无源标签b1、无源标签b2、无源标签a1、无源标签a2按照列车的行进方向排列而成的标签序列;无源标签a1、无源标签a2互为冗余,无源标签b1、无源标签b2互为冗余。
[0044]
所述cd组合标签为无源标签c1、无源标签c2、无源标签d1、无源标签d2按照列车的行进方向排列而成的标签序列;无源标签c1、无源标签c2互为冗余,无源标签d1、无源标签d2互为冗余。
[0045]
所述ef标签组合为半无源标签e1、半无源标签e2、半无源标签f1、半无源标签f2按照列车的行进方向排列而成的标签序列,如图5所示。半无源标签e1、半无源标签e2互为冗余,半无源标签f1、半无源标签f2互为冗余。
[0046]
ab组合标签安装在轨道限速区段入口位置处的轨道梁上;ba组合标签安装在轨道限速区段出口位置处的轨道梁上;cd组合标签安装在轨道线路端部区段的轨道梁上;ef标签组合安装在轨道道岔区段入口侧的轨道梁上;
[0047]
所述道岔区域附近安装有道岔状态分析柜,该道岔状态分析柜的输入端与道岔控制柜连接,而道岔状态分析柜的输出端则通过ef标签控制盒与ef标签组合连接;道岔状态分析柜通过判断与道岔控制柜之间的回路的通路或断路状态获得道岔位置状态信息,分析处理后,经ef标签控制盒控制ef标签组合中标签序列的状态信息;
[0048]
所述msrds控制单元,为车载msrds控制单元(标签读取器),能够接收并读取各rfid标签的标签信号,并反馈至车辆系统;车载msrds控制单元安装在车辆底架,头车、尾车各有一台,呈对角布置。因此,如果头车的车载msrds控制单元漏读rfid标签的标签信号的情况下,还可以通过尾车的车载msrds控制单元读取对应的标签信号。这两套msrds控制单元互为冗余,其中一个控制单元故障,不影响整体的系统功能。两套控制单元之间的距离根据列车编组方式而不同。此时,所述ab组合标签、ba组合标签、cd组合标签、ef标签组合在轨道梁上的每一个安装位置处均具有两组,分别安装在该轨道梁的两侧;列车沿着轨道行进过程中,途经轨道限速区段入口位置处时,两个msrds控制单元能够读取两组ab组合标签中各自对应的那一组ab组合标签的标签信息;途经轨道限速区段出口位置处时,两个msrds控制单元能够读取两组ba组合标签中各自对应的那一组ba组合标签的标签信息;越过正常停车点,途经轨道线路端部区段时,两个msrds控制单元能够读取两组cd组合标签中各自对应的那一组cd组合标签的标签信息;途经轨道道岔区段时,两个msrds控制单元能够读取两组ef标签组合中各自对应的那一组ef标签组合的标签信息。
[0049]
车辆系统通过接收msrds控制单元所反馈的ab组合标签中标签序列的标签信号,控制列车限速;通过接收msrds控制单元所反馈的ba组合标签中标签序列的标签信号,控制列车解除限速;通过接收msrds控制单元所反馈的cd组合标签中标签序列的标签信号,控制列车紧急制动;通过接收msrds控制单元所反馈的ef标签组合中标签序列的标签信号,控制列车紧急制动或者进路释放。
[0050]
综上所述,可知:
[0051]
本实用新型所述rfid标签采用超高频标签,安装于限速区域轨道梁上,用于触发限速信息,主要有无源标签和半无源标签两类,包含a、b、c、d四种无源标签,e、f两种半无源标签。其中:
[0052]
øꢀ
a、b无源标签安装于需限速区段,通过msrds控制单元触发列车限制速度;
[0053]
øꢀ
c、d无源标签安装于线路端部区段,通过msrds控制单元触发列车紧急制动;
[0054]
øꢀ
e、f半无源标签安装于道岔区段,当道岔偏离时,通过msrds控制单元触发列车紧急制动;
[0055]
所述ef标签控制盒为ef半无源标签状态执行单元,通过接受来自道岔状态分析柜的道岔区进路状态信息,来驱动ef标签的状态。
[0056]
所述道岔状态分析柜安装于道岔区域附近,输入端通过硬线与道岔控制柜,用于
读取来自两副或多副道岔的位置状态信息,并通过可编程逻辑控制单元(plc)进行逻辑计算,输出高电平(+24vdc)或低电平(0vdc),至相对应的ef标签控制盒,从而控制e、f标签的状态信息。
[0057]
因此,本实用新型还提供一种基于rfid技术的单轨系统用安全防护方法,包括以下步骤:
[0058]
(1)在列车头车的车辆底架上安装msrds控制单元;
[0059]
铺设轨道时,根据各区段的限速需求,安装不同的rfid标签,其中:
[0060]
对于限速区段,在限速区段入口位置处的轨道梁上安装ab组合标签,而在限速区段出口位置处的轨道梁上安装ba组合标签;ab组合标签、ba组合标签为无源标签按序排列而成的标签序列;
[0061]
对于线路端部区段,在线路端部的前端适宜位置处设置正常停车位点,然后在该正常停车位点前端的适宜位置处的轨道梁上安装ab组合标签,而在该正常停车位点后端的适宜位置处的轨道梁上安装cd组合标签;cd组合标签为无源标签按序排列而成的标签序列;
[0062]
对于道岔区段,在道岔区段入口侧的轨道梁上安装ef标签组合,ef标签组合则为半无源标签按序排列而成的标签序列;同时,在道岔区域附近,安装道岔状态分析柜,道岔状态分析柜的输入端与道岔控制柜连接,而道岔状态分析柜的输出端则通过ef标签控制盒与ef标签组合连接;道岔控制柜能够监测到道岔区段的位置状态信息,并将所检测到的道岔区段的位置状态信息传输至道岔状态分析柜,道岔状态分析柜经plc逻辑运算分析处理后,输出高电平或低电平至相应的ef标签控制盒,以控制ef标签组合的状态;当道岔状态分析柜输出高电平时,通过ef标签控制盒控制的ef标签组合,表明的标签序列信息是轨道在道岔区段具有通路,列车能够通过道岔区段;当道岔状态分析柜输出低电平时,通过ef标签控制盒控制的ef标签组合,表明的标签序列信息是列车不能通过道岔区段;
[0063]
(2)安全防护
[0064]
列车沿着轨道行驶过程中:
[0065]
途经轨道限速区段入口位置处时,车头上的msrds控制单元能够读取ab组合标签上的标签序列信息,并将所读取到的ab组合标签上的标签序列信息反馈至车辆系统,车辆系统据此作出车辆限速行驶指令;
[0066]
途经轨道限速区段出口位置处时,车头上的msrds控制单元能够读取ba组合标签上的标签序列信息,并将所读取到的ba组合标签上的标签序列信息反馈至车辆系统,车辆系统据此作出车辆限速行驶解除指令;
[0067]
途经轨道线路端部区段时,车头上的msrds控制单元能够读取该线路端部区段中,正常停车位点前端的ab组合标签上的标签序列信息,并将所读取到的ab组合标签上的标签序列信息反馈至车辆系统,车辆系统据此作出车辆限速行驶指令,当列车在正常工况下行驶时,将停止在正常停车位点,而当列车出现故障时,列车将越过正常停车位点继续前行,直至车头上的msrds控制单元能够读取该线路端部区段中,正常停车位点后端的cd组合标签上的标签序列信息,并将所读取到的cd组合标签上的标签序列信息反馈至车辆系统,车辆系统据此作出车辆紧急制停指令;
[0068]
途经轨道道岔区段时,车头上的msrds控制单元能够读取ef标签组合上的标签序
列信息,并将所读取到的ef标签组合上的标签序列信息反馈至车辆系统,车辆系统据此作出车辆紧急制停指令或者车辆进路释放指令。
[0069]
作为本实用新型的进一步改进,步骤(1)中,在所述列车尾车的车辆底架上还安装有另一个msrds控制单元;
[0070]
在限速区段入口位置处的轨道梁上安装两组ab组合标签,而在限速区段出口位置处的轨道梁上安装两组ba组合标签;
[0071]
在线路端部正常停车位点后端的适宜位置处的轨道梁上安装两组cd组合标签;
[0072]
在道岔区段入口侧的轨道梁上安装两组ef标签组合;
[0073]
列车途经限速区段入口位置时,头车上的msrds控制单元能够读取两组ab组合标签中的其中一组ab组合标签的标签序列信息,而尾车上的msrds控制单元则能够读取余下一组ab组合标签的标签序列信息;
[0074]
列车途经限速区段出口位置时,头车上的msrds控制单元能够读取两组ba组合标签中的其中一组ba组合标签的标签序列信息,而尾车上的msrds控制单元则能够读取余下一组ba组合标签的标签序列信息;
[0075]
列车途经轨道线路端部区段时,头车上的msrds控制单元能够读取两组cd组合标签中的其中一组cd组合标签的标签序列信息,而尾车上的msrds控制单元则能够读取余下一组cd组合标签的标签序列信息;
[0076]
列车途经轨道道岔区段时,头车上的msrds控制单元能够读取两组ef标签组合中的其中一组ef标签组合的标签序列信息,而尾车上的msrds控制单元则能够读取余下一组ef标签组合的标签序列信息。
[0077]
需要说明的是,本实用新型说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有理论和技术。以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想,不能以此限定本实用新型的保护范围,凡是按照本实用新型提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本实用新型保护范围之内。

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