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列車(chē)安全無(wú)線預(yù)警系統(tǒng)分站設(shè)備研制

文檔作者：修婉靖張玉婷文檔來(lái)源：華中科技大學(xué)		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2023年03月10日
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180 交通與計(jì)算機(jī)2008年第6期第26卷總145期
列車(chē)安全無(wú)線預(yù)警系統(tǒng)分站設(shè)備研制
修婉靖張玉婷
(華中科技大學(xué)武漢430074)
摘要列車(chē)無(wú)線預(yù)警系統(tǒng)由主站和分站2部分組成。分站通過(guò)無(wú)線方式與主站通信，檢測(cè)列車(chē)運(yùn)
行的速度和方向，主站設(shè)計(jì)有列車(chē)速度和方向的語(yǔ)音報(bào)警、故障提示、存儲(chǔ)歷史記錄和檢索等功能。
在分站設(shè)計(jì)中，單片機(jī)采用掉電方式，磁鋼外部激活的設(shè)計(jì)滿(mǎn)足低功耗的要求。后備電池的切換采用
磁保持繼電器，有效地解決了在線偵測(cè)和低功耗的技術(shù)難點(diǎn)。該系統(tǒng)經(jīng)長(zhǎng)期運(yùn)行，性能穩(wěn)定可靠。
關(guān)鍵詞低功耗；單片機(jī)；磁保持繼電器；列車(chē)；安全
中圖分類(lèi)號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，我國(guó)鐵路部門(mén)進(jìn)行
了6次列車(chē)提速，部分提速干線列車(chē)車(chē)速達(dá)到
200 km／h。為保證安全運(yùn)行，必須在道口提前預(yù)
報(bào)運(yùn)行列車(chē)的接近情況，通知過(guò)往行人、車(chē)輛及施
工人員及時(shí)撤離道口。早期鐵路系統(tǒng)解決列車(chē)接
近時(shí)向道口作業(yè)人員發(fā)出警告，大多通過(guò)人工預(yù)
警、響鐓、限速以及紅外線等方法。這些方法存在
著誤報(bào)率高、報(bào)警不夠精確、耗費(fèi)大量的人力物力
等缺點(diǎn)。近年來(lái)我國(guó)一些研究機(jī)構(gòu)相繼開(kāi)發(fā)出用
于鐵路安全的預(yù)警系統(tǒng)，但大多基于主站與分站
之間采用導(dǎo)線直接連接的方式，這種方式成本高
昂。
針對(duì)以上問(wèn)題，筆者設(shè)計(jì)了一種新型的列車(chē)
安全無(wú)線預(yù)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)由1臺(tái)設(shè)在作業(yè)人員
工作地點(diǎn)的主站和1～8臺(tái)設(shè)在防護(hù)區(qū)邊界采集
列車(chē)信號(hào)的分站構(gòu)成。系統(tǒng)的組成如圖1所示。
主站和分站間使用無(wú)線收發(fā)模塊傳輸信息。
主站接收分站上傳信息，在實(shí)現(xiàn)信息處理、顯示、
分站電臺(tái)
圖1系統(tǒng)的基本示意圖
存儲(chǔ)和語(yǔ)音報(bào)警的功能的同時(shí)將所有信息上傳至
計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)；分站檢測(cè)運(yùn)行列車(chē)的速度和方
向，檢測(cè)磁鋼故障和電池欠壓等信息，并將信息發(fā)
送給主站。該預(yù)警系統(tǒng)可以在最大限度節(jié)約人力
物力成本的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)列車(chē)接近時(shí)的準(zhǔn)確語(yǔ)音報(bào)
警，并提供歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)的功能，有力保障了有關(guān)
人員和設(shè)備的安全。下面介紹分站的設(shè)計(jì)和研
制。
1預(yù)警系統(tǒng)分站設(shè)計(jì)的原理和功能
分站由單片機(jī)作為控制核心，由3個(gè)磁鋼傳
收稿日期：2008一09一08
感器、信號(hào)調(diào)理電路，看門(mén)狗電路，無(wú)線數(shù)傳模塊、
電源管理電路、2組鉛酸電池(工作電池和備份電
池)組成。
3個(gè)磁鋼按照o．5 m的間距順序安裝在鐵軌
旁。當(dāng)列車(chē)駛過(guò)分站時(shí)，車(chē)輪駛過(guò)安裝在鐵軌旁
的磁鋼傳感器，磁鋼傳感器由于電磁感應(yīng)效應(yīng)輸
出一個(gè)正弦電壓信號(hào)；調(diào)理電路將該信號(hào)整形為
方波，單片機(jī)檢測(cè)這一信號(hào)，根據(jù)列車(chē)車(chē)輪經(jīng)過(guò)
o．5 m間隔磁鋼時(shí)間和順序，計(jì)算出列車(chē)運(yùn)行的
速度和方向。單片機(jī)同時(shí)檢測(cè)3個(gè)磁鋼的狀態(tài)和
電池是否欠壓，經(jīng)處理后將數(shù)據(jù)信息經(jīng)無(wú)線收發(fā)
模塊發(fā)送給主站。
分站采用地址編碼方式與主站進(jìn)行通信，每

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