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原文传递新型应答器、感应环线实现多功能及场景应用方法和系统

专利名称：	新型应答器、感应环线实现多功能及场景应用方法和系统
摘要：	本发明新型应答器、感应环线实现多功能及场景应用方法和系统，本发明属于轨道交通领域，利用新型应答器或感应环线地面和车载设备的组合，采用新技术优化性能，简化设备种类，通过储能单元和充电技术实现掉电运行，通过车地无线通信实现冗余的列车定位和占用检查办法，实现多种功能，应用不同场景。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖南;43
申请人：	陈建明
发明人：	请求不公布姓名
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-08T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-24T00:00:00+0800
申请号：	CN202310987740.8
公开号：	CN117104303A
分类号：	B61L15/00;B61L27/70;B61L25/02;B;B61;B61L;B61L15;B61L27;B61L25;B61L15/00;B61L27/70;B61L25/02
申请人地址：	412007 湖南省株洲市天元区泰山路街道新塘社区湘银星城5栋605
主权项：	1.新型应答器实现多功能及场景应用方法和系统，其特征在于：新型应答器A接口上行能量波和上行链路数据信号载频、或下行能量波和下行数据信号载频可均不相同，上行能量波与上行链路数据信号可同时发送，下行能量波与下行链路数据信号可同时发送，能量波可连续发送，链路数据信号可触发发送，车载或地面应答器设备接收通道可同时接收能量波和链路数据，实现方法可包含合路器、双频天线、定向耦合器、滤波器；应答器车载设备的下行链路数据通道的工作时钟可从上行能量波获取。 2.新型应答器实现多功能及场景应用方法和系统，其特征在于：新型应答器系统应用于信号系统存在车地通信，车载控制设备可通过激活端的上行链路应答器数据获取列车激活端的绝对定位信息，车载控制设备可通过上行链路应答器数据、列车首尾通信获取列车非激活端或列尾的绝对定位信息；地面控制设备接收该列车列首/列尾车载应答器设备经过地面应答器设备发送的下行链路应答器数据，并由地面控制设备通过车地通信转发给相应列车的车载控制设备，转发的数据包含列车的标志信息可包含车次号/机车号、车载应答器编号和列首列尾标志、经过的地面应答器编号，列车车载设备可获取列车的列首或列尾绝对定位信息；上述两种方式获取的列车定位信息可冗余互补，可靠实现列车的定位；此方法同样适用于轨道车、调车和单机车的定位。 3.新型应答器实现多功能及场景应用方法和系统，其特征在于：通过应答器下行链路实现列车位置追踪、列车分区和股道占用检查和通过车地无线通信基于应答器上行链路数据间接实现列车位置追踪、列车分区和股道占用检查，两者分区物理位置一致，便于两种方式的切换和融合检测，可互为冗余或后备；当列首下行链路应答器通道故障，列尾下行链路应答器通道正常，地面控制设备可通过车地无线通信获取列首上行链路应答器数据信息，地面控制设备可获取列车首尾最新经过地面应答器设备编号，进而可完成列车位置追踪、列车占用检查和列车完整性状态检查；当列尾下行链路应答器通道故障，列首下行链路应答器通道正常，地面控制设备可通过车地无线通信获取列尾上行链路应答器数据信息，地面控制设备可获取列车首尾最新经过地面应答器设备编号，进而可完成列车位置追踪、列车占用检查和列车完整性状态检查。 4.新型应答器实现多功能及场景应用方法和系统，其特征在于：利用储能电源给新型应答器设备的时钟电路供电，通过时钟电路或晶振的使能控制来控制时钟信号的输出，加快时钟输出的稳定性，可满足发送通道时钟信号快速稳定要求；可采用快速启动的振荡电路，通过增加放大电路加快振荡稳定时间，可通过整形电路和电平平移电路调节振荡信号，可满足发送通道时钟信号快速稳定要求。 5.新型应答器实现多功能及场景应用方法和系统，其特征在于：通过车地应答器双向通信与铁路道岔或道口的控制设备交互通信，铁路道岔或道口与新型应答器设备的耦合控制，车载设备可实现道岔、道口的控制及相应状态反馈；车地应答器双向通信可用于列车自主运行控制系统实现对地面设备的闭环控制，可通过与轨旁控制器交互实现轨旁设备状态采集及驱动；可根据现场应用条件线路沿线和站内设置信号机，信号机可由地面控制设备直接控制，也可通过地面应答器设备来控制，或两者均可控制信号灯通过互切操作实现，可用于车载应答器收发装置上行链路通道故障后转入地面信号灯引导列车运行；地面控制设备或地面应答器设备可根据等效闭塞分区占用情况以及站内进路安排进行信号灯点灯控制。 6.感应环线实现多功能及场景应用方法和系统，其特征在于：新型应答器实现的方法、功能和应用场景可借鉴用到感应环线、信标载体上实现多种功能及应用场景；地面布置感应环线位置及编号预先设置并存储布置信息，可通过地面无源应答器或车地无线通信或提前写入车载控车设备，用于列车定位和位置追踪；车载感应环线设备工作方式通过车载安装条件、应用条件和车载感应环线设备的状态进行工作方式设定和切换： ①上行接收和下行发送：正常接收上行链路数据并转发给列控车载设备，正常接收列控车载设备的数据形成下行链路数据或直接转发列控车载设备的下行链路数据； ②上行接收和下行发送默认数据：当下行链路数据固定时，可提前写入车载感应环线设备并发送；正常接收上行链路数据并转发给列控车载设备； ③只发送下行报文：作为降级和特定场景的应用，车载感应环线设备可发送下行链路报文或下行链路默认报文，下行链路默认报文提前写入； ④只接收上行报文：车载设备接收上行链路数据；感应环线地面设备工作方式根据应用场景和状态进行设定和切换： ①上行发送和下行接收：正常接收下行链路数据并转发给地面控制设备，正常接收地面控制设备的上行链路报文并发送； ②上行发送默认报文和下行接收：可发送上行链路默认报文；正常接收下行链路数据并转发地面控制设备； ③只发送上行报文：作为降级和特定场景的应用，感应环线地面设备只发送上行链路报文或上行链路默认报文； ④只接收下行报文：只接收下行链路报文并转发给地面控制设备。 7.感应环线实现多功能及场景应用方法和系统，其特征在于：车载感应环线设备工作模式分为单端和双端，对车载设备的功能主要体现为冗余和车辆位置的确定，对地面设备在进行列车位置追踪、列车占用检查和列车完整性检查等功能实现时逻辑判断不同： ①双端工作模式：双端工作模式即列车两端的车载感应环线设备均参与工作，激活端的车载感应环线设备可处于上行接收和下行发送、或只上行接收、或只下行发送，列车两端车载设备可通过有线或无线方式交互数据；地面控制设备可通过列车的两端车载感应环线设备下行通道数据实现列车首尾定位等，从而进行列车位置追踪、列车运行方向识别、列车分区和股道占用识别和列车完整性判断，并实现自动闭塞控制及站段内的列车位置跟踪； ②单端工作模式 a.正常的单端工作方式非机辆模式列车通过车辆本身实现列车完整性检查并将状态发送给车载列控设备，机辆模式列车通过车辆本身或采用列尾设备实现列车完整性检查并将状态发送给车载列控设备；列车配置为只有激活端的车载感应环线设备工作，激活端的车载感应环线设备可处于上行接收和下行发送、或只发送下行数据；地面控制设备通过下行链路数据实现列首定位和获取列车关键状态如列车完整性状态等，实现列车位置追踪、列车运行方向识别、列车分区和股道占用识别和列车完整性判断，并实现自动闭塞控制及站段内的列车位置跟踪； b.双端工作模式的降级模式非激活端或列尾的车载感应环线设备故障后，可参照正常的单端工作模式；激活端或机车的车载感应环线设备故障后，激活端或机车的列控车载设备可通过列车首尾通信与非激活端/列尾的车载感应环线设备交互数据实现下行链路数据的发送；地面控制设备通过下行链路数据实现列车位置追踪、列车运行方向识别、列车分区和股道占用识别和列车完整性判断，并实现自动闭塞控制及车辆段内的列车位置跟踪。 8.感应环线实现多功能及场景应用方法和系统，其特征在于：感应环线可具备列车定位、列车位置追踪，列车长度可超过感应环线长度即保证列车首尾感应环线收发器处在不同的感应环线、当列车长度不超过感应环线长度时列车首尾感应环线收发通道处于不同信道，通过上行通道实现列车首尾的定位和通过下行通道实现位置追踪；感应环线可具备车到地、地到车的通信，列车的车载设备通过获取感应环线上行通道数据实现相关车载功能，地面控制设备通过获取感应环线下行通道数据实现相关功能；感应环线构成的车地通信可与列车的车地无线通信构成冗余互补，车载可配置双天线冗余通道；上行通道数据实现功能：提供车载设备列车定位、列车运行方向识别，向车载列控设备提供可变数据，车载列控设备可实现精确停车、自动发车对标、股道识别、列车自动折返控制、可实现列车全程自动驾驶和车站无人值守远程控制，可实现各提示功能；下行通道数据实现功能：提供地面控制设备列车首尾位置、运行方向和速度，提供地面控制设备列车相关信息和状态，通过布置感应环线地面设备于轨道线路沿线将线路区间划分若干闭塞分区、站内划分不同区段，线路分支两侧均布置感应环线，用于列车闭塞分区和股道占用检查、列车位置追踪、列车完整性检查。 9.感应环线实现多功能及场景应用方法和系统，其特征在于：感应环线地面设备可用于地面闭塞分区划分、岔区防护设备或列车定位，通过感应环线下行通道实现列车位置追踪、列车分区和股道占用检查和通过车地无线通信基于感应环线上行通道数据间接实现列车位置追踪、列车分区和股道占用检查，两者分区物理位置一致，便于两种监测方式的切换和融合检测，可互为冗余或后备，具体描述如下：一、对于列车：列车两端均安装感应环线车载收发器或接收器，车载控制设备和列尾设备/非激活端车载设备接收上行通道数据获取对应感应环线编号，可各自通过车地无线通信发送至地面控制设备，或通过列首列尾通信由车载控制设备将列首列尾车载感应环线设备最新收到的地面感应环线编号发送给地面控制设备，并可将列车信息可包括车次号、列车首尾标志、车辆运行方向、列车完整性状态、接收通道号、车载设备编号通过车地无线通信发送至地面控制设备，地面控制设备再通过地面感应环线链接关系和位置信息追踪列首列尾位置，可实现列车分区和股道占用检查、列车完整性检查；当只列车一端感应环线设备工作，地面控制设备通过车地无线通信只接收到列首或列尾最新经过的地面感应环线编号，可结合收到列车完整性状态完成列车位置追踪、列车分区和股道占用检查；当列首下行链路通道故障，列尾下行链路通道正常，地面控制设备可通过车地无线通信获取列首上行链路数据信息，地面控制设备可获取列车首尾最新经过地面感应环线设备编号，进而可完成列车位置追踪、列车占用检查和列车完整性状态检查；当列尾下行链路通道故障，列首下行链路通道正常，地面控制设备可通过车地无线通信获取列尾上行链路数据信息，地面控制设备可获取列车首尾最新经过地面感应环线设备编号，进而可完成列车位置追踪、列车占用检查和列车完整性状态检查；当感应环线的下行通道数据不包含列车完整性状态和车辆运行方向时，地面控制设备可通过车地无线通信获取列车完整性状态和车辆运行方向，当车载感应环线设备处于双端工作模式，地面控制设备根据感应环线下行通道数据获取列首列尾位置和列车运行方向实现列车分区和股道占用检查和列车完整性检查；当车载感应环线设备处于列首单端工作模式，地面控制设备可根据列首位置、列车完整性状态和列车运行方向实现列车分区和股道占用检查；当车载感应环线设备处于列尾单端工作模式，后车的移动授权可直接由该车辆列尾位置和列车运行方向决定，地面控制设备可根据列尾位置、列车完整性状态和列车运行方向实现列车分区和股道占用检查；二、对于单机车或调车：机车或调车安装感应环线车载收发器或接收器，车载控制设备通过上行通道获取感应环线编号，车载控制设备将最新收到的地面感应环线编号，结合机车信息可包括车载设备编号、机车号、接收通道号、车辆运行方向通过车地无线通信发送至地面控制设备，地面控制设备再通过地面应答器链接关系和位置信息追踪车辆位置，可实现分区和股道占用检查；可与通过感应环线下行通道实现的列车位置追踪、分区和股道占用检查构成冗余后备。 10.新型应答器、感应环线实现多功能及场景应用方法和系统，其特征在于：感应环线系统应用于信号系统存在车地无线通信时，车载控制设备可通过激活端的上行链路数据获取列车激活端的绝对定位信息，车载控制设备可通过上行链路数据、列车首尾通信获取列车非激活端或列尾的绝对定位信息；地面控制设备接收该列车列首/列尾车载感应环线设备经过地面感应环线时发送的下行链路数据，并由地面控制设备通过车地通信转发给相应列车的车载控制设备，转发的数据包含列车的标志信息如车次号/机车号、车载感应环线设备编号和列首列尾标志、经过的地面感应环线编号，列车车载设备可获取列车的列首或列尾绝对定位信息；上述两种方式获取的列车定位信息可冗余互补，可靠实现列车的定位；此方法同样适用于轨道车、调车和单机车的定位。