專利名稱：列車接近預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
專利說明
一、技術(shù)領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及列車及在鐵路線路作業(yè)的相關(guān)人員和設(shè)備的安全問題，特別是涉及列車接近預(yù)警系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是列車接近預(yù)警系統(tǒng)，它包括地面接收設(shè)備，它還包括車載發(fā)射設(shè)備，所述的車載發(fā)射設(shè)備安裝在機(jī)車上，并且由機(jī)車速度采集電路、控制微機(jī)電路、報(bào)警語音電路、POCSAG編碼電路和無線發(fā)射機(jī)組成。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型直接從機(jī)車上采集機(jī)車行進(jìn)信息、通過車載無線發(fā)射設(shè)備以一定的時(shí)間間隔連續(xù)向地面發(fā)送列車接近語音提示及列車運(yùn)行速度，訊號(hào)覆蓋半徑達(dá)4Km，這樣就克服了目前使用的各種固定式地面防護(hù)措施存在的防護(hù)空間不連續(xù)、防護(hù)距離短、獲取列車接近的手續(xù)復(fù)雜、多樣、不通用等缺陷。
對地面接收設(shè)備而言，不僅現(xiàn)有的各種設(shè)備均可照常使用，而且各種機(jī)動(dòng)車只要加裝相應(yīng)的無線接收設(shè)備就可隨時(shí)獲取列車接近信息(過鐵路道口時(shí))而引起注意，避免發(fā)生與列車相撞的事故，保證人身和設(shè)備的安全。
系統(tǒng)主機(jī)根據(jù)機(jī)車運(yùn)行速度進(jìn)行測速發(fā)出鳴笛聲、語音、Km速度數(shù)據(jù)。接收呼機(jī)應(yīng)接收到列車接近報(bào)警聲或震動(dòng)，顯示報(bào)警符號(hào)BJ、速度符號(hào)SD、速度數(shù)據(jù)Km/h。接收機(jī)接收到報(bào)警信息發(fā)出閃光和報(bào)警聲。取機(jī)車公里計(jì)脈沖信號(hào)控制發(fā)射報(bào)警信息后，做到停車不報(bào)警，機(jī)車運(yùn)行達(dá)到一定速度發(fā)射報(bào)警信息。
列車接近預(yù)警系統(tǒng)主要由主機(jī)(發(fā)射機(jī))、語音接收機(jī)、語音接收擴(kuò)音機(jī)、GP88手持電臺(tái)及專用尋呼機(jī)等組成。
主機(jī)(發(fā)射機(jī))放置在機(jī)車內(nèi)，主要功能是采集列車速度，并據(jù)此判斷是否發(fā)出列車接近報(bào)警信息，控制電臺(tái)發(fā)射。
語音接收機(jī)、GP88手持電臺(tái)及專用尋呼機(jī)采購成品配備給地面專用人員，隨身攜帶以便隨時(shí)接收列車接近預(yù)警信號(hào)。
語音接收擴(kuò)音機(jī)放置在地面施工地點(diǎn)等作業(yè)人員較多且集中的地方。隨時(shí)接收列車接近信息并通過音響提醒施工人員及時(shí)避讓。
主要技術(shù)參數(shù)功率 4W場強(qiáng)覆蓋半徑 4Km調(diào)制靈敏度44.8±15dbm調(diào)制限制±5KHz音頻失真度 ＜10％載頻偏差±350Hz啟動(dòng)發(fā)射速度≥5Km/h報(bào)警語音10秒間隔5秒電源75V-110V DC頻率467.575MHz工作適應(yīng)溫度-20～+60℃設(shè)備尺寸180×100×90mm接收擴(kuò)音機(jī)技術(shù)指標(biāo)頻率467.575MHz調(diào)制方式FM頻率穩(wěn)定度 ±599M天線阻抗50Ω接收靈敏度 0.25μv輸出功率10W電源電壓12V工作溫度-30～+60℃應(yīng)用范圍線路施工防護(hù)接收機(jī)、GP88手持電臺(tái)及專用尋呼機(jī)為市購產(chǎn)品，技術(shù)指標(biāo)見產(chǎn)品說明書。
主機(jī)(發(fā)射機(jī))原理框圖見


圖1，主機(jī)原理圖符號(hào)說明SD為機(jī)車公里計(jì)，DY為電源， DT為電臺(tái)，YY為語音單元，F(xiàn)M為復(fù)位，MB為面板，HP為語音，PTT為電臺(tái)發(fā)射開關(guān)。
列車接近預(yù)警系統(tǒng)的主機(jī)(發(fā)射機(jī))部分主要由單片機(jī)控制電路、語音電路、信息通道電路、發(fā)射電臺(tái)、發(fā)射天線及供電電源等部分組成。
主機(jī)(發(fā)射機(jī))工作電源由機(jī)車110V直流電源端子取出，經(jīng)DC/DC轉(zhuǎn)換成直流12V，再經(jīng)LM338穩(wěn)壓后供電臺(tái)使用。同時(shí)經(jīng)7805穩(wěn)壓成5V直流電源供單片機(jī)控制電路及其他電路使用。
機(jī)車公里計(jì)輸出脈沖信號(hào)送給89C2051單片機(jī)控制單元，經(jīng)運(yùn)算后判斷出機(jī)車速度，若速度大于5Km/h，則形成相應(yīng)的語音信息及數(shù)據(jù)，然后啟動(dòng)PTT將GP88電臺(tái)打開，將語音及數(shù)據(jù)信息發(fā)送出去。
電路說明單片機(jī)控制電路以89C2051單片機(jī)為核心配一定的外圍電路構(gòu)成單片機(jī)控制系統(tǒng)。89C2051為8031系列單片機(jī)，內(nèi)含2K電可擦除程序存儲(chǔ)器，外配DS1232看門狗芯片，構(gòu)成看門狗電路。這部分主要功能是實(shí)時(shí)讀取由信息通道電路送來列車速度信息，并根據(jù)列車速度確定發(fā)射信息的時(shí)間送出PTT電平，打開電臺(tái)，啟動(dòng)調(diào)用相應(yīng)語音和發(fā)送數(shù)據(jù)碼。
具體電路工作原理如下機(jī)車速度計(jì)信號(hào)SD，經(jīng)光電耦合器U4送至LM393整形放大后的列車速度信號(hào)送到89C2051的7腳，判斷出具體速度向電臺(tái)DT發(fā)出PIT電平，使語音電路YY發(fā)出告警語音和數(shù)字碼，經(jīng)混頻HP到電臺(tái)DT信號(hào)輸入口HP使告警信號(hào)發(fā)射出去。
信息通道電路；包括列車速度隔離及整形等。其主要功能是將機(jī)車速度脈沖信號(hào)送到CPU進(jìn)行運(yùn)算。
語音接收擴(kuò)音機(jī)；語音接收擴(kuò)音機(jī)由語音接收模塊和功放電路、電源組成。語音電路；電路由89C2051單片機(jī)和ISD1420語音電路組成，將所用的語音分段存入語音片內(nèi)，由CPU控制調(diào)用，語音分段表如下。

本系統(tǒng)的軟件由主程序和中斷程序兩部分組成。主程序主要功能是讀取列車速度值，如大于5km/h調(diào)語音報(bào)警信號(hào)送給發(fā)射電臺(tái)發(fā)送出去。主程序流程圖見圖4。中斷程序的功能是測量車速脈沖的寬度并以此換算成列車速度值。流程圖見圖5。
主程序軟件功能模塊說明自檢CPU內(nèi)部自檢、主要是指令系統(tǒng)、片內(nèi)RAM、I/O端口等。
防干擾處理對在整個(gè)程序執(zhí)行過程中不會(huì)改變的CPU內(nèi)部控制存器的設(shè)定，如中斷優(yōu)先權(quán)設(shè)定、開中斷、I/O口的功能定義等進(jìn)行功能設(shè)定冗余、即將有關(guān)的設(shè)定指令放在主程序循環(huán)體中，這樣既使干擾造成功能設(shè)置的改變，但在主程序的下一循環(huán)執(zhí)行過程中馬上能得以糾正。
告警語音信息形成若車速大于5Km/h，通過查表的方式找出速度對應(yīng)的各種相應(yīng)的數(shù)據(jù)，然后存放到“信息發(fā)送區(qū)”以待發(fā)送。
發(fā)送“語音信息塊”控制PTT打開電臺(tái)，調(diào)“語音信息塊”送給電臺(tái)發(fā)射出去，然后關(guān)閉發(fā)射電臺(tái)。
發(fā)送間隔延時(shí)由車速確定兩次發(fā)送的間隔時(shí)間后延時(shí)。
中斷程序功能模塊說明讀取速度脈沖寬度 采用定時(shí)器0工作方式1自動(dòng)讀取每個(gè)脈沖寬度，脈沖范圍為2us～131070us。(時(shí)鐘頻率為6MHz)，并將讀到的脈寬值存入“脈沖存儲(chǔ)區(qū)”，共需讀取200個(gè)脈沖。
計(jì)算200個(gè)脈沖平均值由于車輪每轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生200個(gè)脈沖，故取200個(gè)脈沖的平均值為基本脈沖寬度值。
求列車速度用脈沖寬度的平均值求出相對應(yīng)的列車速度并存儲(chǔ)下來。
權(quán)利要求1.列車接近預(yù)警系統(tǒng)，它包括地面接收設(shè)備，其特征是它還包括車載發(fā)射設(shè)備，所述的車載發(fā)射設(shè)備安裝在機(jī)車上，并且由機(jī)車速度采集電路、控制微機(jī)電路、報(bào)警語音電路、POCSAG編碼電路和無線發(fā)射機(jī)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車接近預(yù)警系統(tǒng)，其特征是所述的控制微機(jī)電路由(89C2051)和外圍電路構(gòu)成，所述的機(jī)車速度采集電路(SD)經(jīng)光電耦合器(U4)送LM393整形放大后送到單片機(jī)(89C2051)的7腳，所述的報(bào)警語音電路由單片機(jī)(89C2051)和ISD1420組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的列車接近預(yù)警系統(tǒng)，其特征是所述的單片機(jī)(89C2051)為8031系統(tǒng)單片機(jī)，內(nèi)含2K電可擦除程序存儲(chǔ)器，外配看門狗芯片(DS1232)組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的列車接近預(yù)警系統(tǒng)，其特征是所述的無線發(fā)射機(jī)采用電臺(tái)GP88，所述的地面接收機(jī)采用手持無線對講機(jī)、專用尋呼機(jī)、專用無線接收機(jī)。
專利摘要列車接近預(yù)警系統(tǒng)，它包括地面接收設(shè)備，其特征是它還包括車載發(fā)射設(shè)備，所述的車載發(fā)射設(shè)備安裝在機(jī)車上，并且由機(jī)車速度采集電路、控制微機(jī)電路、報(bào)警語音電路、POCSAG編碼電路和無線發(fā)射機(jī)組成。本實(shí)用新型能夠保障人身和生產(chǎn)設(shè)備的安全，其防護(hù)距離長、獲取列車接近信息的手續(xù)簡單、通用性好并且防護(hù)空間連續(xù)。
文檔編號(hào)B61L23/00GK2542534SQ02235200
公開日2003年4月2日 申請日期2002年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月13日
發(fā)明者韓幫友, 王耀, 吳永杰, 張代勇, 陳曉光 申請人:哈爾濱鐵路局齊齊哈爾科學(xué)技術(shù)研究所