[发明专利]采集列车运行信息的系统、光发射装置和光接收处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及列车运行信息采集领域，具体涉及一种用于采集列车运行信息的系统、一种用于该系统的光发射装置和光接收处理装置。

背景技术

在轨道交通控制技术中，描述列车运行的时间、空间及列车识别属性等信息是对列车运行进行监视、控制、调度、追踪所需的重要数据，但是现有技术中用来采集这些列车运行信息尤其是采集列车运行时间信息的方案不具有较好的准确性和实时性，因而不利于满足交通实时控制的需要。

例如，《智能铁路运输系统ITS-R》（ISBN 7-113-06226-1/U.1723，2004年10月出版）中提到列车运行控制系统需要最原始的“3W”（WHEN-什么时间、WHAT-什么列车、WHERE-在哪里）基础信息（见该书第8-9页），在获得这些基础信息之后才能得出其他二次、三次等相关信息来用于列车运行控制。该书中涉及了大量列车控制相关技术信息，但是并没有深入论述具有高分辨率且可靠采集生成列车运行控制系统需要的最原始“3W”信息尤其是“WHEN-什么时间”的技术手段，书中（第31页、233-256页）所描述的查询-应答器法进行列车定位的技术手段虽能完成“WHAT-什么列车、WHERE-在哪里”信息采集，但应答器和查询器间单纯采用电磁耦合或RF相互作用，由于电磁场能量分布的弥散特性而难以准确地采集到“WHEN-什么时间”原始信息，而且采用这种方式还要考虑串扰（crosstalk）问题，而形成部署规划过程中约束应答器和查询器布放位置规划设计的限制因素。

《基于射频识别的列车精确定位技术分析》（《城市轨道交通研究》杂志2011年增刊1第30-33页）中介绍了在RFID阅读器中添加RFID标签卡信息场强峰值检测功能来确定采集“WHEN-什么时间”原始信息，但是该方案仅在每个标签卡的输出信号只有单个场强峰值的情形下使用效果比较好，如果存在不止一个场强峰值或者峰值顶端相对平坦，则难以可靠地判断采集到标签接近或位于阅读器中心位置的时刻信息；并且，在该方案中，为了防止误采集场强峰值时刻而设置了“延时后输出电平信号”，会使所采集时间信息经一定延时后再输出，影响了采集“WHEN-什么时间”原始测量信息输出利用的实时性。

发明内容

针对现有的列车运动信息采集方案不能准确及时地采集到列车运行通过确定地点的时间信息的问题，本发明提供了一种能够准确及时采集到列车运行通过确定地点的时间信息的采集列车运行信息的系统、用于该系统的光发射装置和光接收处理装置。

本发明提供一种用于采集列车运行信息的系统，该系统至少包括光发射单元、光接收单元、处理单元，该光发射单元和光接收单元中的一者沿列车运行要经过的轨道安装多个，另一者沿该列车上与前者在轨道安装位置相对应的位置安装预定数量；其中该光发射单元用于发送光信号，该光接收单元用于接收来自与该光接收单元物理位置正对的光发射单元发送的光信号；其中的处理单元用于根据该光接收单元接收到的光信号确定该光发射单元与该光接收单元的物理位置正对时刻的时间信息，以获取代表该列车运行的时间信息。

安装有光发射单元和光接收单元中的一者的列车因运动而经过轨道上安装有光发射单元和光接收单元中的另一者所在轨道位置时，在光发射单元与光接收单元的物理位置正对瞬间光接收单元会接收到来自光发射单元的光信号，优选地，可以采用高指向性发光器件和高指向性光接收器件以产生更“陡”的接收光信号强度的上升沿或下降沿曲线，从而有利于更准确可靠地触发处理单元输出列车上所述安装位置通过轨道上所述安装位置所对应时刻的时间信息（即前述内容中3W信息之一的“WHEN-什么时间”信息）。为降低外部环境光能量对所述系统工作效果的影响，在其中所述光接收单元加装有滤光窗，该滤光窗器件用于滤除所述光发射单元发出的光信号以外的其他光信号。

在上述系统基础上可以进一步添加调制单元，该调制单元用于把代表所述光发射单元在轨道上被安装所在位置的信息或所述光发射单元被安装所在的所述列车的识别属性信息调制到所述光发射单元所发送的光信号上；所述处理单元进一步用于对所述光接收单元接收到的光信号进行解调，以获取代表所述光发射单元在轨道上被安装所在位置的信息或所述光发射单元被安装所在的所述列车的识别属性信息。