[发明专利]一种主动式轨道车辆防碰撞系统及其防碰撞方法

权利要求书

1.一种主动式轨道车辆防碰撞系统，其特征是包括双轨轨道和轨道车辆，轨道为导电材料，双轨轨道的两根轨道平行且为开路状态，双轨轨道与大地之间绝缘，轨道车辆的车轮与双轨轨道始终保持接触，

轨道车辆由车轮、轮轴、驱动装置、断路装置、车载主机和电源模块组成，轨道车辆包括主、从两种状态，主状态指主动检测本车前后是否有车辆的状态，从状态指本车处于被其他车辆检测的状态，车轮包括一对前轮和一对后轮，前轮之间和后轮之间通过轮轴连接，断路装置分别设置在前轮和后轮的轮轴上，主状态时车载主机发送测距脉冲信号，断路装置断路，使前轮和后轮的轮轴两端为断路状态，从状态时车载主机不发送测距脉冲信号，断路装置短路，使前轮和后轮的轮轴两端为短路状态；两辆轨道车轮与双轨轨道构成一个电回路，其中主状态轨道车辆的车载主机输出测距脉冲信号，经主状态轨道车辆的轮轴、车轮传输至双轨轨道中的一条，测距脉冲信号沿轨道到达从状态轨道车辆，经短路状态的断路装置传输至另一条轨道，再沿轨道回到主状态轨道车辆，经由主状态轨道车辆的车轮和轮轴输入车载主机；

轨道车辆的车载主机与驱动装置双向通讯连接，驱动装置驱动轨道车辆运行，同时向车载主机反馈该车的运行参数，电源模块向轨道车辆供电。

2.根据权利要求1所述的一种主动式轨道车辆防碰撞系统，其特征是所述车载主机由处理器核心、前脉冲发射电路、后脉冲发射电路、前高速比较器电路、后高速比较器电路、参考电压电路、前差分运放、后差分运放、驱动装置接口、前断路装置接口和后断路装置接口构成，前脉冲发射电路连接前轮，后脉冲发射电路连接后轮，处理器核心的输出连接前、后脉冲发射电路和参考电压电路，处理器核心通过驱动装置接口连接驱动装置，通过前、后断路装置接口连接前、后断路装置，前、后脉冲发射电路发出测距脉冲信号，参考电压电路向前、后高速比较器电路提供参考电压信号，轨道车辆接收的返回的测距脉冲信号分别经前、后差分运放电路输入前、后高速比较器电路，前、后高速比较器电路的输出信号输入处理器核心。

3.权利要求1或2所述的一种主动式轨道车辆防碰撞系统的防碰撞方法，其特征是轨道车辆运行在双轨轨道上，驱动装置驱动轨道车辆的运行，根据车载主机的命令实现轨道车辆的行驶状态控制，并向车载主机反馈轨道车辆的运行参数，所述车辆的运行参数包括行驶方向、速度和加速度；主状态轨道车辆的车载主机控制前、后断路装置，使连接在同一轮轴上的车轮之间成开路状态，然后再通过前脉冲发射电路发送测距脉冲信号，判断轨道车辆测量范围内是否有其他车辆行驶；

当在测距脉冲信号有效传输范围内没有其他轨道车辆行驶时，车载主机将不会接收到返回的测距脉冲信号，此时由车载主机控制增宽发射脉冲的宽度，再次发射测距脉冲信号，如果直至脉冲宽度达到最大设定值还没接收到返回测距脉冲信号，则周期性重复发射最大宽度的测距脉冲信号；

当在测距脉冲信号有效传输范围内有其他轨道车辆行驶时，测距脉冲信号将沿着遇到的处于从状态的轨道车辆的车轮和短路状态的断路装置传到另一条轨道上，然后测距脉冲信号沿着另一条轨道返回到主状态轨道车辆的车载主机，车载主机采集测距脉冲信号，通过计算发送的测距脉冲信号时间点与接收的测距脉冲信号峰值时间点的差值，获得前轮的测距结果，重复上述发送脉冲信号、采集脉冲信号和处理脉冲信号的过程，进行多次测量，根据驱动装置反馈给车载主机的本车运行参数计算出另一轨道车辆的运行参数；

同时通过后脉冲发射电路发送测距脉冲信号到轨道上，获得后轮的测距结果，将由同一时刻发出的测距脉冲信号获得的前、后轮测距结果作比较，如果前轮的测距结果大于后轮的测距结果，则从状态轨道车辆在主状态轨道车辆行驶方向的后方，如果前轮的测距结果小于后轮的测距结果，则从状态轨道车辆在主状态轨道车辆行驶方向的前方；当从状态轨道车辆在主状态轨道车辆的前方行驶时，主状态轨道车辆的车载主机控制测距脉冲信号从前轮发出，对前车再次进行测距，当从状态轨道车辆在主状态轨道车辆的后方行驶时，主状态轨道车辆的车载主机控制测距脉冲信号从后轮发出，对后车再次进行测距；

根据所得到的两辆轨道车辆的运行参数和再次测距结果进行碰撞预测，车载主机向驱动装置发出控制命令，调节本轨道车辆的运行参数，控制轨道车辆的运行状态，实现轨道车辆之间的防碰撞，对轨道车辆防止碰撞做出的相应处理为：当从状态轨道车辆在主状态轨道车辆的前方行驶时，如果两车的轨道距离大于设定的安全距离，比较两车的车速，若主状态轨道车辆的车速小于从状态轨道车辆，则退出处理流程，保持正常行驶，若主状态轨道车辆的车速大于从状态轨道车辆，则主状态轨道车辆将车速降至等于从状态轨道车辆，并再次获取两车的运行参数，确认两车的目前的运行状态，如果两车的轨道距离小于设定的安全距离，则主状态轨道车辆立即实施停车动作，同时再次获取两车的运行参数，直到两车的轨道距离重新回到安全距离以外再启动；当从状态轨道车辆在主状态轨道车辆的后方行驶时，如果两车的轨道距离大于设定的安全距离，比较两车的车速，若从状态轨道车辆的车速小于主状态轨道车辆，则退出处理流程，保持正常行驶，若从状态轨道车辆的车速大于主状态轨道车辆，则主状态轨道车辆将车速提高至等于从状态轨道车辆，并再次获取两车的运行参数，确认两车的目前的运行状态，如果两车的轨道距离小于设定的安全距离，则主状态轨道车辆将车速提高至高于从状态轨道车辆，同时再次获取两车的运行参数，直到两车的轨道距离重新回到安全距离以外。