[发明专利]基于隧道活塞风的列车预警系统及其预警方法

说明书

技术领域

本发明涉及轨道交通技术，特别是涉及一种基于隧道活塞风的列车预警系统及其预警方法的技术。

背景技术

包括城市轨道交通列车在内的轨道交通工具一旦发生追尾或对撞等碰撞事故，会造成严重的生命和财产损失；尤其在隧道内发生碰撞事故时，事故的救援和处理都极其不便，更加重了事故带来的危害和影响。

目前，大部分国家均采用列车运行控制（Train Control System，TCS，或针对地铁线路的Automatic Train Control，ATC）系统来保证列车的运行安全，以避免列车碰撞事故发生，尽管其技术发展和应用已经十分成熟，然而最近十几年，列车安全事故仍然时有发生，尤其是近几年在各国发生的严重地铁列车追尾事故表明：基于信号与通信（Signaling and Communication）技术的列车运行控制系统虽严密但复杂，但任何外部的不利因素和系统的缺陷都可能导致系统整体或局部故障，或者迫使系统降级至安全系数低的备用模式，继而增加列车碰撞事故发生的几率。

鉴于目前列车碰撞事故仍然时有发生，相关技术人员在完善现有系统安全措施的同时，也在开展新的独立于现有安全措施的列车防撞技术的开发，包括卫星定位（Satellite Based Positioning）、图像识别（Image Recognition）、防撞雷达（Anti-Crash/Collision Radar）等技术，以及利用单个技术的优点而集成的防撞系统。

现有列车防撞技术都是基于电磁波感测、探测机制的防撞技术，这类技术的缺陷在于，当列车线路在隧道内时，基于电磁波感测、探测机制的防撞技术均不能有效发挥作用，对于长时间运行在长距离隧道中的地铁列车而言，其缺陷尤其明显，主要表现在：

1）在隧道内，尤其是长距离隧道内，列车无法利用电磁波直接与隧道外部的中继（如卫星）建立通信；

2）隧道的曲率和狭小的空间等因素限制了车载图像感测方法的有效作用距离；

3）由于隧道中内部设施的影响和空间的限制，隧道内中高频电磁波衰减快、回波复杂，且地铁线路有上下起伏坡度和弯道，造成探测盲区，因而电磁波雷达在隧道内无法发挥有效作用。

由此可见，现有的列车防撞技术在隧道内的应用效果不佳，尤其是在非直形的长距离隧道内基本无法有效提高列车的行驶安全性，不能很好的避免列车碰撞事故发生，在地铁线路中的应用效果较差。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能提高列车在隧道内的行驶安全性的基于隧道活塞风的列车预警系统及其预警方法。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种基于隧道活塞风的列车预警系统，涉及包含有多辆列车的列车交通网络，其特征在于：包括与列车交通网络中的列车数量一致的多个风速预警单元，每个风速预警单元对应一辆列车；

所述风速预警单元包括一用于检测风速的风速测量装置、一无线信号收发装置、一信号控制处理设备、一示警终端，每个风速预警单元均安装在对应列车上；

所述无线信号收发装置设有发射数据输入端、接收数据输出端；

所述信号控制处理设备设有数据采集端、后车预警信号输出端、前车预警信号输入端、本车预警信号输出端，并内置有用于处理风速数据的信号处理模块，其数据采集端接风速测量装置，其后车预警信号输出端接无线信号收发装置的发射数据输入端，其前车预警信号输入端接无线信号收发装置的接收数据输出端，其预警信号输出端接示警终端。

进一步的，所述示警终端安装在对应列车的驾驶室内，示警终端上设有示警信息发生部件。

进一步的，所述信号控制处理设备的本车预警信号输出端接入对应列车的制动系统和/或自动运行保护系统。

进一步的，所述风速预警单元还包括一供电设备，所述供电设备中内置有不间断电源，所述不间断电源的电源输入端接到对应列车的供电输出端，其供电端接到本单元各部件的电源输入端。

进一步的，所述风速测量装置是速度式风速仪，或是压力式风速仪。

本发明所提供的基于隧道活塞风的列车预警系统的预警方法，其特征在于：

每辆列车均利用风速测量装置检测列车后方来风的风速，如果检测到的列车后方来风的风速值超过安全风速阈值，或持续检测到的列车后方来风的风速值逐渐增强，即通过无线信号收发装置向列车后方发射一个无线预警信号；

每辆列车均利用无线信号收发装置接收前方列车发射的无线预警信号；