[发明专利]轨道交通辅助追踪预警防撞系统及其追踪预警方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种轨道交通辅助追踪预警防撞系统及其追踪预警方法。

背景技术

目前，城市轨道交通安全保障主要依靠列车自动控制（ATC）系统，ATC系统采用车、地通信技术对列车运行进行定位及车速控制，以保障列车运行安全，但ATC系统通信网络庞大、操作复杂，受外部环境恶劣及突发干扰等影响，仍可能出现安全事故。为此，出现了一些独立于ATC系统的列车安全保障方法，如基于声波（公布号 CN 102765409 A，公布号 CN 102756748 A，公布号 CN 102756747 A的发明专利）、激光（公布号CN 103847765 A的发明专利）、红外、视频、GPS（公布号CN 103101558 A的发明专利）、桥隧结构导波（公布号CN 104149818 A的发明专利）、RFID标签与惯导联合定位（公布号CN 103192852 A的发明专利）、隧道活塞风（公告号CN 102745211 B的发明专利）及雷达的列车防撞方法（授权公告号CN 103235310 B、公布号CN 103171596 A的发明专利）。但声波探测方法具有声污染且传播速度受限；激光、红外、视频在雨雾天气性能受影响；GPS在隧道环境下无法直接与卫星建立稳定通信；桥隧结构导波的列车防撞系统需要预先储存本车行进声相应特征，与预存特征对比才能得出探测结论，且远距探测上可靠性差；RFID标签与惯导联合定位的方法，需在轨道上间隔布置RFID标签，并预先利用卫星定位和精密地图确定每个轨旁RFID 标签的精确位置信息，工作量大，若要达到较高的测距精度，需布置标签数量庞大；基于隧道活塞风的列车预警方法只适用于隧道环境；雷达探测系统具备全天候、全天时工作能力成为理想选择。

2014年11月授权的专利（CN 103235310 B）“一种车载毫米波列车防撞雷达系统”，采用相控阵雷达技术，对列车前方障碍物进行检测，但在隧道环境下高频电磁波衰减较大，探测距离受限，且轨旁环境复杂情况下虚警率很高，不适用于城市轨道交通环境。

2013年6月申请公布的专利（CN 103171596 A）“一种轨道交通列车的防撞预警方法”，上下行采用不同的频段进行测距，只能对上下行不同的列车进行区分，适用的工况受限。

发明内容

本发明提供一种轨道交通辅助追踪预警防撞系统及其追踪预警方法，独立于现有ATC系统并能够提高轨道交通运行安全性，具有预警、应答、静默工作模式，通过RFID标签自动识别或手动设置列车的出库、入库等运行状态，采用二次雷达技术在列车高速运行时实时测量本车与相邻有潜在碰撞风险列车间距离，示警终端系统提供多级声、光及显示预警，为列车运行提供辅助安全保障。

为了达到上述目的，本发明提供一种轨道交通辅助追踪预警防撞系统，包含分别设置在列车头部和列车尾部的两套完全相同的轨道交通辅助追踪预警设备，每个轨道交通辅助追踪预警设备包含车载设备和地面设备；

所述的地面设备是两个以上设置在列车状态可能发生变化的轨道位置处的RFID标签；

所述的车载设备包含：

主控模块；

二次雷达探测模块，其电性连接所述的主控模块；

RFID信息读写模块，其电性连接所述的主控模块；

显示示警终端，其电性连接所述的主控模块；

电源模块，其电性连接所述的主控模块和列车电源；

所述的二次雷达探测模块包含：

数字信号处理模块；

通信模块，其电性连接数字信号处理模块和主控模块；

频综信号源，其电性连接数字信号处理模块；

信号发送处理模块，其电性连接数字信号处理模块和频综信号源；

信号接收处理模块，其电性连接数字信号处理模块和频综信号源；

收发模块，其电性连接信号发送处理模块和信号接收处理模块；

所述的信号发送处理模块包含：

DDS调频源，其电性连接数字信号处理模块和频综信号源；

第一带通滤波器，其电性连接DDS调频源；

上变频混频器，其电性连接第一带通滤波器和频综信号源；

第一AGC放大器，其电性连接上变频混频器和数字信号处理模块；

功率放大器，其电性连接第一AGC放大器；

所述的信号接收处理模块包含：

模数转换模块，其电性连接数字信号处理模块；

第二AGC放大器，其电性连接模数转换模块和数字信号处理模块；

第二带通滤波器，其电性连接第二AGC放大器；