[发明专利]一种基于无线射频技术的轨道电动车环境自动识别系统

说明书

本发明公开了一种基于无线射频技术的轨道电动车环境自动识别系统，包括多个传感器组、数据采集模块、定位系统、多个执行器以及数据中心主机，多个传感器组分别连接数据采集模块，数据采集模块通过无线射频传输网络连接数据中心主机，数据中心主机还分别连接定位系统和多个执行器，本发明结构原理简单、使用维护方便、智能化程度高，有效解决架线式轨道电机车可靠性问题；同时能够有效地实时识别轨道电机车运行状态、运行环境，通过无线方式控制轨道电动车做出有效行为。

技术领域

本发明涉及隧道建设新能源轨道电机车系统领域，具体为一种基于无线射频技术的轨道电动车环境自动识别系统。

背景技术

随着城市化进程的推进，为引导城市结构调整、优化空间布局、提高土地使用效率，我国不断推进城市轨道交通的建设，各地方政府也积极筹备，提交城市轨道交通建设规划。这都将为城市轨道交通各子行业带来巨大的市场需求。

机车作为轨道交通建设中的重要设备，是轨道车辆运输的一种牵引设备，在轨道交通、基础建设中等，发挥着重要作用，广泛使用在隧道掘进时长距离、大吨位物料运输。目前大部分隧道运输机车都是电机车，使用的是直流串励电动机。按供给直流电源的方式分，有架线式和蓄电池式两种：

架线式轨道电机车的供电方式，交流电在变流所整流后，正极接在架空线上，负极接在轨道上。架空线是沿运行轨道上空架设的裸导线，轨道电机车上的受电弓与架空线接触，将电流引入车内，经车上的控制器和牵引电动机，再经轨道流回。

目前，用于隧道建设的轨道电机车环境识别与定位的系统基本上采RFID技术，已有的采用RFID技术的跟踪定位系统终端可分为无源被动式和有源主动式两种。无源被动式终端无需电源供电，通讯时需基站向其持续发送一段时间的无线信号，终端储存接收到的无线信号的能量，靠此能量向外发射信息。该方式的无线通信技术，通信调制频率从十几MHz到几百MHz都有，通信速度较慢，通信距离较近(约10米以内)。有源主动式终端自备电池，定时主动向外发射信号。通信调制频率一般为ISM频段的2.4GHz，通信速率较快，通信距离约30-50米，通信距离仍相对较近。但在地下隧道复杂环境下信号传输质量较差。

架线式轨道电机车的轨道必须按电流回路的要求接通，在隧道复杂的工作环境下，极易发生断线等线路故障，影响轨道电机车的正常运行；且故障排除困难，耗时费力，给生产、建设进程带来极大影响。另外，轨道电机车运行时，受电弓与架空线间难免产生火花，带有引发瓦斯爆炸的危险，只能在低沼气的主要运输隧道内使用。这也是制约其使用的不利条件。

在轨道电机车运行环境信号传输方面，采用有源主动和无源被动方式的RFID技术的跟踪定位系统的基站之间，目前多采用有线通讯技术，如RS232、RS422、RS485及CAN总线等。这类有线通信技术远距离传输时通信速率较低，造价较高，安装施工不方便。另外基站成本较高，如隧道全覆盖，将极大的提高系统成本。RFID有线通信传输距离有限，读写速度慢，存在漏检，信号碰撞问题，抗冲突性低；RFID有线连接不能组网，灵活性差；数据传输量小，价格相对较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于无线射频技术的轨道电动车环境自动识别系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于无线射频技术的轨道电动车环境自动识别系统，包括多个传感器组、数据采集模块、定位系统、多个执行器以及数据中心主机，所述多个传感器组分别连接数据采集模块，所述数据采集模块通过无线射频传输网络连接数据中心主机，所述数据中心主机还分别连接定位系统和多个执行器；

所述多个传感器组分为第一传感器组、第二传感器组、第三传感器组、第M传感器组，M为大于3的整数，每个传感器组的结构均一致，包括红外距离感应探头、超声波探测探头、速度传感器、视频传感器以及轨道电机车车轮辅助位置传感器；

所述多个执行器分为第一执行器、第二执行器、第三执行器、第N执行器，N为大于3的整数；