專利名稱：采用漏泄同軸光纜實現(xiàn)列車定位和實時追蹤的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為采用漏泄同軸光纜實現(xiàn)列車定位和實時追蹤的方法及系統(tǒng)，屬于軌道交通車—地通信和列車實時追蹤技術(shù)領(lǐng)域，特別適用于高速鐵路車—地通信和列車實時追蹤技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前世界上高速列車區(qū)段只有日本采用漏泄同軸實現(xiàn)車—地通信，日本所采用的漏泄同軸的輻射槽是“八”字形的，它的耦合損耗波動高達20dB，同時由于在漏纜中沒有光纖束管，不能構(gòu)成光電轉(zhuǎn)換穩(wěn)定的寬帶的車—地通信系統(tǒng)，整個系統(tǒng)的使用帶寬不到1MHz，不能傳遞高速列車準確定位和實時追蹤的功能，而且車載的發(fā)射和接收天線都是開放式的天線，車載的發(fā)射系統(tǒng)將對外界產(chǎn)生電磁場干擾，車載的接收系統(tǒng)也容易受到外界電磁波的干擾。車—地通信系統(tǒng)關(guān)系到行車的安全，如受到外加干擾，將增加誤碼，甚至使行車指令產(chǎn)生錯誤。尤其是在非常時期，敵人很容易在較遠的地區(qū)利用眾多電臺對行車指揮的車—地通信系統(tǒng)進行攻擊，導致車—地行車系統(tǒng)的癱瘓。這就需要研制出耦合損耗穩(wěn)定可靠、能較長距離傳輸寬頻帶的列車信息的具有光電轉(zhuǎn)換功能的漏泄波導光纜和由縱向開槽漏泄同軸制成的車載和發(fā)射天線，以形成列車或高速列車的準確定位和實時追蹤的方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種采用漏泄同軸光纜實現(xiàn)列車定位和實時追蹤的方法及系統(tǒng)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種采用漏泄同軸光纜實現(xiàn)列車定位和實時追蹤系統(tǒng)，包括雙鋼絲加強內(nèi)導體“E”形開槽外導體漏泄同軸光纜、漏泄同軸電纜制成的車載天線、光電變換發(fā)送接收模塊、列車定位和指揮系統(tǒng)終端、車載數(shù)字信息處理系統(tǒng)和寬帶高頻放大器、濾波器、高速數(shù)據(jù)處理終端、根據(jù)軌道曲率半徑和路基情況制定的三維電子地圖。
采用雙鋼絲加強內(nèi)導體“E”形開槽外導體漏泄同軸光纜，包含了漏泄同軸內(nèi)導體，該內(nèi)導體由兩側(cè)含有加強鋼絲的塑料空管作為機械強度支撐體，在該空管內(nèi)具有多纖光纖束管，在內(nèi)導體外，有物理發(fā)泡絕緣層，在絕緣層上縱包軋有周期性正反“E”形輻射槽的銅帶，形成漏泄同軸的外導體，外導體上擠塑外護層。
漏泄同軸電纜制成的車載天線，結(jié)構(gòu)為利用外導體縱向長槽漏泄同軸的nλ/4的短路線作為車載系統(tǒng)的發(fā)射和接收天線。其中n為1、3、5、7、9、11、13、15......的奇數(shù)，λ分別是車載發(fā)送天線或接收天線的電磁波波長。天線終端內(nèi)外導體采用直徑與縱向長槽漏泄同軸外導體直徑一致的銅片密封短路，始端內(nèi)外導體分別接饋線的內(nèi)外導體。
光電變換發(fā)送接收模塊利用了漏泄同軸光纜中的光纖束，構(gòu)成了光電變換發(fā)送接收結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)中含有光纖的合波和分波器、光的調(diào)制器和探測器、大功率高頻放大器、電的濾波器和功率分配器，采用800～900MHz或400～450MHz范圍內(nèi)的頻率作為漏泄同軸工作頻率。
車載數(shù)字信息處理系統(tǒng)含有電的濾波器、QPSK電的調(diào)制系統(tǒng)、高頻寬帶電的放大器、根據(jù)軌道曲率半徑和路基情況制定的三維電子地圖、高速數(shù)據(jù)處理及顯示終端、車載發(fā)射和接收天線。
列車定位和指揮系統(tǒng)的終端含有光纖發(fā)射和接收模塊、電的濾波器、QPSK電的調(diào)制系統(tǒng)、高頻寬帶電的放大器、高速數(shù)據(jù)處理終端、根據(jù)軌道曲率半徑和路基情況制定的三維電子地圖、最優(yōu)化行車運行圖的決策結(jié)構(gòu)和行車指令發(fā)出系統(tǒng)。
一種采用漏泄同軸光纜實現(xiàn)列車定位和實時追蹤的方法，核心思想如下車載天線接收到相應的準確位置標定信號時，在三維電子地圖上將明確標出機車所在的準確位置，還可精確計算出機車實際運行速度和加速度。這樣指揮中心接收到每趟列車所發(fā)出的實時信息，就可在電子地圖上實時顯示出在整個調(diào)度區(qū)間內(nèi)每趟列車所在的準確標定位置、運行速度和加速度。計算機根據(jù)該電子地圖內(nèi)存數(shù)據(jù)和實時接收到的各列車的信息，迅速計算出最佳列車運行圖，并向各趟列車發(fā)出相應的行車指令，而列車接收到行車指令后，按指令操縱列車加速、減速甚至剎車，這就是本發(fā)明所實現(xiàn)的列車或高速列車準確定位和實時追蹤的方法。
本發(fā)明的有益效果是這種天線與漏泄同軸間的耦合性能穩(wěn)定可靠，使車載天線接收系統(tǒng)對外來電磁波干擾具有很高的防衛(wèi)度，車載發(fā)射天線系統(tǒng)場強隨距離增加而迅速衰減，具有很大的社會效益和經(jīng)濟效益。
利用漏泄同軸光纜系統(tǒng)實現(xiàn)列車定位和實時追蹤的方法，可以用在時速高達430公里的磁浮列車車一地通信系統(tǒng)上，漏泄同軸的耦合效率很好，且穩(wěn)定可靠。而且在漏泄同軸1km的范圍內(nèi)完全沒有誤碼，在功率分配器連接左右兩根漏泄同軸處產(chǎn)生“準確位置標定信號”，見附圖9、10、11。
利用漏泄同軸光纜系統(tǒng)實現(xiàn)列車定位和實時追蹤的方法，可以用在高速列車系統(tǒng)中。
利用漏泄同軸光纜系統(tǒng)實現(xiàn)列車定位和實時追蹤的方法，可以用在地鐵軌道交通系統(tǒng)，可以縮短地鐵行車間隔。目前北京的地鐵行車間隔最短為3分30秒，平均為8分鐘，世界上各國地鐵行車間隔一般為1分30秒。采用本系統(tǒng)后可以達到1分30秒，達到世界先進水平，為08年奧運會做出貢獻。


圖1為雙鋼絲加強內(nèi)導體用銅塑復合帶結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為雙鋼絲加強內(nèi)導體“E”形開槽外導體漏泄同軸光纜外導體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為雙鋼絲加強內(nèi)導體“E”形開槽外導體漏泄同軸光纜結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為漏泄同軸電纜制成的車載天線結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為光電變換發(fā)送接收模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為終端設備結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7為車載數(shù)字信息處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8為利用漏泄同軸光纜實現(xiàn)列車定位和實時追蹤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9為實驗中使用的漏泄同軸電纜在810MHz頻率處的典型耦合損耗曲線。
耦合損耗(50％)54dB@810MHz。
(100％)60dB@810MHz。
傳輸損耗26.7dB/km@810MHz，駐波系數(shù)小于1.2。
圖10為實驗中使用的漏泄同軸電纜在855MHz頻率處的典型耦合損耗曲線。
耦合損耗(50％) 52dB@855MHz。
(100％) 58dB@855MHz。
傳輸損耗27.1dB/km@855MHz。駐波系數(shù)小于1.2。
圖11漏泄同軸光纜用于時速高達430公里的磁浮列車車—地通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
下面結(jié)合附圖和實施例對發(fā)明進一步說明。
具體實施例方式
實施例1
1.發(fā)明了雙鋼絲加強內(nèi)導體“E”形開槽外導體漏泄同軸光纜，如附圖1、2、3所示。由聚乙烯或其它塑料所擠塑成形塑料空管，塑料空管的兩側(cè)含有兩根加強鋼絲(201)。兩根加強鋼絲與塑料空管中心在同一平面上，這種含有兩根加強鋼絲的塑料空管是內(nèi)導體的機械強度支撐體(202)。在擠塑過程中，在含有兩根加強鋼絲的塑料空管(202)中，縱向放置具有充油的光纖束管(203)(充油束管中的光纖數(shù)由系統(tǒng)需求確定)，該充油光纖束管(203)是車—地通信的光傳輸媒質(zhì)，可以構(gòu)成光電轉(zhuǎn)換高質(zhì)量的車—地通信系統(tǒng)。制備寬度大于含有兩根加強鋼絲的塑料空管(202)橫截面周長3～5mm的銅塑復合帶(204(103))，該銅塑復合帶(204(103))是在0.05mm左右的銅帶(101)兩面涂有丙烯酸類的塑料薄膜(102)而形成的，這種丙烯酸類的塑料薄膜既能與銅箔緊密粘合，又能與聚乙烯精密粘合。將上述銅塑復合帶(204(103))縱包在含有兩根加強鋼絲的塑料空管(202)上，并在縱包成形過程中加熱使縱包縫隙粘合，形成內(nèi)導體(205)，由于內(nèi)導體是有0.05mm左右的銅塑復合帶所組成，所以可節(jié)省大量的銅，使漏纜的價格下降。這種新型內(nèi)導體大小尺寸由漏泄同軸結(jié)構(gòu)尺寸所決定，在內(nèi)導體上有相應厚度的物理發(fā)泡聚乙烯絕緣層(206)。寬度大于上述物理發(fā)泡聚乙烯絕緣層橫截面周長5～7mm厚0.1mm的銅帶(207)上，周期性軋制正反“E”字形輻射槽(208)。將上述軋有周期性正反“E”字形輻射槽的銅帶(207)縱包在物理發(fā)泡聚乙烯絕緣層(206)上，形成漏泄同軸外導體(209)。在漏泄同軸外導體(209)上擠塑2.5mm厚的聚乙烯護層(301)這就制成了雙鋼絲加強內(nèi)導體“E”形開槽外導體漏泄同軸光纜。
2.發(fā)明了漏泄同軸電纜制成的車載天線，如附圖4所示。利用外導體縱向長槽漏泄同軸的nλ/4的短路線作為車載系統(tǒng)的發(fā)射和接收天線。其中n為1、3、5、7、9、11、13、15......的奇數(shù)，λ分別是車載發(fā)送天線或接收天線的電磁波波長。這種漏泄同軸由內(nèi)導體(401)、絕緣介質(zhì)(402)、外導體(403)和護套(404)組成。截取nλ/4長度的漏泄同軸，并將其終端內(nèi)導體(401)和外導體(403)用直徑與縱向長槽漏泄同軸外導體直徑一致的銅片(405)密封短路，始端內(nèi)外導體分別接饋線的內(nèi)外導體，即制成縱向長槽漏泄同軸車載天線(406)。這種天線與漏泄同軸間的耦合性能穩(wěn)定可靠。使車載天線接收系統(tǒng)對外來電磁波干擾具有很高的防衛(wèi)度，車載發(fā)射天線系統(tǒng)場強隨距離增加而迅速衰減，具有很大的社會效益和經(jīng)濟效益。
3.發(fā)明了光電變換發(fā)送接收模塊，它包含兩個部分。從列車定位和指揮系統(tǒng)的終端傳來的光信號經(jīng)分波器后分離出承載于該節(jié)點波長上的光信號，再經(jīng)光濾波器、O/E變換器、前置放大及功率放大器和電的濾波器后恢復出終端發(fā)往列車的電信號。這一信號經(jīng)雙工器和功率分配器后雙向饋入漏泄同軸光纜的內(nèi)外導體。從列車傳來的電信號耦合進入漏泄同軸光纜的內(nèi)外導體，經(jīng)功率分配器、雙工器后取出由列車發(fā)往列車定位和指揮系統(tǒng)終端的電信號。這一電信號經(jīng)電濾波器、前置放大器、E/O變換器和光濾波器后變換成承載于該節(jié)點波長上的光信號，經(jīng)合波器后傳送到列車定位和指揮系統(tǒng)終端。如附圖5所示。
4.發(fā)明了列車定位和指揮系統(tǒng)終端的結(jié)構(gòu)。該終端具有光電轉(zhuǎn)換設備、根據(jù)軌道曲率半徑和路基情況制定的三維電子地圖。該電子地圖上標注有沿線各區(qū)段允許行車速度和從λ1～λn的準確位置標定點、高速數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和大屏幕顯示系統(tǒng)。列車發(fā)往該終端的光信號經(jīng)波分解復用器、高速光開關(guān)、O/E變換器、前置放大器和電的濾波器后恢復出電信號，經(jīng)調(diào)制解調(diào)器后取出數(shù)據(jù)信號。計算機主機采集這一信號，并結(jié)合三維電子地圖信息進行綜合分析，將列車信息實時顯示在大屏幕顯示器上。該終端發(fā)往列車的信號經(jīng)調(diào)制解調(diào)器、電的濾波器、前置放大器、E/O變換器后變換成承載于特定波長上的光信號。經(jīng)高速光開關(guān)和波分復用器后傳輸?shù)街付ü?jié)點。如附圖6所示。
5.發(fā)明了車載數(shù)字信息處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。車載接收天線接收列車定位和指揮系統(tǒng)終端發(fā)來的電信號，經(jīng)電的濾波器、前置放大器、電的濾波器、調(diào)制解調(diào)器后恢復出數(shù)據(jù)信號。計算機主機采集這一信號，并結(jié)合三維電子地圖信息進行綜合分析，將列車定位和指揮系統(tǒng)終端發(fā)來的信息實時顯示在計算機顯示屏上，并執(zhí)行列車定位和指揮系統(tǒng)終端下達給該列車的行車指令。列車發(fā)往列車定位和指揮系統(tǒng)終端的信號經(jīng)調(diào)制解調(diào)器、電的濾波器、前置放大器、功率放大器、電的濾波器后進入車載發(fā)射天線輻射出去。如附圖7所示。
6.由上述五項發(fā)明結(jié)構(gòu)組成了新型的列車準確定位和實時追蹤系統(tǒng)。光電變換發(fā)送接收模塊作為中間節(jié)點一邊接光纖的合波分波器，另一邊的功率分配器分別接在兩根長度為500～1000m的漏泄同軸光纜內(nèi)外導體。漏泄同軸光纜內(nèi)外導體終端接特性阻抗，長度視系統(tǒng)使用情況而定。車載發(fā)送和接收天線的輻射槽與漏泄同軸光纜的輻射槽正對，中間間隔1m左右。如附圖8所示。
7.在該準確定位和實時追蹤系統(tǒng)中，漏泄同軸光纜中的兩根光纖在整個線上是連通的，其中一根在光電變換發(fā)送接收結(jié)構(gòu)中有光的分波器，分下λi(其中λi可以是λ1、λ2、λ3......λn)的波長，所分下λi的光信號經(jīng)光電變換為發(fā)送的電信號，放大后進入功率分配器，再連接到左右兩根漏泄同軸光纜上，這樣列車定位和指揮系統(tǒng)終端發(fā)出的行車指令就由漏泄同軸輻射到車載天線，機車就可無誤碼地接收到指揮中心所發(fā)出的行車指令。第二根光纖在光電變換發(fā)送接收結(jié)構(gòu)中有λi的合波器，從漏泄同軸經(jīng)波長分配器接收的機車信號，經(jīng)光電變換變成光信號，再經(jīng)合波器傳至列車定位和指揮系統(tǒng)終端，這樣列車定位和指揮系統(tǒng)終端就可以接收到整個行車調(diào)度區(qū)段所有機車發(fā)出的信息。
8.在光電變換發(fā)送接收模塊結(jié)構(gòu)中經(jīng)功率分配器與左右兩根漏泄同軸光纜相連，兩根漏泄同軸光纜的間隔約0.2m，同時在兩根同軸特性阻抗連接處相互間隔也是0.2m，車載天線在經(jīng)過0.2m時收到的是“位置標定信號”。這個“位置標定信號”就是準確定位定標信號。列車準確定位和實時追蹤系統(tǒng)是采用QPSK的調(diào)制，傳輸速率高達4Mbps，其傳輸信息的方式是每隔20ms發(fā)送一組列車信息，而且每組信息重復發(fā)十次，所以“位置標定信號”不會影響列車信息傳輸?shù)恼_性。這種車—地信息通信的誤碼率遠遠＜10-6。德國的磁懸浮列車車—地信息通信的誤碼率的要求是＜10-6。
實施例2一種采用漏泄同軸光纜實現(xiàn)列車定位和實時追蹤系統(tǒng)，包括雙鋼絲加強內(nèi)導體“ E”形開槽外導體漏泄同軸光纜、漏泄同軸電纜制成的車載天線、光電變換發(fā)送接收模塊結(jié)構(gòu)、列車定位和指揮系統(tǒng)的終端結(jié)構(gòu)、車載數(shù)字信息處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和寬帶高頻放大器、濾波器、高速數(shù)據(jù)處理終端、根據(jù)軌道曲率半徑和路基情況制定的三維電子地圖。
雙鋼絲加強內(nèi)導體“E”形開槽外導體漏泄同軸光纜，結(jié)構(gòu)為采用雙鋼絲加強內(nèi)導體“E”形開槽外導體漏泄同軸光纜，由聚乙烯或其它塑料所擠塑成形塑料空管，塑料空管的兩側(cè)含有兩根加強鋼絲，縱向放置具有充油的光纖束管。采用寬度大于含有兩根加強鋼絲的塑料空管橫截面周長3～5mm的銅塑復合帶，該銅塑復合帶是在0.05mm左右的銅帶兩面涂有丙烯酸類的塑料薄膜，將上述銅塑復合帶縱包在含有兩根加強鋼絲的塑料空管上，并在縱包成形過程中加熱使縱包縫隙粘合，形成內(nèi)導體，在內(nèi)導體上有相應厚度的物理發(fā)泡聚乙烯絕緣層。寬度大于上述物理發(fā)泡絕緣層橫截面周長5～7mm厚0.1mm的銅帶上，周期性軋制正反“E”字形輻射槽。將上述軋有周期性正反“E”字形輻射槽的銅帶縱包在物理發(fā)泡聚乙烯絕緣層上，形成漏泄同軸外導體。在漏泄同軸外導體上擠塑2.5mm厚的聚乙烯護層構(gòu)成了雙鋼絲加強內(nèi)導體“E”形開槽外導體漏泄同軸光纜。
漏泄同軸電纜制成的車載天線，結(jié)構(gòu)為利用外導體縱向長槽漏泄同軸的nλ/4的短路線作為車載系統(tǒng)的發(fā)射和接收天線。其中n為1、3、5、7、9、11、13、15......的奇數(shù)，λ分別是車載發(fā)送天線或接收天線的電磁波波長，這種漏泄同軸由內(nèi)導體、絕緣介質(zhì)、外導體和護套組成。截取nλ/4長度的漏泄同軸，并將其終端內(nèi)導體和外導體用直徑與縱向長槽漏泄同軸外導體直徑相同的銅片密封短路，始端內(nèi)外導體分別接饋線的內(nèi)外導體，即制成縱向長槽漏泄同軸車載天線。
光電變換發(fā)送接收模塊中的功率分配器分別接在兩根長度為500(或1000m)的漏泄同軸光纜的端頭，這兩根漏泄同軸光纜的另一端接有該漏泄同軸光纜的特性阻抗，漏泄同軸光纜中的兩根光纖在整個線上是連通的，其中一根在光電變換發(fā)送接收結(jié)構(gòu)中有光的分波器，分下λi(其中λi可以是λ1、λ2、λ3......λn)的波長，所分下λi的光信號經(jīng)光電變換為發(fā)送的電信號，放大后進入功率分配器，再連接到左右兩根漏泄同軸光纜的內(nèi)外導體。
光電變換發(fā)送接收模塊，利用了漏泄同軸光纜中的光纖束構(gòu)成了光電變換發(fā)送接收結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)中含有光纖的合波和分波器、光的調(diào)制器和探測器、大功率高頻放大器、電的濾波器和功率分配器。采用頻率約為800～900MHz范圍內(nèi)的頻率，也可采用400～450MHz。
光電變換發(fā)送接收模塊中功率分配器與左右兩根漏泄同軸光纜的連接點、兩根漏泄同軸光纜終端特性阻抗的連接點就是準確位置標定點。
車載數(shù)字信息處理系統(tǒng)含有電的濾波器、QPSK電的調(diào)制系統(tǒng)、高頻寬帶電的放大器、高速數(shù)據(jù)處理終端、根據(jù)軌道曲率半徑和路基情況制定的三維電子地圖、車載發(fā)射和接收天線、執(zhí)行列車定位和指揮系統(tǒng)終端下達的行車指令的執(zhí)行結(jié)構(gòu)。
列車定位和指揮系統(tǒng)的終端含有光纖發(fā)射和接收模塊、電的濾波器、QPSK電的調(diào)制系統(tǒng)、高頻寬帶電的放大器、高速數(shù)據(jù)處理終端、根據(jù)軌道曲率半徑和路基情況制定的電子地圖、最優(yōu)化行車運行圖的決策結(jié)構(gòu)和行車指令發(fā)出系統(tǒng)。
列車定位和指揮系統(tǒng)的終端發(fā)出的行車指令由漏泄同軸輻射到車載天線，列車可無誤碼地接收到列車定位和指揮系統(tǒng)的終端所發(fā)出的行車指令。第二根光纖在光電變換發(fā)送接收結(jié)構(gòu)中有λi的合波器，從漏泄同軸經(jīng)波長分配器接收的機車信號，經(jīng)光電變換變成光信號，再經(jīng)合波器傳至列車定位和指揮系統(tǒng)的終端，這樣列車定位和指揮系統(tǒng)的終端就可以接收到整個行車調(diào)度區(qū)段所有機車發(fā)出的信息。
在光電變換發(fā)送接收模塊結(jié)構(gòu)中經(jīng)功率分配器與左右兩根漏泄同軸光纜相連，兩根漏泄同軸光纜的間隔約0.2m，同時在兩根同軸特性阻抗連接處相互間隔也是0.2m，車載天線在經(jīng)過0.2m時收到的是“位置標定信號”。這個“位置標定信號”就是準確定位定標信號。列車準確定位和實時追蹤系統(tǒng)是采用QPSK的調(diào)制，傳輸速率高達4Mbps，其傳輸信息的方式是每隔20ms發(fā)送一組列車信息，而且每組信息重復發(fā)十次，所以“位置標定信號”不會影響列車信息傳輸?shù)恼_性。這種車—地信息通信的誤碼率遠遠＜10-6。德國的磁懸浮列車車—地信息通信的誤碼率的要求是＜10-6。
車載天線的接收系統(tǒng)在λi的位置上收到了“位置標定信號”，這時機車上計算機的電子地圖上，將明確標出機車所在的準確位置，還可精確計算出機車實際運行速度和加速度。這樣列車定位和指揮系統(tǒng)的終端接收到每趟列車所發(fā)出的實時信息，就可在三維電子地圖上實時顯示出在整個調(diào)度區(qū)間內(nèi)每趟列車所在的準確標定位置、運行速度和加速度。計算機根據(jù)該電子地圖內(nèi)存數(shù)據(jù)和實時接收到的各列車的信息，迅速計算出最佳列車運行圖，并向各趟列車發(fā)出相應的行車指令，而列車接收到行車指令后，按指令操縱列車加速、減速甚至剎車。
權(quán)利要求
1采用漏泄同軸光纜實現(xiàn)列車定位和實時追蹤的系統(tǒng)，其特征是包括下面結(jié)構(gòu)(1)雙鋼絲加強內(nèi)導體“E”形開槽外導體漏泄同軸光纜；(2)漏泄同軸電纜制成的車載天線；(3)光電變換發(fā)送接收模塊；(4)列車定位和指揮系統(tǒng)的終端；(5)車載數(shù)字信息處理系統(tǒng)。
2根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用漏泄同軸光纜實現(xiàn)列車定位和實時追蹤的系統(tǒng)，其特征是采用雙鋼絲加強內(nèi)導體“E”形開槽外導體漏泄同軸光纜，包含了新型的漏泄同軸內(nèi)導體，該內(nèi)導體由兩側(cè)含有加強鋼絲的塑料空管作為機械強度支撐體，在該空管內(nèi)具有由多根光纖構(gòu)成的光纖束管，在內(nèi)導體上擠塑有物理發(fā)泡絕緣層，在絕緣層上縱包軋有周期性正反“E”形輻射槽的厚0.1mm的銅帶，形成漏泄同軸的外導體，外導體上擠塑2.5mm厚護套。
3根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用漏泄同軸光纜實現(xiàn)列車定位和實時追蹤的系統(tǒng)，其特征是漏泄同軸電纜制成的車載天線利用縱向長槽漏泄同軸的nλ/4的短路線，作為車載系統(tǒng)的發(fā)射和接收天線，其中n為1、3、5、7、9、11、13、15……的奇數(shù)，λ分別是車載發(fā)送天線或接收天線的電磁波波長。天線終端的內(nèi)外導體用直徑與縱向長槽漏泄同軸外導體直徑相同的銅片密封短路。
4根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用漏泄同軸光纜實現(xiàn)列車定位和實時追蹤的系統(tǒng)，其特征是光電變換發(fā)送接收模塊利用了漏泄同軸光纜中的光纖束，構(gòu)成了光電變換發(fā)送接收結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)中含有光纖的合波和分波器、光的調(diào)制器和探測器、大功率高頻放大器、電的濾波器和功率分配器，采用頻率約為800～900MHz范圍內(nèi)的頻率，或采用400～450MHz。
5根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用漏泄同軸光纜實現(xiàn)列車定位和實時追蹤的系統(tǒng)，其特征是列車定位和指揮系統(tǒng)的終端結(jié)構(gòu)含有光纖發(fā)射和接收模塊、電的濾波器、QPSK電的調(diào)制系統(tǒng)、高頻寬帶電的放大器、高速數(shù)據(jù)處理終端、根據(jù)軌道曲率半徑和路基情況制定的三維電子地圖、最優(yōu)化行車運行圖的決策結(jié)構(gòu)和行車指令發(fā)出系統(tǒng)。
6根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用漏泄同軸光纜實現(xiàn)列車定位和實時追蹤的系統(tǒng)，其特征是車載數(shù)字信息處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)含有由漏泄同軸組成的發(fā)送和接收天線、寬帶高頻放人器、濾波器、高速數(shù)據(jù)處理終端、根據(jù)軌道曲率半徑和路基情況制定的三維電子地圖、執(zhí)行列車定位和指揮系統(tǒng)終端下達的行車指令的執(zhí)行結(jié)構(gòu)。
7根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用漏泄同軸光纜實現(xiàn)列車定位和實時追蹤的系統(tǒng)，其特征是光電變換發(fā)送接收模塊中功率分配器與左右兩根漏泄同軸光纜的連接點、兩根漏泄同軸光纜終端特性阻抗的連接點就是準確位置標定點。
8采用漏泄同軸光纜實現(xiàn)列車定位和實時追蹤的方法，其特征是車載天線接收到相應的準確位置標定信號時，在電子地圖上將明確標出機車所在的準確位置，精確計算出機車實際運行速度和加速度，這樣指揮中心接收到每趟列車所發(fā)出的實時信息，就可在電子地圖上實時顯示出在整個調(diào)度區(qū)間內(nèi)每趟列車所在的準確標定位置、運行速度和加速度，計算機根據(jù)該電子地圖內(nèi)存數(shù)據(jù)和實時接收到的各列車的信息，迅速計算出最佳列車運行圖，并向各趟列車發(fā)出相應的行車指令，而列車接收到行車指令后，按指令操縱列車加速、減速甚至剎車。
全文摘要
利用漏泄同軸光纜系統(tǒng)實現(xiàn)列車定位和實時追蹤的方法和總體結(jié)構(gòu)的發(fā)明由五個發(fā)明所組成雙鋼絲加強內(nèi)導體“E”形開槽外導體漏泄同軸光纜、漏泄同軸電纜制成的車載天線、光電變換發(fā)送接收結(jié)構(gòu)、列車定位和指揮系統(tǒng)的終端結(jié)構(gòu)、車載數(shù)字信息處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，列車接收到相應的準確位置標定信號時，電子地圖將明確標出機車所在的準確位置，算出機車實際運行速度和加速度。指揮中心接收到每趟列車的實時信息，可在電子地圖上實時顯示出在整個調(diào)度區(qū)間內(nèi)每趟列車所在的準確標定位置、運行速度和加速度。計算機根據(jù)上述信息迅速計算出最佳列車運行圖，并向各趟列車發(fā)出相應的行車指令，列車接收到行車指令后，按指令操縱列車加速、減速甚至剎車。
文檔編號G02B6/00GK1994800SQ20061016981
公開日2007年7月11日 申請日期2006年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月29日
發(fā)明者簡水生, 延鳳平, 童治, 簡偉, 范林勇 申請人:北京交通大學