專利名稱：：列車接近無線語音提示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于列車接近無線語音提示系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過對(duì)列車運(yùn)行位置進(jìn)行接近語音提示，使維修生產(chǎn)人員及時(shí)動(dòng)態(tài)掌握列車位置，下道避讓列車，確保人身安全。隨著鐵路運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展，列車速度逐步提高，列車密度逐步加大，新的運(yùn)輸形式，使鐵路維修生產(chǎn)面臨新的挑戰(zhàn)，維修生產(chǎn)的安全和運(yùn)輸形式的矛盾日益突出。主要表面在以下幾個(gè)方面1)安全是鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)的永恒主題，一方面，為了提高運(yùn)輸效率要確保行車和設(shè)備安全；另一方面，在維修生產(chǎn)過程中要確保人身安全。維修生產(chǎn)是提高設(shè)備質(zhì)量，保證行車安全的主要手段，而鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)又對(duì)維修生產(chǎn)有制約，尤其是嚴(yán)重威脅維修工作中人身安全；2)為了在維修生產(chǎn)過程中，確保人身安全，鐵路各級(jí)各部門都采取了嚴(yán)密的組織措施和技術(shù)措施。但是，新的運(yùn)輸形式對(duì)人身安全仍然構(gòu)成威脅，主要表現(xiàn)以下幾個(gè)方面①列車速度逐步提高；②列車密度逐步加大；③站場(chǎng)規(guī)模逐步擴(kuò)展；④雨、雪、霧等天氣影響，區(qū)間站場(chǎng)彎道和障礙物等環(huán)境影響，不便于了望和防護(hù)；3)維修生產(chǎn)任務(wù)繁忙①設(shè)備技術(shù)改造的施工作業(yè)；②正常設(shè)備周期檢修；③設(shè)備日常巡視檢查；④設(shè)備大中修和集中修；⑤設(shè)備故障處理。4)安全防護(hù)工作的難度逐步加大。隨著鐵路減員增效活動(dòng)的開展，現(xiàn)場(chǎng)維修人員數(shù)量減少，難以抽出更多的人員進(jìn)行安全防護(hù)。尤其是夜間故障處理過程中，此問題顯得更為突出，較少的值班人員，既要處理故障，又要進(jìn)行安全防護(hù)，其難度之大可想而知，在故障處理過程中，造成的人身傷亡事故屢有發(fā)生。目前鐵路已有幾種不同制式的列車接近提示系統(tǒng)，但都不同程度地存在一些問題和弊端，主要包括1)只提示站內(nèi)，不能提示區(qū)間；2)只有聲響提示，沒有語音提示；3)傳輸距離短；4)采集條件復(fù)雜，甚至影響主體設(shè)備；5)只能采集本站信息，不能采集鄰站信息。本發(fā)明的目的是提供一種列車接近無線語音提示系統(tǒng)，它能及時(shí)準(zhǔn)確用語音預(yù)報(bào)車站進(jìn)路排列、信號(hào)開放、列車運(yùn)行位置及臨站列車出發(fā)情況，且采集條件簡(jiǎn)單、傳輸距離長(zhǎng)。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的列車接近無線語音提示系統(tǒng)，系統(tǒng)通過對(duì)車站電氣集中信號(hào)設(shè)備狀態(tài)信息進(jìn)行采集、存儲(chǔ)和分析處理，控制語音提示，該系統(tǒng)整體由站機(jī)發(fā)射和分機(jī)接收二大部分組成，站機(jī)包括采集控制盒、電源發(fā)射盒，所述的采集控制盒由三塊相對(duì)獨(dú)立的控制板組成，即本站信息處理板、鄰站信息處理板和語音控制板。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1、它能及時(shí)、準(zhǔn)確預(yù)報(bào)車站進(jìn)路排列、信號(hào)開放及列車運(yùn)行位置，能及時(shí)預(yù)報(bào)鄰站列車出發(fā)情況。系統(tǒng)提示語音信息簡(jiǎn)單、明了，通俗易懂，可以非常直觀地了解列車運(yùn)行位置。系統(tǒng)具有男女聲兩種提示信息，在復(fù)線可區(qū)分上下行列車提示信息，在單線區(qū)段可以區(qū)分不同咽喉區(qū)的列車提示信息。系統(tǒng)具有全天候功能，可隨時(shí)提供提示信息，極大地方便了日常室外作業(yè)、設(shè)備故障處理和各項(xiàng)施工作業(yè)活動(dòng)中的人身安全防護(hù)。2、系統(tǒng)具有自檢功能，在兩分鐘內(nèi)沒有變化信息時(shí)(包括列車占用和進(jìn)路排列等)，系統(tǒng)可發(fā)出自檢語音信號(hào)，使用戶能隨時(shí)了解系統(tǒng)信息發(fā)送和手機(jī)接收功能狀況。在因調(diào)監(jiān)設(shè)備故障或通道中斷等原因?qū)е虏杉畔⒅袛鄷r(shí)，系統(tǒng)可發(fā)出“系統(tǒng)故障”語音提示信息，提請(qǐng)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員加強(qiáng)人工防護(hù)。3、系統(tǒng)整機(jī)可靠性較強(qiáng)，具有抗干擾和防死機(jī)措施，具有較高的實(shí)用價(jià)值。4、具有對(duì)站場(chǎng)和區(qū)間列車占用位置的分析預(yù)報(bào)功能；如對(duì)車站進(jìn)出站信號(hào)機(jī)開放進(jìn)行預(yù)報(bào)；對(duì)鄰站列車出站及在區(qū)間的運(yùn)行位置進(jìn)行預(yù)報(bào)。5、具有較高的綜合技術(shù)水平和推廣價(jià)值，可有效地提示列車運(yùn)行位置，輔助進(jìn)行安全防護(hù)，整機(jī)技術(shù)先進(jìn)，設(shè)備可靠；6、系統(tǒng)適用范圍廣，凡是裝有調(diào)度監(jiān)督設(shè)備的車站，均可方便地安裝使用本系統(tǒng)。無線發(fā)射可利用既有車機(jī)聯(lián)控的鐵塔安裝天線等設(shè)備，節(jié)省投資，縮短施工周期。圖1為本發(fā)明列車接近無線語音提示系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖；圖2站機(jī)結(jié)構(gòu)組成圖；圖3調(diào)監(jiān)分機(jī)串口輸出信息組成圖4信息處理板原理圖；圖5語音信息處理板結(jié)構(gòu)框圖；圖6控制板主控程序流程圖；圖7數(shù)據(jù)采集程序流程圖；圖8語音信息處理流程圖；圖9橫梁夢(mèng)站場(chǎng)區(qū)間示意圖；圖10控制信息流程圖；圖11中斷處理控制程序流程圖；圖12語音信息控制程序流程圖；圖13抗干擾電路圖。下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。一、系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)及主要性能指標(biāo)1、整體結(jié)構(gòu)及組成，見附圖1。系統(tǒng)整體由站機(jī)發(fā)射和分機(jī)接收二大部分組成，站機(jī)包括采集控制盒、電源發(fā)射盒、天線和音箱等。2、站機(jī)結(jié)構(gòu)組成，見附圖2電源發(fā)射盒由系統(tǒng)電源和無線發(fā)射電臺(tái)兩部分組成，系統(tǒng)電源提供直流5V和7.5V兩種凈化電源，分別給控制板和發(fā)射電臺(tái)使用。采集控制盒由三塊相對(duì)獨(dú)立的控制板組成，即本站信息處理板、鄰站信息處理板和語音控制板。本站信息處理機(jī)接收調(diào)監(jiān)分機(jī)傳來的本站信息，并產(chǎn)生相應(yīng)的語音信息傳給語音控制機(jī)。鄰站信息處理機(jī)接收調(diào)監(jiān)分機(jī)傳來的鄰站信息，并產(chǎn)生相應(yīng)的語音信息傳給語音控制機(jī)。語音信息控制機(jī)把處理傳來的語音信息轉(zhuǎn)化為語音信號(hào)與控制信號(hào)，控制電臺(tái)發(fā)射語音信號(hào)。音箱可設(shè)置在運(yùn)轉(zhuǎn)室或信號(hào)機(jī)械室，方便運(yùn)轉(zhuǎn)值班員和信號(hào)維修人員監(jiān)督列車運(yùn)行或進(jìn)路排列情況。為減少對(duì)信號(hào)主體設(shè)備的影響，系統(tǒng)采集共享調(diào)監(jiān)信息。調(diào)監(jiān)分機(jī)串口的信息，既有本站的，也有鄰站的。系統(tǒng)站機(jī)與調(diào)監(jiān)串口聯(lián)接實(shí)現(xiàn)信息采集，并通過阻抗隔離，防止了站機(jī)對(duì)調(diào)監(jiān)分機(jī)的影響。如附圖3所示。3、調(diào)監(jiān)信息采集和傳輸方式系統(tǒng)通過對(duì)車站電氣集中信號(hào)設(shè)備狀態(tài)信息進(jìn)行采集，存儲(chǔ)和分析處理控制語音提示，其主要方式有共享調(diào)度監(jiān)督信息、共享電氣集中微機(jī)監(jiān)測(cè)信息、干簧管隔離采集、直接聯(lián)線采集，最好為共享調(diào)度監(jiān)督信息。采用共享調(diào)監(jiān)信息這種方式有很多優(yōu)越性，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面①可避免對(duì)主體設(shè)備產(chǎn)生影響，不會(huì)對(duì)運(yùn)輸設(shè)備產(chǎn)生干擾；②硬件設(shè)備施工安裝簡(jiǎn)單，獨(dú)立性強(qiáng)，維修保養(yǎng)方便；③DMIS調(diào)度指揮管理信息系統(tǒng)，規(guī)模龐大，在我國鐵路應(yīng)用時(shí)間較長(zhǎng)，技術(shù)成熟，可靠性較高，而且還在逐步發(fā)展和完善；④信息范圍廣，信息量大，可方便地采集鄰站相關(guān)數(shù)據(jù)信息；⑤隨著社會(huì)進(jìn)步和信息技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化和信息共享是技術(shù)發(fā)展的主流。因此，共享DMIS信息進(jìn)行信息資源的開發(fā)和利用是技術(shù)發(fā)展的必然選擇。①調(diào)監(jiān)信息的組成。調(diào)監(jiān)系統(tǒng)對(duì)站場(chǎng)信息的采集主要包括以下內(nèi)容信號(hào)機(jī)開放與關(guān)閉狀態(tài)，區(qū)段占用與空閑狀態(tài)，進(jìn)路排列狀態(tài)，及相關(guān)按鈕狀態(tài)等。上述信息均為開關(guān)量，經(jīng)調(diào)監(jiān)分機(jī)處理以二進(jìn)制編碼的方式，經(jīng)傳輸通道向總機(jī)傳送。根據(jù)站場(chǎng)大小，每個(gè)車站可分別編制6----15組代碼，每組代碼包括6個(gè)字節(jié)，每個(gè)字節(jié)有8位二進(jìn)制代碼，即每組代碼最多可包括6×8＝48個(gè)開關(guān)量。②調(diào)監(jiān)通道的組成。調(diào)監(jiān)通道采用并接環(huán)形通道，一般一個(gè)環(huán)由6--10個(gè)站組成，如我段管內(nèi)由平南---內(nèi)邱(9個(gè)站)、官莊---黃梁夢(mèng)(7個(gè)站)、邯鄲--柏莊(7個(gè)站)三個(gè)環(huán)形通道組成。自主通道經(jīng)D/I設(shè)備和聯(lián)接線至信號(hào)機(jī)械室，再通過MODEM同調(diào)監(jiān)分機(jī)進(jìn)行串行通信聯(lián)接。在調(diào)監(jiān)分機(jī)串行通信口有三條線，一條為地線，另外兩條分別為接收和發(fā)送線，接收線用于接收主機(jī)發(fā)送的指令信息，同時(shí)還可監(jiān)測(cè)本通道環(huán)內(nèi)其它各站發(fā)送的信息；發(fā)送線用于分機(jī)向主機(jī)發(fā)送本站信息。③信息傳輸方式。約3秒鐘為一個(gè)傳輸周期，在此周期內(nèi)，總機(jī)向環(huán)形通道上每個(gè)站逐站發(fā)送聯(lián)絡(luò)指令，各站在接到總機(jī)指令后，向總機(jī)發(fā)送一組信息(6個(gè)字節(jié))。在正常情況下，分機(jī)按周期逐組向總機(jī)發(fā)送信息，即第一個(gè)周期，發(fā)第一組，第二個(gè)周期，發(fā)第二組，第三周期，發(fā)第三......，其它依次類推，如果一個(gè)車站共有10組代碼編制，正常情況下，該站所有信息向總機(jī)發(fā)送一遍，約用30秒的時(shí)間。在實(shí)際傳輸過程中，分機(jī)向總機(jī)發(fā)送并不是按上述依組序順序發(fā)送，而是有條件地按組序發(fā)送。即在車站信息代碼無變化的情況下，按組序順序發(fā)送，在車站代碼發(fā)生變化時(shí)，如排列進(jìn)路或有列車接近時(shí)，優(yōu)先傳送變化了的代碼組。如某站在某一個(gè)周期，按順序傳輸完成第五組代碼，但此時(shí)該站第三組代碼發(fā)生了變化，在下一個(gè)周期，該站優(yōu)先傳送第三組代碼，然后再進(jìn)行順序傳送。這樣可有效地保證信息傳送的及時(shí)性，即一般的信息延遲可保證在3--6秒之間。4、無線接收機(jī)的選用。采用通用的無線接收技術(shù)，根據(jù)發(fā)射頻率，設(shè)置接收頻點(diǎn)和頻點(diǎn)數(shù)量。頻點(diǎn)確定后，可應(yīng)用現(xiàn)行通用無線電臺(tái)，也可設(shè)計(jì)制做專用接收機(jī)。針對(duì)大型橋梁、涵洞或山區(qū)、低谷無線盲區(qū)，可設(shè)置中繼天線進(jìn)行中繼放大處理，也可根據(jù)需要增設(shè)固定語音提示裝置，以滿足現(xiàn)場(chǎng)具體情況的實(shí)際需要。5、主要技術(shù)性能指標(biāo)①發(fā)射機(jī)場(chǎng)強(qiáng)覆蓋半徑10Km，功率4W，頻率457.250MH±2KHZ、457.625MH±2KZ。調(diào)制頻偏＜5KHZ，調(diào)制失真＜7％。②便攜式接收機(jī)接收靈敏度0.5μV，音頻失真＜7％，音頻輸出功率300mW。③環(huán)境溫度-15℃----+50℃。④主機(jī)電源-220V±10％。6、主要提示預(yù)報(bào)內(nèi)容本站進(jìn)路排列信號(hào)開放情況，列車接近及在區(qū)間運(yùn)行位置，通過或進(jìn)站停車情況，及系統(tǒng)自檢信息提示和系統(tǒng)故障信息提示等。系統(tǒng)處理周期調(diào)監(jiān)信息傳輸周期為3秒，系統(tǒng)采集、存貯、處理周期小于1秒，經(jīng)測(cè)試表明系統(tǒng)應(yīng)變時(shí)間一般在2--6秒。二、主要硬件設(shè)計(jì)原理1、信息處理板處理板分為本站和鄰站兩板，硬件設(shè)計(jì)一致，其框圖如附圖4所示。系統(tǒng)板采用PC總線，CPU為美國DALLS公司的高速處理器80C320，支持外頻最高為40MHZ，為了系統(tǒng)穩(wěn)定，采用了24MHZ的主頻，本板擴(kuò)展一片32K的RAM為韓國現(xiàn)代產(chǎn)的7ns高速內(nèi)存，還擴(kuò)展了一片64K的E2ROM為美國WINBORD公司的工業(yè)級(jí)存儲(chǔ)器，其周邊芯片為74HC系列的工業(yè)級(jí)接口芯片，如鎖存緩存器74HC373，總線緩沖器74HC245，其中包括美國Lattic公司的門陣列邏輯電路1016，電源監(jiān)控存貯器25045。2、語音信息處理板語音板采用MAX232N串口與控制板通信，用以傳遞語音信息，設(shè)有看門狗防死機(jī)電路，其結(jié)構(gòu)框圖如附圖5所示。語音板采用Ateml公司的89C51CPU，內(nèi)部集成4KE2ROM，可重復(fù)寫出10萬次，主頻為12MHZ，采用美國TI公司的29F140芯片，用于存放語音單元，本芯片最大容量可達(dá)4M，可存放幾百條語音信息，數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片用日本日電公司的M6585高速轉(zhuǎn)換芯片，采用74HC373鎖存緩存器，功放采用386N-1。三、軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)用C語言和匯編語言混合編程，監(jiān)控程序采用匯編語言，控制程序采用C語言。1、本站控制板程序設(shè)計(jì)本站控制程序分三個(gè)模塊數(shù)據(jù)采集、語音通信、信息處理。由一個(gè)主程序來調(diào)度。主程序流程如圖6。(1)數(shù)據(jù)采集調(diào)監(jiān)信息數(shù)據(jù)內(nèi)容組成及結(jié)構(gòu)詳見附表一。數(shù)據(jù)采集程序用中斷方式從調(diào)監(jiān)分機(jī)傳來的本站信息并填充表table，根據(jù)本站信息碼的特征，把FF28B941開頭的15個(gè)字節(jié)碼采集回填充table，如果采集15個(gè)數(shù)據(jù)正確，把P1口第8位置高電平，表示此次數(shù)據(jù)采集正確，相應(yīng)在控制盒面板上點(diǎn)亮調(diào)監(jiān)信息燈。其程序流程如附圖7。附表一調(diào)監(jiān)信息碼組成及其說明說明分機(jī)發(fā)送碼的第7——12包含6組信息碼。每個(gè)碼的每位碼元對(duì)應(yīng)一信號(hào)設(shè)備的某一狀態(tài)。這樣通過對(duì)信息碼的碼元分析，了解信號(hào)設(shè)備狀態(tài)，從而了解列車運(yùn)行情況。(2)語音信息控制及通訊處理板采用串行中斷方式與語音板進(jìn)行通訊，本程序開辟一個(gè)(Speak[100][100])包含16個(gè)語音單元的100句環(huán)行隊(duì)列，一次可存放100句語音信息，采取先進(jìn)先出方式，其程序如附圖8。(3)信息處理信息處理程序就是利用調(diào)監(jiān)信息，分析出站內(nèi)進(jìn)路排列情況和列車運(yùn)行情況，在進(jìn)路排列處理中，采用進(jìn)路表搜索方式，即把所有進(jìn)路列成表，每條進(jìn)路有其對(duì)應(yīng)的信號(hào)機(jī)和道岔。通過進(jìn)路表所要求設(shè)備的狀態(tài)條件來提取信息碼，當(dāng)有符合條件的，說明此進(jìn)路準(zhǔn)備好，信號(hào)開放了，即產(chǎn)生語音信息進(jìn)行提示若沒有符合條件的，說明沒有進(jìn)路排列。在程序設(shè)計(jì)中用了Xhj表，xhd表分別表示站內(nèi)各列車信號(hào)現(xiàn)在狀態(tài)和區(qū)間各閉塞分區(qū)現(xiàn)在占用情況，根據(jù)這兩個(gè)表，判斷什么時(shí)候需要搜索進(jìn)路和判斷閉塞分區(qū)占用，什么時(shí)候又不需要搜索和判斷。列車運(yùn)行情況根據(jù)信息碼變化及狀態(tài)進(jìn)行判斷，如圖9。當(dāng)2G對(duì)應(yīng)的碼元為1時(shí)，說明該區(qū)段有車占用，語音提示為“上行列車出站”；當(dāng)5G對(duì)應(yīng)的碼元為1時(shí)，說明該區(qū)段有車占用，語音提示為“下行列車一接近，經(jīng)*道停車或經(jīng)*道通過”。見表二、表三、表四，信息處理程序流程如圖10。①區(qū)間列車占用提示見表二。表二②車站信號(hào)開放提示表三③輔助提示內(nèi)容表四2、鄰站控制板程序設(shè)計(jì)鄰站控制板與本站控制板有很多相同的地方，對(duì)此模塊只稍加修改即可，如數(shù)據(jù)采集只把判斷FF28B941改為判斷FF28B941AF即可，語音模塊幾乎可以不加修改，變動(dòng)只在數(shù)據(jù)處理模塊中少了進(jìn)路搜索這一過程，其余基本相同。3、語音控制板程序設(shè)計(jì)語音控制程序是把信息處理板傳來的語音信息，通過查表，查出其對(duì)應(yīng)的語音序列驅(qū)動(dòng)D/A轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)成模擬信號(hào)和控制信號(hào)，控制電臺(tái)發(fā)射語音提示，程序用到數(shù)組SPEAK[16]存放接收語音單元，以及ADDRESS地址表，根據(jù)語音單元序號(hào)，查出其語音單元音頻序列。4、語音單元的編碼組成和應(yīng)用為了區(qū)分上下行等語音提示信息，語音存貯了男女兩組語音信息單元，如附表五所示?？刂瞥绦蚋鶕?jù)信息采集、分析、處理結(jié)果，產(chǎn)生一條語音信息，語音信息本身是由語音單元組成的。因此語音信息實(shí)際上是一組語音單元的編碼序列。根據(jù)語音單元編碼，通過語音芯片，順序調(diào)用相應(yīng)語音信息，并將其輸出的音頻信號(hào)連續(xù)發(fā)射后，便產(chǎn)生了一條完成的語音信息。5、系統(tǒng)抗干擾設(shè)計(jì)系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，必定會(huì)受到外界環(huán)境于擾。為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和語音提示的正確性，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，硬件和軟件方面都加入了抗干擾設(shè)計(jì)，硬件方面加入WATCHDAG電路，如圖13?？撮T狗電路為一計(jì)數(shù)器，由P1.0啟動(dòng)，程序運(yùn)行設(shè)置變量COUNT＝P1.7。每隔一段時(shí)間COUNT＝0，給看門狗電路計(jì)數(shù)器清零，若受外界干擾程序跑飛死機(jī)時(shí)，COUNT不能及時(shí)清零，系統(tǒng)復(fù)位。軟件方面，調(diào)監(jiān)分機(jī)傳來的信息受外界干擾很大，時(shí)常有錯(cuò)誤變化發(fā)生，為了提高系統(tǒng)可靠性，在程序設(shè)計(jì)中對(duì)前后兩次變化較大的數(shù)據(jù)，特別是全為零的數(shù)據(jù)進(jìn)行了兩次判別篩選，在數(shù)據(jù)分析處理模塊中，分別設(shè)置MARK1表和MARK2表與Xhj、Xhd為本次采集對(duì)應(yīng)狀態(tài)，對(duì)Xhj與MARK1、xhd與MARK2不相同且狀態(tài)由“1”變?yōu)椤?”時(shí)，即信號(hào)由開放到關(guān)閉，閉塞分區(qū)由占用到出清采取多次判斷清零的辦法，有效的防止了跳碼的干擾。6、無線語音發(fā)射控制無線發(fā)射主機(jī)采用MOTOROLA生產(chǎn)的發(fā)射設(shè)備，由語音板進(jìn)行控制發(fā)射。語音板和發(fā)射電臺(tái)間共有兩對(duì)(四條)連線，一對(duì)為控制線，一對(duì)為音頻線?？刂凭€平時(shí)為+5V電平，發(fā)射時(shí)為0，同電臺(tái)的PTT相連；音頻線為語音音頻信號(hào)，為需要發(fā)射的語音信息，同電臺(tái)的音頻輸入端相連。電臺(tái)發(fā)射時(shí)，需外加饋線和天線架設(shè)在室外，根據(jù)發(fā)射距離的要求可適當(dāng)調(diào)整天線的高度，或調(diào)整電臺(tái)的發(fā)射功率。天線高度一般在15--35米之間，電臺(tái)發(fā)射功率一般設(shè)置為4W，可以在2.5----4.5W之間進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)發(fā)射距離的要求。四、系統(tǒng)整體功能設(shè)計(jì)1、主要功能特點(diǎn)①能及時(shí)、準(zhǔn)確預(yù)報(bào)車站進(jìn)路排列、信號(hào)開放及列車運(yùn)行位置，能及時(shí)預(yù)報(bào)鄰站列車出發(fā)情況。系統(tǒng)提示語音信息簡(jiǎn)單、明了，通俗易懂，可以非常直觀地了解列車運(yùn)行位置。系統(tǒng)具有男女聲兩種提示信息，在復(fù)線可區(qū)分上下行列車提示信息，在單線區(qū)段可以區(qū)分不同咽喉區(qū)的列車提示信息。系統(tǒng)具有全天候功能，可隨時(shí)提供提示信息，極大地方便了日常室外作業(yè)、設(shè)備故障處理和各項(xiàng)施工作業(yè)活動(dòng)中的人身安全防護(hù)。②系統(tǒng)具有自檢功能，在兩分鐘內(nèi)沒有變化信息時(shí)(包括列車占用和進(jìn)路排列等)，系統(tǒng)可發(fā)出自檢語音信號(hào)，使用戶能隨時(shí)了解系統(tǒng)信息發(fā)送和手機(jī)接收功能狀況。在因調(diào)監(jiān)設(shè)備故障或通道中斷等原因?qū)е虏杉畔⒅袛鄷r(shí)，系統(tǒng)可發(fā)出“系統(tǒng)故障”語音提示信息，提請(qǐng)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員加強(qiáng)人工防護(hù)。③系統(tǒng)整機(jī)可靠性較強(qiáng)，具有抗干擾和防死機(jī)措施。2、無線發(fā)射頻點(diǎn)和頻點(diǎn)數(shù)量的確定和使用①系統(tǒng)應(yīng)使用專用固定頻點(diǎn)，至少應(yīng)設(shè)置三個(gè)頻點(diǎn)，兩個(gè)為站間交替使用，另一個(gè)做為橋梁、隧道或道口專用。②如使用四個(gè)頻點(diǎn)?？纱_保站間不互相干擾，站間使用三個(gè)頻點(diǎn)進(jìn)行交替，既能保證發(fā)射距離，又確保不相互干擾。3、機(jī)械室、運(yùn)轉(zhuǎn)室、橋梁、隧道和道口等處所均可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置固定提示裝置。室內(nèi)采用音箱，室外可采用擴(kuò)音設(shè)備。4、無線接收機(jī)的使用可根據(jù)實(shí)際需要采用多種方式，靈活選擇。①小功率專用便攜式接收機(jī)，可適用單人或少數(shù)人集體使用。只具有專用接收頻點(diǎn)即可，連續(xù)開機(jī)時(shí)間應(yīng)大于24個(gè)小時(shí)。電源采用可充電電池，有備用電池，可保證連續(xù)使用。②大功率專用便攜式接收機(jī)，可適用于多數(shù)人集體使用。具有專用接收頻點(diǎn)，連續(xù)開機(jī)時(shí)間應(yīng)大于8個(gè)小時(shí)。電源采用可充電電池，有備用電池，可保證連續(xù)使用。③可通過寫頻的方式對(duì)現(xiàn)用電臺(tái)進(jìn)行頻點(diǎn)增設(shè)，接收系統(tǒng)專用信息。附表五語音單元組成表五、幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的使用和說明1、語音技術(shù)人耳能夠聽到的聲音是一種頻率范圍約為16--2000Hz的機(jī)械波。而一般人的語音頻率最高約為3000Hz。語音的采集是指把語音聲波信號(hào)經(jīng)過“麥克風(fēng)”和高頻放大器轉(zhuǎn)換成有一定幅度的模擬量電信號(hào)，然后再轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠存儲(chǔ)與處理的數(shù)字量的全過程。模擬量的特點(diǎn)是在時(shí)間上和變化幅度上都是連續(xù)的。而數(shù)字量是不連續(xù)的。用不連續(xù)的數(shù)字量來表達(dá)時(shí)間上和幅度上均連續(xù)的模擬量，這就是模/數(shù)轉(zhuǎn)換。解決從時(shí)間上的連續(xù)到不連續(xù)問題稱為“離散化”，就是用有限的等時(shí)間間隔時(shí)刻上的值代表模擬量在連續(xù)的無限多的時(shí)刻值；解決從幅度上連續(xù)變化的值到不連續(xù)的數(shù)字量的問題稱為“量化”，就是用有限個(gè)可能級(jí)別的值來近似連續(xù)的幅度變化值。“離散化”的基本問題是確定時(shí)間間隔，或叫確定“采樣頻率”；“量化”的基本問題，是確定級(jí)別的數(shù)目，或叫確定“分辨率”。直覺理解就可發(fā)現(xiàn)，采樣頻率越高、分辨率越高，則數(shù)字化的結(jié)果越接近相應(yīng)的模擬量。根據(jù)“采樣原理”，采樣頻率必須大于模擬量信號(hào)最高頻率成分的二倍以上。因此，根據(jù)語音的頻率范圍(16--3000Hz)，我們把語音采集的采集頻率選為32kHz。2、采集接口調(diào)監(jiān)串行信號(hào)的采集采用中斷方式接收，中斷是指當(dāng)計(jì)算機(jī)執(zhí)行正常程序時(shí)，系統(tǒng)出現(xiàn)某些急需處理的異常情況和特殊請(qǐng)求，這是CPU暫時(shí)中止現(xiàn)行程序，轉(zhuǎn)去對(duì)隨機(jī)發(fā)生的更緊迫事件進(jìn)行處理，處理完畢后，CPU自動(dòng)返回原來的程序繼續(xù)執(zhí)行。中斷方式能滿足語音系統(tǒng)適應(yīng)調(diào)監(jiān)信號(hào)實(shí)時(shí)性的要求。3、主要元器件的選用為了系統(tǒng)的可靠性，選用了目前先進(jìn)的DALLAS公司的高速CPU(80C320)和Lattice公司大規(guī)模門陣列集成電路。4、多CPU設(shè)計(jì)原理本站和鄰站的調(diào)監(jiān)信號(hào)的實(shí)時(shí)性很強(qiáng)，語音信息的播出要求盡可能的短，所以本系統(tǒng)采用了三個(gè)CPU同時(shí)工作的方式。CPU之間以多機(jī)通訊的方式連接，每個(gè)CPU同時(shí)并行工作。5、抗干擾、防死機(jī)程序的設(shè)計(jì)在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，影響系統(tǒng)可靠工作的主要因素是各種干擾。這些干擾主要來自應(yīng)用系統(tǒng)的內(nèi)部和外部。內(nèi)部干擾是指元器件本身產(chǎn)生的干擾，通過電源、地線、分部電容和電感等途徑影響系統(tǒng)工作。外部干擾，是指雷電干擾、其它電氣設(shè)備產(chǎn)生的干擾、電源地線引入的干擾等。單片機(jī)系統(tǒng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制時(shí)，強(qiáng)電干擾串入單片機(jī)系統(tǒng)的渠道有三個(gè)空間感應(yīng)，連接主機(jī)系統(tǒng)與受控設(shè)備之間的輸入和輸出通道和供電系統(tǒng)。對(duì)于空間感應(yīng)串入系統(tǒng)的干擾一般是采用良好的屏蔽和正確接地的方法加以抑制。單片機(jī)防死機(jī)的方式一般采用軟硬件相結(jié)合。硬件上設(shè)置自動(dòng)復(fù)位電路，單片機(jī)定時(shí)進(jìn)行刷新。軟件則自動(dòng)跳轉(zhuǎn)指令，當(dāng)程序跳飛時(shí)自動(dòng)回到起始點(diǎn)。權(quán)利要求1.列車接近無線語音提示系統(tǒng)，其特征是系統(tǒng)通過對(duì)車站電氣集中信號(hào)設(shè)備狀態(tài)信息進(jìn)行采集、存儲(chǔ)和分析處理，控制語音提示，該系統(tǒng)整體由站機(jī)發(fā)射和分機(jī)接收二大部分組成，站機(jī)包括采集控制盒、電源發(fā)射盒，所述的采集控制盒由三塊相對(duì)獨(dú)立的控制板組成，即本站信息處理板、鄰站信息處理板和語音控制板。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車接近無線語音提示系統(tǒng)，其特征是所述的本站信息處理板和鄰站信息處理板采用PC總線，CPU為高速處理器80C320，主頻為24MHZ，本板擴(kuò)展一片32K的RAM為7ns高速內(nèi)存，還擴(kuò)展了一片64K的E2ROM的工業(yè)級(jí)存儲(chǔ)器，周邊芯片為74HC系列的工業(yè)級(jí)接口芯片，其中包括門陣列邏輯電路1016，電源監(jiān)控存貯器25045；所述的語音信息處理板采用MAX232N串口與控制板通信，語音板采用89C51，內(nèi)部集成4KE2ROM，主頻為12KHZ，存儲(chǔ)語音單元芯片為29F140，數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片為M6585高速轉(zhuǎn)換芯片，采用74HC373鎖存緩存器，功放采用386N-1。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車接近無線語音提示系統(tǒng)，其特征是系統(tǒng)采集信息的方式主要有共享調(diào)度監(jiān)督信息、共享電氣集中微機(jī)監(jiān)測(cè)信息、干簧管隔離采集、直接聯(lián)線采集，最好的方式為共享調(diào)度監(jiān)督信息。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的列車接近無線語音提示系統(tǒng)，其特征是所述的共享調(diào)度監(jiān)督信息其通道采用并接環(huán)形通道，自主通道D/I設(shè)備和聯(lián)接線至信號(hào)機(jī)械室，再通過MODEM同調(diào)度監(jiān)督分機(jī)進(jìn)行串行通信聯(lián)接，所述的調(diào)度監(jiān)督分機(jī)串行通信口有三條線，一條為地線，另外兩條分別為接收線和發(fā)送線；信息傳輸方式為總機(jī)向環(huán)形通道上每個(gè)站逐站發(fā)送聯(lián)絡(luò)指令，各站接收指令后，向總機(jī)發(fā)送一組信息。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車接近無線語音提示系統(tǒng)，其特征是所述的電源發(fā)射盒由系統(tǒng)電源和無線發(fā)射電臺(tái)兩部分組成，系統(tǒng)電源由直流5V和7.5V兩種凈化電源，分別供給采集控制盒和發(fā)射電臺(tái)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車接近無線語音提示系統(tǒng)，其特征是所述的站機(jī)還包括天線和音箱，所述的音箱可設(shè)置在運(yùn)轉(zhuǎn)室、信號(hào)機(jī)械室、道口、橋梁、涵洞其其它指定處所。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的列車接近無線語音提示系統(tǒng)，其特征是該系統(tǒng)在硬件和軟件方面都加入抗干擾設(shè)計(jì)，硬件加入看門狗電路，該電路為一計(jì)數(shù)器，由P1.0啟動(dòng)，程序運(yùn)行設(shè)置變量COUNT=p1.7。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車接近無線語音提示系統(tǒng)，其特征是所述的采集控制盒與調(diào)度監(jiān)督串口聯(lián)接通過阻抗隔離。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的列車接近無線語音提示系統(tǒng)，其特征是所述的存儲(chǔ)語音單元芯片存貯了男女兩組語音信息單元，分別用于提示上、下行兩種信息提示，所述的語音信息單元及編碼，見下表。全文摘要列車接近無線語音提示系統(tǒng),其特征是:系統(tǒng)通過對(duì)車站電氣集中信號(hào)設(shè)備狀態(tài)信息進(jìn)行采集、存儲(chǔ)和分析處理,控制語音提示,該系統(tǒng)整體由站機(jī)發(fā)射和分機(jī)接收二大部分組成,站機(jī)包括采集控制盒、電源發(fā)射盒,所述的采集控制盒由三塊相對(duì)獨(dú)立的控制板組成,即本站信息處理板、鄰站信息處理板和語音控制板。本發(fā)明能及時(shí)準(zhǔn)確用語音預(yù)報(bào)車站進(jìn)路排列、信號(hào)開放、列車運(yùn)行位置及臨站列車出發(fā)情況,且采集條件簡(jiǎn)單、傳輸距離長(zhǎng)。文檔編號(hào)B61L23/00GK1326883SQ0111029公開日2001年12月19日申請(qǐng)日期2001年4月6日優(yōu)先權(quán)日2001年4月6日發(fā)明者曹俊華,徐建元,史文峰,張延文,魏正定,高雙年,武凱燕,劉忠義,張落友,王文建,王偉,徐平,李青山,俞漫江申請(qǐng)人:石家莊鐵路分局邯鄲電務(wù)段