專(zhuān)利名稱(chēng)：列車(chē)檢測(cè)設(shè)備、位置檢測(cè)系統(tǒng)及列車(chē)逼近報(bào)警發(fā)生設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種列車(chē)檢測(cè)設(shè)備，用于檢測(cè)在鐵軌上奔馳的列車(chē)位置，還涉及一種列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)沿鐵軌設(shè)置了多個(gè)設(shè)備。
為了在鐵路上安全運(yùn)行，檢測(cè)火車(chē)位置是很重要的。例如，需要用列車(chē)正在逼近的信息來(lái)控制鐵路道口的開(kāi)/閉，位于前方車(chē)站的控制點(diǎn)，引導(dǎo)乘客，并確保工作人員的安全。需要用列車(chē)已開(kāi)過(guò)的信息來(lái)運(yùn)行下一列車(chē)。
火車(chē)鋼制車(chē)輪在鐵軌上奔馳的鐵路系統(tǒng)通常采用一種稱(chēng)作“軌道回路”的方法用于檢測(cè)列車(chē)位置。軌道回路的結(jié)構(gòu)使得兩條軌道的兩端平行放置且成對(duì)使用，彼此電氣絕緣。另外，總是對(duì)兩條軌道之間的某一位置施加預(yù)定的電壓。當(dāng)連接至車(chē)輪輪軸兩端的車(chē)輪位于回路上時(shí)，這兩條平行軌道電氣短路。由此，兩軌道之間的電壓變?yōu)榱恪＠蒙鲜鍪聦?shí)可以檢測(cè)是否有火車(chē)。
當(dāng)采用上述軌道回路時(shí)，必須以所要求的間隔分割鐵軌，從而使得鐵軌彼此電氣絕緣。但是，當(dāng)今每條長(zhǎng)的鐵軌都有數(shù)千米，在最大長(zhǎng)度上受到限制。另外，需要使用特殊的接頭，稱(chēng)“膨脹接頭”，由此增大了成本。更糟的是，當(dāng)發(fā)生事故時(shí)，由于絕緣部分發(fā)生電絕緣故障，所以會(huì)阻礙列車(chē)的通行。
為了克服傳統(tǒng)軌道回路中遇到的問(wèn)題，例如日本專(zhuān)利特許公報(bào)10-002951已公開(kāi)了一種列車(chē)檢測(cè)方法，該方法使用通過(guò)鐵軌傳播的聲波。


圖1是一方框圖，示出了日本專(zhuān)利特許公報(bào)10-002951中公開(kāi)的、使用聲波的傳統(tǒng)列車(chē)逼近檢測(cè)設(shè)備。在圖1中，列車(chē)2沿箭頭所示的方向行駛在鐵軌1上。標(biāo)號(hào)h1和和h2表示列車(chē)逼近檢測(cè)設(shè)備，它們都具有對(duì)應(yīng)的加速度傳感器S1的S2以及與鐵軌1相連的磁致伸縮振蕩器M1和M2。加速度傳感器S1和S2檢測(cè)鐵軌1的振蕩，而磁致伸縮振蕩器M1和M2向鐵軌1發(fā)射聲波。
現(xiàn)在將描述上述傳統(tǒng)的列車(chē)逼近檢測(cè)設(shè)備的運(yùn)行。列車(chē)逼近檢測(cè)設(shè)備h1操縱磁致伸縮振蕩器M1向鐵軌1發(fā)射特定頻率的聲波。加速度傳感器S1接收被列車(chē)2反射的聲波。列車(chē)逼近檢測(cè)設(shè)備h1測(cè)量所需的時(shí)間，并將測(cè)得的時(shí)間乘以已知的由鐵軌1傳播的聲波速度，從而計(jì)算出離火車(chē)2的距離。
由于列車(chē)2總是在移動(dòng)的，所以列車(chē)逼近檢測(cè)設(shè)備h1以預(yù)定的時(shí)間間隔重復(fù)上述過(guò)程，以便一直監(jiān)測(cè)列車(chē)2的位置。另外，列車(chē)逼近檢測(cè)設(shè)備h2執(zhí)行類(lèi)似于列車(chē)逼近檢測(cè)設(shè)備h1執(zhí)行的過(guò)程，一直監(jiān)測(cè)列車(chē)2的位置。
如果將列車(chē)逼近檢測(cè)設(shè)備h1和h2布置成彼此相隔一段相當(dāng)短的距離，例如幾百米，那么當(dāng)兩個(gè)列車(chē)逼近檢測(cè)設(shè)備h1和h2所用的聲波頻率相同時(shí)，在兩個(gè)列車(chē)逼近檢測(cè)設(shè)備h1和h2之間會(huì)發(fā)生聲波錯(cuò)誤識(shí)別和聲波重疊。在該情況下，不能精確測(cè)量距離。因此，兩個(gè)列車(chē)逼近檢測(cè)設(shè)備h1和h2所用的聲波頻率必須彼此不同。已發(fā)現(xiàn)包含在相當(dāng)窄范圍內(nèi)的頻率很容易由鐵軌1傳播，所以?xún)蓚€(gè)列車(chē)逼近檢測(cè)設(shè)備h1和h2必須使用大體上相同的頻率。因此，必須將傳統(tǒng)的列車(chē)逼近檢測(cè)設(shè)備h1和h2布置成彼此相隔一段相當(dāng)長(zhǎng)的距離。
即使用上述方法檢測(cè)列車(chē)，傳統(tǒng)設(shè)備也必須具備沿鐵軌布置的信號(hào)電纜，以便與另一個(gè)設(shè)備交流檢測(cè)結(jié)果。因此，鐵路公司必須負(fù)擔(dān)很大的費(fèi)用。上述電纜很容易被老鼠咬壞。為了防止損壞，需要另一筆巨大的開(kāi)銷(xiāo)。更糟的是，會(huì)阻礙列車(chē)的通行。
磁致伸縮振蕩器M1和M2產(chǎn)生的聲波主要由彈性波組成。如果用錘子擊打鐵軌1，會(huì)產(chǎn)生頻率處于相當(dāng)寬范圍的彈性波。因此，檢查了容易由鐵軌1傳播的聲波頻率。
圖2A、2B、3A和3B是曲線(xiàn)圖，示出了加速度傳感器在距離用錘子擊打鐵軌1的位置50米和150米的地方測(cè)得的聲波(彈性波)波形和付里葉變換的結(jié)果。由圖2可知，頻率在相當(dāng)寬范圍內(nèi)的聲波(彈性波)處于離開(kāi)擊點(diǎn)50米的地方。由圖3可知，頻率在3kHz附近的聲波(彈性波)處于離開(kāi)擊點(diǎn)150米的地方。盡管從理論上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)容易由鐵軌1傳播的聲波(彈性波)頻率非常依賴(lài)于軌枕的間距，但還發(fā)現(xiàn)只有頻率靠近基頻率(3kHz)的聲波才容易傳播。
如上所述，用聲波代替?zhèn)鹘y(tǒng)的軌道回路的列車(chē)檢測(cè)方法存在這樣一種問(wèn)題，即如果兩個(gè)設(shè)備之間的距離相當(dāng)短，那么就不能檢測(cè)或不能正確檢測(cè)離列車(chē)的距離。
鑒于上述敘述，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種列車(chē)檢測(cè)設(shè)備、一種列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)和一種列車(chē)逼近報(bào)警發(fā)生設(shè)備，它們不需要為鐵軌提供絕緣部分，可以以相當(dāng)短的間隔布置，并且不必使用信號(hào)電纜來(lái)傳送檢測(cè)結(jié)果。
依照本發(fā)明的列車(chē)檢測(cè)設(shè)備，布置成接收并檢測(cè)具有相當(dāng)高傳播效率的頻率分量(實(shí)際上是具有最高傳播效率的頻率分量)和具有相當(dāng)?shù)蛡鞑バ实念l率分量(實(shí)際上是具有最低傳播效率的頻率分量)。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，檢測(cè)出列車(chē)已逼近非常近位置的狀態(tài)，或者列車(chē)已逼近比非常近位置更遠(yuǎn)的位置的狀態(tài)。
另外，將由此獲得的關(guān)于列車(chē)位置的信息形成聲波信號(hào)，通過(guò)鐵軌傳送，從而通過(guò)所謂的斗鏈?zhǔn)椒椒ㄔ诙鄠€(gè)設(shè)備之間傳遞上述信息。
由于上述結(jié)構(gòu)不能檢測(cè)出正以非常慢的速度行駛并且基本上不產(chǎn)生鐵軌振動(dòng)的列車(chē)，或者停止行駛并且不產(chǎn)生振動(dòng)的列車(chē)，所以向鐵軌發(fā)送聲波信號(hào)，以便主動(dòng)檢測(cè)列車(chē)的存在。
通過(guò)使用上述列車(chē)檢測(cè)設(shè)備，可以構(gòu)造出依照本發(fā)明的列車(chē)逼近報(bào)警發(fā)生設(shè)備。
依照本發(fā)明的列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)具有這樣的結(jié)構(gòu)，即將多個(gè)上述列車(chē)檢測(cè)設(shè)備沿鐵軌設(shè)置，以便檢測(cè)列車(chē)的逼近和通過(guò)，并將列車(chē)的位置傳送給沿列車(chē)行駛方向布置在前方和后方的列車(chē)檢測(cè)設(shè)備。由此，可以連續(xù)檢測(cè)列車(chē)的位置。
依照本發(fā)明的列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)具有這樣的結(jié)構(gòu)，即將如此獲得的關(guān)于列車(chē)位置的信息形成聲波信號(hào)，通過(guò)鐵軌傳播，以便通過(guò)所謂斗鏈?zhǔn)椒椒ㄔ诙鄠€(gè)設(shè)備之間傳送上述信息。
由于上述結(jié)構(gòu)不能檢測(cè)出正以非常慢的速度行駛并且基本上不產(chǎn)生鐵軌振動(dòng)的列車(chē)，或者停止行駛并且不產(chǎn)生振動(dòng)的列車(chē)，所以本發(fā)明的列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)布置成向鐵軌發(fā)送聲波信號(hào)，以便主動(dòng)檢測(cè)列車(chē)的存在。
依照本發(fā)明的列車(chē)逼近報(bào)警發(fā)生設(shè)備使用上述檢測(cè)系統(tǒng)的各項(xiàng)技術(shù)。
結(jié)合附圖，閱讀以下詳細(xì)描述，將更清楚本發(fā)明的上述和其他目的和特征。
圖1是一方框圖，例示了使用聲波的傳統(tǒng)列車(chē)逼近檢測(cè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)；圖2A是一曲線(xiàn)示意圖，示出了當(dāng)用錘子擊打鐵軌時(shí)，用加速度傳感器在距離擊點(diǎn)50米和150米的位置所測(cè)的波形(彈性波)；圖2B是一曲線(xiàn)示意圖，示出了所得結(jié)果的傅里葉變換結(jié)果；圖3A是一曲線(xiàn)示意圖，示出了當(dāng)用錘子擊打鐵軌時(shí)，用加速度傳感器在距離擊點(diǎn)50米和150米的位置所測(cè)的波形(彈性波)；圖3B是一曲線(xiàn)示意圖，示出了所得結(jié)果的傅里葉變換結(jié)果；圖4A是一加速度的原始波形圖，該波形是在行駛于大約35千米處的列車(chē)通過(guò)測(cè)量點(diǎn)后5秒測(cè)得的；
圖4B是該波形的頻譜曲線(xiàn)圖；圖5是一加速度的原始波形圖及其頻譜曲線(xiàn)圖，它們是在行駛于大約35千米處的列車(chē)通過(guò)測(cè)量點(diǎn)前一刻測(cè)量得到的；圖6是一波形圖，該圖是在圖5所示的原始波形通過(guò)500Hz至2000Hz的帶通濾波器后獲得的；圖7是一波形圖，該圖是在圖5所示的原始波形通過(guò)5000Hz至6000Hz的帶通濾波器后獲得的；圖8是一波形圖，該圖是在圖5所示的原始波形通過(guò)2500Hz至4000Hz的帶通濾波器后獲得的；圖9是一示意圖，例示了依照本發(fā)明的列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)第一實(shí)施例的總體結(jié)構(gòu)；圖10是一方框圖，例示了依照本發(fā)明的列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)第一實(shí)施例的每個(gè)列車(chē)檢測(cè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)；圖11是一方框圖，例示了依照本發(fā)明的列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)第一實(shí)施例的每個(gè)列車(chē)逼近報(bào)警發(fā)生設(shè)備的結(jié)構(gòu)；圖12是一控制過(guò)程流程圖，該過(guò)程是由依照本發(fā)明列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)第一實(shí)施例的列車(chē)檢測(cè)設(shè)備的微型計(jì)算機(jī)執(zhí)行的；圖13是一控制過(guò)程流程圖，該過(guò)程是由第一實(shí)施例的列車(chē)逼近報(bào)警發(fā)生設(shè)備的微型計(jì)算機(jī)執(zhí)行的；圖14是一示意圖，示出了當(dāng)位0、1和2的值為“1”、“0”和“0”并且奇偶性為“0”時(shí)的信號(hào)狀態(tài)，以及實(shí)際發(fā)射的聲波(彈性波)脈沖信號(hào)的狀態(tài)；圖15是一示意圖，例示了依照本發(fā)明的列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)第二實(shí)施例的總體結(jié)構(gòu)；圖16是一方框圖，例示了依照本發(fā)明的列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)第二實(shí)施例的每個(gè)列車(chē)檢測(cè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)；圖17是一控制過(guò)程流程圖，該過(guò)程是由依照本發(fā)明列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)第二實(shí)施例的列車(chē)檢測(cè)設(shè)備的微型計(jì)算機(jī)執(zhí)行的；圖18是一示意圖，例示了依照本發(fā)明的列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)第三實(shí)施例的總體結(jié)構(gòu)；圖19是一方框圖，例示了依照本發(fā)明的列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)第三實(shí)施例的每個(gè)列車(chē)檢測(cè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)；圖20是一控制過(guò)程流程圖，該過(guò)程是由依照本發(fā)明列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)第三實(shí)施例的列車(chē)檢測(cè)設(shè)備的微型計(jì)算機(jī)執(zhí)行的；圖21是一示意圖，例示了依照本發(fā)明的列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)第四實(shí)施例的總體結(jié)構(gòu)；圖22是一方框圖，例示了依照本發(fā)明的列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)第四實(shí)施例的每個(gè)列車(chē)檢測(cè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)；圖23是一控制過(guò)程流程圖，該過(guò)程是由依照本發(fā)明列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)第四實(shí)施例的列車(chē)檢測(cè)設(shè)備的微型計(jì)算機(jī)執(zhí)行的；圖24是一示意圖，例示了依照本發(fā)明的列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)第五實(shí)施例的總體結(jié)構(gòu)；圖25是一方框圖，例示了依照本發(fā)明的列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)第五實(shí)施例的每個(gè)列車(chē)檢測(cè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)；圖26是一示意圖，例示了依照本發(fā)明的列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)第六實(shí)施例的總體結(jié)構(gòu)；圖27是一方框圖，例示了依照本發(fā)明的列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)第六實(shí)施例的每個(gè)列車(chē)檢測(cè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)；圖28是一示意圖，例示了依照本發(fā)明的列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)第七實(shí)施例的總體結(jié)構(gòu)；圖29是一方框圖，例示了依照本發(fā)明的列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)第七實(shí)施例的每個(gè)列車(chē)檢測(cè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)；圖30是一定時(shí)圖，例示了由本發(fā)明列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)第七實(shí)施例的磁致伸縮振蕩器產(chǎn)生的并具有高頻率的彈性波發(fā)生狀態(tài)；圖31是一控制過(guò)程流程圖，該過(guò)程是由依照本發(fā)明列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)第七實(shí)施例的微型計(jì)算機(jī)執(zhí)行的；圖32是一控制過(guò)程流程圖，該過(guò)程是由本發(fā)明列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)第七實(shí)施例的列車(chē)位置檢測(cè)設(shè)備的微型計(jì)算機(jī)執(zhí)行的。
首先介紹本發(fā)明的原理。當(dāng)列車(chē)行駛在鐵軌上，鐵軌必然會(huì)振動(dòng)。振動(dòng)通過(guò)作為媒介的鐵軌傳播一段距離。圖4A和4B例示了加速度的原始波形圖(圖4B)和頻譜曲線(xiàn)圖(圖4A)，這些曲線(xiàn)圖是在行駛于大約35千米處的列車(chē)通過(guò)測(cè)量點(diǎn)后5秒測(cè)得的。
由圖4可知，頻率在1kHz附近的振動(dòng)是振動(dòng)的主要成份。當(dāng)用錘子擊打圖3所示的鐵軌時(shí)，頻率在3kHz附近的振動(dòng)很容易傳播。列車(chē)行駛在鐵軌上時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)不同于錘子或磁致伸縮振蕩器產(chǎn)生的彈性波。根據(jù)鐵軌結(jié)構(gòu)，認(rèn)為曲線(xiàn)式振動(dòng)是上述振動(dòng)的主要成分。
比較圖2和圖4，錘子產(chǎn)生的彈性波是脈沖形式的，并且在短時(shí)間內(nèi)消失(例如，在圖2所示的情況中，大約在0.1秒消失)。而鐵軌產(chǎn)生的曲線(xiàn)式振動(dòng)要持續(xù)一段相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。因此，測(cè)量1kHz附近的加速度信號(hào)，如果加速度信號(hào)持續(xù)不小于一預(yù)定閾值，那么可以判斷行駛列車(chē)靠近了(在數(shù)百米內(nèi))。
以下將描述行駛列車(chē)再靠近(例如，列車(chē)的逼近距離在離測(cè)量點(diǎn)10米至20米之內(nèi))時(shí)所作的判斷。圖5是加速度的原始波形圖(圖5B)和頻譜曲線(xiàn)圖(圖5A)，這些曲線(xiàn)圖是在行駛于大約35千米處的列車(chē)通過(guò)測(cè)量點(diǎn)前一刻測(cè)量測(cè)得的。圖6是使波形通過(guò)500Hz至2000Hz的帶通濾波器所獲得的波形圖。圖7是使波形再通過(guò)5000Hz至6000Hz的帶通濾波器所獲得的波形圖。
由于圖6所示的波形包括行駛列車(chē)在1kHz附近產(chǎn)生的振動(dòng)成份，這些振動(dòng)成份最容易通過(guò)鐵軌傳播，所以明顯抑制了信號(hào)的距離衰減，即圖6所示的關(guān)于1秒的對(duì)應(yīng)于大約35的衰減。由于在圖7所示的情況下，只包含在難以傳播的頻率附近的成份，所以發(fā)生了顯著的衰減。因此，如果持續(xù)觀(guān)察到難以傳播且不小于一預(yù)定閾值的振動(dòng)頻率，那么可以認(rèn)為行駛列車(chē)接近于10米至20米。
如上所述，測(cè)量到兩類(lèi)振動(dòng)，第一類(lèi)振動(dòng)是行駛列車(chē)產(chǎn)生的，其頻率最容易傳播(例如，當(dāng)軌枕間隔大約為60厘米時(shí)，處于1kHz附近的頻率)，另一類(lèi)振動(dòng)的頻率難以傳播(例如，頻率在5.5kHz附近)。然后，將測(cè)量結(jié)果相互合并，檢測(cè)行駛列車(chē)靠近并到達(dá)測(cè)量點(diǎn)附近，或者檢測(cè)從剛通過(guò)至移動(dòng)到離開(kāi)一段距離的地方。
盡管振動(dòng)強(qiáng)度的變化依賴(lài)于行駛列車(chē)的類(lèi)型和列車(chē)的行駛速度，但行駛列車(chē)會(huì)產(chǎn)生各種頻率的振動(dòng)。因此，監(jiān)測(cè)具有某種強(qiáng)度(不小于某一閾值)的信號(hào)的時(shí)間連續(xù)性，以便檢測(cè)出行駛列車(chē)的位置。
當(dāng)用錘子、石頭等物本人為地使鐵軌振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)為脈沖形式，不象上述情況那樣有時(shí)間連續(xù)性。因此，很容易把上述振動(dòng)同列車(chē)產(chǎn)生的振動(dòng)區(qū)分開(kāi)來(lái)。由此，容易防止所謂的列車(chē)干擾。
由于當(dāng)列車(chē)不產(chǎn)生振動(dòng)(例如，列車(chē)停車(chē)或列車(chē)低速行駛)時(shí)，不能只通過(guò)被動(dòng)檢測(cè)來(lái)檢測(cè)振動(dòng)，所以在以后的實(shí)施例中將描述與上述情況不同的測(cè)量。
于是，現(xiàn)在將描述用聲波發(fā)射數(shù)據(jù)的原理。在本發(fā)明中，用聲波信號(hào)通過(guò)鐵軌傳輸數(shù)據(jù)。如上所述，與聲波信號(hào)相比，行駛列車(chē)產(chǎn)生的振動(dòng)具有較強(qiáng)的噪聲。特別是，在列車(chē)經(jīng)過(guò)設(shè)備安裝位置的前后，存在相當(dāng)強(qiáng)的噪聲。即使在上述情況下，由于以下原理，仍可以用聲波(彈性波)傳播數(shù)據(jù)。
圖8是一波形圖，該圖是在圖5所示的波形數(shù)據(jù)通過(guò)2500Hz至4000Hz的帶通濾波器后獲得的。由圖8可知，靠近列車(chē)并且頻率在3000Hz附近的振動(dòng)的加速度為10 Gp-p或更小，而振幅為γ=10×9.8m/s2/(2π3000)2≈0.3μm或更短。
由于當(dāng)磁致伸縮振蕩器的長(zhǎng)度為20厘米時(shí)磁致伸縮振蕩器可變形數(shù)十微米，所以鐵軌振動(dòng)的振幅很容易達(dá)數(shù)十微米。也就是說(shuō)，如果使用磁致伸縮振蕩器，那么鐵軌振動(dòng)的彈性波大約100Gp-p，這要比列車(chē)產(chǎn)生的振動(dòng)大得多。
如上所述，使用磁致伸縮振蕩器可對(duì)鐵軌施加彈性波，具有特定頻率的彈性波容易通過(guò)鐵軌傳播，尤其是當(dāng)軌枕間隔大約為60厘米時(shí)處于3kHz附近的頻率，并且彈性波的強(qiáng)度大于列車(chē)產(chǎn)生的振動(dòng)強(qiáng)度。因此，實(shí)現(xiàn)了將聲波(彈性波)用作信號(hào)并將鐵軌用作傳播媒介的數(shù)據(jù)傳輸。
依照本發(fā)明的列車(chē)檢測(cè)設(shè)備、列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)和列車(chē)逼近報(bào)警發(fā)生設(shè)備根據(jù)上述原理對(duì)列車(chē)進(jìn)行檢測(cè)?，F(xiàn)在將參照附圖描述諸實(shí)施例。
在以下實(shí)施例中，“行駛列車(chē)位置靠近(在數(shù)百米內(nèi))”是指頻率在1kHz附近的振動(dòng)程度連續(xù)為高的情況?！傲熊?chē)位置非?？拷?在10米至20米內(nèi))”是指當(dāng)頻率在1kHz附近的振動(dòng)程度連續(xù)為高時(shí)頻率為5.5kHz的振動(dòng)程度連續(xù)為高的情況。因此，“在非常短的第一預(yù)定距離內(nèi)”是10米至20米，而“第二預(yù)定距離”是前述的數(shù)百米。
第一實(shí)施例圖9是一示意圖，例示了依照本發(fā)明的列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)第一實(shí)施例的總體結(jié)構(gòu)。
圖9示出了列2沿箭頭所示方向在鐵軌1上行駛的情況。符號(hào)D表示列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備。重復(fù)配備了七個(gè)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D，編為第0號(hào)至第7號(hào)(以下稱(chēng)“站號(hào)”)。列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D沿鐵軌1以大約500米的預(yù)定間隔布置。標(biāo)號(hào)H1和H2表示便攜式列車(chē)逼近報(bào)警發(fā)生設(shè)備，當(dāng)軌道維修人員工作時(shí)，可以臨時(shí)將該設(shè)備與鐵軌相連。
圖10是一方框圖，示出了構(gòu)成本發(fā)明列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)的每個(gè)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D。圖11是一方框圖，例示了結(jié)構(gòu)基本相同的列車(chē)逼近報(bào)警發(fā)生設(shè)備H1和H2。
參考圖10，符號(hào)S表示與鐵軌1相連的加速度傳感器，而M表示與鐵軌1相連的磁致伸縮振蕩器。加速度傳感器S檢測(cè)鐵軌1的振動(dòng)，而磁致伸縮振蕩器M對(duì)鐵軌1施加聲波(彈性波)。
加速度傳感器S檢測(cè)鐵軌1的振動(dòng)，并發(fā)送相應(yīng)的模擬電信號(hào)。模擬電信號(hào)通過(guò)緩沖放大器11，提供給三個(gè)具有獨(dú)立頻帶特性的帶通濾波器(BPF)12a、12b和12c。用接至相應(yīng)帶通濾波器12a、12b和12c的放大器(AMP)13a、13b和13c對(duì)帶通濾波器12a、12b和12c的輸出進(jìn)行放大，然后將其提供給模擬復(fù)用器(MPX)14。模擬復(fù)用器14反復(fù)對(duì)來(lái)自放大器13a 13b和13c的輸入產(chǎn)生輸出，以預(yù)定的時(shí)間間隔提供給A/D轉(zhuǎn)換器15。A/D轉(zhuǎn)換器15將復(fù)用器14提供的信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后將數(shù)字信號(hào)提供給微機(jī)16。存儲(chǔ)器17與微機(jī)16相連。
磁致伸縮振蕩器M經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路18與微機(jī)16相連。當(dāng)微機(jī)16工作并控制驅(qū)動(dòng)電路18時(shí)，磁致伸縮振蕩器M變形。由此，將聲波振動(dòng)施加到鐵軌1上。
圖11所示的列車(chē)逼近報(bào)警發(fā)生設(shè)備H1和H2的結(jié)構(gòu)相比圖10所示的列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D的結(jié)構(gòu)省去了驅(qū)動(dòng)電路18和磁致伸縮振蕩器M。作為一種替代，提供一種可在微機(jī)16的控制下工作的蜂鳴器19。列車(chē)逼近檢測(cè)前向傳輸設(shè)備D的加速度傳感器S與鐵軌1半永久連接。列車(chē)逼近報(bào)警發(fā)生設(shè)備H1和H2的加速度傳感器S1與曠野中鐵軌1的連接為可手工拆卸。
構(gòu)成本發(fā)明列車(chē)檢測(cè)設(shè)備的列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D和列車(chē)逼近報(bào)警發(fā)生設(shè)備H1和H2根據(jù)上述原理檢測(cè)列車(chē)2?，F(xiàn)在將參照一流程圖描述設(shè)備的工作情況，所述流程圖示出了微機(jī)16的工作過(guò)程，微機(jī)16用于控制具有如圖9所示結(jié)構(gòu)的列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D和列車(chē)逼近報(bào)警發(fā)生設(shè)備H1和H2。
帶通濾波器12a、12b和12c是窄帶通濾波器。帶通濾波器12a允許在列車(chē)2產(chǎn)生的振動(dòng)中最容易傳播的在1kHz附近的頻率通過(guò)。帶通濾波器12b允許在磁致伸縮振蕩器M產(chǎn)生的聲波(彈性波)中最容易傳播的在3kHz附近的頻率通過(guò)。帶通濾波器12c允許在列車(chē)2產(chǎn)生的振動(dòng)中具有最大距離衰減的頻率(在該情況下，頻率在5.5kHz附近)通過(guò)。
允許加速度傳感器S檢測(cè)到的振動(dòng)信號(hào)通過(guò)緩沖放大器11、帶通濾波器12a、12b和12c以及放大器13a、13b和13c，然后將信號(hào)提供給復(fù)用器14。復(fù)用器14發(fā)送由放大器13a、13b和13c提供的信號(hào)。也就是說(shuō)，當(dāng)復(fù)用器14以預(yù)定的時(shí)間周期切換信號(hào)時(shí)，復(fù)用器14連續(xù)向A/D轉(zhuǎn)換器15發(fā)送允許通過(guò)帶通濾波器12a、12b和12c的信號(hào)。
A/D轉(zhuǎn)換器15將復(fù)用器14提供的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后將數(shù)字信號(hào)提供給微機(jī)16。微機(jī)16以對(duì)應(yīng)于最后一段時(shí)間(例如，1秒)的量處理數(shù)字信號(hào)，同時(shí)微機(jī)16將信號(hào)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器17中。具體地說(shuō)，微機(jī)16將信號(hào)與預(yù)定閾值比較。由此，微機(jī)16檢測(cè)列車(chē)2并用聲波進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
如圖9所示，如果列車(chē)2逼近1號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D,1號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D的微機(jī)16根據(jù)圖12所示的流程圖進(jìn)行控制。
當(dāng)列車(chē)2靠近時(shí)，頻率在1kHz附近的信號(hào)增強(qiáng)。如果上述信號(hào)連續(xù)超過(guò)一預(yù)定閾值，那么1號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D的微機(jī)16判定行駛列車(chē)2在附近(步驟S11中為“是”)。根據(jù)預(yù)定閾值進(jìn)行上述判斷，用該預(yù)定閾值可以判斷出，當(dāng)列車(chē)2已經(jīng)到達(dá)的位置對(duì)應(yīng)于列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D之間間距L(第一實(shí)施例中大約為500米)的一半距離時(shí)，頻率在1kHz附近的振動(dòng)變大。
當(dāng)檢測(cè)到列車(chē)到達(dá)時(shí)，微機(jī)16控制驅(qū)動(dòng)電路18，將具有對(duì)應(yīng)數(shù)字的列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D的數(shù)據(jù)作為聲波(彈性波)信號(hào)發(fā)送給磁致伸縮振蕩器M(步驟S12)。發(fā)射聲波(彈性波)信號(hào)，從而以預(yù)定間隔(例如，20毫秒間隔)按順序發(fā)送一標(biāo)志位、0位、1位、2位和奇數(shù)奇偶校驗(yàn)。標(biāo)志位是表示序列數(shù)據(jù)引導(dǎo)結(jié)束的信號(hào)，它被安排在20毫秒的整個(gè)時(shí)間中作為頻率為3kHz的連續(xù)脈沖信號(hào)發(fā)射。發(fā)射諸位和奇偶性，從而當(dāng)值為“1”時(shí)，在20毫秒中的4毫秒時(shí)間里發(fā)送頻率為3kHz的脈沖聲波。當(dāng)值為“0”時(shí)，在整個(gè)20毫秒時(shí)間里不發(fā)送任何脈沖聲波。
圖14例示了一信號(hào)狀態(tài)，以及當(dāng)0位、1位和2位的值為“1”、“0”和“0”并且奇偶性為“0”時(shí)實(shí)際發(fā)送的聲波(彈性波)信號(hào)的脈沖狀態(tài)。當(dāng)進(jìn)行實(shí)際發(fā)送時(shí)，在100毫秒的時(shí)間里以預(yù)定次數(shù)反復(fù)發(fā)送信號(hào)。
由此，1號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D發(fā)送該站號(hào)的數(shù)據(jù)，然后微機(jī)16判斷行駛列車(chē)2是否已到達(dá)非常近的位置(步驟S13)。具體地說(shuō)，根據(jù)相當(dāng)難傳播的頻率在5.5kHz附近的振動(dòng)是否等于或大于一預(yù)定閾值來(lái)進(jìn)行上述判斷。由于在步驟S11已檢測(cè)到行駛列車(chē)2后沒(méi)有馬上在步驟S13中判斷出行駛列車(chē)2已到達(dá)非常近的位置，所以微機(jī)16使過(guò)程返回步驟S11。然后，微機(jī)16重復(fù)步驟S12和S13中的過(guò)程。因此，列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D繼續(xù)傳送其站號(hào)數(shù)據(jù)，直至行駛列車(chē)2已到達(dá)非常近的位置。
當(dāng)行駛列車(chē)2已到達(dá)非常近的位置時(shí)，由于相當(dāng)難傳播的頻率在5.5kHz附近的振動(dòng)變?yōu)轭A(yù)定值或更大值(步驟S13)，所以可以檢測(cè)到列車(chē)到達(dá)。然后，微機(jī)16不發(fā)送其站號(hào)的數(shù)據(jù)。使微機(jī)16處于備用狀態(tài)，直至行駛列車(chē)2通過(guò)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D的位置，并且行駛到離開(kāi)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D 0.5L(大約為250米)的地方(步驟S14)。當(dāng)行駛列車(chē)2已到達(dá)離開(kāi)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D大約0.5L的位置時(shí)(步驟S14中為“否”)，微機(jī)16使過(guò)程返回步驟S11。
當(dāng)行駛列車(chē)2已到達(dá)1號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D并通過(guò)它時(shí)，微機(jī)16執(zhí)行上述過(guò)程。在該過(guò)程中，2號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D的微機(jī)16執(zhí)行以下過(guò)程。
當(dāng)行駛列車(chē)2正逼近1號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D(步驟S11中為“否”時(shí)，在步驟S12,1號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D發(fā)送其站號(hào)數(shù)據(jù)。在2號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D處，盡管頻率在1kHz附近的振動(dòng)較小，但列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D接收由1號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D發(fā)送的1號(hào)聲波信號(hào)(步驟S15)。因此，當(dāng)微機(jī)16正常接收到被接收聲波信號(hào)的標(biāo)志位、0位、1位、2位和奇偶性時(shí)，微機(jī)16將接收到的站號(hào)數(shù)據(jù)與其站號(hào)(在該情況下為2)比較，從而判斷列車(chē)2是否在預(yù)定的范圍內(nèi)(步驟S16)。
“預(yù)定范圍”是一個(gè)包括三個(gè)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D的范圍，這些設(shè)備的布置方向與列車(chē)2駛離列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D的方向相反。具體地說(shuō)，對(duì)于1號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D，上述范圍中包括6號(hào)、7號(hào)和0號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D。對(duì)于2號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D，范圍中包括7號(hào)、0號(hào)和1號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D。也就是說(shuō)，如果5號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D檢測(cè)到行駛列車(chē)2到達(dá)，并發(fā)送5號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D的聲波信號(hào)，那么1號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D不再轉(zhuǎn)送，并發(fā)送上述聲波信號(hào)(步驟S16中為“否”)。
如果接收到預(yù)定范圍中包括的各站的聲波數(shù)據(jù)(步驟S16中為“是”)，那么上述列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D的微機(jī)16將接收站的數(shù)據(jù)作為聲波信號(hào)發(fā)送(步驟S17)。然后微機(jī)16等候一段預(yù)定的時(shí)間(步驟S18)，然后使過(guò)程返回步驟S11。
在步驟S17中接收到的關(guān)于站號(hào)數(shù)據(jù)的聲波信號(hào)，被三個(gè)前向列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D，沿列車(chē)2行駛的方向從列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D接收，然后將聲波信號(hào)發(fā)送給更遠(yuǎn)的列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D。例如，由1號(hào)、2號(hào)和3號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D接收0號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D發(fā)送的0號(hào)數(shù)據(jù)的聲波信號(hào)，然后再傳輸。然而，盡管4號(hào)或更遠(yuǎn)的列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D接收了聲波信號(hào)，但4號(hào)和更遠(yuǎn)的列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D不發(fā)送上述聲波信號(hào)。
在步驟S18中等待一段預(yù)定時(shí)間的原因是，必須禁止響應(yīng)于從中發(fā)送的站號(hào)數(shù)據(jù)的聲波信號(hào)而接收由下一站發(fā)送的站號(hào)聲波信號(hào)。因此，由連續(xù)三個(gè)站執(zhí)行步驟S15、S16和S17中的過(guò)程所需的時(shí)間是步驟S18中等待時(shí)間的最小值。
通過(guò)鐵軌1傳播的聲波信號(hào)的速度(聲速)大約為5000m/s。由于上述速度比列車(chē)2行駛速度大得多，所以聲波信號(hào)在列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D之間傳播所需的時(shí)間不會(huì)成為問(wèn)題。盡管有時(shí)不同的列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D可以同時(shí)發(fā)送聲波信號(hào)，但與從相鄰列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D接收到的聲波信號(hào)相比，從兩站以外的列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D接收到的聲波信號(hào)通常要衰減為大約原來(lái)的1/10。因此，只能清楚地接收到由相鄰列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D發(fā)送的聲波信號(hào)。
當(dāng)行駛列車(chē)2逼近例如1號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D時(shí)，一概將表示由1號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D發(fā)送的站號(hào)1的聲波信號(hào)發(fā)送給4號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D。
如圖13中的流程圖所示，由微機(jī)16操縱列車(chē)逼近報(bào)警發(fā)生設(shè)備H1和H2。
如圖9所示，假設(shè)列車(chē)逼近報(bào)警發(fā)生設(shè)備H1在3號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D與4號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D之間的某一位置與鐵軌1相連。如果行駛列車(chē)2逼近1號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D，那么3號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D接收表示由1號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D發(fā)送的站號(hào)1的聲波信號(hào)。當(dāng)3號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D再次發(fā)送上述聲波信號(hào)時(shí)，列車(chē)逼近報(bào)警發(fā)生設(shè)備H1接收該聲波信號(hào)(步驟S21中為“是”)。
也就是說(shuō)，當(dāng)行駛列車(chē)2已經(jīng)到達(dá)總距離為(2.5L+L1)的位置時(shí)，列車(chē)逼近報(bào)警發(fā)生設(shè)備H1接收由3號(hào)發(fā)送并轉(zhuǎn)送的表示站號(hào)1的聲波信號(hào)，這里總距離(2.5L+L1)由1號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D的列車(chē)檢測(cè)距離L/2、1號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D與3號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D之間的距離2L以及3號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D與列車(chē)逼近報(bào)警發(fā)生設(shè)備H1之間的距離L1組成。然后，接通蜂鳴器19，發(fā)出報(bào)警(步驟S22)，從而向工作人員通報(bào)列車(chē)2逼近。
有時(shí)列車(chē)2逼近列車(chē)逼近報(bào)警發(fā)生設(shè)備H1，而不接收上述站號(hào)的數(shù)據(jù)。在該情況下(步驟S21中為“否”，并且步驟S23中為“是”)，列車(chē)逼近報(bào)警發(fā)生設(shè)備H1的微機(jī)16接通蜂鳴器19(步驟S24)。
在上述情況下，當(dāng)行駛列車(chē)2已逼近到非常近的位置(步驟S25中為“是”)時(shí)，列車(chē)逼近報(bào)警發(fā)生設(shè)備H1的微機(jī)16檢測(cè)頻率在5.5kHz附近的振動(dòng)，以便中斷蜂鳴器19的運(yùn)行(步驟S26)。在列車(chē)2駛過(guò)列車(chē)逼近報(bào)警發(fā)生設(shè)備H1一段距離后，微機(jī)16中斷過(guò)程(步驟S27中為“否”)。然后，微機(jī)16使過(guò)程返回步驟S21。
同樣，如果列車(chē)逼近報(bào)警發(fā)生設(shè)備H2在4號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D與5號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D之間的某一位置與鐵軌1相連，當(dāng)行駛列車(chē)2逼近2號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D時(shí)，接通蜂鳴器19。第二實(shí)施例現(xiàn)在將描述第二實(shí)施例，在該實(shí)施例中，用本發(fā)明的列車(chē)檢測(cè)設(shè)備和列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行列車(chē)信號(hào)安全控制。以下將參照?qǐng)D15所示的示意圖進(jìn)行描述。參考圖15，符號(hào)d表示列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備，它是依照本發(fā)明的列車(chē)檢測(cè)設(shè)備。在硬件上，列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備d具有與列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D類(lèi)似的結(jié)構(gòu)。如方框圖16所示，列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備d包括微機(jī)16，微機(jī)16具有接口連接為常規(guī)鐵路配備的發(fā)送-應(yīng)答器和信號(hào)單元。
進(jìn)行列車(chē)信號(hào)安全控制，以便根據(jù)離開(kāi)前一列車(chē)的距離切換信號(hào)單元，或者用發(fā)送-應(yīng)答器之類(lèi)的裝置向下一列車(chē)通報(bào)上述距離，從而實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)行。
以下將參照?qǐng)D17所示的流程圖，描述當(dāng)行駛列車(chē)2逼近例如6號(hào)列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備d并通過(guò)該設(shè)備時(shí)，對(duì)各站進(jìn)行的操作。圖17示出了微機(jī)16的控制過(guò)程。
當(dāng)行駛列車(chē)2逼近6號(hào)列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備d時(shí)，頻率在1kHz附近的振動(dòng)逐漸增大(步驟S31和S32中為“否”)。當(dāng)列車(chē)2進(jìn)一步逼近時(shí)，頻率在5.5kHz附近的振動(dòng)持續(xù)超過(guò)閾值(步驟S32中為“是”，并且步驟S33中為“是”)。在行駛列車(chē)2通過(guò)后，振動(dòng)迅速減小(步驟S33中為“否”)。因此在步驟S33，列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備d的微機(jī)16能夠在列車(chē)2通過(guò)后馬上檢測(cè)到行駛列車(chē)2的通過(guò)。接著，微機(jī)16發(fā)送其站號(hào)數(shù)據(jù)(步驟S34)，然后更新列車(chē)2的數(shù)據(jù)，具體地將數(shù)據(jù)更新為“6”(步驟S35)。
當(dāng)行駛列車(chē)2行駛到一更遠(yuǎn)的位置時(shí)，頻率在5.5kHz附近的振動(dòng)逐漸減小。但是，頻率在1kHz附近的振動(dòng)仍然等于或大于預(yù)定的閾值(步驟S36中為“是”)。因此，微機(jī)16重復(fù)步驟S33至S35的過(guò)程。當(dāng)行駛列車(chē)2行駛到一更遠(yuǎn)的位置時(shí)，頻率在1kHz附近的振動(dòng)也會(huì)逐漸減小(步驟S36中為“否”)。因此，微機(jī)16使過(guò)程返回步驟S31。
由于列車(chē)2已通過(guò)5號(hào)列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備d，所以頻率在1kHz附近的振動(dòng)很小。因此，5號(hào)列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備d接收由6號(hào)列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備d以聲波信號(hào)發(fā)送的站號(hào)數(shù)據(jù)(步驟S31中為“是”)。如果接收到的站號(hào)是以下將描述的預(yù)定范圍內(nèi)的站號(hào)(步驟S37中為“是”)，那么5號(hào)列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備d將其站號(hào)數(shù)據(jù)發(fā)送給4號(hào)列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備d(步驟S38)。然后，5號(hào)列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備d將列車(chē)2的數(shù)據(jù)更新為“6”，它是接收到的站號(hào)數(shù)據(jù)(步驟S39)。然后，與第一實(shí)施例一樣，在步驟S40等待一段預(yù)定的時(shí)間。
現(xiàn)在描述步驟S37中的“預(yù)定范圍”。在第二實(shí)施例中，沿行駛列車(chē)2行駛方向的四個(gè)后向列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備d轉(zhuǎn)送站號(hào)數(shù)據(jù)。例如，1號(hào)列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備d將數(shù)據(jù)發(fā)送給0號(hào)、7號(hào)、6號(hào)和5號(hào)列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備d。4號(hào)列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備d將數(shù)據(jù)發(fā)送給3號(hào)、2號(hào)、1號(hào)和0號(hào)列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備d。
當(dāng)6號(hào)列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備d已發(fā)送站號(hào)6的數(shù)據(jù)時(shí)，2號(hào)至5號(hào)列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備d接收上述數(shù)據(jù)，并且馬上發(fā)送站號(hào)。2號(hào)至5號(hào)列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備d接收由6號(hào)列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備d發(fā)送的站號(hào)6的數(shù)據(jù)，從而檢測(cè)到行駛列車(chē)2已通過(guò)6號(hào)列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備d并逼近7號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D。另一方面，1號(hào)列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備d具有作為列車(chē)2的數(shù)據(jù)的“5”，該數(shù)據(jù)是前一站的數(shù)據(jù)。因此，可以檢測(cè)到列車(chē)2正向前駛過(guò)5號(hào)列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備d。
當(dāng)行駛列車(chē)2已通過(guò)7號(hào)列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備d時(shí)，與上述過(guò)程相似，在7號(hào)列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備d以及6號(hào)至3號(hào)列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備d中，將列車(chē)2的數(shù)據(jù)更新為“7”。由于各站之間的距離是已知的，所以根據(jù)距離切換信號(hào)。發(fā)送-應(yīng)答器之類(lèi)的裝置發(fā)送距離，以便對(duì)列車(chē)2剎車(chē)。由此，可以控制列車(chē)信號(hào)的安全性。第三實(shí)施例現(xiàn)在將描述第三實(shí)施例，在該實(shí)施例中，將軌道回路與依照本發(fā)明的列車(chē)檢測(cè)設(shè)備和列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)相結(jié)合，其中軌道回路是常規(guī)鐵路最常用的列車(chē)檢測(cè)方法。
軌道回路是一種在任意距離處使鐵軌彼此絕緣的技術(shù)。另外，總是通過(guò)一電阻器將預(yù)定電壓施加到左右鐵軌上。當(dāng)列車(chē)到達(dá)鐵軌1時(shí)，鐵軌1之間的電阻基本上為零。利用上述現(xiàn)象，可以檢測(cè)出存在列車(chē)。因此，軌道回路方法必須具有這樣一種結(jié)構(gòu)，即鐵軌1在任意位置上都是彼此電氣絕緣的。
如示意圖18所示，假設(shè)將列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D1布置在鐵軌1之間的一個(gè)絕緣部分中。方框圖19示出了列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D1的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。注意，圖19所示的標(biāo)號(hào)4表示軌道回路傳感器，它用于檢測(cè)鐵軌1之間的阻抗變化(電壓變化)。標(biāo)號(hào)3表示鐵軌絕緣部分。為鐵軌1的一部分提供軌道回路傳感器4和加速度傳感器S，其位置在鐵軌絕緣部分3的后面(沿列車(chē)2行駛方向)。為鐵軌1提供磁致伸縮振蕩器M，其位置超前于鐵軌絕緣部分3。
第三實(shí)施例具有一個(gè)用軌道回路檢測(cè)列車(chē)的結(jié)構(gòu)。因此，只提供了圖10所示的帶通濾波器12b，它允許通過(guò)的頻率在磁致伸縮振蕩器M產(chǎn)生的信號(hào)傳送聲波(彈性波)中最容易傳播的3kHz附近。
因此，同樣只提供了一個(gè)放大器13b。其他基本結(jié)構(gòu)與圖10所示的相同。
圖20示出了一控制過(guò)程的流程圖，該過(guò)程是由依照第三實(shí)施例的列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D1的微機(jī)16完成的?，F(xiàn)在將描述列車(chē)2逼近1號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D1的情況。
如果鐵軌1上不存在列車(chē)2，那么在鐵軌1之間施加某一電平的電壓。如果存在列車(chē)2，那么鐵軌1之間的阻抗基本上變?yōu)榱?。因此，鐵軌1之間的電壓基本上變?yōu)榱恪Ｉ鲜鰻顟B(tài)稱(chēng)為軌道回路的“接通狀態(tài)”。當(dāng)列車(chē)2逼近1號(hào)時(shí)，1號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D1檢測(cè)到軌道回路的接通狀態(tài)(步驟S51中為“是”)。在上述情況下，1號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D1的微機(jī)16使磁致伸縮振蕩器M發(fā)送1號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D1的數(shù)據(jù)(步驟S52)。
這時(shí)，2號(hào)和3號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D1接收站號(hào)1的數(shù)據(jù)，以便用類(lèi)似于第一實(shí)施例的斗鏈?zhǔn)椒椒òl(fā)送站號(hào)數(shù)據(jù)。圖20所示的步驟S53至S56的過(guò)程類(lèi)似于圖12所示的依照第一實(shí)施例的步驟S15至S18的過(guò)程。
列車(chē)逼近報(bào)警發(fā)生設(shè)備H1和H2的硬件結(jié)構(gòu)和工作情況與第一實(shí)施例的相同。微機(jī)16對(duì)列車(chē)逼近報(bào)警發(fā)生設(shè)備H1進(jìn)行控制，使得當(dāng)行駛列車(chē)2到達(dá)0號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D1和1號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D1之間的鐵軌1時(shí)，蜂鳴器19鳴叫，因?yàn)?號(hào)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備D1在上述時(shí)刻即時(shí)檢測(cè)到軌道回路的狀態(tài)。第四實(shí)施例現(xiàn)在參考示意圖21，描述一例由軌道回路與本發(fā)明的列車(chē)檢測(cè)設(shè)備和列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)合構(gòu)成的列車(chē)信號(hào)安全控制。與第三實(shí)施例類(lèi)似，列車(chē)通過(guò)檢測(cè)后向傳輸設(shè)備d1位于鐵軌1的鐵軌絕緣部分3。
圖22是一方框圖，例示了列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備d1的詳細(xì)結(jié)構(gòu)?；窘Y(jié)構(gòu)與圖19所示的第三實(shí)施例的相同。不同之處在于，軌道回路傳感器4和加速度傳感器S在列車(chē)2的行駛方向上位于鐵軌絕緣部分3的前面。另外，磁致伸縮振蕩器M位于鐵軌絕緣部分3的后面。類(lèi)似于方框圖16所示的第二實(shí)施例，微機(jī)16具有與常規(guī)鐵路中使用的發(fā)送-應(yīng)答器和信號(hào)單元相連的接口。
現(xiàn)在將參照?qǐng)D23所示的控制過(guò)程流程圖，描述依照第四實(shí)施例的列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備d1的工作情況，該工作過(guò)程安排由微機(jī)16進(jìn)行。
假設(shè)行駛列車(chē)2正通過(guò)6號(hào)列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備d1。在該狀態(tài)下，6號(hào)列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備d1在行駛列車(chē)2的車(chē)頭通過(guò)后，檢測(cè)軌道回路的狀態(tài)(步驟S61中為“否”，而步驟S62中為“是”)。然后，6號(hào)列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備d1發(fā)送6號(hào)列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備d1的數(shù)據(jù)，把它作為聲波信號(hào)(步驟S63)，然后將列車(chē)數(shù)據(jù)更新為“6”(步驟S64)。
2號(hào)至5號(hào)列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備d1的工作情況類(lèi)似于第二實(shí)施例。站號(hào)數(shù)據(jù)用斗鏈?zhǔn)椒椒ㄒ月暡ㄐ盘?hào)的形式發(fā)送。具體地說(shuō)，圖23所示的步驟S65至S68的過(guò)程類(lèi)似于圖17所示的第一實(shí)施例的步驟S37至S40。
如上所述，由于依照第四實(shí)施例的列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備d1能夠檢測(cè)到前一列車(chē)的距離，所以上述結(jié)構(gòu)可用來(lái)進(jìn)行列車(chē)信號(hào)安全控制。第五實(shí)施例現(xiàn)在描述第五實(shí)施例，在該實(shí)施例中，每個(gè)列車(chē)檢測(cè)/傳輸設(shè)備F都具有列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備和列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備的功能，它們以基本上預(yù)定的間隔布置，示意圖24示出了這些設(shè)備，而方框圖25示出了詳細(xì)結(jié)構(gòu)。
參照?qǐng)D25，標(biāo)號(hào)Sl和Ml表示裝配在左側(cè)鐵軌11上的、沿列車(chē)2行駛方向布置的加速度傳感器和磁致伸縮振蕩器。符號(hào)Sr和Mr表示裝配在右側(cè)鐵軌1r上的、沿列車(chē)2行駛方向布置的加速度傳感器和磁致伸縮振蕩器。注意，加速度傳感器Sl和Sr以及磁致伸縮振蕩器Ml和Mr具有上述實(shí)施例所述的相應(yīng)的加速度傳感器S和磁致伸縮振蕩器M的功能。
加速度傳感器Sl和磁致伸縮振蕩器Ml實(shí)現(xiàn)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸功能，而加速度傳感器Sr和磁致伸縮振蕩器Mr實(shí)現(xiàn)列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸功能。
標(biāo)號(hào)11a表示具有與圖10所示緩沖放大器11相同功能的緩沖器。標(biāo)號(hào)12d表示窄帶通濾波器，它與圖10所示的帶通濾波器12b類(lèi)似，用于允許3kHz附近的頻率通過(guò)。標(biāo)號(hào)13d表示類(lèi)似于圖10所示放大器(AMP)13b的放大器。標(biāo)號(hào)18l和18r示出了類(lèi)似于圖10所示驅(qū)動(dòng)器18的驅(qū)動(dòng)器用于對(duì)每個(gè)磁致伸縮振蕩器Ml和Mr施加電流以便運(yùn)行磁致伸縮振蕩器Ml和Mr。
標(biāo)號(hào)H1和H2表示列車(chē)逼近報(bào)警發(fā)生設(shè)備，它們的結(jié)構(gòu)、功能和工作情況與圖11所示的相同。
具有上述結(jié)構(gòu)并包含一個(gè)微機(jī)16的列車(chē)檢測(cè)/傳輸設(shè)備F能夠執(zhí)行第一實(shí)施例中圖12流程圖以及第二實(shí)施例中圖17流程圖所示的控制過(guò)程。因此，實(shí)現(xiàn)了具有兩個(gè)功能的設(shè)備。因此，與提供兩類(lèi)設(shè)備的結(jié)構(gòu)相比，節(jié)約了設(shè)備開(kāi)銷(xiāo)。另外，可以減少安裝設(shè)備的勞動(dòng)力和花費(fèi)。
第六實(shí)施例現(xiàn)在描述第六實(shí)施例，該實(shí)施例包括列車(chē)檢測(cè)/傳輸設(shè)備F1，每個(gè)列車(chē)檢測(cè)/傳輸設(shè)備F1都使用軌道回路并具有列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備和列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備的功能。參照?qǐng)D26和圖27進(jìn)行描述，圖26是一示意圖，示出了列車(chē)檢測(cè)/傳輸設(shè)備F1基本上等間隔布置的情況，而圖27是一方框圖，示出了詳細(xì)的結(jié)構(gòu)。
參考圖27，標(biāo)號(hào)4l和4r表示用于檢測(cè)列車(chē)逼近和通過(guò)的軌道回路傳感器4。軌道回路傳感器4l和4r類(lèi)似于圖19所示的第三實(shí)施例的傳感器。標(biāo)號(hào)H1和H2表示列車(chē)逼近報(bào)警發(fā)生設(shè)備，其結(jié)構(gòu)、功能和工作情況與圖11所示的列車(chē)逼近報(bào)警發(fā)生設(shè)備的相同。
當(dāng)使用上述結(jié)構(gòu)時(shí)，一個(gè)微機(jī)16能夠進(jìn)行依照?qǐng)D20所示第三實(shí)施例的流程圖以及依照?qǐng)D23所示第四實(shí)施例的流程圖示出的控制過(guò)程。因此，可以實(shí)現(xiàn)具有兩種功能的設(shè)備。因此，與具有兩種類(lèi)型設(shè)備的結(jié)構(gòu)相比，減少了設(shè)備的成本。另外，減少了安裝設(shè)備所需的勞動(dòng)力和花費(fèi)。第七實(shí)施例現(xiàn)在描述第七實(shí)施例，在該實(shí)施例中，每個(gè)列車(chē)檢測(cè)/傳輸設(shè)備F2都具有列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸設(shè)備和列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸設(shè)備兩項(xiàng)功能。參照?qǐng)D28和圖29進(jìn)行描述，圖28是一示意圖，示出了列車(chē)檢測(cè)/傳輸設(shè)備F2基本上等間隔布置的情況，而圖29是一方框圖，示出了詳細(xì)的結(jié)構(gòu)。該實(shí)施例的結(jié)構(gòu)使得即使列車(chē)停車(chē)也能檢測(cè)出附近的列車(chē)。
參考圖29，標(biāo)號(hào)m表示磁致伸縮振蕩器，容易產(chǎn)生高頻波，磁致伸縮振蕩器m離開(kāi)加速度傳感器Sr的距離較短，例如20米。標(biāo)號(hào)6a和6b表示接口部分，它們通過(guò)雙絞電纜形式的電纜5與前站和后站傳遞數(shù)據(jù)。標(biāo)號(hào)7表示脈沖發(fā)生電路，而標(biāo)號(hào)18a表示磁致伸縮振蕩器m的驅(qū)動(dòng)器。
當(dāng)行駛列車(chē)2到達(dá)非常近的位置時(shí)，類(lèi)似于第一、第二和第五實(shí)施例，通過(guò)測(cè)量頻率在1kHz和5.5kHz附近的振動(dòng)來(lái)完成檢測(cè)操作。如果行駛列車(chē)2以非常慢的速度逼近然后通過(guò)，或者如果行駛列車(chē)2停車(chē)，那么列車(chē)2會(huì)產(chǎn)生非常小的振動(dòng)。即使在上述情況下，磁致伸縮振蕩器m也會(huì)產(chǎn)生高頻脈沖彈性波，以檢測(cè)列車(chē)2的通過(guò)。然后，允許高頻彈性波通過(guò)窄帶通濾波器12e。
圖30是一時(shí)序圖，例示了磁致伸縮振蕩器m產(chǎn)生高頻彈性波的情況。在該例中，磁致伸縮振蕩器m用T2周期中的T1時(shí)間段產(chǎn)生彈性波，其中T2為30毫秒，T1為3毫秒。注意，例如彈性波的頻率大約為10kHz。
當(dāng)列車(chē)2的車(chē)輪移動(dòng)到磁致伸縮振蕩器m和加速度傳感器Sr之間的位置時(shí)，磁致伸縮振蕩器m產(chǎn)生的彈性波向列車(chē)2傳播。因此，加速度傳感器Sr檢測(cè)到的彈性波波形有明顯的改變。通過(guò)使用上述原理，即使列車(chē)2以非常慢的速度行駛或者列車(chē)2停車(chē)，也能進(jìn)行檢測(cè)。具體地說(shuō)，以如下方法對(duì)行駛列車(chē)2進(jìn)行檢測(cè)。
(1)當(dāng)頻率在1kHz附近的振動(dòng)持續(xù)增大時(shí)，判定行駛列車(chē)2位于附近的位置。當(dāng)頻率在5.5kHz附近的振動(dòng)持續(xù)增大時(shí)，判定行駛列車(chē)2位于非常近的位置。
(2)如果頻率在1kHz附近的振動(dòng)非常小，當(dāng)磁致伸縮振蕩器m產(chǎn)生的彈性波脈沖的高度連續(xù)變化時(shí)，判定列車(chē)2位于磁致伸縮振蕩器m和加速度傳感器Sr之間。也就是說(shuō)，判定列車(chē)2位于非常近的位置。由于磁致伸縮振蕩器m至加速度傳感器Sr的距離非常短，大約為20米，所以必須選擇難以通過(guò)鐵軌1傳播的彈性波的頻率。結(jié)果，防止了列車(chē)檢測(cè)器之間的干擾。
如果行駛列車(chē)2位于非常近的位置，那么列車(chē)2產(chǎn)生的振動(dòng)很可能使磁致伸縮振蕩器m產(chǎn)生的彈性波脈沖消失。因此，只用方法(2)不能完成檢測(cè)。
另外配備磁致伸縮振蕩器m并依照本發(fā)明對(duì)列車(chē)2位于非常近的位置進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)方法具有這樣的結(jié)構(gòu)，即磁致伸縮振蕩器m產(chǎn)生頻率在3kHz附近的彈性波，該頻率與行駛列車(chē)2產(chǎn)生的頻率明顯不同。因此，結(jié)合第一、第二和第五實(shí)施例不會(huì)產(chǎn)生任何問(wèn)題。
現(xiàn)在描述整個(gè)操作過(guò)程。流程圖31所示的由微機(jī)16實(shí)現(xiàn)列車(chē)逼近檢測(cè)/前向傳輸?shù)目刂七^(guò)程基本上與圖12所示的依照第一實(shí)施例的過(guò)程相同。流程圖32所示的由微機(jī)16實(shí)現(xiàn)列車(chē)通過(guò)檢測(cè)/后向傳輸?shù)目刂七^(guò)程基本上與圖17所示的依照第二實(shí)施例的過(guò)程相同。在用于傳輸數(shù)據(jù)的電纜5方面，第七實(shí)施例與第一和第二實(shí)施例不同。因此磁致伸縮振蕩器Ml以特定模式發(fā)送聲波信號(hào)，以便通過(guò)鐵軌1傳播關(guān)于列車(chē)逼近的信息。具體地說(shuō)，在圖31所示的流程圖中，步驟S120代替圖12中第一實(shí)施例流程圖所示的步驟S12，將其站號(hào)數(shù)據(jù)傳送給前方站。代替步驟S15，步驟S150確定是否已從后方站接收到了站號(hào)數(shù)據(jù)。代替步驟S17，步驟S170向前方站發(fā)送從后方站號(hào)接收到的站號(hào)數(shù)據(jù)。代替步驟S18，步驟S71用磁致伸縮振蕩器Ml按特定模式發(fā)送聲波信號(hào)。另外，在步驟S12和S13之間進(jìn)行步驟S72，該步驟類(lèi)似于步驟S71的過(guò)程。
在圖32所示的流程圖中，步驟S310代替圖17所示的第二實(shí)施例流程圖中步驟S31，確定是否已從前方站接收到站號(hào)數(shù)據(jù)。代替步驟S34，步驟S340將其站號(hào)數(shù)據(jù)發(fā)送給后方站。代替步驟S38，步驟S380向后方站發(fā)送從前方站接收到的站號(hào)數(shù)據(jù)。
標(biāo)號(hào)H1和H2表示列車(chē)逼近報(bào)警發(fā)生設(shè)備，其結(jié)構(gòu)、功能和工作情況與圖11所示的列車(chē)逼近報(bào)警發(fā)生設(shè)備相同。微機(jī)16執(zhí)行的過(guò)程使得當(dāng)接收到上述特殊圖案(代替接收到聲波信號(hào)形式的站號(hào)數(shù)據(jù))時(shí)蜂鳴器19報(bào)警。
如上所述，將依照本發(fā)明的列車(chē)檢測(cè)設(shè)備、列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)和列車(chē)逼近報(bào)警發(fā)生設(shè)備布置成使用聲波，并且它們能確定列車(chē)是位于非常近的位置，還是位于較遠(yuǎn)的位置。因此，與需要通過(guò)分割鐵軌來(lái)形成絕緣部分的傳統(tǒng)軌道回路相比，可以降低成本。
由于通過(guò)鐵軌傳播聲波信號(hào)，向設(shè)備通報(bào)列車(chē)的位置，所以不需要信號(hào)電纜。因此，降低了成本。
由于無(wú)法檢測(cè)以非常慢的速度行駛的列車(chē)或者根本不產(chǎn)生振動(dòng)的停止的列車(chē)，所以產(chǎn)生聲波信號(hào)，以便接收反射波。因此，主動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)。
由于可以任意位置為鐵軌臨時(shí)配備列車(chē)逼近報(bào)警發(fā)生設(shè)備，所以實(shí)現(xiàn)了便攜式和可移動(dòng)的結(jié)構(gòu)。
由于本發(fā)明可以用七種形式來(lái)實(shí)施，而不脫離本發(fā)明基本特性的精神，所以這些實(shí)施例是說(shuō)明性的，非限制性的。本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)而不是上述描述限定，并且權(quán)利要求書(shū)試圖包括所有落在其邊界范圍內(nèi)的變化或等價(jià)物。
權(quán)利要求
1．一種列車(chē)檢測(cè)設(shè)備，其特征在于包括，第一檢測(cè)裝置，用于在行駛于鐵軌上的列車(chē)所產(chǎn)生的振動(dòng)中檢測(cè)出第一頻率附近的分量，所述第一頻率是相當(dāng)容易通過(guò)鐵軌傳播的頻率；第二檢測(cè)裝置，用于在列車(chē)產(chǎn)生的振動(dòng)中檢測(cè)出第二頻率附近的分量，所述第二頻率是相當(dāng)難通過(guò)鐵軌傳播的頻率；判定裝置，用于根據(jù)所述第一和第二檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果，判定列車(chē)是否在處于非常近位置的第一預(yù)定距離內(nèi)，或者判定列車(chē)是否在比所述第一預(yù)定距離遠(yuǎn)的第二預(yù)定距離內(nèi)。
2．如權(quán)利要求1所述的列車(chē)檢測(cè)設(shè)備，其特征在于，還包括聲波發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生具有第三頻率的聲波，以便通過(guò)鐵軌傳播所述第三頻率，所述第三頻率不同于所述第一和第二頻率；第三檢測(cè)裝置，用于在通過(guò)鐵軌傳播的振動(dòng)中檢測(cè)出在所述第三頻率附近的分量；和信號(hào)發(fā)生裝置，用于使所述聲波發(fā)生裝置產(chǎn)生脈沖形聲波信號(hào)，所述脈沖形聲波信號(hào)對(duì)應(yīng)于所述判定裝置作出的判定結(jié)果；其中所述判定裝置根據(jù)所述第三檢測(cè)裝置獲得的檢測(cè)結(jié)果確定列車(chē)的位置。
3．如權(quán)利要求1所述的列車(chē)檢測(cè)設(shè)備，其特征在于，還包括；聲波發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生具有第四頻率的聲波，以便通過(guò)鐵軌傳播所述第四頻率，所述第四頻率不同于所述第一和第二頻率；和第四檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)由所述聲波發(fā)生裝置產(chǎn)生并由列車(chē)反射的所述第四頻率附近的分量；其中所述判定裝置根據(jù)所述第四檢測(cè)裝置獲得的檢測(cè)結(jié)果但不顧所述第一和第二檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果，判定列車(chē)是否在處于非常近位置的第三預(yù)定距離內(nèi)。
4．一種列車(chē)逼近報(bào)警發(fā)生設(shè)備，其特征在于，包括第一檢測(cè)裝置，用于在行駛于鐵軌上的列車(chē)所產(chǎn)生的振動(dòng)中檢測(cè)出第一頻率附近的分量，所述第一頻率是相當(dāng)容易通過(guò)鐵軌傳播的頻率；第二檢測(cè)裝置，用于在列車(chē)產(chǎn)生的振動(dòng)中檢測(cè)出第二頻率附近的分量，所述第二頻率是相當(dāng)難通過(guò)鐵軌傳播的頻率；判定裝置，用于根據(jù)所述第一和第二檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果，判定列車(chē)是否在處于非常近位置的第一預(yù)定距離內(nèi)，或者判定列車(chē)是否在比所述第一預(yù)定距離遠(yuǎn)的第二預(yù)定距離內(nèi)；和報(bào)警發(fā)生裝置，用于當(dāng)所述判定裝置已經(jīng)判定列車(chē)在所述第一預(yù)定距離或所述第二預(yù)定距離內(nèi)時(shí)，產(chǎn)生報(bào)警。
5．一種列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括多個(gè)列車(chē)檢測(cè)設(shè)備，它們沿鐵軌布置，并且每個(gè)都具有第一檢測(cè)裝置，用于在行駛于鐵軌上的列車(chē)所產(chǎn)生的振動(dòng)中檢測(cè)出第一頻率附近的分量，所述第一頻率是相當(dāng)容易通過(guò)鐵軌傳播的頻率；第二檢測(cè)裝置，用于在列車(chē)產(chǎn)生的振動(dòng)中檢測(cè)出第二頻率附近的分量，所述第二頻率是相當(dāng)難通過(guò)鐵軌傳播的頻率；聲波發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生具有第三頻率的聲波，以便通過(guò)鐵軌傳播所述第三頻率，所述第三頻率不同于所述第一和第二頻率；第三檢測(cè)裝置，用于在通過(guò)鐵軌傳播的振動(dòng)中檢測(cè)出在所述第三頻率附近的分量；和判定裝置，用于根據(jù)所述第一和第二檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果，判定列車(chē)是否逼近處于非常近位置的第一預(yù)定距離，或者判定列車(chē)是否逼近比所述第一預(yù)定距離遠(yuǎn)的第二預(yù)定距離；和信號(hào)發(fā)生裝置，用于使所述聲波發(fā)生裝置產(chǎn)生脈沖形聲波信號(hào)，所述脈沖形聲波信號(hào)對(duì)應(yīng)于所述判定裝置作出的判定結(jié)果；其中當(dāng)任何一個(gè)所述列車(chē)檢測(cè)設(shè)備中的所述判定裝置檢測(cè)到列車(chē)逼近所述第一預(yù)定距離或所述第二預(yù)定距離時(shí)，已檢測(cè)到列車(chē)逼近的所述列車(chē)檢測(cè)設(shè)備的所述信號(hào)發(fā)生裝置將表示檢測(cè)到列車(chē)逼近的脈沖形聲波信號(hào)施加給鐵軌，和其他列車(chē)檢測(cè)設(shè)備的所述判定裝置根據(jù)所述第三檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果確定列車(chē)位置，其中其他列車(chē)檢測(cè)設(shè)備沿列車(chē)行駛方向布置在檢測(cè)到列車(chē)逼近的所述列車(chē)檢測(cè)設(shè)備的前方。
6．一種列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括多個(gè)列車(chē)檢測(cè)設(shè)備，它們沿鐵軌布置，并且每個(gè)都具有第一檢測(cè)裝置，用于在行駛于鐵軌上的列車(chē)所產(chǎn)生的振動(dòng)中檢測(cè)出第一頻率附近的分量，所述第一頻率是相當(dāng)容易通過(guò)鐵軌傳播的頻率；第二檢測(cè)裝置，用于在列車(chē)產(chǎn)生的振動(dòng)中檢測(cè)出第二頻率附近的分量，所述第二頻率是相當(dāng)難通過(guò)鐵軌傳播的頻率；聲波發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生具有第三頻率的聲波，以便通過(guò)鐵軌傳播所述第三頻率，所述第三頻率不同于所述第一和第二頻率；第三檢測(cè)裝置，用于在通過(guò)鐵軌傳播的振動(dòng)中檢測(cè)出在所述第三頻率附近的分量；判定裝置，用于根據(jù)所述第一和第二檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果，判定在列車(chē)已通過(guò)后，列車(chē)是否在處于非常近位置的第一預(yù)定距離內(nèi)，或者列車(chē)是否在比所述第一預(yù)定距離遠(yuǎn)的第二預(yù)定距離內(nèi)；和信號(hào)發(fā)生裝置，用于使所述聲波發(fā)生裝置產(chǎn)生脈沖形聲波信號(hào)，所述脈沖形聲波信號(hào)對(duì)應(yīng)于所述判定裝置作出的判定結(jié)果；其中當(dāng)任何一個(gè)所述列車(chē)檢測(cè)設(shè)備中的所述判定裝置檢測(cè)到列車(chē)通過(guò)時(shí)，已檢測(cè)到列車(chē)通過(guò)的所述列車(chē)檢測(cè)設(shè)備的所述信號(hào)發(fā)生裝置將表示檢測(cè)到列車(chē)通過(guò)的脈沖形聲波信號(hào)施加給鐵軌，并且其他列車(chē)檢測(cè)設(shè)備的所述判定裝置根據(jù)所述第三檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果確定列車(chē)位置，其中其他列車(chē)檢測(cè)設(shè)備沿列車(chē)行駛方向布置在檢測(cè)到列車(chē)通過(guò)的所述列車(chē)檢測(cè)設(shè)備的后方。
7．一種列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括多個(gè)列車(chē)檢測(cè)設(shè)備，它們沿鐵軌布置，并且每個(gè)都具有第一檢測(cè)裝置，用于在行駛于鐵軌上的列車(chē)所產(chǎn)生的振動(dòng)中檢測(cè)出第一頻率附近的分量，所述第一頻率是相當(dāng)容易通過(guò)鐵軌傳播的頻率；第二檢測(cè)裝置，用于在列車(chē)產(chǎn)生的振動(dòng)中檢測(cè)出第二頻率附近的分量，所述第二頻率是相當(dāng)難通過(guò)鐵軌傳播的頻率；聲波發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生具有第三頻率的聲波，以便通過(guò)鐵軌傳播所述第三頻率，所述第三頻率不同于所述第一和第二頻率；第三檢測(cè)裝置，用于在通過(guò)鐵軌傳播的振動(dòng)中檢測(cè)出在所述第三頻率附近的分量；判定裝置，用于根據(jù)所述第一和第二檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果，判定在列車(chē)通過(guò)后，列車(chē)是否逼近處于非常近位置的第一預(yù)定距離，或列車(chē)是否逼近比所述第一預(yù)定距離遠(yuǎn)的第二預(yù)定距離，或者列車(chē)是否在處于非常近位置的第一預(yù)定距離內(nèi)，或列車(chē)是否在比所述第一預(yù)定距離遠(yuǎn)的第二預(yù)定距離內(nèi)；和信號(hào)發(fā)生裝置，用于使所述聲波發(fā)生裝置產(chǎn)生脈沖形聲波信號(hào)，所述脈沖形聲波信號(hào)對(duì)應(yīng)于所述判定裝置作出的判定結(jié)果；其中當(dāng)任何一個(gè)所述列車(chē)檢測(cè)設(shè)備中的所述判定裝置檢測(cè)到列車(chē)逼近或通過(guò)時(shí)，已檢測(cè)到列車(chē)逼近或通過(guò)的所述列車(chē)檢測(cè)設(shè)備的所述信號(hào)發(fā)生裝置將表示檢測(cè)到列車(chē)逼近或通過(guò)的脈沖形聲波信號(hào)施加給鐵軌，并且其他列車(chē)檢測(cè)設(shè)備的所述判定裝置根據(jù)所述第三檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果確定列車(chē)位置，其中其他列車(chē)檢測(cè)設(shè)備沿列車(chē)行駛方向布置在檢測(cè)到列車(chē)逼近的所述列車(chē)檢測(cè)設(shè)備的前方或者沿列車(chē)行駛方向布置在檢測(cè)到列車(chē)通過(guò)的所述列車(chē)檢測(cè)設(shè)備的后方。
8．如權(quán)利要求5、6或7所述的列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述列車(chē)檢測(cè)設(shè)備的所述判定裝置已經(jīng)根據(jù)所述第三檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果確定了列車(chē)的位置時(shí)，所述列車(chē)檢測(cè)設(shè)備使所述信號(hào)發(fā)生裝置產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于列車(chē)位置的脈沖形聲波信號(hào)，并將該脈沖形聲波信號(hào)施加到鐵軌上。
9．如權(quán)利要求5、6或7所述的列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)所述列車(chē)檢測(cè)設(shè)備還包括聲波發(fā)生裝置，用于發(fā)生具有第四頻率的聲波，以便通過(guò)鐵軌傳播該聲波，其中所述第四頻率不同于所述第一和第二頻率；第四檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)在所述第四頻率附近的分量，所述第四頻率由所述聲波發(fā)生裝置產(chǎn)生并被列車(chē)反射；其中所述判定裝置根據(jù)所述第四檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果但不顧所述第一和第二檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果，確定列車(chē)是否在處于非常近位置的第三預(yù)定距離內(nèi)。
10．如權(quán)利要求5、6或7所述的列車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)中使用的列車(chē)逼近報(bào)警發(fā)生設(shè)備，包括第一檢測(cè)裝置，用于在行駛于鐵軌上的列車(chē)所產(chǎn)生的振動(dòng)中檢測(cè)出第一頻率附近的分量，所述第一頻率是相當(dāng)容易通過(guò)鐵軌傳播的頻率；第二檢測(cè)裝置，用于在列車(chē)產(chǎn)生的振動(dòng)中檢測(cè)出第二頻率附近的分量，所述第二頻率是相當(dāng)難通過(guò)鐵軌傳播的頻率；第三檢測(cè)裝置，用于在通過(guò)鐵軌傳播的振動(dòng)中檢測(cè)出在所述第三頻率附近的分量；判定裝置，用于根據(jù)所述第一和第二檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果，判定列車(chē)是否逼近處于非常近位置的第一預(yù)定距離，或列車(chē)是否逼近比所述第一預(yù)定距離遠(yuǎn)的第二預(yù)定距離，或者根據(jù)所述第三檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果，確定列車(chē)的位置；和報(bào)警發(fā)生裝置，用于當(dāng)所述判定裝置根據(jù)所述第三檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果已經(jīng)判定列車(chē)處于第一預(yù)定距離或第二預(yù)定距離內(nèi)或列車(chē)位置是一預(yù)定位置時(shí)，發(fā)出報(bào)警。
全文摘要
提供了二個(gè)帶通濾波器(12a和12c)和一個(gè)微機(jī)16，其中一個(gè)濾波器檢測(cè)的分量在具有最高傳播效率的頻率(1kHz)附近，另一個(gè)檢測(cè)的分量在具有最低傳播效率的頻率(5.5kHz)附近，而微機(jī)16用于判定以下?tīng)顟B(tài)；列車(chē)已逼近相當(dāng)近的位置，列車(chē)已逼近非常近的位置，列車(chē)已通過(guò)并處于非常近的位置，或者列車(chē)處于相當(dāng)近的位置。本發(fā)明避免使用傳統(tǒng)的軌道回路，不需要為鐵軌提供絕緣部分，也不必用信號(hào)電纜來(lái)傳送檢測(cè)結(jié)果，所以可降低成本。
文檔編號(hào)B61L23/06GK1238280SQ99101830
公開(kāi)日1999年12月15日 申請(qǐng)日期1999年1月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月4日
發(fā)明者江上憲位 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社