一種用于組合列車的地面補(bǔ)強(qiáng)設(shè)備、系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無(wú)線通信領(lǐng)域，具體地，涉及一種用于組合列車的地面補(bǔ)強(qiáng)設(shè)備、系統(tǒng) 及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 朔黃鐵路使用機(jī)車無(wú)線重聯(lián)同步控制系統(tǒng)控制開行萬(wàn)噸組合列車。機(jī)車無(wú)線重聯(lián) 同步控制系統(tǒng)依靠無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸方式為組合列車中頭部主控機(jī)車和中部從控機(jī)車提供數(shù) 據(jù)傳輸通道，實(shí)現(xiàn)整列組合列車同步牽引、同步制動(dòng)。該同步控制系統(tǒng)中的無(wú)線數(shù)據(jù)通信系 統(tǒng)采用800MHz車載單頻點(diǎn)廣播和接力轉(zhuǎn)發(fā)相結(jié)合的通信方式。圖1是組合列車中主控機(jī) 車與從控機(jī)車之間進(jìn)行通信的示意圖。具體地，如圖1所示，列車的主控機(jī)車10的所有操 控命令都由無(wú)線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)傳送到各個(gè)從控機(jī)車11，各個(gè)從控機(jī)車11根據(jù)主控機(jī)車10 的操控命令自動(dòng)控制機(jī)車實(shí)現(xiàn)同步操控，而從控機(jī)車11的工作狀態(tài)也可同時(shí)由無(wú)線數(shù)據(jù) 通信系統(tǒng)傳送到主控機(jī)車10進(jìn)行顯示，為司機(jī)提供操控列車的數(shù)據(jù)。無(wú)線通信的質(zhì)量和數(shù) 據(jù)傳輸時(shí)延將直接影響機(jī)車同步操控時(shí)的制動(dòng)和縱向沖動(dòng)。因此，無(wú)線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的性 能成為了機(jī)車無(wú)線重聯(lián)同步控制系統(tǒng)控制重載組合列車安全開行和平穩(wěn)操縱的關(guān)鍵。
[0003] 朔黃鐵路沿線地形比較復(fù)雜，以山區(qū)丘陵為主，屬山區(qū)多隧道地區(qū)，無(wú)線電波傳播 比較困難，尤其是在隧道地段無(wú)線電波傳播損耗更多。無(wú)線重聯(lián)組合列車中主控機(jī)車與從 控機(jī)車之間的通信為移動(dòng)點(diǎn)到移動(dòng)點(diǎn)之間通信，兩者之間的通信距離保持不變。當(dāng)使用C80 編組時(shí)，主控機(jī)車與從控機(jī)車之間的距離約為650米。當(dāng)使用C64編組時(shí)，主控機(jī)車與從控 機(jī)車之間的距離約為870米。當(dāng)組合列車開行時(shí)，主控機(jī)車與從控機(jī)車之間的鐵路線路的 地理環(huán)境處于不斷變化的狀態(tài)，可能有如下情況：
[0004] 1)主從控機(jī)車行駛在平原開闊地帶；
[0005] 2)主從控機(jī)車行駛在路塹內(nèi)；
[0006] 3)主從控機(jī)車都行駛在隧道內(nèi)；
[0007] 4)主從控機(jī)車一個(gè)行駛在隧道內(nèi)，另一個(gè)行駛在隧道外；
[0008] 5)主從控機(jī)車分別行駛在短隧道兩側(cè)；
[0009] 6)主從控機(jī)車行駛在彎道內(nèi)且有山體阻擋。
[0010] 當(dāng)組合列車行至平原開闊地帶時(shí)，主從控機(jī)車之間800MHZ通信效果良好，系統(tǒng)工 作正常。但當(dāng)組合列車行至上述隧道、山丘、路塹等復(fù)雜地形區(qū)段時(shí)，則有可能由于隧道的 屏蔽或整列車成S狀或C狀被山體阻擋，主從控機(jī)車之間800MHz無(wú)法直接通信。這些區(qū)段 就是800MHz電波傳播弱場(chǎng)區(qū)。在這些區(qū)段中，800MHz無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸成功率下降。根據(jù)朔黃 線線路地形、機(jī)車車輛的現(xiàn)狀和車流密度比較大等特點(diǎn)，組合列車開行中不允許主控機(jī)車 和從控機(jī)車之間的通信出現(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)間的中斷。但無(wú)線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的性能受電波傳播環(huán)境 影響較大，尤其在山區(qū)短隧道群區(qū)段，由于隧道、彎道地形、山體阻擋以及會(huì)車等因素影響， 可能會(huì)造成主控機(jī)車和從控機(jī)車之間通信丟失甚至通信中斷，進(jìn)而影響組合列車的安全開 行和平穩(wěn)操縱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的是提供一種用于組合列車的地面補(bǔ)強(qiáng)設(shè)備、系統(tǒng)及方法。其中，所述 設(shè)備通過中繼轉(zhuǎn)接主控機(jī)車與從控機(jī)車之間的無(wú)線通信信號(hào)，解決了采用單純的車載無(wú)線 通信方式造成在通信困難區(qū)段主控機(jī)車和從控機(jī)車之間的通信中斷問題。
[0012] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于組合列車的地面補(bǔ)強(qiáng)設(shè)備，所述組合列 車包括主控機(jī)車和/或從控機(jī)車，所述設(shè)備包括：一個(gè)或多個(gè)天線，位于所述組合列車的通 信弱場(chǎng)區(qū)段，用于接收和/或轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)自所述主控機(jī)車和/或來(lái)自所述從控機(jī)車的無(wú)線數(shù)據(jù)； 以及控制裝置，與所述一個(gè)或多個(gè)天線連接，用于采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式控制轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)自所述主 控機(jī)車和/或來(lái)自所述從控機(jī)車的無(wú)線數(shù)據(jù)，從而保證所述無(wú)線數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量。
[0013] 相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種用于組合列車的地面補(bǔ)強(qiáng)系統(tǒng)，所述組合列車包括主 控機(jī)車和/或從控機(jī)車，所述系統(tǒng)包括：第一數(shù)據(jù)終端設(shè)備，用于發(fā)射來(lái)自所述主控機(jī)車和 /或來(lái)自所述從控機(jī)車的無(wú)線數(shù)據(jù)；用于組合列車的地面補(bǔ)強(qiáng)設(shè)備；以及第二數(shù)據(jù)終端設(shè) 備，用于接收來(lái)自所述地面補(bǔ)強(qiáng)設(shè)備的無(wú)線數(shù)據(jù)。
[0014] 相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種用于組合列車的地面補(bǔ)強(qiáng)方法，所述組合列車包括主 控機(jī)車和/或從控機(jī)車，所述方法包括：接收來(lái)自所述主控機(jī)車和/或來(lái)自所述從控機(jī)車的 無(wú)線數(shù)據(jù)；采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式控制轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)自所述控機(jī)車和/或來(lái)自所述從控機(jī)車的無(wú)線數(shù) 據(jù)；以及轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)自所述主控機(jī)車和/或來(lái)自所述從控機(jī)車的無(wú)線數(shù)據(jù)。
[0015] 通過上述技術(shù)方案，采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式控制轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)自所述主控機(jī)車和/或來(lái)自所 述從控機(jī)車的無(wú)線數(shù)據(jù)，解決了采用單純的車載無(wú)線通信方式造成在通信困難區(qū)段主控機(jī) 車和從控機(jī)車之間的通信丟失問題或通信中斷問題。
[0016] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，與下面的具 體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0018] 圖1是組合列車中主控機(jī)車與從控機(jī)車之間進(jìn)行通信的示意圖；
[0019] 圖2是本發(fā)明提供的用于組合列車的地面補(bǔ)強(qiáng)設(shè)備的地補(bǔ)主機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖3是本發(fā)明提供的用于組合列車的地面補(bǔ)強(qiáng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖4是本發(fā)明提供的用于組合列車的地面補(bǔ)強(qiáng)系統(tǒng)的【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0022] 圖5是本發(fā)明提供的用于組合列車的地面補(bǔ)強(qiáng)設(shè)備傳輸無(wú)線數(shù)據(jù)的時(shí)序圖；
[0023] 圖6是在第一通信弱場(chǎng)區(qū)段安裝本發(fā)明提供的地面補(bǔ)強(qiáng)設(shè)備前后的場(chǎng)強(qiáng)圖；
[0024] 圖7是在第二通信弱場(chǎng)區(qū)段安裝本發(fā)明提供的地面補(bǔ)強(qiáng)設(shè)備前后的場(chǎng)強(qiáng)圖；以及
[0025] 圖8是本發(fā)明提供的用于組合列車的地面補(bǔ)強(qiáng)方法的流程圖。
[0026] 附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0027] 10 主控機(jī)車 11 從控機(jī)車 12 控制裝置
[0028] 13 狀態(tài)顯示裝置 14 監(jiān)測(cè)裝置 15 數(shù)傳電臺(tái)
[0029] 16功率分配單元17 射頻輸入/輸出口18電源裝置
[0030] 19 蓄電池 20 隔離變壓器 21 防雷器
[0031] 22 地補(bǔ)主機(jī) 23 浪涌保護(hù)器 24 避雷器
[0032] 25 功分器 26 定向天線 27 射頻電纜
[0033] 28 第一數(shù)據(jù)終端設(shè)備 29 第二數(shù)據(jù)終端設(shè)備
【具體實(shí)施方式】
[0034] 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描 述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0035] 通常組合列車所使用頻段的電波傳播受地形影響較大的區(qū)段主要分布在有彎道 的隧道口以及短隧道群區(qū)段。在這些區(qū)段中，發(fā)射設(shè)備和接收設(shè)備分別處于隧道內(nèi)和隧道 外，容易造成主控機(jī)車與從控機(jī)車之間的通信困難，特別是在會(huì)車時(shí)表現(xiàn)得更為嚴(yán)重。因 此，本發(fā)明特提供一種用于組合列車的地面補(bǔ)強(qiáng)設(shè)備。
[0036] 圖2是本發(fā)明提供的用于組合列車的地面補(bǔ)強(qiáng)設(shè)備的地補(bǔ)主機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖 3是本發(fā)明提供的用于組合列車的地面補(bǔ)強(qiáng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2和圖3所示，本發(fā)明 提供的用于組合列車的地面補(bǔ)強(qiáng)設(shè)備包括：一個(gè)或多個(gè)天線，