[发明专利]用于超高速列车控制系统的测速定位和区间占用检测系统

说明书

本发明涉及一种用于超高速列车控制系统的测速定位和区间占用检测系统，该系统包括测速区传感器组合、测速定位采集机和分区控制安全计算机，所述的测速区按一定的间隔设置于超高速列车的正线高速运行区段上，所述的测速区通过数字激光传感器检测列车速度，所述的测速定位采集机采集和处理一个测速区的所有的传感器信号并计算输出速度值以及定位信息，所述的分区控制安全计算机连接管辖区域内所有的测速定位采集机，根据其送来的信息进行判断并通过牵引供电控制系统对列车进行牵引、制动控制。该系统，同时还具有列车完整性检查的功能。与现有技术相比，本发明满足超高速列车测速所要求的响应速度，系统整体可靠性高，列车的测速定位准确等。

技术领域

本发明涉及超高速真空管道磁悬浮列车领域，尤其是涉及一种用于超高速列车控制系统的测速定位和区间占用检测系统。

背景技术

速度是人类在交通技术领域探索的永恒主题。我国幅员辽阔、人口众多，中长距离的客运市场潜力巨大。随着我国经济的高速发展，以及我国与国外的各种经济合作，国内各地之间、我国与世界各国之间的人员交往以及物资运输量不断加大，并且越来越频繁，对速度时效的要求，也越来越高。近年来快速发展的高速铁路，已经很好地满足了1500公里距离以内的客运市场的需求，但是，对于更长距离的交通，更关注时效的旅客往往还是选择飞机作为一种节约时间的交通方式。

而近年出现的真空管道磁悬浮列车概念，得到了一部分专业人士的关注，随着超导材料等技术的突破，我国已经开始进行超高速真空管道磁悬浮列车的相关技术研究。

第一阶段设计时速达1000～1500km/h，第二阶段设计时速达2000～2500km/h，第三阶段设计时速达4000km/h。

而作为一种交通工具，超高速列车必须要有安全可靠、功能完善的运行控制系统，而在超过3倍音速的条件下，许多当前使用的传感器、通信等基础技术手段将无法适应这样的高速度，现有的高铁列车控制系统CTCS/ETCS或PTC/ITCS以及在地铁领域方泛应用的CBTC基于通信的列车控制系统中所采用的测速定位技术，在超高速环境下均不再适用：

1、传统的“轮轴转速传感器+信标”的测速定位方案在1000km/h以上速度条件下将无法使用。

2、基于卫星定位的相关技术，由于超高速列车运行在真空管道中，由于真空管道材质带来的电磁屏蔽问题，管内无法收到卫星信号，因此卫星定位系统也不可用。

3、目前可商用的无线通信技术不支持1000km/h以上速度条件下的车地可靠传输的需求，基于“列车主动定位和车地无线通信的列车运行控制系统”在超高速条件下并不适用。

4、超高速列车运行于真空或准真空环境中，气压很低，且可能会有疏散时增加气压的情况，因此需考虑电器元件在超低气压下的适应性，以及气压变化情况下的影响。

由于测速定位功能是列车控制系统的基础，没有可靠的测速定位功能，相应的列车位置跟踪相关的各种安全防护和调度指挥功能都将无法实现。与实时测速相关的超速防护等功能也将无法实现。

中国专利号CN109050584A公开了一种基于无线应答的轨道车辆测速方法，将应答式定位的应答器布置于轨道一侧并固定位置，应答器中的信息表征了应答器的特征编码，关联到绝对位置；列车上设置至少两个阅读器，读取应答器的信息，解析出应答器的绝对位置和读取时间，通过以上信息，可以推算列车的即时速度以及绝对位置；阅读器包括高速阅读器和低速阅读器，高速阅读器和低速阅读器存在工作状态的切换。该发明通过列车上设置显著不同覆盖面积的阅读器，进行高速和低速应答式定位测速，在控制成本的基础上提高了系统定位测速的精度。但该发明的阅读器和应答器的测速定位方案在1000km/h以上速度条件下无法使用。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于超高速列车控制系统的测速定位和区间占用检测系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：