[发明专利]一种隧道内轨道交通车辆防追尾系统和方法

权利要求书

1.一种隧道内轨道交通车辆防追尾系统，其特征在于：包括两个防追尾机构，一个防追尾机构设于列车头部作为问询机构，另一个防追尾机构设于列车尾部作为应答机构，两个防追尾机构之间通过车辆总线相连；

所述防追尾机构包括系统主机、人机界面和测距天线，系统主机分别连接人机界面和测距天线；

系统主机包括主控处理单元、射频收发单元和电源管理单元；

主控处理单元包括中频信号采集及产生板卡模块和数字信号处理及接口控制板卡模块；中频信号采集及产生板卡模块输入端通过射频收发单元接收信号，中频信号采集及产生板卡模块通讯端连接数字信号处理及接口控制板卡模块；中频信号采集及产生板卡模块包括时钟分配模块、模数转换模块ADC和数模转换模块DAC；数字信号处理及接口板卡模块包括FPGA模块、ARM模块及接口组，FPGA模块和ARM模块上分别设有数字接口，FPGA模块第一通讯端连接模数转换模块ADC，FPGA模块第二通讯端连接数模转换模块DAC，FPGA第三通讯端连接ARM通讯端。

2.根据权利要求1所述的隧道内轨道交通车辆防追尾系统，其特征在于：所述射频收发单元包括下变频接收机、上变频发射机和调频开关，通过调频开关进行下变频接收机与上变频发射机之间的功能切换；所述下变频接收机包括预选器、低噪声放大器、混频器、带通滤波器和中频AGC放大器，所述上变频发射机包括中频滤波器、混频器、驱动放大器和功率放大器。

3.根据权利要求2所述的隧道内轨道交通车辆防追尾系统，其特征在于：所述电源管理单元包括依次串联的DC电源滤波器、DC/DC电源模块和滤波电路。

4.根据权利要求1所述的隧道内轨道交通车辆防追尾系统，其特征在于：所述测距天线采用低旁瓣天线。

5.根据权利要求1所述的隧道内轨道交通车辆防追尾系统，其特征在于：所述防追尾机构的测距天线后方设有金属板，金属板的四周长度超出测距天线四周长度1.5倍波长。

6.一种权利要求1所述隧道内轨道交通车辆防追尾系统的防追尾方法，其特征在于：包括：

A、根据列车行驶状态进行问询机构和应答机构的属性定义；

列车行驶方向的车头位置所设防追尾机构为问询机构，列车行驶方向的车尾位置所设防追尾机构为应答机构；

B、待跟踪应答机构的搜索和选定；具体为：

b1、问询机构运行搜索任务进行目标搜索：问询机构以固定频率发送询问信号，此时运行搜索任务的询问信号包括问询机构源地址和目的地址，源地址为每列火车分配的唯一的本机地址，目的地址为固定的广播地址；

b2、当问询机构接收到目的地址为问询机构地址的应答信号后，标记应答信号的源地址为应答机构地址，并将应答机构地址作为后继运行确认任务的目的地址；

b3、问询机构运行确认任务进行目标确认：问询机构顺序发起多个确认任务，确认是否存在多个目标，此时发送询问信号的目的地址为搜索到的应答机构地址；

b4、问询机构接收到正确地址的应答信号后将其标记为待跟踪应答机构；

b5、进行问询机构和待跟踪应答机构之间的距离解算并记录待跟踪应答机构对应的距离；

b6、选定距离最近的N个待跟踪应答机构进行跟踪任务；

C、问询机构以固定频率发送跟踪询问信号；

D、待跟踪应答机构收到跟踪问询信号后发送跟踪应答信号；

E、问询机构接收跟踪应答信号后进行距离解算并将解算结果传输至主控系统；

目标应答机构收到问询信号后进行解码，若目的地址满足为广播地址或本机地址，则应答机构固定延时后发送应答信号，此时应答信号的源地址为本机地址，目的地址为问询信号后的源地址；问询机构接收到跟踪应答信号后根据发送询问信号至接收到应答信号之间的时间间隔进行距离解算；距离解算过程中采用卡尔曼滤波方法获取目标的相对速度和加速度；

F、主控系统将解算的距离与报警门限进行比较，若距离超过报警门限则进行报警。

7.根据权利要求6所述的隧道内轨道交通车辆防追尾系统的防追尾方法，其特征在于：所述问询信号和应答信号均采用频率分配和时隙分配的方式进行发送。