阅读说明：本技术 分离式调车机车监控与报警系统 (Separated shunting locomotive monitoring and alarming system ) 是由 李季涛 胡鹤馨 吴昊 于 2021-10-19 设计创作，主要内容包括：分离式调车机车监控与报警系统,包括主机、显示器和操作台三部分,主机的主板通过USB串口模块连接GPS模块,GPS模块连接GPS外置天线；主机的主板通过USB串口连接显示器的触摸屏驱动板,触摸屏驱动板连接显示屏；主机的主板通过USB串口连接操作台的USB串口模块,USB串口模块连接单片机。本发明接口清晰、简洁,采用的分离式结构可以很好的适应不同的机车类型；此外设备的操纵系统,智能化程度较高,设备可以实现调机实时定位,调机运行状态检测,调机速度检测报警,防护区域预警等功能,实现了对调车机车实现主动安全防护的目的。(The monitoring and alarming system of the separated shunting locomotive comprises a host, a display and an operation platform, wherein a mainboard of the host is connected with a GPS module through a USB serial port module, and the GPS module is connected with a GPS external antenna; a mainboard of the host is connected with a touch screen driving board of the display through a USB serial port, and the touch screen driving board is connected with the display screen; the mainboard of the host is connected with the USB serial port module of the operation table through the USB serial port, and the USB serial port module is connected with the single chip microcomputer. The invention has clear and simple interface, and the adopted separated structure can be well adapted to different locomotive types; in addition, the control system of the equipment has higher intelligent degree, the equipment can realize functions of machine adjustment real-time positioning, machine adjustment running state detection, machine adjustment speed detection alarm, protection area early warning and the like, and the aim of realizing active safety protection of the vehicle adjusting machine is fulfilled.)

分离式调车机车监控与报警系统

技术领域

本发明涉及铁路机车技术领域。

背景技术

无线调车机车信号和监控系统(Shunting Train Protection yh，STP)是目前最为先进的调车防护监控系统，STP系统由地面设备和机车设备两部分组成，地面设备包括地面主机、无线数传电台、车务终端、地面天线和地面点式应答器；车载设备包括车载主机、车载天线、查询器主机、查询器天线等。系统通过其地面和车载设备，对获取的集中联锁车站调车作业相关信号、道岔、轨道电路区段信息进行处理，车地采用无线通信方式，通过列车运行监控装置(LKJ)，实现调车机车信号显示和车列速度监控。

目前，STP与LKJ是2套独立的系统，同其他调车设备接口众多，增加了系统的复杂度。同时，由于轨旁设备较多，导致系统的维护成本很高。此外，系统使用流程十分复杂，智能化程度也不高，设备功能单一，无法记录调车机车的运行轨迹，没有主动防护功能，没有调车作业智能管理和作业效率统计功能，对提升车站调车作业智能化水平帮助甚微。

发明内容

为了解决现有STP与LKJ系统存在的上述问题，本发明提供了一种分离式调车机车监控与报警系统。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：分离式调车机车监控与报警系统，包括主机、显示器和操作台三部分，主机的主板通过USB串口模块连接GPS模块，GPS模块连接GPS外置天线；主机的主板通过USB串口连接显示器的触摸屏驱动板，触摸屏驱动板连接显示屏；主机的主板通过USB串口连接操作台的USB串口模块，USB串口模块连接单片机，GPS模块实时监控列车位置和速度并将位置和速度信息传送到主机的主板，主机的主板通过数据线将位置和速度信息传送到显示器，通过操作台对主板信号进行控制。

所述主机还设有4G路由模块，主板通过4G路由模块连接外置天线，通过运营商信号塔与地面中心设备连接。

所述主机的主板上设有报警模块、速度播报模块和提醒模块，报警模块、速度播报模块和提醒模块通过USB串口连接操作台的USB串口模块，USB串口模块连接单片机，报警模块、速度播报模块和提醒模块通过功率放大器连接扬声器，通过报警模块实现超速报警，通过提醒模块实现防护区域提醒，通过速度播报模块实现速度实时播报。

所述操作台设有报警取消按钮7、提醒取消按钮8和速度播报按钮8，报警取消按钮7、提醒取消按钮8和速度播报按钮8连接单片机，单片机连接主机的主板，当列车超速时，通过报警取消按钮7取消报警；通过提醒取消按钮8取消主机发出的提醒信号。

所述操作台的单片机连接实现刷卡的RFID模块，操作台设有刷卡登录按钮10，刷卡登录按钮10连接单片机。

本发明的分离式调车机车监控与报警系统，接口清晰、简洁，采用的分离式结构可以很好的适应不同的机车类型；此外设备的操纵系统，智能化程度较高，设备可以实现调机实时定位，调机运行状态检测，调机速度检测报警，防护区域预警等功能，实现了对调车机车实现主动安全防护的目的。

附图说明

图1是本发明分离式调车机车监控与报警系统原理图。

图2是本发明分离式调车机车监控与报警系统主机外部结构图。

图3是本发明分离式调车机车监控与报警系统操作台外部结构图。

图4是本发明分离式调车机车监控与报警系统工作过程示意图。

图中：1、天线接口，2、开关，3、操作台接口，4、显示器接口，5、电源接口，6、网线接口LAN，7、报警取消按钮，8、提醒取消按钮，9、速度播报按钮，10、刷卡登录按钮，11、主机连接插口，12、GPS天线，13、调车机车，14、守车，15、平交道口，16、尽头线停车点。

具体实施方式

本发明的一种新型分离式结构的调车机车监控与报警装置，主要包括三个设备：主机箱、按钮式操作台和悬挂式显示器，三个设备根据机车驾驶室内部空间条件，采用分离式结构，摆放于驾驶室内部。如图2所示，主机上设有连接显示器的HDMI端口4、操作台USB端口3、LAN网线端口6、电源插口5、设备开关2和天线接口1。如图3所示，按钮式操作台设有取消报警按钮7、取消提醒按钮8、速度播报按钮9和刷卡登录按钮10，各个设备之间均采用合适长度的数据线相连接。

如图1所示，主机的主板通过USB串口模块连接GPS模块，GPS模块连接GPS外置天线，主机还设有4G路由模块，主板通过4G路由模块连接外置天线，通过运营商信号塔与地面中心设备连接；主机的主板通过USB串口连接显示器的触摸屏驱动板，触摸屏驱动板连接显示屏；主机的主板设有报警模块，报警模块通过USB串口连接操作台的USB串口模块，USB串口模块连接单片机，GPS模块实时监控列车位置和速度并将位置和速度信息传送到主机的主板，主机的主板通过数据线将位置和速度信息传送到显示器，当列车超速时报警。主板上设有速度播报模块和提醒模块，报警模块、速度播报模块和提醒模块通过功率放大器连接扬声器。报警取消按钮7、提醒取消按钮8和速度播报按钮8连接单片机，单片机连接主机的主板，当列车超速时，通过报警取消按钮7取消报警；通过提醒取消按钮8取消主机发出的提醒信号。操作台的单片机连接实现刷卡的RFID模块，操作台设有刷卡登录按钮10，刷卡登录按钮10连接单片机。

采用GNSS组合定位技术实现机车定位和测速，采用无线通信技术解决车地信息传输。司机可做好提前预判，提升主动防护能力。当调机状态满足防护条件时，启动相应的分级防护。如图4所示，将车载设备置于调车13或守车14上，卫星定位模块实时监控列车位置与速度，当列车超速行驶时，车载设备的报警设备将提示调车超速，司机需按下操作台上的报警取消按钮7，并及时控制调车速度；当调车驶入例如平交道口等防护区域时，设备提醒驶入防护区域，司机需按下提醒取消按钮8，根据防护要求控制调车时速；司机若想获取调车实时速度，可按下速度播报按钮9，设备将播报调机实时速度；司机每天上班下班需进行打卡操作，操作台上设有刷卡登录按钮10，监督上岗时间。

分离式的结构设计有以下几点好处：(1)由于机车驾驶室内部可利用空间不多，采用分离式结构可以将三个设备分开摆放于合适位置，不会造成由于设备体积过大而无处摆放的问题；(2)分离式结构的设计可以很好的满足各类机车车型，不必根据单独的车型单独定制设备，成本过高；(3)操作台的按钮式设计在不影响机车司机安全驾驶的情况下，可以使列车司机主动取消报警，做到真正的主动防护。(3)悬挂式的显示器设计可以在不影响司机视野的前提下，根据个人习惯调整显示器的角度，高度。方便司机驾驶时实时检测机车状态，以及所在位置信息；(4)各个设备之间接口简单，线路清晰，不会造成线路复杂，拆卸困难等安全隐患。

本发明是通过实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。