列车测速报警系统
火车到站自动预警系统
火车到站自动预警系统火车到站自动预警系统是一种利用现代科技手段，对火车到站进行自动监测和预警的系统。
它能够实时监测火车的位置和速度，及时发出预警信号，帮助相关人员做好迎接火车的准备工作，提高火车到站的安全性和效率。
火车到站自动预警系统主要由监测设备、数据处理设备和报警设备组成。
监测设备主要包括高清摄像头、传感器等，用于对火车进行位置和速度的实时监测。
数据处理设备负责将监测到的数据进行处理和分析，并根据预设的规则进行判断，当火车达到预警条件时，及时发出预警信息。
报警设备则负责将预警信息传达给相关人员，帮助他们做好接车准备工作。
整个系统采用先进的无线通讯技术，实现了监测设备与数据处理设备之间的实时通讯。
火车到站自动预警系统的优势主要有以下几点：一是提高了火车到站的安全性。
系统能够对火车进行实时监测，及时发出预警信号，帮助相关人员做好迎接火车的准备工作，有效降低了火车到站过程中的安全风险。
二是提高了火车到站的效率。
系统能够实时监测火车的位置和速度，及时发出预警信号，帮助相关人员做好迎接火车的准备工作，提高了火车到站的效率。
三是降低了人工成本。
传统的火车到站管理需要大量的人力投入，而自动预警系统能够自动监测和预警，减少了人力成本，提高了工作效率。
火车到站自动预警系统的应用范围非常广泛，可以在各种类型的车站和铁路线路上进行应用。
在城市铁路、高铁和地铁等地铁系统中，可以利用该系统对列车到站进行自动监测和预警；在旅客列车站和货物列车站中，也可以利用该系统进行自动监测和预警。
火车到站自动预警系统可以为各种类型的车站和铁路线路提供安全、高效的服务。
在未来，随着科技的不断进步，火车到站自动预警系统还有很大的发展空间。
可以利用人工智能技术对监测数据进行更精确的处理和分析，提高系统的准确性和可靠性；可以结合物联网技术，实现监测设备与数据处理设备之间更加智能的互联；可以利用大数据技术对系统运行数据进行分析，为系统的优化提供更好的支持。
CTCS系统详细介绍
第一章列车运行控制系统在国内外发展现状近年来随着人工智能技术，计算机及其相关技术的飞速发展，世界各国都开始了用高新技术改造传统铁路运输模式的研究，目的在于提高铁路运输效率，增强铁路运营安全，提高服务质量，减少环境污染。
如作为欧洲21世纪干线铁路总统解决方案的欧洲铁路运输管理系统ERTMS，法国铁路的连续实时追踪自动化系统ASTREE，日本新干线的列车运营管理系统COMTRAC和COSMOS,北美的先进列车控制系统A TCS，列车间隔控制系统PTS和PTC，美国旧金山港湾铁路的先进列车控制系统AATC，日本的新一代列车控制系统ATACS 及计算机和无线电辅助列车控制系统CARA T等。
其中代表世界先进水平的高速铁路列控系统的如德国LZB系统：采用轨道环线电缆传送列控信息；日本DS-ATC系统：采用有绝缘的数字轨道电路传送列控信息；法国UM2000+TVM430系统：采用无绝缘数字轨道电路传送列控信息（分级控制）；但以上三种高速列控系统均采用大量专有技术，相互间不兼容，技术平台不开放。
欧洲ETCS系统：为实现欧洲铁路互联互通，欧盟组织确定了适用于高速铁路列控的标准体系，技术平台开放；基于GSM-R无线传输方式的ETCS2系统，技术先进，并已投入商业运营；欧洲正在建设和规划的高速铁路均采用ETCS列控系统，是未来高速列车控制系统的发展方向。
我国铁路地域广大、列车种类繁多、提速以后线路允许速度不统一，同为绿灯却有多种速度含义。
另外，我国铁路行车主要特点是客货混跑、高低速列车共线运行，这样必然要求客货列车均需装备ATP，从而使得我国发展ATP的难度明显大于国外。
我国铁路实行以地面信号为主、以机车信号为辅的行车方式，对列车运行实行开环控制，依靠司机严守信号保证行车安全。
因此，习惯于现有机车信号＋监控装置的控车模式。
目前，机车普遍安装的通用机车信号未达到主体化的水平。
机车信号基于轨道电路和站内电码化，但轨道电路制式繁多，有的根本不能满足“主体化”的要求，将面临淘汰。
列车预警器原理
列车预警器原理
列车预警器是一种用于保障铁路交通安全的设备，其原理主要是通过检测火车的运行状态和环境变化，及时发出警示信号，提醒驾驶员注意潜在的危险。
具体来说，列车预警器由传感器、信号处理器和警示装置组成。
传感器负责感知火车的运行状态和环境变化，如车速、轨道状况、天气等，这些传感器可以是加速度传感器、压力传感器、光电传感器等。
它们会不断地采集数据，并将其传送给信号处理器。
信号处理器是列车预警器中的核心部分，负责对传感器采集到的数据进行处理和分析。
首先，它会根据传感器的数据计算出火车的运行状态，如速度、加速度等。
然后，它会与事先设定的安全标准进行比较，判断是否存在危险情况。
如果超出了安全标准，信号处理器会发出警示信号，并将相关信息传送给警示装置。
警示装置根据信号处理器的指令，发出相应的警示信号，以提醒驾驶员注意潜在的危险。
这些警示信号可以是声音、光线或震动等形式，具体的方式可以根据实际需要进行调整。
无论是哪种形式，警示装置都应该具有足够的强度和准确度，以确保驾驶员能够及时接收到警示信息。
此外，列车预警系统还包括列车定位和列车间无线通信等技术。
列车定位采用惯性导航系统实现列车自主定位，而列车间无线通信则用于实现列车间的信息交换和协同运行。
总的来说，列车预警器的原理是通过传感器采集数据，信号处理器进行处理和分析，并通过警示装置发出相应的警示信号。
这种设备可以提高铁路交通的安全性和可靠性，减少事故的发生。
火车到站自动预警系统
火车到站自动预警系统
火车到站自动预警系统的基本原理为在火车站设置多个探测器，这些探测器可以通过红外线、雷达信号等方式实时监测火车的位置和速度，并通过数据传输系统将这些监测数据发送至中央控制平台。
中央控制平台利用先进的数据处理技术，对监测到的火车位置、速度等信息进行计算分析，预测火车到站时间，并且通过互联网或者其他方式将预测结果传递到火车站的LED屏幕、站务管理系统和旅客手机端等工具上。
同时，如果火车的进站速度出现异常，系统也会及时地发出报警信号，提醒相关员工及旅客注意安全。
火车到站自动预警系统的优势十分明显。
首先，通过自动化技术的运用，系统能够实现火车到站时间的实时监测与预测，极大的提升车站管理工作的效率和准确度。
其次，系统可以将实时数据推送到旅客的手机端或者其他信息发布平台，让旅客在家或者在车上随时了解火车到站信息，减少等待和排队的时间，提高旅游的品质。
此外，火车到站自动预警系统还能够减少车站员工的工作负担，降低工作强度，改善工作环境，提升员工工作的积极性与绩效。
当然，随着科技的快速发展，火车到站自动预警系统也面临着一些技术难题，比如数据的准确性和实时监测的稳定性。
为了解决这些问题，需要对系统的技术配置和运行过程进行全方位的监管和管理，提高技术的可靠性与稳定性。
总之，火车到站自动预警系统是一种十分实用的工具，不仅提高了工作效率和服务质量，也为旅客提供了更加便捷和可靠的出行服务。
未来，随着技术的进步和更新，火车到站自动预警系统将会发挥更加重要的作用，进一步增强运输的数字化和智能化，为人们的生活带来更多的便利。
CTCS2系统原理、车载设备介绍
BEIJING HOLLSYS CO.,LTD.
列控车载设备（ATP）总体结构-BTM和BTM天线
C T C S
BTM单元通过BTM天线，接收来自地面应答器线路数据 ；
将正确的信息传输至安全计算机 ；
来自应答器的数据包括线路参数信息、进路信息、临时限速信息 以及级间切换等信息 ；
CTCS2系统原理
C T C S 总体描述 系统构成-地面设备
2
系 统 原 理
系统构成-车载设备
列控系统框图
ATP控车范围
2014-6-25
3
BEIJING HOLLSYS CO.,LTD.
1、总体描述
CTCS-2是基于点式应答器、轨道电路传输列车运行控制信息的点连式系统。
C T C S
2015122260aabbccddeeff待机待机完全监控完全监控部分部分监监控控目目视视行行车车调车调车隔离隔离11待机待机启动键启动键调车键调车键停车停车隔离隔离隔离隔离22完全完全监监控控侧线发车时侧线发车时应答器信息丢应答器信息丢失失引导接车引导接车目视键目视键停车停车22分分停车信停车信调车键调车键停车停车隔离隔离隔离隔离33部分部分监监控控通过应答器通过应答器时确定位置时确定位置目视键目视键停车停车22分分停车信停车信调车键调车键停车停车隔离隔离隔离隔离44目目视视行行车车允许行车信允许行车信息息确定位确定位允许行车信息允许行车信息未确定位置未确定位置调车键调车键停车停车隔离隔离隔离隔离55调车调车调车键调车键接接收收132132包包缓缓隔离隔离隔离隔离66隔离隔离隔离隔离正常正常ccttccss22车车ctcsctcs22级各工作模式之间的切换级各工作模式之间的切换注
列车运行自动控制(ATC)系统分析
24
（3）列车运行控制
1)列车进入系统的自动控制
2)站台控制
3)“跳停”（指列车在该站不停车的功能）
4)下一车号的设定
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（四）时刻表控制功能 时刻表控制功能仅供调度员使用，以管理和调整在
线时刻表和计划时刻表，计划时刻表是指：准备投入 在线控制的时刻表，而在线时刻表是指：正投入在线
控制的时刻表。调度员选择时刻表管理员所创建的某
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（二）列车的描述功能
列车描述包括三部分内容：即车次号、司机号和列
车号，它们各有五位数组成。
其中车次号的前三位为运行号，后二位为目的地号，
运行号是运行列车的标识，是系统把列车和时刻表相联
系的基础，也是系统控制和表示列车的基础。
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目的地号指明列车运行的终点站，它是系统触发车 站信号控制的重要参数，据此可以为列车自动排列进 路。在运行过程中，系统将各次列车的目的地号，传 送给车站信号设备，以控制列车进路，所以车次号是 列车描述中很重要的部分。 司机号由司机在车上人工输入，并通知调度人员， 说明哪一位司机在操纵哪一列车。 列车号的设置，是为了使系统跟踪列车的运行，从 而产生车辆运行里程报告。
ATC系统的组成
控制中心是指挥整条线路列车运行的智囊，由 ATS子系统来完成这个功能，也可以理解为控制 中心只有ATS 子系统；联锁集中站的信号设备， 具体执行控制中心的操纵指令，负责列车的安全 运行，完成与列车的信息交换，所以联锁集中站 具有ATC 系统的三个子系统，也就是由ATS、 ATP、ATO 三个子系统相配合，来完成这些功能。
ATS子系统
列车自动监控（ATS）子系统，是指挥列
车运行的监控、监督设备。它主要完成列 车的调度和跟踪、列车进路的控制和表示、 系统状况、报警信息的显示和记录，统计 汇编、系统仿真和诊断。
客专CTCS3-300T列控系统技术资料
第一章列控系统设备第一节、列控系统原理一、CTCS-3级列控系统主要技术原则1.CTCS-3级列控系统满足运营速度350km/h,最小追踪间隔3分钟的要求。
2.CTCS-3级列控系统满足正向按自动闭塞追踪运行，反向按自动站间闭塞运行的要求。
3.CTCS-3级列控系统满足跨线运行的运营要求。
4.CTCS-3级列控系统车载设备采用目标距离连续速度控制模式、设备制动优先的方式监控列车安全运行。
5.CTCS-2级作为CTCS-3级的后备系统。
无线闭塞中心或无线通信故障时，CTCS-2级列控系统控制列车运行。
6.全线无线闭塞中心（RBC）设备集中设置。
7.GSM-R无线通信覆盖包括大站在内的全线所有车站。
8.动车段及联络线均安装CTCS-2级列控系统地面设备。
9.在300km/h及以上线路，CTCS-3级列控系统车载设备速度容限规定为超速2km/h报警、超速5km/h触发常用制动、超速115km/h触发紧急制动 (250km/h以下10km/h紧急制动) 设置。
10.无线闭塞中心（RBC）向装备C3车载设备的列车、应答器向装备C2车载设备的列车分别发送分相区信息，实现自动过分相。
11.CTCS-3级列控系统统一接口标准，涉及安全的信息采用满足IEC62280标准要求的安全通信协议。
12.CTCS-3级列控系统安全性、可靠性、可用性、可维护性满足IEC-62280等相关标准的要求，关键设备冗余配置。
二、CTCS-3级列控系统控车原理1.在CTCS-2级列控系统的基础上，地面增加RBC设备车载设备增加GSM-R无线电台和信息接收模块，实现基于GSM-R无线网络的双向信息传输，构成CTCS-3级列控系统。
2.基于无线信息传输，无线闭塞中心RBC经过GSM-R网络接收来自地面设备信息，生成行车许可再经过GSM-R网络传输地面和车载沒设备，机车乘务员凭车载信号行车，用于300-350km/h线路(见下图)。
2三、CTCS-3级列控系统主要设备功能1.车载设备生：成连续速度控制曲线；监控列车安全运行；发送列车位置；速度等信息。
CTCS-3级中国列车控制系统介绍
CTCS应用等级3(简称C3)：是基于无线传输信 息并采用轨道电路等方式检查列车占用的列 车运行控制系统。点式设备主要传送定位信 息。
CTCS-3级列控系统概述
车载设备与地面设备的接口
►地面传递到车上的信息有三种方式，一种是 连续信息方式，另一种为点式信息方式。连 续信息主要通过地面轨道电路来发送，点式 信息主要通过地面应答器来发送，都为单向 信息。第三种是无线方式，无线方式可以实 现车地之间的实时信息交互。
►移频轨道电路有多种制式，有ZPW-2000、 UM71、国产4信息、8信息、18信息移频等。
►两种车载工作方式可选择：设备制动优先和 司机制动优先。
►无线信息接收与处理功能：无线子系统与 RIM配合来负责实现与地面无线系统的GSMR无线连接。RSS模块包含移动终端、电源和 滤波器，能够实现GSM-R调制解调器功能。 它与放置在轨道车辆车顶上的GSM-R天线相 连。
列控车载设备的构成
►安全计算机：安全计算机（VC）是列控车载 设备的控制核心，负责从其他各个子模块以 及相关地面设备获取信息，根据列车制动力， 线路信息，临时限速信息，生成制动模式曲 线；并把列车运行速度与模式曲线相比较， 输出相应制动，来保证列车的安全运行。
►人机界面：完成列控车载设备与司机的交互 功能。它具备图形，语音以及文本显示功能， 可以直观地提供给司机各种状态和控制信息。
►测速测距单元：通过安装在车轮上的速度传 感器获得速度信号，并将此信息发送到相关 各模块。
►司法记录单元：将列控车载设备的动作，状 态，以及司机的操作等信息进行记录，当故 障发生或进行数据分析时可以通过相应的下 载手段将数据下载下来，供技术人员进行分 析。
中国列控系统简介
CTCS-2列控系统简介摘要列车速度的不断提高，靠地面信号行车已不能保证行车安全，必须靠车载信号设备对列车实施运行控制，A TP已成为行车安全不可缺少的重要技术装备。
20年纪90年代以来，世界范围内掀起了一个轮轨高速铁路建设的新高潮，其特点集中表现在高速度、高舒适度、高安全度和高效率。
近年来，作为世界上铁路最发达的地区，欧洲铁路公司和信号公司在对各自的既有信号系统进行升级改造的同时，在欧盟委员会和国际铁路联盟的推动下，为信号系统的互联和兼容问题制定了相关的技术标准，并研制和开发了相关的产品，其中就包括列车运行控制系统——ETCS标准。
为推动我国铁路运输事业的发展，从2002年开始，铁道部就组织有关专家开始了中国列车运行控制系统（CTCS）相关技术标准的修订工作，并先后颁布了《CTCS 2级技术条件（暂行）》等一系列技术文件。
目前，我国铁路在经历了先后五次的大提速后，列车最高运行速度已经达到了每小时160公里，但铁路也始终面临着公路、航空等其他运输方式的激烈竞争。
随着人们物质、文化、生活水平的提高，对铁路运输的效率、舒适和便捷程度都提出了更高的要求，铁道部于2005年提出了的第六次铁路提速的宏伟计划，要求在既有的七大干线上实现200km/h的客运列车运行速度，同时建设和开通铁路客运专线，进一步提高铁路运输服务的总体水平。
随着我国铁路跨越式发展战略的实施，实现全国铁路的第六次大提速，将列车最高运行速度提高到200km/h或更高，是进一步提高铁路运输服务总体水平，满足人民群众日益增长的出行需求的重要举措。
通过轨道电路完成列车占用和完整性检查，连续向列车传送控制信息，并采用大容量点式应答器向高速列车传送定位信息、进路参数、线路参数、限速和停车信息等，是CTCS2级确定的列车运行控制方式。
关键字：CTCS2级；列控系统；铁路运输；ETCS标准一CTCS-2列控系统简介1.1 相关名词1. CTCS-2 Chinese Train Control System Level 2中国列车控制系统2级2. ATP( Automatic Train Protection )列车自动防护3. ETCS European Train Control System 欧洲列车控制系统4. ATO（Automatic Train Operation）列车自动驾驶系统5. ATS（Automatic Train Supervision）列车自动监控系统6. CTC （Centralized Traffic Control）调度集中7. LEU（Line side Electronic Unit）轨旁电子单元8. ATC(Automatic Train Control) 列车自动控制系统9. GSMR（GSM for Railway）铁路专用全球移动通信系统10.LKJ 列车运行监控装置1.2 概述既有线提速、客运专线建设和高速铁路研究，对信号技术的发展既提出了新的挑战，也提供了难得的发展机遇。
列车测速仪常见故障分析及改进建议
列车测速仪常见故障分析及改进建议随着社会的不断发展，列车成为了人们出行的重要交通工具，而列车测速仪作为列车的重要设备之一，对于列车的运行安全和正常运行起着至关重要的作用。
列车测速仪在使用过程中难免会出现一些故障，影响列车的正常运行。
对列车测速仪常见故障进行分析，并提出相应的改进建议，对于保障列车运行安全和正常运行具有重要意义。
一、列车测速仪常见故障分析1. 传感器故障列车测速仪的传感器是测速仪的核心部件，其主要作用是检测列车的速度，并将检测结果传输到测速仪系统中。
如果传感器出现故障，就会导致列车的速度无法正常检测，从而影响列车的正常运行。
传感器故障的主要原因可能是传感器损坏、连接线路断开或者连接线路短路等。
2. 测速仪系统故障列车测速仪的系统故障是列车测速仪常见的故障之一。
系统故障可能会导致列车测速仪无法正常工作，甚至出现误差。
系统故障的主要原因可能是系统软件出现bug、硬件损坏或者系统电路短路等。
3. 零部件磨损随着列车测速仪的使用时间增长，零部件势必会出现磨损，从而导致测速仪的故障。
比如测速仪的显示屏出现老化、按键失灵或者连接线路老化等，都有可能导致列车测速仪无法正常工作。
以上列举了列车测速仪常见的故障，而这些故障一旦出现就有可能对列车的运行安全和正常运行产生影响，因此急需对这些故障进行改进建议。
二、列车测速仪的改进建议1. 提高传感器的稳定性和耐用性传感器作为列车测速仪的核心部件，其稳定性和耐用性对于列车测速仪的正常运行至关重要。
厂家在生产传感器时应该在材料和工艺上下功夫，确保传感器具有较高的稳定性和耐用性，从而减少传感器故障对列车的影响。
为了及时发现列车测速仪系统的故障，厂家可以在系统中添加故障检测和报警机制，及时发现和报警列车测速仪系统的故障，从而提高列车测速仪的使用安全性。
3. 采用高耐用性材料为了解决列车测速仪零部件磨损的问题，厂家可以在列车测速仪的设计中采用高耐用性的材料，延长列车测速仪的使用寿命，减少由于零部件磨损导致的故障。
CTCS3级列车运行控制系统
ZPW-2000 车车车车
车
车
车车
CTC车 车
车车
车车
车车
车车车车
车车车车
车车
车
CTC
车车车
车车 车车车
综合 车 修车
临时限速 操作终端
车车
车车
车车
车车车
车车
接口
车车车
车车车
车车车
车车车
临时限速服务器
轨旁 电子单元
ZPW-2000 车车车车
ZPW-2000 车车车车
轨旁 电子单元
车车车 车车车车
车车
（铁路线路）长度超过600km时，应将网络环路分割成不同子环网。各相邻子环
网间应采用三层工业以太网交换机进行连接。
9
CTCS-3级列控系统构成－ATP结构
GSM-R 电台
DMI-1
DMI-2
列车转换 网关
记录器
输出 接口
Local MVB
电源
输入 接口
动车组
C3 控制单元
SDP控制 单元
C2 控制单元
12. CTCS-3级列控系统统一接口标准，涉及安全的信息采用 满足IEC 62280标准要求的安全通信协议。
13. CTCS-3级列控系统安全性、可靠性、可用性、可维护性 满足IEC 62280等相关标准的要求，关键设备冗余配置。
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CTCS-3级列控系统结构
车
车车车车车车车车车车车车
车车车车车车车
MVB
车车车车车车车
GSM-R 车车
车
DMI
DMI
车车
车车
车车
车车
车
MVB
列车转换网关
车车车
CBTC系统介绍
State 状态
Appearance 显示
45
October 2002
ATS 列车表示示例4
Train Emergency Brake Status 列车紧急制动状态 State 状态 Appearance 显示 No Emergency Brakes 无紧急制动 Emergency Brakes Applied 紧急制动启动
台安装两个接近盘。 每个TrVOBC单元安装一个接近传感器,接近传感器用 来检测安装在轨旁的接近盘
在检测到车速为零时，TrVOBC 命令牵引禁止， 并启动机械制动
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列车位置确定
列车采用应答器来确定列车位置 • 系统使用校准应答器来提供明确的轨道位置标 志，确定已行进距离 • 在两个应答器之间，列车位置由输入的转速计 信号而确定。 • 定位精度高，为厘米级。
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AP 天线
• 根据线路条件，天线可以采用多种安装方式：墙面安装、顶棚安装、立柱安装 • 天线的位置设置使得相邻AP的信号可以重叠覆盖整个线路。这种重叠提供了轨旁 无线信号的冗余，如果一个AP或者隔一个AP交替发生故障，都能确保连续的无线 覆盖。
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轨旁计轴设备
• 轨旁计轴设备一般安装在信号机和道岔区段处
– 线路参数 – 障碍物属性 – 车辆属性 – 当前的车辆状态
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移动授权和安全距离
Limit of Movement Authority 移 动授 权极 限 Braking Distance 制 动距 离 Supervised Maximum Velocity 被监 督 的 最大速 度 Safety Margin 安 全余 量 Supervised Braking Curve 被监 督 的 制 动曲 线
CTCS-2列控系统
车载
机车信
设备
号 LKJ
BMT
ATP
GSM-R
适应最 高速度
160 km/h
160 km/h
200-250 km/h
（理论300 km/h）
300-350 km/h
RBC GSM-R
GSM-R
高速和 特殊线路
级间转换
CTCS-2级（ATP)
CTCS-0/1级
正向预告点
切换点
反向预告点
26
级间转换
车站正线采用与区间同制式的轨道电路，侧线采用与区间 同制式的叠加电码化设备。
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CTCS-1级
点式信息设备 宜设置在车站附近，主要用于向车载设备传输定位信息。
(2)车载子系统组成 主体机车信号
完成轨道电路信息的接收与处理。 点式信息接收模块
完成点式信息的接收与处理。 安全型运行监控记录装置
6
a.总体规划
我们在充分借鉴欧洲发展ETCS成功经验的基础 上，经过充分调查研究和专家论证，已对CTCS 作出了总体规划。中国发展CTCS技术既要兼顾 既有设备的现状，也要充分考虑未来的发展， 避免造成人力物力的浪费和制式的混乱。
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b.系统设计
ATP是由地面信号设备和车载设备共同组成的闭环高安全系统， 是地面联锁向车载设备的延伸，在此基础实现了以车载设备 为主的行车方式。
CTCS-4级
(2) 车载子系统组成
无线通信（GSM-R）车载设备
作为系统信息传输平台完成车－地间大容量的信息交 换。
测速模块
需要时，实时检测列车运行速度并计算列车走行距离 。
设备维护记录单元
对接收信息、系统状态和控制动作进行记录。
CTCS-4级
列车自动测速报警系统的研制
列车自动测速报警系统的研制许东光;马春华【摘要】近年来,随着列车性能的增强以及铁路路况的改良,列车的行驶速度已经有了很大程度的提升.但是,高速行驶的列车给铁路的维护带来了很多的麻烦.在铁路施工段偶尔会因为列车速度过快或者未减速,造成铁轨损坏、铁路工人受伤和交通事故等的发生.所以,我们必须开发列车自动测速与报警系统,安装在施工路段附近.每当列车经过测速传感器时,系统就会测出列车通过的速度,并通过其附带的无线发射器,将列车的速度传输给列车司机和施工路段的工人.列车司机接收到系统语音提醒后开始将列车速度降低到安全速度范围,行驶过施工路段,以免发生安全事故.本文研究了一种基于AT89C51单片机的列车自动测速报警系统,且对该系统的功用、硬件结构、测速电路以及系统软件等方面进行了一系列具体的讨论.【期刊名称】《南阳师范学院学报》【年(卷),期】2019(018)001【总页数】5页(P9-13)【关键词】自动测速;传感器;AT89C51单片机【作者】许东光;马春华【作者单位】南阳师范学院网络管理中心,河南南阳473061;南阳师范学院机电工程学院,河南南阳473061【正文语种】中文【中图分类】TP216铁路列车自动测速器是一种基于AT89C51单片机作为主控单元的自动控制装置.自动测速器会打印出一张记录列车超速情况的纸带，这条纸带可以用来进行备案和作为向有关部门报告的材料.自动测速器是一种用于野外的电子仪器，所以，必须进行防雨等处理[1].自动测速器用AT89C51单片机作为其主控单元，充分利用了单片机软件功能对于列车速度的控制，大大缩减了硬件电路的使用，缩减了系统的形状大小和功率消耗[2].微型轮式字符打印机作为自动测速器的内在配置，结构简单，修护简便，所需驱动电流很低.因为自动测速器总体消耗的功率比较小，所以我们采用充电电池为电源，电池充满电能够持续运行两天半左右，户外工作时，自动测速器使用起来很方便.自动测速器总体设计要求是体积小、密度小及功率消耗小.1 列车自动测速目标和方法图1 装置安放图(1)安全保护：不允许列车在没有行车许可的状态下行驶；不允许列车超速行驶；不允许列车行驶速度高于进入该路段的限定速度；不允许列车超出临时车速限制和紧急车速限制；不允许列车超出铁路相关运转设备的限定速度；不允许列车溜逸.(2)人机交互:可以以字符、数字和图形等样式显示出列车的运行速度、允许速度、目标速度和目标距离；可以实时给出列车超速、制动等显示及设备故障状态的报警.(3)检测功能：具备启动自检和实时检测功能、具有关键数据和关键动作的记录功能及监测接口.(4)可靠性和安全性：根据信号故障导向安全系统的设计原理，利用冗余构造，满足电磁兼容的准则.如图1，在距离施工路段前后L的地方分别安装一组列车自动测速报警系统.列车上行方向上的传感器组分别为a、b，沿着轨道间隔0.5 m安装，并使用不易腐蚀的器具将其固定在轨道旁，以检测此时列车的行驶速度并对超出限速值的列车给出报警提示.但不对下行方向行驶来的列车进行干预[3].列车下行方向上的传感器组分别为c、d，同样沿着轨道间隔0.5 m安装，并使用不易腐蚀的器具将其固定在轨道旁,以检测此时列车的行驶速度并对超出限速值的列车给出报警提示.但不对上行方向行驶来的列车进行干预.两组检测原则一样.2 系统功能需求2.1 当列车经过自动测速传感器时，自动测速器测出其行驶速度(测速范围为10～400 km/h)，且将列车的行驶速度、通过时间、股道、上下行方向行驶等数据储存起来.如果此时列车的行驶速度超出限定值，自动测速传感器就会使用无线发射器向列车司机和路段检修工人发出报警，列车司机接到报警后开始降低列车速度，检修工人及时让行，使列车安全地经过检修路段.2.2 该系统能够储存一天以内经过的全部列车的相关数据，具备查询打印、保存、删除全部数据的功能[4].2.3 该系统具备设置速度报警限定值的功能,一次增加10 km/h或减少10 km/h.2.4 该系统具备电源监测功能和强抗干扰的性能.3 系统的硬件设计列车自动测速报警系统的硬件由电源监测电路、速度传感器、单片机主控单元、打印机驱动电路、显示电路等模块组成,如图2所示.图2 硬件结构图3.1 电源模块列车自动测速报警系统采用充电电池作为电源.随着系统运行的时间变长，电池电压随之降低.要使系统正常运行，必须有稳定的电压.所以，电池需要通过三端稳压模块后才能作为系统电源，并装置一组牢靠的复位电路、看门狗和低电压监测电路[5].该系统采用max808芯片，拥有看门狗和低电压报警功能，当电池电压过低时，监测电路发出报警，提醒工作人员更换电池组，如图3所示.由于使用CPLD和I2C总线技术，其本身就拥有强抗干扰性能[6]，也可使用软件冗余的方法提升抗干扰性能.图3 max808芯片3.2 测速传感器模块列车自动测速报警系统的速度传感器选用电磁式有源探测器，工作原理如图4所示.把两组探测器安装在轨道旁，间隔0.5 m，如图5所示.当列车车轮接近探测器时，改变探测器内线圈的磁场，通过放大整形电路向主机传送出一个脉冲信号[7].主机接收到两组探测器传送来的信号后，依据两组信号到达的间隔时间，计算列车的行驶速度.为了防止探测器发生故障不能正常运行，每一次运行时，系统需要检测探测器.若探测器故障就发出报警，提醒相关人员对其进行检修.3.3 打印机驱动电路列车自动测速报警系统装配的微型轮式字符打印机，是一种可以选用电池作为电源的微型打印机，具有结构简单、修护便利、工作电流小等特性.打印机工作的时候打印轮转动,当字符或数字位于打印位置时发送一组脉冲信号，主机计算信号数量确认应该打印的字符或数字.所以，想要打印机正常运作就要保证信号数量的精准.使用硬件滤波电路和互锁电路,以保证主机接收到的是方波脉冲信号,才能使打印机正确无误地执行打印任务[8].打印机驱动电路如图6所示.图4 探测器工作原理图图5 探测器安装图图6 打印机驱动电路3.4 功能键速度检测系统装备有“预置”“调整”“复位”“走纸”四个功能键，完成限定速度值的设置、日期和时间的调节、系统复位、打印机走纸等功能.键盘电路如图7所示.图7 键盘电路图4 系统的软件设计4.1 系统监控软件列车自动测速报警系统有五个功能.工作人员能够使用操作面板上的功能键对其调节.其五个功能分别为测速发射、参数设置、资料查询、打印输出和通信[9].系统的监控软件流程如图8所示.4.2 系统测速软件列车自动测速报警系统的软件分为三方面：主程序、INT0中断服务子程序、INT1中断服务子程序[10].主程序首先要为开机后的系统进行初始化，然后周期性监测预设、走纸、打印、设置限定速度等功能按钮的键入信号.按击按钮，主程序将履行相关的功能.检查数据、超速报警、打印数据等全部在中断服务子程序中进行.图8 监控软件流程图图9 测速软件流程图列车的行驶速度的检测由两个中断服务子程序进行[11].两组测速探测器的信号各自发送到INT0和INT1.假如INT0第一个接收到探测器传送的脉冲信号，那么系统判定列车由上行方向行驶而来.在INT0中断服务子程序中运行单片机的计时器，计算时间，等到INT1收到探测器传送的脉冲信号后，INT1中断服务子程序将读出计时器的数据，就可以得出列车通过0.5 m距离的时间，通过运算得出行驶的速度.下行方向行驶来的列车,用相同的办法检测速度，通过INT1中断服务子程序运行计时器，INT1中断服务子程序将读出计时器的数据，然后得出列车速度.所有通过测速探测器的车轮，系统逐个检测.测量的每个车轮的速度和之前检测的最高行驶速度进行对比.假如比之前的最高速度快，就采用此次检测的速度代换.假如检测出本次列车的最高速度比系统预设的限定速度快，就向相关人员报警，且等到列车经过后打印出列车超速的相应资料，检测软件流程图如图9所示.4.3 打印机驱动程序打印机驱动程序要精确地记录打印机的脉冲数，才可以得出准确的打印字符.打印机的计数脉冲和回零脉冲全都传入主机的外部中断INT0和INT1，该程序用INT0中断服务子程序记录打印机的计数脉冲，用INT1中断服务子程序记录打印机的回零脉冲[12].因为数据资料是在列车完全驶过探测器后打印出来的，打印和检测的运行时间段不一样，所以中断服务子程序中采用软件进行自动转换打印和检测功能.5 结束语列车自动测速报警系统操作简单，只用设置好限定速度，开机后自动进行速度检测、超速报警、打印检测数据等任务，极大地减少了工作人员的工作量.列车自动测速报警系统以牢靠的工作性能，取得了轨道维护工人的信任，使用前景十分宽广.今后，还可以在该系统基础上增加红外设备，使用红外信号把检测出的数据传输出去，然后用可以接收红外信号的仪器接收并储存系统传送的资料，这种仪器方便携带，而且能够使用PC机读取储存在上面的检测数据并进行分析处理.参考文献【相关文献】[1] 钱升,费炳锉.微型计算机控制原理与应用 [M].长沙：湖南科学技术出版社,1985.[2] 张友德，赵志英，涂时亮.单片微机原理应用与实验 [M].上海：复旦大学出版社,2010.[3] 张积东，孙积策，夏华龙.单片机51/98开发与应用 [M].北京：北京电子工业出版社，1994.[4] 郝文莲.单片机与CPLD综合应用技术分析[J].南方农机,2018,49(14):89.[5] 李华.MCS-51系列单片机实用接口技术[M].北京：北京航空航天大学出版社,1993.[6] 付慧生.复杂可编程逻辑器件与应用设计[M].徐州：中国矿业大学出版社,2005.[7] 张晞,王德银,张晨.MSP430系列单片机实用C语言程序设计 [M].北京：人民邮电出版社,2005.[8] 常健生.检测与转换技术 [M].北京:机械工业出版社，2004.[9] 郑郁正.单片机原理及应用 [M].成都：四川大学出版社, 2003.[10] 李育才.MCS-51系列单片微型计算机及其应用[M].4版.南京：东南大学出版社，2006.[11] 李升.单片机原理与接口技术 [M].北京：北京大学出版社，2011.[12] 赖寿宏.微型计算机控制技术 [M].北京：机械工业出版社，2012.。
CTCS2-200 H型车载列控系统介绍
CTCS2－200H型车载列控系统列车控制系统是保证列车安全、高效的重要设备。
目前，铁路信号已经从传统的方式，即以地面信号显示传递行车命令，机车司机按行车规则操作列车运行的方式，发展到了根据地面发送的信息自动监控列车速度，并由车载列控系统实施运行控制的方式。
－200H型车载列控系统，是在日本数字ATC系统的基础之上，根据我国CTCS技术标CTCS2－200H型车载列控系统的引进开发，对实准的要求，引进开发的新一代列车控制系统。
CTCS2现我国列控技术与国际接轨，加快发展我国CTCS建设具有重大意义。
1. 列控系统总体结构列控系统由地面设备和车载设备构成，其中列控系统地面设备主要由车站列控中心、ZPW-2000轨道电路、应答器设备等组成。
－200H型车载列控系统由车载安全计算机、轨道信息接收单元（STM）、应答器信息CTCS2接收单元（BTM）、制动接口单元、记录单元、人机界面（DMI）、速度传感器、轨道信息接收天线、应答器信息接收天线等组成。
系统结构图见图1。
图1：列控系统结构1.1. 安全计算机安全计算机是ATP装置的核心部分，负责从ATP各个模块搜集信息，依据轨道电路信息、列车制动力、线路坡度、列车运行速度和列车编组等信息，按照列车牵引计算模型的要求，生成制动模式曲线并把列车运行速度与模式曲线相比较，必要时通过故障安全电路向列车输出制动信息，控制列车安全运行。
安全计算机由功能完全相同的2个系统（第1系统、第2系统）构成。
各个系统包含两个功能相同的CPU（A系、B系），每个CPU的处理结果与另一CPU的处理结构校准。
如果A 系、B系两个CPU的处理结果不一致，则会作为故障处理。
以保证列车控制的安全性和设备的冗余性。
安全计算机的核心安全逻辑由FS-LSI（故障安全LSI）实现。
FS-LSI对两个CPU的运算结果（制动指令条件等）输出进行校核，如果校核不一致就立即进行故障检测，确保故障安全。
1.2. STMSTM又称为轨道信息接收单元，该单元通过STM天线(感应器)接收轨道电路信号，解调轨道电路上传的信号信息，并将解调的信息传递给安全计算机，为安全计算机生成制动模式曲线提供依据。
列车运行自动控制(ATC)系统
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（三）列车运行调整功能
（1）系统调度模式的设置
不同的线路其系统调度模式不尽相同，一般有四种 模式：自动调整模式、人工调整模式、人工调度模式 和全人工模式，不同的调度模式反映了系统自动控制 的程度。
自动调整模式是调度自动控制最高级别，系统除具有人工调整
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模式的全部功能外，还具有自动调整功能，能根据时刻表，自动 地调整列车停站时间及运行等级，以保证列车的安全、正点运行。 人工调整模式指运行调整要依赖于调度员，系统除具备人工调 度模式的自动控制功能，还具有自动调度功能，即根据时刻表和
ATC系统的组成
控制中心是指挥整条线路列车运行的智囊，由 ATS子系统来完成这个功能，也可以理解为控制 中心只有ATS 子系统；联锁集中站的信号设备， 具体执行控制中心的操纵指令，负责列车的安全 运行，完成与列车的信息交换，所以联锁集中站 具有ATC 系统的三个子系统，也就是由ATS、 ATP、ATO 三个子系统相配合，来完成这些功能。
调度模式，按时自动地调度列车从折返站（或车辆段）出发。
人工调度模式是指列车的调度和运行的调整依赖于调度员指挥， 但系统具有自动进路功能，也具有时刻表和车号自动管理功能； 全人工模式系统的自动控制功能不起作用，所有的控制、调度、 调整均依赖于调度员指挥。
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（2）列车调度方式的设置
自动调整模式中，列车调度方式有二种，这是指两 列车都在终端折返线，折返线1的列车折返；还是折返 线2的列车出发？其调度方式有两种，一种是按列车运 行顺序来调度列车的方式；另一种是按列车的车号来 调度列车的方式。
顺序为ATP报文产生功能生成相应的报文。对于每个
占用的音频轨道电路产生单独的报文。
3. ATP车载功能
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图2 信号采集模块图:
(3)、时钟模块：
时钟模块使用SD205８时钟芯片, SD205８是一种具有标准IIC 接口的实时时钟芯片, CＰU 可使用该接口
（7）、限速反馈模块:
(8)、电源模块:
电源模块选用变压器， 将220V 交流电压变换成７5V 交流电压, 再利用桥式整流电路, 将交流电压转换
成直流电压。通过稳压芯片78０5, 将直流电压稳定为+ 5V 的工作电压。原理图如图8所示。
图8 电源模块
四、 系统的软件设计:
本课题的主要思想就是检测车速以及超速后的自行报警, 并且将车速和时间显示在七段码显示器上。
[ 2]周越主编单片机原理实验实训教程北京: 水利水电出版社,
[ 3] 周越主编单片机应用技术北京: 水利水电出版社,
(4）、LＥＤ显示模块：
LEＤ显示模块使用7４ＬS273驱动8位LＥD 数码管, 用于段码的传输, ７4LＳ13８译码器控制数码管ห้องสมุดไป่ตู้位选。前6位数码管显示实时时间, 后2位显示速度值。原理图如图4所示。
图4 LED数码管显示电路图：
（5）、按键模块：
按键模块采用三个独立按键, 实现时间的调整。S２为功能键, 通过此键来选取要调整的小时、分钟和
本系统采用89S51单片机实现电动车测速报警控制。电路连接简单方便， 成本低， 功能强。该系统可以显示车速、设置时间、显示时间， 还可以将违规情况以数据形式保存在串行存储器中, 并发出声音警报， 同时报警灯闪烁。经过多次实验， 论证了该方法的可行性和实用性, 达到了设计要求。
六、参考文献：
[ 1]李全利单片机原理及应用技术北京: 高等教育出版社,
秒, 调整完毕后此键还有确定功能; Ｓ３为增加键, 当功能键选定后,按此键来增加选定项值; S４键用以减小
选定项的值。各项功能均通过软件实现， 如图6所示。
图６ 按键电路图：
（6)、报警模块:
采用三极管驱动蜂鸣器, 三极管驱动继电器并通过继电器控制LＥＤ 警示灯, 原理图如图7所示。
图7 报警电路图：
无论是城市还是乡村在经济的快速发展带动下,电动车数量越来越多，车速越来越快，这样对人的安全就会存在很多安全隐患还会造成威胁。正所谓“十次事故九次快”,可以看出在事故的多发中最重要的是速度问题，当然随之可见解决问题的方法最关键是要控制车的速度。本设计就是利用单片机实现电动车的超速报警。以及通过限速装置限制车辆的速度，并将以便管理。
通过６位地址寻址来读写片内６4字节寄存器的数据。SＤ20５８内置单路定时/报警中断输出， 内置时钟精度
数字调整功能, 可以在很宽的范围内校正时钟的偏差, 并通过外置的温度传感器可设定适应温度变化的调
整值, 实现在宽温范围内高精度的计时功能。该芯片是实时时钟的理想选择。原理图如图３所示:
图３ 时钟模块图:
本主程序从整个系统的上电复位开始运行, 然后对各种器件及单片机堆栈和参数进行初始化。进行信号采集, 显示车速和时间, 判断车速是否超速, 如超速则报警并反馈驱动限速装置限速, 如未超速, 则继续测速、显示。这就是整个电动车速度控制的主程序的设计思想。总体软件流程图如图9所示。
图９ 软件框图
五、结束语:
二、电路总体设计组成原理设计：
（1）总体电路设计要求：
系统实现的主要功能如下:
１）、实时显示电动车的形式速度;
2）、利用按键调整时间,实时显示正确的时间；
3）、当电动车超过规定的速度值时,违反情况以数据形式保存在串行储存器中，并发出声音报警，并且报警灯闪烁。
(２）、系统硬件的总体设计:
系统的总体结构如图1所示。它采用ＡT89C５1单片机为主控芯片，主要有电源模块、芯片采集模块、时钟模块、ＬED显示模块、按键模块、报警模块、ＡT４5DB161B串行储存器模块。其中ＡT89C51主要完成对外围硬件的控制以及信息处理功能;电源模块提供５V电源；信号采集模块TＩL113光电耦合器将采集到的高电平转换为5Ｖ脉冲；时钟脉冲提供LEＤ显示的实时时间；LED显示模块使用74LS273驱动数码管实现时间和速度的显示;按键模块主要用来调整时间;报警模块实现超速的声音报警和闪灯警告;反馈限速模块对速度进行设置并将速度比较并驱动限速装置进行限速,管理人员可进行取消报警。
列车测速报警系统
———————————————————————————————— 作者：
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ﻩ
天 津 大学网络教育学院
专科毕业论文
题目:列车测速报警系统
完成期限:2016年１月8日至2016年4月20日
学习中心:嘉兴
专业名称：电气自动化技术
学生姓名:计国锋
学生学号:1
指导教师：刘斌
列车测速报警系统
一、引言
本次设计一种基于８0C51单片机的测速报警系统，实现电动车的速度实时显示以及超速后的自行报警，并能通过反馈限制行驶速度,及时提醒过往车辆预防超速而出现危险,减少交通事故的发生，也可以通过限速装置减少因为刹车失灵而出现的部分事故,以保障驾驶人员的生命财产安全,减少损失。
图1 系统总体结构框图
三、电路硬件分块设计
(1）、主控模块：
主控模块主要采用AT89C51单片机,AＴ89C51是一个低功耗、高性能CMOＳ 8位单片机,芯片内集成了通过８位中央处理器和ISP F ｌａsh储存单元，可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
(2)、信号采集模块：
测试电动车转速传感器大多使用霍尔传感器，霍尔传感器是利用半导体材料的霍尔效应实现的磁电转换的一种传感器。，它具有灵敏度高、
主程序通常包括可编程硬件、输入、输出端口和参数的初始化, 信号采集、速度显示、超速报警程序; 子程序有键盘扫描模块、时钟程序模块和I2Ｃ 协议程序等。键盘扫描程序实现对时间的调整; 时钟程序模块主要包括时钟芯片的初始化、时间数据的读取与写入程序以及实时显示; I2C 协议程序主要是实现存储器与单片机之间数据的正确通信。