专利名称：列车车载大风预警系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及铁路大风预警领域，特别是一种列车车载大风预警系统。
背景技术：
在铁路运输过程中，大风翻车事故时有发生。为了减少大风翻车事故的发生，包括 德国、法国和日本在内的铁路运输大国都在积极地研究和开发铁路大风预警系统。目前， 国外的大风预警系统都为地面系统，主要由分布在铁路沿线的测风站和中央数据处理站组 成，用于监测强风高发地区的线路横向风速。我国铁路部门很早就开始监测和治理大风风 害，乌鲁木齐铁路局大风监测计算机信息系统兰新线部分基础工程于1998年建成并投入 使用，该系统由分布在铁路沿线风口的34套测风设备，自动监测车站或区间的实时风向、 风速；青藏铁路和京津城际客运专线都建成了大风预警系统，这些系统主要由铁路沿线多 个间距数十千米的测风站组成。气象资料表明在我国，能够导致列车翻车事故的强风天气系统大多是由特殊地 貌形成的局部强风和对流天气所形成的小尺度强风。这种局部强风或小尺度强风具有影响 地域面积小(一般为2-10公里)、持续时间短(通常为2-30分钟)、破坏力巨大(风速可 达30-40米/秒)等特点。因此，地面大风预警系统稀疏的风速监控网络难于对这种小尺 度强风进行监测。例如，1986年的日本大风翻车事故、2005年的日本大风翻车事故、2006澳 大利亚的大风翻车事故以及2007年我国新疆大风翻车事故的铁路沿线都安装了大风预警 系统，但距离事故现场最近的测风点均未发出强风预警信息，最终导致了事故的发生。
发明内容
本发明旨在解决现有地面大风预警系统存在的稀疏的风速监控网络难于对小尺 度强风进行监测的问题，而提供一种以高能锂亚电池技术、无线通信技术和优化电能管理 技术为基础开发的列车车载大风预警系统。本发明解决所述问题采用的技术方案是一种列车车载大风预警系统，包括无线横向风速传感器和报警器，所述无线横向 风速传感器和报警器由高能锂亚电池供电，该无线横向风速传感器安装于列车顶部，该报 警器安装于列车驾驶室内，无线横向风速传感器通过其内嵌的无线通信模块将列车行驶过 程中实时监测到的横向风速信息发送至报警器，该报警器向司机发出预警信息的同时将预 警信息通过其内嵌的GPRS模块发送至列车调度中心。无线横向风速传感器由横向风速计、微处理器、无线收发模块、电源管理电路、加 速度传感器和高能锂亚电池组成自治系统，在和外界没有任何电气连接的条件下可以持续 工作8年以上。无线横向风速传感器安装于机车车顶，在内嵌的加速度传感器检测到列车 进入行驶状态后，横向风速计开始实时监测列车横向风速。如果发现列车横向风速超过铁 道部规定的限值，无线横向风速传感器通过内嵌的无线收发模块向报警器发送列车横向风 速信号。
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安装于驾驶室内的报警器由无线收发模块、DC/DC电路、微处理器、GPRS模块和语 音芯片和高能锂亚电池组成自治系统，在和外界没有任何电气连接的条件下可以持续工作 8年以上。报警器通过内嵌的无线收发模块接收到来自无线横向风速传感器的超限风速数 据后，立刻利用语音芯片以声音的形式向司机发出列车横向风速超限的预警信息；同时，通 过内嵌的GPRS模块向列车调度中心发出预警信号。本发明与现有地面大风预警系统相比，预警系统直接安装于机车上，具有监测列 车近场风速能力，能够实时监测列车横向风速，第一时间向司机发出大风警报。
图1为本发明系统原理图。图2为本发明无线横向风速传感器原理图。图3为本发明无线横向风速传感器结构示意图。图4为本发明无线横向风速传感器立体图。图5为本发明无线横向风速传感器安装示意图。图6为本发明报警器原理图。图中车顶1 ；无线横向风速传感器2 ；报警器3 ；防风罩4 ；挡风板5 ；传感器底座 6 ；紧固螺钉7 ；底盘8 ；风速测量孔9。
具体实施例方式以下结合附图详述本发明。参见图1，一种列车车载大风预警系统，由无线横向风速传感器2和报警器3构成。 所述无线横向风速传感器2和报警器3由高能锂亚电池供电。安装于车顶1的无线横向风 速传感器2在列车行驶过程中实时监测列车横向风速，一旦发现列车横向风速超出铁道部 规定的限值，则通过内嵌的无线通信模块将横向风速信息发送给安装于驾驶室内的报警器 3，报警器3向司机发出预警信息的同时，将预警信息通过内嵌的GPRS模块发送给列车调度 中心。参见图2，所述无线横向风速传感器2由横向风速计、微处理器、无线收发模块、电 源管理电路、加速度传感器和高能锂亚电池组成自治系统。作为本发明的一个优选方案，所述无线横向风速传感器2可按照图3和图4所示 方式安装首先利用紧固螺钉7将传感器底座6固定在底盘8上，拧紧力矩为253N. mm，最 后将组装好的无线横向风速传感器2安装到车顶1上，在确保无线横向风速传感器风速测 量孔9的中心连线和机车纵向轴线在水平面上垂直的条件下，采用焊接方式使传感器底盘 8固定于车顶1上。参见图5，所述报警器3由无线收发模块、DC/DC电路、微处理器、无线收发模块、 GPRS模块、语音芯片和高能锂亚电池组成自治系统。作为本发明的一个优选方案，所述报警器3可按如图1所示方式通过螺栓将报警 器3安装于驾驶室后面墙壁上。本实施例中，所述无线横向风速传感器2和所述报警器3的电子元器件均由弹性 环氧树脂密封。
本发明系统工作原理简述如下1、当无线横向风速传感器2内嵌的加速度传感器检测到列车进入行驶状态后，通 过中断方式启动微处理器从深度休眠模式进入正常工作模式；然后微处理器启动横向风速 计开始实时监测列车横向风速，一旦发现列车横向风速超出铁道部规定限值，则通过内嵌 的无线收发模块将横向风速信息发送给安装于驾驶室内的报警器3，报警器3向司机发出 预警信号；同时，将预警信息通过内嵌的GPRS模块发送给列车调度中心。2、在没有大风预警信息的情况下，如果无线横向风速传感器2内嵌的加速度传感 器检测到列车停车，通过中断方式向微处理器发出停车信息，微处理器关闭横向风速计，同 时驱动加速度传感器进入微功耗监测模式；随后微处理器从正常工作模式转入深度休眠模 式。
权利要求
一种列车车载大风预警系统，包括无线横向风速传感器和报警器，其特征在于所述无线横向风速传感器和报警器由高能锂亚电池供电，该无线横向风速传感器安装于列车顶部，该报警器安装于列车驾驶室内，无线横向风速传感器通过其内嵌的无线通信模块将列车行驶过程中实时监测到的横向风速信息发送至报警器，该报警器向司机发出预警信息的同时将预警信息通过其内嵌的GPRS模块发送至列车调度中心。
2.根据权利要求1所述的列车车载大风预警系统，其特征在于所述无线横向风速传 感器由横向风速计、微处理器、无线收发模块、电源管理电路、加速度传感器和高能锂亚电 池组成自治系统。
3.根据权利要求1或2所述的列车车载大风预警系统，其特征在于所述无线横向风 速传感器风速测量孔的中心连线和机车纵向轴线在水平面上垂直。
4.根据权利要求1所述的列车车载大风预警系统，其特征在于所述报警器由无线收 发模块、DC/DC电路、微处理器、无线收发模块、GPRS模块、语音芯片和高能锂亚电池组成自 治系统。
5.根据权利要求1的列车车载大风预警系统，其特征在于所述无线横向风速传感器 和报警器中的电子元器件均由弹性环氧树脂密封。
全文摘要
本发明涉及铁路大风预警领域，特别是一种列车车载大风预警系统。包括无线横向风速传感器和报警器，所述无线横向风速传感器和报警器由高能锂亚电池供电，该无线横向风速传感器安装于列车顶部，该报警器安装于列车驾驶室内，无线横向风速传感器通过其内嵌的无线通信模块将列车行驶过程中实时监测到的横向风速信息发送至报警器，该报警器向司机发出预警信息的同时将预警信息通过其内嵌的GPRS模块发送至列车调度中心。本发明解决了现有地面大风预警系统存在的稀疏的风速监控网络难于对小尺度强风进行监测的问题，预警系统直接安装于机车上，具有监测列车近场风速能力，能够实时监测列车横向风速，第一时间向司机发出大风警报。
文档编号G08B21/10GK101944273SQ20101026270
公开日2011年1月12日 申请日期2010年8月24日 优先权日2010年8月24日
发明者柳贵东 申请人:唐山百川智能机器有限公司