专利名称：带探路装置的轨道交通系统及其方法
技术领域：
本发明涉及铁路交通安全管理领域，具体地，涉及一种带探路装置的轨道交通系统以及一种带探路装置的轨道交通方法。
背景技术：
铁路运输一直是人员和物质流通的重要渠道，非航空、公路能比拟。铁路最显著的特点是载运质量大、运行成本低、能源消耗少，即在大宗、大流量的中长以上距离的货物运输方面具有绝对优势。有关资料显示，目前，中国大量长途大宗货物运输和中长途旅客运输主要由铁路承担，铁路每年完成的旅客周转量占全社会旅客周转量的1/3以上，完成货物周转量占全社会货物周转量的55%。在时间速度方面，铁路成功实施了第六次大提速，在主要提速干线大量开行时速200公里及以上动车组列车，甚至高铁时速已经超过300公里，明显缩短了在途时间。同时，随着铁路的服务质量和技术装备现代化的深入推进，运输能力进一步提高，客货运量和运输收入不断增长，取得更好的经济效益和社会效益。然而，相比与其他的交通工具，铁路交通已不在作为“绝对安全”的出行方式，各种因素导致的铁路交通事故频发，也引发了人们对铁路交通安全的深思和忧虑。纵观近年来全球铁路交通事故，发现列车在行驶过程中因与轨道上的障碍物相撞或轨道自身故障而造成的交通事故的比例很大。因此，如何降低这些因素导致的铁路交通事故，加强铁路交通的行驶安全，是亟待需要解决的问题。
发明内容
本发明旨在至少解决上述铁路安全技术中存在的技术缺陷，主要是无法准确地、及时地了解即将使用的轨道安全状态。为此，本发明提供一种带探路装置的轨道交通系统，该系统包括轨道及在所述轨道上同向行驶的探路装置和主车，所述探路装置行驶在前面，所述主车行驶在后面，所述探路装置用于对所述轨道进行实际使用检测，确定所述主车即将使用的所述轨道的可用性，所述主车与所述探路装置保持安全距离。通过在前面行驶的所述探路装置对即将使用的轨道进行检测，同时将检测的所述轨道安全状态持续地发送给在所述探路装置后面行驶的所述主车，从而使所述主车能准确地、及时地知道所述轨道的可用性。根据所述轨道可用性，所述主车采取相应的措施，从而降低所述主车的交通事故发生率。所述轨道可用是指轨道上不存在障碍物和轨道无自身故障，能够使所述探路装置和所述主车在所述轨道上安全行驶。所述障碍物包括石头、植物、动物、行人以及其他的交通装置如汽车、火车等一切使所述探路装置和所述主车不能在所述轨道上安全行驶的物体。所述轨道自身故障是指轨道发生断裂、螺钉松动、枕木松动、路基损坏和影响所述轨道可用的其它危险情况。根据本发明的实施例，带探路装置的轨道交通系统还可以具有下列附加技术特征
本发明进一步优选，所述探路装置以和所述主车相同的方式使用所述轨道。由此，根据所述主车使用所述轨道的方式，可以知道所述探路装置使用轨道的方式。如果所述主车在轨道上使用轮子运行，则所述探路装置也使用轮子运行；或者所述主车在轨道上使用磁悬浮运行，则所述探路车也使用磁悬浮运行；另外，所述探路装置还具有制动装置，从而不仅增强所述探路装置对所述轨道可用性检测的可信度，同时也保证所述探路装置的安全，使得所述探路装置能够重复使用。本发明进一步优选，所述探路装置安装有正常行驶传感器，所述主车和所述探路装置安装有通讯设备，所述正常行驶传感器用于检测探路装置是否还在正常行驶，所述通讯设备用于将所述探路装置是否还在正常行驶的信息传递到所述 主车，所述主车在持续地接收到所述探路装置发来的所述探路装置正常行驶信息时在所述轨道上跟随所述探路装置行驶。由此，所述正常行驶传感器将检测的所述探路装置的行驶 状况持续地通过所述通讯设备发送给所述主车，从而所述主车能够了解所述探路装置的正常行驶状况，根据所述探路装置的是否正常行驶，所述主车进行正常行驶或制动处理，从而加强所述主车的安全。本发明进一步优选，所述主车安装有测距装置、测速装置以及行车控制装置，所述测距装置用于测量所述主车与所述探路装置之间的距离；所述测速装置用于测量所述主车的行驶速度；所述行车控制装置用于根据测量的所述主车与所述探路装置之间的距离以及所述主车的行驶速度控制所述主车行驶。此外，所述行车控制装置还根据所述主车的行驶速度计算出安全距离，所述安全距离是指所述主车在所述行驶速度制动后，从制动开始到完全停止需要行驶的距离；当所述主车与所述探路装置之间的距离不大于所述安全距离，或所述主车无法持续地接收到所述探路装置发送的所述探路装置还在正常行驶的信息时，所述行车控制装置控制所述主车减速或制动，从而加强所述主车的安全。本发明进一步优选，所述探路装置安装有轨道危险传感器，所述轨道危险传感器用于检测所述轨道上的障碍物、轨道自身故障情况，并通过所述通讯设备将轨道危险信号发送给所述主车。由此，所述主车能够提前知道所述轨道的不安全状态，根据接收的所述轨道危险信号，所述主车进行减速或制动处理，从而加强所述主车的安全。本发明进一步优选，所述探路装置的行驶也由所述主车的行车控制装置控制，所述主车在需要启动、停止、加速和减速之前，所述主车的行车控制装置通过所述通讯设备向所述探路装置发送相应的指令，控制所述探路装置进行相应的操作，配合所述主车行驶。由此，确保所述探路装置始终与所述主车保持安全距离，为所述主车进行减速或制动处理提供充足时间，从而加强所述探路装置的安全，进一步加强所述主车的安全。本发明另外还提供了一种带探路装置的轨道交通方法，所述方法是用探路装置对轨道进行实际使用检测，确定主车即将使用的所述轨道的可用性信号，并将可用性信号发送给所述主车；所述主车根据所述探路装置持续发送的所述轨道的可用性信号以及所述探路装置与所述主车之间的距离相应地进行正常行驶、加速、减速或制动处理；同时，当所述主车不能持续地接收所述探路装置发送的正常行驶信息时，所述主车进行减速或制动处理，以保证所述主车的行驶安全。根据本发明的带探路装置的轨道交通方法，进一步，所述探路装置安装有正常行驶传感器，所述主车和所述探路装置安装有通讯设备，所述探路装置将所述正常行驶传感器检测的所述探路装置的行驶状况持续地通过所述通讯设备发送给所述主车，所述主车在持续地接收到所述探路装置发来的所述正常行驶信息时在所述轨道上跟随所述探路装置行驶。由此，根据所述探路装置持续发送的所述探路装置是否正常行驶信息，所述主车选择继续跟随所述探路装置正常行驶或进行制动处理，从而保证所述主车的行驶安全。进一步，所述主车安装有测距装置、测速装置以及行车控制装置，所述行车控制装置根据所述测距装置测量的所述主车与所述探路装置之间的距离以及所述测速装置测量的所述主车的行驶速度控制所述主车行驶。由此，根据所述行车控制装置计算出的安全距离，以及对所述主车进行的实时控制，确保所述主车以安全平稳的行驶速度在所述安全距离之外运行，在遇到紧急情况时，也能及时地进行减速或制动处理，以保证所述主车的安全。进一步，所述探路装置安装有轨道危险传感器，所述轨道危险传感器将检测到的所述轨道上的障碍物、轨道自身故障情况通过所述通讯设备将轨道危险信号发送给所述主车，所述主车接收到所述轨道危险信号后，进行减速或制动处理。所述障碍物包括石头、植物、动物、行人以及其他的交通装置如汽车、火车等一切使所述探路装置和所述主车不能在 所述轨道上安全行驶的物体。所述轨道自身故障是指轨道发生断裂、螺钉松动、枕木松动、路基损坏和影响所述轨道可用性的其它危险情况。由此，根据所述探路装置向所述主车发送的所述轨道危险信号，所述主车能提前知道前方所述轨道的突发情况，使所述主车提前进行减速或制动处理，确保所述主车的安全。进一步，所述探路装置的行驶也由所述主车的行车控制装置控制，所述主车在需要启动、停止、加速和减速之前，所述主车的行车控制装置通过所述通讯设备向所述探路装置发送相应的指令，控制所述探路装置进行相应的操作，配合所述主车行驶。由此，确保所述主车始终处于所述安全距离之外行驶，在遇到紧急情况时，能为所述主车提供足够的减速或制动时间，从而保证所述探路装置的安全，进一步保证所述主车的安全。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图I是根据本发明的一个实施例的系统的示意具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。下面参考图1，详细描述本发明所提供的一种带探路装置的轨道交通系统的具体实施方式
。参考图1，根据本发明实施例的带探路装置的轨道交通系统100包括轨道102及在所述轨道上同向行驶的探路装置101和主车103，所述探路装置101行驶在前面，所述主车103行驶在后面。一般情况下，所述主车103在行驶过程中只能在驾驶者肉眼能及的范围内了解所述轨道102的可用性。然而，由于所述主车103的行驶速度、质量、体积、与轨道的摩擦力等因素致使所述主车103需要的制动距离很大，即使驾驶者已经发觉所述轨道102上的异常状况，以及忽略驾驶者反应时间的条件下，仍然很难保证所述主车103安全。因此，根据本发明的实施例，提供一个探路装置101，所述探路装置101用于对所述轨道102进行实际使用检测，确定所述主车103即将使用的所述轨道102的可用性；此外，所述主车103与所述探路装置101应保持安全距离。通过在前面行驶的所述探路装置101对即将使用的所述轨道102进行检测，同时将检测的所述轨道安全状态持续地发送给在所述探路装置101后面行驶的所述主车103，使所述主车103准确地、及时地知道所述轨道102的可用性。根据所述轨道102是否可用，所述主车103能够采取相应措施，降低所述主车的交通事故发生率。根据本发明的实施例，所述探路装置101以和所述主车103相同的方式使用所述 轨道102。根据本发明的一些实施例，如果所述主车在轨道上使用轮子运行，则所述探路装置也使用轮子运行；或者所述主车在轨道上使用磁悬浮运行，则所述探路车也使用磁悬浮运行；此外，所述探路装置还具有制动装置，以及与所述主车103相似的动力装置、外貌等。根据本发明的具体实施例，所述探路装置101可以是经过改装的火车车头，改装后的所述火车车头具有如上所述系统100中要求所述探路装置101的所有功能。需要指出的是，所述探路装置101不能仅仅理解为与所述主车103相同或相似的能在所述轨道102上行驶的车，而是只要具有如上所述系统100中要求所述探路装置101的所有功能的任何能在轨道上行驶的装置。根据本发明的实施例，所述探路装置101安装有正常行驶传感器1011和通讯设备1012，同时所述主车也安装有所述通讯设备1012，所述正常行驶传感器1011用于检测所述探路装置1011是否还在正常行驶，所述通讯设备1012用于将所述探路装置101是否还在正常行驶的信息传递到所述主车103，所述主车103在持续地接收到所述探路装置101发来的所述探路装置101正常行驶信息时在所述轨道102上跟随所述探路装置101行驶。由此，所述正常行驶传感器1011将检测的所述探路装置101的行驶状况持续地通过所述通讯设备1012发送给所述主车103，使所述主车103能够知道所述探路装置101的正常行驶状况，根据所述探路装置101的是否正常行驶，所述主车103进行正常行驶或制动处理，从而加强所述主车101的安全。根据本发明的实施例，所述主车还安装有测距装置1031、测速装置1032以及行车控制装置1033，所述测距装置1031用于测量所述主车103与所述探路装置101之间的距离；所述测速装置1032用于测量所述主车103的行驶速度；所述行车控制装置1033用于根据测量的所述主车103与所述探路装置101之间的距离以及所述主车103的行驶速度控制所述主车103行驶。此外，所述行车控制装置1033根据所述主车103的行驶速度计算出安全距离，所述安全距离是指所述主车103在所述行驶速度制动后，从制动开始到完全停止需要行驶的距离；当所述主车103与所述探路装置101之间的距离不大于所述安全距离，或所述主车103无法持续地接收到所述探路装置101发送的所述探路装置101还在正常行驶的信息时，所述行车控制装置1033控制所述主车103减速或制动。其中，所述安全距离并不是固定的，而是一个动态变化的值。所述安全距离与所述主车103的行驶速度的函数关系可以利用计算机模拟求出，根据所述函数关系式以及所述主车103的行驶速度可以求出任意行驶速度下的所述安全距离，根据所述安全距离，及时地调整所述探测装置101以及所述主车103的行驶状态，从而保证所述主车103的安全。根据本发明的实施例，所述测距装置1031为GPS测距装置或无线电测距装置；所述GPS测距装置通过分别布置在所述主车103和所述探路装置上101的两个GPS传感器分别测出所述两个GPS传感器的位置，并根据所述两个GPS传感器的位置计算出所述两个GPS传感器之间的距离，根据所述两个GPS传感器之间的距离计算出所述主车103与所述探路装置101之间的距离；所述无线电测距装置通过测量无线电在所述主车103和所述探路装置101之间的旅行时间，通过查出无线电在空气中的传播速度，然后用所述旅行时间的二分之一与所述传播速度相乘计算出所述主车101与所述探路装置103之间的距离。根据本发明的实施例，所述探路装置101安装有轨道危险传感器1013，所述轨道危险传感器1013用于检测所述轨道102上的障碍物、轨道自身故障情况，并通过所述通讯 设备1012将轨道危险信号发送给所述主车103。由此，所述主车103根据接收到所述轨道危险信号进行减速或制动处理，从而加强所述主车103的安全。根据本发明的实施例，所述探路装置101的行驶也由所述主车的行车控制装置控制1033，所述主车103在需要启动、停止、加速和减速之前，所述主车的行车控制装置1033通过所述通讯设备1012向所述探路装置101发送相应的指令，控制所述探路装置101进行相应的操作，配合所述主车103行驶。根据本发明的具体实施例，所述主车103在启动前，所述行车控制装置1033控制所述探路装置101先行，当所述探路装置101与所述主车103之间的距离不小于2km时，所述主车103开始启动并逐渐加速。同时，所述行车控制装置1033根据所述测速装置1032测量的所述主车103的行驶速度计算出安全距离，当述所述安全距离大于2km，可适当对所述主车103进行加速；当所述安全距离小于2km，可适当对所述探路装置101进行加速或对所述主车103进行加速，确保所述探路装置101始终与所述主车103保持所述安全距离，为所述主103车进行减速或制动处理提供充足时间，从而加强所述探路装置101的安全，进一步加强所述主车103的安全。根据本发明的一些实施例，所述探路装置101的体积和重量可以不限制，但通常情况优选比所述主车103较小、较轻的装置。一方面降低所述探路装置101的成本和占用空间；另一方面，缩短所述探路装置101的启动时间和制动距离，便于所述探路装置101的快速启动和紧急制动。需要说明的是，在特殊要求下，根据本发明的具体实施例，在轨道交通安全要求极高的情况下，可以是与所述主车103类似或一样的装置。在本发明的另一方面，还提供了一种带探路车的轨道交通方法。参考图I根据本发明的实施例，所述方法是用探路装置对轨道进行实际使用检测，确定主车即将使用的所述轨道的可用性信号，并将可用性信号发送给主车；所述主车根据所述探路装置持续发送的所述轨道的可用性信号以及所述探路装置与所述主车之间的距离相应地进行正常行驶、加速、减速或制动处理；同时，当所述主车不能持续地接收所述探路装置发送的正常行驶信息时，所述主车就无法准确地了解即将使用的所述轨道的安全状态，因此，所述主车进行减速或制动处理，以保证所述主车的安全。根据本发明的实施例，带探路车的轨道交通方法为进一步增强所述主车的安全，在所述探路装置安装有正常行驶传感器、轨道危险传感器以及通讯设备；同时，所述主车安装有通讯设备、测距装置、测速装置以及行车控制装置。一方面，所述探路装置将所述正常行驶传感器检测的所述探路装置的行驶状况持续地通过所述通讯设备发送给所述主车，所述主车在持续地接收到所述探路装置发来的所述正常行驶信息时在所述轨道上跟随所述探路装置行驶；另一方面，所述轨道危险传感器将检测到的所述轨道上的障碍物、轨道自身故障情况，并通过所述通讯设备将轨道危险信号发送给所述主车，所述主车接收到所述轨道危险信号后，进行减速或制动处理。此外，所述行车控制装置根据所述测距装置测量的所述主车与所述探路装置之间的距离以及所述测速装置测量的所述主车的行驶速度控制所述主车行驶。根据本发明的实施例，所述探路装置的行驶也由所述主车的行车控制装置控制，所述主车在需要启动、停止、加速和减速之前，所述主车的行车控制装置通过所述通讯设备向所述探路装置发送相应的指令，控制所述探路装置进行相应的操作，配合所述主车行驶。由此，确保所述主车始终处于所述安全距离之外行驶，在遇到紧急情况时，能为所述主车提供足够的减速或制动时间，从而保证所述探路装置的安全，进一步保证所述主车的安全。 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求
1.一种带探路装置的轨道交通系统，其特征在于，该系统包括轨道及在所述轨道上同向行驶的探路装置和主车，所述探路装置行驶在前面，所述主车行驶在后面，所述探路装置用于对所述轨道进行实际使用检测，确定所述主车即将使用的所述轨道的可用性，所述主车与所述探路装置保持安全距离。
2.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述探路装置以和所述主车相同的方式使用所述轨道。
3.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述探路装置安装有正常行驶传感器，所述主车和所述探路装置安装有通讯设备，所述正常行驶传感器用于检测探路装置是否还在正常行驶，所述通讯设备用于将所述探路装置是否还在正常行驶的信息传递到所述主车，所述主车在持续地接收到所述探路装置发来的所述探路装置正常行驶信息时在所述轨道上跟随所述探路装置行驶。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述主车安装有测距装置、测速装置以及行车控制装置，所述测距装置用于测量所述主车与所述探路装置之间的距离；所述测速装置用于测量所述主车的行驶速度；所述行车控制装置用于根据测量的所述主车与所述探路装置之间的距离以及所述主车的行驶速度控制所述主车行驶。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述行车控制装置根据所述主车的行驶速度计算出安全距离，所述安全距离是指所述主车在所述行驶速度制动后，从制动开始到完全停止需要行驶的距离；当所述主车与所述探路装置之间的距离不大于所述安全距离，或所述主车无法持续地接收到所述探路装置发送的所述探路装置还在正常行驶的信息时，所述行车控制装置控制所述主车减速或制动。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述测距装置为GPS测距装置或无线电测距装置；所述GPS测距装置通过分别布置在所述主车和所述探路装置上的两个GPS传感器分别测出所述两个GPS传感器的位置，并根据所述两个GPS传感器的位置计算出所述两个GPS传感器之间的距离，根据所述两个GPS传感器之间的距离计算出所述主车与所述探路装置之间的距离；所述无线电测距装置通过测量无线电在所述主车和所述探路装置之间的旅行时间，计算所述主车与所述探路装置之间的距离。
7.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述探路装置安装有轨道危险传感器，所述轨道危险传感器用于检测所述轨道上的障碍物、轨道自身故障情况，并通过所述通讯设备将轨道危险信号发送给所述主车，所述主车接收到所述轨道危险信号后，进行减速或制动处理。
8.根据权利要求4-7任意一项所述的系统，其特征在于，所述探路装置的行驶也由所述主车的行车控制装置控制，所述主车在需要启动、停止、加速和减速之前，所述主车的行车控制装置通过所述通讯设备向所述探路装置发送相应的指令，控制所述探路装置进行相应的操作，配合所述主车行驶。
9.一种带探路装置的轨道交通方法，其特征在于， 所述方法是 a.用探路装置对轨道进行实际使用检测，确定主车即将使用的所述轨道的可用性信号，并将可用性信号发送给所述主车； b.所述主车根据所述探路装置持续发送的所述轨道的可用性信号以及所述探路装置与所述主车之间的距离相应地进行正常行驶、加速、减速或制动处理；同时，当所述主车不能持续地接收所述探路装置发送的正常行驶信息时，所述主车进行减速或制动处理。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述探路装置安装有正常行驶传感器，所述主车和所述探路装置安装有通讯设备，所述探路装置将所述正常行驶传感器检测的所述探路装置的行驶状况持续地通过所述通讯设备告知所述主车，所述主车在持续地接收到所述探路装置发来的所述正常行驶信息时在所述轨道上跟随所述探路装置行驶。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述主车安装有测距装置、测速装置以及行车控制装置，所述行车控制装置根据所述测距装置测量的所述主车与所述探路装置之间的距离以及所述测速装置测量的所述主车的行驶速度控制所述主车行驶。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述探路装置安装有轨道危险传感器，所述轨道危险传感器将检测到的所述轨道上的障碍物、轨道自身故障情况通过所述通讯设备将轨道危险信号发送给所述主车，所述主车接收到所述轨道危险信号后，进行减速或制动处理。
13.根据权利要求11-12任意一项所述的方法，其特征在于，所述探路装置的行驶也由所述主车的行车控制装置控制，所述主车在需要启动、停止、加速和减速之前，所述主车的行车控制装置通过所述通讯设备向所述探路装置发送相应的指令，控制所述探路装置进行相应的操作，配合所述主车行驶。
全文摘要
本发明提供了一种带探路装置的轨道交通系统，本发明提供的系统包括轨道及在所述轨道上同向行驶的探路装置和主车，所述探路装置行驶在前面，所述主车行驶在后面，并且所述主车与所述探路装置保持安全距离。该系统能够有效地提高所述主车的行驶安全。本发明还提供了一种带探路装置的轨道交通方法，所述方法是用探路装置对轨道进行实际使用检测，以确定所述主车即将使用的所述轨道的可用性。利用本发明的方法，能够有效地降低所述主车的交通事故发生率。
文档编号B61L23/00GK102951180SQ201110240909
公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月22日 优先权日2011年8月22日
发明者李代甫 申请人:李代甫