一体式列车监控识别系统的制作方法

1.本发明涉及列车车辆运行安全监控技术领域，特别是涉及一体式列车监控识别系统。


背景技术：

2.铁路运输以其运输量大、快捷、安全可靠性高等优点，在交通运输领域占据着较为重要的位置。列车作为铁路运输的核心部分，对列车的高效管理是保证铁路运输正常进行的重中之重。为了对列车实现高效管理，每当列车进站时，都需要记录该列车的车号。
3.传统通常采用人工观察记录的方式实施列车车号的识别记录，而人工识别记录效率低，而且容易出现错误，已经被淘汰。为了解决人工识别记录列车车号，现有技术中广泛采用车号识别设备识别列车车号，车号识别设备需要在每辆列车上安装电子识别标签，在轨道上安装aei设备以采集列车的车号。
4.而现有技术中的aei设备是将主机和地面微波天线分开设置，主机设置于室内，地面微波天线安装在两根轨枕之间中部，这就导致地面微波天线需要通过同轴电缆实现与主机的信号传输，有些地面微波天线的位置，距离车号主机太远，造成了铺设同轴电缆成本过高，同时当同轴电缆的长度铺设过长时，会造成信号传输不良，而且同轴电缆需要配合同轴电缆接头使用，两者安装连接要求高，而同轴电缆硬高且弯曲度不能太大，不便于连接地面微波天线，并且由于列车行驶过程中会将振动传递至同轴电缆接头，造成同轴电缆接头容易松动；同时地面微波天线本身是不能用于存储车号数据，如果同轴电缆发生故障，出现信息传输不畅，会丢失传输不畅期间的车号数据。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的上述问题，本发明提供了一体式列车监控识别系统，解决了现有技术中aei设备在应用过程中，存在同轴电缆距离限制、安装复杂、连接头易松动和地面微波天线无法存储车号数据而导致容易丢失车号数据的问题。
6.为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：本发明提供了一体式列车监控识别系统，其包括车号安装支架和车号天线箱体，车号天线箱体通过车号安装支架安装于轨枕上；车号天线箱体上设置有电源和信号一体式专用接头，接头连接有电源和通信线缆，车号天线箱体内置有与接头电性连接的射频板、天线、核心板、主控板、存储模块和网络通讯模块；射频板产生特定频率的射频信号并发送至天线，并对天线接收到的射频信号进行解调；天线向列车发送射频信号以及接收列车上rfid标签反馈的射频信号；核心板对射频板解调后的信号进行解码处理，并将解码后的数据发送给主控板；主控板同时将解码后的数据通过网络通讯模块传输给上位机和直接传输至存储
模块。
7.在本发明中，一体式列车监控识别系统采用一体式设计，通过将射频板、天线、核心板、主控板、存储模块和网络通讯模块集成在车号天线箱体中，室内无需车号主机，并且可以通过网络通讯模块和存储模块对车号数据进行传输和保存，可以在正常传输车号数据的同时，解决现有技术中aei设备存在的距离限制、安装复杂、连接头易松动等问题；而存储模块可以对车号数据进行保存，在车号数据传输中断的情况下，也不会丢失车号数据。
8.进一步地，作为射频板的具体实施方式，射频板上设置有相互电性连接的集成式整数n分频频率合成器、射频解调芯片和功率衰减芯片；集成式整数n分频频率合成器的型号为adf4360，用于产生910.1mhz、912.1mhz和914.1mhz的频率的射频信号并将射频信号通过天线发送；射频解调芯片的型号为lt5516，对天线接收列车上rfid标签反馈频率为910.1mhz、912.1mhz和914.1mhz的射频信号进行解调；功率衰减芯片对天线的发送功率按设定值进行衰减或不衰减。
9.进一步地，作为核心板的具体设置，核心板上设置有解码芯片，解码芯片对射频板解调后的信号进行解码，按照车号标签格式要求进行输出至主控板。
10.进一步地，作为主控板的具体设置，主控板上设置有车号主控芯片，车号主控芯片的型号为stm32，车号主控芯片控制射频板的功率设置、频率设置、功放打开或关闭；车号主控芯片控制解码后的数据的传输。
11.进一步地，网络通讯模块中设置有与车号主控芯片电性连接的网络传输芯片，网络传输芯片的型号为w5500，用于连接网络并进行网络数据传输。
12.进一步地，作为车号安装支架的一种具体形成方式，车号天线箱体设置于轨枕中部；车号天线箱体上设置有多个第一安装孔；车号安装支架包括支撑板，支撑板的下端面与轨枕中部的上端面接触，车号天线箱体设置于支撑板的上方；支撑板下方沿自身长度方向间隔设置有两个支撑架，每个支撑架均呈大端朝下的等腰梯形结构，轨枕设置于支撑架之间；每个支撑架的底部均设置有一块带孔的连接板，每块连接板均位于轨枕所在位置地面的上方。
13.进一步地，为了使得在车号安装支架上的车号天线箱体固定得更加牢固，每个支撑架均匹配有一个抱箍，每个抱箍均设置于轨枕所在位置地面的下方，抱箍的两端分别与两块连接板固定连接。
14.进一步地，作为车号天线箱体与车号安装支架的具体固定方式，车号天线箱体设置于支撑板的上端面，支撑板的上端面上设置有多个第二安装孔，多个第二安装孔的位置与多个第一安装孔的位置对应，第一安装孔与第二安装孔呈一一匹配关系。
15.而为了便于车号天线箱体中电源线缆的穿线作业，支撑板的上端面设置有缺口，车号天线箱体覆盖缺口，支撑板的横截面呈开口向下的凹字型结构，支撑板的开口处对称设置有一块挡板，其中一块挡板的上端面设置有穿线筒。
16.本发明的有益效果为：1、一体式列车监控识别系统采用一体式设计，通过将射频板、天线、核心板、主控板、存储模块和网络通讯模块集成在车号天线箱体中，室内无需车号主机，并且可以通过网络通讯模块和存储模块对车号数据进行传输和保存，可以在正常传输车号数据的同时，解决现有技术中aei设备存在的距离限制、安装复杂和同轴电缆连接头
容易松动的问题；而存储模块可以对车号数据进行保存，在车号数据传输中断的情况下，也不会丢失车号数据，实现车号设备的数字化。
17.2、现有车号装置安装方案会存在与捣固车的镐臂发生干涉，所以在捣固车对铁路进行维修作业时，需拆除现有车号装置，本发明的一体式列车监控识别系统是安装与轨枕上的，替代现有车号装置安装于两根轨枕之间的方案，位于轨枕中部的一体式列车监控识别系统不会与捣固车的镐臂发生干涉，同时一体式列车监控识别系统的安装高度不会影响行车安全和捣固车的维修施工，避免了一体式列车监控识别系统的拆卸和恢复。
18.3、本发明中的一体式列车监控识别系统集成化程度高，简化了硬件结构，方便与轨枕的安装，降低了现场安装应用难度，提高了一体式列车监控识别系统的安装效率，节约了人力成本。
附图说明
19.图1为一体式列车监控识别系统安装在轨枕上的正视结构示意图。
20.图2为一体式列车监控识别系统安装在轨枕上的俯视结构示意图。
21.图3为车号安装支架的正视结构示意图。
22.图4为车号安装支架的仰视结构示意图。
23.图5为车号安装支架的侧视结构示意图。
24.图6为一体式列车监控识别系统的原理框图。
25.其中，1、车号安装支架；101、支撑板；102、支撑架；103、连接板；104、抱箍；105、挡板；106、第二安装孔；107、缺口；108、穿线筒；2、车号天线箱体；201、第一安装孔；3、轨枕。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
26.如图1~图6所示，本发明提供了一体式列车监控识别系统，其包括车号安装支架1和车号天线箱体2，车号天线箱体2通过车号安装支架1安装于轨枕3上。
27.具体地，将车号天线箱体2安装在轨枕3的中部，现有车号装置安装方案会存在与捣固车的镐臂发生干涉，所以在捣固车对铁路进行维修作业时，需拆除现有车号装置，本发明的一体式列车监控识别系统是安装与轨枕上的，替代现有车号装置安装于两根轨枕之间的方案，位于轨枕中部的一体式列车监控识别系统不会与捣固车的镐臂发生干涉，同时一体式列车监控识别系统的安装高度不会影响行车安全和捣固车的维修施工，避免了一体式列车监控识别系统的拆卸和恢复。
28.如图6所示，车号天线箱体2上设置有电源和信号一体式专用接头，一体式专用接头连接有电源线缆，车号天线箱体2内置有与一体式专用接头电性连接的射频板、天线、核心板、主控板、存储模块和网络通讯模块。本发明中将一体式列车监控识别系统采用一体式设计，通过将射频板、天线、核心板、主控板、存储模块和网络通讯模块集成在车号天线箱体2中，室内无需车号主机，并且可以通过网络通讯模块和存储模块对车号数据进行传输和保
存，可以在正常传输车号数据的同时，解决现有技术中aei设备存在的距离限制、安装复杂、连接头易松动等问题；而存储模块可以对车号数据进行保存，在车号数据传输中断的情况下，也不会丢失车号数据。
29.具体地，数字化车号扩展有4路磁钢信号处理模块，送入主控板中的cpu进行采集。
30.优选但不局限地，车号天线箱体2顶部设置有箱盖，箱盖的一侧可以通过设置活页，实现箱盖与车号天线箱体2铰接，便于作业人员打开箱盖对车号天线箱体2内部的电气元件进行安装和维修。
31.一体式列车监控识别系统集成化程度高，简化了硬件结构，方便与轨枕的安装，降低了现场安装应用难度，提高了一体式列车监控识别系统的安装效率，节约了人力成本。
32.具体地，射频板上设置有相互电性连接的集成式整数n分频频率合成器、射频解调芯片和功率衰减芯片；集成式整数n分频频率合成器的型号为adf4360，用于产生910.1mhz、912.1mhz和914.1mhz的频率的射频信号并将射频信号通过天线发送；射频解调芯片的型号为lt5516，对天线接收列车上rfid标签反馈频率为910.1mhz、912.1mhz和914.1mhz的射频信号进行解调；功率衰减芯片对天线的发送功率按设定值进行衰减或不衰减，在本实施例中，当列车上rfid标签距离一体式列车监控识别系统的距离较近时，可适当的将功率调小以减轻一体式列车监控识别系统的负担。当列车上rfid标签距离一体式列车监控识别系统的距离较远时，工作环境较恶劣的情况下，可通过此功率衰减芯片适当的增大天线的发送功率，这样用户可以根据需求来适当调节功率大小。
33.核心板上设置有解码芯片，解码芯片对射频板解调后的信号进行解码，按照车号标签格式要求进行输出至主控板，完成对车号数据的采集。
34.主控板上设置有车号主控芯片，车号主控芯片的型号为stm32，车号主控芯片控制射频板的功率设置、频率设置、功放打开或关闭；车号主控芯片控制解码后的数据的传输。所述网络通讯模块中设置有与所述车号主控芯片电性连接的网络传输芯片，网络传输芯片可以利用网线实现车号数据的传输，解决现有技术中aei设备存在的同轴电缆距离限制、安装复杂、连接头易松动等问题。
35.车号主控芯片同时将解码后的数据通过网络传输芯片传输给上位机和直接传输至存储模块内，存储模块可以对车号数据进行保存，在车号数据传输中断的情况下，也不会丢失车号数据，实现车号设备的数字化。
36.如图1~图5所示，为了使得车号天线箱体2、车号安装支架1和轨枕3三者固定连接，所述车号天线箱体2设置于轨枕3中部；车号天线箱体2上设置有多个第一安装孔201，所述车号安装支架1包括支撑板101，所述支撑板101的下端面与轨枕3中部的上端面接触，车号天线箱体2设置于支撑板101的上方；所述支撑板101下方沿自身长度方向间隔设置有两个支撑架102，每个所述支撑架102均呈大端朝下的等腰梯形结构，轨枕3设置于支撑架102之间；每个支撑架102的底部均设置有一块带孔的连接板103，每块所述连接板103均位于轨枕3所在位置地面的上方。
37.每个支撑架102均匹配有一个抱箍104，每个抱箍104均设置于轨枕3所在位置地面的下方，抱箍104的两端分别与两块连接板103固定连接，通过抱箍104和支撑架102的固定连接，将抱箍104和支撑架102固定连接在轨枕3上。而为了实现车号天线箱体2与轨枕3的固定连接，车号天线箱体2设置于支撑板101的上端面，支撑板101的上端面上设置有多个第二
安装孔106，多个第二安装孔106的位置与多个第一安装孔201的位置对应，第一安装孔201与第二安装孔106呈一一匹配关系。
38.而为了便于车号天线箱体2中电源线缆的穿线作业，支撑板101的上端面设置有缺口107，车号天线箱体2覆盖缺口107，支撑板101的横截面呈开口向下的凹字型结构，支撑板101的开口处对称设置有一块挡板105，其中一块挡板105的上端面设置有穿线筒108。
39.车号天线箱体2固定安装在轨枕3上的操作方法为首先将轨枕3所在位置的地面掏空，然后将抱箍104放置在地面掏空的内部，支撑板101放置在轨枕3中部的上端面，通过螺栓将抱箍104的顶部与支撑架102端部的连接板103固定连接，实现将整个车号安装支架1固定在轨枕3的中部，完成车号安装支架1的固定，接着将车号天线箱体2放置在支撑板101的上端面，将第一安装孔201与第二安装孔106对齐，并在两个安装孔内设置螺栓，实现将车号天线箱体2与支撑板101之间的固定连接，进而实现整个车号天线箱体2与轨枕3之间的固定连接。而车号天线箱体2中电源线缆可以通过穿过缺口107和穿线筒108引出，便于电源线缆与外部电源电性连接。

技术特征：
1.一体式列车监控识别系统，其特征在于，包括车号安装支架和车号天线箱体，所述车号天线箱体通过车号安装支架安装于轨枕上；车号天线箱体上设置有电源和信号一体式专用接头，接头连接有电源和通信线缆，车号天线箱体内置有与接头电性连接的射频板、天线、核心板、主控板、存储模块和网络通讯模块；所述射频板产生特定频率的射频信号并发送至所述天线，并对天线接收到的射频信号进行解调；天线向列车发送射频信号以及接收列车上rfid标签反馈的射频信号；所述核心板对射频板解调后的信号进行解码处理，并将解码后的数据发送给所述主控板；主控板同时将解码后的数据通过所述网络通讯模块传输给上位机和直接传输至所述存储模块。2.根据权利要求1所述的一体式列车监控识别系统，其特征在于，所述射频板上设置有相互电性连接的集成式整数n分频频率合成器、射频解调芯片和功率衰减芯片；所述集成式整数n分频频率合成器用于产生不同频率的射频信号并将射频信号通过所述天线发送；所述射频解调芯片对天线接收列车上rfid标签反馈的射频信号进行解调；所述功率衰减芯片对天线的发送功率按设定值进行衰减或不衰减。3.根据权利要求2所述的一体式列车监控识别系统，其特征在于，所述核心板上设置有解码芯片，所述解码芯片对射频板解调后的信号进行解码，按照车号标签格式要求进行输出至所述主控板。4.根据权利要求3所述的一体式列车监控识别系统，其特征在于，所述主控板上设置有车号主控芯片，车号主控芯片控制射频板的功率设置、频率设置、功放打开或关闭；车号主控芯片控制解码后的数据的传输。5.根据权利要求4所述的一体式列车监控识别系统，其特征在于，所述网络通讯模块中设置有与所述车号主控芯片电性连接的网络传输芯片。6.根据权利要求5所述的一体式列车监控识别系统，其特征在于，所述车号天线箱体设置于轨枕中部；车号天线箱体上设置有多个第一安装孔；所述车号安装支架包括支撑板，所述支撑板的下端面与轨枕中部的上端面接触，车号天线箱体设置于支撑板的上方；所述支撑板下方沿自身长度方向间隔设置有两个支撑架，每个所述支撑架均呈大端朝下的等腰梯形结构，轨枕设置于支撑架之间；每个支撑架的底部均设置有一块带孔的连接板，每块所述连接板均位于轨枕所在位置地面的上方。7.根据权利要求6所述的一体式列车监控识别系统，其特征在于，每个所述支撑架均匹配有一个抱箍，每个所述抱箍均设置于轨枕所在位置地面的下方，抱箍的两端分别与两块所述连接板固定连接。8.根据权利要求7所述的一体式列车监控识别系统，其特征在于，所述车号天线箱体设置于所述支撑板的上端面，支撑板的上端面上设置有多个第二安装孔，多个所述第二安装孔的位置与多个所述第一安装孔的位置对应，第一安装孔与第二安装孔呈一一匹配关系；支撑板的上端面设置有缺口，所述车号天线箱体覆盖所述缺口，支撑板的横截面呈开口向
下的凹字型结构，支撑板的开口处对称设置有一块挡板，其中一块所述挡板的上端面设置有穿线筒。

技术总结
本发明公开了一体式列车监控识别系统，属于列车车辆运行安全监控技术领域，一体式列车监控识别系统包括车号安装支架和车号天线箱体，车号天线箱体通过车号安装支架安装于轨枕上，避免了工务施工作业时，一体式列车监控识别系统的拆卸和恢复；一体式列车监控识别系统中的电气元件集成在车号天线箱体中，一体式列车监控识别系统集成化程度高，简化了硬件结构，降低了现场安装应用难度，提高了一体式列车监控识别系统的安装效率，节约了人力成本，室内无需车号主机，并且可以通过网络通讯模块和存储模块对车号数据进行传输和保存，无需铺设同轴电缆，解决现有技术中AEI设备存在的同轴电缆长度限制和同轴电缆连接头容易松动的问题。问题。问题。


技术研发人员：唐成军 黄云 管孝华 郑黄松 张瑜峰 韩俊峰 沈小萌 李刚 刘钦明 祝存康 施荣国 张立峰 曾令仪 刘伟 王佑军 卢江立 牟春鹏 刘紫旋
受保护的技术使用者：广汉科峰电子有限责任公司
技术研发日：2023.03.13
技术公布日：2023/4/18