专利名称：城市轨道交通沙盘系统列车多功能控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种列车控制器，尤其是一种城市轨道交通沙盘系统列车多功能 控制器，属于城市轨道交通技术领域。
背景技术：
城市轨道交通沙盘系统配以相应的软件、硬件，能直观的模拟线路轨道运行情况。 地铁沙盘可以实现线路上列车自动运行控制，国内的ATC系统基本上是引进国外的设备和 技术，研究开发具有自主产权的ATC系统势在必行。用铁路沙盘系统来模拟研究ATC系统， 建设一个实用的地铁ATC模拟沙盘，就能很直观的模拟地铁自动运行。在ATC系统开发的 过程中，采用仿真模拟的方法，建立ATC系统的沙盘系统，为ATC开发提供辅助设计平台和 测试平台。目前，现有的城市轨道交通沙盘系统列车控制器是将地面控制信号调制成高频载 波传送到模型车上，车上将地面载波信号解调。但是，该控制器存在的问题是，无法检测列 车速度和位置，很难实现精准定位。
实用新型内容本实用新型的目的在于针对上述现有技术存在的问题，提出一种城市轨道交通 沙盘系统列车多功能控制器，能对列车速度和位置进行检测，实现精准定位。为了达到以上目的，本实用新型的一种城市轨道交通沙盘系统列车多功能控制器 包括连有天线的车载控制单元、与所述车载控制单元通信的轨旁控制单元、及用以收发通 信信号的感应环线；所述感应环线与轨旁控制单元连接。本实用新型进一步的技术方案如下1.所述感应环线位于轨道间。2.所述感应环线带有间隔距离相同的环线交叉。3.所述天线包括车载第一和第二天线；所述车载控制单元包括与所述车载第一 和第二天线连接的用以切换天线通道的车载模拟开关、与车载模拟开关的输入端连接的车 载DSP处理器；所述车载DSP处理器还经车载第一 DDS芯片与车载模拟开关的输入端连接。4.所述车载DSP处理器经车载第二 DDS芯片与车载乘法器输入端连接，所述车载 乘法器输出端依次经车载带通滤波器和车载整形器与车载DSP处理器连接；所述车载模拟 开关的输出端经车载幅值放大器与车载乘法器输入端连接。5.所述轨旁控制单元包括用以与所述车载控制单元通信的地面通信板、及至少一 个用以调制通信信号的地面信号板；所述地面通信板通过485总线与各地面信号板通信。6.所述地面通信板包括连有以太网控制芯片及串行总线控制芯片的ARM处理器。7.所述地面信号板包括连有地面第一和第二 DDS芯片的地面DSP处理器；所述地 面第一 DDS芯片经地面功率放大器与地面变压器输入端连接。8.所述地面信号板还包括地面信号输入器，所述地面信号输入器的输出端与地面滤波器输入端连接；所述地面滤波器输出端经地面幅值比较器与地面DSP处理器连接；所 述地面滤波器输出端还依次经地面混频器和地面整形器与地面DSP处理器连接；所述地面 第二 DDS芯片与地面混频器连接。本实用新型在轨道间铺设带有间隔距离相同的环线交叉的感应环线，车载控制单 元接收到的信号会相应地发生相位变化，通过对相位变化次数的计数，即可确定列车运行 距离，并进而得出列车位置；通过对相位变化时间的计时，即可确定列车运行速度。采用本 实用新型的结构后，可以实现对列车速度和位置的检测，从而实现精准定位。
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。
图1为本实用新型实施例的结构示意图。图2为
图1实施例轨旁控制单元的结构示意图。图3为
图1实施例地面信号板的结构示意图。图4为
图1实施例车载控制单元的结构示意图。
具体实施方式
实施例本实施例的城市轨道交通沙盘系统列车多功能控制器如
图1-4所示，包括连有天 线4的车载控制单元1、与车载控制单元1通信的轨旁控制单元2、及用以收发通信信号的 感应环线3 ；感应环线3与轨旁控制单元2连接。感应环线3位于轨道间；感应环线3带有间隔距离相同的环线交叉。天线4包括 车载第一和第二天线；车载控制单元1包括与车载第一和第二天线连接的用以切换天线通 道的车载模拟开关、与车载模拟开关的输入端连接的车载DSP处理器；车载DSP处理器还 经车载第一 DDS芯片与车载模拟开关的输入端连接。车载DSP处理器经车载第二 DDS芯片 与车载乘法器输入端连接，车载乘法器输出端依次经车载带通滤波器和车载整形器与车载 DSP处理器连接；车载模拟开关的输出端经车载幅值放大器与车载乘法器输入端连接。轨旁控制单元2包括用以与车载控制单元1通信的地面通信板、及至少一个用以 调制通信信号的地面信号板；地面通信板通过485总线与各地面信号板通信。地面通信板 包括连有以太网控制芯片及串行总线控制芯片的ARM处理器(图中未示)。地面信号板包括 连有地面第一和第二 DDS芯片的地面DSP处理器；地面第一 DDS芯片经地面功率放大器与 地面变压器输入端连接。地面信号板还包括地面信号输入器，地面信号输入器的输出端与 地面滤波器输入端连接；地面滤波器输出端经地面幅值比较器与地面DSP处理器连接；地 面滤波器输出端还依次经地面混频器和地面整形器与地面DSP处理器连接；地面第二 DDS 芯片与地面混频器连接。车载控制单元的作用是接收地面控制信号；根据地面控制信号控制列车的运行 和停止包括列车自动运行、停止运行、运行控制、速度控制等；在列车运行时发送高频载波 信号，用于列车定位；在列车停稳后，向地面传送车号、目的地号等信息。车载天线的作用是接收地面信号同时发送车载信号。轨旁控制单元的作用是调制并发送地面控制信号；接收车载信号，并分析列车运行位置和速度。感应天线的作用是发送地面信号同时接收车载信号。本实施例在轨道间铺设电缆环线，轨旁控制单元连接感应环线。轨旁控制单元通 过感应环线发送地面控制信号，同时接收车载信号。轨旁控制单元发送信号和车载控制单 元发送信号频率不同。车载天线和感应环线通过电磁耦合就可以相互传递调制过的数据。列车每经过一个环线交叉点，地面接收到的信号有180°相移，调理后的信号表现 为一个宽度很窄的脉冲。该脉冲的下降沿对应的时刻，即是车载天线通过对应的环线交叉 点的时刻。通过对相位变化次数进行计数，从而确定列车运行的距离，得到列车的相对位 置。感应环线每隔一段距离进行一次交叉，通过对相位变化时间进行计时，从而确定列车运 行的速度。本实施例可以实现对列车速度和位置的检测，实现精准定位。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变 换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
权利要求1.城市轨道交通沙盘系统列车多功能控制器，其特征是，包括连有天线的车载控制单 元、与所述车载控制单元通信的轨旁控制单元、及用以收发通信信号的感应环线；所述感应 环线与轨旁控制单元连接。
2.根据权利要求1所述的城市轨道交通沙盘系统列车多功能控制器，其特征是，所述 感应环线位于轨道间。
3.根据权利要求2所述的城市轨道交通沙盘系统列车多功能控制器，其特征是，所述 感应环线带有间隔距离相同的环线交叉。
4.根据权利要求1或2或3所述的城市轨道交通沙盘系统列车多功能控制器，其特征 是，所述天线包括车载第一和第二天线；所述车载控制单元包括与所述车载第一和第二天 线连接的用以切换天线通道的车载模拟开关、与车载模拟开关的输入端连接的车载DSP处 理器；所述车载DSP处理器还经车载第一 DDS芯片与车载模拟开关的输入端连接。
5.根据权利要求4所述的城市轨道交通沙盘系统列车多功能控制器，其特征是，所述 车载DSP处理器经车载第二 DDS芯片与车载乘法器输入端连接，所述车载乘法器输出端依 次经车载带通滤波器和车载整形器与车载DSP处理器连接；所述车载模拟开关的输出端经 幅值放大器与车载乘法器输入端连接。
6.根据权利要求1或2或3所述的城市轨道交通沙盘系统列车多功能控制器，其特征 是，所述轨旁控制单元包括用以与所述车载控制单元通信的地面通信板、及至少一个用以 调制通信信号的地面信号板；所述地面通信板通过485总线与各地面信号板通信。
7.根据权利要求6所述的城市轨道交通沙盘系统列车多功能控制器，其特征是，所述 地面通信板包括连有以太网控制芯片及串行总线控制芯片的ARM处理器。
8.根据权利要求7所述的城市轨道交通沙盘系统列车多功能控制器，其特征是，所述 地面信号板包括连有地面第一和第二 DDS芯片的地面DSP处理器；所述地面第一 DDS芯片 经地面功率放大器与地面变压器输入端连接。
9.根据权利要求8所述的城市轨道交通沙盘系统列车多功能控制器，其特征是，所述 地面信号板还包括地面信号输入器，所述地面信号输入器的输出端与地面滤波器输入端连 接；所述地面滤波器输出端经地面幅值比较器与地面DSP处理器连接；所述地面滤波器输 出端还依次经地面混频器和地面整形器与地面DSP处理器连接；所述地面第二 DDS芯片与 地面混频器连接。
专利摘要本实用新型涉及一种城市轨道交通沙盘系统列车多功能控制器，包括连有天线的车载控制单元、与车载控制单元通信的轨旁控制单元、及用以收发通信信号的感应环线；感应环线与轨旁控制单元连接。本实用新型可确定列车运行距离进而得出列车位置，还可确定列车运行速度。采用本实用新型的结构后，可以实现对列车速度和位置的检测，从而实现精准定位。
文档编号G09B25/00GK201918100SQ201020663190
公开日2011年8月3日 申请日期2010年12月14日 优先权日2010年12月14日
发明者刘毅, 吴旋, 奚华峰, 尹燕萍, 王爱武, 肖阳俊, 郑磊 申请人:南车南京浦镇车辆有限公司