一种新型可支持列车自主控制的岔区控制系统的制作方法

本发明属于列车自主控制领域，具体涉及一种新型可支持列车自主控制的岔区控制系统。

背景技术：

岔区设备主要指铁路信号机、转辙机、计轴和轨道电路，目前都是通过计算机联锁系统来进行集中控制。传统的岔区设备控制需要通过线缆连接到室内的分线盘，再通过线缆连接到组合柜、接口柜等，最后才到继电联锁主机；全电子连锁减少了复杂的继电器电路，室外轨旁设备可通过线缆连接到室内分线盘，再连接到电子执行单元，最后通过线缆连接到联锁系统。

目前岔区设备都需要通过联锁主机进行集中控制，岔区设备同联锁之间不仅需要专用的继电器控制电路，而且还要配有大量的室内外互联线缆。联锁系统各设备之间关联度高、接口复杂，导致项目基建、生产、安装和调试的成本投入提高，也极大提高了后续维护和故障排查的难度。另外联锁控制方式无法减少设备之间复杂的连接关系，无法减小设备间的关联性，例如：无法分割成较小的模块，不支持无线通信，模块间不需线缆互联等。因为受到这些限制，逐渐无法满足科技发展的需求，限制了运营的灵活性，例如：无法支持列车自主控制岔区设备等新技术的发展和应用。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明实施例提出一种新型可支持列车自主控制的岔区控制系统。

一种新型可支持列车自主控制的岔区控制系统，包括至少一台转辙机、至少一台信号机、计轴以及智能运维管理平台；智能运维平台包括监测中心，诊断中心，维护中心，管理中心，调度中心以及运营中心，实现智能运行，智能调度及智能维护；

以其中任一台转辙机作为岔区控制中心，所述岔区控制中心用于对所有信号机、计轴和其他转辙机进行控制，还用于提供无线网络和列车以及管理中心通信；

列车向管理中心发送进路请求，管理中心接收到对应的请求后直接和对应岔区控制中心进行通信，发送进路办理命令，岔区控制中心接收到对应命令后控制对应转辙机、计轴以及信号机动作；

当列车与智能运维管理平台断开通信时，自行通过无线网络和对应的岔区控制中心通信申请进路办理请求进行降级运行，岔区控制中心收到对应请求后计算并控制对应转辙机和信号机动作。

优选的，当列车正常启动时，所有转辙机均向智能运维管理平台发送申请注册成为岔区控制中心的请求，智能运维管理平台以注册成功最早的转辙机作为岔区控制中心并向岔区的所有转辙机广播，非岔区控制中心的转辙机收到对应广播后不执行岔区控制中心的任务。

优选的，当岔区控制中心对应的转辙机故障时，主动切断与智能运维管理平台的通信，若岔区存在与智能运维管理平台正常通信的转辙机，则智能运维管理平台指派该正常的转辙机作为岔区控制中心。

优选的，还包括与转辙机通讯连接的手持式设备，用于通过无线通信获取岔区的状态。

优选的，所述转辙机包括：

通信模块，用于实现同列车及智能运维管理平台的无线通信以及和岔区内的信号机、计轴和其他转辙机的通信；还用于将和列车及智能运维管理平台的无线网络转换成内部通信网络；

核心计算模块，用于无线网络转换后计算出对应的岔区内信号机、计轴和转辙机所要执行的操作，根据对应的设备情况选择网络或者对应的硬线接口进行控制回采；

输出采集模块，用于实现对应转辙机的驱动，当控制的信号机仅支持通用硬线接口时，输出采集模块才会使能12路信号灯控制回采；当本机为岔区控制中心且和非岔区中心的通信连接不上时，输出采集模块则使能控制外部的控制回采接口。

优选的，所述转辙机还包括：

监控模块，用于接受核心处理模块的数据，同安全数据进行比较，从而判断核心处理模块是否正常运行，若正常，则给出安全电源至对应的输出采集模块；若不安全，则断开安全电源，从而导向安全。

优选的，所述转辙机还包括电源与监控模块，所述电源与监控模块包括：

电源转换电路，用于将接入的交流电源进行隔离、整流、防护，最终将电平转换成需要的直流电源

mcu模块，用于对各路电源以及环境温度的监控结果进行上报，并可根据通信命令切断对应安全电源回路。

本发明采用的技术方案，具有如下有益效果：

1.以其中任一台转辙机作为岔区控制中心，所述岔区控制中心用于对所有信号机、计轴和其他转辙机进行控制，还用于提供无线网络和列车以及智能运维管理平台通信，支持无线主控设备监控并驱动转辙机、信号机、和计轴等设备；

2.内部电路模块化，方便替换和扩展，内部监控和防护电路覆盖全面。

本发明的具体技术方案及其有益效果将会在下面的具体实施方式中结合附图进行详细的说明。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

图1为本发明一实施例一种新型可支持列车自主控制的岔区控制系统的结构示意图；

图2为本发明另一实施例一种新型可支持列车自主控制的岔区控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参考图1所示，一种新型可支持列车自主控制的岔区控制系统，包括至少一台转辙机、至少一台信号机、计轴以及智能运维管理平台；智能运维平台包括监测中心，诊断中心，维护中心，管理中心，调度中心以及运营中心，实现智能运行，智能调度及智能维护，全生命周期4个方面管理；以其中任一台转辙机作为岔区控制中心，所述岔区控制中心用于对所有信号机、计轴和其他转辙机进行控制，还用于提供无线网络和列车以及管理中心通信。

本实施例中的岔区控制系统取消室内的控制单元机柜，并将对应的控制命令下发，以一个岔区为最小单元，采用分布式架构，该控制器尺寸较小可以安装在转辙机内，将传统转辙机升级为智能岔区控制转辙机，一个岔区可以其中任一台转辙机为岔区控制中心，该岔区所有信号机、计轴和转辙机均通过该台转辙机进行控制。

转辙机提供无线网络和列车以及智能运维管理平台通信，岔区的控制支持两种模式：列车与管理中心进行进路请求，管理中心接收到对应的请求命令后直接和对应岔区控制中心进行通信，发送进路办理命令，岔区控制中心接收到对应命令从而控制对应转辙机转动和位置采集以及信号机的亮灯灭灯控制；当列车与智能运维管理平台断开通信时，可以自行通过无线网络和对应的岔区控制中心通信申请进路办理请求进行降级运行，岔区控制中心收到对应命令进行计算并对应转辙机和信号机动作。

以地铁为例，一个岔区可能由两台转辙机进行道岔驱动，当系统正常启动时，两台转辙机都向智能运维管理平台进行申请成为岔区控制中心，以注册成功的早的为岔区控制中心，当完成注册后，智能运维管理平台会向岔区的所有转辙机广播现在的岔区中心为哪台转辙机，非岔区控制中心的转辙机收到对应命令，则不进行执行岔区控制中心任务；当岔区控制中心的转辙机故障时，会主动切断与智能运维管理平台的通信，若岔区有另外的转辙机还与智能运维管理平台通信正常，则智能运维管理平台即指派该正常的转辙机为岔区控制中心。

当列车和岔区通信时，处理机制类似。岔区中心收到对应的命令，自行计算出对应的转辙机控制和信号机控制动作，通过对应的控制网络或通用硬线接口进行控制。岔区的内部通信网络和外部通信网络为相互独立的网络，以保证安全。岔区内非岔区控制中心的转辙机优先通过内部的网络和岔区控制中心通信控制，当岔区控制中心检测到通信接口断开时，则启用通用硬线接口控制非岔区中心的转辙机并回采状态；岔区内计轴的控制通过网口接口；和信号机的接口可以通过网络也可以通过通用的硬线接口。

支持手持式设备通过无线通信获取岔区的状态从而便于维护。

转辙机的结构如图2所示，包括：通信模块，用于实现同列车及智能运维管理平台的无线通信以及和岔区内的信号机、计轴和其他转辙机的通信；还用于将和列车及智能运维管理平台的无线网络转换成内部通信网络；核心计算模块，用于无线网络转换后计算出对应的岔区内信号机、计轴和转辙机所要执行的操作，根据对应的设备情况选择网络或者对应的硬线接口进行控制回采；输出采集模块，用于实现对应转辙机的驱动，当控制的信号机仅支持通用硬线接口时，输出采集模块才会使能12路信号灯控制回采；当本机为岔区控制中心且和非岔区中心的通信连接不上时，输出采集模块则使能控制外部的控制回采接口。监控模块，用于接受核心处理模块的数据，同安全数据进行比较，从而判断核心处理模块是否正常运行，若正常，则给出安全电源至对应的输出采集模块；若不安全，则断开安全电源，从而导向安全电源与监控模块，所述电源与监控模块包括：电源转换电路，用于将接入的交流电源进行隔离、整流、防护，最终将电平转换成需要的直流电源mcu模块，用于对各路电源以及环境温度的监控结果进行上报，并可根据通信命令切断对应安全电源回路。

通信模块的核心处理器需要将无线接入模块的通信协议转换成内部通信接口协议，内部功能较为单一只负责数据的安全收发功能。为避免无线通讯距离问题，通信模块可通过预留的有线接口，接入轨旁安全ab网络，车载可以通过轨旁ap与设备通信。或者在岔区或者设备区域两端延伸一串无线节点，保证列车能够提前与设备建立通信。同时提供岔区内部的无线或者有限通信接口。

通信模块可以是4g/5g或其它无线网络的接入模块包含天线，用于实现同列车及智能运维管理平台的无线通信以及和岔区内部的设备的无线或有线通信。该模块还将和列车及智能运维管理平台的无线网络转换成内部通信网络，内部通信网络可以是千兆/百兆以太网或pci等其它总线形式，转换后再同核心计算模块计算出对应的岔区设备所要执行的操作后，根据对应的设备情况选择网络或者对应的硬线接口进行控制回采。输出采集模块能够实现本台转辙机的驱动，12路信号灯控制回采的通用硬线接口，本机控制外部的控制回采通用硬线接口及外部控制本机的控制回采硬线接口。当控制的信号机仅支持通用硬线接口时，输出采集模块才会使能12路信号灯控制回采；当本机为岔区控制中心且和非岔区控制中心的通信连接不上时，输出采集模块则使能本机控制外部的控制回采接口；当本机为非岔区控制中心且异常从而和岔区控制中心通信断开时，岔区控制中心通过外部控制本机的控制回采接口控制本机的正常转动和回采。输出采集模块可根据实际情况进行扩展。电源与监控模块，可将配电柜电源转换系统所需的隔离电源，并监控系统电压、电流和温度等信息。为确保通信安全无线网络采用ab网冗余方式。

在一实施例中，转辙机还包括：外接端子与防护模块，指同外部设备的所有连线端子，包括配电柜电源的引入端子、输出控制信号机的端子、外部对本机的控制回采端子、本机对外部的控制回采端子以及预留的光纤通信接口端子及其相关防护电路。

本实施例中的岔区控制系统结构简单，基于转辙机，以一个岔区为最小单位，取消驱动单元的机柜布置，不同转辙机之间可支持相互冗余，且单台转辙机即采取二乘二取二的架构，大大提高可用性。支持列车自主控制，大大提高了运营方式的灵活性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。