一种列车测速测距系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及列车运行控制技术领域，具体涉及一种列车测速测距系统。
【背景技术】
[0002]列车测速测距系统为列车运行控制系统提供高精度、高可靠的速度和距离参数。列车测速测距系统作为一个安全苛求的关键部件，输出任何速度、距离数据的错误所造成的后果都是非常严重的。已有的列车测速测距系统采用速度传感器或者雷达，列车的位置根据速度积分获得，存在累积误差，需要在地面大量铺设应答器来消除定位累积误差，同时要在车上和地面增加相应的接收和发送设备。
[0003]近年来有采用卫星导航技术进行列车定位的研宄和应用，例如青藏线采用的ITCS列车运行控制系统，虽然避免了应答器的大量铺设，但是在ITCS的测速测距单元是GPS与速度传感器组合的定位方式，设计上缺少冗余数据校验，安全性相对不足。
【发明内容】
[0004]本发明克服了传统列车测速测距系统需要应答器辅助以及依靠卫星导航系统进行列车定位安全性较低的不足，提供一种具有高安全性的列车测速测距系统。
[0005]本发明提供的一种列车测速测距系统，包括通信服务器，分别与所述通信服务器连接的A、B、C三个数据采集处理通道，分别与所述通信服务器、A、B、C三个数据采集处理通道连接的安全继电器，以及分别与所述安全继电器、A、B、C三个数据采集处理通道连接的输出/输入驱动。
[0006]进一步，所述A、B、C数据采集处理通道分别包括依次连接的数据输入端口、数据采集处理器、定位输出端口 ；其中，
[0007]所述数据输入端口与所述通信服务器连接；所述定位输出端口与所述安全继电器连接；所述数据采集处理器分别与所述输出/输入驱动、所述通信服务器连接。
[0008]进一步，所述数据输入端口包括GNSS差分数据信号输入端、速度传感器信号输入端、惯性测量单元传感器信号输入端。
[0009]进一步，所述数据采集处理器包括微处理器及与其相连的计数模块、微周期同步模块、模式检测模块；其中，
[0010]所述GNSS差分数据信号输入端与所述计数模块连接；
[0011]所述模式检测模块、微周期同步模块与所述输出/输入驱动连接；所述微周期同步模块与所述通信服务器连接；
[0012]所述速度传感器信号输入端和惯性测量单元传感器信号输入端分别与各所述A、B、C三个数据采集处理通道的微处理器连接。
[0013]进一步，所述微周期同步模块包括上电启动单元、自检单元、初始同步单元，正常同步单元、数据融合单元、同步比较单元、地图匹配单元、输出单元、同步反馈比较单元、日志单元、周期空闲单元。
[0014]进一步，所述通信服务器包括通信主机及与其相连的三个GNSS接收模块和微周期控制模块；所述三个GNSS接收模块分别与所述A、B、C数据采集处理通道的GNSS差分数据信号输入端连接；所述微周期控制模块分别与所述A、B、C数据采集处理通道的微周期同步模块连接。
[0015]进一步，所述通信服务器还包括与所述通信主机连接的日志记录模块。
[0016]进一步，还包括分别与所述通信服务器，所述A、B、C三个数据采集处理通道连接的模式选择开关。
[0017]进一步，所述模式选择开关包括上电模式选择开关、维护模式选择开关。
[0018]由上可见，本发明具有以下优点:
[0019]1、本发明采用基于微周期同步的同步方法，相对于时钟级同步对硬件和软件要求较低，实现难度较低，不需要专用电路设计及设备支持。
[0020]2、本发明采用的“三取二”冗余每次表决都进行了三次，降低了单一软件只进行一次“三取二”表决出错的风险，提高了系统整体的安全性。
[0021]3、此外，本发明提出的列车测速测距系统不仅可以兼容目前列车运行控制系统普遍使用的测速测距单元，而且列车定位不依靠地面应答器和轨道电路等辅助设备，减少了列车运行控制系统地面设备的种类。
【附图说明】
[0022]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中:
[0023]图1为本发明列车测速测距系统的结构示意图；
[0024]图2为本发明数据采集处理通道的结构示意图；
[0025]图3为本发明数据采集处理通道的微处理器的模式状态转换图；
[0026]图4为本发明数据采集处理通道的微处理器和通信主机上电模式的微周期同步示意图；
[0027]图5为本发明通信服务器的结构示意图；
[0028]图6为本发明数据采集处理通道的微处理器正常模式的微周期分配示意图；
[0029]图7为本发明数据采集处理通道的微处理器和通信主机之间的初始同步示意图；
[0030]图8为本发明数据采集处理通道的微处理器之间的正常模式的微周期同步示意图。
【具体实施方式】
[0031]下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
[0032]实施例1:
[0033]图1是本发明实施例1提供的列车测速测距系统的结构示意图。
[0034]如图1所示，本发明提供的列车测速测距系统，包括通信服务器400，分别与所述通信服务器400连接的A、B、C三个数据采集处理通道100、200、300，分别与所述通信服务器400、A、B、C三个数据采集处理通道100、200、300连接的安全继电器600，以及分别与所述安全继电器600、A、B、C三个数据采集处理通道100、200、300连接的输出/输入驱动500。
[0035]进一步，所述A、B、C数据采集处理通道100、200、300均包括依次连接的数据输入端口、数据采集处理器、定位输出端口；其中，所述数据输入端口与所述通信服务器400连接；所述定位输出端口与所述安全继电器600连接；所述数据采集处理器分别与所述输出/输入驱动500、所述通信服务器400连接。
[0036]进一步，所述A、B、C各数据采集处理通道100、200、300的数据输入端口均包括GNSS差分数据信号输入端、速度传感器信号输入端、惯性测量单元传感器信号输入端。
[0037]如图1所示，A数据采集处理通道100的数据输入端口包括GNSS差分数据信号输入端103、速度传感器信号输入端101、惯性测量单元传感器信号输入端102。B数据采集处理通道200的数据输入端口包括GNSS差分数据信号输入端203、速度传感器信号输入端201、惯性测量单元传感器信号输入端202。C数据采集处理通道300的数据输入端口包括GNSS差分数据信号输入端303、速度传感器信号输入端301、惯性测量单元传感器信号输入端 302。
[0038]速度传感器信号输入端，用于接收来自列车车轮速度脉冲传感器发来的脉冲信号，并发送给A、B、C通道的数据采集处理器。惯性测量单元传感器信号输入端，用于接收来自惯性测量单元发来的列车姿态、速度、加速度信息，并发给A、B、C通道的数据采集处理器。GNSS差分数据信号输入端用于接收来自通信服务器400发来的差分数据定位信息，并发给A、B、C通道的数据采集处理器。
[0039]实施例2:
[0040]图2为本发明实施例2提供的数据采集处理通道100的数据采集处理示意图。
[0041]作为上述实施例的优选方式，进一步，所述A、B、C各数据采集处理通道100、200、300的数据采集处理器均包括微处理器及与其相连的计数模块、微周期同步模块、模式检测模块。其中，所述GNSS差分数据信号输入端与所述计数模块连接；所述模式检测模块、微周期同步模块与所述输出/输入驱动连接；所述微周期同步模块通过以太网与所述通信服务器连接；所述速度传感器信号输入端和惯性测量单元传感器信号输入端分别与各所述A、B、C三个数据采集处理通道的微处理器连接。
[0042]如图2所示，以A数据采集处理通道100为例，A数据采集处理通道100的数据采集处理器包括微处理器104及与其相连的计数模块105、微周期同步模块107和模式检测模块 106。
[0043]其中，计数模块105用于接收GNSS差分数据信号输入端103发来的IPPS脉冲的计数，作为微处理器104的计数源。模式检测模块106用于检测当前微处理器104的工作模式，包括上电模式、正常模式、维护模式、故障模式。微周期同步模块107用于实现上电模式、正常模式中各微周期的同步以及微周期内数据融合、地图匹配、安全切断、各通道间数据交换比较功能。
[0044]实施例3:
[0045]图3为本发明数据采集处理通道的微处理器的模式状态转换图；
[0046]图4为本发明数据采集处理通道的微处理器和通信主机上电模式的微周期同步示意图；
[0047]图6为本发明数据采集处理通道的微处理器正常模式的微周期分配示意图；
[0048]图8为本发明数据采集处理