一种导轨电车安全型轨旁控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明提出一种导轨电车安全型轨旁控制系统包括轨旁控制器，所述轨旁控制器包括：电源、通讯总线、地面核心控制单元、状态输入单元、信号驱动单元、道岔驱动单元、地面联网单元及轨旁控制器通信单元；其中，所述地面核心控制单元、状态输入单元、信号驱动单元、道岔驱动单元、地面联网单元及通信单元分别与通讯总线连接，地面联网单元与地面核心控制单元连接。本发明轨旁系统与车载之间采用4G无线网络，数据传输稳定、可靠。本发明可由控制中心远程人工排路或由司机按信号机上的按钮排路，极大缩小了对运营产生的影响。本发明进路表示器被信号驱动单元驱动并接收地面核心驱动单元控制，具有故障安全导向功能，提高了道岔区域的安全性。
【专利说明】一种导轨电车安全型轨旁控制系统 发明领域
[0001] 本发明涉及导轨电车控制领域，尤指一种导轨电车安全型轨旁控制系统。
【背景技术】
[0002] 随着社会的发展，城市集中度越来越高，城市道路越来越拥堵，导轨电车作为一项 解决大城市交通拥堵的有效技术应用越来越广泛，但是现有技术对于导轨电车的控制存在 诸多问题。
[0003] 现有导轨电车信号系统的车载与轨旁设备通信采用ISM频段的无线通讯设备进行 数据传输，该无线通讯容易受干扰且不稳定。现有导轨电车轨旁设备控制系统在故障模式 下，需要通过道岔控制箱按钮操纵道岔或手扳操纵道，操作不便不能全自动化。现有导轨电 车轨旁设备控制系统的道岔区域采用无源信标，无源信标为非安设备，不能实现电车与控 制系统的双向沟通，存在重大安全隐患。现有技术对于电车的运行不能全自动化进行，不能 实时精确探测电车的运行，导轨电车不能和系统实时沟通，存在安全隐患。
【发明内容】
[0004] 为解决上述问题，本发明提出一种导轨电车安全型轨旁控制系统，包括轨旁控制 器，所述轨旁控制器包括：电源、通讯总线、地面核心控制单元、状态输入单元、信号驱动单 元、道岔驱动单元、地面联网单元； 其中，所述地面核心控制单元、所述状态输入单元、所述信号驱动单元、所述道岔驱动 单元及地面联网单元分别与所述通讯总线连接，所述地面联网单元与所述地面核心控制单 元连接。
[0005] 进一步的，还包括转辙机、进路表示器、电车通信单元、电车检测器、控制中心管理 服务器及轨旁控制器通信单元； 其中，所述地面联网单元与所述控制中心管理服务器连接，所述道岔驱动单元与所述 转辙机连接，所述状态输入单元与所述电车检测器连接，所述信号驱动单元与所述进路表 示器连接，所述轨旁控制器通信单元与所述电车通信单元连接。
[0006] 其中，所述轨旁控制器通信单元与通讯总线连接。
[0007] 进一步的所述轨旁控制器通信单元与所述电车通信单元通过3g通讯网络或4g通 讯网络或5g通讯网络或卫星通讯网络连接;所述地面联网单元与所述控制中心管理服务器 通过光通讯网络连接;所述转辙机为地面式转辙机;所述道岔驱动采用软启动方法。
[0008] 进一步的，所述道岔驱动单元实现道岔状态采集和工作电流检测功能;所述道岔 驱动单元包含双CPU模块并采用2取2结构;双CPU模块同时独立输出信号，所述道岔驱动单 元包含输出继电器，所述输出继电器检测到所述双CPU同时独立输出信号一致时输出信号。
[0009] 进一步的，所述信号驱动单元包含双CPU模块并采用2取2结构;双CPU模块同时独 立输出信号，所述信号驱动单元包含输出继电器，所述输出继电器检测到所述双CHJ同时独 立输出信号一致时输出信号。
[0010]进一步的，所述电源模块置于轨旁控制器内部，提供DC24V、DC12V以及DC5V工作电 压。
[0011 ]进一步的，所述地面核心控制单元硬件采用嵌入式ARM架构的双CPU，软件基于嵌 入式linux系统。
[0012] 进一步的，所述状态输入单元接受所述电车检测器采集经过的电车信号，并将所 述电车信号传递给地面核心控制单元实现电车轨道占用检测。
[0013] 进一步的，地面联网单元采用双光口冗余设计及非网管型交换机。
[0014] 进一步的，所述的导轨电车安全型轨旁控制系统采用控制中心自动控制模式或现 场人工控制模式或车载无线控制模式或控制中心人工控制模式； 所述导轨电车注册方法为:导轨电车安全型轨旁控制系统接收到车载或控制中心的注 册车次号之后，检测始端轨旁控制器是否已被其他车辆注册后，如果检测到始端轨旁控制 器没有被其他车辆注册则将所述车次号注册到始端轨旁控制器； 所述导轨电车释放方法为:轨旁控制器接收到控制中心的移除注册命令，将所述车次 号从始端轨旁控制器释放； 所述导轨电车进路办理方法:轨旁控制器接收到车载或控制中心的排路命令之后，根 据联锁条件、道岔等状态，判断是否满足进路开放条件，如果满足进路开发条件则开放进路 并锁闭，然后信号开放； 所述导轨电车进路取消方法:轨旁控制器接收到车载或控制中心的进路取消命令之 后，关闭对应已经开放的信号并解锁进路； 所述导轨电车进路解锁方法:电车信号开放之后，随着电车的正常走行，如果轨旁控制 器判断所述电车已经经过该进路区段，那么解锁进路、出清轨道区段，并释放始端轨旁控制 器注册信息； 所述导轨电车道岔单独控制方法:所述轨旁控制器接收到控制中心道岔动作命令之后 检查进路状态、区段锁闭状态，如果道岔未在规定位置，那么根据命令对道岔进行正/反操 作。
[0015] 与现有技术相比，发明轨旁系统与车载之间采用通信网络连接，数据传输稳定、可 靠。本发明可由控制中心远程人工排路或由司机按信号机上的按钮排路，极大缩小了对运 营产生的影响。本发明进路表示器被信号驱动单元驱动并接收地面核心驱动单元控制，具 有故障安全导向功能，提高了道岔区域的安全性。
【附图说明】
[0016] 以下对本发明实施例中的附图进行说明，实施例的附图是用于对本发明的进一步 理解，与说明书一起用于解释本发明，并不构成对本发明保护方式的限制。
[0017] 图1为本发明导轨电车安全型轨旁控制系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018] 为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明做进一步阐释，并不能用 来限制本发明的保护范围，需要说明的是在不冲突的情况下本申请中的实施例及实施例中 的各种方式可以相互组合。
[0019] 图1为本发明导轨电车安全型轨旁控制系统的结构示意图 图中标号意义为：
参照图1，本发明提出一种导轨电车安全型轨旁控制系统包括轨旁控制器190,轨旁控 制器190包括：电源、通讯总线10、状态输入单元30、信号驱动单元40、道岔驱动单元50、地面 联网单元60及轨旁控制器通信单元70; 其中，地面核心控制单元20、状态输入单元30、信号驱动单元40、道岔驱动单元50、地面 联网单元60及通信单元分别与通讯总线10连接，地面联网单元60与地面核心控制单元20连 接。
[0020] 导轨电车安全型轨旁控制系统还包括转辙机80、进路表示器90、电车通信单元 100、电车检测器110、控制中心管理服务器120; 其中，地面联网单元60与控制中心管理服务器120连接，道岔驱动单元50与转辙机80连 接，状态输入单元30与电车检测器110连接，信号驱动单元40与进路表示器90连接，轨旁控 制器通信单元70与电车通信单元100连接。
[0021] 在本实施例中轨旁控制器通信单元70与电车通信单元100通过4g通讯网络连接； 在另一实施例中轨旁控制器通信单元70与电车通信单元100通过3g通讯网络网络连 接； 在另一实施例中轨旁控制器通信单元70与电车通信单元100通过5g通讯网络、卫星通 讯网络连接； 在另一实施例中轨旁控制器通信单元70与电车通信单元100通过卫星通讯网络连接； 地面联网单元60与控制中心管理服务器120通过光通讯网络180连接； 在本实施例中转辙机80为地面式转辙机80。
[0022]道岔驱动单元50实现道岔状态采集和工作电流检测功能，道岔驱动单元50包含双 CPU模块并采用2取2结构;双CPU模块同时独立输出信号，道岔驱动单元50包含输出继电器， 输出继电器检测到双CPU同时独立输出信号一致时输出信号，以增加系统的冗余度，提高系 统的可靠性。道岔驱动采用软启动、有效防止拉开或合上开关造成的弧光短路。
[0023]信号驱动单元40包含双CPU模块并采用2取2结构;双CPU模块同时独立输出信号， 信号驱动单元40包含输出继电器，输出继电器检测到双CPU同时独立输出信号一致时输出 信号以增加系统的冗余度，提高系统的可靠性。
[0024] 电源模块置于轨旁控制器190内部，同时提供DC24V、DC12V以及DC5V工作电压。 [0025]地面核心控制单元20硬件采用嵌入式ARM架构的双CPU，软件基于嵌入式linux系 统。
[0026] 状态输入单元30接受电车检测器110采集经过的电车信号，并将电车信号传递给 地面核心控制单元20实现电车轨道占用检测。
[0027] 地面联网单元60采用双光口冗余设计及非网管型交换机。
[0028] 在本实施例中导轨电车安全型轨旁控制系统采用控制中心自动控制模式。
[0029] 在另一实施例中导轨电车安全型轨旁控制系统采用现场人工控制模式。
[0030] 在另一实施例中导轨电车安全型轨旁控制系统采用系统采用车载无线控制模式。
[0031] 在另一实施例中导轨电车安全型轨旁控制系统采用控制中心人工控制模式。
[0032] 本实施例中导轨电车注册方法为:轨旁控制器190接收到车载或控制中心的注册 车次号之后，检测始端轨旁控制器190是否已被其他车辆注册后，如果检测到始端轨旁控制 器190没有被其他车辆注册，则将车次号注册到始端轨旁控制器190; 本实施例中导轨电车释放方法为:轨旁控制器190接收到控制中心管理服务器120的移 除注册命令，将车次号从始端轨旁控制器190释放。
[0033]本实施例中导轨电车进路办理方法:轨旁控制器190接收到车载或控制中心管理 服务器120的排路命令之后，根据联锁条件、道岔等状态，判断是否满足进路开放条件，如果 满足进路开发条件则向进路电车170开放进路并和开放信号，并向其他电车锁闭进路关闭 信号。
[0034] 本实施例中导轨电车进路取消方法:轨旁控制器190接收到进路电车170或控制中 心管理服务器120的进路取消命令之后，关闭对应已经向进路电车170开放的信号并向其他 电车解锁进路。
[0035] 本实施例中导轨电车进路解锁方法：电车信号开放之后，随着进路电车170的正常 走行，轨旁控制器190判断进路电车170已经经过该进路区段，进而解锁进路、出清轨道区段 并释放始端轨旁控制器190注册信息。
[0036]本实施例中导轨电车道岔单独控制方法:轨旁控制器190接收到控制中心管理服 务器120的道岔动作命令之后检查进路、区段锁闭状态，在本实施例中道岔未在规定位置， 根据命令对道岔进行正/反操作。
[0037] 在另一施例中导轨电车道岔单独控制方法:轨旁控制器190接收到控制中心道岔 动作命令之后检查进路、区段锁闭状态，道岔在规定位置，轨旁控制器190不对道岔进行操 作。
[0038] 本发明通过上述方法实现控制区域计算机联锁功能，电车控制全自动化进行安全 可靠节省人力物力，在控制中心管理服务器120的管理下，系统具有自诊断、记忆存储、联锁 逻辑计算、网络通讯、故障重现等功能，能实现进路办理和列车走行过程的再现，能实时将 系统运行日志按标准通讯接口进行异地存储，为车载和控制中心提供站场状态信息服务， 并提供远程控制功能接口。系统为电车在控制区域内的安全运行提供技术保证，能有效减 轻司机劳动强度和提高列车通过效率。系统的软件设计、信源编码、数据传输以及与其他系 统的接口、数据链路控制规程均符合和遵循相应的国际标准和国内标准。将信号联锁控制 功能应用到导轨电车领域系统中，能够将列车经过整个控制区域内每个区段的占压情况完 全呈现;系统能够脱离中心独立运行，每个轨旁控制器190就是一套完整的地面信号控制单 元，实现有轨电车控制系统的分散控制;轨旁系统与车载之间采用通信无线网络，数据传输 稳定、可靠。本发明可由控制中心远程人工排路或由司机按信号机上的按钮排路，极大缩小 了对运营产生的影响。本发明进路表示器90被信号驱动单元40驱动并接收地面核心驱动单 元控制，具有故障安全导向功能，提高了道岔区域的安全性。
[0039]需要说明的是，以上实施例仅是为了便于本领域的技术人员理解而已，并不用于 限制本发明的保护用途，在不脱离本发明发明构思的前提下本领域技术人员对本发明做得 任何显而易见的替换和改进均在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种导轨电车安全型轨旁控制系统，其特征在于，包括轨旁控制器，所述轨旁控制器 包括：电源、通讯总线、地面核心控制单元、状态输入单元、信号驱动单元、道岔驱动单元、地 面联网单元； 其中，所述地面核心控制单元、所述状态输入单元、所述信号驱动单元、所述道岔驱动 单元及地面联网单元分别与所述通讯总线连接，所述地面联网单元与所述地面核心控制单 元连接。2. 如权利要求1所述的导轨电车安全型轨旁控制系统，其特征在于，还包括转辙机、进 路表示器、电车通信单元、电车检测器、控制中心管理服务器及轨旁控制器通信单元； 其中，所述地面联网单元与所述控制中心管理服务器连接，所述道岔驱动单元与所述 转辙机连接，所述状态输入单元与所述电车检测器连接，所述信号驱动单元与所述进路表 示器连接，所述轨旁控制器通信单元与所述电车通信单元连接； 其中，所述轨旁控制器通信单元与通讯总线连接。3. 如权利要求2所述的导轨电车安全型轨旁控制系统，其特征在于，所述轨旁控制器通 信单元与所述电车通信单元通过3g通讯网络或4g通讯网络或5g通讯网络或卫星通讯网络 连接;所述地面联网单元与所述控制中心管理服务器通过光通讯网络连接;所述转辙机为 地面式转辙机;所述道岔驱动采用软启动方法。4. 如权利要求1所述的导轨电车安全型轨旁控制系统，其特征在于，所述道岔驱动单元 实现道岔状态采集和工作电流检测功能;所述道岔驱动单元包含双CPU模块并采用2取2结 构;双CPU模块同时独立输出信号，所述道岔驱动单元包含输出继电器，所述输出继电器检 测到所述双CPU同时独立输出信号一致时输出信号。5. 如权利要求1所述的导轨电车安全型轨旁控制系统，其特征在于，所述信号驱动单元 实现进路表示器驱动和工作电流检测功能，所述信号驱动单元包含双CPU模块并采用2取2 结构;双CF^J模块同时独立输出信号，所述信号驱动单元包含输出继电器，所述输出继电器 检测到所述双CPU同时独立输出信号一致时输出信号。6. 如权利要求1所述的导轨电车安全型轨旁控制系统，其特征在于，所述电源模块置于 轨旁控制器内部，提供DC24V、DC12V以及DC5V工作电压。7. 如权利要求1所述的导轨电车安全型轨旁控制系统，其特征在于，所述地面核心控制 单元硬件采用嵌入式ARM架构的双CPU，软件基于嵌入式1 inux系统。8. 如权利要求1所述的导轨电车安全型轨旁控制系统，其特征在于，所述状态输入单元 接受所述电车检测器采集经过的电车信号，并将所述电车信号传递给地面核心控制单元实 现电车轨道占用检测。9. 如权利要求1所述的导轨电车安全型轨旁控制系统，其特征在于，地面联网单元采用 双光口冗余设计及非网管型交换机。10. 如权利要求1所述的导轨电车安全型轨旁控制系统，其特征在于， 所述的导轨电车安全型轨旁控制系统采用控制中心自动控制模式或现场人工控制模 式或车载无线控制模式或控制中心人工控制模式； 所述导轨电车注册方法为:导轨电车安全型轨旁控制系统接收到车载或控制中心的注 册车次号之后，检测始端轨旁控制器是否已被其他车辆注册后，如果检测到始端轨旁控制 器没有被其他车辆注册则将所述车次号注册到始端轨旁控制器； 所述导轨电车释放方法为:轨旁控制器接收到控制中心的移除注册命令，将所述车次 号从始端轨旁控制器释放； 所述导轨电车进路办理方法:轨旁控制器接收到车载或控制中心的排路命令之后，根 据联锁条件、道岔等状态，判断是否满足进路开放条件，如果满足进路开发条件则开放进路 并锁闭，然后信号开放； 所述导轨电车进路取消方法：轨旁控制器接收到车载或控制中心的进路取消命令之 后，关闭对应已经开放的信号并解锁进路； 所述导轨电车进路解锁方法：电车信号开放之后，随着电车的正常走行，如果轨旁控制 器判断所述电车已经经过该进路区段，那么解锁进路、出清轨道区段，并释放始端轨旁控制 器注册信息； 所述导轨电车道岔单独控制方法:所述轨旁控制器接收到控制中心道岔动作命令之后 检查进路状态、区段锁闭状态，如果道岔未在规定位置，那么根据命令对道岔进行正/反操 作。
【文档编号】B61L29/00GK106004933SQ201610579636
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月21日
【发明人】何伟挺, 刘实秋, 杨建华, 李冬奎, 卢杨, 廖华, 梁灵晓, 李晋升
【申请人】中铁二院重庆勘察设计研究院有限责任公司