铁路车站的通信联锁系统的制作方法_4

文档序号:9059587阅读:来源:国知局
数据通信;
[0102]第二防雷模块113与信号控制电路110电连接,用于实时监测安全型信号模块14的工作过程并在检测到雷电时泄放雷电流,用以保护安全型信号模块14(即对产生的感应雷电进行防护)。
[0103]其中,本实施例中的安全型信号模块14中的模块集成在电路板上,并组装成为一个实体的壳体,在使用时,将其放置于待控制设备旁边,节省了大量的空间。
[0104]需要说明的是,本实施例中的图4中虽然明确了安全型信号模块14中各个器件或者模块的连接顺序,实质上,上述连接顺序可以任意调换。
[0105]进一步的,参考图5,本实施例中,安全型轨道模块15包括:传感器116,用于采用电气隔离耦合检测输入的交流轨道电压,并将交流轨道电压转换为直流电压;检测电路117与传感器116电连接,用于实时监测轨道区段,并对传感器116的输出电压进行隔离和转换;轨道电压采集防雷电路114与检测电路117电连接,用于对来自钢轨的感应雷电进行有效的防护;限流电路115与检测电路117电连接,用于限制安全型轨道模块15的工作电流处于标准电流范围;
[0106]具体的,轨道电压采集防雷电路114、限流电路115、传感器116、检测电路117等构成。每个模块具有独立的8路检测电路117,能够独立同时检测8个轨道区段。
[0107]其中,轨道电压采集防雷电路114由气体放电管、防浪涌电感、电阻等器件构成,能够对对来自钢轨的感应雷电进行有效防护。限流电路115由电阻网络构成,避免轨道上接入的过高电压而损坏轨道模块;传感器116采用电气隔离耦合检测轨道电压,并将输入的交流轨道电压转换为DC0-5V电压;检测电路117对传感器116输出信息进行隔离和转换,其中隔离两路独立模拟信号至板载MPU模块,隔离一路信号并按480原理转换为两路独立开关量信号送至板载MPU模块。检测电路117采用高灵敏检测原理,即在检测标准电压同时采用了电压变化检测技术,在I秒内如果轨道电压下降了 70%表示轨道“占压”,在I秒内轨道电压上升了 70%表示“空闲”。轨道状态、轨道电压都通过板载MPU和通讯模块实时发送到服务器。
[0108]安全型轨道模块15还包括:第三通讯单元118,用于实现安全型轨道模块与通讯服务器之间的通讯。第三通讯单元118通过总线与轨道模块上的板载MPU模块通讯,采用网络与通讯服务器通讯,通讯模块自动建立和维护通讯链路,用于实现轨道模块与通讯服务器之间的通讯。
[0109]第三防雷模块119,用于实时监测安全型轨道模块15的工作过程并在检测到雷电时泄放雷电流,用以保护安全型轨道模块15。
[0110]具体的,第三防雷模块119,其作用在二个层面,1、轨道模块电源工作电源防雷,2、轨道模块通讯网络防雷。
[0111]具体的,两个完全独立的嵌入式低功耗MPU系统组成,每个MPU系统采用基于8051结构的微处理器,每个MPU系统具有独立的处理器、总线、时钟、1接口、通讯接口、AD、看门狗等。每个MPU系统具有16路开关量输入、16路开关量输出、8路模拟量输入和2个通讯口。MUP模块控制继电器时采用4路差分对称信号控制,为了进一步提高安全可靠性,同一MPU输出信号必须来自两个不同输出芯片,比如输出端口 I和输出端口 9组合,避免出现共模故障。MPU模块采用总线与板载通讯模块通讯。
[0112]具体的,安全型轨道模块15实时监测轨道占压/空闲状态和轨道电压,轨道模块通过实时采集轨道电压来判断当前轨道区段是否空闲。轨道模块在原有480轨道电路基础上采用高灵敏检测原理能够有效提高检测灵敏度,在很大程度上降低轨道区段“红光带”、“压不死”等故障,降低轨道电路维修难度。设置室外轨道端的信号变压器箱(简称为XB盒,是铁路信号系统中室外常用的一种箱盒)内。
[0113]其中对于轨道电路区段,显示设备以红光带表示该轨道区段处于有车占用状态或故障状态(如钢轨折断、电缆断线、电源故障等)称为“红光带”、“压不死”即轨道电路受轨面生锈、不洁净等因素影响,在车辆压入时,不能可靠短路,不能给出信号正常显示,俗称轨道电路“压不死”。这一问题会导致车辆压入后,在室内控制台上却无车辆压入的显示,造成电务设备联锁关系失效,给行车安全埋下重大隐患。
[0114]其中,本实施例中的安全型轨道模块15中的模块集成在电路板上,并组装成为一个实体的壳体,在使用时,将其放置于待控制设备旁边,节省了大量的空间。
[0115]需要说明的是,本实施例中的图5中虽然明确了安全型轨道模块15中各个器件或者模块的连接顺序,实质上,上述连接顺序可以任意调换。
[0116]另外,在上述的安全型道岔模块、安全型信号模块以及安全型轨道模块中均包括:具有两个独立运行的微处理器MPU系统的安全型MPU模块,用于根据接收的所述输出命令,生成控制信号以及在当前进行控制的一个MPU系统故障时,自动切换到另一个MPU系统中。
[0117]如上述实施例所述,安全型道岔模块可以包括道岔控制电路等,道岔控制电路包括第一安全型继电器电路和第一安全型驱动电路等,都有控制信号的输出,故本实施例中通过具有两个独立运行的微处理器MPU系统的安全型MPU模块实现所有相关的控制工作,而安全型MPU模块可以以单独的模块存在,也可以集成到上述模块,或者安全型道岔模块、安全型信号模块以及安全型轨道模块中的任意一个模块中,满足能够根据输出命令,生成控制信号即可。
[0118]另外,考虑到安全型MPU模块会故障的问题,安全型MPU模块采用两个完全独立的嵌入式低功耗MPU系统组成,这样在当前进行控制的一个MPU系统故障时,自动切换到另一个MPU系统中。
[0119]具体的,每个MPU系统具有独立的处理器、总线、时钟、1接口、通讯接口、模数转换电路AD电路、看门狗等。优选的,本实施例中每个MPU系统具有16路开关量输入、16路开关量输出、8路模拟量输入和2个通讯口。安全型MPU模块控制继电器时采用4路差分对称信号控制,为了进一步提高安全可靠性,同一个安全型MPU模块输出信号必须来自两个不同输出芯片,比如输出端口 I和输出端口 9组合,避免出现共模故障。
[0120]优选的,安全型MPU模块采用总线与板载通讯模块通讯。当安全型MPU模块运行不同的嵌入式功能程序时,执行不同的运算控制功能。
[0121]另外,本实施例中的铁路车站的通信联锁系统,还包括:操作机16、电务维修机17、交换机和通讯前置机17 ;
[0122]操作机16通过工业以太网与安全型联锁主机11电连接,用于向安全型联锁主机11发送操作指令;
[0123]电务维修机17通过工业以太网与安全型联锁主机11电连接,用于实时监控铁轨和列车的当前状态信息;
[0124]交换机或通讯前置机17通过工业以太网与安全型联锁主机11电连接,用于实现其他设备与安全型联锁主机11的通信。
[0125]下面结合附图1在对本实用新型提供的铁路车站的通信联锁系统进行简要说明:
[0126]CBCI系统室内设备I包括基于通信的安全型联锁主机11 (A,B互为冗余热备)、通讯服务器12 (A,B互为冗余热备)、操作机16、电务维修机17、交换机等组成。室外设备2由信号控制模块、道岔模块、轨道模块等构成。室内外设备之间采用通讯总线连接。
[0127]将信号控制模块、道岔控制模块、轨道电路模块等根据工程需要设置在,所控制设备旁XB电缆接线盒内,盒内的控制模块直接与备控制的设备连接,与控制中心之间采用通信总线连接,省去了大量信号电气连接电缆。
[0128]1、控制中心室内设备I
[0129]I)基于通信的联锁主机
[0130]每套CBCI系统配置两台联锁机即A机和B机,A、B机互为主备,热备并行运行。联锁主机采用2取2安全型型构造,每台联锁主机中设置了两套硬件和软件完全独立CPU体系,两CPU运算相同后通过总线向室外发送控命令。
[0131]2)通讯服务器12面
[0132]每套CBCI系统标准配置通讯服务两台,两台通讯服务器12热备工作并互为主备。
[0133]2、室外设备2
[0134]I)基于通信的安全型道岔模块13
[0135]安全型道岔模块13是控制道岔的核心设备,道岔模块将道岔控制电路104、表示电路、通讯单元、2取2CPU、防雷模块等都集成到了一个模块中,一个模块完成道岔的控制、检测功能。2取2技术、双通讯通道、双CPU、双安全控制电路输出。设置室外在转辙机旁控制箱内。
[0136]2)安全型信号模块14
[0137]安全型信号模块14是信号机控制的核心部件,信号模块将信号控制电路110、灯丝检测电路117、通讯单元、2取2CPU (或者2乘2取2CPU)、防雷等都集成到了一个模块中,信号模块分为调车信号模块和接车信号模块
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