轨道交通沙盘的信号机控制装置的制作方法

本发明涉及一种轨道交通信号与控制领域，特别是一种轨道交通沙盘的信号机控制装置。

背景技术：

随着我国轨道交通行业的快速发展，其在专业人才需求方面呈现出了两个特点：一是数量日趋增加；二是实践能力要求逐步提高。但是，由于轨道交通现场的特殊性和对安全要求的严苛性使得学生在现场的实践环节中不能进行实际的技术操作和故障检测处理工作，实习、实训效果大打折扣。这严重阻碍了学生实践能力的提升。制作一个适用于教学并可由真实车站联锁设备控制的轨道交通沙盘是解决上述问题的有效方法。信号机是轨道交通领域中最重要的联锁设备之一，通过设计有效的沙盘信号机控制装置可以实现信号机应具有的联锁功能，从而提升实习、实训效果。

中国专利（申请号201310752759.0）公开了一种城轨交通运营安全模拟沙盘的多功能解码控制器。该解码控制器中电源电路为整个解码控制器供电，dcc解码电路、模式选择与状态指示电路均接入单片机，单片机的pwm端口通过多路模拟开关舵机驱动接口，i/o端口通过功率放大电路接入信号灯，电平信号经功率放大电路后实现对信号机的控制。该发明具有成本低、功能多的特点。然而该发明使用单片机控制信号机，不能实现信号机所应具有的联锁功能，从而降低了实习、实训效果和沙盘所应具有的功能。

技术实现要素：

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种轨道交通沙盘的信号机控制装置，该装置能够实现真实控制台对信号机的控制，并实现信号机的联锁功能。。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种轨道交通沙盘的信号机控制装置包括沙盘信号机，多功能电路控制板、信号机点灯电路。

所述的沙盘信号机包含调车信号机、进站信号机、出站兼调车信号机、区间通过信号机。所述的多功能电路控制板包含信号机电路pcb板和多位接线插件连接器。所述的信号机电路pcb板通过串并联一定阻值的电阻，实现对电气集中联锁柜输出的电压电流分别进行分压、分流，以使得沙盘信号机能达到额定电压值及标准电流值，从而确保信号机的正常开放。所述的多位接线插件连接器实现电气集中联锁柜到沙盘的连接，包含电气集中联锁柜点灯电路的接口连接端子和信号机电路pcb板的接口连接端子。所述的信号机点灯电路实现信号机的正确开放和信号机所具有的联锁功能，包含调车信号机点灯电路、进站信号机点灯电路、出站兼调车信号机点灯电路、区间通过信号机点灯电路。

调车信号机点灯电路，首先沙盘调车信号机与多功能电路控制板上的信号机电路pcb板的输入端相连，以实现对沙盘调车信号机的蓝灯和白灯进行分压、分流，以确保开放信号时灯光可靠显示和室内灯丝继电器的可靠吸起；然后信号机电路pcb电路板的输出端与三位接线插件连接器相连。这样不仅能降低沙盘调车信号机出现故障时的排查难度，还可以方便教学实践中模拟室外设备故障时所需的数据测量；最后三位接线插件连接器与真实车站联锁设备的组合端子相连，以实现沙盘调车信号机的联锁功能。

进站信号机点灯电路，首先沙盘进站信号机与多功能电路控制板上的信号机电路pcb板的输入端相连，实现对沙盘进站信号机的红灯、白灯、双黄灯、绿灯进行分压、分流，以确保开放信号时灯光可靠显示和室内灯丝继电器的可靠吸起；然后信号机电路pcb板的输出端与六位接线插件连接器相连。这样不仅能降低沙盘进站信号机出现故障时的排查难度，还可以方便教学实践中模拟室外设备故障时所需的数据测量；最后六位接线插件连接器与真实车站联锁设备的组合端子相连，以实现沙盘进站信号机的联锁功能；

出站兼调车信号机点灯电路，沙盘出站兼调车信号机与多功能电路控制板上的信号机电路pcb板的输入端相连实现对沙盘出站兼调车信号机的红灯、白灯、黄灯、绿灯进行分压、分流，以确保开放信号时灯光可靠显示和室内灯丝继电器的可靠吸起；然后信号机电路pcb板的输出端与五位接线插件连接器相连。这样不仅能降低沙盘出站兼调车信号机出现故障时的排查难度，还可以方便教学实践中模拟室外设备故障时所需的数据测量；最后五位接线插件连接器真实车站联锁设备的组合端子相连，以实现沙盘出站兼调车信号机的联锁功能；

区间通过信号机接口电路，沙盘区间通过信号机与控制板上的pcb板的输入端相连实现对沙盘区间通过信号机的红灯、黄灯、绿灯进行分压、分流，以确保开放信号时灯光可靠显示和室内灯丝继电器的可靠吸起；然后信号机电路电路板的输出端与四位接线插件连接器相连。这样不仅能降低沙盘区间通过信号机出现故障时的排查难度，还可以方便教学实践中模拟室外设备故障时所需的数据测量；最后四位接线插件连接器真实车站联锁设备的组合端子相连，以实现沙盘区间通过信号机的联锁功能。

所述沙盘的信号机控制装置，各沙盘信号机与6502电气集中联锁系统中的信号机进行连接，通过计算实验得出沙盘信号机需要的负载值，不但使沙盘信号机正常运行，还可以保证6502电气集中组合柜中各信号机点灯电路中相关继电器的正常动作。当办理列车进路时，接通6502电气集中组合柜中相应的点灯电路的允许灯光电路，通过多位接线插件连接器传输到相应信号机的pcb板，pcb板对所信号机显示的灯的电流、电压值进行匹配，从而为相应沙盘信号机提供工作电压，并保证沙盘信号机正常开放信号，同时相应信号机pcb板所匹配的电流值也保证6502电气集中组合柜中灯丝继电器吸起。当没有进路办理时，各沙盘信号机接通6502电气集中组合柜中点灯电路的常态灯光电路，通过多位接线插件连接器传输到相应信号机的pcb板，相应沙盘信号机pcb板对所信号机显示的灯的电流、电压值进行匹配，从而为相应沙盘信号机提供工作电压，并保证沙盘信号机正常开放信号，同时相应信号机pcb板所匹配的电流值也保证6502电气集中组合柜中灯丝继电器吸起。

本发明的特点

(1)控制装置功能多样，可以实现对出站、进站、区间、调车信号机等多种信号机的控制并使其具备联锁关系。因此，在教学中能更直观展现不同信号机所具有的不同功能。从而使学生对信号机所体现的联锁关系有更直观的认识。另外，控制装置可以模拟真实的现场故障，并能进行故障排查的实训，有效提高了学生的故障处理的实践能力。

(2)控制装置可与真实设备连接，可实现真实控制台对沙盘信号机的控制，加深了学生对信号机功能的理解。另外，通过观察沙盘信号机与真实设备相关接点的电路连接情况，可进一步加强学生对信号机点灯电路工作原理的理解。从而提高了实习、实训效果，充分发挥了沙盘的作用。

附图说明

图1是本发明的沙盘调车信号机点灯电路图；

图2是沙盘调车信号机设计电路；

图3是沙盘进站信号机点灯电路图；

图4是沙盘进站信号机设计电路图；

图5是沙盘出站兼调车信号机点灯电路图；

图6是沙盘出站兼调车信号机设计电路图；

图7是沙盘区间通过信号机点灯电路图；

图8是沙盘区间通过信号机设计电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

本发明中，沙盘信号机采用低位调车信号机、进站高位信号机、区间高位信号机、出站兼调车低位信号机，各类信号机的额定电压均为为3-5v；

多位接线插件连接器分别选用三位tb1503型接线插件连接器、四位tb1503型接线插件连接器、五位tb1503型接线插件连接器、六位tb1503型接线插件连接器。

信号机电路pcb板是分别根据调车信号机、出站兼调车信号机、区间通过信号机和进站信号机各自的分压、分流电路设计和制作而成。

调车信号机点灯电路（见附图1）。

沙盘调车信号机的白灯与调车信号机电路pcb板（见附图2）的输入端b相连；沙盘调车信号机的蓝灯与调车信号机电路pcb板的输入端h相连；沙盘调车信号机的公共回线与调车信号机电路pcb板的输入端bah相连。

调车信号机电路pcb板的输出端b与三位tb1503型接线插件连接器的第一输入端口相连；调车信号机电路pcb板的输出端bah与三位tb1503型接线插件连接器的第二输入端口相连；调车信号机电路pcb板的输出端a与三位tb1503型接线插件连接器的第三输入端口相连。

三位tb1503型接线插件连接器的第一输出端口与电气集中联锁实验室的调车信号机点灯电路中调车信号机组合端子的d-b连接；三位tb1503型接线插件连接器的第二输出端口与电气集中联锁实验室的调车信号机点灯电路中调车信号机组合端子的d-bah连接；三位tb1503型接线插件连接器的第三输出端口与电气集中联锁实验室的调车信号机点灯电路中调车信号机组合端子的d-a连接。

进站信号机点灯电路（见附图3）。

沙盘进站信号机的黄灯与进站信号机电路pcb板（见附图4）的输入端1u相连，沙盘进站信号机的绿灯与进站信号机电路pcb板的输入端l相连；沙盘进站信号机的红灯与进站信号机电路pcb板的输入端h相连；沙盘进站信号机的双黄灯与进站信号机电路pcb板的输入端2u相连；沙盘进站信号机的白灯与进站信号机电路pcb板的输入端yb相连；沙盘进站信号机的公共回线与进站信号机电路pcb板的输入端公共回线h相连。

进站信号机电路pcb板的输出端1u与六位tb1503型接线插件连接器的第一输入端口相连；进站信号机电路pcb板的输出端l与六位tb1503型接线插件连接器的第二输入端口相连；进站信号机电路pcb板的输出端h与六位tb1503型接线插件连接器的第三输入端口相连；进站信号机电路pcb板的输出端2u与六位tb1503型接线插件连接器的第四输入端口相连；进站信号机电路pcb板的输出端yb与六位tb1503型接线插件连接器的第五输入端口相连；进站信号机电路pcb板的输出端公共回线h与六位tb1503型接线插件连接器的第六输入端口相连。

六位tb1503型接线插件连接器的第一输出端口与电气集中联锁实验室的进站信号机点灯电路中进站信号机组合端子的1u连接；六位tb1503型接线插件连接器的第二输出端口与电气集中联锁实验室的进站信号机点灯电路中进站信号机组合端子的l连接；六位tb1503型接线插件连接器的第三输出端口与电气集中联锁实验室的进站信号机点灯电路中进站信号机组合端子的h连接；六位tb1503型接线插件连接器的第四输出端口与电气集中联锁实验室的进站信号机点灯电路中进站信号机组合端子的2u连接；六位tb1503型接线插件连接器的第五输出端口与电气集中联锁实验室的进站信号机点灯电路中进站信号机组合端子的yb连接；六位tb1503型接线插件连接器的第六输出端口与电气集中联锁实验室的进站信号机点灯电路中进站信号机组合端子的公共回线h连接。

出站兼调车信号机接口电路（见附图5）。

沙盘出站兼调车信号机的绿灯与出站兼调车信号机电路pcb板（见附图6）的输入端l相连；沙盘出站兼调车信号机的红灯与出站兼调车信号机电路pcb板的输入端h相连；沙盘出站兼调车信号机的黄灯与出站兼调车信号机电路pcb板的输入端u相连；沙盘出站兼调车信号机的白灯与出站兼调车信号机电路pcb板的输入端b相连。沙盘出站兼调车信号机的公共回线与出站兼调车信号机电路pcb板的输入端公共回线h相连。

出站兼调车信号机电路pcb板的输出端l与五位tb1503型接线插件连接器的第一输入端口相连；出站兼调车信号机电路pcb板的输出端u与五位tb1503型接线插件连接器的第二输入端口相连；出站兼调车信号机电路pcb板的输出端h与五位tb1503型接线插件连接器的第三输入端口相连；出站兼调车信号机电路pcb板的输出端b与五位tb1503型接线插件连接器的第四输入端口相连；出站兼调车信号机电路pcb板的输出端公共回线h与五位tb1503型接线插件连接器的第五输入端口相连。

五位tb1503型接线插件连接器的第一输出端口与电气集中联锁实验室的出站兼调车信号机点灯电路中出站兼调车信号机组合端子的l连接；五位tb1503型接线插件连接器的第二输出端口与电气集中联锁实验室的出站兼调车信号机点灯电路中出站兼调车信号机组合端子的u连接；五位tb1503型接线插件连接器的第三输出端口与电气集中联锁实验室的出站兼调车信号机点灯电路中出站兼调车信号机组合端子的h连接；五位tb1503型接线插件连接器的第四输出端口与电气集中联锁实验室的出站兼调车信号机点灯电路中出站兼调车信号机组合端子的b连接；五位tb1503型接线插件连接器的第五输出端口与电气集中联锁实验室的出站兼调车信号机点灯电路中出站兼调车信号机组合端子的h线连接。

区间通过信号机接口电路（见附图7）。

沙盘区间通过信号机的绿灯与区间通过信号机电路pcb板（见附图8）的输入端l相连；沙盘区间通过信号机的红灯与区间通过信号机电路pcb板的输入端h相连；沙盘区间通过信号机的黄灯与区间通过信号机电路pcb板的输入端u相连；沙盘区间通过信号机的公共回线与区间通过信号机电路pcb板的输入端公共回线h相连。

区间通过信号机电路pcb板的输出端l与四位tb1503型接线插件连接器的第一输入端口相连；区间通过信号机电路pcb板的输出端h与四位tb1503型接线插件连接器的第二输入端口相连；区间通过信号机电路pcb板的u输出端与四位tb1503型接线插件连接器的第三输入端口相连；区间通过信号机电路pcb板的公共回线h输出端与四位tb1503型接线插件连接器的第四输入端口相连。

四位tb1503型接线插件连接器的第一输出端口与电气集中联锁实验室的电气组合柜中侧面端子01-5连接；四位tb1503型接线插件连接器的第二输出端口与电气集中联锁实验室的电气组合柜中侧面端子01-7连接；四位tb1503型接线插件连接器的第三输出端口与电气集中联锁实验室的电气组合柜中侧面端子01-9连接；四位tb1503型接线插件连接器的第四输出端口与电气集中联锁实验室的电气组合柜中侧面端子01-6、01-8、01-10分别连接。

综上所述，本发明通过信号机接口电路实现真实车站联锁设备对不同种类沙盘信号机的控制，具有联锁关系体现充分、实习、实训效果强的优点。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。