一种铁路数字无线列调调度台的制作方法

文档序号:15110729发布日期:2018-08-07 16:43阅读:235来源:国知局

本实用新型涉及一种调度台,具体地说,涉及一种铁路数字无线列调调度台。



背景技术:

我国铁路无线通信目前还有8万多公里铁路仍是沿用原有模拟技术构建的无线通信系统,面对有限的频谱资源、日益增加的客流量、大量需要处理的信息之间的矛盾,传统模拟通信技术已经无法全面满足铁路高速化、重载化、信息化、现代化的需要。

数字化通信以其优秀的性能在越来越多的应用中逐渐取代了传统的模拟通信,成为通信领域中主流发展方向。铁路的调度通信“模转数”的发展已成必然。原有的无线列调调度台采用模拟电路搭建,功能单一只实现通话功能,通话音质差;且一台调度台只能管理一个区段的辖管设备,依赖人工分散管理。每次呼叫通话时需要人工电话确认机车位置再进行调度台操作,效率低,影响行车安全。



技术实现要素:

为了解决上述现有技术的不足之处,本实用新型的目的在于提供一种铁路数字无线列调调度台,以克服现有技术中的缺陷。

为了实现上述目的,本实用新型提供了一种铁路数字无线列调调度台,所述铁路数字无线列调调度台包括主机和N个操作终端;其中,所述主机包括N个主控接口单元、按键显示单元和电源单元;其中,按键显示单元与N个主控接口单元连接,主控接口单元连接2M环网络;电源单元为N个主控接口单元和按键显示单元供电;主控接口单元与操作终端连接,且主控接口单元与操作终端之间通过2B+D进行通信;每一个操作终端分别与录音机、打印机、麦克风和音箱连接。

作为对本实用新型所述的铁路数字无线列调调度台的进一步说明,优选地,操作终端包括有第一CPU、液晶按键接口、第一2B+D接口、第一USB接口、第一100M以太网接口、音频电路、DSP电路、RS422接口、第一RS232接口和第一电源管理模块;其中,第一CPU分别与液晶按键接口、第一2B+D接口、第一USB接口、第一100M以太网接口、音频电路、DSP电路、RS422接口和第一RS232接口连接;液晶按键接口内置液晶驱动、触摸屏驱动和按键驱动,液晶按键接口外接触摸屏和按键;第一2B+D接口外接主控接口单元;音频电路外接麦克风和音箱,DSP电路外接录音机,RS422接口外接打印机;第一电源管理模块将所述主机提供的DC13.8V电源转为DC3.3V电源,并为操作终端供电。

作为对本实用新型所述的铁路数字无线列调调度台的进一步说明,优选地,第一CPU采用ARM Cortex-A8内核微处理器。

作为对本实用新型所述的铁路数字无线列调调度台的进一步说明,优选地,主控接口单元包括第二CPU、2M环网接口、第二2B+D接口、第二100M以太网接口、第一SERDES接口、第二USB接口、第二RS232接口和第二电源管理模块;其中,第二CPU分别与2M环网接口、第二2B+D接口、第二100M以太网接口、第一SERDES接口、第二USB接口和第二RS232接口连接;2M环网接口内置上行模块和下行模块,2M环网接口外接2M环网络;第二2B+D接口外接操作终端;第二100M以太网接口外接监测总机;第一SERDES接口外接按键显示单元;第二电源管理模块将DC13.8V电源转为DC3.3V电源,并为主控接口单元供电。

作为对本实用新型所述的铁路数字无线列调调度台的进一步说明,优选地,第二CPU采用ARM内核微处理器和FPGA可编程逻辑门阵列芯片。

作为对本实用新型所述的铁路数字无线列调调度台的进一步说明,优选地,按键显示单元包括第三CPU、第二SERDES接口、液晶驱动电路、按键检测电路和第三电源管理模块;其中,主控接口单元通过第二SERDES接口与第三CPU连接,第三CPU分别与液晶驱动电路和按键检测电路连接,液晶驱动电路与液晶模块连接,按键检测电路与按键连接;第三电源管理模块将DC13.8V电源转为DC3.3V电源,并为按键显示单元供电。

作为对本实用新型所述的铁路数字无线列调调度台的进一步说明,优选地,第三CPU采用ARM Cortex-M3芯片。

作为对本实用新型所述的铁路数字无线列调调度台的进一步说明,优选地,电源单元包括AC220V转DC13.8V电源模块、DC-48V转DC13.8V电源模块、电源控制电路和电源监测电路;其中,AC220V转DC13.8V电源模块外接AC220V电源供电,并与电源控制电路和电源监测电路连接;DC-48V转DC13.8V电源模块外接DC-48V电源供电,并与电源控制电路和电源监测电路连接。

作为对本实用新型所述的铁路数字无线列调调度台的进一步说明,优选地,N小于等于10。

本实用新型的调度台采用2M环组网通信技术,使主机的多个主控接口单元与多个操作终端连接并处于同一组网中,以及采用嵌入式处理技术构建铁路数字无线列调调度台的硬件构架,实现铁路数字无线列调调度台对系统内车站电台、机车电台、便携台等通信设备调度协同指挥工作的需求。满足铁路模拟通信向数字通信平滑过渡的需求。

本实用新型的调度台基于模块化设计,操作终端、主控接口单元和按键显示单元均采用ARM处理器,使得铁路数字无线列调调度台具有高性价比、兼容性强、可扩展的硬件架构,可实现多个路局集中管理功能。

本实用新型的调度台基于2B+D技术,使主机与多个操作终端可以相互通信,实现铁路数字无线列调调度台操作终端与主机语音数据与控制信令数据同步传输的功能,提高工作效率,提高语音传输抗干扰能力,提高了通话质量。

附图说明

图1为本实用新型的铁路数字无线列调调度台的功能模块示意图;

图2为本实用新型的操作终端的原理框图;

图3为本实用新型的主控接口单元的原理框图;

图4为本实用新型的按键显示单元的原理框图;

图5为本实用新型的电源单元的原理框图。

具体实施方式

为了能够进一步了解本实用新型的结构、特征及其他目的,现结合所附较佳实施例附以附图详细说明如下,本附图所说明的实施例仅用于说明本实用新型的技术方案,并非限定本实用新型。

如图1所示,图1为本实用新型的铁路数字无线列调调度台的功能模块示意图;所述数字无线列调调度台包括主机和N个操作终端1,主机采用插箱式结构设计,一台主机16个插槽,最多可支持10个调度区段的车站设备的管理,所以N小于等于10;其中,所述主机包括N个主控接口单元2(图中为10个主控接口单元)、按键显示单元3和电源单元4,电源单元采用热备份方式。按键显示单元3与N个主控接口单元2连接,主控接口单元2连接2M环网络,用于实现调度台对多个路局所辖管的设备进行集中管理功能;电源单元4为N个主控接口单元2和按键显示单元3供电;N个主控接口单元2与N个操作终端1连接,且主控接口单元2与操作终端1之间通过2B+D进行通信,即一个主机可以连接十个操作终端,用于实现操作终端与主机的语音数据与控制信令数据同步传输的功能,提高语音传输抗干扰能力,提高了通话质量;每一个操作终端1分别与录音机5、打印机6、麦克风7和音箱8连接,用于实现对调度区段内的调度呼叫通话功能处理。

数字无线列调调度台具有高性价比、模块化、兼容性强、可扩展的硬件架构。数字无线列调调度台采用操作终端和主机的硬件架构。操作终端采用10寸的液晶触摸屏与高速的、可靠的嵌入式操作系统实现友好的人机交互界面,实现多个路局所辖管的设备进行集中管理功能;实现对车站电台登记、去登记数据信息管理;实现机车电台登记、去登记数据显示并及时更新辖区内运行列车的车次号和机车号等信息,提高工作效率。调度台采用2B+D的通信方式,实现多个操作终端与主机的数据交换功能,提高了通信效率。

数字无线列调调度台采用2M环网通信技术,2M环网即采用E1接口的光纤数字通信技术,实现调度台与车站电台之间高速、稳定、可靠的数据通信需求。光纤通信具有传输容量大,低损耗,高保真,保密性好等优点,是理想的有线网络通信方式。

操作终端

请参看图2,图2为本实用新型的操作终端的原理框图;操作终端1包括有第一CPU11、液晶按键接口12、第一2B+D接口13、第一USB接口14、第一100M以太网接口15、音频电路16、DSP电路17、RS422接口18、第一RS232接口19、第一电源管理模块110和FLASH芯片;其中,第一CPU11分别与液晶按键接口12、第一2B+D接口13、第一USB接口14、第一100M以太网接口15、音频电路16、DSP电路17、RS422接口18、第一RS232接口19和FLASH芯片连接,用于实现操作终端的调度呼叫通话功能处理;第一CPU11采用ARMCortex-A8内核微处理器构建,支持Linux操作系统,支持512M字节的RAM空间、1G字节的FLASH。

1)液晶按键接口12内置液晶驱动、触摸屏驱动和按键驱动,用于外接触摸屏和按键,采用10寸液晶触摸屏和耐按压的硅胶按键,实现调度台呼叫操作、通话状态显示功能;实现调度命令和调度通告的编辑、显示功能;实现调度台参数查询、设置功能;实现照片视频播放功能。

2)第一2B+D接口13通过2B+D芯片组连接第一CPU11,第一2B+D接口13外接主控接口单元2,基于2B+D通信技术,2B即两路语音数据,一路接收语音数据、一路发送语音数据,D即信令数据,用于实现操作终端与主机的数据通信。

3)第一USB接口14用于实现计算机高速下载操作终端存储的数据的功能。

4)第一100M以太网接口15为预留的以太网接口,可以实现操作终端与监测总机的数据通信。

5)音频电路16外接麦克风7和音箱8,DSP电路17外接录音机5,采用音频放大器电路与DSP数模、模数转换芯片电路,实现调度台与其他设备通话中的语音数字化处理功能。采用DSP数模转换芯片技术,实现语音信号的数模、模数转换,采用2M环网光纤数字通信实现铁路无线列调有线通信的数字化传输。语音数字化传输,提高了语音信号传输的抗干扰能力,提高了语音信号还原的清晰度。

6)RS422接口18外接打印机6,实现调度命令的打印功能。

7)第一RS232接口19为操作终端的测试接口,实现操作终端检修测试功能。

8)第一电源管理模块110将所述主机提供的DC13.8V电源转为DC3.3V电源,用于为操作终端1供电。

调度台主机是调度台的中心枢纽,负责连接设备的各个组成单元/模块,根据规定的协议接口与各个组成单元/模块进行通信;分析与处理通信链路传输的视频、语音、数据信息,按协议分配至各个模块进行处理和显示;对操作终端的操作指令进行响应等。

主控接口单元

请参看图3,图3为本实用新型的主控接口单元的原理框图;主控接口单元2包括第二CPU21、2M环网接口22、第二2B+D接口23、第二100M以太网接口24、第一SERDES接口25、第二USB接口26、第二RS232接口27、第二电源管理模块28、FLASH、SDRAM和LED;其中,第二CPU21分别与2M环网接口22、第二2B+D接口23、第二100M以太网接口24、第一SERDES接口25、第二USB接口26、第二RS232接口27、FLASH、SDRAM和LED连接,用于实现主机的调度呼叫通话功能处理。第二CPU21基于ARM内核微处理器和FPGA可编程逻辑门阵列芯片进行构建,支持LINUX操作系统,运行主频最高可达1GHz,非常适合工业控制、多媒体终端等应用领域;用于实现2M环组网的时隙处理、2B+D语音数据与控制信令数据传输的功能处理,以太网接口数据处理。

1)2M环网接口22内置上行模块和下行模块,还预留有另一个2M环网接口,2M环网接口22外接2M环网络,基于2M环网光纤通信技术,用于实现调度台与车站电台的数据通信。

2)第二2B+D接口23外接操作终端1,基于2B+D通信技术,用于实现调度台主机与操作终端的数据通信。

3)第二100M以太网接口24外接监测总机,用于实现调度台与监测总机的数据通信。

4)第一SERDES接口25外接按键显示单元3,用于实现主机的调度呼叫通话功能处理。

5)第二USB接口26基于USB接口,用于实现计算机高速下载主机存储的数据的功能。

6)第二RS232接口27为主机的测试接口,用于实现主机的检修测试功能。

7)第二电源管理模块28将DC13.8V电源转为DC3.3V电源,用于为主控接口单元2供电。

8)采用大容量FLASH芯片,实现对调度台通信数据的存储和工作日志存储。

按键显示单元

请参看图4,图4为本实用新型的按键显示单元的原理框图;按键显示单元3包括第三CPU31、第二SERDES接口32、液晶驱动电路33、按键检测电路34和第三电源管理模块35;其中,主控接口单元2通过第二SERDES32接口与第三CPU31连接,第三CPU31分别与液晶驱动电路33和按键检测电路34连接,液晶驱动电路33与液晶模块连接,采用OCM240160液晶模块,实现主机各通信通道的收发状态显示和主机参数设置菜单显示功能。主机参数包括实时时间、实时电源电压、实时电源电流、实时通话状态等。按键检测电路34与按键连接,采用耐按压硅胶按键,实现主机参数设置功能。第三电源管理模块35将DC13.8V电源转为DC3.3V电源,用于为按键显示单元3供电。第三CPU31采用ARM Cortex-M3芯片,用于实现人机操作显示的处理,以及实现按键显示单元各功能单元的控制。

电源单元

请参看图5,图5为本实用新型的电源单元的原理框图;电源单元4包括AC220V转DC13.8V电源模块41、DC-48V转DC13.8V电源模块42、电源控制电路43和电源监测电路44;其中,AC220V转DC13.8V电源模块41外接AC220V电源供电,并与电源控制电路43和电源监测电路44连接,用于实现交流转化设备供电以及电源监测;DC-48V转DC13.8V电源模块42外接DC-48V电源供电,并与电源控制电路43和电源监测电路44连接,用于实现直流转化设备供电以及电源监测。

调度台可使用AC220V电源供电或DC-48V电源供电,电源单元采用两种电源模块即AC220V转DC13.8V稳压电源模块和DC-48V转DC13.8V稳压电源模块,为其他功能单元提供DC13.8V电源。电源单元采用电源控制电路,实现对输出电源通道的控制。采用电源监测电路,实时监测输入电源是否正常,如果不正常将进行报警,并停止为其他单元供电。

调度台功能

(一)调度台管理功能

数字无线列调调度台对所辖调度区间内的设备进行管理。

调度台采用标识车站站名方式,实现对车站电台登记、去登记数据信息管理,调度操作终端1通过液晶按键接口12在触摸屏上可以显示车站电台和区间电台列表和动态显示各车站辖区内机车电台、便携台列表。

调度台采用机车车次号编号方式,实现机车电台登记、去登记数据显示并及时更新辖区内运行列车的车次号和机车号等信息,并保存在操作终端1和主机的FLASH中。

(二)调度呼叫功能

1)调度呼叫车站

调度员可在车站信息列表中,选择需要呼叫的车站电台,点击“呼叫”按键,发送呼叫信令,进行相应的呼叫。进入通话状态后,用户可使用麦克风7和音箱8进行通话。

调度台可接收或拒绝车站电台的呼叫请求。车站电台呼叫调度台,调度台操作终端1的液晶屏与主机的液晶屏同时显示车站电台呼入,同时显示呼入车站名,呼叫类型等信息,并且音箱8有相应的声音提示。

通话过程中,调度台操作终端1的液晶屏与主机的液晶屏同时显示相应的通话状态。

2)调度呼叫机车

调度员可根据车次号或机车号呼叫相应的机车司机,并进行一对一通话。或者也可以组呼某一车站附近的所有机车电台,并进行一对多的通话。

调度台可接收或拒绝机车电台的呼叫请求。车站电台转发机车电台呼叫调度台,调度台操作终端1的液晶屏与主机的液晶屏同时显示机车电台呼入,同时显示呼入机车车次号和机车号,呼叫类型等信息,并且音箱有相应的声音提示。

通话过程中,调度台操作终端1的液晶屏与主机的液晶屏同时显示相应的通话状态。

3)调度呼叫便携台

调度员可通过车站电台转发呼叫车站电台附近的便携台,并进行一对一通话。

通话过程中,调度台操作终端1的液晶屏与主机的液晶屏同时显示相应的通话状态。

(三)通话录音功能

以上所有通话过程都将被数字语音记录仪记录,即录音机5,用户可通过时间查询等方式查询记录仪上记录的通话记录,并通过记录仪进行播放。

(四)调度通告

调度员通过调度台操作终端1的触摸屏编辑调度通告,通过控制系统中所有车站电台转发调度通告至所有机车电台。

(五)行车调度命令功能

调度员可通过调度台操作终端1的触摸屏编辑调度命令,通过控制相应的车站电台转发调度命令至相应的机车电台。并接收机车电台发回的自动应答和手动签收信息。调度命令信息包括调度命令、行车凭证、调车作业通知单、调车请求、列车进路预告等行车调度指挥信息。

(六)行车调度命令打印功能

通过调度台操作终端1菜单操作,可选择已发送的调度命令进行打印。

(七)调度台接收视频图片显示功能

根据行车调度需要,调度台发送上传现场图片或视频命令至系统中其他终端设备。调度台接收其他终端设备上传的图片、视频文件,并可在操作终端1的液晶显示屏上播放。

(八)调度接收监测总机监测功能

数字无线列调调度台具有自检和故障告警等功能,操作终端1的第一RS232接口19、主机的第二RS232接口27为测试接口,接受网管系统的远程监测、查询和设置。调度台可转发监测总机与车站电台的通信。包括监测总机查询、设置车站电台参数,车站电台发送告警信息等。

(九)记录读取功能

计算机由操作终端1的第一USB接口14读取和清除调度命令和工作日志数据。由主机的第二USB接口26读取和清除主机通信数据和工作日志数据。计算机可对读取数据进行分析处理和打印。

需要声明的是,上述实用新型内容及具体实施方式意在证明本实用新型所提供技术方案的实际应用,不应解释为对本实用新型保护范围的限定。本领域技术人员在本实用新型的精神和原理内,当可作各种修改、等同替换或改进。本实用新型的保护范围以所附权利要求书为准。

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