一种带空口校时功能的平面调车系统及校时方法与流程

本发明涉及铁路平面调车系统，尤其涉及一种带空口校时功能的平面调车系统及校时方法。

背景技术：

在铁路运输设备不断发展的今天，对于平面调车系统中各个设备之间，信息交互以及之间的关联性越来越大，平面调车系统具有设备间语音通话、信令传输、长数据传输等功能。铁路平面调车系统内各个设备都会对作业操作内容以及通话语音等信息进行存储，并且存储对应的当前时间，如果系统内设备时间不一致，会导致出现问题时或者查找系统操作记录时很难形成时间连贯性，因此铁路平面调车系统对各个设备之间时间的一致性要求越来越高。

目前铁路平面调车系统通用的方法是设备都有一套rtc时间管理系统，但是这种方式存在以下几个缺点：1）设备的rtc时间有一定的误差，不能保证系统内所有设备时间一致；2）设备在长时间断电情况下，时间不准确；因此设计一套带空口校时功能的平面调车系统可以大大提高系统内时间的高度一致性。

技术实现要素：

鉴于现有技术状况和存在的缺陷，本发明提供一种带空口校时功能的平面调车系统及校时方法。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种带空口校时功能的平面调车系统，其特征在于，所述系统包括一台区长台、n台机车台和n台平调手持台，区长台与n台机车台和n台平调手持台之间通过无线空口网络传输连接；远程软件安装于pc机中，pc机与区长台通过tcp/ip网络进行连接；所述的区长台包括第一mcu、第一rtc芯片、网络芯片、第一显示屏/按键和第一信道机，第一mcu通过i²c端口与第一rtc芯片连接；通过spi端口与网络芯片连接；通过并口与第一显示屏/按键连接；通过串口与第一信道机连接。

本发明所述的机车台包括第二mcu、第二rtc芯片、第二显示屏/按键和第二信道机，第二mcu通过i²c端口与第二rtc芯片；通过spi端口与第二显示屏/按键连接；通过串口与第二信道机连接。

本发明所述的平调手持台包括内置rtc电路的控制单元、uhf信道单元、电源单元和液晶显示单元，其中，电源单元分别与控制单元、液晶显示单元连接；uhf信道单元与控制单元连接；控制单元通过spi端口与液晶显示单元连接。

本发明所述的一种带空口校时功能的平面调车系统的校时方法，其特征在于，所述的空口校时是通过空口网络以信令形式进行消息交互，校时信令分为两种，一种校时申请，一种校时时间配置；该校时方法分为区长台、机车台和平调手持台三部分的校时流程，其中的区长台校时流程执行以下操作：

（1）、区长台开机，打开15秒定时器，定时时间到后通过串口发送校时时间配置信令给第一信道机，第一信道机收到信令后经过解析处理，通过空口网络发送出去，空口网络内的机车台和平调手持台收到此信令，区长台进入正常工作状态。

（2）、区长台在正常工作状态时，第一信道机通过空口网络收到空口消息，经过解析处理后，通过串口发送给第一mcu，第一mcu首先判断信令是校时申请信令并且发送方是否是机车台，如果是则读取当前系统rtc时间，如果不是则进入其他消息处理流程，读取成功后发送校时时间配置信令给第一信道机，第一信道机通过空口网络发送给机车台，如果读取失败后重新读取直到读取成功，连续三次读取失败后停止读取。

（3）、区长台在正常工作状态时，区长台通过tcp/ip网络收到远程软件发送的网络消息，如果是时间配置消息，第一mcu修改区长台系统rtc时钟时间，如果修改成功后，发送校时时间配置信令给第一信道机，第一信道机解析处理后通过空口网络发送给机车台。

（4）、区长台在正常工作状态时，区长台的第一显示屏/按键通过菜单对系统时间进行配置，按键进入时间配置界面，修改当前时间，包括年、月、日、时、分、秒，修改完后点击保存，第一mcu修改系统rtc时钟时间，如果修改成功后，发送校时时间配置信令给第一信道机，第一信道机通过空口网络发送给机车台。

本发明所述的机车台校时流程执行以下操作：

（1）、机车台开机，打开15秒定时器，定时时间到后第二mcu通过串口给第二信道机发送校时申请信令，第二信道机经过解析处理后通过空口网络发送给区长台，机车台进入到正常工作状态，同时打开等待校时时间信令定时器，如果定时时间内没有收到区长台发送的校时应答，则返回上一步骤重新发送校时申请信令，如若重发三次不成功后，停止申请；如果定时时间内收到校时时间配置信令，首先判断发送方是否是区长台，如果不是，丢弃此信令，如果是开始配置系统rtc时间，首先判断收到的时间与当前系统时间是否一致，如果一致,跳过修改rtc流程；如果不一致，则修改系统rtc时钟时间，最后第二mcu根据收到的时间发送校时时间配置信令给第二信道机，由第二信道机通过空口网络发送给手持台。

（2）、机车台在正常工作状态时，第二信道机通过空口网络收到校时申请信令后，转发给第二mcu，第二mcu首先判断信令发送方是否是手持台，如果是手持台则读取当前系统rtc时间，读取成功后根据当前时间发送校时时间配置信令给第二信道机，第二信道机通过空口网络发送给手持台，如果读取失败后，则返回上一步骤重新读取，如若连续三次读取失败后停止读取。

（3）、机车台在正常工作状态时，第二信道机通过空口网络收到校时时间配置信令后，转发给第二mcu，第二mcu判断信令发送方是否是区长台发送，如果是区长台发送，则读取信令信息，开始配置系统rtc时间,首先判断收到的时间与当前系统时间是否一致，如果一致，跳过修改rtc流程，如果不一致，则修改系统rtc时钟时间，最后第二mcu根据收到的时间发送校时时间配置信令给第二信道机，由第二信道机通过空口网络发送给手持台。

本发明所述的平调手持台校时流程执行以下操作：

（1）、平调手持台开机，开机后打开15秒定时器，定时时间到后通过空口网络给机车台发送校时申请信令，进入到正常工作状态，同时打开等待校时时间信令定时器，如果定时时间内没有收到机车台发送的校时应答，则返回上一步骤重新发送校时申请信令，如果重发三次不成功后，停止申请；定时时间内收到机车台发送的校时时间配置信令后，判断收到的时间信息与当前系统时间是否一致，如果一致，不进行操作，退出流程；如果不一致，则修改系统rtc时钟时间。

（2）、平调手持台在正常工作状态时，平调手持台通过空口网络收到校时时间配置信令后，判断信令发送方是否是机车台发送，如果是机车台发送，则读取信令信息，并判断收到的时间与当前系统时间是否一致，如果一致，不进行操作，退出流程；如果不一致，则修改系统rtc时钟时间。

本发明的有益效果及特点：

1、实现了带空口校时功能的平面调车系统，系统实现方便简单，系统内的校时方法实现了多样化，主要包括：通过tcp/ip网络配置，界面菜单配置，空口网络校时。

2、带空口校时功能的平面调车系统能够覆盖所有空口网络内的所有设备，省去了对每个设备进行时间配置的繁琐工序，简单方便快捷。

3、通过校时方法保证了系统内设备的时间一致性，此方法采用自动校时，不需要人为干涉，大大节省了人工时间。

4、系统时间一致性在平面调车作业后续数据分析中起到重要的作用，方便后续查找调车作业问题以及调车作业情况，本发明保证了系统内各个设备之间作业的时间连贯性。

附图说明

图1是本发明的系统构成示意图；

图2是图1中区长台构成示意图；

图3是图1中机车台构成示意图；

图4是图1中平调手持台构成示意图；

图5是本发明区长台空口校时流程图；

图6是本发明机车台空口校时流程图；

图7是本发明手持台空口校时流程图。

具体实施方式

为了更清楚的理解本发明，以下结合附图和实施例详细描述：

如图1所示，具有空口校时功能的平面调车系统包括区长台、机车台、平面调车手持台设备，系统内包括一台区长台、多台机车台和多台手持台。远程软件安装于pc机中，pc机与区长台通过tcp/ip网络进行连接，远程软件是一种与区长台配合的集信息显示、信息存储、设备控制等功能软件，远程软件可连接多个区长台，对应多个平面调车系统。在本发明系统中具有读取和配置区长台当前时间的功能。

以一个调车系统为例，区长台、机车台、平调手持台设备配置一样的工作频率。各设备的主要功能如下：

一、区长台的功能包括：

1）空口网络传输功能，支持空口网络频率400-470mhz，具有语音通话、发送和接收信令、长数据功能；

2）tcp/ip网络传输功能；

3）人机交互界面，区长台信息显示、菜单功能设置；

4）rtc系统时钟。

如图2所示，区长台包括第一mcu、第一信道机，第一rtc芯片，网络芯片以及第一显示屏/按键，第一mcu与第一rtc芯片采用i²c数据传输方式，第一mcu与第一信道机采用串口数据传输方式，第一mcu与网络芯片采用spi数据传输方式，第一mcu并口连接第一显示屏/按键，第一信道机负责接收发送空口网络数据，第一信道机尤其可以接收和发送空口校时信令。

第一mcu型号为lpc4357；第一rtc芯片型号为ds3231sn。

区长台mcu控制按照功能划分包括业务功能模块、显示功能模块以及网络功能模块。业务功能模块负责读取和配置rtc时钟芯片时间，业务模块负责通过串口与信道机进行消息交互，当业务需要发送空口网络数据时，通过串口发送给第一信道机，第一信道机经过解析处理后，经过空口网络将消息发送出去，当第一信道机收到空口网络数据后，通过串口传输给mcu业务模块。显示功能模块负责显示区长台的界面信息以及菜单配置功能。网络功能模块负责接收和发送tcp/ip网络消息，与远程软件进行消息交互。

二、机车台的功能包括：

1）空口网络传输功能，支持空口网络频率400-470mhz，具有语音通话、发送和接收信令、长数据功能；

2）人机交互界面，机车台信息显示、菜单功能设置；

3）rtc系统时钟。

如图3所示，机车台包括第二mcu、第二信道机、第二rtc芯片。第二mcu与第二rtc芯片采用i²c数据传输方式，第二mcu与第二信道机采用串口数据传输方式，第二mcu并口连接显示屏/按键，第二信道机负责接收发送空口网络数据，第二信道机尤其可以接收和发送空口校时信令。

第二mcu型号为lpc4357；第二rtc芯片型号为ds3231sn。

机车台mcu按照功能可分为业务功能模块、显示功能模块。业务功能模块负责机车台的业务处理，负责读取和配置rtc时钟芯片时间，业务模块负责通过串口与第二信道机进行消息交互，当业务需要发送空口网络数据时，通过串口发送给第二信道机，第二信道机经过解析处理后，经过空口网络将消息发送出去，当第二信道机收到空口网络数据后，通过串口传输给业务功能模块。显示模块负责显示机车台的界面信息以及菜单配置功能。

三、平调手持台的功能包括：

1）空口网络传输功能，支持空口网络频率400-470mhz,具有语音通话、发送和接收信令、长数据功能；

2）人机交互界面，平调手持台信息显示、菜单功能设置；

3）rtc系统时钟。

如图4所示，平调手持台包括控制单元，uhf信道单元，液晶显示单元以及电源单元，控制单元采用内置rtc电路，控制单元与液晶显示单元采用spi接口，电源单元用于向控制单元以及液晶显示单元提供稳定的供电。

uht信道单元负责收取和发送空口网络数据，液晶显示单元负责显示手持台的界面信息以及菜单配置功能，控制单元负责处理手持台的业务功能，与uht信道单元进行消息交互，并处理和分析信道单元收到的空口网络数据，手持台处理空口校时业务时，由控制单元发送给uht信道单元，再经uht信道单元通过空口网络发送出去。

空口网络数据传输的数据类型包括语音通话数据、信令数据、长数据三种，本发明涉及的空口校时数据属于信令数据类型，空口校时数据按照类型分为校时申请信令和时间配置信令。

如图5所示，区长台校时流程执行以下操作：

（1）、区长台开机，打开15秒定时器，定时时间到后通过串口发送校时时间配置信令给第一信道机，第一信道机收到信令后经过解析处理，通过空口网络发送出去，空口网络内的机车台和平调手持台收到此信令，区长台进入正常工作状态。

（2）、区长台在正常工作状态时，第一信道机通过空口网络收到空口消息，经过解析处理后，通过串口发送给第一mcu，第一mcu首先判断信令是校时申请信令并且发送方是否是机车台，如果是则读取当前系统rtc时间，如果不是则进入其他消息处理流程，读取成功后发送校时时间配置信令给第一信道机，第一信道机通过空口网络发送给机车台，如果读取失败后重新读取直到读取成功，连续三次读取失败后停止读取。

（3）、区长台在正常工作状态时，区长台通过tcp/ip网络收到远程软件发送的网络消息，如果是时间配置消息，第一mcu修改区长台系统rtc时钟时间，如果修改成功后，发送校时时间配置信令给第一信道机，第一信道机解析处理后通过空口网络发送给机车台。

（4）、区长台在正常工作状态时，区长台的第一显示屏/按键通过菜单对系统时间进行配置，按键进入时间配置界面，修改当前时间，包括年、月、日、时、分、秒，修改完后点击保存，第一mcu修改系统rtc时钟时间，如果修改成功后，发送校时时间配置信令给第一信道机，第一信道机通过空口网络发送给机车台。

如图6所示，机车台校时流程执行以下操作：

（1）、机车台开机，打开15秒定时器，定时时间到后第二mcu通过串口给第二信道机发送校时申请信令，第二信道机经过解析处理后通过空口网络发送给区长台，机车台进入到正常工作状态，同时打开等待校时时间信令定时器，如果定时时间内没有收到区长台发送的校时应答，则返回上一步骤重新发送校时申请信令，如若重发三次不成功后，停止申请；如果定时时间内收到校时时间配置信令，首先判断发送方是否是区长台，如果不是，丢弃此信令，如果是开始配置系统rtc时间，首先判断收到的时间与当前系统时间是否一致，如果一致,跳过修改rtc流程；如果不一致，则修改系统rtc时钟时间，最后第二mcu根据收到的时间发送校时时间配置信令给第二信道机，由第二信道机通过空口网络发送给手持台。

（2）、机车台在正常工作状态时，第二信道机通过空口网络收到校时申请信令后，转发给第二mcu，第二mcu首先判断信令发送方是否是手持台，如果是手持台则读取当前系统rtc时间，读取成功后根据当前时间发送校时时间配置信令给第二信道机，第二信道机通过空口网络发送给手持台，如果读取失败后，则返回上一步骤重新读取，如若连续三次读取失败后停止读取。

（3）、机车台在正常工作状态时，第二信道机通过空口网络收到校时时间配置信令后，转发给第二mcu，第二mcu判断信令发送方是否是区长台发送，如果是区长台发送，则读取信令信息，开始配置系统rtc时间,首先判断收到的时间与当前系统时间是否一致，如果一致，跳过修改rtc流程，如果不一致，则修改系统rtc时钟时间，最后第二mcu根据收到的时间发送校时时间配置信令给第二信道机，由第二信道机通过空口网络发送给手持台。

如图7所示，平调手持台校时流程执行以下操作：

（1）、平调手持台开机，开机后打开15秒定时器，定时时间到后通过空口网络给机车台发送校时申请信令，进入到正常工作状态，同时打开等待校时时间信令定时器，如果定时时间内没有收到机车台发送的校时应答，则返回上一步骤重新发送校时申请信令，如果重发三次不成功后，停止申请；定时时间内收到机车台发送的校时时间配置信令后，判断收到的时间信息与当前系统时间是否一致，如果一致，不进行操作，退出流程；如果不一致，则修改系统rtc时钟时间。

（2）、平调手持台在正常工作状态时，平调手持台通过空口网络收到校时时间配置信令后，判断信令发送方是否是机车台发送，如果是机车台发送，则读取信令信息，并判断收到的时间与当前系统时间是否一致，如果一致，不进行操作，退出流程；如果不一致，则修改系统rtc时钟时间。