一种新型设计结构的列车运行监控装置的制作方法

本发明涉及列车运行监控系统，具体涉及一种新型结构的列车运行监控系统。

背景技术：

列车运行监控装置(LKJ)与各时代的铁路线路设备设施条件和运输组织要求相契合，最大程度地发挥保障安全的作用。

目前路内装备的主流LKJ是第三代列控设备LKJ2000型装置，由监控主机、人机交互单元(又称屏幕显示器)和其他辅助设备组成。

监控主机是LKJ系统控制中心，包含监控记录插件、地面信息处理插件、通信插件、模拟量输入输出插件、扩展通信插件、数字量输入插件、数字量输入输出插件、电源插件。

监控主机所有插件、屏幕显示器和其他外围辅助设备都挂接在两条can总线，存在将外部环境干扰引入系统内部的风险。

监控记录插件完成信息采集，控制逻辑计算，实现列车控制，同时完成运行状态记录，安全功能(列车控制)与非安全功能(记录功能)不独立。

技术实现要素：

本发明设计了一种新型LKJ监控主机结构，旨在将系统内部通信和外部通信隔离，将控制功能和记录功能剥离。

本发明提供一种列车运行监控装置，包括监控主机、屏幕显示器和外部扩展设备；

所述监控主机包括主机板、通信板、机车信号通信板、模拟板、输入板、输出板、记录板和电源板；

所述主机板与通信板、机车信号通信板、模拟板通过内部CAN总线完成相互通信；

所述主机板通过并口总线访问输入板和输出板，完成开关量采集和制动输出控制；

所述主机板通过外部CAN总线与所述屏幕显示器通信；

所述外部扩展设备通过扩展设备CAN总线连接到通信板；

所述记录器板同时连接内部CAN总线和外部CAN总线，监听通信数据，实现运行状态记录。

本发明带来如下技术优势：在新的监控主机结构中，系统内部通信和外部通信总线隔离，有效的防护系统外部干扰对系统内部的影响，同时记录功能由记录板通过总线监听独立完成，实现了控制功能和记录功能的剥离。

附图说明

[1]图1为既有LKJ系统连接示意图

[2]图2为新型LKJ结构图

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的说明。以下描述内容将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不已任何形式限制本发明。应该指出的是，对本领域的普通技术人员来讲，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

本发明的列车运行监控装置由监控主机、人机交互单元(又称屏幕显示器)和其他外围辅助设备(又称扩展设备)组成。

本申请新的LKJ监控主机包括主机板、通信板、机车信号通信板、模拟板、输入板、输出板、记录板和电源板。

电源板将110V机车电源转换为其他插件的工作电源。

主机板、通信板、机车信号通信板、模拟板通过内部CAN总线完成相互通信。

主机板通过并口总线访问输入板和输出板，完成开关量采集和制动输出控制。

主机板通过外部CAN总线与屏幕显示器通信。

记录器板同时连接内部CAN总线和外部CAN总线，监听通信数据，实现运行状态记录。

而既有LKJ的监控主机包含监控记录插件、地面信息处理插件、通信插件、模拟量输入输出插件、扩展通信插件、数字量输入插件、数字量输入输出插件、电源插件。

监控主机所有插件、屏幕显示器和其他外围辅助设备都挂接在两条can总线，如图1所示。

监控主机的各插件均插接在主机机笼内，具备良好的抗干扰环境，各插件连接在两条CAN总线网络上，相互协作完成监控功能，但安装在机笼之外的屏幕显示器、其他扩展盒(包括不仅限于功能扩展盒、GPS2000接口盒等)也直接连到了这两条CAN总线上，这增加了系统外部对监控主机的干扰。

干扰主要体现在两方面：首先，屏幕显示器和其他扩展设备将外部EMC等干扰引入系统内部；其次，外部设备故障会引发整个通信网络故障，例如硬件失效将两条CAN总线锁死，会导致监控功能无法完成。

另外，监控记录插件在完成信息采集，控制逻辑计算，实现列车控制的同时，还负责运行状态记录，安全功能(监控功能)与非安全功能(记录功能)不独立，存在非安全功能影响安全功能的风险。

为解决既有LKJ的这个缺陷，本发明重新设计了LKJ的系统结构，对系统功能重新分配，将监控主机分为两组独立热备监控单元(A系和B系)和两块热备的记录板，每组监控单元由主机板、机车信号通信板、通信板、模拟板、输入板、输出板组成，如图2所示。

其中，机车信号通信板完成并口机车信号、串口机车信号、过机绝缘节采集。

通信板与扩展设备通信，采集扩展设备信息。

模拟板完成压力、柴油机转速、速度等信息的采集。

输入板完成输入信号调理，输出板设计制动输出安全电路。

主机板是LKJ主机的核心板块，通过内部CAN总线与机车信号通信板、通信板、模拟板通信，收集各板块采集结果，通过并口总线采集工况输入。主机板通过外部CAN总线与两个屏幕显示器通信，完成人机交互。在收集完成输入数据后，主机板完成LKJ核心控制逻辑运算，监控列车运行，通过并口总线控制输出板完成制动控制。

从图2可以看出，并口总线和内部CAN总线只用于LKJ主机的系统内部各单元间的通信，与外部设备没有连接；而屏幕显示器通过外部CAN总线与主机板连接，外部扩展设备则连接到通信板(通过扩展设备CAN总线A/B)，与监控主机的其他板卡都没有连接。因而本发明的设计方案完成了LKJ主机结构系统内部和外部的隔离，能够有效的防护外部干扰引入系统内部。

当屏幕显示器硬件失效时，只影响主机板与屏幕显示器间的通信，但监控主机系统内部工作正常，仍能够完成列车监控功能。

同样，当扩展设备故障时，只影响通信板，不会导致整个系统的故障。

本设计方案避免了各种外部设备故障而导致监控功能失效的可能。

图2中主机板仅负责完成输入数据采集，完成列车监控功能，而记录功能由记录板完成。记录板同时连接在两系的内部CAN总线和外部CAN总线，同时监听内部总线和外部总线，抓取关键信息并进行记录。

另外记录板仅监听数据，不发送数据，避免了记录板对主机板的影响。

因而，本设计方案实现了监控功能和记录功能的剥离，避免非安全功能对安全功能的影响。

以上所述仅为本发明方案的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。