CN104029698A - 调车专用的地面电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种调车专用的地面电子设备，应用于铁路调车防护领域，该地面电子设备与信号机点灯电缆连接，不改变信号机的内部电路，且其输出端与有源应答器相连，有源应答器为标准设备；该地面电子设备包括：电源模块用于提供地面电子设备工作所需的电能；报文选择输出模块用于读取预存的应答器报文并输出给功放隔离模块；功放隔离模块用于将读取的应答器报文输出给有源应答器。本发明的设备从信号机点灯电缆中获取信息，而不需要从信号机的灯泡回路中获取信息，从而避免了将获取的信息通过电缆传输给地面电子设备时传输过程中的不安全，保证调车作业的安全，该地面电子设备结构简单，不需要对既有的信号机与有源应答器进行改造，可节省成本。
Description
技术领域
本发明涉及铁路信号领域，特别涉及一种应用于调车防护中的调车专用的地面电子设备。
背景技术
在铁路运输生产过程中，除列车在车站的到达、出发、通过以及在区间内运行外，凡机车车辆进行的一切有目的移动统称为调车，调车是铁路行车工作的基本内容之一。
随着铁路列车运行速度的大幅度提高，对现场作业安全尤其是调车作业安全的控制工作提出了越来越高的要求，但是由于调车作业环节较多，安全控制难度较大，调车作业安全一直是铁路运输安全管理的重中之重。
为了保证调车作业的安全，目前采用的调车防护方案有以下两种：1、将现在的LEU设备置于机柜内并设置在调车信号机旁，但是这种地面电子设备需要220V的供电电源，并且该地面电子设备的价格较高，施工成本也很高；2、使用电流传感器从信号机的灯泡回路中采集调车信号机的灯显信息，27MHz能量作为报文选择的电源，但是这种方案在不能确保灯显信息在传输过程中的安全性，同时也不能保证报文选择功能的安全性。
发明内容
考虑到现有技术中的上述问题，本发明提供了一种调车专用的地面电子设备，从而保证了调车作业的安全性，同时还能节省设备成本。
本发明提供了一种调车专用的地面电子设备，该地面电子设备与信号机点灯电缆连接，不改变信号机的内部电路，且地面电子设备输出端与有源应答器相连，上述有源应答器为标准设备；并且该地面电子设备包括：
电源模块，用于提供地面电子设备工作所需的电能；
报文选择输出模块，用于读取预存的应答器报文并输出给功放隔离模块；
功放隔离模块，用于将报文选择输出模块读取的应答器报文输出给上述有源应答器。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种调车专用的地面电子设备，该地面电子设备从信号机点灯电缆中获取调车相关的信息，而不需要从信号机的灯泡回路中获取相关信息，从而避免了将获取的信息通过电缆传输给地面电子设备时传输过程中的不安全，从而保证了调车作业的安全，同时该地面电子设备结构简单，且不需要对既有的信号机与有源应答器进行改造，从而节省成本。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的调车专用的地面电子设备的结构图；
图2为本发明实施例一提供的调车专用的地面电子设备的应用示意图；
图3为本发明实施例一提供的调车专用的地面电子设备的详细结构图；
图4为本发明实施例一提供的调车专用的地面电子设备中报文选择输出模块的结构图；
图5为本发明实施例二提供的另一调车专用的地面电子设备的应用示意图；
图6为本发明实施例二提供的电源模块与点灯采集模块的实现电路图；
图7为本发明实施例二提供的另一报文选择输出模块的结构图；
图8为本发明实施例三提供的又一调车专用的地面电子设备的应用示意图；
图9为本发明实施例三提供的调车专用的地面电子设备的详细结构图；
图10为本发明实施例四提供的再一调车专用的地面电子设备的应用示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明确，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明主要用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例一
本发明实施例一提供了一种调车专用的地面电子设备，如图1所示，该调车专用的地面电子设备与信号机点灯电缆连接，不改变信号机的内部电路，同时该调车专用的地面电子设备的输出端与有源应答器相连，该有源应答器为标准设备；并且该地面电子设备包括电源模块、报文选择输出模块与功放隔离模块；其中，
电源模块，用于提供地面电子设备工作所需的电能；
报文选择输出模块，用于读取预存的应答器报文并输出给功放隔离模块；
功放隔离模块，用于将报文选择输出模块读取的应答器报文输出给有源应答器。
本发明中的地面电子设备是从信号机点灯电缆中获取的相关信息，而不需要从信号机的灯泡回路中获取相关信息，从而避免了将获取的信息通过电缆传输给地面电子设备时传输过程中的不安全，从而保证了调车作业的安全。
具体的，本发明实施例一中的调车专用地面电子设备并联连接在信号机的点灯电缆中，并从中获取工作所需的电能，如图2所示，信号机中包含有蓝灯与白灯两个信号灯，地面电子设备通过点灯电缆上接线盒的COM、CA、CB接点与信号机并联连接，当信号机中的蓝灯点亮时，点灯电缆导通，地面电子设备通过接点COM、CA获取回路中的220V电能，当白灯点亮时，地面电子设备通过接点COM、CB获取回路中的220V电能。由于本发明实施例一中的信号机中包含有蓝灯与白灯两个信号灯，因此该地面电子设备中相应的包含有两路电源模块与报文选择输出模块，一种电源模块与报文选择输出模块对应着蓝灯，另一路对应着白灯，且电源模块分别与同一路中的报文选择输出模块相连；但本发明实施例中仅以信号机中有两种不同颜色的信号灯为例进行说明，而在实际应用中，信号机中还可能含有更多的信号灯，则地面电子设备中相应的包含有多路电源模块与报文选择输出模块，其实现方式与此类似，在此不再重复。
具体的，本发明实施例一中的报文选择输出模块根据是否接收到电源模块发送的电能来决定是否读取预存的应答器报文；如当蓝灯亮时，则说明其点灯电缆连通，其对应的电源模块从点灯电缆中获取电能并输出给同一路中的报文选择输出模块，此时该报文选择输出模块收到电能，因此读取预存的应答器报文并输出给功放隔离模块；相应的，当与白灯对应的另一路中的报文选择输出模块得电后，则说明此时白灯亮，从而将其预存的应答器报文并输出给功放隔离模块；这样就可以根据信号机的亮灯情况将相应的应答器报文输出给有源应答器，从而保证了调车作业的安全。并且本发明中的地面电子设备可直接根据得电信息来输出相应的应答器报文，而不需要另外采集信号机的灯显信息，在保证安全的同时简化了实现方案，从而进一步节省了成本。
进一步的，本发明实施例一中的电源模块包括采集单元与转换单元，其中采集单元用于从信号机点灯电缆中采集电能；转换单元用于将采集单元采集到的电能转换成地面电子设备工作所需的电能；并且为了防止该电源模块在采电过程中对信号机的点灯回路造成影响，该电源模块还可以包括防护单元，用于防止在采电过程中对信号机的点灯回路造成影响，从而进一步保证了该调车专用的地面电子设备的安全可靠。
进一步的，该调车专用的地面电子设备还包括：
安全控制模块，并联连接在信号机的任一信号灯的点灯电缆中，用于从上述点灯电缆中采集信号，将采集到的信号分别发送给每个报文选择输出模块；相应的，报文选择输出模块还包括判断单元，用于在读取预存的应答器报文之前先根据收到的信号判断是否出现异常；本发明中的安全控制模块可以防止当多个报文选择输出模块都接收到电能时而输出多个应答器报文，从而进一步保证了该地面电子设备的安全可靠，保证了调车作业的安全；具体的，当安全控制模块所在的点灯电缆回路闭合时，安全控制模块从该点灯电缆中采集信号，将采集到的信号分别发送给每个报文选择输出模块，因此当报文选择输出模块得电后先检查是否收到安全控制模块发送的信号，若与安全控制模块在同一路中的报文选择输出模块没有收到信号，则说明出现异常，进入安全状态，输出故障报警信号；若与安全控制模块不在同一路中的报文选择输出模块得电，并检查到收到了信号，则说明出现异常，进入安全状态，输出故障报警信号。
检测模块，用于检测地面电子设备输出接口的电缆状态以及地面电子设备自身状态，并将检测信息传输给监测系统主机。
如图3所示，本实施例一中的地面电子设备包含有两路电源模块与报文选择输出模块分别与信号机中的蓝灯、白灯相对应，且本实施例中的安全控制模块并联连接在蓝灯的点灯回路中，从中采集信号并将采集的信号分别发送给两路报文选择输出模块，如图3中所示的T1与T2，当白灯对应的报文选择输出模块得电后，其先检查是否收到信号T2，若是则说明此时蓝灯回路有电，则拒绝输出应答器报文，输出报警信号，在此仅以蓝灯、白灯为例进行说明，不作限制。
进一步的，本发明实施例中的报文选择输出模块具体包括报文存储单元、报文读取单元与输出控制单元；其中，报文存储单元，用于存储要发送给有源应答器的应答器报文；报文读取单元，用于从相应的报文存储单元中读取预存的应答器报文；输出控制单元，用于进行互锁，防止同时输出多个信号灯所对应的应答器报文；具体的，本实施例中设置与蓝灯对应的报文存储单元中存储禁止报文，与白灯对应的报文存储单元中存储允许报文，如图4所示，输出控制单元可防止两路同时得电时第二路意外输出允许报文，图中输出控制单元具体为三态门，即第一路工作时如果第二路也有电，此时第二路三态门的使能信号因接了第一路的电压信号（图4中所示的3.3V1）而禁止输出，此时第一路可以顺利输出禁止报文，从而进一步确保了地面电子设备输出的应答器报文的安全可靠，进一步提高了调车作业的安全。
本发明提供了的地面电子设备从信号机点灯电缆中获取调车相关的信息，而不需要从信号机的灯泡回路中获取相关信息，从而避免了将获取的信息通过电缆传输给地面电子设备时传输过程中的不安全，从而保证了调车作业的安全，同时该地面电子设备结构简单，且不需要对既有的信号机与有源应答器进行改造，从而节省成本。
实施例二
本发明实施例二提供了另一种调车专用的地面电子设备，该地面电子设备也与信号机点灯电缆连接，不改变信号机的内部电路，同样地面电子设备输出端也与有源应答器相连，该有源应答器为标准设备；并且该地面电子设备也包括：电源模块，用于提供地面电子设备工作所需的电能；报文选择输出模块，用于读取预存的应答器报文并输出给功放隔离模块；功放隔离模块，用于将报文选择输出模块读取的应答器报文输出给所述有源应答器；但本发明实施例二中的地面电子设备是串联在信号机点灯电缆中，如图5所示。
进一步的，该地面电子设备还包括点灯采集模块，用于从信号机点灯电缆中获取信号机当前的灯显信息；相应的，报文选择输出模块则需要根据收到的点灯采集模块发送的灯显信息来决定是否读取预存的应答器报文输出给功放隔离模块；
具体的，本实施例二中的电源模块是通过从信号机点灯电缆中采集电压，将采集到的电压进行转换来获得地面电子设备工作所需的电源；而点灯采集模块通过采集信号机点灯电缆中的电流，从而得到信号机当前的灯显信息；报文选择输出模块则根据上述灯显信息来决定是否读取预存的应答器报文，从而进一步确保了地面电子设备输出的应答器报文的安全可靠，进一步提高了调车作业的安全；详细的，上述电源模块与点灯采集模块的实现电路如图6所示；由于本发明实施例二中的信号机中包含有两种颜色的信号灯，因此应该有两路电源模块、点灯采集模块与报文选择输出模块分别对应着两个信号灯，所以电源模块在其对应的信号机点亮时通过采集电压来给地面电子设备提供电源，而点灯采集模块通过采集电流就可以得到相应的信号灯的灯显信息，而图6中只示出了其中一路电源模块与点灯采集模块的电路图，另一组与此相同，不再重复。
相应的，本实施例二中的报文选择输出模块也包括报文存储单元、报文读取单元与输出控制单元；其中报文存储单元用于存储要发送给有源应答器的应答器报文；报文读取单元用于根据收到的灯显信息从相应的报文存储单元中读取应答器报文；输出控制单元用于进行互锁，防止同时输出多个信号灯的灯显信息所对应的应答器报文；
具体的，在本发明实施例二中，输出控制单元的实现方式与实施例一中有一定的区别，如图7所示，本实施例在每个报文读取单元后面都连接有输出控制单元，这样可以进一步保证应答器报文输出的安全性，且报文读取单元得电后从报文存储单元中读取报文数据并转成DBPL码并输出，同时也输出8.82KHz方波，输出控制单元具体采用三态门实现，三态门的低使能端接另一路的电源，即当第一路工作时如果第二路也有电，此时第一路三态门的使能信号因接了第二路的电源而禁止输出，从而互锁，而当第二路工作时若第一路也有电，此时第二路三态门的全能信号因接了第一路的电源也禁止输出，此时将没有任何信号输出给有源应答器，有源应答器则输出默认报文，从而进一步保证了地面电子设备输出给有源应答器的应答器报文的安全性，提高了地面电子设备的可靠性，保证了调车作业的安全。
实施例三
本发明实施例三还提供了另一种调车专用的地面电子设备，进一步保证了调车作业中灯显信息采集与传输的安全，也保证了报文选择的安全性，从而保证了调车作业的安全。
如图8所示，本实施例三中的地面电子设备与实施例二的区别在于，该调车专用的地面电子设备有一个独立的外部电源给其供电，而不需要从信号机点灯电缆中采集电压再转换成其工作电源，具体的，该地面电子设备中的电源模块与独立的外部电源相连，从该外部电源中获取地面电子设备工作所需的电源；该地面电子设备依然通过变压器AB1、BB1与信号机点灯电缆连接，但仅通过变压器AB1、BB1采集信号机的灯显信息。
进一步的，本发明实施例三中的地面电子设备与实施例二相比，该地面电子设备还包括安全输出模块，该安全输出模块的输出端与报文选择输出模块的输入端连接，用于当收到灯显信息时才将灯显信息与电能提供给报文选择输出模块，当灯显信息结束时则关闭输出；这样就可以进一步保证输出的应答器报文的安全性，提高精简地面电子设备的安全性与可靠性，确保调车作业的安全。
具体的，如图9所示，当点灯采集模块采集到灯显信息后要对其进行处理，如本实施例三中具体对其进行全桥整流处理与波形整形处理，本实施例三中全桥整形是将交流50Hz的信号整流成100Hz的信号，但不进行平滑滤波，而波形整形是将100Hz的信号整形成100Hz的脉冲方波，该脉冲方波传输给安全输出模块，安全输出模块即图9中所示的安全电路；且本发明实施例三中的地面电子设备中的电源模块从外部电源中获取的电能并不是直接给报文选择输出模块供电，报文选择输出模块即图9中所示的逻辑电路，而是将电能输出给安全电路，而安全电路在收到上述脉冲方波后才将电能提供给逻辑电路，为其供电且将方波信号也输出给逻辑电路，使其正常工作，当上述脉冲方波消失后，安全电路则停止为逻辑电路供电，同时停止向其输出方波信号，此时逻辑电路停止工作；这样就可以进一步保证输出的应答器报文的安全性，提高调车专用的地面电子设备的安全性与可靠性，确保调车作业的安全。
实施例四
本发明实施例四还提供了另一种调车专用的地面电子设备，进一步保证了调车作业中灯显信息采集与传输的安全，也保证了报文选择的安全性，从而保证了调车作业的安全。
如图10所示，本实施例四中调车专用的地面电子设备与实施例三的区别在于，该地面电子设备使用的外部电源是从如图7所示的COM、CA、CB接点上获取的，因此该调车专用的地面电子设备中的电源获取模块从上述接点上获取AC220V的电源，再将其转换成地面电子设备工作所需的12V电源。
本发明提供了一种调车专用的地面电子设备，该地面电子设备从信号机点灯电缆中获取调车相关的信息，而不需要从信号机的灯泡回路中获取相关信息，从而避免了将获取的信息通过电缆传输给地面电子设备时传输过程中的不安全，从而保证了调车作业的安全，同时该地面电子设备结构简单，且不需要对既有的信号机与有源应答器进行改造，从而节省成本。
总之，以上所述仅为本发明技术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。
Claims (14)
1.一种调车专用的地面电子设备，其特征在于，所述地面电子设备与信号机点灯电缆连接，不改变所述信号机的内部电路，且所述地面电子设备输出端与有源应答器相连，所述有源应答器为标准设备；并且所述地面电子设备包括：
电源模块，用于提供地面电子设备工作所需的电能；
报文选择输出模块，用于读取预存的应答器报文并输出给功放隔离模块；
功放隔离模块，用于将报文选择输出模块读取的应答器报文输出给所述有源应答器。
2.如权利要求1所述的调车专用的地面电子设备，其特征在于，所述电源模块与报文选择输出模块有多路，分别与信号机中的信号灯相对应，且多路之间相互独立，且所述电源模块与同一路内的报文选择输出模块相连。
3.如权利要求1所述的调车专用的地面电子设备，其特征在于，所述报文选择输出模块具体根据是否接收到电源模块发送的电能来决定是否读取预存的应答器报文。
4.如权利要求3所述的调车专用的地面电子设备，其特征在于，所述地面电子设备还包括安全控制模块，并联连接在信号机的任一信号灯的点灯电缆中，用于从所述点灯电缆中采集信号，并将采集到的信号分别发送给每个报文选择输出模块；
相应的，所述报文选择输出模块还包括判断单元，用于在读取预存的应答器报文之前先根据收到的信号判断是否出现异常。
5.如权利要求3所述的调车专用的地面电子设备，其特征在于，所述电源模块具体包括：
采集单元，用于从信号机点灯电缆中采集电能；
转换单元，用于将所述采集到的电能转换成地面电子设备工作所需的电能。
6.如权利要求5所述的调车专用的地面电子设备，其特征在于，所述电源模块还包括防护单元，用于防止所述采集单元在采电过程中对信号机的点灯回路造成影响。
7.如权利要求1所述的调车专用的地面电子设备，其特征在于，所述地面电子设备还包括点灯采集模块，用于从所述信号机点灯电缆中获取信号机当前的灯显信息。
8.如权利要求7所述的调车专用的地面电子设备，其特征在于，所述报文选择输出模块具体根据接收到的点灯采集模块发送的灯显信息来决定是否读取预存的应答器报文。
9.如权利要求7所述的调车专用的地面电子设备，其特征在于，所述电源模块用于从信号机点灯电缆中采集电压，并将采集到的电压转换成地面电子设备工作所需的电源。
10.如权利要求7所述的调车专用的地面电子设备，其特征在于，所述电源模块从独立的外部供电电源中获取地面电子设备工作所需的电源。
11.如权利要求7所述的调车专用的地面电子设备，其特征在于，所述电源模块从信号机点灯电缆的接线盒上并联取电。
12.如权利要求10或11所述的调车专用的地面电子设备，其特征在于，所述地面电子设备还包括安全输出模块，输出端与报文选择输出模块的输入端连接，用于当收到灯显信息时才将灯显信息与电能提供给报文选择输出模块，当灯显信息结束时则关闭输出。
13.如权利要求1或7所述的调车专用的地面电子设备，其特征在于，报文选择输出模块具体包括：
报文存储单元，用于存储要发送给有源应答器的应答器报文；
报文读取单元，用于根据收到的灯显信息从相应的报文存储单元中读取应答器报文；
输出控制单元，用于进行互锁，防止同时输出多个信号灯的灯显信息所对应的应答器报文。
14.如权利要求1所述的调车专用的地面电子设备，其特征在于，所述地面电子设备还包括检测模块，用于地面电子设备输出接口的电缆状态以及地面电子设备自身状态，并将检测信息传输给监测系统主机。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 100081 Beijing city Haidian District Daliushu Road Fuhai Center Building 2, Fuhai building 1608 Applicant after: BEIJING JIAODA SIGNAL TECHNOLOGY CO., LTD. Address before: 100081 Beijing city Haidian District Daliushu Road Fuhai Center Building 2, Fuhai building 1608 Applicant before: Beijing Jiaoda Signal Technology Co., Ltd. |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: JIAODA SINUO SCIENCE AND TECHNOLOGY CO., LTD., BEIJING TO: BEIJING JIAODASINUO TECHNOLOGY CO., LTD. |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |