CN104129406B - 一种传输轨道电路信息的设备与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种传输轨道电路信息的设备与方法，该设备包括2个主机板、2个ATP通信板、2个LKJ通信板与隔离开关；当隔离开关为隔离状态时，主机板根据获取的上下行信息接收并处理轨道电路信息，再将其发送给LKJ设备，用作LKJ设备控车的移动授权；当隔离开关为正常状态时，主机板根据获取的上下行信息接收并处理轨道电路信息，再将其发送给ATP设备，用作ATP设备控车的移动授权。本发明的设备与方法，其应用范围广，能在不同的铁道区段正常工作，可单独支持ATP和LKJ设备，也能同时支持ATP和LKJ设备，且在ATP设备故障时单独将轨道电路信息传输给LKJ设备，避免停车造成的麻烦，确保列车的正常运行。

Description

一种传输轨道电路信息的设备与方法

技术领域

本发明涉及铁路信号领域，特别涉及一种传输轨道电路信息的设备与方法。

背景技术

CTCS是(ChineseTrainControlSystem)的英文缩写，中文意为中国列车运行控制系统。CTCS系统有两个子系统，即车载子系统和地面子系统。CTCS根据功能要求和设配置划分应用等级分为5级，分别为CTCS-0、CTCS-1、CTCS-2、CTCS-3与CTCS-4。其中CTCS-0的车载子系统由通用机车信号与列车运行监控装置（简称LKJ）组成，为既有系统。CTCS-2级是基于轨道电路和点式信息设备传输信息的列车运行控制系统，地面可不设通过信号机，是一种点-连式列车运行控制系统，轨道电路完成列车占用检测及完整性检查，连续向列车传送控制信息；点式信息设备传输定位信息、进路参数、线路参数、限速和停车信息。

目前，当列车在CTCS-2级区段铁道上运行时，列车上的车载设备ATP（AutomaticTrainProtection，列车超速防护）通过轨道电路读取器来接收相关信息，同时ATP将轨道电路信息发送给车载设备LKJ，ATP控制列车的运行；当列车从CTCS-2级区段驶向CTCS-0级区段时，由车载设备LKJ获得控车权，此时ATP需要将从轨道电路读取器接收到的轨道电路信息发送给车载设备LKJ，作为LKJ控车的依据，如果ATP故障，则此时列车上的车载设备LKJ无法接收到轨道电路的相关信息，列车只能停车，或者按相应管理办法办理后低速运行，从而给列车行车造成了极大的不便。

发明内容

考虑到现有技术中的上述问题，本发明提供了一种传输轨道电路信息的设备与方法，其可用性高，应用范围广，能够确保在ATP设备出现故障被隔离后将轨道电路信息传输给LKJ设备，从而确保列车的正常运行。

一种传输轨道电路信息的设备，该设备包括：包括2个主机板、2个ATP通信板、2个LKJ通信板与隔离开关；

当所述隔离开关为隔离状态时，所述主机板根据获取的上下行信息接收并处理轨道电路信息，再将处理后的轨道电路信息通过LKJ通信板发送给LKJ设备，用作LKJ设备控车的移动授权；

当所述隔离开关为正常状态时，所述主机板根据获取的上下行信息接收并处理轨道电路信息，再将处理后的轨道电路信息通过ATP通信板发送给ATP设备，用作ATP设备控车的移动授权，同时也通过LKJ通信板发送给LKJ设备。

一种传输轨道电路信息的方法，该方法包括：

对隔离开关的状态进行判断；

若隔离开关为隔离状态时，根据获取的上下行信息接收并处理轨道电路信息，再将处理后的轨道电路信息发送给LKJ设备，用作LKJ设备控车的移动授权；

若隔离开关为正常状态时，根据获取的上下行信息接收并处理轨道电路信息，再将处理后的轨道电路信息发送给ATP设备，用作ATP设备控车的移动授权，同时也将处理后的轨道电路信息发送给LKJ设备。

本发明的有益效果在于：本发明提供了一种传输轨道电路信息的设备与方法，其可用性高，应用范围广，能够适应不同的铁道区段，在不同的铁道区段上正常工作，如在CTCS-0、CTCS-2、高铁等上都能正常工作，能够同时支持ATP设备和LKJ设备，也能够单独支持ATP设备和LKJ设备，当同时支持ATP设备与LKJ设备时，可以在ATP设备出现故障时单独将轨道电路信息传输给LKJ设备，从而确保列车的正常运行，避免了停车造成的麻烦，保证列车正常向前行驶。

附图说明

图1为本发明实施例提供的传输轨道电路信息的设备的结构框图；

图2为本发明实施例提供的传输轨道电路信息的设备中ATP通信板的结构框图；

图3为本发明实施例提供的传输轨道电路信息的设备中LKJ通信板的结构框图；

图4为本发明实施例提供的传输轨道电路信息的方法的流程图；

图5为本发明实施例提供的传输轨道电路信息的方法的详细流程图。

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。

本发明实施例提供了一种传输轨道电路信息的设备，如图1所示，该传输轨道电路信息的设备包括2个主机板、2个ATP通信板、2个LKJ通信板与隔离开关；其中ATP通信板与ATP设备相连，LKJ通信板与LKJ设备相连；

当上述隔离开关为隔离状态时，主机板根据获取的上下行信息接收并处理轨道电路信息，再将处理后的轨道电路信息通过LKJ通信板发送给LKJ设备，用作LKJ设备控车的移动授权；

当上述隔离开关为正常状态时，主机板根据获取的上下行信息接收并处理轨道电路信息，再将处理后的轨道电路信息通过ATP通信板发送给ATP设备，用作ATP设备控车的移动授权，同时通过LKJ通信板发送给LKJ设备。

本发明实施例提供的传输轨道电路信息的设备的应用范围广，能够同时支持ATP设备和LKJ设备，也能够单独支持ATP设备和LKJ设备。当同时支持ATP设备与LKJ设备时，可以在ATP设备出现故障时单独将轨道电路信息传输给LKJ设备，从而确保列车的正常运行，避免了停车造成的麻烦，保证列车正常向前行驶。

该传输轨道电路信息的设备中还包括上下行开关，用来指示列车是处于上行状态还是处于下行状态；并且该上下行开关的方向应与LKJ设备中显示的上下行指示一致；当隔离开关为隔离状态时，主机板获取的上下行信息具体是：主机板通过直接采集上下行开关的状态来获取的；

当隔离开关为正常状态时，主机板获取的上下行信息具体是：主机板通过ATP通信板接收的ATP设备发送的上下行信息；由于ATP设备中的信息是通过地面应答器传输得到的，因此此时通过ATP通信板从ATP设备中获取的上下行信息就可以进一步保证得到的上下行信息的安全，从而提高了安全性。

并且，该传输轨道电路信息的设备还包括开关输入板、2个电源板、滤波板与记录板；其中，主机板通过开关输出板来采集隔离开关与上下行开关的状态；

电源板用于给主机板、ATP通信板、LKJ通信板供电，提供其正常工作所需的电源；

滤波板，用于对电源以及接收线圈接收到的信号进行滤波处理；

记录板用于记录地面轨道电路信号，以及该传输轨道电路信息的设备的处理结果以及故障信息。

具体的，本发明中的两个主机板的软件、硬件是完全一样的，为双机热备冗余，当工作主机板故障时能切换到备用主机板工作，从而保证该传输轨道电路信息设备的正常工作；

本发明实施例中，主机板包括译码模块与控制模块，其中译码模块用于对接收到的轨道电路信息进行译码处理，得到译码结果；控制模块用于安全地控制对轨道电路信息进行译码处理得到的译码结果的输出，确保输出的数据的安全性；

译码模块具体还包括：

隔离放大单元，通过2路隔离放大器对输入的接收线圈信号进行隔离，再对信号分压分别输入到两路A/D转换器，两路A/D转换器对信号进行采样；

译码单元，获取设置线信息，根据设置线信息并采用高速32位浮点运算DSP芯片，同时采用时域和频域相结合的方式对轨道电路信息进行译码处理；

由于每个主机板中包含有两个译码模块，分别对传输到的轨道电路信息进行译码处理，分别得到了译码结果；相应的，每个主机板中也包含有两个控制模块对应着接收译码模块得到的译码结果，因此该控制模块具体还包括：

信息比较单元，用于互相交换收到的译码结果，并比较两个译码结果中的内容是否一致；由于译码结果中包含有载频编码、低频编码、绝缘节编码、译码保持状态、断线信号幅度、信号幅度等内容，因此信息比较单元分别比较两个译码结果中的上述内容是否一致，若不一致，则进行故障处理；

检测单元，用于在将两路信息组帧输出之前检测上述两路信息是否一致，若不一致，则执行安全处理；

在本发明中，主机板中分别包含有两个译码模块与两个控制模块，即为两个CPU（CPU1与CPU2），主机板输出信息时是CPU1与CPU2交替输出的，对于轨道电路信息采用CPU1输出正码，CPU2输出反码，因此在主机板将上述两路信息组帧输出之前，控制模块中的检测单元用于检测上述两路信息是否一致，若不一致，则执行安全处理。

进一步的，本发明中的2个ATP通信板的功能是完全一样的，ATP通信板与ATP设备相连，而由于ATP设备是冷备的，因此上述2个ATP通信板中只有一个ATP通信板进入正常工作状态，进行数据的处理发送，而另一个ATP通信板处于只是与ATP设备建立通信的状态。

具体的，如图2所示，该ATP通信板包括第一通信模块、第二通信模块、第一安全处理模块与第一切换模块；

其中第一通信模块用于实现传输轨道电路信息的设备与ATP设备的通信，具体的，ATP通信板通过隔离RS422与ATP设备进行通信；

第二通信模块用于实现ATP通信板与主机板的通信，具体的，ATP通信板通过两路CAN总线分别与2个主机板进行通信；

第一安全处理模块用于对接收的主机板发送的信息以及ATP设备发送的信息都进行安全处理，不符合条件则进行故障处理，具体的，例如安全处理模块对接收到的主机板发送的信息进行软件二取二处理，若二个处理结果比较一致，则将上述信息发送给ATP设备，否则进行故障处理；同时ATP通信板还将发送给ATP的轨道电路信息发回给主机板，由工作主机进行检查，当信息不一致时工作主机将不给通信板发送数据；ATP通信板将来自ATP的上下行命令信息发给主机板，同时将主机板的确认信息发送给ATP，如果信息错误，则ATP可以检查。这样就可以保证传输轨道电路信息的设备中的硬件故障的及时检出，进一步保证ATP通信板输出给主机板或是输出给ATP设备的信息的安全性；

第一切换模块用于当与ATP通信板通信的工作主机板故障时切换到备用的主机板，其中工作主机板是指先与ATP通信板建立通信的主机板；若ATP通信板与2个主机板通信均故障时，则ATP通信板进行故障处理。

进一步的，本发明中的2个LKJ通信板的功能也是完全一样的，LKJ通信板与LKJ设备相连，由于LKJ设备是热备的，因此2个LKJ通信板也是热备的；

具体的，如图3所示，该LKJ通信板也包含第三通信模块、第四通信模块、第二安全处理模块、第二切换模块与状态判断模块；

其中第三通信模块用于实现传输轨道电路信息的设备与LKJ设备进行通信，LKJ通信板将主机板的数据透明的传输给LKJ设备，具体的，LKJ通信板通过两个冗余的CAN控制器与LKJ设备进行通信，在LKJ通信板上电后，LKJ通信板会主动地向LKJ设备发送信息；

第四通信模块用于实现LKJ通信板与主机板进行通信，具体的，LKJ通信板通过两路CAN总线分别与2个主机板进行通信；

第二安全处理模块用于在透明传输的基础上增加对接收的主机板发送的信息进行安全处理，不符合条件则进行故障处理，具体的，例如第二安全处理模块对接收到的主机板发送的信息使用软件二取二，采用双变量或双程序等对接收发送信息进行处理，当两路变量或处理结果一致时，则将上述信息发送给LKJ设备，否则进行故障处理；这样就可以保证传输轨道电路信息的设备中的硬件故障的及时检出，进一步保证LKJ通信板输出给主机板或是输出给LKJ设备的信息的安全性；

第二切换模块用于当与LKJ通信板通信的工作主机板故障时切换到备用的主机板，其中工作主机板是指先与LKJ通信板建立通信的主机板；若LKJ通信板与2个主机板通信均故障时，则LKJ通信板进行故障处理；

状态判断模块用于根据接收的ATP通信板发送的数据判断主机板是否异常，具体的，状态判断模块用于当能接收到ATP通信板发送的时候时接收ATP通信板发送的数据，并根据ATP通信板的状态信息判断是否接收主机板数据，若状态信息显示主机板异常，则LKJ通信板不接收该主机板的信息；这样就可以确保LKJ通信板接收的信息的安全，从而保证了LKJ通信板发送给LKJ设备的信息的安全性，同时也避免了ATP通信板与LKJ通信板传输的信息不同；当然，当该传输轨道电路信息的设备只单独支持LKJ设备时，或者是同时支持ATP设备与LKJ设备，但ATP设备故障时，此时状态判断模块则不能接收到ATP通信板发送的数据，也就不需要判断主机板是否异常，因此LKJ通信板正常与主机板进行通信。

并且，在本发明中，ATP通信板与LKJ通信板中均还包括超时检测模块，用于检测主机板发送的信息是否超时，若在预先设定的时间内不能收到主机板信息，则该主机板的信息被禁止向外输出，这样可以保证输出的信息的安全性。

本发明实施例提供的传输轨道电路信息的设备的应用范围广，能够适应不同的铁道区段，在不同的铁道区段上正常工作，如在CTCS-0、CTCS-2、高铁等上都能正常工作，能够同时支持ATP和LKJ，也能够单独支持ATP和LKJ，当同时支持ATP与LKJ时，可以在ATP设备出现故障时单独将轨道电路信息传输给LKJ设备，从而确保列车的正常运行，避免了停车造成的麻烦，保证列车正常向前行驶。

本发明实施例还提供了一种传输轨道电路信息的方法，如图4所示，该传输轨道电路信息的方法包括：

S1：对隔离开关的状态进行判断，若隔离开关为隔离状态时，则执行步骤S2，若隔离开关为正常状态时，则执行步骤S3；

S2：根据获取的上下行信息接收并处理轨道电路信息，再将处理后的轨道电路信息发送给LKJ设备，用作LKJ设备控车的移动授权；

S3：根据获取的上下行信息接收并处理轨道电路信息，再将处理后的轨道电路信息发送给ATP设备，用作ATP设备控车的移动授权，同时也将处理后的轨道电路信息发送给LKJ设备。

具体的，在本发明实施例步骤S2中，当隔离开关为隔离状态时，获取上下行信息的方法具体为：通过直接读取上下行开关的状态来获取上下行信息；

在本发明实施例步骤S3中，当隔离开关为正常状态时，获取上下行信息的方法具体为：通过ATP通信板接收ATP设备发送的上下行信息。

在本发明实施例步骤S2与S3中，接收轨道电路信息是通过接收线圈来实现的，接收线圈通过电磁感应原理将轨道电路中的电流信号转换为电压信号。

具体的，在本发明传输轨道电路信息的方法中，该方法还包括：再将处理后的轨道电路信息发送给ATP设备、LKJ设备的同时也向其传输过绝缘节信息，用于ATP设备、LKJ设备根据上述过绝缘节信息校正距离；而对于LKJ设备，当其收到的是没有经过处理的轨道电路信息，只是接收线圈收到的线圈信号时，其仍可以根据上述线圈信号得到绝缘节信息，从而校正距离。

并且，在本发明实施例步骤S2与S3中，对轨道电路信息进行处理的操作具体为：

通过2路隔离放大器对输入的接收线圈信号进行隔离，再对信号分压分别输入到两路A/D转换器；

两路A/D转换器对信号进行采样；

两路译码单元分别获取设置线信息，分别根据设置线信息并采用高速32位浮点运算DSP芯片，且采用时域和频域相结合的方式对轨道电路信息进行译码处理，分别得到译码结果；

互相交换得到的译码结果，并比较两个译码结果中的内容是否一致，若不一致，则进行故障处理；若一致，则将译码结果组帧输出。

具体的，在本发明实施例步骤S2中，将处理后的轨道电路信息发送给LKJ设备是通过LKJ通信板来实现的；LKJ通信板接收处理后的轨道电路信息，并将该信息透明地传输给LKJ设备；

并且LKJ通信板在透明传输的基础上还对处理后的轨道电路信息进行安全处理，不符合条件则进行故障处理，具体的，例如第二安全处理模块对接收到的主机板发送的信息使用软件二取二，采用双变量或双程序等对接收发送信息进行处理，当两路变量或处理结果一致时，则将上述信息发送给LKJ设备，否则进行故障处理；这样就可以保证传输轨道电路信息的设备中的硬件故障的及时检出，进一步保证LKJ通信板输出给主机板或是输出给LKJ设备的信息的安全性。

并且，LKJ通信板还可以接收ATP通信板发送的数据，并根据ATP通信板的状态信息判断是否接收主机板数据，若状态信息显示主机板异常，则LKJ通信板不接收该主机板的信息；这样就可以确保LKJ通信板接收的信息的安全，从而保证了LKJ通信板发送给LKJ设备的信息的安全性，同时也避免了ATP通信板与LKJ通信板传输的信息不同；当然，当该传输轨道电路信息的设备只单独支持LKJ设备时，或者是同时支持ATP设备与LKJ设备，但ATP设备故障时，此时LKJ通信板则不能接收到ATP通信板发送的数据，也就不需要判断主机板是否异常，因此LKJ通信板正常与主机板进行通信。

相应的，在本发明实施例步骤S3中，将处理后的轨道电路信息发送给ATP设备是通过ATP通信板实现的；

并且，ATP通信板转发接收的ATP设备发送的上下行信息之前，以及将处理后的轨道电路信息发送给ATP设备之前，该方法均还包括：ATP通信板对收到的上下行信息以及处理后的轨道电路信息都进行安全处理，不符合条件则进行故障处理。

具体的，如图5所示，本发明实施例中传输轨道电路信息的方法的详细流程如下：

步骤501：对隔离开关的状态进行判断，若隔离开关为隔离状态，则执行步骤502，若隔离开关为正常状态，则执行步骤508；

步骤502：直接读取上下行开关的状态来获取上下行信息；

步骤503：根据上述上下行信息接收轨道电路信息，两个译码单元分别对轨道电路信息进行译码处理，分别得到两个译码结果；

步骤504：互相交换得到的译码结果，判断两个译码结果是否一致，若一致，则将执行步骤505，否则进行故障处理；

步骤505：将译码结果组帧输出给LKJ通信板；

步骤506：LKJ通信板对收到的译码结果进行安全处理，判断是否符合条件，若是，则说明收到的译码结果是安全的，执行步骤507，否则进行故障处理；

步骤507：LKJ通信板将上述译码结果透明的传输给LKJ设备，作为LKJ设备控车的移动授权；

步骤508：通过ATP通信板接收ATP设备发送的上下行信息；

步骤509：根据上述上下行信息接收轨道电路信息，两个译码单元分别对轨道电路信息进行译码处理，分别得到两个译码结果；

步骤510：互相交换得到的译码结果，判断两个译码结果是否一致，若一致，则将执行步骤211，否则进行故障处理；

步骤511：将译码结果组帧输出给ATP通信板；

步骤512：ATP通信板对收到的译码结果进行安全处理，判断是否符合条件，若是，则说明收到的译码结果是安全的，执行步骤513，否则进行故障处理；

步骤513：ATP通信板将上述译码结果传输给ATP设备，作为ATP设备控车的移动授权，同时也将上述译码结果发送给LKJ设备。

本发明提供了一种传输轨道电路信息的设备与方法，其可用性高，应用范围广，能够适应不同的铁道区段，在不同的铁道区段上正常工作，如在CTCS-0、CTCS-2、高铁等上都能正常工作，能够同时支持ATP设备和LKJ设备，也能够单独支持ATP设备和LKJ设备，当同时支持ATP设备与LKJ设备时，可以在ATP设备出现故障时单独将轨道电路信息传输给LKJ设备，从而确保列车的正常运行，避免了停车造成的麻烦，保证列车正常向前行驶。

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 (12)

1.一种传输轨道电路信息的设备，其特征在于，所述传输轨道电路信息的设备包括2个主机板、2个ATP通信板、2个LKJ通信板与隔离开关；

当所述隔离开关为隔离状态时，所述主机板根据获取的上下行信息接收并处理轨道电路信息，再将处理后的轨道电路信息通过LKJ通信板发送给LKJ设备，用作LKJ设备控车的移动授权；

当所述隔离开关为正常状态时，所述主机板根据获取的上下行信息接收并处理轨道电路信息，再将处理后的轨道电路信息通过ATP通信板发送给ATP设备，用作ATP设备控车的移动授权，同时也通过LKJ通信板发送给LKJ设备。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述传输轨道电路信息的设备还包括上下行开关；相应的，当所述隔离开关为隔离状态时，所述主机板获取的上下行信息具体为：通过直接读取所述上下行开关的状态来获取上下行信息。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，当所述隔离开关为正常状态时，所述主机板获取的上下行信息具体为：通过ATP通信板接收ATP设备发送的上下行信息。

4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述主机板具体包括：

译码模块，用于对接收到的轨道电路信息进行译码处理，得到译码结果；

控制模块，用于安全地控制对轨道电路信息进行译码处理得到的译码结果的输出，确保输出的数据的安全性。

5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述ATP通信板具体包括：

第一通信模块，用于实现所述传输轨道电路信息的设备与ATP设备的通信；

第二通信模块，用于实现ATP通信板与主机板的通信；

第一安全处理模块，用于对接收的主机板发送的信息以及ATP设备发送的信息都进行安全处理；

第一切换模块，用于当与ATP通信板通信的工作主机板故障时切换到备用的主机板。

6.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述LKJ通信板具体包括：

第三通信模块，用于实现所述传输轨道电路信息的设备与LKJ设备的通信；

第四通信模块，用于实现LKJ通信板与主机板的通信；

第二安全处理模块，用于在透明传输的基础上对接收的主机板发送的信息进行安全处理；

第二切换模块，用于当与LKJ通信板通信的工作主机板故障时切换到备用的主机板；

状态判断模块，用于根据接收的ATP通信板发送的数据判断主机板是否异常。

7.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述ATP通信板与LKJ通信板均还包括超时检测模块，用于检测所述主机板发送的信息是否超时，若在预先设定的时间内不能收到主机板信息，则该主机板的信息被禁止向外输出。

8.一种传输轨道电路信息的方法，其特征在于，所述传输轨道电路信息的方法包括：

对隔离开关的状态进行判断；

若隔离开关为隔离状态时，根据获取的上下行信息接收并处理轨道电路信息，再将处理后的轨道电路信息发送给LKJ设备，用作LKJ设备控车的移动授权；

若隔离开关为正常状态时，根据获取的上下行信息接收并处理轨道电路信息，再将处理后的轨道电路信息发送给ATP设备，用作ATP设备控车的移动授权，同时也将处理后的轨道电路信息发送给LKJ设备。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述隔离开关为隔离状态时，获取上下行信息的方法具体为：通过直接读取上下行开关的状态来获取上下行信息。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述隔离开关为正常状态时，获取上下行信息的方法具体为：通过ATP通信板接收ATP设备发送的上下行信息。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述将处理后的轨道电路信息发送给LKJ设备是通过LKJ通信板实现的；

相应的，所述LKJ通信板将处理后的轨道电路信息发送给LKJ设备之前，所述方法还包括：所述LKJ通信板对处理后的轨道电路信息进行安全处理。

12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述将处理后的轨道电路信息发送给ATP设备是通过ATP通信板实现的；

相应的，所述ATP通信板转发接收的ATP设备发送的上下行信息之前，以及将处理后的轨道电路信息发送给ATP设备之前，所述方法均还包括：所述ATP通信板对收到的上下行信息以及处理后的轨道电路信息都进行安全处理。