CN104139789B - 一种车载列车自动防护机柜检测设备 - Google Patents

一种车载列车自动防护机柜检测设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种车载列车自动防护机柜检测设备,包括:测试主机,用于发送继电器驱动信号给继电器驱动板;继电器驱动板,用于将继电器驱动信号转换为模拟信号发送给列车自动防护ATP机柜;继电器状态采集板,用于采集ATP机柜中继电器的状态信号;控制板,用于将继电器的状态信号转换为数字信号发送给测试主机;还用于将测试主机的控制指令转换为模拟电信号发送给继电器驱动板;速度模拟器,用于接收测试主机发送的速度指令,根据速度指令生成对应的速度信号发送给ATP机柜。由于继电器组闸为全新的结构,节省很大的体积,减小空间,成本低。利用速度模拟器生成不同的频率的方波信号,实现速度的可控性。

Description

一种车载列车自动防护机柜检测设备
技术领域
本发明涉及列车整机检测技术领域,特别涉及一种车载列车自动防护机柜检测设备。
背景技术
200T系列车载列车自动防护(ATP,Automatic Train Protection)机柜属于型号CTCS2级列车控制车载设备,是高速铁路重要的技术设备。
ATP机柜设置在列车上,可以基于轨道电路和应答器传输列车行车许可信息并采用目标距离连续速度控制模式监控列车的安全运行。可以完成对列车的运行速度、运行间隔、是否超速等实时监控。
该系列的车载ATP机柜包括:200T动车组车载ATP机柜、200T接触网作业车ATP机柜和CTCS2+ATO列车控制车载机柜。
目前,对车载ATP机柜的测试均是对300T系列的ATP机柜进行检测,无法对200T系列车载的ATP机柜进行检测。
下面介绍下200T系列和300T系列的区别。
300T系列ATP机柜与200T系列ATP机柜的功能不同,300T系列ATP机柜在C3与C2安全等级控车,该机柜拥有无线通信终端设备可实现无线通信,但无法与LKJ通信;200T系列ATP机柜在C2与C0等级控车,该机柜没有无线功能,需要与LKJ通信。因此两种ATP机柜的软件、硬件模块以及工作状态不相同。由于两个系列的ATP机柜分别用于不同型号列车,ATP机柜接口部分的逻辑都不相同。需要使用不同的测试硬件电路以及软件。
由于300T系列车载ATP机柜的运行分为C2等级和C3等级。而200T系列车载ATP机柜的运行分为C0和C2等级。
C3、C2和C0为中国列车运行控制系统(CTCS,Chinese Train ControlSystem)的三个安全等级,全称为CTCS3、CTCS2以及CTCS0。
不同安全等级使用的控制原理与控制设备不同。其中,轨道电路设备提供区间空闲信息;应答器提供线路信息、等级切换信息、以及C2等级的临时限速信息;无线信号提供C3等级的行车许可信息、临时限速信息等。C0等级要求地面采用轨道电路设备,由车载列控设备(LKJ或ATP)接收轨道电路信息,并根据轨道电路信息控车;C2等级要求地面采用轨道电路设备以及应答器设备,由列控车载设备接收轨道电路信息和应答器信息,并根据轨道电路信息和应答器信息控车;C3等级要求地面采用轨道电路设备、应答器设备以及无线设备,由车载列控设备(LKJ或ATP)接收轨道电路信息、应答器信息以及无线信息,并相关信息控车。
因此,现有技术中300T系列车载机柜的检测装置不适用于200T车载机柜。本领域技术人员需要提供一种车载ATP机柜的检测设备,能够检测200T系列车载ATP机柜。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种车载列车自动防护机柜检测设备,能够检测200T系列车载ATP机柜,并且体积小。
本发明实施例提供一种车载列车自动防护机柜检测设备,包括:测试主机、继电器组闸和速度模拟器;
所述继电器组闸包括控制板、继电器状态采集板和继电器驱动板;
所述测试主机,用于发送继电器驱动信号给所述继电器驱动板;
所述继电器驱动板,用于将所述继电器驱动信号转换为模拟信号发送给列车自动防护ATP机柜;
所述继电器状态采集板,用于采集ATP机柜中继电器的状态信号;
所述控制板,用于将所述继电器的状态信号转换为数字信号发送给所述测试主机;还用于将所述测试主机的控制指令转换为模拟电信号发送给所述继电器驱动板;
所述速度模拟器,用于接收所述测试主机发送的速度指令,根据所述速度指令生成对应的速度信号发送给所述ATP机柜。
优选地,所述控制板包括:单片机、匹配电路和通信电路;
所述单片机,用于控制所述通信电路实现与所述测试主机的数据交互;
所述匹配电路连接在所述单片机和ATP机柜之间,用于实现继电器的信号与单片机的输出信号和输入信号之间的转换。
优选地,速度模拟器包括:方波发生电路和信号放大电路;
所述方波发生电路,用于产生不同频率的方波信号;
所述信号放大电路,用于将所述方波信号进行放大后发送给所述ATP机柜。
优选地,还包括显示灯和选择开关;
所述显示灯,用于显示ATP机柜的制动状态和运行状态;
所述选择开关,用于模拟司机驾驶室各个控制开关,向ATP机柜发送司机室控制信号。
优选地,还包括:列车运行监控记录装置LKJ;
所述LKJ包括LKJ的IO接口、LKJ通信板和LKJ测试板;
所述LKJ的IO接口与ATP机柜的接口连接;
所述LKJ通信板通过RS232串行接口与ATP机柜连接;
所述LKJ测试板,用于对LKJ进行调试;
所述LKJ,用于在对200T系列车载ATP机柜进行C0等级测试时,控制列车运行;
所述ATP机柜,用于在对200T系列车载ATP机柜进行C2等级测试时,控制列车运行;
所述C0等级和C2等级为控制列车的两个不同的安全等级。
优选地,还包括:应答器控制器、可控应答器、紧凑型天线装置CAU和应答器传输模块BTM;
所述测试主机,用于通过所述应答器控制器向所述可控应答器发送报文;
所述BTM,用于对所述报文进行处理后发送给所述CAU;
所述CAU,用于接收所述报文。
优选地,还包括发送器;
所述发送器,与所述测试主机连接,用于将测试主机发送的轨道电路信息发送给ATP机柜。
优选地,还包括与ATP机柜连接的人机交互界面DMI,用于ATP机柜与列车司机的人机交互。
优选地,还包括与测试主机连接的键盘、鼠标和显示器。
优选地,还包括与测试主机连接的虚拟列车运行系统,用于模拟列车自动运行单元的运行工况。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
本实施例提供的检测设备,采用新型的继电器组闸和新的速度模拟器。由于继电器组闸为全新的结构,不是由专门的仿真平台来实现,因此,可以节省很大的体积,减小空间,并且成本低。并且利用速度模拟器生成不同的频率的方波信号,来实现速度的可控性,并且实现原理简单,直接生成不同频率的方波信号便可以对应不同的速度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的车载列车自动防护机柜检测设备实施例一示意图;
图2是本发明提供的车载列车自动防护机柜检测设备中继电器组闸中控制板的示意图;
图3是本发明提供的速度模拟器的示意图;
图4是本发明提供的车载列车自动防护机柜检测设备内部结构示意图;
图5是本发明提供的车载列车自动防护机柜检测设备另一个内部结构示意图;
图6是本发明提供的车载列车自动防护机柜检测设备外部结构示意图;
图7是本发明提供的显示灯和选择开关的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
设备实施例一:
参见图1,该图为本发明提供的车载列车自动防护机柜检测设备实施例一示意图。
本实施例提供的车载列车自动防护机柜检测设备,包括:测试主机100、继电器组闸200和速度模拟器300;
所述继电器组闸200包括控制板200a、继电器状态采集板200b和继电器驱动板200c;
所述测试主机100,用于发送继电器驱动信号给所述继电器驱动板200c;
需要说明的是,本实施例中的测试主机100采用插卡式主机,可以方便地扩展多功能车辆总线(MVB,Multifunction Vehicle Bus)总线、串行接口等扩展板卡。
所述继电器驱动板200c,用于将所述继电器驱动信号转换为模拟信号发送给列车自动防护ATP机柜400;
所述继电器状态采集板200b,用于采集ATP机柜400中继电器的状态信号;
所述控制板200a,用于将所述继电器的状态信号转换为数字信号发送给所述测试主机100;还用于将所述测试主机100的控制指令转换为模拟电信号发送给所述继电器驱动板200c;
由于测试主机100发出的信号和接收的信号均为数字信号,因此,需要控制板200a进行信号格式的转换,使信号格式与对应的器件进行匹配。
现有技术中的继电器信号的转换由专门的信号仿真平台实现的,由于信号仿真平台是通用设备平台,该平台的体积较大,同时应用在该检测设备上时有很多功能闲置,而本实施例中提供的继电器组闸200可以节约很大的空间,并且可以降低成本。
所述速度模拟器300,用于接收所述测试主机100发送的速度指令,根据所述速度指令生成对应的速度信号发送给所述ATP机柜400。
需要说明的是,ATP机柜所需的速度信号为方波信号,因此,根本方波信号的频率不同就可以判断出对应的速度不同。测试主机100发送的速度指令不同,速度模拟器300生成的方波信号的频率就不同,进而ATP机柜400接收的速度就不同。
本实施例中的速度模拟器300可以利用FPGA来实现,进而来实现方波信号频率的可控。
本实施例提供的检测设备,采用新型的继电器组闸200和新的速度模拟器300。由于继电器组闸200为全新的结构,不是由专门的仿真平台来实现,因此,可以节省很大的体积,减小空间,并且成本低。并且利用速度模拟器300生成不同的频率的方波信号,来实现速度的可控性,并且实现原理简单,直接生成不同频率的方波信号便可以对应不同的速度。
设备实施例二:
参见图2,该图为本发明提供的车载列车自动防护机柜检测设备中继电器组闸中控制板的示意图。
本实施例提供的继电器组闸中的控制板包括:单片机200a1、匹配电路200a2和通信电路200a3;
所述单片机200a1,用于控制所述通信电路200a3实现与所述测试主机100的数据交互;
需要说明的是,单片机200a1是控制板的核心器件,实现整个控制板的控制。
单片机200a1通过通信电路200a3与测试主机100连接。
所述匹配电路200a2连接在所述单片机和ATP机柜之间,用于实现继电器400a的信号与单片机200a1的输出信号和输入信号之间的转换。
匹配电路200a2的作用是实现信号的匹配,例如,信号电平的匹配,以及信号格式之间的匹配(包括电压转电流、电流转电压等)。
本实施例提供的继电器组闸的控制板,通过单片机和外围电路实现,结构紧凑,体积小,成本低。
设备实施例三:
参见图3,该图为本发明提供的速度模拟器的示意图。
本实施例提供的速度模拟器包括:方波发生电路300a和信号放大电路300b;
所述方波发生电路300a,用于产生不同频率的方波信号;
由于ATP机柜接收的速度信号是方波信号,因此需要生成方波信号来代表速度信号,不同的频率的方波信号对应不同的速度。
需要说明的是,方波发生电路300a,可以使用FPGA来实现硬件电路,应用接数字式频率合成器(DDS,Direct Digital Synthesizer)来实现频率的可控。
所述信号放大电路300b,用于将所述方波信号进行放大后发送给所述ATP机柜。
设备实施例四:
参见图4,该图为本发明提供的车载列车自动防护机柜检测设备内部结构示意图。
需要说明的是,图4所示的是200T系列机柜的产品是CTCS2.ATO列车控制车载机柜。
从图4所示的内部结构图上可以看出包括:继电器组闸200、速度模拟器300、发送器500、LKJ600、应答器控制器700、可控应答器800、(BTM,BaliseTransmission Module)900、紧凑型天线装置(CAU,Campact Antenna Unit)1000、DMI1100、VTS1200和ATP机柜400。
本实施例提供的ATP机柜检测设备,还包括:列车运行监控记录装置LKJ600;
所述LKJ600包括LKJ的IO接口、LKJ通信板和LKJ测试板;
所述LKJ的IO接口与ATP机柜的接口连接;
所述LKJ通信板通过RS232串行接口与ATP机柜连接;
所述LKJ测试板,用于对LKJ进行调试;
所述LKJ600,用于在对200T系列车载ATP机柜进行C0等级测试时,控制列车运行;
需要说明的是,对200T系列车载ATP机柜进行C0等级测试时,ATP机柜处于后台检测状态。
所述ATP机柜400,用于在对200T系列车载ATP机柜进行C2等级测试时,控制列车运行;
ATP机柜进行C2等级测试时,LKJ600处于待机状态。
所述C0等级和C2等级为控制列车的两个不同的安全等级。
本实施例提供的ATP机柜检测设备还包括:应答器控制器700、可控应答器800、紧凑型天线装置CAU1000和应答器传输模块BTM900;
所述测试主机100,用于通过所述应答器控制器向所述可控应答器800发送报文;
所述BTM900,用于对所述报文进行处理后在测试主机100的控制下发送给所述CAU1000;
需要说明的是,测试主机100与BTM900通过MVB总线进行通信。
所述CAU1000,用于接收所述报文。
需要说明的是,所述CAU1000是用于为ATP机柜接收报文的。
本实施例提供的ATP机柜检测设备,还包括发送器500;
所述发送器500,与所述测试主机连接,用于将测试主机发送的轨道电路信息发送给ATP机柜400。
本实施例提供的ATP机柜检测设备,还包括与ATP机柜连接的人机交互界面DMI1100,用于ATP机柜与列车司机的人机交互。
需要说明的是,DMI1100与测试主机100通过MVB总线进行通信。
本实施例提供的ATP机柜检测设备,还包括与测试主机连接的虚拟列车运行系统VTS1200,用于模拟列车自动运行单元(ATO,Automatic TrainOperation)的运行工况,可以模拟列车的自动驾驶条件。
需要说明的是,本实施例提供的ATP机柜检测设备,可以实现对200T系列车载ATP机柜进行C2进行C0等级和C2等级的测试。并且本设备内各个器件之间的连接关系简单方便,结构设计紧凑,占用空间小。
设备实施例五:
参见图5,该图为本发明提供的车载列车自动防护机柜检测设备另一个内部结构示意图。
本实施例与实施例四的区别是200T系列ATP机柜的产品不同,如图5所示,本实施例中的ATP机柜是200T型高铁列车控制车载机柜/200T接触网作业车机柜。
设备实施例六:
参见图6,该图为本发明提供的车载列车自动防护机柜检测设备外部结构示意图。
图6所示的是该ATP机柜的外部示意图,从上向下依次为:DMI1100、测试主机100、键盘显示器鼠标KVM1300、显示灯和选择开关1400、继电器控制单元1500、电源1600、VTS1200和LKJ600。
电源1600提供该设备使用的电源,包括110V和24V。
本实施例提供的ATP机柜检测设备,还包括与测试主机连接的键盘(Keyboard)、显示器(Video)和鼠标(Mouse),可以理解的是,键盘、鼠标和显示器简称KVM。
需要说明的是,KVM是测试主机的人机交互界面。
图6中没有示出的器件,例如图5中的器件,是安装在机柜内部的,如应答控制器、可控应答器、速度模拟器等。
各个器件通过连接面板和紧固螺丝紧固到机架上,器件之间通过配线进行连接。
所述显示灯,用于显示ATP机柜的制动状态和运行状态;
所述选择开关,用于模拟司机驾驶室各个控制开关,向ATP机柜发送司机室控制信号。
所述选择开关可以由空气开关来实现。
继电器组闸200,用于提供接口,信号一般为110V。
本发明以上实施例提供的ATP机柜检测设备,将测试200T系列车载ATP机柜所需要的设备整合集成在一台检测机柜上,使用方便,功能强大。并且该设备可以测试其他型号的车载ATP机柜,操作简单,可以提高工作效率。
下面举例介绍一下本发明提供的显示灯和选择开关的代表内容。
参见图7,该图为本发明提供的显示灯和选择开关的示意图。
如图7所示共有显示灯18个,下面分别进行介绍:
其中,“Cabact1”是列车1端驾驶室激活状态显示灯,当该灯亮时表示驾驶室1激活,ATP机柜进入工作状态;
“Cabact2”是列车2端驾驶室激活状态显示灯,当该灯亮时表示驾驶室2激活,ATP机柜进入工作状态;
“FOR1”是列车1端前向指示灯,该灯亮时,表示列车1端前向行车;
“FOR2”是列车2端前向指示灯,该灯亮时,表示列车2端前向行车;
“Sleep”是睡眠指示灯,该灯亮时表示ATP机柜进入睡眠状态;
“MSOff”是断主断显示灯,主断是指车辆电源主断路器,该灯亮时表示主断路器断开;
“GFX Disable”是过分相方式显示灯,当该灯亮时表示手动过分相;
“TCO”是切牵引显示灯,该灯亮时表示列车切除牵引;
“SB1”是一级常用制动显示灯,该灯亮时表示一级常用制动输出;
“SB4”是四级常用制动显示灯,该灯亮时表示四级常用制动输出;
“FSB”是最大常用制动显示灯,该灯亮时表示最大常用制动缓解;
“SBFB”是常用制动反馈显示灯,当ATP机柜输出最大常用制动时,该灯亮;
“EB”是紧急制动显示灯,该灯亮时表示紧急制动缓解;
“EBFB”是紧急制动反馈显示灯,该灯亮时表示ATP机柜输出紧急制动;“主电源”是总电源显示灯,该灯亮时表示整个系统开始供电;
“LKJ”是LKJ电源显示灯,该灯亮时表示LKJ有电;VTS是VTS电源显示灯,该灯亮时表示VTS有电。
共有8个选择开关,下面分别进行介绍:
“主电源”控制所有电源;
“A系/B系”控制给ATP机柜内A系设备或者B系设备供电;
“激活1”控制使列车1端驾驶室进入激活状态;
“激活2”控制使列车2端驾驶室进入激活状态;
“前向1”控制列车1端前向行车;
“前向2”控制列车2端前向行车;
“LKJ开关”控制LKJ电源;
“VTS开关”控制VTS电源。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种车载列车自动防护机柜检测设备,其特征在于,包括:测试主机、继电器组闸和速度模拟器;
所述继电器组闸包括控制板、继电器状态采集板和继电器驱动板;
所述测试主机,用于发送继电器驱动信号给所述继电器驱动板;
所述继电器驱动板,用于将所述继电器驱动信号转换为模拟信号发送给列车自动防护ATP机柜;
所述继电器状态采集板,用于采集ATP机柜中继电器的状态信号;
所述控制板,用于将所述继电器的状态信号转换为数字信号发送给所述测试主机;还用于将所述测试主机的控制指令转换为模拟电信号发送给所述继电器驱动板;
所述速度模拟器,用于接收所述测试主机发送的速度指令,根据所述速度指令生成对应的速度信号发送给所述ATP机柜;
所述控制板包括:单片机、匹配电路和通信电路;
所述单片机,用于控制所述通信电路实现与所述测试主机的数据交互;
所述匹配电路连接在所述单片机和ATP机柜之间,用于实现继电器的信号与单片机的输出信号和输入信号之间的转换。
2.根据权利要求1所述的车载列车自动防护机柜检测设备,其特征在于,所述速度模拟器包括:方波发生电路和信号放大电路;
所述方波发生电路,用于产生不同频率的方波信号;
所述信号放大电路,用于将所述方波信号进行放大后发送给所述ATP机柜。
3.根据权利要求1或2所述的车载列车自动防护机柜检测设备,其特征在于,还包括显示灯和选择开关;
所述显示灯,用于显示ATP机柜的制动状态和运行状态;
所述选择开关,用于模拟司机驾驶室各个控制开关,向ATP机柜发送司机室控制信号。
4.根据权利要求1或2所述的车载列车自动防护机柜检测设备,其特征在于,还包括:列车运行监控记录装置LKJ;
所述LKJ包括LKJ的IO接口、LKJ通信板和LKJ测试板;
所述LKJ的IO接口与ATP机柜的接口连接;
所述LKJ通信板通过RS232串行接口与ATP机柜连接;
所述LKJ测试板,用于对LKJ进行调试;
所述LKJ,用于在对200T系列车载ATP机柜进行C0等级测试时,控制列车运行;
所述ATP机柜,用于在对200T系列车载ATP机柜进行C2等级测试时,控制列车运行;
所述C0等级和C2等级为控制列车的两个不同的安全等级。
5.根据权利要求1或2所述的车载列车自动防护机柜检测设备,其特征在于,还包括:应答器控制器、可控应答器、紧凑型天线装置CAU和应答器传输模块BTM;
所述测试主机,用于通过所述应答器控制器向所述可控应答器发送报文;
所述BTM,用于对所述报文进行处理后发送给所述CAU;
所述CAU,用于接收所述报文。
6.根据权利要求1或2所述的车载列车自动防护机柜检测设备,其特征在于,还包括发送器;
所述发送器,与所述测试主机连接,用于将测试主机发送的轨道电路信息发送给ATP机柜。
7.根据权利要求1或2所述的车载列车自动防护机柜检测设备,其特征在于,还包括与ATP机柜连接的人机交互界面DMI,用于ATP机柜与列车司机的人机交互。
8.根据权利要求1或2所述的车载列车自动防护机柜检测设备,其特征在于,还包括与测试主机连接的键盘、鼠标和显示器。
9.根据权利要求1或2所述的车载列车自动防护机柜检测设备,其特征在于,还包括与测试主机连接的虚拟列车运行系统,用于模拟列车自动运行单元的运行工况。
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