CN109525287A - 一种轨道地面应答器装置、维护设备及其维护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道地面应答器装置、维护设备及其维护方法。其中，该轨道地面应答器装置包括查询应答模块、第一接口、控制器、存储器、维护通信模块和第二接口；其中，控制器用于根据维护通信模块接收的报文写入请求，将报文写入存储器；并根据报文读取请求，将存储器中的报文通过查询应答模块和维护通信模块发送给相应的读取设备；维护通信模块通过第二接口与手持维护设备进行通信。该方法通过保留第一接口保留了应答器装置的车地通信，通过设置载频不同的第二接口和维护通信模块实现手持维护设备的报文写入，在最小成本花费的前提下，最大限定降低了外部人员维护时的辐射影响。

Description

一种轨道地面应答器装置、维护设备及其维护方法

技术领域

本发明涉及一种轨道地面应答器装置，同时涉及实现该轨道地面应答器装置的维护设备及其维护方法。

背景技术

在铁路、地铁、轻轨的轨道地面上设置的地面应答器装置，作为重要的车地通信设备，向列控车载设备提供可靠的地面信息，诸如公里标、限速、坡度等信息。

应答器的工作原理基于射频识别(RFID)技术，当车载天线接近应答器时，应答器的耦合线圈感应到磁场，将其转化为电能，从而建立起应答器工作所需的电源，应答器开始工作，通过发射天线将存储的报文发送出去。如图1所示。

应答器分有源应答器和无源应答器，有源应答器与地面电子单元LEU连接，其内部报文是可变的，无源应答器的报文信息是固定的。如图2所示，是目前我国铁路普遍使用的应答器系统结构。

在图2中，与应答器进行信息交互的有接口“A”和接口“C”。接口“A”又有3个子接口：上行数据传输接口A1，下行供电接口A4，编程接口A5，其中A5接口的主要功能是对应答器进行无线编程，即报文写入。

对于无源应答器来说，只有接口“A”。要读写应答器内部的报文信息，只能通过接口“A”。接口A的工作频率下行为27.095MHz，上行为4.234MHz，为了激活应答器的收发天线，需要大功率的天线能量来激励应答器的耦合线圈，从而建立起应答器工作所需的电源。目前铁路使用的欧洲点式应答器标准中，车载天线的发射能量载波功率是43dBm，也就是20W，这个发射功率对人体的辐射影响是很大的。

为了保障应答器工作正常，要对应答进行巡检维护，当应答器出现故障时，还需要工人到达现场进行更换。更换新的应答器时，要将报文信息写入其中，称为“报文烧录”。烧录时，要把一个大功率的读写装置放置在应答器上，而工人使用手持机站在稍远的地方进行读写操作。常见的读写装置体积和重量都比较大，有的设备达到10公斤，最轻的也有2公斤左右，而且由于应答器生产厂家不同，读写设备在不同应答器之间还不能通用，这就降低了维护工作的效率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种轨道地面应答器装置。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种轨道地面应答器装置的维护设备及其维护方法。

为实现上述发明目的，本发明采用下述的技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种轨道地面应答器装置，包括查询应答模块、第一接口、控制器、存储器、维护通信模块和第二接口；

其中，所述控制器用于根据所述维护通信模块接收的报文写入请求，将报文写入所述存储器；并根据报文读取请求，将所述存储器中的报文通过所述查询应答模块和所述维护通信模块发送给相应的读取设备；

所述维护通信模块通过第二接口与手持维护设备进行通信；

所述查询应答模块通过第一接口与读取设备通信。

其中较优地，所述第一接口为接口A；所述第二接口采用RFID技术传输数据，且与所述接口A的载频不相关。

其中较优地，所述第二接口使用超高频段的RFID技术。

其中较优地，所述第二接口采用USB连接方式实现。

其中较优地，所述维护通信模块和查询应答模块所采用的编码方式独立。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种轨道地面应答器装置的维护设备，为手持维护设备；

其中，所述手持维护设备包括了适配第二接口的读写模块、报文获取和校验模块；

所述适配第二接口的读写模块用于激活第二接口，并通过第二接口将报文信息写入轨道地面应答器装置；

所述报文获取和校验模块用于通过第二接口从轨道地面应答器装置获取报文信息，并对获取的报文信息进行校验。

其中较优地，所述手持维护设备还包括无线通信模块；所述无线通信模块用于与数据中心进行数据交互。

根据本发明实施例的第三方面，提供一种轨道地面应答器装置的维护方法，使用手持维护设备向所述轨道地面应答器装置写入报文时，包括如下步骤：

激活应答器装置的第二接口；

通过第二接口向应答器装置内部的控制器请求写入报文；

所述控制器判断该请求是否符合报文写入要求，如符合则将报文信息写入存储器，否则拒绝写入；

报文写入完成，通过第二接口将操作状态信息发送给手持维护设备。

其中较优地，手持维护设备在写入报文时从数据中心自动获取报文内容，完成报文写入后向数据中心上报结果。

根据本发明实施例的第四方面，提供一种轨道地面应答器装置的维护方法，使用手持维护设备读取所述轨道地面应答器装置的报文时，包括如下步骤：

激活应答器装置的第二接口；

通过第二接口向应答器装置内部的控制器请求读取报文；

所述控制器判断该请求是否符合报文读取要求，如符合则将存储器中的报文信息通过第二接口发送给手持维护设备，否则拒绝读取请求；

手持维护设备通过第二接口接收报文并进行校验。

本发明所提供的轨道地面应答器装置，包括查询应答模块、控制器、存储器和维护通信模块；其中，控制器用于根据维护通信模块接收的报文写入请求，将报文写入所述存储器；并根据报文读取请求，将存储器中的报文通过查询应答模块和维护通信模块发送给相应的读取设备；轨道地面应答器装置还设置有接口M，通过接口M与手持维护设备进行通信。通过保留接口A保留了应答器的车地通信，通过设置载频不同的接口M和维护通信模块实现手持维护设备的报文写入，在最小成本花费的前提下，最大限定降低了外部人员维护时的辐射影响。

附图说明

图1为现有的应答器的工作原理示意图；

图2为目前铁路普遍使用的应答器系统结构示意图；

图3为本发明所提供的轨道地面应答器装置的结构示意图；

图4为本发明所提供的轨道地面应答器装置维护方法中，使用手持维护设备向轨道地面应答器装置写入报文时的流程图；

图5为本发明所提供的轨道地面应答器装置维护方法中，使用手持维护设备读取所述轨道地面应答器装置的报文时的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术内容进行详细具体的说明。

本发明在不影响原有的车地通信的前提下，对现有的应答器进行改进，提供一种轨道地面应答器装置，方便工人维护，减少报文烧录时功率辐射对人体的伤害，而工人使用对应的手持设备，可帮助工人提高工作效率，帮助运维中心提高管理效率。

如图1所示，本发明所提供的轨道地面应答器装置，包括查询应答模块、控制器、存储器和维护通信模块。其中，控制器用于根据维护通信模块接收的报文写入请求，将报文写入存储器；并根据报文读取请求，将存储器中的报文通过查询应答模块和维护通信模块发送给相应的读取设备。

具体的，控制器是整个电路的控制核心，连接两个信息通路和它们所共用的一个存储器。当手持维护设备通过维护通信模块发出报文写入请求时，控制器对此进行安全认证和数据校验，如果符合要求，就将报文信息写入存储器。当手持维护设备通过维护通信模块要求读取报文时，控制器也要对此进行安全认证和数据校验，符合要求后再发送报文。这样的安全认证可确保应答器报文的安全性，非法的手持设备无法进行读写。其中存储器为原应答器(现有的应答器)内部组成单元，控制器在原应答器内部组成单元的基础上，添加对新增通路(维护通信模块)的读取和写入请求进行控制即可，以保证其可以合法合规地向存储器中写入或从中读取报文。其中，添加方式可以是通过设置的方式在原有组成单元对控制对象进行添加，也可以采用其他方式，在此不做限定。

查询应答模块通过第一接口的无线通路完成车地通信，即查询应答，在本发明所提供的实施例中，第一接口以接口A为例进行说明，对接口A及查询应答模块不做任何改动，即保留了原应答器的接口A和查询应答模块，因此可保证原有的车地通信正常进行。

维护通信模块是在原应答器内部结构中增加的新的信息通路，维护通信模块通过第二接口与外部的手持维护设备进行通信连接，方便工人维护检测，降低之前对应答器装置进行维护时对维护人员产生的辐射影响。在本发明所提供的实施例中，第二接口以接口M为例进行说明，维护通信模块通过接口M与外部的手持维护设备进行通信连接，维护通信模块内部的编解码、调制解调及信息校验、安全认证方式均可单独设计，与查询应答模块内部结构独立，从而确保安全性和高效性。

新增通路的接口M仍采用RFID技术，但是与接口A的载频(下行载频为27.095MHz，上行载频为4.234MHz)不同，使用的是超高频段，因为该频段的RFID使用比较普及、成本低、性能突出。接口M的上下行频段都在860～960MHz的超高频范围内，不会对接口A造成干扰。对接口A和接口M来说，由于工作的频段不同，其工作机理不同，接口A是电感耦合方式，识读距离小，因此应答器必须位于读写器天线辐射的近场范围内；而接口M是电磁耦合方式，识别距离大，应答器在读写器天线辐射的远场区内就可获得射频能量。通常使用的超高频RFID读写器发射功率是100mW和2W。因此，用于维护检测的读写设备就可以为便携的手持设备，一台可以适配接口M的智能终端就可以完成读写操作了，大大降低了维护的复杂度，减少了辐射对人体的伤害。

在本发明所提供的实施例中，轨道地面应答器装置的接口M除采用上述的无线连接方式外，还可通过有线连接的方式来实现。当接口M采用有线方式连接时，该接口M表现为一个物理的有线接口，该有线连接口可设计在应答器底部，当应答器安装固定在轨道中间后不易被破坏。例如接口M采用USB连接方式时，在应答器上预留出USB口，使用手持设备连接USB口后进行读写操作，烧录完成后安装固定应答器。当然，接口M还可同时具有有线连接和无线连接方式，适用于不同应用场景，但是实现功能相同，例如报文烧录用有线接口，而读取报文用无线接口。

本发明还提供了一种轨道地面应答器装置的维护设备，用于对应答器装置进行维护。维护设备为手持维护设备，通常是行业专用的智能移动终端，不仅具备RFID读写功能，还可接收、存储和校验报文，进一步地，还可以与数据中心进行无线通信，可通过软件操作直接从数据中心获得报文，并写入应答器，减少操作的中间环节，避免出错。

其中，该手持维护设备包括适配接口M的读写模块、报文获取和校验模块。其中，适配接口M的读写模块用于激活接口M，并通过接口M将报文信息写入轨道地面应答器装置。报文获取和校验模块用于通过接口M从轨道地面应答器装置获取报文信息，并对获取的报文信息进行校验。

具体的，当手持维护设备需要从轨道地面应答器装置获取报文信息时，适配接口M的读写模块激活接口M，并通过接口M将报文读取请求发送给轨道地面应答器装置的维护通信模块，维护通信模块将该报文读取请求发送到控制器，控制器也要对此进行安全认证和数据校验，符合要求后再将存储器中相应的报文信息发送给维护通信模块，维护通信模块通过接口M将报文信息发送到移动终端的报文获取和校验模块进行校验，校验通过后获取报文信息。当手持设备需要向轨道地面应答器装置写入报文信息时，通过接口M将报文写入请求发送给轨道地面应答器装置的维护通信模块。维护通信模块将该报文读取写入发送到控制器，控制器也要对此进行安全认证和数据校验，符合要求后再将手持设备发送的报文信息写入存储器。这样的安全认证可确保应答器报文的安全性，非法的手持设备无法进行读写。

在本发明所提供的实施例中，轨道地面应答器装置的维护设备还包括无线通信模块，用于与数据中心进行数据交互。通过无线通信从数据中心获取报文，并发送写入报文结果给数据中心。

本发明还提供了一种轨道地面应答器装置的维护方法。如图4所示，当使用手持维护设备向所述轨道地面应答器装置写入报文时，包括如下步骤：

激活应答器装置的接口M；

通过接口M向应答器装置内部的控制器请求写入报文；

控制器判断该请求是否符合报文写入要求，如符合则将报文信息写入存储器，否则拒绝写入；

报文写入完成，通过接口M将操作状态信息发送给手持维护设备。其中，手持维护设备在写入报文时从数据中心自动获取报文内容，完成报文写入后向数据中心上报结果。

本发明所提供的轨道地面应答器装置的维护方法，当使用手持维护设备读取所述轨道地面应答器装置的报文时，如图5所示，包括如下步骤：

激活应答器装置的接口M；

通过接口M向应答器装置内部的控制器请求读取报文；

控制器判断该请求是否符合报文读取要求，如符合则将存储器中的报文信息通过接口M发送给手持维护设备，否则拒绝读取请求；

手持维护设备通过接口M接收报文并进行校验。

下面以一个具体的实施例进行详细的说明。

假设工人巡检时发现某个应答器故障需要更换，新换的备件应答器要替代原故障应答器，其编号和内部报文都要与原故障应答器一致。因此，工人使用智能手持设备，根据故障应答器的编号向数据中心请求获取报文，待准备就绪后放置在备件应答器的接口M上方，启动报文烧录功能，等待报文写入完成后，手持设备自动回读写入的报文并进行校验，给出写入成功的提示；同时数据库中也会将新换的应答器的身份信息进行更新，维护完成。

本专利所述提供的轨道地面应答器装置、维护系统及其维护方法可以应用在铁路、地铁、轻轨等各类轨道交通行业。具有如下有益效果：

(1)不影响原有的车地通信；

(2)提供了维护通路，提高了维护效率；

(3)维护所需设备体积小、功率小，降低了进行维护时对维护人员的辐射，对工人更友好；

(4)智能连接数据中心完成报文读写，减少人工操作错误。

(5)在不影响原始车地通信功能的基础上，降低之前对应答器装置进行维护时对维护人员产生的辐射影响。

上面对本发明所提供的一种轨道地面应答器装置、维护设备及其维护方法进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims (10)

1.一种轨道地面应答器装置，其特征在于包括查询应答模块、第一接口、控制器、存储器、维护通信模块和第二接口；

其中，所述控制器用于根据所述维护通信模块接收的报文写入请求，将报文写入所述存储器；并根据报文读取请求，将所述存储器中的报文通过所述查询应答模块和所述维护通信模块发送给相应的读取设备；

所述维护通信模块通过第二接口与手持维护设备进行通信；

所述查询应答模块通过第一接口与读取设备通信。

2.如权利要求1所述的轨道地面应答器装置，其特征在于：

所述第一接口为接口A；所述第二接口采用RFID技术传输数据，且与所述接口A的载频不相关。

3.如权利要求2所述的轨道地面应答器装置，其特征在于：

所述第二接口使用超高频段的RFID技术。

4.如权利要求2所述的轨道地面应答器装置，其特征在于：

所述第二接口采用USB连接方式实现。

5.如权利要求1所述的轨道地面应答器装置，其特征在于，所述维护通信模块和查询应答模块所采用的编码方式独立。

6.一种轨道地面应答器装置维护设备，用于维护权利要求1-5所述的轨道地面应答器装置，其特征在于该维护设备为手持维护设备；

其中，所述手持维护设备包括了适配第二接口的读写模块、报文获取和校验模块；

所述适配第二接口的读写模块用于激活第二接口，并通过第二接口将报文信息写入轨道地面应答器装置；

所述报文获取和校验模块用于通过第二接口从轨道地面应答器装置获取报文信息，并对获取的报文信息进行校验。

7.如权利要求6所述的轨道地面应答器装置维护设备，其特征在于：

所述手持维护设备还包括无线通信模块；所述无线通信模块用于与数据中心进行数据交互。

8.一种轨道地面应答器装置维护方法，用于维护权利要求1～5的轨道地面应答器装置，其特征在于：

使用手持维护设备向所述轨道地面应答器装置写入报文时，包括如下步骤：

激活应答器装置的第二接口；

通过第二接口向应答器装置内部的控制器请求写入报文；

所述控制器判断该请求是否符合报文写入要求，如符合则将报文信息写入存储器，否则拒绝写入；

报文写入完成，通过第二接口将操作状态信息发送给手持维护设备。

9.如权利要求8所述的轨道地面应答器装置维护方法，其特征在于，手持维护设备在写入报文时从数据中心自动获取报文内容，完成报文写入后向数据中心上报结果。

10.一种轨道地面应答器装置维护方法，用于维护权利要求1～5的轨道地面应答器装置，其特征在于：

使用手持维护设备读取所述轨道地面应答器装置的报文时，包括如下步骤：

激活应答器装置的第二接口；

通过第二接口向应答器装置内部的控制器请求读取报文；

所述控制器判断该请求是否符合报文读取要求，如符合则将存储器中的报文信息通过第二接口发送给手持维护设备，否则拒绝读取请求；

手持维护设备通过第二接口接收报文并进行校验。