CN109835369A - 一种基于lte-r网络的列车防护报警功能的车载安全维护通信平台及其实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于LTE‑R网络的列车防护报警功能的车载安全维护通信平台及其实现方法，包括DC110V电源单元、LTE传输单元、控制单元、卫星定位单元、交换接口单元、预警单元以及扩展单元。本发明的有益效果是：该平台与机车既有无线通信机车台(CIR)通过网线连接，进行必要的数据传输和交互，获取运行列车的速度、公里标、运行线路等信息，平台在登录网络获取IP地址后，向中心服务器进行身份注册，并向中心服务器发送列车位置信息，同时通过机车台的操作显示终端(MMI)将中心服务器下发的报警信息进行显示，并在本地储存。
Description
技术领域
本发明涉及列车防护报警系统，尤其涉及一种基于LTE-R网络的列车防护报警功能的车载安全维护通信平台及其实现方法。
背景技术
列车防护报警是中国铁路重要的专有业务之一，在保障列车安全运行方面发挥着不可替代的作用。近年来，铁路通信网络快速发展，某些地方铁路已完成全线路LTE-R专网覆盖建设，所有机车也都将配置基于LTE-R技术的CIR机车台。随着铁路通信的高速发展，始终缺少一种高效的列车防护报警系统，用于加强列车运行防护，保障列车安全平稳运行，提高线巡道人员和线路施工人员的作业安全，从而避免列车与作业人员相撞事故的发生。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于LTE-R网络的列车防护报警功能的车载安全维护通信平台及其实现方法，可以提升铁路安全，防止运行列车与作业人员相撞等事故发生，同时在列车正常运行过程中，能够自动向邻近的线路作业人员发送列车接近预警信息，提示作业人员列车接近进行避让，
本发明是通过以下技术方案予以实现：
一种基于LTE-R网络的列车防护报警功能的车载安全维护通信平台，包括DC110V电源单元、LTE传输单元、控制单元、卫星定位单元、交换接口单元、预警单元以及扩展单元，其中电源单元向其他单元供电；LTE传输单元连接LTE-1800MHz专网，并与其他单元的内部通信连接；控制单元控制其他单元，并向扩展单元发送机车信息；卫星定位单元采用CAN总线接入平台，采用GPS/北斗双模卫星接收模块，对外输出卫星定位信息，与其他单元进行通信；交换接口单元采用M12接口实现与CIR的数据通信，并其他单元进行通信；预警单元通过网络连接服务器，并连接交换接口单元；扩展单元在车载安全维护平台上预留了5个扩展插槽。
根据上述技术方案，优选地，LTE传输单元包括CPU、LTE模块、SIM卡电路、CAN接口、SD卡、音频转换器、单片机、复位电路、以太网接口，其中CPU采用主频1G、内存512M的工业级ARM核心板，控制LTE模块登网并完成所有业务逻辑；LTE模块是LTE网络接入单元,核心CPU通过USB接口与其通信；SIM卡电路由SIM卡插座，SIM卡、其他电阻电容器件组成，LTE模块通过SIM卡电路实现与SIM卡的数据通信；CAN接口实现主控单元和其他单元内部通信；SD卡用作系统烧写及其数据存储；音频转换器由主要完成音频信号的差分转单端或相反；单片机实现核心板的串口扩展，通过CMOS/RS422电平转换进行通信；复位电路在主控软件异常，未能输出周期性脉冲时，复位芯片就会输出复位信号，实现系统重启；以太网接口实现内部数据以太网传输。
一种基于LTE-R网络的列车防护报警功能的车载安全维护通信平台的实现方法，电源单元负责将DC110V转换为DC13.8V供给主机内其他单元；LTE传输单元负责提供LTE-1800MHz专网的无线传输通道，并实现与主控单元及其他单元的内部通信；控制单元对其他单元进行控制和配置、检测、判断系统内各插槽单元的工作状态和信息，同时向扩展单元发送机车相关信息；卫星定位单元采用CAN总线接入平台，采用GPS/北斗双模卫星接收模块，对外输出卫星定位信息，与其他单元进行通信；交换接口单元提供以太网交换资源，采用M12接口，实现与CIR的数据通信，同时为扩展单元提供以太网数据交换通道接收CIR的业务数据，并将其转发至相关单元；预警单元上电后通过网络向服务器注册用户信息，并定时向服务器发送位置信息，同时接收服务器下发的接近预警信息并解读转发给交换接口单元处理；扩展单元在车载安全维护平台上预留了5个扩展插槽，每个插槽将为扩展单元提供DC13.8V电源、CAN接口、以太网接口，以及其他必要的检测信号。
本发明的有益效果是：该平台与机车既有无线通信机车台(CIR)通过网线连接，进行必要的数据传输和交互，获取运行列车的速度、公里标、运行线路等信息，平台在登录网络获取IP地址后，向中心服务器进行身份注册，并向中心服务器发送列车位置信息，同时通过机车台的操作显示终端(MMI)将中心服务器下发的报警信息进行显示，并在本地储存。
附图说明
图1示出了本发明的实施例的系统组成示意图。
图2示出了本发明的实施例的LTE传输单元硬件框图。
图3示出了本发明的实施例的控制、交换或预警单元硬件框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图所示，本实施例公开了一种基于LTE-R网络的列车防护报警功能的车载安全维护通信平台，包括DC110V电源单元、LTE传输单元、控制单元、卫星定位单元、交换接口单元、预警单元以及扩展单元，其中电源单元向其他单元供电；LTE传输单元连接LTE-1800MHz专网，并与其他单元的内部通信连接；控制单元控制其他单元，并向扩展单元发送机车信息；卫星定位单元采用CAN总线接入平台，采用GPS/北斗双模卫星接收模块，对外输出卫星定位信息，与其他单元进行通信；交换接口单元采用M12接口实现与CIR的数据通信，并其他单元进行通信；预警单元通过网络连接服务器，并连接交换接口单元；扩展单元在车载安全维护平台上预留了5个扩展插槽。
根据上述实施例，优选地，该车载安全维护通信平台可直接安装在标准19英寸机柜内，高度3U。
根据上述实施例，优选地，LTE传输单元包括CPU、LTE模块、SIM卡电路、CAN接口、SD卡、音频转换器、单片机、复位电路、以太网接口，其中CPU采用主频1G、内存512M的工业级ARM核心板，控制LTE模块登网并完成所有业务逻辑；LTE模块是LTE网络接入单元,核心CPU通过USB接口与其通信；SIM卡电路由SIM卡插座，SIM卡、其他电阻电容器件组成，LTE模块通过SIM卡电路实现与SIM卡的数据通信；CAN接口实现主控单元和其他单元内部通信；SD卡用作系统烧写及其数据存储；音频转换器由主要完成音频信号的差分转单端或相反；单片机实现核心板的串口扩展，通过CMOS/RS422电平转换进行通信；复位电路在主控软件异常，未能输出周期性脉冲时，复位芯片就会输出复位信号，实现系统重启；以太网接口实现内部数据以太网传输。
根据上述实施例，优选地，控制单元、交换单元以及预警单元，核心CPU采用LPC4357，可对外提供USB接口、CAN接口、LAN接口等，实现数据交互、复位控制、状态监测、存储等功能。
本实施例公开了一种基于LTE-R网络的列车防护报警功能的车载安全维护通信平台的实现方法，电源单元负责将DC110V转换为DC13.8V供给主机内其他单元；LTE传输单元负责提供LTE-1800MHz专网的无线传输通道，并实现与主控单元及其他单元的内部通信；控制单元对其他单元进行控制和配置、检测、判断系统内各插槽单元的工作状态和信息，同时向扩展单元发送机车相关信息；卫星定位单元采用CAN总线接入平台，采用GPS/北斗双模卫星接收模块，对外输出卫星定位信息，与其他单元进行通信；交换接口单元提供以太网交换资源，采用M12接口，实现与CIR的数据通信，同时为扩展单元提供以太网数据交换通道接收CIR的业务数据，并将其转发至相关单元；预警单元上电后通过网络向服务器注册用户信息，并定时向服务器发送位置信息，同时接收服务器下发的接近预警信息并解读转发给交换接口单元处理；扩展单元在车载安全维护平台上预留了5个扩展插槽，每个插槽将为扩展单元提供DC13.8V电源、CAN接口、以太网接口，以及其他必要的检测信号。
根据上述实施例，优选地，电源单元采用整体式电源模块，方便拆装维修，工作温度满足-25℃-70℃，并满足铁标关于车载电源的相关要求。
根据上述实施例，优选地，控制单元主要负责对其他单元(如LTE传输单元)进行必须要的控制和配置、检测、判断系统内各插槽单元的工作状态和信息，同时向扩展单元发送机车相关信息，例如机车号、车次号、位置信息、公里标信息、运行速度等信息。
根据上述实施例，优选地，扩展单元是考虑未来设备需求，在车载安全维护平台上预留了5个扩展插槽，每个插槽将为扩展单元提供DC13.8V电源，CAN接口，以太网接口，以及其他必要的检测信号。
本发明的有益效果是：该平台与机车既有无线通信机车台(CIR)通过网线连接，进行必要的数据传输和交互，获取运行列车的速度、公里标、运行线路等信息，平台在登录网络获取IP地址后，向中心服务器进行身份注册，并向中心服务器发送列车位置信息，同时通过机车台的操作显示终端(MMI)将中心服务器下发的报警信息进行显示，并在本地储存。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种基于LTE-R网络的列车防护报警功能的车载安全维护通信平台，其特征在于：包括DC110V电源单元、LTE传输单元、控制单元、卫星定位单元、交换接口单元、预警单元以及扩展单元，其中
所述电源单元向其他单元供电；
所述LTE传输单元连接LTE-1800MHz专网，并与其他单元的内部通信连接；
所述控制单元控制其他单元，并向扩展单元发送机车信息；
所述卫星定位单元采用CAN总线接入平台，采用GPS/北斗双模卫星接收模块，对外输出卫星定位信息，与其他单元进行通信；
所述交换接口单元采用M12接口实现与CIR的数据通信，并其他单元进行通信；
所述预警单元通过网络连接服务器，并连接交换接口单元；
所述扩展单元在车载安全维护平台上预留了5个扩展插槽。
2.根据权利要求1所述的一种基于LTE-R网络的列车防护报警功能的车载安全维护通信平台，其特征在于：LTE传输单元包括CPU、LTE模块、SIM卡电路、CAN接口、SD卡、音频转换器、单片机、复位电路、以太网接口，其中
CPU采用主频1G、内存512M的工业级ARM核心板，控制LTE模块登网并完成所有业务逻辑；
LTE模块是LTE网络接入单元,核心CPU通过USB接口与其通信；
SIM卡电路由SIM卡插座，SIM卡、其他电阻电容器件组成，LTE模块通过SIM卡电路实现与SIM卡的数据通信；
CAN接口实现主控单元和其他单元内部通信；
SD卡用作系统烧写及其数据存储；
音频转换器由主要完成音频信号的差分转单端或相反；
单片机实现核心板的串口扩展，通过CMOS/RS422电平转换进行通信；
复位电路在主控软件异常，未能输出周期性脉冲时，复位芯片就会输出复位信号，实现系统重启；
以太网接口实现内部数据以太网传输。
3.一种基于LTE-R网络的列车防护报警功能的车载安全维护通信平台的实现方法，其特征在于：
电源单元负责将DC110V转换为DC13.8V供给主机内其他单元；
LTE传输单元负责提供LTE-1800MHz专网的无线传输通道，并实现与主控单元及其他单元的内部通信；
控制单元对其他单元进行控制和配置、检测、判断系统内各插槽单元的工作状态和信息，同时向扩展单元发送机车相关信息；
卫星定位单元采用CAN总线接入平台，采用GPS/北斗双模卫星接收模块，对外输出卫星定位信息，与其他单元进行通信；
交换接口单元提供以太网交换资源，采用M12接口，实现与CIR的数据通信，同时为扩展单元提供以太网数据交换通道接收CIR的业务数据，并将其转发至相关单元；
预警单元上电后通过网络向服务器注册用户信息，并定时向服务器发送位置信息，同时接收服务器下发的接近预警信息并解读转发给交换接口单元处理；
扩展单元在车载安全维护平台上预留了5个扩展插槽，每个插槽将为扩展单元提供DC13.8V电源、CAN接口、以太网接口，以及其他必要的检测信号。
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