CN111880437A - 一种新型atp地面仿真测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型ATP地面仿真测试系统，包括仿真操控台、ATP仿真接口单元、ATP设备集成单元、轨道电路及应答器报文模拟单元，所述ATP仿真接口单元根据操控指令模拟仿真速度、雷达、机车接口、轨道电路、应答器报文等信号，通过接口和ATP设备进行交互，可同时支持2个以上的ATP在地面进行仿真跑车试验，可模拟真车无法试验操作的内容，对现场故障进行复现及故障定位，备品备件及返修备件可在本系统上进行检验测试。

Description

一种新型ATP地面仿真测试系统

技术领域

本发明属于铁路设备技术领域，具体涉及一种新型ATP地面仿真测试系统。

背景技术

国内高速铁路建设发展迅猛，动车组数量快速增长，ATP列控车载设备的维护工作量不断增大。ATP列控车载设备是列控系统的核心设备，国内批量应用的ATP设备共有CTCS3-300T、CTCS3-300S、CTCS3-300H、CTCS2-200H和CTCS2-200C五种型号。ATP设备现有的维护模式存在以下问题；1、现场故障发生后，只能通过记录数据进行分析，故障复现难度大，故障定位困难；2、备品备件维护需要在车上安装测试，发现问题后再进行更换，协调工作量大，测试效率低下；3、返修备件维修后缺少测试验证手段；4、当前的地面测试工装只能适配一个ATP，无法同时接入多种型号ATP，造成建设成本巨大。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明提供一种新型ATP地面仿真测试系统。

本发明是通过以下技术方案实现：

一种新型ATP地面仿真测试系统，包括仿真操控台、ATP仿真接口单元、ATP设备集成单元、轨道电路和应答器模拟单元，所述仿真操控台上安装有1个27寸触摸屏显示器，用户在触摸屏显示器操作与系统进行交互，并且还安装有DMI，通过过渡面板兼容5种型号ATP的DMI（含扇型DMI）；所述仿真操控台上手柄及按钮按照真车驾驶台布局，也设置有显示ATP输出信号的指示灯；

进一步地，所述仿真驾驶台上手柄及按钮包括有牵引手柄、制动手柄、恒速手柄、司机室占用、方向开关、开关门等，并添加ATP电源开关和休眠信号开关；所述仿真驾驶台的指示灯显示ATP输出的紧急制动、常用制动、4级制动、1级制动、切除牵引、分相有效、分相执行、紧急制动反馈和常用制动反馈信号的状态。

所述ATP设备集成单元用于将ATP以及ATP外部设备进行集成，同时集成数据下载单元对ATP的故障数据进行下载；

进一步地，所述ATP设备集成单元可以集成5种类型ATP主机及数据下载装置，支持多于2种ATP同时接入，无需更换连接器线缆即可完成不同ATP的上电切换；

所述ATP接口仿真单元用于实现ATP所需的各种接口，包括系统控制模块、列车接口仿真模块、速度信号仿真模块、雷达信号仿真模块、RBC接口仿真模块、轨道电路仿真模块、应答器仿真模块、DC110V电源转换模块、ATP接口模块、天线接口；

进一步地，所述系统控制模块，采集所述仿真操控台的手柄和开关信号，生成列车位置和速度，根据列车运行位置和运行线路，控制各接口模块向ATP提供速度信号、开关信号、应答器报文、雷达信号，并模拟RBC功能与ATP进行交互；所述ATP接口模块采用特殊设计兼容5种型号ATP的IO接口，并能够接入5种型号ATP的IO接口信号；所述轨道电路仿真模块根据系统控制模块的命令，调制满足ZPW-2000、UM72和国产移频制式的轨道电路信号，通过轨道电路环线由轨道电路接收天线感应后发送给ATP；所述应答器仿真模块根据系统控制模块发送的1023bit的应答器报文，调制应答器报文信号，发送至应答器模块，由BTM天线激活后读取报文信息并发送给ATP；所述速度信号仿真模块根据系统控制模块的命令，调制成不同型号速度传感器的频率和相位信号，供ATP采集；所述雷达信号仿真模块根据系统控制模块的命令，调制成对应类型ATP适配的雷达信号，供ATP采集；所述RBC接口仿真模块根据系统控制模块的命令，与ATP进行无线报文以及安全层指令的交互。

进一步地，所述DC110V电源转换模块支持软启动和硬启动ATP两种方式，软启动是指通过系统命令驱动继电器控制ATP的电源，硬启动是指通过开关控制ATP的电源。

所述轨道电路和应答器模拟单元用于模拟轨道电路信号及应答器，由金属屏蔽罩、轨道电路环线、轨道电路天线、应答器及BTM天线组成。

进一步地，所述金属屏蔽罩安装在BTM天线外部，用于屏蔽BTM天线对外的信号辐射，防止操作人员受到辐射伤害；金属屏蔽罩下方设置轨道电路天线安装支架，兼容5种型号ATP的轨道电路接收天线，用于安装和固定轨道电路接收天线。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：该发明可同时支持2个以上的ATP在地面进行仿真跑车试验，节省了设备投资成本。现场故障发生后，地面人员可直接上手操作，可模拟真车无法试验操作的内容，对现场故障进行复现及故障定位。备品备件及返修备件可在本系统上进行检验测试，利用ATP数据下载和智能分析功能，快速定位问题，提高了地面测试检修手段和效率。

附图说明

图1是本发明原理图；

图2是本发明电源及ATP接口部分电气连接图；

图3是本发明系统控制模块开关量信号采集部分其中一路电路图；

图4是本发明系统控制模块信号接收处理部分电路图；

图5是本发明系统控制模块信号发送处理部分电路图。

图中序号所代表的含义为：1.仿真操控台，2.ATP接口仿真单元，3.轨道电路和应答器模拟单元，4.ATP设备集成单元，101.触控屏，102.开关手柄及指示灯，103.防护开关，104.DMI，201.系统控制模块，202.ATP接口模块，203.天线接口，204.列车接口仿真模块，205.速度信号仿真模块，206.雷达信号仿真模块，207. RBC接口仿真模块，208.轨道电路仿真模块，209.应答器仿真模块，301. 轨道电路环线，301.轨道电路天线，304.应答器，302.BTM天线，401.ATP，402.数据下载单元，403.ATP外部设备。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1和图2所示，一种新型ATP接口及功能验证系统，包括仿真操控台1、ATP接口仿真单元2、轨道电路和应答器模拟单元3、ATP设备集成单元4，所述仿真操控台1上安装有1个27寸触控屏101，用户在触控屏101上操作与系统进行交互，并且还安装1-2个DMI 104，可显示ATP运行信息；所述仿真操控台1上还安装有开关手柄和指示灯102，以及防护开关103，其按照真车驾驶台布局，包括有牵引手柄、制动手柄、恒速手柄、司机室占用、方向开关、开关门等，并添加ATP电源开关和休眠信号开关；所述ATP接口仿真单元2用于实现ATP所需的各种接口，包括系统控制主机201、列车接口仿真模块204、速度信号仿真模块205、雷达信号仿真模块206、RBC接口仿真模块207、轨道电路仿真模块208、应答器仿真模块209、ATP接口202、天线接口203、DC110电源模块；所述轨道电路和应答器模拟单元3设置有BTM天线302以及轨道电路接收天线301；所述ATP设备集成单元 4 用于将ATP主机401以及ATP外部设备403进行集成，同时集成数据下载单元402对ATP的故障数据进行下载；

所述操控台1的指示灯显示ATP输出的紧急制动、常用制动、4级制动、1级制动、切除牵引、分相有效、分相执行、紧急制动反馈和常用制动反馈信号的状态；

如图3所示，所述系统控制模块201采集所述操控台1的手柄和开关信号102信息，生成列车位置和速度，根据列车运行位置和运行线路，控制各仿真模块向ATP提供速度信号、IO信号、应答器报文、雷达信号等，并模拟RBC功能与ATP进行交互；所述ATP接口模块202采用特殊设计兼容5种型号ATP的IO接口，并能够接入5种型号ATP的IO接口信号；所述轨道电路发码模块208根据系统控制模块201的命令，调制满足ZPW-2000、UM72和国产移频制式的轨道电路信号，通过天线接口203发送至轨道电路环线303，由轨道电路接收天线301感应后发送给ATP；所述应答器仿真模块209根据系统控制模块发送的1023bit的应答器报文，调制应答器报文信号，通过模拟应答器模块304由BTM天线302感应后发送给ATP；所述速度信号仿真模块205根据系统控制模块的命令，调理成不同型号速度传感器的频率和相位信号，供ATP采集；所述雷达信号仿真模块206根据系统控制模块的命令，调理成各类型ATP适配的雷达信号，供ATP采集；所述RBC接口仿真模块207根据系统控制模块的命令，与ATP进行无线报文以及安全层指令的交互；所述轨道电路和应答器模拟单元3用于模拟轨道电路信号及应答器，由轨道电路环线303、轨道电路天线301、应答器304及BTM天线302组成，所述BTM天线302外部安装有金属屏蔽罩，用于屏蔽BTM天线302对外的信号辐射，防止操作人员受到辐射伤害；金属屏蔽罩下方设置轨道电路天线安装支架，兼容5种型号ATP的轨道电路接收天线，用于安装和固定轨道电路接收天线。

所述本新型装置在这个实施例中，该新型系统同时满足CTCS-2等级和CTCS-3等级测试需求，能够实现真实线路数据跑车、功能测试、故障复现等需求。系统支持多于2个ATP同时接入，无需更换连接器线缆即可完成不同ATP的上电切换，预留扩展5个ATP的接入接口。系统支持软启动和硬启动ATP两种方式，软启动是指系统控制指令驱动继电器控制ATP的电源，硬启动是指无需启动控制软件，通过硬开关控制ATP的电源。系统支持设置任意列车发车位置。系统支持将现场运营的JRU数据导入系统，对运行过程进行回放，复现部分地面设备相关的故障，如应答器丢失等。系统采用仿真RBC实现CTCS-3级的相关功能。根据操作人员操作的手柄信号、ATP的制动命令和过分相命令以及车辆的牵引制动性能，实现车辆的牵引制动仿真功能。模拟CTCS-2级和CTCS-3级列控系统应答器、轨道电路、无线消息以及车辆与ATP的接口，在ATP无需修改及不涉及其它专业的情况下，即可获取正常运行所需的外部信号，实现等级切换、RBC交权、正常接发车、引导接车等正常运行场景。系统支持操作人员进行故障插入，可修改前方的轨道电路信号载频和低频；调整应答器位置，删除应答器，编辑修改应答器报文；新增修改无线消息报文和设置无线超时故障；设置ATP的硬件信号故障，如手柄故障、速度传感器故障等。系统根据列车运行进路，自动对轨道电路码序、无线报文的MA等信息进行调整，实现排列进路、关闭开放信号等功能。系统支持ATP记录数据的无线下载和智能分析功能。系统支持线路工务数据导入，自动生成线路数据，通过线路跑车，完成对列控工程数据进行验证。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种新型ATP仿真测试系统，包括仿真操控台、ATP仿真接口单元、ATP设备集成单元、轨道电路和应答器模拟单元，其特征在于：所述仿真操控台上安装有触控显示屏、DMI屏、开关手柄及指示灯、防护开关，用于用户仿真操作、系统电源开关、ATP运行显示；所述ATP接口仿真单元中安装有系统控制模块、列车接口仿真模块、速度信号仿真模块、雷达信号仿真模块、RBC接口仿真模块、轨道电路仿真模块、应答器仿真模块、DC110V电源转换模块、ATP接口模块、天线接口，用于模拟ATP主机所需的各种信号及提供接口；所述ATP设备集成单元用于ATP主机及外部设备进行集成；所述轨道电路和应答器模拟单元由金属屏蔽罩、轨道电路环线、轨道电路天线、应答器及BTM天线组成，用于模拟轨道电路信号、应答器报文以及屏蔽天线对外的辐射信号。

2.根据权利要求1所述的一种新型ATP地面仿真测试系统，其特征在于：所述仿真操控台上开关手柄和防护开关包括有牵引手柄、制动手柄、恒速手柄、司机室占用、方向开关、开关门等，并添加ATP电源开关和休眠信号开关；所述仿真操控台的指示灯显示ATP输出的紧急制动、常用制动、4级制动、1级制动、切除牵引、分相有效、分相执行、紧急制动反馈和常用制动反馈信号的状态。

3.根据权利要求1所述的一种新型ATP地面仿真测试系统，其特征在于：所述系统控制模块，采集所述仿真驾驶台的手柄和开关信号，生成列车位置和速度，根据列车运行位置和运行线路，控制各仿真模块向ATP提供列车接口信息、速度信号、雷达信号、无线报文信息、轨道电路信息、应答器报文信息，并通过触控显示屏与ATP进行交互；所述ATP接口模块提供5种型号ATP接入接口；所述轨道电路仿真模块可调制满足ZPW-2000、UM72和国产移频制式的轨道电路信号，通过轨道电路环线由轨道电路接收天线感应后发送给ATP；所述应答器仿真模块可发送应答器报文信号，通过BTM天线激活应答器并读取报文后发送给ATP；所述速度信号仿真模块可调制成不同型号速度传感器的频率和相位信号，供ATP采集；所述雷达信号仿真模块可调制成不同类型ATP适配的雷达信号，供ATP采集；所述RBC接口仿真模块可与ATP进行无线报文以及安全层指令的交互。

4.根据权利要求1所述的一种新型ATP地面仿真测试系统，其特征在于：所述轨道电路和应答器模拟单元中BTM天线放置在稍小的金属屏蔽罩内，用于屏蔽BTM天线对外的信号辐射，防止操作人员受到辐射伤害；BTM天线屏蔽罩下方设置轨道电路天线安装支架，兼容5种型号ATP的轨道电路接收天线，用于安装和固定轨道电路接收天线。

5.根据权利要求1所述的一种ATP地面仿真测试系统，其特征在于：所述ATP设备集成单元可以集成5种类型ATP主机，支持多于2种ATP同时接入。

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