CN113079552B - 一种机车台gsm-r网络切换装置及方法 - Google Patents

一种机车台gsm-r网络切换装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种机车台GSM‑R网络切换装置及方法，通过在标准型CIR的基础上，增加机车台装置单元，实现双G网接入的功能。机车台装置具备两组GSM‑R话音单元和GSM‑R数据单元，能够分别接入国内GSM‑R网络和国外GSM‑R网络，从而实现了一台机车台具备接入两个GSM‑R网络的能力。本发明在国内和国际上都是首次应用于跨境铁路机车上，为今后跨境铁路机车台的应用开发了一种新的模式，减少了机车安装空间的需求，并能够方便司机以及操作人员进行适应。既满足了用户的需求，也帮用户控制了设备的投入成本。

Description

一种机车台GSM-R网络切换装置及方法
技术领域
本发明涉及一种铁路通信机车台装置，特别涉及一种跨境列车使用的机车台GSM-R网络切换装置及方法。
背景技术
传统的机车综合无线通信设备CIR，（中国铁路总公司企业标准：Q/CR 651.1-2018机车综合无线通信设备 第1部分：技术条件）见图11，主机包括A子架、B子架，A子架包括GSM-R话音单元和GSM-R数据单元，只具有接入一组GSM-R网络的功能。
（发明专利号：CN 106059875 ）（以下简称为：CIR），主机只具有一组GSM-R网络通信模块，分别为GSM-R话音单元和GSM-R数据单元，也只具有接入一组GSM-R网络的功能。
按照目前跨境铁路高速动车组列车和货运列车的运行需求，需要从中国国内直接开行到国外，但是国外的GSM-R网络与国内的GSM-R网络不能够互联，机车设备间也没有更多的空间安装两套的机车台，一台用于国内使用，另一台用于国外使用。
在这种情况下，既有的CIR无法满足跨境铁路列车的运行需求。
发明内容
为了迫切的解决跨境铁路列车通信的问题，满足动车组、货运列车等的跨境需要，为了解决跨境铁路列车在国内运行期间需要接入国内的GSM-R网络，在国外运行期间需要接入国外的GSM-R网络，且机车没有多余的空间安装两套机车台的问题，在既有的CIR的基础上，加装机车台G网切换装置，能够方便的实现两个GSM-R网络的接入，满足铁路运输要求，从而具备双G网功能，能够满足跨境铁路的运行要求。
本发明采用的技术方案是：一种机车台GSM-R网络切换装置，包括电源转换电路Ⅰ、电源转换电路Ⅱ、电源转换电路Ⅲ、切换控制单元、GSM-R话音切换单元、GSM-R数据切换单元、国内GSM-R话音单元、国内GSM-R数据单元、国外GSM-R话音单元和国外GSM-R数据单元；
从电源输入插座P2输入的电源，分别通过电源转换电路Ⅰ、电源转换电路Ⅱ、电源转换电路Ⅲ为切换控制单元、GSM-R话音切换单元、GSM-R数据切换单元、国内GSM-R话音单元、国内GSM-R数据单元、国外GSM-R话音单元和国外GSM-R数据单元提供电源；
所述切换控制单元分别与GSM-R话音切换单元和GSM-R数据切换单元连接，
GSM-R话音切换单元分别与国内GSM-R话音单元和国外GSM-R话音单元连接，
所述GSM-R数据切换单元分别与国内GSM-R数据单元和国外GSM-R数据单元连接；
电源输入插座P2、切换控制单元的通信接口D3、GSM-R话音切换单元的话音转接插座D4、GSM-R数据切换单元的数据转接插座D5、国内GSM-R话音单元的天线接口T1、国内GSM-R数据单元的天线接口T2、国外GSM-R话音单元的天线接口T3和国外GSM-R数据单元的天线接口T4分别设置在机车台装置机箱面板上。
一种机车台GSM-R网络切换装置的方法，步骤如下：
CIR设备B子架的A1插座与MMI连接，
将机车台G网切换装置的电源输入座P2与CIR设备A子架的电源输出插座P1连接，
将机车台G网切换装置切换控制单元的通信接口D3与CIR设备B子架的B2口连接，
将机车台G网切换装置GSM-R话音切换单元的转接插座D4与CIR设备A子架的GSM-R话音单元转接插座D1连接，
将机车台G网切换装置GSM-R数据切换单元的转接插座D5与CIR设备A子架的GSM-R数据单元转接插座D2连接，
将国内GSM-R话音单元的天线接口T1、国内GSM-R数据单元的天线接口T2、国外GSM-R话音单元的天线接口T3和国外GSM-R数据单元的天线接口T4分别连接一个天线；
1）开机自检测过程：
开机上电后，A子架的主控单元查询上次关机时的状态，GSM-R网络是处于国内还是国外：
如查询后上次的GSM-R网络状态为国内时，进行切换操作步骤如下：
A子架的主控单元通知机车台G网切换装置的切换控制单元，控制GSM-R话音切换单元和GSM-R数据切换单元中的16路切换门，将通路切换到国内，切换完成后，完成国内网络注册、机车功能号和车次功能号注册；
如查询后上次的GSM-R网络状态为国外时，进行切换操作步骤如下：
A子架的主控单元通知机车台G网切换装置的切换控制单元，控制GSM-R话音切换单元和GSM-R数据切换单元中的16路切换门，将通路切换到国外，切换完成后，完成国外网络注册、机车功能号和车次功能号注册；
2）手动切换流程：
A、切换为国外GSM-R网络：
当使用网络为国内GSM-R网络，需要切换到国外GSM-R网络，操作流程步骤如下：
由操作人员在CIR设备的MMI上进行操作，按“CN/LA”按键，在界面选择“切换到国外GSM-R网络”，并按“确认”键；
操作完成后，MMI通过报文发送给CIR的A子架的主控单元，CIR主控单元收到后，CIR主控单元进行国内功能号注销、网络注销工作；
注销完成后，CIR的A子架主控单元通知机车台装置的切换控制单元，控制GSM-R话音切换单元和GSM-R数据切换单元中的16路切换门，将通路切换到“国外”；
切换完成后，与话音转接插座D4连接的CIR设备A子架的GSM-R话音单元通过线路连接到国外GSM-R话音单元，与数据转接插座D5连接的CIR设备A子架的GSM-R数据单元通过线路连接到国外GSM-R数据单元；
切换完成后，CIR设备的主控单元进行国外GSM-R网络注册、功能号注册，
注册完成后，整个切换操作完成；
B、切换为国内GSM-R网络：
当使用网络为国外GSM-R网络，需要切换到国内GSM-R网络，操作流程如下：
由操作人员在CIR设备的MMI上进行操作，按“CN/LA”按键，在界面选择“切换到国内GSM-R网络”，并按“确认”键；
操作完成后，MMI通过报文发送给CIR的A子架的主控单元，CIR主控单元收到后，CIR主控单元进行国外功能号注销、网络注销工作；
注销完成后，CIR的A子架主控单元通知切换控制单元，控制话音切换单元和GSM-R数据切换单元中的16路切换门，将通路切换到“国内”；
切换完成后，与话音转接插座D4连接的CIR设备的GSM-R话音单元通过线路连接到国内GSM-R话音单元，与数据转接插座D5连接的CIR设备A子架的GSM-R数据单元通过线路连接到国内GSM-R数据单元；
切换完成后，CIR设备主控单元进行国内GSM-R网络注册、功能号注册，注册完成后，整个切换操作完成。
本发明的有益效果如下：
1.解决了机车空间受限无法安装两台CIR的问题，具备接入国内或者国外的GSM-R网络，并能够通过操作MMI进行切换。
2.解决了短期内迫切需要一种实现方式，满足了跨境铁路开通后，机车通信的问题。
3.减小了投资的成本，通过在既有CIR的基础上，只增加机车台装置的方式，来实现两个GSM-R网络接入的要求，投资小。
4.功能实现快，通过增加机车台装置的方式，在可控的范围内修改部分软件，即可实现功能，从而增加了设备的可靠性。
5.示范效果，通过加装的模式，来解决跨境铁路运输的要求，为以后中国铁路走出国门，网络制式、模式、工作方式等等不一致的情况下，为设备多模式开发应用开拓了新的模式。
总之，机车台装置包含两组G网单元，分别为国内GSM-R话音单元和GSM-R数据单元，国外GSM-R话音单元和GSM-R数据单元；机车台装置包含两组切换单元，分别用于切换GSM-R话音通信接口和切换GSM-R数据通信接口。
能够分别接入国内GSM-R网络和国外GSM-R网络，从而实现了一台机车台具备接入两个GSM-R网络的能力。
本发明在国内和国际上都是首次应用于跨境铁路机车上，为今后跨境铁路机车台的应用开发了一种新的模式，减少了机车安装空间的需求，并能够方便司机以及操作人员进行适应，既满足了用户的需求，也帮用户控制了设备的投入成本。
机车台装置包含两组G网单元，能够在短时间内，完成要求，具有投资小、运用快，可靠性高的特点。
附图说明
图1为本发明的机车台G网切换装置原理框图；
图2为本发明机车台G网切换装置、A子架、B子架、MMI 的连接示意图；
图3为本发明切换为国内GSM-R网络的电路框图；
图4为本发明切换为国外GSM-R网络的电路框图；
图5为本发明电源转换-5V的电路图
图6为本发明国内GSM-R话音单元供电的电路图；
图7为本发明国外GSM-R话音单元供电的电路图；
图8为本发明切换控制单元的电路图；
图9为本发明GSM-R话音切换单元；
图10为本发明GSM-R数据切换单元；
图11为现有技术CIR的构成示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明设备连接和操作流程。
如图1至图4所示，一种机车台GSM-R网络切换装置，包括设置在机架上的网络切换装置，网络切换装置内设有电源转换电路Ⅰ、电源转换电路Ⅱ、电源转换电路Ⅲ、切换控制单元、GSM-R话音切换单元、GSM-R数据切换单元、国内GSM-R话音单元、国内GSM-R数据单元、国外GSM-R话音单元和国外GSM-R数据单元。
从电源输入插座D输入的电源，分别通过电源转换电路Ⅰ、电源转换电路Ⅱ、电源转换电路Ⅲ为切换控制单元、GSM-R话音切换单元、GSM-R数据切换单元、国内GSM-R话音单元、国内GSM-R数据单元、国外GSM-R话音单元和国外GSM-R数据单元提供电源；
切换控制单元分别与GSM-R话音切换单元和GSM-R数据切换单元连接，
GSM-R话音切换单元分别与国内GSM-R话音单元和国外GSM-R话音单元连接， GSM-R数据切换单元分别与国内GSM-R数据单元和国外GSM-R数据单元连接；
电源输入插座P2、切换控制单元的通信接口D3、GSM-R话音切换单元的话音转接插座D4、GSM-R数据切换单元的数据转接插座D5、国内GSM-R话音单元的天线接口T1、国内GSM-R数据单元的天线接口T2、国外GSM-R话音单元的天线接口T3和国外GSM-R数据单元的天线接口T4分别设置在机车台装置机箱面板上。
一种机车台GSM-R网络切换装置的方法，步骤如下：
将CIR设备B子架的A1插座与MMI连接，
将机车台G网切换装置的电源输入插座P2与CIR设备A子架的电源输出插座P1连接，
将机车台G网切换装置切换控制单元的通信接口D3与CIR设备B子架的B2口连接，
将机车台G网切换装置GSM-R话音切换单元的话音转接插座D4与CIR设备A子架的GSM-R话音单元转接插座D1连接，
将机车台G网切换装置GSM-R数据切换单元的数据转接插座D5与CIR设备A子架的GSM-R数据单元转接插座D2连接，
将国内GSM-R话音单元的天线接口T1、国内GSM-R数据单元的天线接口T2、国外GSM-R话音单元的天线接口T3和国外GSM-R数据单元的天线接口T4分别连接一个天线；
1）开机自检测过程；
开机上电后，切换控制单元查询上次关机时的状态，GSM-R网络是处于国内还是国外，如查询后上次的GSM-R网络状态为国内时，进行切换操作步骤如下：
切换控制单元控制处理器N8B的11脚K1为低电平，GSM-R话音切换单元中的16路切换门门电路芯片N12的29脚K1收到低电平后，将通路切换到国内，切换完成后，CIR设备A子架的GSM-R话音单元转接插座D1, 连接到话音转接单元的转接插座D4，从而连接到国内GSM-R话音单元；
切换控制单元控制处理器N8B的11脚K1为低电平，GSM-R数据切换单元中的16路切换门门电路芯片N17的29脚K1收到低电平后，将通路切换到国内，切换完成后，CIR设备A子架的GSM-R数据单元转接插座D2，连接到数据转接单元的转接插座D5，从而连接到国内GSM-R数据单元；
如查询后上次的GSM-R网络状态为国外时，进行切换操作步骤如下：
切换控制单元控制处理器N8B的11脚K1为高电平，GSM-R话音切换单元中的16路切换门门电路芯片N12的29脚K1收到高电平后，将通路切换到国外，切换完成后，CIR设备A子架的GSM-R话音单元转接插座D1, 连接到话音转接单元的转接插座D4，从而连接到国外GSM-R话音单元；
切换控制单元控制处理器N8B的11脚K1为高电平，GSM-R数据切换单元中的16路切换门门电路芯片N17的29脚K1收到高电平后，将通路切换到国外，切换完成后，CIR设备A子架的GSM-R数据单元转接插座D2，连接到数据转接单元的转接插座D5，从而连接到国外GSM-R数据单元；
2）手动切换流程：
A、切换为国外GSM-R网络：
当使用网络为国内GSM-R网络，需要切换到国外GSM-R网络，操作流程步骤如下：
由操作人员在CIR设备的MMI上进行操作，按“CN/LA”按键，在界面选择“切换到国外GSM-R网络”，并按“确认”键；
操作完成后，MMI（操作显示终端）通过报文发送给CIR设备的主控单元，CIR主控单元收到后，CIR主控单元进行国内功能号注销、网络注销工作；注销完成后，CIR主控单元依次通过B2口、通信接口D3将切换命令转发给机车台G网切换装置的切换控制单元，切换过程如下：
切换控制单元控制处理器N8B的11脚K1为高电平，GSM-R话音切换单元中的16路切换门门电路芯片N12的29脚K1收到高电平后，将通路切换到国外，切换完成后，CIR设备A子架的GSM-R话音单元转接插座D1, 连接到话音转接单元的转接插座D4，从而连接到国外GSM-R话音单元；
切换控制单元控制处理器N8B的11脚K1为高电平，GSM-R数据切换单元中的16路切换门门电路芯片N17的29脚K1收到高电平后，将通路切换到国外，切换完成后，CIR设备A子架的GSM-R数据单元转接插座D2，连接到数据转接单元的转接插座D5，从而连接到国外GSM-R数据单元；
切换完成后，CIR设备的主控单元进行国外GSM-R网络注册、功能号注册，
注册完成后，整个切换操作完成；
B、切换为国内GSM-R网络：
当使用网络为国外GSM-R网络，需要切换到国内GSM-R网络，操作流程如下：
由操作人员在CIR设备的MMI上进行操作，按“CN/LA”按键，在界面选择“切换到国内GSM-R网络”，并按“确认”键；
操作完成后，MMI通过报文发送给CIR的主控单元，CIR主控单元收到后，CIR主控单元进行国外功能号注销、网络注销工作；
注销完成后，CIR主控单元依次通过B2口、通信接口D3将切换命令转发给机车台G网切换装置的切换控制单元，切换过程如下：
切换控制单元控制处理器N8B的11脚K1为低电平，GSM-R话音切换单元中的16路切换门门电路芯片N12的29脚K1收到低电平后，将通路切换到国内，切换完成后，CIR设备A子架的GSM-R话音单元转接插座D1, 连接到话音转接单元的转接插座D4，从而连接到国内GSM-R话音单元；
切换控制单元控制处理器N8B的11脚K1为低电平，GSM-R数据切换单元中的16路切换门门电路芯片N17的29脚K1收到低电平后，将通路切换到国内，切换完成后，CIR设备A子架的GSM-R数据单元转接插座D2，连接到数据转接单元的转接插座D5，从而连接到国内GSM-R数据单元；
切换完成后，CIR设备主控单元进行国内GSM-R网络注册、功能号注册，注册完成后，整个切换操作完成。
1、机车台装置电源通路转换电路；
如图5所示，电源转换电路Ⅰ将电源输入插座P2输入的13.8V电源，经过电源芯片N2将13.8V转换为6V电压，然后经过电源芯片N3将6V转换为5V电压，分别输送到切换控制单元、GSM-R话音切换单元、GSM-R数据切换单元、国内GSM-R话音单元、国内GSM-R数据单元、国外GSM-R话音单元和国外GSM-R数据单元，通过两级电压转换，增加了电路可靠性；电源芯片N2 的型号为LM2596，电源芯片N3的型号为MIC29301-5.0。
如图6所示，电源转换电路Ⅱ将电源输入插座P2输入13.8V电源，经过电源芯片N1将13.8V电压转换为12V，为国外GSM-R话音单元提供电源；
如图7所示，电源转换电路Ⅲ将电源输入插座P2输入13.8V电源，经过电源芯片N4将13.8V电压转换为12V，为国内GSM-R话音单元提供电源；
国内GSM-R话音单元和国外GSM-R话音单元分别单独供电，保证了每个话音单元的电源稳定；
电源芯片N1和电源芯片N4的型号分别为MIC29301-ADJ。
2、切换控制单元内部电路；
如图8所示，切换控制单元电路的通信芯片N7用于进行TTL和422数据转换，其中5、6、7、8引脚用于连接切换控制单元的通信接口D3，2、3脚用于连接处理器N8B的75脚和81脚进行通信；
处理器N8为切换控制单元的控制器，用于处理既有CIR设备的通信报文，控制切换单元的切换操作，其中75、81脚用于和通信芯片N7进行通信，3、7、8、9、10、11脚为控制切换单元的控制引脚，通过控制此引脚为低电平和高电平来控制切换单元；
稳压器芯片N6用于将5V电压转换为3.3V电压，为CPU供电；
USB接口芯片N10通过1、2、3引脚与处理器相连接，通过接口芯片，完成数据传输的硬件通路；
切换控制单元通过处理器N8B的11脚K1的高、低电平控制切换单元进行切换操作；
通信芯片N7的型号为MAX490，处理器N8的型号为LPC4337JBD144，稳压器芯片N6的型号为 SPX1117-3.3，USB接口芯片N10型号为PRTR5V0U4D。
3、GSM-R话音切换单元和GSM-R数据切换单元内部电路；
如图9所示，GSM-R话音切换单元，门电路芯片N12为16路切换门，用于切换GSM-R话音单元的通信接口；
继电器N15、N16为双刀双掷，用于切换GSM-R话音单元的MIC话音和SP话音；
驱动器N13、N14为增强管脚驱动能力芯片；
切换单元插座XS1的K1脚，用于控制切换电路；
门电路芯片N12的型号为74CBT16233DGGRE4，继电器N15、N16型号为G6K-2F，驱动器N13、N14的型号为SN74HCT245DBR。
如图10所示，GSM-R数据切换单元，门电路芯片N17为16路切换门，用于切换GSM-R话音单元的通信接口；
继电器N20、N21为双刀双掷，用于切换GSM-R话音单元的MIC话音和SP话音；
驱动器N18、N19为增强管脚驱动能力芯片；
切换单元插座XS2的K1脚，用于控制切换电路；
门电路芯片N17的型号为74CBT16233DGGRE4，继电器N20、N21型号为G6K-2F，驱动器N18、N19的型号为SN74HCT245DBR。
4、切换控制流程的原理；
1）切换到国内GSM-R网络：
GSM-R话音单元的切换过程，当插座XS1的K1脚为低电平时，门电路芯片N12的29脚K1脚也为低电平，插座D4的A1-A12经过驱动器N13、N14的增强管脚驱动能力后，转换为1A-12A，然后1A-12A引脚连接到16路切换门的对应引脚处，此时因为门电路芯片N12的29脚K1为低电平，所以引脚1A-12A与对应引脚1B1-12B1对应连接； 当插座XS1的K1脚为低电平时，插座D4的13A-16A，通过K1控制的继电器N15、N16，连接到13B1-16B1，此时GSM-R话音通路切换到国内。
GSM-R数据单元的切换过程，当插座XS2的K1脚为低电平时，门电路芯片N17的29脚K1脚也为低电平，插座D5的A1-A12经过驱动器N13、N14的增强管脚驱动能力后，转换为1A-12A，然后1A-12A引脚连接到16路切换门的对应引脚处，此时因为门电路芯片N17的29脚K1为低电平，所以引脚1A-12A与对应引脚1B1-12B1对应连接； 当插座XS2的K1脚为低电平时，插座D5的13A-16A，通过K1控制的继电器N20、N21，连接到13B1-16B1，此时GSM-R数据通路切换到国内。
2）切换到国外GSM-R网络：
GSM-R话音单元的切换过程，当插座XS1的K1脚为高电平时，门电路芯片N12的29脚K1脚也为高电平，插座D4的A1-A12经过驱动器N13、N14的增强管脚驱动能力后，转换为1A-12A，然后1A-12A引脚连接到16路切换门的对应引脚处，此时因为门电路芯片N12的29脚K1为高电平，所以引脚1A-12A与对应引脚1B2-12B2对应连接； 当插座XS1的K1脚为高电平时，插座D4的13A-16A，通过K1控制的继电器N15、N16，连接到13B2-16B2，此时GSM-R话音通路切换到国外。
GSM-R数据单元的切换过程，当插座XS2的K1脚为高电平时，门电路芯片N17的29脚K1脚也为高电平，插座D5的A1-A12经过驱动器N13、N14的增强管脚驱动能力后，转换为1A-12A，然后1A-12A引脚连接到16路切换门的对应引脚处，此时因为门电路芯片N17的29脚K1为高电平，所以引脚1A-12A与对应引脚1B2-12B2对应连接； 当插座XS2的K1脚为高电平时，插座D5的13A-16A，通过K1控制的继电器N20、N21，连接到13B2-16B2，此时GSM-R数据通路切换到国外。

Claims (8)

1.一种机车台GSM-R网络切换装置，其特征在于：包括电源转换电路Ⅰ、电源转换电路Ⅱ、电源转换电路Ⅲ、切换控制单元、GSM-R话音切换单元、GSM-R数据切换单元、国内GSM-R话音单元、国内GSM-R数据单元、国外GSM-R话音单元和国外GSM-R数据单元；
从电源输入插座P2输入的电源，分别通过电源转换电路Ⅰ、电源转换电路Ⅱ、电源转换电路Ⅲ为切换控制单元、GSM-R话音切换单元、GSM-R数据切换单元、国内GSM-R话音单元、国内GSM-R数据单元、国外GSM-R话音单元和国外GSM-R数据单元提供电源；
所述切换控制单元分别与GSM-R话音切换单元和GSM-R数据切换单元连接，
GSM-R话音切换单元分别与国内GSM-R话音单元和国外GSM-R话音单元连接，
所述GSM-R数据切换单元分别与国内GSM-R数据单元和国外GSM-R数据单元连接；
电源输入插座P2、切换控制单元的通信接口D3、GSM-R话音切换单元的话音转接插座D4、GSM-R数据切换单元的数据转接插座D5、国内GSM-R话音单元的天线接口T1、国内GSM-R数据单元的天线接口T2、国外GSM-R话音单元的天线接口T3和国外GSM-R数据单元的天线接口T4分别设置在机车台装置机箱面板上。
2.根据权利要求1所述的一种机车台GSM-R网络切换装置，其特征在于：
所述电源转换电路Ⅰ将电源输入插座P2输入的13.8V电源，经过电源芯片N2将13.8V转换为6V电压，然后经过电源芯片N3将6V转换为5V电压，分别输送到切换控制单元、GSM-R话音切换单元、GSM-R数据切换单元、国内GSM-R话音单元、国内GSM-R数据单元、国外GSM-R话音单元和国外GSM-R数据单元，通过两级电压转换，增加了电路可靠性；电源芯片N2 的型号为LM2596，电源芯片N3的型号为MIC29301-5.0。
3.根据权利要求1所述的一种机车台GSM-R网络切换装置，其特征在于：所述电源转换电路Ⅱ将电源输入插座P2输入13.8V电源，经过电源芯片N1将13.8V电压转换为12V，为国外GSM-R话音单元提供电源；
所述电源转换电路Ⅲ将电源输入插座P2输入13.8V电源，经过电源芯片N4将13.8V电压转换为12V，为国内GSM-R话音单元提供电源；
国内GSM-R话音单元和国外GSM-R话音单元分别单独供电，保证了每个话音单元的电源稳定；
电源芯片N1和电源芯片N4的型号分别为MIC29301-ADJ。
4.根据权利要求1所述的一种机车台GSM-R网络切换装置，其特征在于：
所述切换控制单元电路的通信芯片N7用于进行TTL和422数据转换，其中5、6、7、8引脚用于连接切换控制单元的通信接口D3，2、3脚用于连接处理器N8B的75脚和81脚进行通信；
处理器N8为切换控制单元的控制器，用于处理既有CIR设备的通信报文，控制切换单元的切换操作，其中75、81脚用于和通信芯片N7进行通信，3、7、8、9、10、11脚为控制切换单元的控制引脚，通过控制此引脚为低电平和高电平来控制切换单元；
稳压器芯片N6用于将5V电压转换为3.3V电压，为CPU供电；
USB接口芯片N10通过1、2、3引脚与处理器相连接，通过接口芯片，完成USB数据传输的硬件通路；
切换控制单元通过处理器N8B的11脚K1的高、低电平控制切换单元进行切换操作；
稳压器芯片N6的型号为 SPX1117-3.3，通信芯片N7的型号为MAX490，处理器N8的型号为LPC4337JBD144 ，USB接口芯片N10型号为PRTR5V0U4D。
5.根据权利要求1所述的一种机车台GSM-R网络切换装置，其特征在于：
所述GSM-R话音切换单元，门电路芯片N12为16路切换门，用于切换GSM-R话音单元的通信接口；
继电器N15、N16为双刀双掷，用于切换GSM-R话音单元的MIC话音和SP话音；
驱动器N13、N14为增强管脚驱动能力芯片；
切换单元插座XS1的K1脚，用于控制切换电路；
门电路芯片N12的型号为74CBT16233DGGRE4，继电器N15、N16型号为G6K-2F，驱动器N13、N14的型号为SN74HCT245DBR。
6.根据权利要求1所述的一种机车台GSM-R网络切换装置，其特征在于：
所述GSM-R数据切换单元，门电路芯片N17为16路切换门，用于切换GSM-R话音单元的通信接口；
继电器N20、N21为双刀双掷，用于切换GSM-R话音单元的MIC话音和SP话音；
驱动器N18、N19为增强管脚驱动能力芯片；
切换单元插座XS2的K1脚，用于控制切换电路；
门电路芯片N17的型号为74CBT16233DGGRE4，继电器N20、N21型号为G6K-2F，驱动器N18、N19的型号为SN74HCT245DBR。
7.一种采用权利要求1所述的机车台GSM-R网络切换装置的方法，其特征在于，步骤如下：
CIR设备B子架的A1插座与MMI连接，
将机车台G网切换装置的电源输入座P2与CIR设备A子架的电源输出插座P1连接，
将机车台G网切换装置切换控制单元的通信接口D3与CIR设备B子架的B2口连接，
将机车台G网切换装置GSM-R话音切换单元的转接插座D4与CIR设备A子架的GSM-R话音单元转接插座D1连接，
将机车台G网切换装置GSM-R数据切换单元的转接插座D5与CIR设备A子架的GSM-R数据单元转接插座D2连接，
将国内GSM-R话音单元的天线接口T1、国内GSM-R数据单元的天线接口T2、国外GSM-R话音单元的天线接口T3和国外GSM-R数据单元的天线接口T4分别连接一个天线；
1）开机自检测过程：
开机上电后，A子架的主控单元查询上次关机时的状态，GSM-R网络是处于国内还是国外：
如查询后上次的GSM-R网络状态为国内时，进行切换操作步骤如下：
A子架的主控单元通知机车台G网切换装置的切换控制单元，控制GSM-R话音切换单元和GSM-R数据切换单元中的16路切换门，将通路切换到国内，切换完成后，完成国内网络注册、机车功能号和车次功能号注册；
如查询后上次的GSM-R网络状态为国外时，进行切换操作步骤如下：
A子架的主控单元通知机车台G网切换装置的切换控制单元，控制GSM-R话音切换单元和GSM-R数据切换单元中的16路切换门，将通路切换到国外，切换完成后，完成国外网络注册、机车功能号和车次功能号注册；
2）手动切换流程：
A、切换为国外GSM-R网络：
当使用网络为国内GSM-R网络，需要切换到国外GSM-R网络，操作流程步骤如下：
由操作人员在CIR设备的MMI上进行操作，按“CN/LA”按键，在界面选择“切换到国外GSM-R网络”，并按“确认”键；
操作完成后，MMI通过报文发送给CIR的A子架的主控单元，CIR主控单元收到后，CIR主控单元进行国内功能号注销、网络注销工作；
注销完成后，CIR的A子架主控单元通知机车台装置的切换控制单元，控制GSM-R话音切换单元和GSM-R数据切换单元中的16路切换门，将通路切换到“国外”；
切换完成后，与话音转接插座D4连接的CIR设备A子架的GSM-R话音单元通过线路连接到国外GSM-R话音单元，与数据转接插座D5连接的CIR设备A子架的GSM-R数据单元通过线路连接到国外GSM-R数据单元；
切换完成后，CIR设备的主控单元进行国外GSM-R网络注册、功能号注册，
注册完成后，整个切换操作完成；
B、切换为国内GSM-R网络：
当使用网络为国外GSM-R网络，需要切换到国内GSM-R网络，操作流程如下：
由操作人员在CIR设备的MMI上进行操作，按“CN/LA”按键，在界面选择“切换到国内GSM-R网络”，并按“确认”键；
操作完成后，MMI通过报文发送给CIR的A子架的主控单元，CIR主控单元收到后，CIR主控单元进行国外功能号注销、网络注销工作；
注销完成后，CIR的A子架主控单元通知切换控制单元，控制话音切换单元和GSM-R数据切换单元中的16路切换门，将通路切换到“国内”；
切换完成后，与话音转接插座D4连接的CIR设备的GSM-R话音单元通过线路连接到国内GSM-R话音单元，与数据转接插座D5连接的CIR设备A子架的GSM-R数据单元通过线路连接到国内GSM-R数据单元；
切换完成后，CIR设备主控单元进行国内GSM-R网络注册、功能号注册，注册完成后，整个切换操作完成。
8.根据权利要求7所述的一种机车台GSM-R网络切换装置的方法，其特征在于：
所述切换到国内GSM-R网络的具体过程为：
GSM-R话音单元的切换过程，当插座XS1的K1脚为低电平时，门电路芯片N12的29脚K1脚也为低电平，插座D4的A1-A12经过驱动器N13、N14的增强管脚驱动能力后，转换为1A-12A，然后1A-12A引脚连接到16路切换门的对应引脚处，此时因为门电路芯片N12的29脚K1为低电平，所以引脚1A-12A与对应引脚1B1-12B1对应连接； 当插座XS1的K1脚为低电平时，插座D4的13A-16A，通过K1控制的继电器N15、N16，连接到13B1-16B1，此时GSM-R话音通路切换到国内；
GSM-R数据单元的切换过程，当插座XS2的K1脚为低电平时，门电路芯片N17的29脚K1脚也为低电平，插座D5的A1-A12经过驱动器N13、N14的增强管脚驱动能力后，转换为1A-12A，然后1A-12A引脚连接到16路切换门的对应引脚处，此时因为门电路芯片N17的29脚K1为低电平，所以引脚1A-12A与对应引脚1B1-12B1对应连接； 当插座XS2的K1脚为低电平时，插座D5的13A-16A，通过K1控制的继电器N20、N21，连接到13B1-16B1，此时GSM-R数据通路切换到国内；
所述切换到国外GSM-R网络的具体过程为：
GSM-R话音单元的切换过程，当插座XS1的K1脚为高电平时，门电路芯片N12的29脚K1脚也为高电平，插座D4的A1-A12经过驱动器N13、N14的增强管脚驱动能力后，转换为1A-12A，然后1A-12A引脚连接到16路切换门的对应引脚处，此时因为门电路芯片N12的29脚K1为高电平，所以引脚1A-12A与对应引脚1B2-12B2对应连接； 当插座XS1的K1脚为高电平时，插座D4的13A-16A，通过K1控制的继电器N15、N16，连接到13B2-16B2，此时GSM-R话音通路切换到国外；
GSM-R数据单元的切换过程，当插座XS2的K1脚为高电平时，门电路芯片N17的29脚K1脚也为高电平，插座D5的A1-A12经过驱动器N13、N14的增强管脚驱动能力后，转换为1A-12A，然后1A-12A引脚连接到16路切换门的对应引脚处，此时因为门电路芯片N17的29脚K1为高电平，所以引脚1A-12A与对应引脚1B2-12B2对应连接； 当插座XS2的K1脚为高电平时，插座D5的13A-16A，通过K1控制的继电器N20、N21，连接到13B2-16B2，此时GSM-R数据通路切换到国外。
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