CN114407970A - 一种基于悬挂式单轨道岔的处理模块及转辙机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及悬挂式单轨技术领域，尤其涉及一种基于悬挂式单轨道岔的处理模块及转辙机，处理模块包括：第一处理单元、第二处理单元以及监测单元；第一处理单元包括第一处理器、第二处理器和第一比较子单元；第二处理单元包括第三处理器、第四处理器和第二比较子单元；第一处理器、第二处理器、第三处理器和第四处理器分别用于接收初始控制信号和道岔梁位置信号，第一比较子单元用于获得第一比较结果，和第三比较结果；第二比较子单元用于获得第二比较结果，和第四比较结果；监测单元，用于基于第一比较结果和第二比较结果，确定目标控制信号，用于基于第三比较结果和所述第四比较结果，对道岔转换是否到位判断，提高道岔控制可靠性。

Description

一种基于悬挂式单轨道岔的处理模块及转辙机

技术领域

本发明涉及悬挂式单轨技术领域，尤其涉及一种基于悬挂式单轨道岔的处理模块及转辙机。

背景技术

随着多式联运的发展，悬挂式货运单轨系统的应用场景日益增加，这种运输方式不仅智能、高效，而且安全环保。

但是，这种无人值守的车站、由于缺乏专业铁路信号人员，在遇到故障时，无法得到有效处理，降低了安全可靠性。

因此，如何提高道岔控制的可靠性是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的悬挂式单轨道岔的处理模块及转辙机。

第一方面，本发明提供了一种基于悬挂式单轨道岔的处理模块，包括：

第一处理单元、第二处理单元以及监测单元，所述监测单元分别连接所述第一处理单元和第二处理单元；

所述第一处理单元包括第一处理器、第二处理器以及第一比较子单元，所述第一比较子单元分别连接所述第一处理器和第二处理器；

所述第二处理单元包括第三处理器、第四处理器以及第二比较子单元，所述第二比较子单元分别连接所述第三处理器和第四处理器；

所述第一处理器、第二处理器、第三处理器以及第四处理器分别用于接收初始控制信号和道岔梁位置信号；

所述第一比较子单元，用于在所述第一处理器接收到的第一初始控制信号和第二处理器接收到第二初始控制信号时，基于所述第一初始控制信号和所述第二初始控制信号，获得第一比较结果，还用于在所述第一处理器接收到第一道岔梁位置信号和第二处理器接收到第二道岔梁位置信号时，基于所述第一道岔梁位置信号和所述第二道岔梁位置信号，获得第三比较结果；

所述第二比较子单元，用于在所述第三处理器接收到的第三初始控制信号和第四处理器接收到第四初始控制信号时，基于所述第三初始控制信号和第四初始控制信号，获得第二比较结果，还用于在所述第三处理器接收到第三道岔梁位置信号和第四处理器接收到第四道岔梁位置信号时，基于所述第三道岔梁位置信号和第四道岔梁位置信号，获得第四比较结果；

所述监测单元，用于基于所述第一比较结果和所述第二比较结果，确定目标控制信号，还用于基于所述第三比较结果和所述第四比较结果，对道岔转换是否到位进行判断。

第二方面，本发明还提供了一种基于悬挂式单轨道岔的转辙机，包括：

如第一方面所述的处理模块，用于获取目标控制信号；

电机系统，连接道岔梁和所述处理模块，所述电机系统用于接收所述目标控制信号，并基于所述目标控制信号，推动所述道岔梁，实现道岔转换；

位置监测模块，设置于道岔梁上，用于监测道岔梁位置信号；

采集模块，连接所述处理模块以及所述位置监测模块，用于采集所述位置监测模块监测到的道岔梁位置信号并传输至所述处理模块；

所述处理模块，还用于基于所述道岔梁位置信号对所述道岔转换是否到位进行判断。

进一步地，还包括：

通信模块，包括第一通信接口和第二通信接口，所述第一通信接口和所述第二通信接口均用于接收上级的初始控制信号，并将所述初始控制信号传输至所述处理模块。

进一步地，所述通信模块还用于：在所述第一通信接口和所述第二通信接口中有任一通信接口故障时，确保另一通信接口将另一初始控制信号传输至所述处理模块。

进一步地，所述处理模块中的监测单元，用于在第一比较结果和第二比较结果均为一致时，确定目标控制信号；

所述监测单元，还用于在所述第一比较结果和所述第二比较结果中有一个比较结果为不一致时，将一致的比较结果对应的初始控制信号确定为目标控制信号。

进一步地，所述位置监测模块包括：第一位置传感器、第二位置传感器、第三位置传感器以及第四位置传感器，所述道岔梁包括定位和反位，所述第一位置传感器和所述第二位置传感器均位于所述定位，所述第三位置传感器和第四位置传感器均位于所述反位。

进一步地，所述采集模块，用于：

采集所述第一位置传感器监测到的第一道岔梁位置信号和所述第二位置传感器监测到的第二道岔梁位置信号，还用于采集所述第三位置传感器监测到的第三道岔梁位置信号和所述第四位置传感器分别监测到的第四初始道岔梁位置信号，并传输至所述处理模块。

进一步地，所述监测单元，用于：

在所述第三比较结果和所述第四比较结果均一致时，确定所述道岔转换到位；还用于：在所述第三比较结果和所述第四比较结果中有一个比较结果为不一致时，确定所述道岔转换未到位。

进一步地，所述电机系统，包括继电器、电机控制器以及电机；

所述继电器基于所述控制信号控制供电设备为所述电机供电；

所述电机控制器基于所述控制信号控制所述电机转动，以控制推动所述道岔梁。

进一步地，还包括：

电源供电接口，分别连接所述电机系统、处理模块以及采集模块；

其中，通过所述电源供电接口为所述电机系统提供交流电；

所述电源供电接口将所述交流电转换为直流电后为所述处理模块和所述采集模块提供直流电。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明提供了一种基于悬挂式单轨道岔的处理模块，包括：第一处理单元、第二处理单元以及监测单元，监测单元分别连接第一处理单元和第二处理单元；第一处理单元包括第一处理器、第二处理器以及第一比较子单元，第一比较子单元分别连接第一处理器和第二处理器；第二处理单元包括第三处理器、第四处理器以及第二比较子单元，第二比较子单元分别连接第三处理器和第四处理器；第一处理器、第二处理器、第三处理器以及第四处理器分别用于接收初始控制信号和道岔梁位置信号；第一比较子单元，用于在第一处理器接收到的第一初始控制信号和第二处理器接收到第二初始控制信号时，基于第一初始控制信号和第二初始控制信号，获得第一比较结果，还用于在第一处理器接收到第一道岔梁位置信号和第二处理器接收到第二道岔梁位置信号时，基于第一道岔梁位置信号和第二道岔梁位置信号，获得第三比较结果；第二比较子单元，用于在第三处理器接收到的第三初始控制信号和第四处理器接收到第四初始控制信号时，基于第三初始控制信号和第四初始控制信号，获得第二比较结果，还用于在第三处理器接收到第三道岔梁位置信号和第四处理器接收到第四道岔梁位置信号时，基于第三道岔梁位置信号和第四道岔梁位置信号，获得第四比较结果；监测单元，用于基于第一比较结果和第二比较结果，确定目标控制信号，还用于基于第三比较结果和第四比较结果，对道岔转换是否到位进行判断，采用多数据互为备用的方式，提高了道岔控制的可靠性。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考图形表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明实施例中基于悬挂式单轨道岔的处理模块的结构示意图；

图2示出了本发明实施例中基于悬挂式单轨道岔的转辙机的结构示意图；

图3示出了本发明实施例中位置监测模块的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例一

本发明的实施例提供了一种基于悬挂式单轨道岔的处理模块，如图1所示，该处理模块，包括：

第一处理单元101、第二处理单元102以及监测单元103，监测单元103分别连接第一处理单元101和第二处理单元102。

其中，第一处理单元101包括：第一处理器1011、第二处理器1012以及第一比较子单元1013，该第一比较子单元1013分别连接第一处理器1011和第二处理器1012。

第二处理单元102包括：第三处理器1021、第四处理器1022以及第二比较子单元1023，该第二比较子单元1023分别连接第三处理器1021和第四处理器1022。

第一处理器1011、第二处理器1012、第三处理器1021以及第四处理器1022分别用于接收控制信号和道岔梁位置信号；

第一比较子单元1013，用于在第一处理器1011接收到第一初始控制信号和第二处理器1012接收到第二初始控制信号时，基于第一初始控制信号和第二初始控制信号，获得第一比较结果，还用于在第一处理器1011接收到第一道岔梁位置信号和第二处理器1012接收到第二道岔梁位置信号，基于第一道岔梁位置信号和第二道岔梁位置信号，获得第三比较结果；

第二比较子单元1023，用于在第三处理器1021接收到第三初始控制信号和第四处理器1022接收到第四初始控制信号时，基于第三初始控制信号和第四初始控制信号，获得第二比较结果，还用于在第三处理器1021接收到第三道岔梁位置信号和第四处理器1022接收到第四道岔梁位置信号时，基于第三道岔梁位置信号和第四道岔梁位置信号，获得第四比较结果；

该监测单元103，用于基于第一比较结果和第二比较结果，确定目标控制信号，还用于基于第三比较结果和第四比较结果，对道岔转换是否到位进行判断。

该处理模块一方面能够提高接收到的控制信号的安全性，另一方面，能够对道岔梁的位置监测是否到位进行判断，进而提高了处理模块的安全性。

具体地，该处理模块在提高接收到的控制信号的安全性时，具体是通过第一处理单元101和第二处理单元102对分别接收到的初始控制信号进行比较，由于初始控制信号在传输过程中可能会出现丢包、漏包等现象，造成接收到的初始控制信号不完整或者不正确，因此通过多路传输通道接收初始控制信号，在接收到不一致的控制信号时，将另一路一致的控制信号确定为目标控制信号，由于在第一处理单元101和第二处理单元102中均出现不一致的情况的几率很小，因此，该处理模块能够获得一致的初始控制信号的几率较大，即能够获得目标控制信号的几率较大。

该第一处理单元101和第二处理单元102是主备冗余关系，任意一个处理单元故障后都不会影响系统使用。

另一方面，第一处理单元101和第二处理单元102均能接收到采集到的道岔梁位置信号，在任意一个处理单元接收到不一致的位置信号时，确定该道岔转换未到位，当然，若两个处理单元均接收到一致的位置信号时，确定该道岔转换已到位。

其中，第一处理单元101接收到两路初始控制信号，第二处理单元102也接收到两路初始控制信号。该第一处理单元101能够对接收到的两路初始控制信号进行比较，得到比较结果，第二处理单元102也能够对接收到的两路初始控制信号进行比较，得到比较结果。

每个处理单元内部都采用二取二的两个处理器，是实现安全比较和安全采集逻辑处理的核心MCU，型号具体为stm32f105RB，而且，使用了其2路CAN通信，3路UART通信，GPIO，RTC，看门狗等功能模块。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明提供了一种基于悬挂式单轨道岔的处理模块，该处理模块包括：第一处理单元、第二处理单元以及监测单元，该监测单元分别连接第一处理单元和第二处理单元；第一处理单元包括第一处理器、第二处理器以及第一比较子单元，第一比较子单元分别连接第一处理器和第二处理器；第二处理单元包括第三处理器、第四处理器以及第二比较子单元，第二比较子单元分别连接第三处理器和第四处理器；第一处理器、第二处理器、第三处理器以及第四处理器分别用于接收初始控制信号和道岔梁位置信号，第一比较子单元，用于在第一处理器接收到的第一初始控制信号和第二处理器接收到第二初始控制信号时，基于第一初始控制信号和第二初始控制信号，获得第一比较结果，还用于在第一处理器接收到第一道岔梁位置信号和第二处理器接收到第二道岔梁位置信号时，基于第一道岔梁位置信号和第二道岔梁位置信号，获得第三比较结果；第二比较子单元，用于在第三处理器接收到第三初始控制信号和第四处理器接收到第四初始控制信号时，基于第三初始控制信号和第四初始控制信号，获得第二比较结果，还用于在第三处理器接收到第三道岔梁位置信号和第四处理器接收到第四道岔梁位置信号，获得第四比较结果；监测单元，用于基于第一比较结果和第二比较结果，确定目标控制信号，还用于基于第三比较结果和第四比较结果，对道岔转换是否到位进行判断，进而提高了道岔控制的可靠性。

实施例二

基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种基于悬挂式单轨道岔的转辙机，如图2所示，包括：

实施例一中所述的处理模块201，用于获取目标控制信号；

电机系统202，连接道岔梁203和处理模块201，该电机系统202用于接收目标控制信号，并基于目标控制信号，推动道岔梁，实现道岔转换；

位置监测模块205，设置于道岔梁上，用于监测道岔梁位置信号；

采集模块204，连接处理模块201以及位置监测模块205，用于采集位置监测模块205监测到的道岔梁位置信号传输至处理模块201；

该处理模块201还用于基于道岔梁位置信号对道岔转换是否到位进行判断。

在具体的实施方式中，该转辙机还包括：通信模块206，包括第一通信接口和第二通信接口，第一通信接口和第二通信接口均用于接收上级的初始控制信号，并将该初始控制信号传输至处理模块201。

该上级的初始控制信号具体是连锁发送的，该连锁在发送初始控制信号时发送两份相同的初始控制信号，分别经由第一通信接口和第二通信接口到达处理模块201。

该通信模块206采用两个通信接口，以使得在第一通信接口和第二通信接口中有任一通信接口故障时，确保另一通信接口将初始控制信号传输至处理模块201。两路通信接口出现同时故障的几率也较小。

在将初始控制信号传输至处理模块201之后，处理模块201对控制信号进行处理。处理的过程如下：

首先，处理模块201包括第一处理单元101、第二处理单元102以及监测单元103。

第一处理单元101包括第一处理器1011、第二处理器1012以及第一比较子单元1013，第一比较子单元1013连接第一处理器1011和第二处理器1012。第二处理单元102包括第三处理器1021、第四处理器1022以及第二比较子单元1023，第二比较子单元1023连接第三处理器1021和第四处理器1022。

第一处理单元101接收到初始控制信号，第二控制单元102也接收到初始控制信号。其中，第一处理单元101中的第一处理器1011接收到第一初始控制信号，第二处理器1012接收到第二初始控制信号，但是由于控制信号在传输过程中会出现丢包、漏包等现象，无法确定接收到的初始控制信号是否正确且完整，因此，将第一处理器1011接收到的第一初始控制信号和第二处理器1012接收到的第二初始控制信号进行比较，由此得到第一比较结果。将第三处理器1021接收到的第三初始控制信号和第四处理器1022接收到的第四初始控制信号进行比较，由此得到第二比较结果。

然后，监测单元103用于在第一比较结果和第二比较结果均为一致时，确定目标控制信号。该目标控制信号为第一初始控制信号、第二初始控制信号、第三初始控制信号以及第四初始控制信号中的任意一种。

当然，监测单元103用于在第一比较结果和第二比较结果中有一个比较结果为不一致时，将一致的比较结果对应的控制信号确定为目标控制信号。

采用上述处理模块201对初始控制信号的处理过程，能够确保初始控制信号的安全性。

接下来，该控制信号到达电机系统202，该电机系统202一方面连接道岔梁203，另一方面连接处理模块201。

该电机系统202包括：继电器、电机控制器以及电机。继电器基于控制信号控制供电设备为电机供电；电机控制器基于目标控制信号控制电机转动，以控制推动道岔梁，实现道岔转换。

上述是接收目标控制信号，然后实现对道岔梁的控制，以实现道岔转换。

对道岔梁推动之后，需要判断道岔转换是否到位，因此，需对道岔转换后的道岔梁位置信号进行检测，以判断道岔转换是否到位。

位置监测模块205包括：第一位置传感器2051、第二位置传感器2052、第三位置传感器2053以及第四位置传感器2054，该道岔梁包括定位和反位，第一位置传感器2051和第二位置传感器2052均位于定位，第三位置传感器2053和第四位置传感器2054均位于反位。如图3所示。

采集模块204，连接处理模块201以及设置在道岔梁203上的位置监测模块205，用于将道岔梁位置监测模块205的位置信号传输至处理模块201。

该采集模块204，用于采集第一位置传感器2051的第一位置信号和第二位置传感器2052的第二位置信号，还用于采集第三位置传感器2053的第三位置信号以及第四位置传感器2054的第四位置信号，并将其传输至处理模块201。

在该处理模块201中，第一处理器1011用于接收第一道岔梁位置信号，第二处理器1012用于接收第二道岔梁位置信号，第三处理器1021用于接收第三道岔梁位置信号，第四处理器1022用于接收第四道岔梁位置信号；然后，第一比较子单元1013，用于将第一位置信号与第二位置信号进行比较，获得第三比较结果；第二比较子单元1023，用于将第三位置信号与第四位置信号进行比较，获得第四比较结果；监测单元103，用于基于第三比较结果和第四比较结果，对道岔转换是否到位进行判断。

处理模块201中，在第三比较结果和第四比较结果中有一个比较结果为不一致，则确定道岔转换未到位；在第三比较结果和第四比较结果均为一致时，确定道岔转换到位。

对于道岔转换未到位的情况，需要报送报警信息，以提醒车辆道岔转换未到位，可能会出现出轨的现象，通过停车控制等等手段避免事故的发生，进而提高了道岔控制的安全性。

该转辙机还包括：电源供电接口，分别连接电机系统202、处理模块201以及采集模块204。

其中，该电源供电接口为电机系统202提供交流电；该电源供电接口将交流电转换为直流电后为处理模块201和采集模块204提供直流电。以确保供电的安全性。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明提供了一种基于悬挂式单轨道岔的转辙机，包括：处理模块，用于获取目标控制信号；电机系统，连接道岔梁和处理模块，电机系统用于接收目标控制信号，并基于目标控制信号，推动道岔梁，实现道岔转换；位置监测模块，设置于道岔梁上，用于监测道岔梁位置信号；采集模块，连接处理模块以及位置监测模块，用于采集位置监测模块监测到的道岔梁位置信号并传输至处理模块；处理模块还用于基于道岔梁位置信号对道岔转换是否到位进行判断，进而提高了道岔控制的可靠性。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于悬挂式单轨道岔的处理模块，其特征在于，包括：

第一处理单元、第二处理单元以及监测单元，所述监测单元分别连接所述第一处理单元和第二处理单元；

所述第一处理单元包括第一处理器、第二处理器以及第一比较子单元，所述第一比较子单元分别连接所述第一处理器和第二处理器；

所述第二处理单元包括第三处理器、第四处理器以及第二比较子单元，所述第二比较子单元分别连接所述第三处理器和第四处理器；

所述第一处理器、第二处理器、第三处理器以及第四处理器分别用于接收初始控制信号和道岔梁位置信号；

所述第一比较子单元，用于在所述第一处理器接收到的第一初始控制信号和第二处理器接收到第二初始控制信号时，基于所述第一初始控制信号和所述第二初始控制信号，获得第一比较结果，还用于在所述第一处理器接收到第一道岔梁位置信号和第二处理器接收到第二道岔梁位置信号时，基于所述第一道岔梁位置信号和所述第二道岔梁位置信号，获得第三比较结果；

所述第二比较子单元，用于在所述第三处理器接收到的第三初始控制信号和第四处理器接收到第四初始控制信号时，基于所述第三初始控制信号和第四初始控制信号，获得第二比较结果，还用于在所述第三处理器接收到第三道岔梁位置信号和第四处理器接收到第四道岔梁位置信号时，基于所述第三道岔梁位置信号和第四道岔梁位置信号，获得第四比较结果；

所述监测单元，用于基于所述第一比较结果和所述第二比较结果，确定目标控制信号，还用于基于所述第三比较结果和所述第四比较结果，对道岔转换是否到位进行判断。

2.一种基于悬挂式单轨道岔的转辙机，其特征在于，包括：

如权利要求1所述的处理模块，用于获取目标控制信号；

电机系统，连接道岔梁和所述处理模块，所述电机系统用于接收所述目标控制信号，并基于所述目标控制信号，推动所述道岔梁，实现道岔转换；

位置监测模块，设置于道岔梁上，用于监测道岔梁位置信号；

采集模块，连接所述处理模块以及所述位置监测模块，用于采集所述位置监测模块监测到的道岔梁位置信号并传输至所述处理模块；

所述处理模块，还用于基于所述道岔梁位置信号对所述道岔转换是否到位进行判断。

3.如权利要求2所述的转辙机，其特征在于，还包括：

通信模块，包括第一通信接口和第二通信接口，所述第一通信接口和所述第二通信接口均用于接收上级的初始控制信号，并将所述初始控制信号传输至所述处理模块。

4.如权利要求3所述的转辙机，其特征在于，所述通信模块还用于：在所述第一通信接口和所述第二通信接口中有任一通信接口故障时，确保另一通信接口将另一初始控制信号传输至所述处理模块。

5.如权利要求2所述的转辙机，其特征在于，所述处理模块中的监测单元，用于在第一比较结果和第二比较结果均为一致时，确定目标控制信号；

所述监测单元，还用于在所述第一比较结果和所述第二比较结果中有一个比较结果为不一致时，将一致的比较结果对应的初始控制信号确定为目标控制信号。

6.如权利要求5所述的转辙机，其特征在于，所述位置监测模块包括：第一位置传感器、第二位置传感器、第三位置传感器以及第四位置传感器，所述道岔梁包括定位和反位，所述第一位置传感器和所述第二位置传感器均位于所述定位，所述第三位置传感器和第四位置传感器均位于所述反位。

7.如权利要求6所述的转辙机，其特征在于，所述采集模块，用于：

采集所述第一位置传感器监测到的第一道岔梁位置信号和所述第二位置传感器监测到的第二道岔梁位置信号，还用于采集所述第三位置传感器监测到的第三道岔梁位置信号和所述第四位置传感器分别监测到的第四初始道岔梁位置信号，并传输至所述处理模块。

8.如权利要求2所述的转辙机，其特征在于，所述监测单元，用于：

在所述第三比较结果和所述第四比较结果均一致时，确定所述道岔转换到位；还用于：在所述第三比较结果和所述第四比较结果中有一个比较结果为不一致时，确定所述道岔转换未到位。

9.如权利要求1所述的转辙机，其特征在于，所述电机系统，包括继电器、电机控制器以及电机；

所述继电器基于所述控制信号控制供电设备为所述电机供电；

所述电机控制器基于所述控制信号控制所述电机转动，以控制推动所述道岔梁。

10.如权利要求1所述的转辙机，其特征在于，还包括：

电源供电接口，分别连接所述电机系统、处理模块以及采集模块；

其中，通过所述电源供电接口为所述电机系统提供交流电；

所述电源供电接口将所述交流电转换为直流电后为所述处理模块和所述采集模块提供直流电。

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