CN114954563A - 双模列尾主机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双模列尾主机，采用无线电信号和/或网络信号的方式与外界通信，能够兼容既有通信制式，便于实现列车长交路套跑和万吨机车的紧密运行，显著提升运输效率；同时能够有效提高山区、隧道等区段列尾通信成功率，保证列尾通信的稳定性和可靠性，对保障铁路运输安全具有重要意义。

Description

双模列尾主机

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种双模列尾主机。

背景技术

随着无线对讲技术的发展和无线频率资源规划的变化，自2011 年1月1日起，150MHz与400MHz频段内模拟对讲机设备的型号核准，全面推广数字对讲机，并要求铁路等用户应将原450MHz频段业务转移到公众对讲机频点或其他符合规划的对讲机频点；并且国铁货物列车列尾部安全防护系统无线传输已从模拟制式升级为 400MHz数字制式和GSM-R制式双模通信并成熟运用。

列车列尾部安全防护系统的主要设备为列尾主机，它安装于列车尾部的安全装置，用于监测列车行驶过程的风压值，便于列车司机了解列车运行状况，与列车车头驾驶室的列尾机车台配合使用。

400MHz数字制式和GSM-R制式双模通信是指具有400MHz数字与GSM-R两种通讯方式的列尾系统。在覆盖有GSM-R铁路专网的地区，系统可以同时使用两种通讯方式进行作业，在没有覆盖网络的区域，则自动切换为使用400MHz数字模式进行通讯。

目前，货车列尾技术已在我国铁路成熟运用多年，使用货车列尾装置取代守车对于保障行车安全具有重要作用，显著提高了作业效率、节省了大量的人工费用，取得了良好的经济效益。目前，我国的列尾主机以450MHz频段模拟通信制式为主，多种通信制式并存。例如，采用450MHz模拟对讲+LTE的双模列尾主机，以及其他采用450MHz模拟对讲制式的列尾主机，具统计目前共存在6种型号的列尾主机。

由于不同型号列尾主机的通信制式不同，当列车跨线套跑时，需要在交接站停车，换装列尾主机，耗费时间，影响运行效率。同时，在交接站需要设置列尾工区，配备作业人员、列尾主机设备和相关工具等，增加了设备维护成本和操作复杂度，不便于列车长交路套跑。

发明内容

本发明的目的是提供一种双模列尾主机，能够兼容既有通信制式，列车跨线套跑时，无需换装列尾主机，可提升运行效率，降低设备维护成本和操作复杂度。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种双模列尾主机，包括：主控单元、双模通信单元、风压传感器及排风单元与风管；其中：

所述风压传感器及排风单元通过风管与机车的主风管相连，根据来自所述主控单元的指令通过风压传感器采集风压数据，或者通过风压传感器周期性的采集风压数据，并将采集的风压数据传输至所述主控单元，以及接收来自所述主控单元下发的辅助排风指令；

所述主控单元通过所述双模通信单元采用无线电信号和/或网络信号的方式建立与外界的双向通信连接；所述主控单元通过所述双向通信连接接收外界下发的指令，通过所述主控单元执行指令后反馈应答信息，以及所述主控单元时刻监测双模列尾主机的状态，当出现异常状态时通过所述双向通信连接发送报警信息。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，能够有效降低设备维护成本和复杂度，采用无线电信号和/或网络信号的方式与外界通信，能够兼容既有通信制式，便于实现列车长交路套跑和万吨机车的紧密运行，显著提升运输效率；同时能够有效提高山区、隧道等区段列尾通信成功率，保证列尾通信的稳定性和可靠性，对保障铁路运输安全具有重要意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的一种双模列尾主机的示意图；

图2为本发明实施例提供的双模列尾主机的应用场景示意图；

图3为本发明实施例提供的开机自检流程示意图；

图4为本发明实施例提供的以400MHz数字方式建立连接的流程图；

图5为本发明实施例提供的LTE-R网络注册流程图；

图6为本发明实施例提供的以LTE-R方式建立连接的流程图；

图7为本发明实施例提供的以400KHz数字方式建立连接的流程图；

图8为本发明实施例提供的风压查询流程图；

图9为本发明实施例提供的排风制动流程图；

图10为本发明实施例提供的风压报警流程图；

图11为本发明实施例提供的电池电量不足报警流程图；

图12为本发明实施例提供的列尾主机消号流程图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

首先对本文中可能使用的术语进行如下说明：

术语“和/或”是表示两者任一或两者同时均可实现，例如，X和/或Y表示既包括“X”或“Y”的情况也包括“X和Y”的三种情况。

术语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”或其它类似语义的描述，应被解释为非排它性的包括。例如：包括某技术特征要素(如原料、组分、成分、载体、剂型、材料、尺寸、零件、部件、机构、装置、步骤、工序、方法、反应条件、加工条件、参数、算法、信号、数据、产品或制品等)，应被解释为不仅包括明确列出的某技术特征要素，还可以包括未明确列出的本领域公知的其它技术特征要素。

下面对本发明所提供的一种双模列尾主机进行详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本发明实施例中未注明具体条件者，按照本领域常规条件或制造商建议的条件进行。本发明实施例中所用仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

本发明实施例提供的一种双模列尾主机，其主要包括：主控单元、双模通信单元、风压传感器及排风单元与风管；其中：所述风压传感器及排风单元通过风管与机车的主风管相连，根据来自所述主控单元的指令通过风压传感器采集风压数据，或者通过风压传感器周期性的采集风压数据，并将采集的风压数据传输至所述主控单元，以及接收来自所述主控单元下发的辅助排风指令；所述主控单元通过所述双模通信单元采用无线电信号和/或网络信号的方式建立与外界的双向通信连接；所述主控单元通过所述双向通信连接接收外界下发的指令，通过所述主控单元执行指令后反馈应答信息，以及所述主控单元时刻监测双模列尾主机的状态，当出现异常状态时通过所述双向通信连接发送报警信息。

本发明实施例中，所述主控单元通过所述双向通信连接接收外界下发的指令，通过所述主控单元执行指令后反馈应答信息包括：当所述主控单元接收到风压查询指令时，通过所述风压传感器采集风压数据，并作为应答信息向外反馈；当所述主控单元接收到辅助排风指令时，控制所述风压传感器及排风单元中的排风单元辅助排风，并向外反馈已辅助排风的应答消息，当辅助排风完毕后，发送风压报警信息；其中，所述辅助排风包括：常用辅助排风与紧急辅助排风两种情况；当所述主控单元接收到消号指令时，控制所述双模通信单元解除与外界指定设备的连接关系，并进入未连接状态，同时，向外反馈消号后再次等待确认的应答消息并清除自身存储的机车号，与之连接的列尾机车台显示消号成功。

本发明实施例中，所述主控单元监测双模列尾主机的状态，当出现异常状态时通过所述双向通信连接发送报警信息包括：所述主控单元通过所述风压传感器周期性的采集风压数据，当风压数据低于第一设定值时，通过所述双向通信连接发送报警信息；以及，所述主控单元监测双模列尾主机中的电池电量，当电池电量低于第二设定值时，通过所述双向通信连接发送报警信息。

本发明实施例中，所述主控单元通过所述双模通信单元采用无线电信号和/或网络信号的方式建立与外界的双向通信连接包括：所述主控单元通过所述双模通信单元采用无线电信号和/或网络信号的方式建立与列尾机车台及列尾主机检测台建立双向通信连接，采用无线电信号建立与机车车号确认仪的双向通信连接；其中，通过机车车号确认仪向所述双模列尾主机输入机车号，使双模列尾主机与列尾机车台建立连接关系，建立连接关系后，如果所述双模列尾主机与列尾机车台的时钟误差超过第三设定值，则所述双模列尾主机自动按列尾机车台的时钟校准自身时钟；通过列尾主机检测台对所述双模列尾主机进行检测与校准。

如图1所示，展示了双模列尾主机的主要结构，包括之前介绍的主控单元、双模通信单元、风压传感器及排风单元与风管，还包括：电池单元、记录单元、挂接单元、自控闪光单元、多模天线，以及设备外壳。具体来说：

1、主控单元为核心部分，用于处理发射和接收信息；执行命令；监控其他单元的工作状态，后文以列尾主机作为主体描述各项流程时，一般是由主控单元作为主体来执行，而且主控单元通过所述双向通信连接进行信息收发时，使用双层加密算法对信息进行处理，从信息完整性与正确性方面进行管控。

2、双模通信单元包括LTE-R模块与无线通信模块。所述无线通信模块包括：400MHz数字信道机和400KHz通信模块，其中，LTE-R模块冗余设置，记为LTE-R模块 (A)与LTE-R模块(B)。

本发明实施例中，LTE-R模块：使双模列尾主机在LTE-R网络下采用UDP协议进行无线数据通信。示例性的，双模列尾主机的LTE-R模块成功登录LTE-R网络后自动获取静态 IP地址，LTE-R模块(A)与LTE-R模块(B)，分别接入LTE-R的A网和B网；双模列尾主机域名为“KKLW.用户名.MS.LTE”，用户名为“列尾主机ID+LTE-R通信单元端号”。

本发明实施例中，400MHz数字信道机：使双模列尾主机在DMR直通方式下的CSBK协议进行无线数据通信，此时，应符合相关的通信规定。

本发明实施例中，400KHz通信模块：使双模列尾主机采用FFSK调制方式进行无线通信，通信格式参照现有规定中的格式，载波频率可以为425kHz。

本发明实施例中，所述双模通信单元的通信模式包括：400MHz数字模式、400KHz模式、LTE-R模式以及LTE-R+400MHz双模模式。具体来说：

1)400MHz数字模式：双模列尾设备未获取IP地址时工作在400MHz数字模式，通信方式符合相关规定。

2)双模模式：双模列尾主机获取IP地址后自动进入双模模式，在DMR直通方式下通信方式与在LTE-R网络下通信方式符合相关规定。

双模模式下，双模列尾主机主动以400MHz数字通信方式和LTE-R通信方式同时发送相关信息，外界的接收方则以收到信息的相应方式分别进行应答；双模列尾主机在一段时间内(例如，8s内)收到不同方式下同类型的信息时，只响应第1帧信息。

双模模式下，当一种通信方式失效时仍能保证列尾通信连续性，可显著提高列尾通信可靠性。

c)400kHz模式：双模列尾设备支持400kHz模式下的通信功能，通信方式符合相关规定。

3)风压传感器及排风单元：同样使用冗余设置，记为风压传感器及排风单元(A)与风压传感器及排风单元(B)。由风压传感器感应风压并转化为具体的风压数值，由排风单元(排风电磁阀)执行排风操作。

4、风管：连通双模列尾主机与列车主风管。

5、电池单元：使用专用电池，同样使用冗余设置，记为专用电池(A)与专用电池(B)。两块专用电池都与所述主控单元连接，用于为所述双模列尾主机各部分提供电源。

6、记录单元与所述主控单元连接：它可以为存储芯片，用于记录所述双模列尾主机工作中产生的各项信息；一般要求连续记录存储空间记录时间不小于30天，采用循环覆盖方式。

7、所述多模天线：用于增强无线电信号与网络信号。主要包括：包括400MHz天线、400KHz天线和LTE-R天线，分别用于增强400MHz数字信道机、400KHz通信模块和 LTE-R通信单元的发射与接收信号。

8、自控闪光单元：在夜间自动闪光用于提示列车尾部，用于显示所述双模列尾主机工作中产生的信息，具体的可以采用数码管的方式显示操作指令信息及风压值

9、挂接单元：用于在列车尾部固定所述双模列尾主机，应适合各种车钩，牢固安装并有锁闭装置。

10、设备外壳：采用高强度工程塑料，由模具压制而成，不易变形，开裂；正面具有提示列车尾部的标志标识，反光膜(昼间)和闪光灯视窗(夜间)；具有独立的ID号牌。

本发明实施例提供的双模列尾主机环境试验要求、正常工作环境要求分别如下：

1、列尾主机环境试验要求。

低温试验按GB/T 25119-2010中的12.2.3进行试验，严酷等级列尾主机为－20℃，持续时间2h，并进行性能检测，恢复后，在正常室温下重新进行性能检测。

高温试验按GB/T 25119-2010中12.2.4进行试验，严酷等级为55℃，持续时间2h，并进行性能检测，恢复后，在常温下重新进行性能检测。

湿热试验按GB/T 25119-2010中12.2.5进行试验，严酷等级55℃和25℃，试验周期2d。

高低温交热试验按GB/T 2423.22-2012中7.2规定进行试验，保持时间3h，循环5次。

电磁兼容射频抗干扰度试验按GB/T 25119-2010中12.2.8.1进行。

自由跌落试验按GB/T 2423.8进行试验，跌落高度1000mm，跌落方向正方向(工作方向)，跌落次数为2次。

振动和冲击试验按GB/T 25119-2010中12.2.11中B级的要求。

密封防护试验按GB 4208-2008进行试验，密封防护等级为IP53。

2、列尾主机正常工作环境要求

大气压力：70.1kPa～106kPa(不超过3000m)。

工作环境温度：－20℃～+55℃。

相对湿度：温度保持30℃不变时，相对湿度≤95％RH。

外壳防护等级：符合GB 4208-2008的规定，达到IP53的等级要求。

电磁兼容：符合GB/T 25119-2010中5.2、5.4和5.5的要求。

振动和冲击：符合GB/T 25119-2010中12.2.11中B级的要求。

图2展示了所述双模列尾主机的应用场景，包含列尾机车台(或机车综合无线通信设备，此部分以列尾机车台为例进行介绍)、列尾主机(也即本发明提供的双模列尾主机，以下简称列尾主机)、机车车号确认仪、列尾主机检测台和监测管理服务器。图2所示应用场景中，除去本发明提供的列尾主机之外的其他设备均为现有设备，具体来说：

1、列尾机车台。安装于列车车头的驾驶室中，与列车尾部的列尾主机配合使用，可以显示列车尾部风压值及对列尾主机进行指令操作。

2、列尾主机检测台。用于检测列尾主机，校准列尾主机的风压值，时间等参数。

3、机车车号确认。采用便携手持台设计，具备输入和检查机车号码，建立机车与列尾主机连接关系功能；检查列尾主机风压功能；查询网络状态、参数的功能；监听列尾作业信息的功能；使用无线列调频率进行通话的功能。

4、监测管理服务器。列尾主机通过自身LTE单元直接将设备状态数据和风压业务数据通过LTE网络发送至地面监测管理中心服务器，列尾机车台通过CIR-L设备将监测数据转发至地面监测管理中心服务器，从而实现监测管理服务器对两者的实时状态监控。

在图2所示的应用场景中，各设备协同工作实现如下功能：

1、通过列尾机车台向列尾主机查询列车尾部风压，列尾机车台显示返回的风压数值并进行语音播报。

2、通过列尾机车台控制列尾主机辅助排风制动。

3、通过列尾机车台消号。

4、列尾主机检测到列车管风压低于第一设定值时，自动向列尾机车台发送报警信息，列尾机车台显示风压值并进行语音提示，人工确认后向列尾主机发送报警确认信息，列尾主机收到后停止发送报警信息，列尾机车台停止语音提示。

5、列尾主机检测到电池电量不足时(低于第二设定值)，自动向列尾机车台发送报警信息，列尾机车台显示并进行语音提示，人工确认后向列尾主机发送报警确认信息，列尾主机收到后停止发送报警信息，列尾机车台停止语音提示。

6、建立连接关系后，列尾机车台和列尾主机能够进行辅助排风制动、电池电量不足报警、主风管风压不正常报警。

7、建立连接关系后，如列尾主机时钟与列尾机车台时钟误差大于第三设定值(例如，设置第三设定值为10s)，则列尾主机自动按列尾机车台时钟校准本机时钟。

8、具备可控列尾同步制动功能，减压时机、减压速率和减压量与机车制动同步。

9、通过列尾主机检测台对列尾主机进行检测。

10、通过机车车号确认仪向列尾主机输入机车号，与列尾机车台建立连接关系。

11、列尾机车台和列尾主机都具备定位远程跟踪监控功能。

以上相关功能介绍中所涉及的各个设定值的具体大小可以由技术人员根据实际需求或者经验自行设定。

下面主要针对列尾主机所要实现的一系列功能的流程进行介绍。

1、设备自检开机。

列尾主机上电后，对自身硬件及电路板进行状态检测。若出现异常情况，将异常信息发送闪光板以代码的形式显示，方便检查设备工作状态。自检正常后，进入工作状态。如图3所示，展示了开机自检流程。

2、建立连接的方式。

1)以400MHz数字方式建立连接。

列尾主机开机后以400MHz数字方式每20s发送1次(输号)请求信息，列尾机车台收到后进行确认；列尾主机收到400MHz数字方式命令信息后进行判断，信息一致，则进入连接状态，存储列尾机车台机车号并向列尾机车台返回400MHz数字和LTE-R两种方式的应答信息；如果8s内未收到应答信息则判断为连接失败。如图4所示，展示了以400MHz 数字方式建立连接的流程。

2)以LTE-R方式建立连接。

首先，列尾主机开机自动进入未连接状态，向LTE-R网络发起网络注册，获取本机IP 地址。如图5所示，展示了LTE-R网络注册流程。

之后，通过机车车号确认仪向列尾主机输入机车号后，以LTE-R方式每20s向列尾机车台发送1次确认请求，不再发送400MHz数方式确认请求信息；列尾机车台收到确认请求后进行判断，如果信息一致则自动向列尾主机发送LTE-R方式的确认请求，列尾主机收到后进行判断，如果信息一致，则进入连接状态，存储列尾机车台机车号并向列尾机车台返回400MHz数字和LTE-R两种方式的输号应答信息；如果8s内未收到应答信息则判断为连接失败。如图6所示，展示了以LTE-R方式建立连接的流程。

3)在不具备LTE-R网络环境时建立连接的方式。

通过机车车号确认仪向列尾主机输入机车号后，按下列尾机车台“风压查询”键向列尾主机发送400MHz数字方式风压查询命令(列尾主机ID字段按无效填入)，收到列尾主机返回的风压信息后，列尾机车台对信息中包含的机车号进行判断，如与本机一致则进入连接状态。

4)以400KHz数字方式建立连接。

列尾主机开机后以400KHz方式每20s发送1次(输号)请求信息，列尾机车台收到后进行确认；列尾主机收到400KHz方式命令信息后进行判断，信息一致，则进入连接状态；如果8s内未收到应答信息则判断为连接失败。如图7所示，展示了以400KHz数字方式建立连接的流程。

需要说明的是，以上介绍中所涉及的各种信息的具体数值仅为举例，并非构成限制；在实际应用中，用户可以根据实际情况或者经验调整相应信息的具体数值。

3、风压查询。

如图8所示，主控单元接收到列尾机车台发送的风压查询指令信息，主控单元通过风压传感器采集风压数据，将风压数据作为应答信息反馈给列尾机车台，并通过记录单元记录以及通过自控闪光单元显示。

4、辅助排风制动。

如图9所示，主控单元接收到列尾机车台发送的辅助排风指令，主控单元通过风压传感器采集风压数据，检查风压数据后控制排风单元开始排风，向列尾机车台反馈已辅助排风的应答消息，并通过记录单元记录以及通过自控闪光单元显示。当辅助排风完毕后，发送风压报警信息，并通过记录单元记录以及通过自控闪光单元显示。

本发明实施例中，所述辅助排风包括：常用辅助排风与紧急辅助排风两种情况，各情况下的操作如下：

1)常用辅助排风。按下列尾排风键后3秒内再按下列尾确认键，列尾机车台向列尾主机发送常用排风制动命令。列尾主机收到后立即进行排风，显示排风状态并向列尾机车台返回排风应答信息。列尾机车台收到排风应答后，进行显示并发出语音提示。列尾主机排风完毕，自动向列尾机车台发送1次风压报警信息，列尾机车台发出语音提示。

2)紧急辅助排风。司机按下紧急排风键后3秒内再按下列尾确认键，列尾机车台向列尾主机发送紧急排风制动命令。列尾主机收到后立即进行排风，显示排风状态并向列尾机车台返回排风应答信息。列尾机车台收到排风应答后，进行显示并发出语音提示。列尾主机排风完毕，自动向列尾机车台发送1次风压报警信息，列尾机车台发出语音提示。

5、风压报警。

如图10所示，所述主控单元通过所述风压传感器周期性的采集风压数据，当风压数据低于第一设定值时，通过所述双向通信连接发送报警信息，并通过记录单元记录以及通过自控闪光单元显示。列尾机车台收到风压报警信息后，显示风压报警信息并语音提示司机进行确认，司机按下列尾确认键，向列尾主机发送的报警确认信息，列尾主机收到确认信息后，停止向列尾机车台发送风压报警信息，列尾机车台停止语音报警。

6、电池电量不足报警。

如图11所示，所述主控单元监测双模列尾主机中的电池电量，当电池电量低于第二设定值时，通过所述双向通信连接发送报警信息，示例性的，可以每20s向列尾机车台发送1次电压报警信息。列尾机车台收到后，显示电压报警信息并语音提示司机进行确认。司机按下列尾确认键，向列尾主机发送的电压报警确认信息。列尾主机收到确认信息后，停止向列尾机车台发送电压报警信息，列尾机车台停止语音报警。

7、解除连接关系(列尾消号)。

当所述主控单元接收到消号指令时，控制所述双模通信单元解除与外界指定设备的连接关系，并进入未连接状态，同时，向外反馈消号后等待确认的的应答消息并清除自身存储的机车号，与之连接的列尾机车台显示消号成功。如图12所示，主要操作如下：列尾机车台处于连接状态时，司机按下列尾消号键后3秒内再按下列尾确认键，列尾机车台向列尾主机发送消号命令。列尾主机收到消号命令后向列尾机车台发送消号指令，列尾机车台应答后解除连接关系进入未连接状态，并清除存储的机车号。列尾机车台收到消号应答后解除连接关系进入未连接状态，进行语音提示并清除存储的列尾主机ID。

8、列尾主机兼容通信。

根据列尾机车台或机车综合无线通信设备(CIR)(与可控列尾主机连接的车头设备，包含列尾机车台的功能)的工作频点，列尾主机采用扫描接收方式进行通信。LTE-R通信兼容现既有列尾机车台或CIR的操作，400MHz通信同时扫描数字频点和模拟频点以实现与既有机车设备的兼容。

9、可控列尾通信。

1、仅LTE-R通信方式具备可控列尾功能。2、采用可控式电磁排风阀进行同步制动和辅助排风，同步制动减压速率应满足车辆制动机10～40kPa/s的要求，且回波的压差要小于5kPa。3、同步制动时，尾部实际减压量误差不大于10kPa。4、同步制动以无线重联LTE数据传输设备(DTE-L)发送的大闸目标值为减压结束值，当制动管压力达到大闸目标值后停止排风。可控列尾主机减压的控制不完全依赖于风压传感器的数值，还要根据列尾主机的排风速率进行综合计算，而列尾主机的排风速率主要由电磁阀的排风口径决定，通过列尾主机测试台可以对排风口径进行精确标定。5、紧急制动时，可控列尾以当前制动管压力减压170kPa为目标值进行排风。

本领域技术人员可以理解，可控列尾是一种列尾主机的衍生版，主要区别于排风方式和风压显示的区别。普通列尾主机需要按排风键排风，同时是根据列车长度(例如30节)排风，所以不同列车长度排风量也会不一样，可控列尾主机是为长距离列车(例如 200节)而设计，在这种列车的风缸排风制动时，车尾处可控列尾主机可以同时排风起到同步制动功能(例如，车头风缸排30kpa，车尾可控列尾主机也排30kpa)，即为辅助排风，当按下排风键为紧急制动排风。普通列尾主机需要查询风压后，列尾主机再反馈风压值，而可控列尾主机可以实时持续显示风压数据变化。

可控列尾通信下可以实现如下功能：

1、列尾连接功能。

置号器把主控机车号发送给列尾主机，列尾主机通过连接请求帧将此信息发送给CIR，CIR校验通过后建立列尾和主机之间的连接，回复确认信息。此处，置号器等于机车号确认仪的功能，但属于可控列尾专用。当一整列列车需要多个车头同时启动运行时，列车的第一节车头，为主控机车。

2、数据传输功能。

1)CIR的紧急排风、常用排风、风压查询等指令实时传送至列尾主机；列尾主机回复应答。

2)列尾主机自动向跟随CIR报告风压状态，电池电压状态等信息。

3、消号功能。

消号功能可通过两种方式实现：方式1：CIR通过消号键向列尾主机发送消号命令，消号成功后CIR清除列尾ID信息，列尾主机清除主控机车号信息。方式2：列尾主机通过置号器相应的按键自身进行消号，消号命令转发至CIR。

4、生命帧。

1)CIR向列尾主机发送生命帧，列尾主机向CIR回复生命帧应答。

2)CIR关机重启或CIR消号列尾，停止向列尾主机发送生命帧。

5、应答帧。

列尾主机与CIR之间的业务命令帧均要使用应答帧进行回复。

6、列尾交权。

1)编组状态下禁止主车列尾交权，CIR交权按键无效。

2)主车CIR从无线重联LTE通信设备获取主、从车机车号信息。CIR存取最近一次编组的从车信息。

3)主车列尾交权时，通过交权命令将从车机车号信息发给列尾主机。

4)CIR与列尾主机的心跳帧中增加从车机车号信息，列尾主机实时存储从车机车号信息。

5)主车CIR交权时，向列尾主机发送交权命令，包含从车机车号信息；列尾主机收到交权命令后，与自身存储的从车机车号信息进行比对，然后向主车CIR回复比对结果。

6)主车CIR收到比对结果后，如果比对正确，司机按键确认，向列尾主机发送销号命令(交权消号)，CIR收到列尾主机的销号应答后清除列尾信息。

7)如果比对不正确，主车司机确认后不发送任何命令，保持原来的列尾连接状态。如果此时仍想交权，主车CIR可以手动设置从车机车号，发送强制交权命令，列尾主机收到强制交权命令后，存储新的机车号，然后向主车CIR回复比对结果。

8)列尾主机收到新的机车号并且比对成功后，如果收到CIR的交权消号命令，回复销号应答，然后向新的从车CIR发送连接请求。从车收到列尾主机的连接请求后，司机按正常列尾确认流程操作。

9)当发生一端CIR故障无法进行列尾交权时，司机关闭CIR，换端进行交权。

本领域技术人员可以理解，系统中至少有两个CIR，列尾交权是交可控列尾主机控制权，也就是说，主车CIR执行切换机车号操作后，可控列尾主机自动用普通CIR(或者称为从车CIR)机车号重新进行网络注册，与普通CIR连接，随后断开主车CIR，使从车CIR 拥有可控列尾主机的控制权。

本发明实施例提供的上述列尾主机主要具有如下优点：

1)三种通信方式同时工作，实现列尾风压查询、辅助排风制动、风压报警、电压报警等列尾功能，且兼容现既有的450MHz列尾主机。

2)根据中国各铁路沿线地形环境特点，研究山区、隧道等区段列尾通信不畅解决方案，提高列尾通信的可靠性和稳定性。

3)400MHz及400KHz通信平台上进行信息传输，可以有效地解决电力区段弱场通信问题，使得列车首尾信息传输实时性强、可靠性高。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将系统的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种双模列尾主机，其特征在于，包括：主控单元、双模通信单元、风压传感器及排风单元与风管；其中：

所述风压传感器及排风单元通过风管与机车的主风管相连，根据来自所述主控单元的指令通过风压传感器采集风压数据，或者通过风压传感器周期性的采集风压数据，并将采集的风压数据传输至所述主控单元，以及接收来自所述主控单元下发的辅助排风指令；

所述主控单元通过所述双模通信单元采用无线电信号和/或网络信号的方式建立与外界的双向通信连接；所述主控单元通过所述双向通信连接接收外界下发的指令，通过所述主控单元执行指令后反馈应答信息，以及所述主控单元时刻监测双模列尾主机的状态，当出现异常状态时通过所述双向通信连接发送报警信息。

2.根据权利要求1所述的一种双模列尾主机，其特征在于，所述主控单元通过所述双向通信连接接收外界下发的指令，通过所述主控单元执行指令后反馈应答信息包括：

当所述主控单元接收到风压查询指令时，通过所述风压传感器采集风压数据，并作为应答信息向外反馈；

当所述主控单元接收到辅助排风指令时，控制所述风压传感器及排风单元中的排风单元辅助排风，并向外反馈已辅助排风的应答消息，当辅助排风完毕后，发送风压报警信息；其中，所述辅助排风包括：常用辅助排风与紧急辅助排风两种情况；

当所述主控单元接收到消号指令时，控制所述双模通信单元解除与外界指定设备的连接关系，并进入未连接状态，同时，向外反馈消号后再次等待确认的应答消息并清除自身存储的机车号，与双模列尾主机连接的列尾机车台显示消号成功。

3.根据权利要求1所述的一种双模列尾主机，其特征在于，所述主控单元监测双模列尾主机的状态，当出现异常状态时通过所述双向通信连接发送报警信息包括：

所述主控单元通过所述风压传感器周期性的采集风压数据，当风压数据低于第一设定值时，通过所述双向通信连接发送报警信息；

以及，所述主控单元监测双模列尾主机中的电池电量，当电池电量低于第二设定值时，通过所述双向通信连接发送报警信息。

4.根据权利要求1所述的一种双模列尾主机，其特征在于，所述双模通信单元包括：LTE-R模块与无线通信模块，所述无线通信模块包括：400MHz数字信道机和400KHz通信模块；

所述双模通信单元的通信模式包括：400MHz数字模式、400KHz模式、LTE-R模式以及LTE-R+400MHz双模模式。

5.根据权利要求1或4所述的一种双模列尾主机，其特征在于，所述主控单元通过所述双模通信单元采用无线电信号和/或网络信号的方式建立与外界的双向通信连接包括：

所述主控单元通过所述双模通信单元采用无线电信号和/或网络信号的方式建立与列尾机车台及列尾主机检测台建立双向通信连接，采用无线电信号建立与机车车号确认仪的双向通信连接；

其中，通过机车车号确认仪向所述双模列尾主机输入机车号，使双模列尾主机与列尾机车台建立连接关系，建立连接关系后，如果所述双模列尾主机与列尾机车台的时钟误差超过第三设定值，则所述双模列尾主机自动按列尾机车台的时钟校准自身时钟；通过列尾主机检测台对所述双模列尾主机进行检测与校准。

6.根据权利要求1所述的一种双模列尾主机，其特征在于，所述主控单元通过所述双向通信连接进行信息收发时，使用双层加密算法对信息进行处理，从信息完整性与正确性方面进行管控。

7.根据权利要求1所述的一种双模列尾主机，其特征在于，所述双模列尾主机还包括：电池单元、记录单元、挂接单元、自控闪光单元，以及多模天线；其中：

所述电池单元与所述主控单元连接，用于为所述双模列尾主机各部分提供电源；

所述记录单元与所述主控单元连接，用于记录所述双模列尾主机工作中产生的各项信息；

所述挂接单元，用于在列车尾部固定所述双模列尾主机；

所述自控闪光单元与所述主控单元连接，用于显示所述双模列尾主机工作中产生的信息；

所述多模天线，用于增强无线电信号与网络信号。

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