CN202138395U - 同步控制可控列尾系统 - Google Patents

Abstract

一种同步控制可控列尾系统，包括：同步控制列尾主机(TCU)、同步控制列尾机车单元(OCU)、同步控制地面监测系统(GMDS)；同步控制列尾主机(TCU)主要包括信息感知装置和信息分析判断装置，信息感知装置和信息分析判断装置分别由相应的功能单元组成；同步控制列尾机车单元(OCU)由相应的功能单元组成；同步控制地面监测系统(GMDS)实现了设备运行全过程的实时监测与管理，并满足提前维修或及时维修，保障了设备运行的安全稳定性；同步控制通信单元、实时监测发送单元、地面监测诊断接收单元内部均嵌入了一种可信芯片，实现了同步控制可控列尾数据和存储密钥的授权信息，保证了数据信息的可信性，防止非法装置或人员的干扰破坏。

Description

同步控制可控列尾系统

技术领域

本实用新型涉及一种同步控制可控列尾系统，属于列车制动技术领域，用于重载长大列车制动，可操控性和列尾首尾制动同步，可实现列车尾部安全防护系统功能。

背景技术

铁路运输安全、可靠对有效制动系统提出了更高要求。

LOCOTROL系统实现了可控制动，但成本居高不下。

为了确保重载组合列车的安全可靠运行，需要对既有的设备针对现场的客观条件进行适应性改进，并进一步实现设备在线的远程监测能力，同时优化设备制造成本。

因新规划的重载线路和企业自主计划线路不能全部进行GSM-R网络覆盖建设，为适应无GSM-R网络覆盖和LOCOTROL系统的重载组合列车同步操控需求，需研发能够使用其他方式构成通信链路并驳接其它同步操控系统。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种同步控制可控列尾系统，主要是为了提高铁路重载运输线路长大列车运输制动系统的可操控性和列尾首尾制动同步性，保障重载运输长大列车更加安全、可靠运行，降低列车对线路的强震动性冲击以及轮轨间作用力的硬性磨损，大大降低铁路重载线路以及机车、车辆的运营维护成本，提高线路和列车、车辆的利用率，以及提高重载运输列车的安全保障。

为此，本实用新型提供了一种同步控制可控列尾系统，其包括：同步控制列尾主机、同步控制列尾机车单元、同步控制地面监测系统，其特征在于：

所述同步控制列尾主机主要包括：信息感知装置和信息分析判断装置组成，其中信息感知装置包括：信息感知与排风控制单元、排风量可控阀体装置、列车风管风压感知装置；信息分析判断装置包括：地理信息感知装置、信息处理单元、同步控制主控单元、信息记录单元、对外接口单元、智能供电单元、同步控制通信单元、数据读取单元、总线单元；

所述同步控制列尾机车单元包括：总线单元、对外接口单元、信息处理单元、信息记录单元、同步控制主控单元、地理信息感知装置、同步控制通信单元、数据读取单元、实时监测诊断单元、实时监测发送单元、同步控制列尾司机控制盒；以及

所述同步控制地面监测系统包括：数据管理子系统、监测数据处理前置系统、地面检测诊断接收单元、监控预警子系统、故障诊断子系统，

同步控制列尾主机系统逻辑关系如下：

所述排风量可控阀体装置、列车风管风压感知装置、地理信息感知装置和信息感知与排风控制单元相连；

所述信息感知与排风控制单元分别与排风量可控阀体装置、列车风管风压感知装置、地理信息感知装置、以及信息处理单元相连相连；

所述信息处理单元分别与信息感知与排风控制单元、总线单元相连；

所述同步控制主控单元、信息记录单元、对外接口单元、智能供电单元、同步控制通信单元、以及数据读取单元均与总线单元相连；

同步控制列尾机车单元系统逻辑关系如下：

所述对外接口单元、信息处理单元、信息记录单元、同步控制主控单元、地理信息感知装置、同步控制通信单元、数据读取单元、实时监测诊断单元、实时监测发送单元均与总线单元相连；以及

所述对外接口单元分别与总线单元、同步控制列尾司机控制盒相连；

同步控制地面监测系统的系统逻辑关系如下：

所述数据管理子系统、地面检测诊断接收单元、监控预警子系统、以及故障诊断子系统均与监测数据处理前置系统相连；

无线系统逻辑关系如下：

所述同步控制列尾主机的同步控制通信单元与同步控制列尾机车单元的同步控制通信单元通过无线方式连接；

所述同步控制列尾机车单元实时监测发送单元与同步控制地面监测系统的地面监测诊断接收单元通过无线方式连接。

本实用新型的工作原理是：依靠重载线路既有列调系统网络覆盖、专用网络覆盖无线系统，实现重载长大货运列车同步控制列尾主机(TCU)、同步控制列尾机车单元(OCU)、同步控制司机控制盒、同步控制地面监测系统(GMDS)间的通信。即：司机通过操作同步控制司机控制盒上相应的功能按键，将所需执行的操作控制命令发送给同步控制列尾机车单元(OCU)，OCU进行数据编码加密完成后，发送给同步控制列尾主机(TCU)，TCU对OCU发送的信心进行相关解码后，控制信息感知排风控制单元进行相应动作，如：判断风压数值、执行排风量要求、列车制动、减压缓解等，执行完毕后，TCU将执行结果信息编码后发送给OCU，OCU进行解码后发送到采用发送同步控制司机控制盒进行人机显示，语音和字幕显示提示司机命令执行结果，同时OCU和TCU保存各自执行命令的记录，便于事后或运行交路完毕进行数据分析。

最关键的是：在该实用新型中的同步控制通信单元、实时监测发送单元、地面监测诊断接收单元内部均嵌入了一种可信芯片，其实现了无线收发数据的高速可信判断与识别，在无线收发端进行了相应的数据卷积与交织算法，是无线数据的保密性和高可靠性传输达到了保证。

本实用新型采用分布式动力控制，可以同时控制多达4台从控机车，使全列车的动力机车可以同时满足风管加压、列车加速、风管可控排风量、同步减速、同步制动停车，对列车动力分配和空气制动实行最佳化控制，使单元万吨组合列车的动作形成一个整体，这样使机车车钩受力大大减小，降低了车钩的强力损坏；组合列车中各机车分别提供的刹车气流(空气波)，大大改善了制动性能，防止列车惯性冲撞造成的损害，同时大大降低了列车轮轨间作用力，防止了轮轨的硬性伤害。这样缩短了列车在编组站场的滞留时间，提高列车运行安全性并减小列车制动时对线路的不良影响，为列车运行安全提供了保障，提高了线路运能，具有巨大的社会意义和经济效益。

附图说明

图1是根据本实用新型的同步控制可控列尾系统的基本体系架构。

图2是根据本实用新型的同步控制列尾司机的控制盒体系架构。

图3是根据本实用新型的可信芯片实现的功能架构。

图4、5、6分别是根据本实用新型的同步控制可控列尾系统的前视图、俯视图和侧视图。

具体实施方式

图1描述了同步控制可控列尾系统基本体系架构，系统采用模块化结构设计，使各功能模块独立运行、数据采集与计算采用不同的模块进行，加快了采集运算速度，大大降低了数据传输延时；同时系统各部分均具有记录、读取单元，便于运行或事故后原因分析；采用总线单元，将各模块通过总线连接，运行速度快，且简化了结构和生产工艺，防止了内部信息传输相互影响；监测系统的设计，实现了全程设备运行状态监测，便于设备及早维修或及时维修，防止列车事故发生，为列车运行安全提供了保障；整个系统功能思路清晰，保障了模块化维修与更换，防止了整机损坏造成的资源浪费。

同步控制可控列尾系统组成如下：

同步控制列尾主机(TCU)1、同步控制列尾机车单元(OCU)2、同步控制地面监测系统(GMDS)3。

图2说明了所述的同步控制列尾司机控制盒211作为同步控制可控列尾系统的人机操作终端设备，对操作信息输入、操作信息数据分析、CPU进行数据处理、语音及显示提示司机系统各环节动作阶段有着十分重要的作用。

同步控制列尾司机控制盒211组成如下：

操作按键单元211.1、显示单元211.2、语音单元211.3、数据采集单元211.4、主控单元211.5；

图3说明了所述同步控制通信单元110和207、实时监测发送单元210、地面监测诊断接收单元303内部均嵌入了一种可信芯片，实现了同步控制可控列尾数据和存储密钥的授权信息发送给可信芯片，可信芯片利用保存在芯片内部的存储密钥以及当前的平台完整性度量值对数据进行加密，形成密封的数据块，然后将密封后数据块送到可信芯片之外。当用户需要对密封的数据块进行解密时，需要将密封的数据块和存储密钥的授权信息发送给可信芯片，可信芯片启用存储密钥对密封的数据进行解密，同时比对平台完整性度量值是否一致，如果一致解密成功，否则解密失败。这样就保证了用户数据只能在本机查看，而非法窃取的数据根本无法打开。

可信芯片组成如下：

数据输入输出单元401、数据加解密单元402、数据完整性判断403、数据块存储404、密封数据块405。

图4-6说明了所述同步控制可控列尾系统设备外观及布局示意图。附图标记5.1表示前面板示意图；附图标记5.2表示上盖示意图；附图标记5.3表示侧挡板示意图；附图标记501表示内机芯边框及安装固定孔等；附图标记502表示主控单元及对外接口面板接口、各单元状态指示灯、安装固定孔等；附图标记503表示盲板安装固定孔等；附图标记504表示电源模块的接口、状态指示灯、安装固定孔等；附图标记505-508表示机箱外结构固定孔；表示电源模块的接口、状态指示灯、安装固定孔等；附图标记509表示双套冗余电源单元布置示意；附图标记510表示数据读取单元接口、安装孔等；附图标记511表示双套冗余主控单元安装布置示意；附图标记512表示设备结构宽度尺寸；附图标记513表示通信单元及监测发送单元状态显示、安装孔、位置布置等；附图标记514表示设备结构深度尺寸；附图标记515-516表示设备安装固定螺丝；附图标记517-520表示各单元的助拔器；附图标记521表示上盖的散热蜂窝网；附图标记522-523表示对外接口单元及主控单元的助拔器；附图标记524表示设备结构高度尺寸。

Claims (4)

1.一种同步控制可控列尾系统，其包括：同步控制列尾主机(1)、同步控制列尾机车单元(2)、同步控制地面监测系统(3)，其特征在于：

所述同步控制列尾主机(1)包括：信息感知与排风控制单元(101)、排风量可控阀体装置(102)、列车风管风压感知装置(103)、地理信息感知装置(104)、信息处理单元(105)、同步控制主控单元(106)、信息记录单元(107)、对外接口单元(108)、智能供电单元(109)、同步控制通信单元(110)、数据读取单元(111)、以及总线单元(112)；

所述同步控制列尾机车单元(2)包括：总线单元(201)、对外接口单元(202)、信息处理单元(203)、信息记录单元(204)、同步控制主控单元(205)、地理信息感知装置(206)、同步控制通信单元(207)、数据读取单元(208)、实时监测诊断单元(209)、实时监测发送单元(210)、以及同步控制列尾司机控制盒(211)；以及

所述同步控制地面监测系统(3)包括：数据管理子系统(301)、监测数据处理前置系统(302)、地面检测诊断接收单元(303)、监控预警子系统(304)、以及故障诊断子系统(305)，

在同步控制列尾主机(1)中，

所述排风量可控阀体装置(102)、列车风管风压感知装置(103)、以及地理信息感知装置(104)和信息感知与排风控制单元(101)相连；

所述信息感知与排风控制单元(101)分别与排风量可控阀体装置(102)、列车风管风压感知装置(103)、地理信息感知装置(104)、以及信息处理单元相连(105)相连；

所述信息处理单元(105)分别与信息感知与排风控制单元(101)、总线单元(112)相连；以及

所述同步控制主控单元(106)、信息记录单元(107)、对外接口单元(108)、智能供电单元(109)、同步控制通信单元(110)、以及数据读取单元(111)均与总线单元(112)相连，

在同步控制列尾机车单元(2)中，

所述对外接口单元(202)、信息处理单元(203)、信息记录单元(204)、同步控制主控单元(205)、地理信息感知装置(206)、同步控制通信单元(207)、数据读取单元(208)、实时监测诊断单元(209)、以及实时监测发送单元(210)均与总线单元(201)相连；以及

所述对外接口单元(202)分别与总线单元(201)和同步控制列尾司机控制盒(211)相连，

在同步控制地面监测系统(3)中，

所述数据管理子系统(301)、地面检测诊断接收单元(303)、监控预警子系统(304)、以及故障诊断子系统(305)均与监测数据处理前置系统(302)相连，

在无线系统中，

所述同步控制列尾主机(1)的同步控制通信单元(110)与所述同步控制列尾机车单元(2)的同步控制通信单元通过无线方式连接；以及

所述同步控制列尾机车单元(2)的实时监测发送单元(210)与所述同步控制地面监测系统(3)的地面监测诊断接收单元(303)通过无线方式连接。

2.根据权利要求1所述的同步控制可控列尾系统，其特征在于，所述同步控制通信单元(110，207)、实时监测发送单元(210)、以及地面监测诊断接收单元(303)的内部均嵌入了可信芯片，该可信芯片包括：数据输入输出单元(401)、数据加解密单元(402)、数据完整性判断(403)、数据块存储(404)、以及密封数据块(405)。

3.根据权利要求1所述同步控制可控列尾系统，其特征在于，同步控制列尾司机控制盒(211)包括：操作按键单元(211.1)、显示单元(211.2)、语音单元(211.3)、数据采集单元(211.4)、以及主控单元(211.5)。

4.根据权利要求1、2、或3所述同步控制可控列尾系统，其特征在于，采用分布式动力控制，同时控制多达4台从控机车，使全列车的动力机车同时满足风管加压、列车加速、风管可控排风量、同步减速、以及同步制动停车；组合列车中各机车分别提供刹车气流。

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