CN204586923U - 一种数字列车无线调度通信系统机车电台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种数字列车无线调度通信系统机车电台，包括列尾机车电台主机、控制盒、多频段天线，所述列尾机车电台主机包括主控板，主控板上连接有电源模块、蓄电池、400MHz数字电台、GPRS模块，主控板通过接口单元连接到控制盒、CIR库检台和计算机上，400MHz数字电台、GPRS模块通过合路器连接到多频段天线上，电源模块由DC110V电源输入供电。本实用新型使用GSM-R+400MHz数字双模用于列车运行交路为GSM-R制式和400MHz数字制式同时使用的列尾区段，同时具有模拟制式列尾功能，能兼容既有450MHz模拟制式列尾设备，通过消号和断连与列尾主机解除唯一对应关系安全便捷。
Description
技术领域
本实用新型涉及列车无线调度技术领域，具体为一种数字列车无线调度通信系统机车电台。
背景技术
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。为规范列尾设备的运用管理，铁路主管部门已相继发布了《列车尾部安全防护装置及附属设备》(TB/T2973-2006)和《货物列车尾部安全防护装置补充技术要求》(铁运2012[283]号)。
目前，货车列尾信息无线传输普遍采用450MHz频段模拟制式。根据工信部[2009]666号文件《工业和信息化部有关150MHz 400MHz专用对讲机频率规划和使用管理有关事宜的通知》和铁道部部办运发[2010]1号《关于转发工业和信息化部有关150MHz 400MHz专用对讲机频率规划和使用管理有关事宜的通知》精神，自2011年1月1日起，国家停止150MHz 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。2013年发布的工信部无[2013]157号文件《工业和信息化部关于无线电台站规范化管理若干问题的通知》，将450MHz频段确定为IMT业务未来使用频段，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。为顺应国家政策，货车列尾信息无线传输应从模拟制式逐步升级为400MHz数字制式。同时，为解决山区隧道区段货车列尾通信距离的问题，在具备GSM-R网络时可采用GPRS方式，减少中继设备的使用。
采用GPRS方式和400MHz数字方式来进行货车列尾通信已是大势所趋，为积极响应国家无线电频率政策，需提出GPRS和400MHz数字双模列尾总体技术方案，并兼容既有的450MHz模拟列尾系统，以保障货车列尾的正常运用。
发明内容
本实用新型所解决的技术问题在于提供一种数字列车无线调度通信系统机车电台，以解决上述背景技术中的问题。
本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种数字列车无线调度通信系统机车电台，包括列尾机车电台主机、控制盒、多频段天线，所述列尾机车电台主机包括主控板，主控板上连接有电源模块、蓄电池、400MHz数字电台、GPRS模块，主控板通过接口单元连接到控制盒、CIR库检台和计算机上，400MHz数字电台、GPRS模块通过合路器连接到多频段天线上，电源模块由DC110V电源输入供电。
优选地，所述主控板包括CPU，CPU上设有编程接口、RS422接口，CPU通过RS422接口转换连接到控制盒和CIR数据接口上，CPU通过RS232接口连接GPRS模块和预留8W-GPRS模块接口，CPU通过串口连接到电台接口、同时通过FFSH收发和运放连接到电台接口，FFSH收发和运放连接于维护接口，维护接口连接于CIR数据接口和电台上，110V电源模块和蓄电池通过开关切换给CPU供电。
优选地，所述CPU通过SPI接口连接有FLASH存储器，CPU通过I2C接口连接看门狗。
与已公开技术相比，本实用新型存在以下优点：本实用新型使用GSM-R+400MHz数字双模用于列车运行交路为GSM-R制式和400MHz数字制式同时使用的列尾区段，同时具有模拟制式列尾功能，能兼容既有450MHz模拟制式列尾设备，通过消号和断连与列尾主机解除唯一对应关系安全便捷。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意框图。
图2为本实用新型的主控板结构示意框图。
具体实施方式
为了使本实用新型的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实用新型提出一种数字列车无线调度通信系统机车电台，包括列尾机车电台主机、控制盒、多频段天线，所述列尾机车电台主机包括主控板，主控板上连接有电源模块、蓄电池、400MHz数字电台、GPRS模块，主控板通过接口单元连接到控制盒、CIR库检台和计算机上，400MHz数字电台、GPRS模块通过合路器连接到多频段天线上，电源模块由DC110V电源输入供电。
如图2所示，所述主控板包括CPU，CPU上设有编程接口、RS422接口，CPU通过RS422接口转换连接到控制盒和CIR数据接口上，CPU通过RS232接口连接GPRS模块和预留8W-GPRS模块接口，CPU通过串口连接到电台接口、同时通过FFSH收发和运放连接到电台接口，FFSH收发和运放连接于维护接口，维护接口连接于CIR数据接口和电台上，110V电源模块和蓄电池通过开关切换给CPU供电。
本实施例中，所述CPU通过SPI接口连接有FLASH存储器，CPU通过I2C接口连接看门狗。
本实施例中，所述CPU为LPC1778CPU。
本实用新型的工作原理为：
本实用新型中列尾机车台工作模式为GSM-R+400MHz数字双模，GSM-R+400MHz数字双模用于列车运行交路为GSM-R制式和400MHz数字制式同时使用的列尾区段，司机需输号建立列尾连接才能使用列尾功能，不处理450MHz模拟制式的列尾信息。
司机输号后，列尾机车台应同时发送GSM-R和400MHz数字输号命令，如收到GSM-R或400MHz数字列尾输号应答，则默认同时建立了GSM-R和400MHz数字列尾连接，显示“已连接”，应接收处理GSM-R和400MHz数字列尾信息，司机可通过按键按压时间来选择发送GSM-R列尾信息(1s)或400MHz数字列尾信息(2s)。
列尾机车台GSM-R状态正常时，以GSM-R制式发送自动查询风压命令，否则以400MHz数字制式发送自动查询风压命令，如果列尾机车台在5min内没有收到任何GSM-R或400MHz数字列尾信息，应自动以GSM-R和400MHz数字制式同时向列尾主机发送查询风压命令，如果在随后的10s内仍然没有收到任何列尾信息，列尾机车台应发出告警语音提示，通信状态显示为“通信失效”。列尾机车台处于通信失效状态时，司机按下“确认”键后停发告警语音提示，列尾机车台每25～30s随机自动以GSM-R和400MHz数字制式向列尾主机发送风压查询命令，如收到机车号、列尾主机ID与本机存储一致的以GSM-R或400MHz数字制式列尾信息，则退出通信失效状态，并停止通信失效语音提示。
列尾机车台发送排风制动命令时，以GSM-R和400MHz数字制式同时发送风压，无应答时自动进行重发。列尾机车台在5min内收到过GSM-R列尾信息时，以GSM-R列尾制式进行动态风压显示，否则同时以GSMR-R列尾和400MHz数字列尾制式进行动态风压显示。
目前，主流的数字无线对讲系统主要有DMR和dPMR(NXDN)两种制式，其中DMR采用TDMA复用方式，dPMR(NXDN)采用FDMA复用方式。由于货车列尾具有跨交路运行的特点，经对这两种数字无线通信制式进行分析和比较，初步选定DMR作为400MHz数字列尾的通信制式，可满足列尾运用的各项实际需求。
本实用新型的工作流程为：
400MHz数字模式建立列尾连接关系，列尾主机开机后自动进入待机未连接状态(不主动发送任何列尾信息)，列尾制式灯内的5位数码管显示“-H H-”8s；司机在列尾机车台输入列尾主机ID后，列尾机车台向列尾主机发送输号命令信息，信息内容包含机车号和列尾主机ID。列尾主机收到后进行判断，如果信息包含的列尾主机ID与本机一致，则列尾主机进入连接状态，存储机车号并显示机车号8s(五位)，同时向列尾机车台返回输号应答信息，之后列尾主机只接收处理机车号、列尾主机ID号与本机存储一致的列尾信息，并不再响应其它列尾机车台发出的输号命令信息。
列尾机车台收到输号应答信息后，如果信息包含的机车号与本机车号一致，列尾机车台进入连接状态，显示“已连接”并发出语音提示，同时存储列尾主机ID,之后列尾机车台只接收处理机车号、列尾主机ID号与本机存储一致的列尾信息。
建立连接关系后，列尾机车台和列尾主机才能进行风压查询、排风制动、电池电量不足报警、主风管风压不正常报警和风压动态显示。
列尾主机重启后，不恢复原连接状态，自动进入待机未连接状态。列尾机车台重启后，自动恢复原连接状态。
列尾主机处于未连接状态时，如果收到与本机列尾ID一致的列尾信息，列尾主机自动恢复连接状态，同时存储列尾机车台机车号并处理列尾信息。
400MHz数字模式手动风压查询：司机按下“查询”键，列尾机车台向列尾主机发送手动风压查询命令信息，列尾主机收到后，对信息中包含的机车号和列尾主机ID进行判断，如与本机一致则显示当前风压值(显示格式为“F XXX”，显示8s)，并向列尾机车台返回风压信息，列尾机车台收到后，对信息中包含的机车号和列尾主机ID进行判断，如与本机一致，则显示并语音播报风压数值。
400MHz数字模式风压动态显示：建立列尾连接关系后，列尾机车台每120s～130s随机自动向列尾主机发送风压查询命令信息，列尾主机收到后，对信息中包含的机车号和列尾主机ID进行判断，如与本机一致则显示当前风压值(显示格式为“XXX”，显示8s)，并向列尾机车台返回风压信息。列尾机车台收到后，对信息中包含的机车号和列尾主机ID进行判断，如与本机一致，则显示风压值，但不进行语音提示。在计时期间，如果列尾机车台进行了手动风压查询，则应重新计时。
如果列尾机车台在5min内没有收到任何列尾信息，应自动向列尾主机发送查询风压命令，如果在随后的10s内仍然没有收到任何列尾信息，列尾机车台应发出告警语音提示，通信状态显示为“通信失效”。
列尾机车台重启后，应向司机发出告警语音提示，通信状态显示为“通信失效”，并立即自动向列尾主机发送查询风压命令。
列尾机车台处于通信失效状态时，司机按下“确认”键后停发告警语音提示。
列尾机车台处于通信失效状态时，每25～30s随机自动向列尾主机发送风压查询命令，如收到机车号、列尾主机ID与本机存储一致的列尾信息，则退出通信失效状态，并停止通信失效语音提示。
400MHz数字模式排风制动：紧急情况下，司机按下“排风”键，列尾机车台向列尾主机连续发送5帧排风制动命令(多条信息待发时，列尾机车台应优先发送排风命令)，列尾主机收到后对信息中包含的机车号和列尾主机ID进行判断，如与本机一致则立即进行排风(电磁阀一次开启时间为1min)，显示“-PF-”并向列尾机车台返回排风应答。列尾主机排风完毕后停止显示，并向列尾机车台发送风压报警信息。
列尾机车台收到排风应答后，对信息中包含的机车号和列尾主机ID进行判断，如与本机一致，则进行显示并发出语音提示；如8s内未收到应答，列尾机车台自动重发5帧排风制动命令。
400MHz数字模式列车主风管风压低于设定值或列尾主机电池电量不足报警，当列车主风管风压低于设定值，列尾主机应显示每秒闪烁1次的风压数值(格式为“F XXX”，显示8s)，每20s向列尾机车台发送1次风压报警信息；当列尾主机的电池电量不足时，列尾主机应显示每秒闪烁1次的供电电压欠压状态(格式为“-U L-”，显示8s)，每20s向列尾机车台发送1次电池电量不足报警信息。
列尾机车台收到后，对信息中包含的机车号和列尾主机ID进行判断，如与本机一致则显示相应的报警信息并语音提示司机进行确认；司机按下“确认”键，列尾机车台停止语音报警，并向列尾主机回送相应的确认信息；列尾主机收到确认信息后，对信息中包含的机车号和列尾主机ID进行判断，如与本机一致则停止向列尾机车台发送相应的报警信息。
400MHz数字模式解除连接关系：列尾机车台处于连接状态时，司机按下“消号”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进行判断，如果命令包含的机车号、列尾主机ID与本机一致，则列尾主机解除连接关系，清除存储的机车号，向列尾机车台发送消号应答并进入待机未连接状态，显示“-H 0-”3s后显示“-H H-”8s。列尾机车台收到后，如果命令包含的机车号、列尾主机ID与本机一致，则解除连接关系，清除存储的列尾主机ID，连接状态显示为“未连接”并发出语音提示。
列尾机车台处于连接状态时，如司机按下“断连”键，列尾机车台向列尾主机发送断连命令，并自动解除连接关系，清除存储的列尾主机ID，连接状态显示为“未连接”并发出语音提示。列尾主机收到断连命令后进行判断，如果命令包含的机车号、列尾主机ID与本机一致，则列尾主机解除连接关系，清除存储的机车号，并进入待机未连接状态，显示“-00-”3s后显示“-H H-”8s。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型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实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型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实用新型范围内。本实用新型的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.一种数字列车无线调度通信系统机车电台，包括列尾机车电台主机、控制盒、多频段天线，其特征在于：所述列尾机车电台主机包括主控板，主控板上连接有电源模块、蓄电池、400MHz数字电台、GPRS模块，主控板通过接口单元连接到控制盒、CIR库检台和计算机上，400MHz数字电台、GPRS模块通过合路器连接到多频段天线上，电源模块由DC110V电源输入供电。
2.根据权利要求1所述的一种数字列车无线调度通信系统机车电台，其特征在于：所述主控板包括CPU，CPU上设有编程接口、RS422接口，CPU通过RS422接口转换连接到控制盒和CIR数据接口上，CPU通过RS232接口连接GPRS模块和预留8W-GPRS模块接口，CPU通过串口连接到电台接口、同时通过FFSH收发和运放连接到电台接口，FFSH收发和运放连接于维护接口，维护接口连接于CIR数据接口和电台上，110V电源模块和蓄电池通过开关切换给CPU供电。
3.根据权利要求1所述的一种数字列车无线调度通信系统机车电台，其特征在于：所述CPU通过SPI接口连接有FLASH存储器，CPU通过I2C接口连接看门狗。
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