CN204659752U - 调车应答器装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种调车应答器装置，解决传统有源应答器需要的投资建设较大不利于推广、而无源应答器不能满足在调车等需要适时变化报文的场所；其方案是：利用信号机中的主、副灯丝的电源给电源单元进行供电，主、副灯丝在点亮时产生电压信号，电压信号经电源单元处理后形成对其他各单元供电的直流电；信号机检测单元获取信号机主、副灯丝的亮灭状态，并根据亮灭状态产生相应的报文，报文经通讯单元传输至车载设备。本实用新型不需要更改车载设备，操作简单方便，成本低；不仅能采集信号机的状态，同时还可给应答器提供电源；应答器装置中设有隔离变压器，可避免信号机的电压信号对应答装置的干扰，提高设备的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及铁路信号通信领域，尤其是涉及一种用于铁路中的调车应答器装置。
背景技术
为确保对高速列车的运行控制和安全保障，势必要实现调度命令、列车控制信息、安全信息的实时传送和交换；在列车与地面之间构建一个可靠、高效、双向、大数据量的无线传输与交换系统是列车的高速运行的必要条件。欧洲列车控制系统（European Train Control System）又称欧洲行车控制系统，简称ETCS，ETCS是运行较早且比较成功的列车控制系统，欧洲标准应答器子系统在欧洲ETCS 中的各个级别均有运用；中国列车控制系统(CTCS) 是参照欧洲列车控制系统(ETCS) 制定的应用于我国现代铁路的列车控制系统。在CTCS 系统中，欧洲标准应答器子系统是信号基础设施，具有重要意义。
随着列车运行速度的不断提高，运行密度的进一步加大，铁路运输对列车控制系统（ATC系统）的要求越来越高,列车运行监控记录装置作为ATC系统的主要组成部分，其控制功能却仍未得到最佳发挥。为了使列车运行监控记录装置的精度以及效率达到更高的水平,在国外的铁路运输系统中，基本上都是采用应答器向车载系统提供列车的绝对位置信息。
应答器可使列车控制系统的自动化程度得到进一步提高，也将使我国ATC系统的水平向更高的层次迈进。应答器之所以如此重要，是因为它具有其他列车定位方法无法取得的优势：可实现列车的绝对定位，而且无需人工干预，可使人为失误导致的安全事故减到最小；定位精度更高，一般在±1米范围内；可存储大量的有用信息，比如线路纵断面数据，道桥隧的位置，长期线路限速，甚至是临时限速信息等；与轨旁电子单元连接后，可将一些可变的信息，如地面信号机的显示，道岔的联锁等信息传递到行进中的列车上。可实现许多ATC系统以外的列车控制功能，比如电力机车的自动过分相等。
目前铁路用的应答器主要分为有源应答器和无源应答器两种。有源应答器的应答器报文可以随时变化，但是现在的有源应答器的报文需要列控中心、LEU等设备和装置，需要的投资和建设比较大，不利于推进使用，只能用在车站的进站和出站的信号控制，无法用在例如调车等需要适时变化报文的应答器场所。无源应答器虽然投资小，建设简单，但是其中的应答器报文是固定不变的，也无法满足需要根据不同的信号机场景改变应答器报文的需求。
本实用新型开发一种应答器装置，根据信号机的状态改变应答器装置的报文，用于控制列车运行的禁止或允许，在机车运行时需要安装车载接收装置与机车控制装置连接用来控制机车运行，动车组运行在不改变既有车载列控设备(ATP)的基础上,通过在线路上需要防护的地点安装地面应答器的方式构建一套安全防护系统。地面应答器根据采集到的现场信号机灯显状态自动生成动车组运行及出入段进路许可和禁止的报文信息，以此满足动车组运行作业及进路防护的需求。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种调车应答器装置，解决现有传统有源应答器需要的投资建设较大不利于推广、而无源应答器不能满足在调车等需要适时变化报文的场所。
其技术方案是：包括电源单元、信号机信号检测单元、主处理单元、调制单元和通讯单元；所说的电源单元分别连接信号机点灯单元和信号机信号检测单元，信号机检测单元连接主处理单元，主处理单元连接调制单元，调制单元连接通讯单元；所说的电源单元用于获取信号机在点亮时产生的电压信号，电源单元将获取的电压信号进行处理形成自身系统所需要的工作电压；所说的信号机检测单元用于获取信号机是否处于点亮状态；所说的主处理单元包括存储器和处理器，主处理单元根据信号机检测单元的检测状态进行逻辑判断，处理器读取存储在存储器中的原始报文并根据对信号机检测单元的逻辑判断结果进行处理；所说的调制单元包括DDS直接数字式频率合成器、谐振滤波电路和放大电路，主处理单元根据原始报文和信号机信号检测单元的逻辑状态控制DDS生成所需要的初始调制信号，初始调制信号经谐振滤波电路进行滤波和初始放大，初始放大后的信号进入放大电路进行再次放大形成最终信号；所说的通讯单元为天线，最终信号经天线耦合后输出。
所说的电源单元包括隔离变压器，隔离变压器的输入端与信号机的主或副灯丝相连接，隔离变压器的输出端连接整流滤波电路，整流滤波电路连接电源切换管理单元，电源切换管理单元连接电源转换单元，电源转换单元连接电源保护单元；所说的信号机信号检测单元为开关电路，开关电路的信号输入端连接整流滤波电路的输出端，开关电路的输出端连接主处理单元中的处理器。
所说的处理器为FPGA，即可编程门阵列；所说的存储器为EEPRPM，即电可擦可编程只读存储器。
所说的电源单元还包括电源感应天线，电源感应天线经整流滤波电路与电源切换管理单元相连接。
本实用新型只是在地面安装应答器，不需要更改车载设备，操作简单方便，成本低；本发明的应答器组与信号机使用有线电缆连接，不仅能采集信号机的状态，同时还可给应答器提供电源；应答器装置中设有隔离变压器，可避免信号机的电压信号对应答装置的干扰，提高设备的稳定性；本实用新型应答器报文格式满足欧标应答器报文标准，保证应答器报文的可靠性，符合有动车组车载列控设备的接收条件，不需要增加新的设备，降低了成本，便于实现；本实用新型应答器的信号发送采用两种供电方式，在信号机正常时，使用信号机的点灯电路取电，当信号机出现故障时，使用车载应答器报文传输装置激活应答器发送报文。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图。
图2为本实用新型中电源单元的原理框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步详细的说明。
如图1和2所示，调车应答器装置,包括电源单元1、信号机信号检测单元2、主处理单元3、调制单元4和通讯单元5；所说的电源单元1分别连接信号机点灯单元和信号机信号检测单元2，信号机信号检测单元2连接主处理单元3，主处理单元3连接调制单元4，调制单元4连接通讯单元5；所说的电源单元1用于获取信号机在点亮时产生的电压信号，电源单元1将获取的电压信号进行处理形成自身系统所需要的工作电压，即信号机的亮灯时产生的电压信号经电源单元1的处理后形成能够对其他各单元供电的直流电；所说的信号机信号检测单元2用于获取信号机是否处于点亮状态；所说的主处理单元3包括存储器和处理器，主处理单元3根据信号机信号检测单元2的检测状态进行逻辑判断，处理器读取存储在存储器中的原始报文并根据对信号机信号检测单元2的逻辑判断结果进行处理；所说的调制单元包括DDS直接数字式频率合成器、谐振滤波电路和放大电路，主处理单元根据原始报文和信号机信号检测单元的逻辑状态控制DDS生成所需要的初始调制信号，初始调制信号经谐振滤波电路进行滤波和初始放大，初始放大后的信号进入放大电路进行再次放大形成最终信号；所说的通讯单元为天线，最终信号经天线耦合后输出。
所说的电源单元包括隔离变压器，隔离变压器的输入端与信号机的主或副灯丝相连接，隔离变压器的输出端连接整流滤波电路，整流滤波电路连接电源切换管理模块，电源切换管理模块连接电源转换模块，电源转换模块连接电源保护模块；所说的信号机信号检测单元为开关电路，开关电路的信号输入端连接整流滤波电路的输出端，开关电路的输出端连接主处理单元中的处理器。
所说的处理器为FPGA，即可编程门阵列；所说的存储器为EEPRPM，即电可擦可编程只读存储器。
所说的电源单元还包括电源感应天线，电源感应天线经整流滤波电路与电源切换管理单元相连接。
本实用新型在具体使用时，电源单元为信号机信号检测单元供电，其供电电源来源于信号机的点灯单元，点灯单元即为信号机灯丝的输入输出电路，在具体使用时，电源单元可并联多个信号机的主副灯丝，无论哪个点灯单元有电就可以为整个系统供电。应答器装置中信号机信号检测单元基于FPGA + DDS + EEPROM的方法实现。电源单元输入端采集的信号机信号均为电压信号，利用开关电路作为信号机信号检测单元，当有电压时认为是逻辑“1”，无电压时则认为是逻辑“0”。将检测的逻辑送给FPGA，FPGA根据逻辑关系判断信号机的亮灯状态，从而将存储在EEPROM中的原始报文提取出来，并且控制DDS产生所需要的调制信号，然后将信号输出。调制波形由FPGA控制DDS输出后先经过一级进行谐振滤波，并预放大使其推动高频三极管放大后经天线耦合输出，输出功率约为100mw，满足以发射装置为中心，成喇叭状1米范围内可正常接收，而不至于干扰到其他临近的轨道。天线使用印制板做成一体化天线，天线参数比较一致，只需增减电容对阻抗略作匹配即可。
如图2所示，电源单元将从信号机输出的信号机主灯丝或副灯丝分别整流滤波并联后输出。这样只要信号机灯亮就可以为系统提供电源，并为系统提供其是否工作的依据。并在二极管的前端增加检测单元。本发明根据采集到的现场信号机灯亮/灭状态自动生成动车组运行及出入段进路许可和禁止的报文信息，以此满足动车组运行作业及进路防护的需求；利用信号机点亮时产生的电压信号经整流滤波处理后作为本发明的供电电源，同时为防止信号机出现故障无法自动改变报文，本发明还连接有天线电源感应天线，电源感应天线可与利用车载应答器报文传输装置激活应答器，作为应答器的备用电源。
本实用新型只是在地面安装应答器，不需要更改车载设备，操作简单方便，成本低；本发明的应答器组与信号机使用有线电缆连接，不仅能采集信号机的状态，同时也还可给应答器提供电源；应答器装置中设有隔离变压器，可避免信号机的电压信号对应答装置的干扰，提高设备的稳定性；本实用新型应答器报文格式满足欧标应答器报文标准，保证应答器报文的可靠性，符合有动车组车载列控设备的接收条件，不需要增加新的设备，降低了成本，便于实现；本实用新型应答器的信号发送采用两种供电方式，在信号机正常时，使用信号机的点灯电路取电，当信号机出现故障时，使用车载应答器报文传输装置激活应答器发送报文。
Claims (4)
1.调车应答器装置，包括电源单元（1）、信号机信号检测单元（2）、主处理单元（3）、调制单元（4）和通讯单元（5），其特征在于，所说的电源单元（1）分别连接信号机点灯单元和信号机信号检测单元（2），信号机信号检测单元（2）连接主处理单元（3），主处理单元（3）连接调制单元（4），调制单元（4）连接通讯单元（5）；所说的电源单元（1）用于获取信号机在点亮时产生的电压信号，电源单元（1）将获取的电压信号进行处理形成自身系统所需要的工作电压，即信号机的亮灯时产生的电压信号经电源单元（1）的处理后形成能够对其他各单元供电的直流电；所说的信号机信号检测单元（2）用于获取信号机是否处于点亮状态；所说的主处理单元（3）包括存储器和处理器，主处理单元（3）根据信号机信号检测单元（2）的检测状态进行逻辑判断，处理器读取存储在存储器中的原始报文并根据对信号机信号检测单元（2）的逻辑判断结果进行处理；所说的调制单元包括DDS直接数字式频率合成器、谐振滤波电路和放大电路，主处理单元根据原始报文和信号机信号检测单元的逻辑状态控制DDS生成所需要的初始调制信号，初始调制信号经谐振滤波电路进行滤波和初始放大，初始放大后的信号进入放大电路进行再次放大形成最终信号；所说的通讯单元为天线，最终信号经天线耦合后输出。
2.根据权利要求1所述的调车应答器装置，其特征在于，所说的电源单元包括隔离变压器，隔离变压器的输入端与信号机的主或副灯丝相连接，隔离变压器的输出端连接整流滤波电路，整流滤波电路连接电源切换管理模块，电源切换管理模块连接电源转换模块，电源转换模块连接电源保护模块；所说的信号机信号检测单元为开关电路，开关电路的信号输入端连接整流滤波电路的输出端，开关电路的输出端连接主处理单元中的处理器。
3.根据权利要求1所述的调车应答器装置，其特征在于，所说的处理器为FPGA，即可编程门阵列；所说的存储器为EEPRPM，即电可擦可编程只读存储器。
4.根据权利要求1所述的调车应答器装置，其特征在于，所说的电源单元还包括电源感应天线，电源感应天线经整流滤波电路与电源切换管理单元相连接。
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| CN104802831A (zh) * | 2015-05-21 | 2015-07-29 | 河南蓝信科技股份有限公司 | 调车应答器装置 |
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2015
- 2015-05-21 CN CN201520328476.8U patent/CN204659752U/zh active Active
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