CN204978708U - 一种调车专用的地面电子设备的监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种调车专用的地面电子设备的监测系统，属于铁路信号领域，该监测系统安装在室内，包括一个监测主机与多个监测模块。其中，监测模块用于接收室外的调车专用的地面电子设备发送的状态信息，并将所述信息发送给监测主机；监测主机用于分析接收到的所述信息，并显示所有被监测的调车专用的地面电子设备的状态，发出必要的报警信息。该监测系统专用于调车的地面电子设备，能够监测调车专用的地面电子设备的工作状态，当其出现故障时及时发出报警信息，从而保证了调车作业的安全。

Description

一种调车专用的地面电子设备的监测系统

技术领域

本实用新型涉及铁路信号领域，特别涉及一种调车专用的地面电子设备的监测系统。

背景技术

在铁路运输生产过程中，除列车在车站的到达、出发、通过以及在区间内运行外，凡机车车辆进行一切有目的移动统称为调车，调车是铁路行车工作的基本内容之一。随着铁路列车运行速度的大幅度提高，对现场作业安全尤其是调车作业安全的控制工作提出了越来越高的要求。但是由于调车作业环节较多，安全控制难度较大，调车作业安全一直是铁路运输安全管理的重中之重。

调车防护系统是指一种向机车车载设备发送数据报文的专用传输设备，能够实时采集信号机显示状态信息，并根据信号机显示选择发送自身存储的报文，报文传输接口与列控车载设备兼容，报文功能定义和有源应答器兼容。目前，调车防护有两种主要方式，分别为室外分散式和室内集中式。其中，室内集中式主要用于在建设新的动车段/所时进行整体规划建设；而室外分散式主要用于对既有动车段/所的调车防护系统的改造。

对于室外分散式，由于调车防护系统安装在室外，且调车防护系统的信息不能及时反馈到监测主机，需要专业人员在室外信号机现场打开地面电子设备的箱盒进行巡检、维护，大量耗费人力成本和时间，并且非常不方便。同时，若对既有动车段/所进行现场改造，则非常困难，不仅需要花费大量费用购买额外昂贵的通信电缆，还需要开沟、铺设、封闭等土建工程，使得对既有动车段/所的改造成本非常大。

实用新型内容

为了解决现有技术中的上述问题，本实用新型提供了一种调车专用的地面电子设备的监测系统，包括一个监测主机与多个监测模块；所述监测模块用于接收室外的调车专用的地面电子设备发送的状态信息，并将所述信息发送给监测主机；所述监测主机用于分析接收到的所述信息，并显示所有被监测的调车专用的地面电子设备的状态，和/或发出必要的报警信息。

进一步地，一个所述监测模块对应着一个电源屏模块；一个所述监测模块监测多个调车专用的地面电子设备。

进一步地，所述监测模块具体可以包括：数据获取单元，用于实现监测模块与调车专用的地面电子设备进行通信，从而接收室外的调车专用的地面电子设备发送的状态信息；CAN通信单元，用于与监测主机进行通信，将收到的信息发送给监测主机；地址分配单元，用于对监测模块分配地址信息，以不同的地址信息来区分不同的监测模块。

进一步地，所述监测模块还可以包括地址识别单元，用以识别所述监测模块连接的多个调车专用的地面电子设备的地址。

进一步地，所述监测模块还包括电力载波通信模块；所述数据获取单元与所述电力载波通信模块连接，所述电力载波通信模块通过供电电缆与调车专用的地面电子设备连接，并通过电力载波获取调车专用的地面电子设备的状态信息，发送给所述数据获取单元。

进一步地，所述电力载波通信模块包括外部电力载波信号接口端，内部载波信号接口端，高通滤波电容，载波变压器；所述外部电力载波信号接口端与供电电缆连接；所述内部载波信号接口端与所述数据获取单元连接；所述外部电力载波信号接口端与高通滤波电容连接，所述高通滤波电容用于衰减电力线的50Hz工频电压，而使载波信号通过；所述内部载波信号接口端通过载波变压器与连接了所述高通滤波电容的所述外部电力载波信号接口端连接，所述载波变压器使所述载波信号耦合进入所述数据获取单元。

进一步地，所述高通滤波电容为0.04μF～1μF。

进一步地，所述监测模块还可以包括短路防护单元，用于确保当数据获取单元发送短路或其他故障时不会影响调车信号机的正常工作。

进一步地，所述监测主机还用于在上电之后即向各个监测模块发送节点配置命令，直至收到监测模块回复的“节点配置状态为正常”的节点配置应答消息时，则停止对该监测模块的发送节点配置命令，然后等待接收监测模块发送的信息。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供了一种应用于调车专用的地面电子设备的监测系统，在不增加额外通信电缆的情况下，能够监测调车专用的地面电子设备的工作状态，当其出现故障时及时发出报警信息，从而保证了调车作业的安全。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

图1为本实用新型实施例提供的调车专用的地面电子设备的监测系统。

图2为本实用新型实施例提供的调车专用的地面电子设备的监测系统。

图3为本实用新型实施例提供的调车专用的地面电子设备的监测系统。

图4为本实用新型实施例提供的调车专用的地面电子设备的监测系统。

图5为本实用新型实施例提供的调车专用的地面电子设备的监测系统。

图6为本实用新型实施例提供的调车专用的地面电子设备的监测系统。

图7为本实用新型一个实施例的电力载波通信单元电路。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明确，下面结合实施方式和附图，对本实用新型做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施方式及其说明主要用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

本实用新型实施例提供了一种调车专用的地面电子设备的监测系统，能够监测室外分散式的调车专用的地面电子设备的工作状态，当其出现故障时及时发出报警信息，从而保证了调车作业的安全。

一种调车专用的地面电子设备的监测系统，如图1所示，该监测系统包括一个监测主机与多个监测模块；其中监测模块用于接收分散设置在室外的调车专用的地面电子设备发送的状态与报警信息，并将上述信息发送给监测主机。监测主机用于分析接收到的所述信息，并记录存储，再显示状态与发出必要的报警信息。该监测系统能够监测调车专用的地面电子设备的工作状态，当其出现故障时及时发出报警信息，从而保证了调车作业的安全。

具体的，还可以将监测模块封装在监测工装盒中，每个监测工装盒中包含有多个监测模块；这样也可以是一个监测系统中包含一个监测主机与多个监测工装盒，一个监测工装盒中再包含有多个监测模块，可以便于现场对监测系统的安装与维护。

进一步的，本实用新型调车专用的地面电子设备的监测系统安装在室内，而调车专用的地面电子设备安装在室外调车信号机旁，如图2所示，该监测系统监测室外的调车专用的地面电子设备的工作状态，分析存储上述工作状态信息，并显示其监测的所有地面电子设备的状态，和/或发出必要的报警信息。

在实际应用中，每个调车信号机都有电源屏模块给其供电，如图3所示，由于电源屏模块在室内，调车信号机在室外，因此电源屏模块与调车信号机之间需要通过供电电缆来实现供电。而在本实用新型中，调车专用的地面电子设备安装在室外调车信号机旁，监测系统安装在室内。具体的，本实用新型监测系统中的每一个监测模块对应着一个电源屏模块，而由于一个电源屏模块能够给多个调车信号机供电，因此每一个监测模块则对应着多个调车信号机，同时监测着多个与调车信号机相连的调车专用的地面电子设备，如图3所示。例如，若每个调车信号机回路需要100mA，而由于一个电源屏模块容量为10A，即使只按使用率50％计算，则一个电源屏模块最多可连接50台调车信号机，因此相应的，则说明每个监测模块最多可连接50台调车专用的地面电子设备。

在本实用新型实施例中，监测模块采用轮询通信方式、先后向与其连接的所有地面电子设备发送状态请求命令，等待地面电子设备的应答。当监测模块接收到上述地面电子设备回复消息后，先根据所述回复信息中的地址信息确定该回复信息是哪个地面电子设备发送的回复信息，并判断所述回复消息是地面电子设备自身的状态应答帧还是错误应答帧，若是错误应答帧则直接忽略收到的消息，若是状态应答帧，则直接将收到的消息组帧传输给监测主机。

监测模块向某个调车专用的地面电子设备发送一帧状态请求命令后，如在下一次的发送前均未收到该地面电子设备对于本次状态请求命令的应答消息，则认为该地面电子设备回复超时，当该地面电子设备超时的次数达到一定值时，则监测模块向监测主机发送该地面电子设备己发生故障的信息。

进一步的，如图4所示，本实用新型调车专用的地面电子设备的监测系统中的监测模块具体还包括：数据获取单元，用于实现监测模块与调车专用的地面电子设备进行通信，从而接收室外的调车专用的地面电子设备发送的状态与报警信息。CAN通信单元，用于通过CAN总线与监测主机进行通信，将收到的信息发送给监测主机。地址分配单元，用于对监测模块分配地址信息，再由监测主机以不同的地址信息来区分和识别不同的监测模块。进一步的，所述监测模块还包括地址识别单元，用以识别该监测模块连接的多个调车专用的地面电子设备的地址。具体如下：每次监测模块获取了调车专用的地面电子设备的回复信息，先由地址识别单元提取回复信息的地址识别码，从而确定是哪个地面电子设备发送的回复信息。

本实用新型的具体实施例，如图5所示。电源屏为相应的调车信号机和调车专用的地面电子设备提供电源，同时，电源屏通过电力载波通信单元与监测模块连接，所述电力载波通信单元从电源屏的供电电缆获取调车专用的地面电子设备反馈的信息，从而仅基于现有的供电电缆来对调车专用的地面电子设备进行监测，实现了监测模块与室外的调车专用的地面电子设备之间的通信，避免了铺设额外的通信电缆。电源屏通过电力载波通信单元与监测模块连接的情况下，也需要在相应的调车专用的地面电子设备上安装第二电力载波通信单元，使得电源屏通过所述第二电力载波通信单元与所述调车专用的地面电子设备连接，实现调车专用的地面电子设备与监测模块之间的通信。

本实用新型的监测模块的进一步的实施例如图6所示，监测主机通过CAN通信单元(比如CAN总线)与监测模块的数据获取单元连接；所述数据获取单元与电力载波通信单元连接；电力载波通信单元通过供电电缆(由电源屏供电)与调车专用的地面电子设备连接(如图5所示)，并通过电力载波获取调车专用的地面电子设备的状态信息(所述状态信息可以作最宽泛的理解，比如可以包括线缆状态信息、接口状态信息、线缆报警信息、信号机报警信息、地面电子设备报警信息等)，处理后发送给数据获取单元；CAN通信单元从地址分配单元获取该监测模块的地址码，将该监测模块的地址码与从数据获取单元获取的状态信息一起通过CAN总线发送到监测主机，由监测主机从监测模块的地址码对应到确定的监测模块，将地面电子设备的状态信息提供给用户使用，从而利用供电电缆实现了监测模块对调车专用的地面电子设备的监测。

图7是本实用新型一个实施例的电力载波通信单元的电路图。图中Line1和Line2(内部载波信号接口端)连接数据获取单元，AC_L和AC_N连接外部供电电缆，并通过供电电缆与调车专用的地面电子设备、调车信号机及电源屏相连接。AC_L和AC_N为外部电力载波信号接口端，电力载波叠加在电力线上，信号从AC_L和AC_N进入后经电容C1(高通滤波，即只有高频的载波信号能通过，低频的50Hz被大幅衰减，因此电容C1也称高通滤波电容)，再经过载波变压器T1输出到数据获取单元。由于电容C1具有选频功能，可调节电容C1使其着重衰减电力线上的50Hz工频电压(本实施例中供电电缆采用220V交流电)，而对载波信号的衰减较小，双向稳压二极管D1并联在回路中吸收回路中多余的能量以保护载波变压器T1不会损坏，电容C1根据实际通信距离可以选择0.04μF～1μF之间，一般通信距离越远选择的电容值也越大；而如果电容C1小于0.04μF，则对载波信号的衰减将大大增加，这会使通信效果变差。载波变压器T1过滤掉电力线上的50Hz工频信号，而仅使95kHz～400kHz的载波信号可以被耦合进入数据获取单元中。例如，95kHz代表逻辑0，400kHz代表逻辑1，由95kHz的逻辑0和400kHz的逻辑1来传输信息。

进一步的，本实用新型中的监测模块还包括短路防护单元，用于确保当数据获取单元发送短路或其他故障时不会影响调车信号机的正常工作；如调车信号机的正常点灯功能以及断丝报警功能；同时也不会影响到调车专用的地面电子设备的正常工作。

在本实用新型中，监测系统中的一个监测主机对应着多个监测模块，支持并发通信；当监测系统上电工作时，监测主机向各个监测模块发送节点配置命令，直至收到监测模块回复的"节点配置状态为正常"的节点配置应答消息时，则停止对该监测模块的发送节点配置命令；此时监测主机则等待接收监测模块发送的其监测的各个地面电子设备的信息，并将各个地面电子设备的状态信息显示出来；同时该监测主机还记录与保存各个地面电子设备的状态信息与故障信息，提供历史信息查询与历史故障查询；其中监测主机向监测模块发送的节点配置命令具体是指监测主机给每个监测模块所连接的地面电子设备分配一个标识地址，以便于对各个地面电子设备的识别。

本实用新型提供的应用于调车专用的地面电子设备中的监测系统，能够监测调车专用的地面电子设备的工作状态(即从地面电子设备获取信息反馈)，当其出现故障时及时发出报警信息，从而保证了调车作业的安全。

本实用新型中各模块、单元均对应硬件，比如CAN通信单元可以是CAN总线，数据获取单元可以是各种微处理器(比如DSP、单片机等)，监测主机可以是工控机，电力载波通信单元可以是IT700PIM7A-FC型或ZPLC-10型电力载波通讯模块，地址分配单元及地址识别开关可以是布尔开关或逻辑门，等等。

总之，以上所述仅为本实用新型技术方案的较佳实施例而己，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种调车专用的地面电子设备的监测系统，其特征在于，所述监测系统安装在室内，包括一个监测主机与多个监测模块；

所述监测模块用于接收室外的调车专用的地面电子设备发送的状态信息，并将所述信息发送给监测主机；

所述监测主机用于分析接收到的所述信息，并显示所有被监测的调车专用的地面电子设备的状态，和/或发出必要的报警信息。

2.如权利要求1所述的监测系统，其特征在于，一个所述监测模块对应着一个电源屏模块；一个监测模块监测多个调车专用的地面电子设备。

3.如权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述监测模块具体包括：

数据获取单元，用于实现监测模块与调车专用的地面电子设备进行通信，从而接收室外的调车专用的地面电子设备发送的状态信息；

CAN通信单元，用于与监测主机进行通信，将收到的信息发送给监测主机；

地址分配单元，用于对监测模块分配地址信息，以不同的地址信息来区分不同的监测模块。

4.如权利要求3所述的监测系统，其特征在于，所述监测模块还包括地址识别单元，用以识别所述监测模块连接的多个调车专用的地面电子设备的地址。

5.如权利要求4所述的监测系统，其特征在于，所述监测模块还包括电力载波通信模块；所述数据获取单元与所述电力载波通信模块连接，所述电力载波通信模块通过供电电缆与调车专用的地面电子设备连接，并通过电力载波获取调车专用的地面电子设备的状态信息，发送给所述数据获取单元。

6.如权利要求5所述的监测系统，其特征在于，所述电力载波通信模块包括外部电力载波信号接口端，内部载波信号接口端，高通滤波电容，载波变压器；

所述外部电力载波信号接口端与供电电缆连接；所述内部载波信号接口端与所述数据获取单元连接；所述外部电力载波信号接口端与高通滤波电容连接，所述高通滤波电容用于衰减电力线的50Hz工频电压，而使载波信号通过；所述内部载波信号接口端通过载波变压器与连接了所述高通滤波电容的所述外部电力载波信号接口端连接，所述载波变压器使所述载波信号耦合进入所述数据获取单元。

7.如权利要求6所述的监测系统，其特征在于，所述高通滤波电容为0.04μF～1μF。

8.如权利要求5所述的监测系统，其特征在于，所述监测模块还包括短路防护单元，用于确保当数据获取单元发送短路或其他故障时不会影响调车信号机的正常工作。

9.如权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述监测主机还用于在上电之后即向各个监测模块发送节点配置命令，直至收到监测模块回复的“节点配置状态为正常”的节点配置应答消息时，则停止对该监测模块的发送节点配置命令，然后等待接收监测模块发送的信息。