CN205186191U - 一种列车运行监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种列车运行监控系统，包括主机单元，与主机单元相连的人机界面单元、扩展单元，还包括系统设置的与地面应答器进行信息传输的应答器传输模块接口、与地面信号机进行通信的轨道信息单元接口、与机车车载的传感器进行通信的传感器模块接口，主机单元采用二乘二取二的插件式结构，包括两个独立的工作系，扩展单元为插件式结构。本实用新型的集成度高，采用二乘二取二安全架构的设计，使系统的安全性提高，并且系统采用多种通信方式，接口丰富灵活，同时采用插件式的结构设计，系统的安装简化，可维护性强。

Description

一种列车运行监控系统

技术领域

本实用新型设计LKJ系统，尤其涉及一种新型的具有高安全性与效率的列车运行监控系统。

背景技术

现有的列车运行监控系统中，采用的是双机冗余的主机控制方式，在铁路新的运营需求下，安全性能与可靠性能无法满足目前及可预期范围内的应用需求，同时现有的扩展单元中，采用的是直接连接多个设备到主机中的方式，容易出现问题，按期按性能不高，可维护性也较差；同时现有的LKJ中，使用CAN通信进行人机界面与主机的通信，在进行大数据更新转存时，传输效率不高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于提供一种安全性高、可靠性高、易维护的列车运行监控系统，以解决现有技术存在的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种列车运行监控系统，包括主机单元，与主机单元相连的人机界面单元和扩展单元，同时还包括系统设置的与地面应答器进行信息传输的应答器传输模块接口、与地面信号机进行通信的轨道信息单元接口、与机车车载的传感器进行通信的传感器模块接口，所述的主机单元采用二乘二取二的结构，包括两个独立的工作系，所述扩展单元为插件式结构。

所述二乘二取二的主机单元为插件式结构，在母板的插件接口上安装有两系完全独立并且构成相同的插件系统，所述插件系统包括电源插件、数字量入插件、模拟量出插件、通信插件、主控插件输出检测插件，

所述主机单元的插件结构的母板的插件接口上安装有一个制动输出检测插件、一个隔离开关插件和两个冗余的记录插件，所述每系插件系统中的电源插件均通过转换外部机车电源为本系中的数字量入插件、模拟量出插件、通信插件、主控插件、输出检测插件供电，同时两系插件系统中的电源插件均为母板上的制动输出插件、两个冗余的记录插件供电。

两个冗余的记录插件中，每个记录插件均通过SMBUS与每系的电源插件、数字量入插件、模拟量出插件、通信插件、主控插件、输出检测插件进行通信，同时每个记录插件均与制动输出插件、隔离开关插件进行通信，并且两个记录插件之间通过串行通信接口进行通信。

插件式结构的扩展单元包在母板的插件接口中安装的两套插件单元，所述插件单元包括电源插件、平面调车插件、主控插件，在母板的插件接口中还安装有数模转换插件、数据交换插件、无线通信插件。

在母板的插件接口中还安装有GSM-R插件。

所述扩展单元中还设置有与LAIS主机进行通信的接口、进行功能扩展的接口。

所述人机界面单元包括冗余的两个人机界面单元，每个人机界面单元中均安装有一个CPU，每个人机界面单元的CPU均与主机单元的二乘二取二系统的两个二取二计算机主机进行通信。

所述人机界面单元通过光纤与主机单元进行通信。

本实用新型的有益效果：本实用新型的集成度高，采用二乘二取二安全架构的设计，使系统的安全性提高，并且系统采用多种通信方式，接口丰富灵活，同时采用插件式的结构设计，系统的安装简化，可维护性强。

附图说明

图1为主机构成示意图。

图2为主机内部架构图。

图3为主机单元中插件排列示意图。

图4为主机单元母板、背板、插件的连接示意图。

图5为主机单元电源插件与各插件之间的连接示意图。

图6为扩展单元的插件式结构图。

具体实施方式

下面结合附图1~6和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

如图1、图2所示，本实用新型提供一种列车运行监控系统，包括主机单元，与主机单元相连的人机界面单元、扩展单元，同时还包括系统设置的与地面应答器进行信息传输的应答器传输模块接口、与地面信号机进行通信的轨道信息单元接口、与机车车载的传感器进行通信的传感器模块接口，具体来说，系统在各个单元设置的对外的接口包括：用于接收安装于不同轴端的转速传感器的信息的速度传感器端口，接收安装于列车管、闸缸、均衡风缸的压力传感器信息的压力传感器接口，获取采油机转速信息的柴速传感器接口，采集机车工况信息的机车工况接口，与DMI进行通信的DMI通信接口，与扩展单元进行通信的扩展单元通信接口，获取机车信号信息码、载频信息、绝缘节信息的机车信号通信接口、获取地面应答器报文信息的BTM通信接口、与其他ATP设备进行通信的ATP通信接口，获取EMU设备信息的EMU通信接口、用于程序及数据文件的换装的程序换装接口、电源接口。

本实用新型系统的主机单元包括为各功能模块供电的供电模块，进行信息处理与指令输出的安全计算机模块，执行安全计算机模块命令的制动输出模块，采集处理信息并与外部设备通信的信息采集处理模块，对列车信息进行记录的记录维护模块，安全计算机模块与信息采集处理模块、制动输出模块、记录维护模块相连。

本实用新型系统中的主机单元采用二乘二取二的结构，安全计算机模块包括冗余的两个结构与功能均相同的2取2计算机主机，信息采集处理模块包括两套相互冗余的信息采集处理单元，每个2取2计算机主机的两个CPU均连接一个信息采集处理单元，两套2取2计算机主机与所连接的信息采集处理单元构成两套独立的工作系，两个独立的工作系通过冗余的双路CAN总线进行通信，记录维护模块、制动输出模块同时与两套工作系的2取2计算机主机相连，电源模块包括相互冗余的两套电源，它们分别为两套独立的工作系供电，记录维护模块包括冗余的两套记录维护单元，并且两套记录维护单元与安全计算机模块之间通过串口通信相连，两套记录维护单元均与两个2取2计算机主机相连。

上述主机单元的两个独立工作系并行运行，一系输出制动则系统制动，当一系故障时，本系的故障继电器动作，切除故障系的控制，将系统交由正常系控制，双系之间的切换没有延时。

如图3、图4所示，在本实用新型中，二乘二取二的主机单元为插件式结构，在插件式主机单元中，包括通过板对板连接器连接的母板和背板，背板通过设备接口分别连接机车外部的速度传感器、压力传感器、机车信号、人机界面单元等，母板上设置插件接口，在插件接口上安装有两系完全独立并且构成相同的插件系统，母板的插件接口上还安装有一个制动输出检测插件、一个隔离开关插件和两个冗余的记录插件，如图所示的实施例中，从左到右依次安装有Ⅰ系的电源插件Ⅰ、数字量入插件Ⅰ、模拟量入插件Ⅰ、通信插件Ⅰ、主控插件Ⅰ、输出检测插件Ⅰ，制动输出插件Ⅰ，Ⅱ系的输出检测插件Ⅱ、主控插件Ⅱ、通信插件Ⅱ、模拟量出插件Ⅱ、数字量入插件Ⅱ、电源插件Ⅱ，然后连接冗余的记录插件A、记录插件B和隔离开关插件。主控插件Ⅰ和主控插件Ⅱ中均包含两个CPU，这两个CPU同时工作并相互冗余。

电源插件与外部的机车电源连接，将外部的机车电源转换后，为外部的速度传感器、压力传感器供电，同时各系的电源插件均为本系中的数字量入插件、模拟量出插件、通信插件、主控插件、输出检测插件供电，并且两系插件系统中的电源插件同时为母板上的制动输出插件、两个冗余的记录插件供电。

如图5所示，插件式结构的扩展单元的背板设置与外部进行通信的设备接口，如与外部的LAIS设备、主机单元、TAX单元进行通信的接口，在母板的插件接口中安装有两套插件单元，每套插件单元均包括电源插件、平面调车插件、主控插件，在母板的插件接口中还安装有数模转换插件、数据交换插件、无线通信插件、功能扩展插件和预留的可用作其它用途的插件的接口。如图1所示，为本实用新型的一个实施例的插件连接示意图，如图中所示的，从左到右依次是电源插件I、电源插件II、功能扩展插件、平面调车插件I、平面调车插件II、数模转换插件、预留接口I、预留接口II、主控插件I、主控插件II、数据交换插件、无线通信插件、GSM-R插件。

如图6所示，上述扩展单元内部的各插件之间通过冗余型的双路CAN进行通信，便于统一管理，CAN通信均为双路冗余结构，可靠性增强；通信方式为主从式，主控插件为主，其他插件为从。GSM-R插件可以便捷的与外部进行通信，主控插件I和主控插件II使用以太网与外部的LAIS单元通信连接，通信方式更加灵活，在通信过程中，它们通过数据交换插件进行数据交换以后与LAIS设备进行通信。主控插件I和主控插件II通过两路外CAN总线与TAX单元进行通信。扩展单元连接在主机单元，主要与主机单元进行通信，它们进行通信时，平面调车插件I、平面调车插件II、无线通信插件通过双路外CAN总线与主机单元的通信插件进行通信，主控插件I、主控插件II、数据交换插件、无线通信插件同时与主机单元的记录插件A与记录插件B进行通信。扩展单元到LAIS单元的网络总线与扩展单元到主机单元的网络总线隔离，各自通信不影响对方。

人机界面单元包括冗余的两个人机界面单元，每个人机界面单元中均安装有一个CPU，每个人机界面单元的CPU均与主机单元的二乘二取二系统的两个二取二计算机主机进行通信。人机界面单元和主机单元之间的物理链路使用铠装光缆连接，采用光信号传输，光传输可避免电磁干扰影响，可以从介质上保证了系统的高抗干扰能力，优于LKJ2000的电信号传输。

Claims (9)

1.一种列车运行监控系统，其特征在于：包括主机单元，与主机单元相连的人机界面单元和扩展单元，还包括系统设置的与地面应答器进行信息传输的应答器传输模块接口、与地面信号机进行通信的轨道信息单元接口、与机车车载的传感器进行通信的传感器模块接口，所述的主机单元采用二乘二取二的结构，包括两个独立的工作系，所述扩展单元为插件式结构。

2.根据权利要求1所述的列车运行监控系统，其特征在于：所述二乘二取二的主机单元为插件式结构，在母板的插件接口上安装有两系完全独立并且构成相同的插件系统，所述插件系统包括电源插件、数字量入插件、模拟量出插件、通信插件、主控插件输出检测插件。

3.根据权利要求2所述的列车运行监控系统，其特征在于：所述主机单元的插件结构的母板的插件接口上安装有一个制动输出检测插件、一个隔离开关插件和两个冗余的记录插件，所述每系插件系统中的电源插件均通过转换外部机车电源为本系中的数字量入插件、模拟量出插件、通信插件、主控插件、输出检测插件供电，同时两系插件系统中的电源插件均为母板上的制动输出插件、两个冗余的记录插件供电。

4.根据权利要求3所述的列车运行监控系统，其特征在于：两个冗余的记录插件中，每个记录插件均通过SMBUS与每系的电源插件、数字量入插件、模拟量出插件、通信插件、主控插件、输出检测插件进行通信，同时每个记录插件均与制动输出插件、隔离开关插件进行通信，并且两个记录插件之间通过串行通信接口进行通信。

5.根据权利要求1所述的列车运行监控系统，其特征在于：所述插件式结构的扩展单元包在母板的插件接口中安装的两套插件单元，所述插件单元包括电源插件、平面调车插件、主控插件，在母板的插件接口中还安装有数模转换插件、数据交换插件、无线通信插件。

6.根据权利要求5所述的列车运行监控系统的插件式扩展单元，其特征在于：在母板的插件接口中还安装有GSM-R插件。

7.根据权利要求5所述的列车运行监控系统的插件式扩展单元，其特征在于：所述扩展单元中还设置有与LAIS主机进行通信的接口、进行功能扩展的接口。

8.根据权利要求1所述的列车运行监控系统，其特征在于：所述人机界面单元包括冗余的两个人机界面单元，每个人机界面单元中均安装有一个CPU，每个人机界面单元的CPU均与主机单元的二乘二取二系统的两个二取二计算机主机进行通信。

9.根据权利要求7所述的列车运行监控系统，其特征在于：所述人机界面单元通过光纤与主机单元进行通信。