CN206358163U - 一种新型列控车载设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种新型列控车载设备，包括：柜体、无线通讯单元、轨道电路接收单元、司法记录单元、应答器传输单元以及ATP列车自动防护主机；其中，所述无线通讯单元、所述轨道电路接收单元、所述司法记录单元所述应答器传输单元以及ATP主机依次按照由上到下的顺序依次安装在所述柜体上；所述无线通讯单元、所述轨道电路接收单元、所述司法记录单元、所述应答器传输单元通过所述ATP主机的接口模块与所述ATP主机相连接；所述ATP主机包括多个主板卡以及与所述多个主板卡一一对应的多个备用板卡，用于当所述多个主板卡中的任意一个出现故障时，自动切换到与该主板卡对应的备用板卡以实现热备冗余的功能。
Description
技术领域
本实用新型属于列车技术领域，尤其涉及一种新型列控车载设备。
背景技术
CTCS是Chinese Train Control System的英文缩写，中文意为中国列车运行控制系统。CTCS3-300T型列控车载设备是我国高速铁路重要的技术装备，是保障高速列车运行安全、可靠、高效的关键设备之一。
当列车运行速度接近当前限制速度时，列控车载设备将发出报警提示，提示司机降速，若当前速度超过当前限制速度，列控车载设备将输出制动命令，自动控制列车制动或停车。
但是，如果列车在行驶过程中，列控车载设备的ATP(Automatic TrainProtection)列车自动防护主机出现故障，会使得列控车载设备停机，导致列车停车。。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种新型列控车载设备，用于在列控车载设备的ATP主机出现故障时，可以自动切换到备系设备运行，保证列车的安全可靠行驶。
本实用新型提供了一种新型列控车载设备，包括：
柜体、无线通讯单元、轨道电路接收单元、司法记录单元、应答器传输单元以及ATP列车自动防护主机；
其中，所述无线通讯单元、所述轨道电路接收单元、所述司法记录单元所述应答器传输单元以及ATP主机依次按照由上到下的顺序依次安装在所述柜体上；
所述所述无线通讯单元、所述轨道电路接收单元、所述司法记录单元所述应答器传输单元通过所述ATP主机的接口模块与所述ATP主机相连接；
所述ATP主机包括多个主板卡以及与所述多个主板卡一一对应的多个备用板卡，用于当所述多个主板卡中的任意一个出现故障时，自动切换到与该主板卡对应的备用板卡以实现热备冗余的功能。
优选的，所述柜体中的每个设备两两之间均设置有散热隔板。
优选的，所述柜体为一体焊接式，并设置有金属材质的柜门。
优选的，所述柜门上设置有多个网孔。
优选的，所述柜体的顶部和底部设置有作为风道的孔。
优选的，与所述柜体的电源连接有滤波器。
优选的，所述柜体中的每个设备均通过单独的设置在所述柜体上的接地点接地。
优选的，所述柜体与列车接口使用重载连接器相连接。
优选的，所述柜体中设置有用于固定线缆的线槽和卡箍。
本实用新型提供了一种新型列控车载设备，包括：柜体、无线通讯单元、轨道电路接收单元、司法记录单元、应答器传输单元以及ATP列车自动防护主机；其中，所述无线通讯单元、所述轨道电路接收单元、所述司法记录单元所述应答器传输单元以及ATP主机依次按照由上到下的顺序依次安装在所述柜体上；所述所述无线通讯单元、所述轨道电路接收单元、所述司法记录单元所述应答器传输单元通过所述ATP主机的接口模块与所述ATP主机相连接；所述ATP主机包括多个主板卡以及与所述多个主板卡一一对应的多个备用板卡，用于当所述多个主板卡中的任意一个出现故障时，自动切换到与该主板卡对应的备用板卡以实现热备冗余的功能。由于ATP主机实现了热备冗余功能，因此，在列控车载设备的ATP主机中任意主板卡出现故障时，备板卡也可以正常在不切断电源的前提下启用，保障列车的安全行驶。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例中公开的一种新型列控车载设备的结构示意图；
图2是本申请实施例中公开的一种新型列控车载设备的另一种结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，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。
为了引用和清楚起见，下文中使用的技术名词的说明、简写或缩写总结如下：
CTCS-2：CTCS-2级列控系统(CTCS即Chinese Train Control System)；
CTCS-3：CTCS-3级列控系统(CTCS即Chinese Train Control System)；
ATP：列车自动防护装置((Automatic Train Protection)
GSSAP：通用安全信号应用平台(General Safe Signal Application Platform)
BTM：应答器传输模块(Balise Transmission Module)
JRU：司法记录单元(Juridical Recording Unit)
MT：车载电台(Mobile Terminal)
TCR：轨道电路信息读取器(Track Circuit Reader)
CAU：车载紧凑型天线单元(Compact Antenna Unit)
SIL4：安全认证等级-4(SIL即Safety Integrity Level)。
图1是本申请实施例中公开的一种新型列控车载设备的结构示意图。
参见图1所示，本申请公开的一种新型列控车载设备，包括：
柜体100、无线通讯单元101、轨道电路接收单元102、司法记录单元103、应答器传输单元104以及ATP列车自动防护主机105；
其中，所述无线通讯单元101、所述轨道电路接收单元102、所述司法记录单元103所述应答器传输单元104以及ATP主机105依次按照由上到下的顺序依次安装在所述柜体100上；
所述所述无线通讯单元101、所述轨道电路接收单元102、所述司法记录单元103所述应答器传输单元104通过所述ATP主机105的接口模块与所述ATP主机105相连接；
所述ATP主机105包括多个主板卡以及与所述多个主板卡一一对应的多个备用板卡，用于当所述多个主板卡中的任意一个出现故障时，自动切换到与该主板卡对应的备用板卡以实现热备冗余的功能。
本申请实施例中，ATP主机是基于GSSAP平台的设备，其可以看成是新型列控车载设备的中央处理单元，用于实现对采集的线路数据、列车数据进行处理分析，实时计算目标距离连续速度控制模式曲线，以此实现对列车超速的自动防护。
图2是本申请实施例中公开的一种新型列控车载设备的另一种结构示意图，结合图2，本申请实施例中的ATP主机具体包括：主控板、通信板、输入板、输出板、ProfiBus板、无线控制板(RCC)、记录板、电源板、大继电器板、小继电器板、IT板以及接口模块。
其中，主控板设置中央处理单元，用于实现C3/C2的核心应用功能(含测速测距模块、安全Profibus通信模块等)。
通信板设置数据处理单元，含串口、MVB接口、CAN口等，用于C3/C2单元与雷达、DMI、BTM、TCR等设备通信。
输入板用于实现对列车状态、制动反馈、速度脉冲信号的采集。
输出板用于实现ATP控制命令输出，尤其是将制动、切牵引等信号输出到继电器接口板。
ProfiBus板用于实现与C2单元及JRU单元的接口功能。
RCC板用于实现无线通信功能，用于CTCS-3级线路下的控车运行。
记录板用于实现ATP设备的数据记录功能。
电源板用于供电。
大继电器板用于输出紧急制动、全常用制动、JRU记录等相应信号，接入外部紧急制动反馈信号。
小继电器板：用于输出常用制动信号。接入外部休眠、激活、前/后向等输入信号。
IT板用于采集双路速传脉冲信号。
其中，接口模块包括有第一接口板、第二接口板和第三接口板。
第一接口板提供一路CAN口用于设备维护，可进行参数烧写、LOG下载；提供三路RS422接口用于TCR通信、雷达数据采集。
第二接口板提供两路MVB总线接口，两路ProfiBus总线接口用于总线通讯连接。
第三接口板提供两路CAN口用于BTM通讯；提供两路RS422接口用于MT数据通信。
无线通讯单元101，在本申请实施例中具体是GSM-R无线通讯单元MT，用于CTCS-3级线路下的控车运行，与ATP主机的第三接口板采用RS422接口通信。
轨道电路接收单元102在本申请实施例中具体是TCR(轨道电路读取器)，通过PUC(轨道电路接收线圈)接收轨道电路信息并在译码后传给ATP主机，与ATP主机的第三接口板采用RS422接口通信。
司法记录单元103(JRU)提供司法记录功能，用于运营维护及事故分析，记录数据可通过数据解析软件分析，与ATP主机的第二接口板通过ProfiBus总线进行通信。
应答器接收单元104可以是应答器信息传输模块(BTM)，用于接收处理应答器数据，用于给天线(CAU)发送信号激活地面应答器，并通过CAU读取应答器信息，解码后发给C3/C2主控单元,与ATP主机的第一接口板采用CAN总线接口通信。
需要说明的是，本申请实施例中，BTM是自主研发的设备，BTM相较于庞巴迪BTM设备具有体积小、成本低的优势。其集成了原有的两个庞巴迪BTM设备的全部功能，且不用在占用列车的空间。
需要说明的是，GSSAP平台在硬件配置上为双套冗余配置，在软件实现上为热备冗余设计，即每套设备由左、右两系构成互为备用，其中一系工作于主用模式，另一系自动处于备用模式。当主用设备发生故障系统自动切换到备系，不会对设备运行造成影响。
具体到本申请实施例中，无线通讯单元101、轨道电路接收单元102、应答器传输单元104均是主、备双系设置，当其中一系出现故障时，自动切换到另一系进行数据的传输。
需要说明的是，本申请实施例中，实现的是热备冗余，即在主系工作时，备系是加电状态，其与主系的设备具有相同的功能，只是在主系设备工作时不对数据进行处理和发送。在主系设备出现故障时，不需要将其中一套设备断电后另一套设备加电的过程。
另外，本申请实施例中还包括有DMI设备，DMI设备通过MVB总线与ATP主机连接，实现人机交互功能。DMI软件基于既有车载DMI应用软件适配开发。
可以看出，由于ATP主机实现了热备冗余功能，因此，在列控车载设备的ATP主机中任意主板卡出现故障时，备板卡也可以正常在不切断电源的前提下启用，保障列车的安全行驶。并且，由于主要设备均是采用双系设置，因此，整个车载设备均可以实现热备冗余的功能，当任意设备出现故障时，均不再需要断电，即可完成切换，可以保证列车的正常行驶。
优选的，所述柜体中的每个设备两两之间均设置有散热隔板。
本申请实施例中，在柜体中，每个设备之间均可以设置散热隔板，且设备是根据发热量由下至上依次安装，这样的设置方式可以提高产品的散热性能。
所述散热隔板的厚度优选为1/3U，材质可以是导热性能好的镀铜或镀铝的塑料或玻璃钢。当然，还可以是散热片或液冷装置。
优选的，所述柜体为一体焊接式，并设置有金属材质的柜门。
优选的，所述柜门上设置有多个网孔。
优选的，与所述柜体的电源连接有滤波器。
本申请实施例中，为了提高产品的EMC性能，采用了一体焊接式柜体，且设置有柜门，柜门采用金属材料与柜体良好接触，提高柜体对外界干扰的隔离，同时防止柜内单元设备干扰的泄放。
柜门采用网孔式结构，提高产品EMC性能的同时可以通过网孔观察柜内设备状态，而且网孔式设计不影响设备整体的散热性能。
本申请实施例中，为了提高设备的EMC性能，提高抗干扰能力，在电源端口增加了抗干扰能力的滤波器。
优选的，所述柜体的顶部和底部设置有作为风道的孔。
本申请实施例中，为了提高设备环境实验的效果，优选的在机柜的各个角开孔，作为设备的通风通道，可以对设备起到进一步的散热效果。
优选的，所述柜体中的每个设备均通过单独的设置在所述柜体上的接地点接地。
本申请实施例中，为了提高产品的干扰泄放效率，柜体中的每个设备均通过单独的设置在所述柜体上的接地点接地。
柜体中，所有设备在就近位置设置有接地点，来保证柜体中每个单元的干扰高效泄放。并且，由于BTM是对干扰较为敏感的设备，因此，采用了在BMT左右两端均设置接地点的结构，用来提高干扰的泄放效率。
优选的，所述柜体与列车接口使用重载连接器相连接。
优选的，所述柜体中设置有用于固定线缆的线槽和卡箍。
本申请实施例中，为了提高设备的可维护性，柜体与车辆接口使用重载连接器，重载连接器具有可靠性高、拆装方便的特点；并且，柜体中各个设备的导线和走线设计均可以通过线槽和卡箍完成，根据线槽布局安排走线，所有走线均以拆装不影响非相关设备为前提，保证在进行设备维护阶段由于走线布局导致的不相关设备及信号线的拆装。进而提高了设备的可维护性。
可以看出，本申请实施例可以实现如下效果：
1、在现有的CTCS3-300T型列控车载设备中，并没有实现两系设备的全套冗余，也并没有实现两系的热备，因此如果车载设备故障必然会出现列车停车的情况。本实用新型的热备冗余设计规避了上述问题，热备冗余能够实现故障的自动切换并不会导致故障停车。
2、本实用新型的结构设计采用了一体焊接式柜体、增加了柜门，相较于现有的CTCS3-300T型列控车载设备提高了产品的EMC性能。
3、本实用新型将列车接口由CTCS3-300T型列控车载设备的端子组合改为重载连接器，由于端子组合需要单根信号线依次连接而重载连接器仅需要整体插拔所以极大的减少了柜外配线的安装风险，提高了产品后续的可维护性。
4、本实用新型将设备按照发热量由下至上依次安装，并且在发热量大的设备之间增加了1/3U的隔板用于散热，提高了产品的散热性能。
5、本实用新型优化了产品的接地性能，对于容易受到干扰的BTM设备，采用双端接地设计。
6、本实用新型采用自主化BTM相较于庞巴迪BTM设备具有体积小、成本低的优势。自主化BTM采用3U组匣设计，单台集成2系独立的BTM系统，将CTCS3-300T型列控车载设备安装在柜外的两台BTM优化为在柜内安装1台(双系)自主化BTM，优化了设备空间提高了设备的可维护性。
可以理解的是，本申请实施例中ATP主机还与列控车载设备之外的雷达、速传、轨道电路接收单元TCR(图中未示出)相连接，用于速度距离信息的采集，具体可以采用双雷达、双速传实现。速传与ATP主机采用IO接口通讯，雷达与ATP主机采用RS422接口通讯。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种新型列控车载设备，其特征在于，包括：
柜体、无线通讯单元、轨道电路接收单元、司法记录单元、应答器传输单元以及ATP列车自动防护主机；
其中，所述无线通讯单元、所述轨道电路接收单元、所述司法记录单元所述应答器传输单元以及ATP主机依次按照由上到下的顺序依次安装在所述柜体上；
所述无线通讯单元、所述轨道电路接收单元、所述司法记录单元所述应答器传输单元通过所述ATP主机的接口模块与所述ATP主机相连接；
所述ATP主机包括多个主板卡以及与所述多个主板卡一一对应的多个备用板卡，用于当所述多个主板卡中的任意一个出现故障时，自动切换到与该主板卡对应的备用板卡以实现热备冗余的功能。
2.根据权利要求1所述的新型列控车载设备，其特征在于，所述柜体中的每个设备两两之间均设置有散热隔板。
3.根据权利要求1所述的新型列控车载设备，其特征在于，所述柜体为一体焊接式，并设置有金属材质的柜门。
4.根据权利要求3所述的新型列控车载设备，其特征在于，所述柜门上设置有多个网孔。
5.根据权利要求3所述的新型列控车载设备，其特征在于，所述柜体的顶部和底部设置有作为风道的孔。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的新型列控车载设备，其特征在于，与所述柜体的电源连接有滤波器。
7.根据权利要求1至5任意一项所述的新型列控车载设备，其特征在于，所述柜体中的每个设备均通过单独的设置在所述柜体上的接地点接地。
8.根据权利要求1至5任意一项所述的新型列控车载设备，其特征在于，所述柜体与列车接口使用重载连接器相连接。
9.根据权利要求1至5任意一项所述的新型列控车载设备，其特征在于，所述柜体中设置有用于固定线缆的线槽和卡箍。
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