CN215752435U - 城市轨道交通tbtc系统车载atp仿真装置 - Google Patents

Abstract

一种城市轨道交通TBTC系统车载ATP仿真装置，包括电源板以及分别与电源板连接的传感器模块、SD卡、数字输入板、汇集中断板、轨道电路信息接收板、中央处理器板、数字输出板和显示模块，该传感器模块和SD卡的输出端分别依次通过数字输入板、汇集中断板和轨道电路信息接收板与中央处理器板的输入端连接，中央处理器板的输出端分别与数字输出板和显示模块的输入端连接。该仿真装置对城市轨道交通TBTC系统车载ATP进行模拟仿真，且结构简单、成本低、维护简便、便于教学、实用性强。

Description

城市轨道交通TBTC系统车载ATP仿真装置

技术领域

本实用新型涉及仿真技术领域，具体涉及城市轨道交通TBTC系统车载ATP仿真装置。

背景技术

基于轨道电路的列车自动控制（TBTC）系统是城市轨道交通信号系统重要的组成部分，最核心的子系统是列车自动防护（ATP）子系统，其利用数字编码轨道电路在列车与轨道间连续进行信息通信，包括线路允许速度、目标速度、目标距离、线路坡度等信息，结合列车性能参数计算列车速度监控曲线，曲线反映列车运行前方的限制速度，将列车实际速度与曲线限制速度进行实时比较，当列车实际速度超过限速后，由制动装置控制列车制动系统制动，以达到列车在停车点前停车或者在限速点前将列车实际速度限制在限速值以下的目的，实现准移动闭塞，车载ATP设备主要有列车测速定位、速度监督与超速防护、停车点防护、列车追踪间隔控制、后溜防护等功能。

目前尚无针对城市轨道交通TBTC系统车载ATP的仿真装置，与本申请最接近的技术是城市轨道交通列车运行控制系统广泛应用的车载ATP控制技术，该技术存在不足：建立城市轨道交通控制实训室，车载ATP是必不可少的重要组成部分，由于TBTC系统车载ATP是列车运行自动控制设备，需要通过轨道电路以报文的方式传输到车载，由车载ATP处理数字轨道电路信息后，实时计算列车的限制速度，不断检测列车速度和获取列车位置信息，有效地控制列车，动态保持安全追踪间隔和实施超速防护，从而保证行车安全，提高行车效率，如全部采购，造价较高；另外，如果和地铁列车运行自动控制系统的其它设备配套，系统庞杂，维护费用较高，不利于城市轨道通信信号技术专业地铁列车自动控制技术课程的教学，不符合高职实践教学“够用，适用”的原则。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种城市轨道交通TBTC系统车载ATP仿真装置，以克服已有技术所存在的上述不足。

本实用新型采取的技术方案是：一种城市轨道交通TBTC系统车载ATP仿真装置，包括电源板，其特征在于：还包括分别与电源板连接的传感器模块、SD卡、数字输入板、汇集中断板、轨道电路信息接收板、中央处理器板、数字输出板和显示模块，该传感器模块和SD卡的输出端分别依次通过数字输入板、汇集中断板和轨道电路信息接收板与中央处理器板的输入端连接，中央处理器板的输出端分别与数字输出板和显示模块的输入端连接。

其进一步技术方案是：所述传感器模块包括光电测速传感器，该光电测速传感器的输出端与数字输入板的输入端连接。

其再进一步技术方案是：所述中央处理器板包括STC12C5A60S2单片机。

其再进一步技术方案是：所述显示模块包括TFT显示模块，该TFT显示模块的输入端与STC12C5A60S2单片机的输出端连接。

其更进一步技术方案是：所述电源板、数字输入板、汇集中断板、轨道电路信息接收板、中央处理器板、数字输出板还分别设有仿真显示面板，该仿真显示面板均与STC12C5A60S2单片机连接。

由于采取上述技术方案，本实用新型之城市轨道交通TBTC系统车载ATP仿真装置具有以下有益效果：

1.对城市轨道交通TBTC系统车载ATP进行模拟仿真：

本实用新型运用中央处理器板的STC12C5A60S2单片机模拟城市轨道交通车载ATP，采用传感器模块进行测速，采用SD卡存储数字编码轨道电路的线路参数、目标速度、线路坡度和列车性能参数等信息，SD卡提供的信息采用在芯片中预先存储的方式，再由数字输入板和SD卡连接采集轨道电路模拟数据，数字输入板把编码轨道电路的信号进行调理和协议转换，由轨道电路信息接收板进行预处理，输入给中央处理器板的STC12C5A60S2单片机进行处理，作为列车运速度监控曲线的计算数据，STC12C5A60S2单片机进行测速定位后，算出目标距离，结合列车性能参数和线路参数、目标速度、线路坡度等信息计算出列车速度监控曲线，并在TFT显示模块上显示速度监控曲线、目标距离、驾驶模式和列车实际速度等，仿真实现城市轨道交通车载ATP的功能。

2.结构简单、成本低、维护简便：

本实用新型是一种基于单片机的城市轨道交通TBTC系统车载ATP仿真装置，为了建设城市轨道交通列车运行控制实验实训室，降低成本；同时以低成本的STC12C5A60S2单片机为主控核心研制车载ATP的中央处理器板，加上车载ATP仿真的电源板、轨道电路信息接收板、汇集中断板、数字输入板、数字输出板等板卡以及传感器模块、SD卡、显示模块等组成，结构简单、成本低，可靠性高，维护简便。

3.便于教学、实用性强：

本实用新型采用的电源板、中央处理器板、轨道电路信息接收板、汇集中断板、数字输入板、数字输出板等板卡设置的仿真显示面板和现场实际面板显示一致，便于学生观察设备状态和参数测量，满足城市轨道交通通信信号技术专业列车运行控制技术的课程教学，使学生熟练掌握城市轨道交通车载ATP的设备结构和工作原理，熟悉地铁列车运行控制系统的组成和逻辑关系，并通过训练掌握城市轨道交通车载ATP的故障查找方法，为今后的工作打下良好的基础，实用性强。

附图说明

图1为本实用新型之城市轨道交通TBTC系统车载ATP仿真装置的结构框图；

图2为某时刻的列车速度监控曲线（限速曲线）示意图；

图3为TFT显示模块界面布局图。

具体实施方式

实施例：

一种城市轨道交通TBTC系统车载ATP仿真装置，包括电源板，以及分别与电源板连接的传感器模块、SD卡、数字输入板、汇集中断板、轨道电路信息接收板、中央处理器板、数字输出板和显示模块，该传感器模块和SD卡的输出端分别依次通过数字输入板、汇集中断板和轨道电路信息接收板与中央处理器板的输入端连接，中央处理器板的输出端分别与数字输出板和显示模块的输入端连接；

所述电源板采用桥式整流电路和稳压电路，得到5V、3.3V、±12V的电压，桥式整流电路和稳压电路均为常见电路，不再赘述；

所述传感器模块包括光电测速传感器，该光电测速传感器的输出端与数字输入板的输入端连接，光电测速传感器用于测速，测得的数据经数字输入板处理后最终传给中央处理器板；

所述SD卡用于存储数字编码轨道电路的线路参数、目标速度、线路坡度和列车性能参数等信息，SD卡提供的信息采用在芯片中预先存储的方式；

所述中央处理器板包括STC12C5A60S2单片机；

所述显示模块包括TFT显示模块，该TFT显示模块的输入端与STC12C5A60S2单片机的输出端连接；

所述电源板、数字输入板、汇集中断板、轨道电路信息接收板、中央处理器板、数字输出板还分别设有仿真显示面板，该仿真显示面板均与STC12C5A60S2单片机连接，即由STC12C5A60S2单片机控制, 仿真显示面板和现场实际面板显示一致。

本实用新型的工作原理：

采用光电测速传感器测速，采用SD卡存储数字编码轨道电路传输的线路参数、目标速度、线路坡度和列车性能参数等信息，该信息在芯片中预先存储，车载ATP启动时，初始位置定为K00+000米，车载ATP由数字输入板和SD卡连接采集轨道电路模拟数据，数字输入板把编码轨道电路的信号进行调理和协议转换，由轨道电路信息接收板进行预处理，输入给中央处理器板的STC12C5A60S2单片机进行处理，作为列车运速度监控曲线的计算数据，STC12C5A60S2单片机进行测速定位后，由速度计算出列车走行的距离，初始位置加上走行距离可得到列车的实时定位，从而由SD卡提供的停车点算出目标距离，结合SD卡提供的列车性能参数和线路参数、目标速度、线路坡度等信息计算出列车速度监控曲线，并在TFT显示模块上显示速度监控曲线、目标距离、驾驶模式和列车实际速度等信息。

Claims (5)

1.一种城市轨道交通TBTC系统车载ATP仿真装置，包括电源板，其特征在于：还包括分别与电源板连接的传感器模块、SD卡、数字输入板、汇集中断板、轨道电路信息接收板、中央处理器板、数字输出板和显示模块，该传感器模块和SD卡的输出端分别依次通过数字输入板、汇集中断板和轨道电路信息接收板与中央处理器板的输入端连接，中央处理器板的输出端分别与数字输出板和显示模块的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的城市轨道交通TBTC系统车载ATP仿真装置，其特征在于：所述传感器模块包括光电测速传感器，该光电测速传感器的输出端与数字输入板的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的城市轨道交通TBTC系统车载ATP仿真装置，其特征在于：所述中央处理器板包括STC12C5A60S2单片机。

4.根据权利要求3所述的城市轨道交通TBTC系统车载ATP仿真装置，其特征在于：所述显示模块包括TFT显示模块，该TFT显示模块的输入端与STC12C5A60S2单片机的输出端连接。

5.根据权利要求4所述的城市轨道交通TBTC系统车载ATP仿真装置，其特征在于：所述电源板、数字输入板、汇集中断板、轨道电路信息接收板、中央处理器板、数字输出板还分别设有仿真显示面板，该仿真显示面板均与STC12C5A60S2单片机连接。

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