CN216622983U - 机车仿真装置以及机车仿真系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种机车仿真装置以及机车仿真系统。机车仿真系统包括列车运行监控记录装置，机车仿真装置包括：控制模块，用于根据仿真参数输出列车状态信号；信号处理模块，信号处理模块的输入端与控制模块连接，信号处理模块的输出端与列车运行监控记录装置连接，用于对列车状态信号进行信号处理后输出；列车运行监控记录装置用于根据经过信号处理的列车状态信号输出列车运行信号；电平变换模块，电平变换模块的输入端与列车运行监控记录装置连接，电平变换模块的输出端与控制模块连接，用于对列车运行信号进行电平变换后输出。该机车仿真装置大大提高了机车驾驶培训的逼真度。

Description

机车仿真装置以及机车仿真系统

技术领域

本申请涉及铁路作业仿真训练技术领域，特别是涉及一种机车仿真装置以及机车仿真系统。

背景技术

随着中国经济的快速发展，对铁路运输的需求量也在日益增加，铁路运输的发展着重于高速铁路和重载铁路。在培训铁路机车的驾驶员的情况下，往往需要受训人员继续在真实机车上实习，由师傅传帮带。这样既没有大量减少真车实习，也没有减少人员负担。时间成本、开机/开车成本并没有明显改善。培训效率也较低。为解决上述问题，也存在通过仿真装置来进行驾驶训练的方案，但传统技术中的仿真装置存在和实际驾驶场景差别较大、仿真逼真度较低的问题。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种仿真度高的机车仿真装置和机车仿真系统。

一方面，本实用新型实施例提供一种机车仿真装置，应用于机车仿真系统，机车仿真系统包括列车运行监控记录装置，机车仿真装置包括：控制模块，用于根据仿真参数输出列车状态信号；信号处理模块，信号处理模块的输入端与控制模块连接，信号处理模块的输出端与列车运行监控记录装置连接，用于对列车状态信号进行信号处理后输出；列车运行监控记录装置用于根据经过信号处理的列车状态信号输出列车运行信号；电平变换模块，电平变换模块的输入端与列车运行监控记录装置连接，电平变换模块的输出端与控制模块连接，用于对列车运行信号进行电平变换后输出。

在其中一个实施例中，机车仿真系统还包括仿真上位机，仿真上位机用于输出仿真参数，机车仿真装置与仿真上位机通信连接。

在其中一个实施例中，列车状态信号包括管压频率信号，信号处理模块包括频率电压转换单元，频率电压转换单元用于将管压频率信号转换为管压电压信号后输出至列车运行监控记录装置。

在其中一个实施例中，信号处理模块还包括第一光电隔离单元，管压频率信号经过第一光电隔离单元输出至频率电压转换单元。

在其中一个实施例中，列车状态信号包括车速信号，信号处理模块包括第二光电隔离单元，车速信号经过第二光电隔离单元输出至列车运行监控记录装置。

在其中一个实施例中，列车运行信号的电压为第一电压，电平变换模块包括电压源、第三光电隔离单元以及上拉电阻；电压源用于输出第二电压的信号；第三光电隔离单元的第一输入端与列车运行监控记录装置连接，第三光电隔离单元的第二输入端与地连接，第三光电隔离单元的第一输出端通过上拉电阻与电压源连接，第三光电隔离单元的第二输出端与地连接。

在其中一个实施例中，控制模块与仿真上位机通过串口通讯模块、网络通信模块或总线收发模块与中的一种或几种仿真计算机通信连接。

在其中一个实施例中，仿真计算机与数据总线连接；总线收发模块包括总线收发器，总线收发器的数据接收引脚与控制模块的数据输出引脚连接，总线收发器的数据发送引脚与控制模块的数据输入引脚连接，总线收发器的第一总线连接引脚和总线收发器的第二总线连接引脚分别与数据总线连接。

在其中一个实施例中，数据总线为CAN总线。

另一方面，本实用新型实施例提供一种机车仿真系统，包括：如上述任一实施例所述的机车仿真装置；列车运行监控记录装置，与机车仿真装置连接，用于根据经过信号处理的列车状态信号输出列车运行信号。

基于上述任一实施例，利用机车仿真装置与用于真实机车上的列车运行监控记录装置完全相同的列车运行监控记录装置交互，列车运行监控记录装置可以为受训人员提供与真实驾驶时相同的列车运行信号，因此本申请的机车仿真装置大大提高了利用仿真装置进行机车驾驶培训时的逼真度，更好地模拟了实际驾驶场景。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为一个实施例中机车仿真装置的结构框图；

图2为一个实施例中机车仿真系统的结构框图；

图3为一个实施例中串口通讯模块的电路示意图；

图4为一个实施例总线收发模块的电路示意图；

图5为一个实施例中网络通信模块的电路示意图；

图6为一个实施例中信号处理模块的电路示意图；

图7为另一个实施例中信号处理模块的电路示意图；

图8为一个实施例中电平变换模块的电路示意图；

图9为一个实施例中数字量输出模块的电路示意图；

图10为一个实施例中模拟量采集模块的电路示意图；

图11为一个实施例中电源模块的电路示意图；

图12为一个实施例中控制模块的电路示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。

空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

本实用新型实施例提供一种机车仿真装置，应用于机车仿真系统，机车仿真系统包括列车运行监控记录装置，列车运行监控记录装置用于在获取到列车的状态信息后反馈列车运行信号，即反馈卸载、减压、关风、紧急制动等和制动有关的信号。列车运行监控记录在各式机车上都有着广泛应用，如LKJ2000S型列车运行监控记录装置。如图1所示，机车仿真装置10包括控制模块11、信号处理模块13以及电平变换模块15。控制模块用于根据仿真参数输出列车状态信号。可以理解，仿真参数为机车驾驶训练人员为模仿现实各类驾驶情况所设置的和列车状态有关的参数，控制模块11可以将这些参数转换为相应的电信号。列车状态信号包括机车工况信号、机车速度信号、列车管压力信号等。根据仿真参数生成列车状态信号在本领域有较为成熟的研究，可采用现有的任意一种方式实现。

信号处理模块13的输入端与控制模块11连接，信号处理模块13的输出端与列车运行监控记录装置30连接，信号处理模块13用于对列车状态信号进行信号处理后输出。可以理解，由于列车运行监控记录装置30所能接收和处理的信号和控制模块11输出的列车状态信号不匹配，信号处理模块13即可将列车状态信号转换为与列车运行监控记录装置30匹配的信号类型。列车运行监控记录装置30在接收到经过信号处理的列车状态信号后将根据经过信号处理的列车状态信号输出列车运行信号。列车运行信号包括卸载、减压、关风、紧急制动等和制动有关的信号。

电平变换模块15的输入端与列车运行监控记录装置30连接，电平变换模块15的输出端与控制模块11连接，用于对列车运行信号进行电平变换后输出。可以理解，列车运行监控记录装置30所输出的信号的电压与控制模块11各引脚所能接受的电压不同，电平变换模块15即可将列车运行监控记录装置30输出的列车运行信号的电压变换为控制模块11所能接受的电压。控制模块11在接收到电平变换后的列车运行信号后将列车运行信号向受训人员展示，如通过信号灯、显示屏等方式，向受训人员输出与驾驶真实机车时完全相同的反馈。

基于本实施例中的机车仿真装置10，利用机车仿真装置10与用于真实机车上的列车运行监控记录装置30完全相同的列车运行监控记录装置30交互，列车运行监控记录装置30可以为受训人员提供与真实驾驶时相同的列车运行信号，因此本申请的机车仿真装置10大大提高了利用仿真装置进行机车驾驶培训时的逼真度，更好地模拟了实际驾驶场景。

在一个实施例中，如图2所示，机车仿真系统还包括仿真上位机50，仿真上位机50用于输出仿真参数，机车仿真装置10与仿真上位机50通信连接。机车驾驶训练人员可以通过操作仿真上位机50以输入仿真参数，仿真上位机50再将仿真传输通过与控制模块11之间已建立的通信连接实现仿真参数的传输。

在一个实施例中，控制模块11与仿真上位机50通过串口通讯模块、网络通信模块或总线收发模块中的一种或几种与仿真计算机通信连接。这三种通信连接方式各有特点。串口通讯方式可以应用在仿真计算机与机车仿真装置10距离较近的情况下。网络通信方式可以不受地理位置的限制且可以升级为更多设备进行交互的系统，但结构也更为复杂且成本也更为高昂。总线收发方式也可以满足多个设备进行数据交互，目前应用也十分广泛。在实际使用中可以根据需求选择合适的通信方式。

控制模块11通过串口通讯模块中的串口转换器、数据线等与仿真上位机50有线连接，并利用与所使用的数据线相匹配的传输协议对所传输的数据进行处理，实现仿真计算机与控制模块11之间的数据交互。在一个具体实施例中，如图3所示，串口通讯模块包括核心器件串口转USB采用一种高度集成的RS232-USB接口转换器PL2303。Y3为芯片工作晶振，USB为焊接在电路板上的USB插座。

为了增加可互相交互数据的设备的数量，可以将仿真计算机与数据总线连接，控制模块11利用总线收发模块与数据总线连接，实现控制模块11与仿真计算机通过数据总线建立通信连接。在一个具体实施例中，总线收发模块包括总线收发器，总线收发器的数据接收引脚与控制模块11的数据输出引脚连接，总线收发器的数据发送引脚与控制模块11的数据输入引脚连接，总线收发器的第一总线连接引脚和总线收发器的第二总线连接引脚分别与数据总线连接。当控制模块1111需要向数据总线上的仿真计算机发送数据时，由控制模块1111的数据输出引脚发送至总线收发器的数据接收引脚，总线收发器将该数据转换为符合数据总线规范的差分信号并通过总线收发器的第一总线连接引脚和总线收发器的第二总线连接引脚将该差分信号传输到数据总线上的仿真计算机。当控制模块11需要接收数据总线上的仿真计算机发送的数据时，总线收发器的第一总线连接引脚和总线收发器的第二总线连接引脚接收仿真计算机传输来的差分信号，总线收发器对该差分信号进行处理，再将处理后的控制模块11可识别的数据通过总线收发器的数据发送引脚传输到控制模块11的数据输入引脚。

在一个具体实施例中，总线收发模块13还包括滤波电容。滤波电容连接在总线收发器的电源引脚和总线收发器的接地引脚之间。可参见图4，数据总线为CAN总线，总线收发器为TJA1051高速CAN收发器，可提供控制器区域网络(CAN)协议控制器和物理双线CAN总线之间接口。图4中总线收发器的1号引脚为总线收发器的数据接收引脚，总线收发器的2号引脚为总线收发器的接地引脚，总线收发器的3号引脚为总线收发器的电源引脚，总线收发器的4号引脚为总线收发器的数据发送引脚，总线收发器的5号引脚为总线收发器的电压参考引脚，总线收发器的6号引脚为总线收发器的第一总线连接引脚，总线收发器的7号引脚为总线收发器的第二总线连接引脚，总线收发器的8号引脚为总线收发器的模式选择引脚，C10为滤波电容，R7为终端电阻，R7是否接入可以通过CON2这一连接排针选择。

在仿真计算机接入局域网、互联网等网络时，控制模块11通过网络通信模块接入对应的网络，实现与仿真计算机的通信连接。在一个具体实施例中，网络通信模块是以型号为W5500的通信芯片为核心的通信模块。如图5所示，Yw为25M晶振，为W5500提供时钟。最右侧的CN器件为集成变压器式RJ45网络接口。

在一个实施例中，列车状态信号包括管压频率信号。可以理解，管压频率信号为控制模块11输出的PWM信号，以不同频率的PWM信号来反映列车管的压力大小。但是由于列车运行监控记录装置30只能处理电压模拟信号，因此需要通过频率电压转换单元对管压频率信号进行信号处理。频率电压转换单元用于将管压频率信号转换为管压电压信号后输出至列车运行监控记录装置30。在一个实施例中，信号处理模块13还包括第一光电隔离单元，管压频率信号经过第一光电隔离单元输出至频率电压转换单元。在一个具体实施例中，请参阅图6，共有两路管压频率信号分别为PPRES1和PPRES2。第一光电隔离单元为型号TLP293的光电隔离芯片N7以及N8。PPRES1经过N7后由N7的4号引脚输出FPPR1信号，FPPR1信号经过电阻Rm8(电阻Rm8和电阻Rm10为上拉电阻，图中未示出上拉电源)变换为VPPR信号。类似地PPRES1经过N8后由N8的4号引脚输出FPPR2信号，FPPR2信号经过电阻Rm10变换为VPPR信号。频率电压转换单元为型号LM2917-8的频率电压转换芯片U13以及U14，U13的1号引脚用于接收FPPR1信号，U13的2号引脚通过电容Ca1与地连接，U13的3号引脚分别通过电容Ca2以及电阻Ra2、Ra3与地连接。U13的4号引脚与U13的7号引脚连接，U13的4号引脚与U13的7号引脚的公共接点分别通过电阻Ra4以及可变电阻VR1、电容Ca3与地连接，可变电阻VR1、电容Ca3的公共端所输出的PPOUT1信号和VPPR信号共同构成管压电压信号，经由端子P14与列车运行监控记录装置30连接。U13的5号引脚用于接收VPPR信号，U13的6号引脚通过电阻Ra1与U13的6号引脚连接。频率电压转换芯片U14与光电隔离芯片N8的连接关系与上述说明类似，在此不再赘述。

在一个实施例中，列车状态信号包括车速信号。车速信号是控制模块11输出的用于模拟车速大小的PWM信号。信号处理模块13包括第二光电隔离单元，车速信号经过第二光电隔离单元输出至列车运行监控记录装置30。在一个具体实施例中，请参阅图7。共有三路车速信号分别为SPEED1、SPEED2以及SPEED3。第二光电隔离单元为型号TLP293的光电隔离芯片N4、N5以及N6。SPEED1经过N4后由N4的4号引脚输出SPDOUT1信号，SPDOUT1信号经过电阻Rm1(电阻Rm1和电阻Rm3为上拉电阻，图中未示出上拉电源)变换为VSPD信号。类似地，SPEED2经过N5后由N5的4号引脚输出SPDOUT2信号，SPDOUT2信号经过电阻Rm3变换为VSPD信号。SPEED3经过N6后由N6的4号引脚输出SPDOUT3信号，SPDOUT3信号经过电阻Rm5变换为VSPD信号。SPDOUT1、SPDOUT2和SPDOUT3分别与VSPD构成列车运行监控记录装置30可接收的三路车速信号，经过端子P13与列车监控记录装置连接。

在一个实施例中，列车运行信号的电压为第一电压，电平变换模块15包括电压源、第三光电隔离单元以及上拉电阻。电压源用于输出第二电压的信号，第二电压为控制模块11可接收的电压大小。第三光电隔离单元的第一输入端与列车运行监控记录装置30连接，第三光电隔离单元的第二输入端与地连接，第三光电隔离单元的第一输出端通过上拉电阻与电压源连接，第三光电隔离单元的第二输出端与地连接。可以理解，当列车运行信号到来时使第三隔离单元的第一输入端与第三隔离单元的第二输入端导通，则第三隔离单元的第一输入端的电平变换为第二电压。实现将列车运行信号的高电平由第一电压转换为第二电压。在一个具体实施例中，请参阅图8，第三光电隔离单元包括三个型号为TLP293-4的光电隔离芯片N1、N2以及N3，每个第三光电隔离单元可以接收4路列车运行信号并对应输出4路经过电平变换的列车运行信号至控制模块11，即DI0、DI1...DI11分别与控制模块11的引脚连接。本实施例中，第一电压为12V，第二电压为3.3V。

在一个实施例中，请参阅图9，机车仿真装置10还包括数字量输出模块，共提供4组、每组8路带LED指示灯的继电器干接点数字量输出，用于模拟机车的工况信号、色灯信号、速度等级、绝缘节等信号，其主要器件是八路锁存三态输出芯片74ACT573T、八路达林顿驱动器ULN2803LW和继电器。所述的数字量输出，均受控制模块11控制，下面以第一路为例加以说明。来自单片机的8位并行数据DoDat7……DoDat0由同样来自控制模块11的DoLch0锁存进入U9(74ACT573T)并输出，其中输入D1(与DoDat0相连)为高电平，故Q1也输出高电平，Q1的高电平将驱动U5(ULN2803LW)的IN1，使得OUT1输出低电位，该低电位连接到继电器J0线圈并与该线圈另一端的电源VCC12V构成回路，使得继电器J0吸合。于是，继电器J0的一组接点4与5闭合，与之相连的LED指示灯DO0被点亮，表示继电器已吸合，同时，另一组接点9与10断开、9与8闭合，来自插座P2的外部电源正极COM0与三针跳线JP0的1脚断开、与3脚连接，通过JP0上跳线帽的不同插接方法，即可在DO0(JP0的2脚)上选择J0的常闭(JP0的2脚与1脚短接、与3脚断开)或常断(JP0的2脚与3脚短接、与1脚断开)接点输出。P2上的外部电源负极COM0-作为第一组数字量输出的公共端，直连到插座P6的9脚，并与P6的8脚(即DO0)构成第一路数字量输出，数字量的电平的高低由外部电源(从P2输入)决定，电平的常闭或常断，则由跳线JP0决定。其它组的原理，与上述类似。

在一个实施例中，机车仿真装置10还包括模拟量采集模块，请参阅图10，利用控制模块11自带ADC电压采集功能。C21-C24，C31-C34为滤波电容，S0-S3为4个3P的插座(可接电位器)。

在一个实施例中，机车仿真装置10的电源模块如图11所示，电源模块包括：开关电压调节器与稳压器。电源采用DC12v供电，使用开关电压调节器(LM2596)分离出的5v为其他模块供电(如串口、CAN)，再使用ASM1117稳压3.3v为单片机系统供电。此电源模块拥有防反接设计、纹波低、干扰小等特点。左下侧P1为电源插座，右下侧LED1为电源指示灯。

在一个具体实施例中，如图12所示，控制模块11包括型号为STM32F103V的单片机其内核是Arm的Cortex架构，I/O口众多、速度快、内部资源丰富、性价比高。其中C0、R3、RST构成上电复位和手动复位电路，Y1、C1、C2组成外部8M时钟电路，SWD插座是软件调试接口，USART是串口，开关SW用于选择上电引导的程序，还有若干去耦电容。

请参阅图3与图12，控制模块11与串口通讯模块的连接关系如下：STM32F103V的68号引脚与PL2303的5号引脚连接，STM32F103V的69号引脚与PL2303的1号引脚连接。

请参阅图4与图12，控制模块11与总线收发模块的连接关系如下：STM32F103V的71号引脚与TJA1051的1号引脚连接，STM32F103V的70号引脚与TJA1051的4号引脚连接。

请参阅图5与图12，控制模块11与网络通信模块的连接关系如下：STM32F103V的47号引脚与W5500的37号引脚连接，STM32F103V的48号引脚与W5500的36号引脚连接，STM32F103V的51号引脚与W5500的32号引脚连接，STM32F103V的52号引脚与W5500的33号引脚连接，STM32F103V的53号引脚与W5500的34号引脚连接，STM32F103V的54号引脚与W5500的35号引脚连接。

请参阅图6、图7与图12，控制模块11与信号处理模块13的连接关系如下：STM32F103V的31号引脚与N7的1号引脚通过电阻Rm7连接，STM32F103V的32号引脚与N8的1号引脚通过电阻Rm9连接，STM32F103V的59号引脚与N4的1号引脚通过电阻Rm1连接，STM32F103V的60号引脚与N5的1号引脚通过电阻Rm3连接，STM32F103V的61号引脚与N6的1号引脚通过电阻Rm5连接。

请参阅图8与图12，控制模块11与电平变换模块15的连接关系如下：STM32F103V的96号引脚与N1的16号引脚连接，STM32F103V的95号引脚与N1的14号引脚连接，STM32F103V的92号引脚与N1的12号引脚连接，STM32F103V的93号引脚与N1的10号引脚连接，STM32F103V的2号引脚与N2的16号引脚连接，STM32F103V的1号引脚与N2的14号引脚连接，STM32F103V的98号引脚与N2的12号引脚连接，STM32F103V的97号引脚与N2的10号引脚连接，STM32F103V的7号引脚与N3的16号引脚连接，STM32F103V的5号引脚与N3的14号引脚连接，STM32F103V的4号引脚与N3的12号引脚连接，STM32F103V的3号引脚与N3的10号引脚连接。

请参阅图9与图12，控制模块11与数字量输出模块的连接关系如下：STM32F103V的91号引脚与U9的11号引脚连接，STM32F103V的81号引脚与U9的2号引脚连接，STM32F103V的82号引脚与U9的3号引脚连接，STM32F103V的83号引脚与U9的4号引脚连接，STM32F103V的84号引脚与U9的5号引脚连接，STM32F103V的85号引脚与U9的6号引脚连接，STM32F103V的86号引脚与U9的7号引脚连接，STM32F103V的87号引脚与U9的8号引脚连接，STM32F103V的88号引脚与U9的9号引脚连接。

请参阅图10与图12，控制模块11与模拟量采集模块的连接关系如下：STM32F103V的23号引脚与S0的3号引脚连接，STM32F103V的24号引脚与S1的3号引脚连接，STM32F103V的25号引脚与S2的3号引脚连接，STM32F103V的26号引脚与S3的3号引脚连接。

请参阅图1，本实用新型实施例提供一种机车仿真系统，机车仿真系统包括：如上述任一实施例所述的机车仿真装置10和列车运行监控记录装置30。列车运行监控记录装置30与机车仿真装置10连接，用于根据经过信号处理的列车状态信号输出列车运行信号。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种机车仿真装置，其特征在于，应用于机车仿真系统，所述机车仿真系统包括列车运行监控记录装置，所述机车仿真装置包括：

控制模块，用于根据仿真参数输出列车状态信号；

信号处理模块，所述信号处理模块的输入端与所述控制模块连接，所述信号处理模块的输出端与所述列车运行监控记录装置连接，用于对所述列车状态信号进行信号处理后输出；所述列车运行监控记录装置用于根据经过信号处理的所述列车状态信号输出列车运行信号；

电平变换模块，所述电平变换模块的输入端与所述列车运行监控记录装置连接，所述电平变换模块的输出端与所述控制模块连接，用于对所述列车运行信号进行电平变换后输出。

2.根据权利要求1所述的机车仿真装置，其特征在于，所述机车仿真系统还包括仿真上位机，所述仿真上位机用于输出所述仿真参数，所述机车仿真装置与所述仿真上位机通信连接。

3.根据权利要求1所述的机车仿真装置，其特征在于，所述列车状态信号包括管压频率信号，所述信号处理模块包括频率电压转换单元，所述频率电压转换单元用于将管压频率信号转换为管压电压信号后输出至所述列车运行监控记录装置。

4.根据权利要求3所述的机车仿真装置，其特征在于，所述信号处理模块还包括第一光电隔离单元，所述管压频率信号经过所述第一光电隔离单元输出至所述频率电压转换单元。

5.根据权利要求1所述的机车仿真装置，其特征在于，所述列车状态信号包括车速信号，所述信号处理模块包括第二光电隔离单元，所述车速信号经过所述第二光电隔离单元输出至所述列车运行监控记录装置。

6.根据权利要求1所述的机车仿真装置，其特征在于，所述列车运行信号的电压为第一电压，所述电平变换模块包括电压源、第三光电隔离单元以及上拉电阻；所述电压源用于输出第二电压的信号；

所述第三光电隔离单元的第一输入端与所述列车运行监控记录装置连接，所述第三光电隔离单元的第二输入端与地连接，所述第三光电隔离单元的第一输出端通过所述上拉电阻与所述电压源连接，所述第三光电隔离单元的第二输出端与地连接。

7.根据权利要求2所述的机车仿真装置，其特征在于，所述控制模块与所述仿真上位机通过串口通讯模块、网络通信模块或总线收发模块中的一种或几种与仿真计算机通信连接。

8.根据权利要求7所述的机车仿真装置，其特征在于，所述仿真计算机与数据总线连接；所述总线收发模块包括总线收发器，所述总线收发器的数据接收引脚与所述控制模块的数据输出引脚连接，所述总线收发器的数据发送引脚与所述控制模块的数据输入引脚连接，所述总线收发器的第一总线连接引脚和所述总线收发器的第二总线连接引脚分别与所述数据总线连接。

9.根据权利要求8所述的机车仿真装置，其特征在于，数据总线为CAN总线。

10.一种机车仿真系统，其特征在于，包括：

如权利要求1至9任一项所述的机车仿真装置；

列车运行监控记录装置，与所述机车仿真装置连接，用于根据经过信号处理的列车状态信号输出列车运行信号。

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