一種計算機網絡的軌道電路的製作方法

2023-05-03 23:20:41 2

專利名稱：一種計算機網絡的軌道電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及計算機技術領域，特別是指 一種計算機網絡的軌 道電路。
背景技術：
在現代的交通工具中，軌道列車作為主要的出行交通工具得到越 來越廣泛的應用，如火車、地鐵、輕軌等。軌道列車在運行過程中，會接收控制中心的控制信號，通過控制信號實現對列車的調度。對列車進行調度時，會通過軌道電路(TC: Track Circuit)設備對各站鋼軌上的佔用情況進4亍判斷，通過判斷後的 結果來發送控制信號。在目前的軌道電路中，列車與控制中心之間的數據傳輸採用繼電 編碼方式，即使用多個安全型繼電器，利用繼電器的二值邏輯數據進 行組合，得到各種信息，用以表示列車運行的各種運行數據和狀態信 息。採用繼電編碼方式產生的信息量較小，不能為列車提供完備的控 制數據。這些控制數據需要採集繼電器的節點，每一種信息至少需要採集 一組繼電器節點，且走線繁多複雜，十分容易出現混線，且接口較多， 易出現接觸不良等問題。實用新型內容有鑑於此，本實用新型在於提供一種計算機網絡的軌道電路，以 解決上述繼電器軌道電路走線複雜、易出現混線的問題。為解決上述問題，本實用新型提供一種計算機網絡的軌道電路， 包括用於發送控制命令/接收回複數據的主機，所述主機通過區域控 制網絡第一 CAN總線連接用於發送/接收數據的通信主板，所述通信主板通過第二 CAN總線連接用於發送數據信號的發送主板，所述發 送主板連接用於放大數據信號的功放主板，所述功放主板連接鋼軌；所述鋼軌連接用於接收信號並調整幅度的衰耗隔離單元，所述衰 耗隔離單元與接收板連接，所述接收板通過所述第二 CAN總線連接 所述通信主板。優選的，所述第一CAN總線、第二 CAN總線的數量為兩條或兩 條以上。優選的，還包括與所述主機互為冗餘連接的備機，與所述通信 主板互為冗餘連接的通信備板，與所述發送主板互為冗餘連接的發送 備板，與所述功放主板互為冗餘連接的功放備板。優選的，所述接收板的數量為互為冗餘的兩塊。優選的，所述主才幾、通信主4反、發送主^反或/和4妄收板採用互為悽t 據校驗的雙CPU設置。優選的，所述備機、通信備板、發送備板或/和接收板採用互為數 據校驗的雙CPU設置。優選的，所述互為冗餘連接的主機和備機安裝在同 一 區域控制中 心內。優選的，所述互為冗餘連接的通信主板和通信備板安裝在同 一通 信單元內。優選的，所述互為冗餘連接的發送主板和發送備板安裝在同 一發 送單元內；所述功》丈主板、功》文備板安裝在同一功》文單元內。優選的，所述互為冗餘連接的接收板安裝在同一接收單元內。 本實用新型中計算機網絡的軌道電路，能夠滿足列車與區域控制 中心之間的數據傳輸，且線路連接簡單，包括主、備用互為冗餘連接 的設備，保證了數據的安全傳輸；各個主、備用設備上可採用雙CPU 設置同時進行數據處理，並校驗處理後的數據，保證了數據處理的正 確性。


圖1是實施例一的結構圖； 圖2是實施例二的結構圖。
具體實施方式
為清楚說明本實用新型中的計算機網絡的軌道電路，下面給出優 選實施例並結合附圖詳細說明。參見圖1,圖1是本實用新型實施例一的結構圖，在該實施例中， 計算機網絡的軌道電路包括安裝有主機的區域控制中心，所述主機 通過區域控制網絡CAN總線與通信單元1至通信單元M連接，每個 通信單元通過CAN總線分別連接軌旁發送/接收設備1至軌旁發送/ 接收設備N，其中，通信單元中的通信板實現軌旁發送/接收設備和主 機之間的數據傳輸。每個軌旁發送/接收設備中包括發送單元、與所述發送單元連接 的功放單元，其中，發送板將來自通信板的數據發送至功放板，由功 放板傳輸至鋼軌；衰耗隔離單元，與所述衰耗隔離單元連接的接收單 元，所述衰耗隔離單元連接鋼軌，接收板判斷軌道佔用或者空閒狀態 並將狀態通過CAN總線發送至通信單元。上述計算機網絡的軌道電路在工作過程中，由區域控制中心的主 機控制向鋼軌發送數據和從鋼軌接收數據。主機發送控車數據時，先 將數據通過CAN總線發送至通信板1至通信板M,每個通信板將數 據進行CRC校驗和編碼冗餘，並通過CAN總線發送至其連接的各個同時，衰耗隔離單元將鋼軌上收集的信號調整幅度後傳輸至接收板， 由接收板通過CAN總線將軌道數據發送至通信板，通信板進行CRC 校驗和編碼冗餘後通過CAN總線發送至主機。這些軌道數據主要包 括軌道電路的佔用、空閒、狀態信息。在實施例一中，功放板主要包括功放電路。由於鋼軌上的信號較 強，不適合接收板處理。因此，衰耗隔離單元主要為信號調整電路； 主機、通信板、發送板、接收板均為一個CPU工作，但由於軌道電路的安全性要求較高，為提高信號數據的安全，也可採用雙CPU工作； 例如，在區域控制中心的主機、通信板、發送板、接收板均釆用雙CPU, 在數據發送/接收的過程中，雙CPU會對要發送/接收的數據進行比較， 當比較一致時，才發送/接收數據，比較不一致，重新發送/接收數據。由於本實用新型中的軌道電路主要用於列車控制當中，因此，為 保證數據傳輸的安全不能出現任何差錯，各個設備還可採用主、備冗 餘方式實現，並採用兩條或兩條以上CAN總線同時工作，發送數據 時，同時發送到兩條或兩條以上的CAN總線上，接收時從任意一條 正常工作的CAN總線上接收數據，這種實現方式的結構圖參見圖2。在該實施例中，區域控制中心的設備採用主機、備機兩臺設備冗 餘工作，主才幾、備才幾均通過CAN總線A、 CAN總線B與通信單元1 至通信單元M的通信主板、通信備板之間連接，主機、備機同時工作， 但只有主才幾將數據同時發送到CAN總線A和CAN總線B上；通信主 板、通信備板同時工作，但只有通信主板對外發送/接收數據，通信主 板一但出現故障，通信備板可對外發送/接收數據。其中，各個通信單元的通信主板、通信備板通過CAN總線1、CAN 總線2與各個軌旁發送/接收設備的發送主板、發送備板、接收板A、 接收板B相連，正常工作過程中，通信主板、通信備板、發送主板、 發送備板同時工作，但只有通信主板、發送主板通過CAN總線1、CAN 總線2進行數據傳輸，只在通信主板、發送主板出現故障後，通信備 板、發送備板才通過CAN總線1、 CAN總線2進行數據傳輸。接收板可以採用一個，也可以採用兩個同時工作，如本實施例中 的接收板A、接收板B，不區分主、備，只要任意一個接收板判決軌 道空閒則通信單元認為軌道空閒。在該實施例中，發送主板、發送備板安裝在發送單元中，並分別 連接功放單元的功放主板、功放備板；接收板A、接收板B安裝在接 收單元中，並連接衰耗隔離單元。通過上述的主、備用設置，該計算機網絡軌道電路在工作過程中， 主用設備、備用設備均同時工作，對發送/接收的數據進行處理。如果主用設備出現故障後，備用設備會自動工作。從而避免出現列車和區 域控制中心之間的數據傳輸出現中斷。區域控制中心將編碼後的控車命令信息，通過通信單元傳送至軌旁發送/接收設備；或通過通信單元接收來自軌旁發送/接收設備的數 據。主、備用設備接收到兩條CAN總線上的數據後，不進行數據比 較，只要正確接收到任何一路總線上的數據則認為數據有效，對另外 一路總線只起監測作用。任一總線上數據的可靠性由編碼冗餘和傳輸 校驗來雙重保證。冗餘的總線上傳送相同的數據，保證通信網絡的正 常工作，總線之間實現電氣隔離。如果另外一路總線上沒有數據，或 者有 一路總線上的數據校驗碼出錯則要給出報警。CAN總線A、 B上的通信周期固定，由區域控制中心的主機發送 同步幀發起。總線上的同步信號可以使冗餘的備機輸入和輸出同步， 從而保證採集信息的一致和輸出信號的同步。兩個同步幀之間為 一個 通信周期。區域控制中心發送同步幀後，開始發送編碼的控車命令數 據，命令數據包含了其管轄範圍內的所有控車數據，軌旁發送/接收設 備在收到同步數據後，回發其管轄範圍內的軌旁設備狀態維護數據和 軌道電路的佔用、空閒信息，所有的數據交換在一個周期內完成。總線CAN1、 CAN2上的通信周期固定，由通信單元的通信主板 的CPU發送同步幀發起，兩個同步幀之間為一個通信周期。通信單元 的通信主板發送完同步幀後，把經分包處理後的區控中心的控車命令， 按軌道號依次發給相應的軌旁發送/接收設備。此外，軌旁發送/接收 設備收到同步幀後，回發相應軌道電路的佔用、空閒信息；同時，發 送單元、接收單元分別回發自身的設備維護信息，所有的數據交換在 一個周期內完成。通信單元的通信備板同步於主板，接收軌道電路的佔用、空閒信 息和軌旁發送/接收設備的維護信息並進行處理，但不向軌旁發送/接 收設備發送控車命令數據。由於CAN2.0B總線協議根據節點的識別碼地址不同，提供優先級 控制，因此總線上不會發生數據衝突。通過對識別碼的配置，可以支持點對點發送和廣播發送(同步幀)功能。為了確保實時性要求，人為 避免數據的網上衝突，系統增加了控制總線的信息傳送時隙處理，即通信周期大於總線上實際數據傳輸用的時間。此外，CAN總線的實時 性強，具有很強的錯誤識別和處理能力，任意網絡通道或節點故障， 不會導致數據丟失，不會影響系統其它設備的正常工作。在上述兩個 實施例中，區域控制中心與通信單元連接的CAN總線為第一 CAN總 線；通信單元與發送單元、接收單元中連接的總線為第二 CAN總線。 上面詳細描述了本實用新型中的計算機網絡的軌道電路，對於本 實用新型各個實施例中所闡述的計算機網絡的軌道電路，凡在本實用 新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應 包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1、一種計算機網絡的軌道電路，其特徵在於，包括用於發送控制命令/接收回複數據的主機，所述主機通過區域控制網絡第一CAN總線連接用於發送/接收數據的通信主板，所述通信主板通過第二CAN總線連接用於發送數據信號的發送主板，所述發送主板連接用於放大數據信號的功放主板，所述功放主板連接鋼軌；所述鋼軌連接用於接收信號並調整幅度的衰耗隔離單元，所述衰耗隔離單元與接收板連接，所述接收板通過所述第二CAN總線連接所述通信主板。
2、 根據權利要求1所述的軌道電路，其特徵在於，所述第一CAN 總線、第二CAN總線的數量為兩條或兩條以上。
3、 根據權利要求1所述的軌道電路，其特徵在於，還包括與 所述主機互為冗餘連接的備機，與所述通信主板互為冗餘連接的通信 備板，與所述發送主板互為冗餘連接的發送備板，與所述功放主板互 為冗餘連接的功^L備板。
4、 根據權利要求1所述的軌道電路，其特徵在於，所述接收板 的數量為互為冗餘的兩塊。
5、 根據權利要求1所述的軌道電路，其特徵在於，所述主機、 通信主板、發送主板或/和接收板採用互為數據才交驗的雙CPU設置。
6、 根據權利要求3所述的軌道電路，其特徵在於，所述備機、 通信備板、發送備板或/和接收板採用互為數據校驗的雙CPU設置。
7、 根據權利要求3所述的軌道電路，其特徵在於，所述互為冗 餘連接的主才幾和備機安裝在同 一 區域控制中心內。
8、 根據權利要求3所述的軌道電路，其特徵在於，所述互為冗 餘連接的通信主板和通信備板安裝在同 一通信單元內。
9、 根據權利要求3所述的軌道電路，其特徵在於，所述互為冗 餘連接的發送主板和發送備板安裝在同 一發送單元內；所述功放主板、 功放備板安裝在同一功放單元內。
10、 根據權利要求4所述的軌道電路，其特徵在於，所述互為冗 餘連接的接收板安裝在同一接收單元內。
專利摘要本實用新型公開了一種計算機網絡的軌道電路，包括用於發送控制命令/接收回複數據的主機，所述主機通過區域控制網絡第一CAN總線連接用於發送/接收數據的通信主板，所述通信主板通過第二CAN總線連接用於發送數據信號的發送主板，所述發送主板連接用於放大數據信號的功放主板，所述功放主板連接鋼軌；所述鋼軌連接用於接收信號並調整幅度的衰耗隔離單元，所述衰耗隔離單元與接收板連接，所述接收板通過所述第二CAN總線連接所述通信主板。本實用新型中計算機網絡的軌道電路，能夠滿足列車與區域控制中心之間的數據傳輸，且線路連接簡單，數據傳輸量大。
文檔編號B61L27/04GK201095374SQ20072018228
公開日2008年8月6日 申請日期2007年11月16日 優先權日2007年11月16日
發明者劉長波, 嶽朝鵬, 苑 張, 夏 李, 洪多才, 凱 邵, 鄭萬昀, 蔚 黃 申請人:北京全路通信信號研究設計院