一種列車測速測距系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及列車運行控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種列車測速測距系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]列車測速測距系統(tǒng)為列車運行控制系統(tǒng)提供高精度、高可靠的速度和距離參數(shù)。列車測速測距系統(tǒng)作為一個安全苛求的關(guān)鍵部件，輸出任何速度、距離數(shù)據(jù)的錯誤所造成的后果都是非常嚴重的。已有的列車測速測距系統(tǒng)采用速度傳感器或者雷達，列車的位置根據(jù)速度積分獲得，存在累積誤差，需要在地面大量鋪設(shè)應(yīng)答器來消除定位累積誤差，同時要在車上和地面增加相應(yīng)的接收和發(fā)送設(shè)備。
[0003]近年來有采用衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)進行列車定位的研宄和應(yīng)用，例如青藏線采用的ITCS列車運行控制系統(tǒng)，雖然避免了應(yīng)答器的大量鋪設(shè)，但是在ITCS的測速測距單元是GPS與速度傳感器組合的定位方式，設(shè)計上缺少冗余數(shù)據(jù)校驗，安全性相對不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明克服了傳統(tǒng)列車測速測距系統(tǒng)需要應(yīng)答器輔助以及依靠衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進行列車定位安全性較低的不足，提供一種具有高安全性的列車測速測距系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明提供的一種列車測速測距系統(tǒng)，包括通信服務(wù)器，分別與所述通信服務(wù)器連接的A、B、C三個數(shù)據(jù)采集處理通道，分別與所述通信服務(wù)器、A、B、C三個數(shù)據(jù)采集處理通道連接的安全繼電器，以及分別與所述安全繼電器、A、B、C三個數(shù)據(jù)采集處理通道連接的輸出/輸入驅(qū)動。
[0006]進一步，所述A、B、C數(shù)據(jù)采集處理通道分別包括依次連接的數(shù)據(jù)輸入端口、數(shù)據(jù)采集處理器、定位輸出端口 ；其中，
[0007]所述數(shù)據(jù)輸入端口與所述通信服務(wù)器連接；所述定位輸出端口與所述安全繼電器連接；所述數(shù)據(jù)采集處理器分別與所述輸出/輸入驅(qū)動、所述通信服務(wù)器連接。
[0008]進一步，所述數(shù)據(jù)輸入端口包括GNSS差分數(shù)據(jù)信號輸入端、速度傳感器信號輸入端、慣性測量單元傳感器信號輸入端。
[0009]進一步，所述數(shù)據(jù)采集處理器包括微處理器及與其相連的計數(shù)模塊、微周期同步模塊、模式檢測模塊；其中，
[0010]所述GNSS差分數(shù)據(jù)信號輸入端與所述計數(shù)模塊連接；
[0011]所述模式檢測模塊、微周期同步模塊與所述輸出/輸入驅(qū)動連接；所述微周期同步模塊與所述通信服務(wù)器連接；
[0012]所述速度傳感器信號輸入端和慣性測量單元傳感器信號輸入端分別與各所述A、B、C三個數(shù)據(jù)采集處理通道的微處理器連接。
[0013]進一步，所述微周期同步模塊包括上電啟動單元、自檢單元、初始同步單元，正常同步單元、數(shù)據(jù)融合單元、同步比較單元、地圖匹配單元、輸出單元、同步反饋比較單元、日志單元、周期空閑單元。
[0014]進一步，所述通信服務(wù)器包括通信主機及與其相連的三個GNSS接收模塊和微周期控制模塊；所述三個GNSS接收模塊分別與所述A、B、C數(shù)據(jù)采集處理通道的GNSS差分數(shù)據(jù)信號輸入端連接；所述微周期控制模塊分別與所述A、B、C數(shù)據(jù)采集處理通道的微周期同步模塊連接。
[0015]進一步，所述通信服務(wù)器還包括與所述通信主機連接的日志記錄模塊。
[0016]進一步，還包括分別與所述通信服務(wù)器，所述A、B、C三個數(shù)據(jù)采集處理通道連接的模式選擇開關(guān)。
[0017]進一步，所述模式選擇開關(guān)包括上電模式選擇開關(guān)、維護模式選擇開關(guān)。
[0018]由上可見，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0019]1、本發(fā)明采用基于微周期同步的同步方法，相對于時鐘級同步對硬件和軟件要求較低，實現(xiàn)難度較低，不需要專用電路設(shè)計及設(shè)備支持。
[0020]2、本發(fā)明采用的“三取二”冗余每次表決都進行了三次，降低了單一軟件只進行一次“三取二”表決出錯的風(fēng)險，提高了系統(tǒng)整體的安全性。
[0021]3、此外，本發(fā)明提出的列車測速測距系統(tǒng)不僅可以兼容目前列車運行控制系統(tǒng)普遍使用的測速測距單元，而且列車定位不依靠地面應(yīng)答器和軌道電路等輔助設(shè)備，減少了列車運行控制系統(tǒng)地面設(shè)備的種類。
【附圖說明】
[0022]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定，在附圖中:
[0023]圖1為本發(fā)明列車測速測距系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明數(shù)據(jù)采集處理通道的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3為本發(fā)明數(shù)據(jù)采集處理通道的微處理器的模式狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖；
[0026]圖4為本發(fā)明數(shù)據(jù)采集處理通道的微處理器和通信主機上電模式的微周期同步示意圖；
[0027]圖5為本發(fā)明通信服務(wù)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖6為本發(fā)明數(shù)據(jù)采集處理通道的微處理器正常模式的微周期分配示意圖；
[0029]圖7為本發(fā)明數(shù)據(jù)采集處理通道的微處理器和通信主機之間的初始同步示意圖；
[0030]圖8為本發(fā)明數(shù)據(jù)采集處理通道的微處理器之間的正常模式的微周期同步示意圖。
【具體實施方式】
[0031]下面將結(jié)合附圖以及具體實施例來詳細說明本發(fā)明，在此本發(fā)明的示意性實施例以及說明用來解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。
[0032]實施例1:
[0033]圖1是本發(fā)明實施例1提供的列車測速測距系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]如圖1所示，本發(fā)明提供的列車測速測距系統(tǒng)，包括通信服務(wù)器400，分別與所述通信服務(wù)器400連接的A、B、C三個數(shù)據(jù)采集處理通道100、200、300，分別與所述通信服務(wù)器400、A、B、C三個數(shù)據(jù)采集處理通道100、200、300連接的安全繼電器600，以及分別與所述安全繼電器600、A、B、C三個數(shù)據(jù)采集處理通道100、200、300連接的輸出/輸入驅(qū)動500。
[0035]進一步，所述A、B、C數(shù)據(jù)采集處理通道100、200、300均包括依次連接的數(shù)據(jù)輸入端口、數(shù)據(jù)采集處理器、定位輸出端口；其中，所述數(shù)據(jù)輸入端口與所述通信服務(wù)器400連接；所述定位輸出端口與所述安全繼電器600連接；所述數(shù)據(jù)采集處理器分別與所述輸出/輸入驅(qū)動500、所述通信服務(wù)器400連接。
[0036]進一步，所述A、B、C各數(shù)據(jù)采集處理通道100、200、300的數(shù)據(jù)輸入端口均包括GNSS差分數(shù)據(jù)信號輸入端、速度傳感器信號輸入端、慣性測量單元傳感器信號輸入端。
[0037]如圖1所示，A數(shù)據(jù)采集處理通道100的數(shù)據(jù)輸入端口包括GNSS差分數(shù)據(jù)信號輸入端103、速度傳感器信號輸入端101、慣性測量單元傳感器信號輸入端102。B數(shù)據(jù)采集處理通道200的數(shù)據(jù)輸入端口包括GNSS差分數(shù)據(jù)信號輸入端203、速度傳感器信號輸入端201、慣性測量單元傳感器信號輸入端202。C數(shù)據(jù)采集處理通道300的數(shù)據(jù)輸入端口包括GNSS差分數(shù)據(jù)信號輸入端303、速度傳感器信號輸入端301、慣性測量單元傳感器信號輸入端 302。
[0038]速度傳感器信號輸入端，用于接收來自列車車輪速度脈沖傳感器發(fā)來的脈沖信號，并發(fā)送給A、B、C通道的數(shù)據(jù)采集處理器。慣性測量單元傳感器信號輸入端，用于接收來自慣性測量單元發(fā)來的列車姿態(tài)、速度、加速度信息，并發(fā)給A、B、C通道的數(shù)據(jù)采集處理器。GNSS差分數(shù)據(jù)信號輸入端用于接收來自通信服務(wù)器400發(fā)來的差分數(shù)據(jù)定位信息，并發(fā)給A、B、C通道的數(shù)據(jù)采集處理器。
[0039]實施例2:
[0040]圖2為本發(fā)明實施例2提供的數(shù)據(jù)采集處理通道100的數(shù)據(jù)采集處理示意圖。
[0041]作為上述實施例的優(yōu)選方式，進一步，所述A、B、C各數(shù)據(jù)采集處理通道100、200、300的數(shù)據(jù)采集處理器均包括微處理器及與其相連的計數(shù)模塊、微周期同步模塊、模式檢測模塊。其中，所述GNSS差分數(shù)據(jù)信號輸入端與所述計數(shù)模塊連接；所述模式檢測模塊、微周期同步模塊與所述輸出/輸入驅(qū)動連接；所述微周期同步模塊通過以太網(wǎng)與所述通信服務(wù)器連接；所述速度傳感器信號輸入端和慣性測量單元傳感器信號輸入端分別與各所述A、B、C三個數(shù)據(jù)采集處理通道的微處理器連接。
[0042]如圖2所示，以A數(shù)據(jù)采集處理通道100為例，A數(shù)據(jù)采集處理通道100的數(shù)據(jù)采集處理器包括微處理器104及與其相連的計數(shù)模塊105、微周期同步模塊107和模式檢測模塊 106。
[0043]其中，計數(shù)模塊105用于接收GNSS差分數(shù)據(jù)信號輸入端103發(fā)來的IPPS脈沖的計數(shù)，作為微處理器104的計數(shù)源。模式檢測模塊106用于檢測當前微處理器104的工作模式，包括上電模式、正常模式、維護模式、故障模式。微周期同步模塊107用于實現(xiàn)上電模式、正常模式中各微周期的同步以及微周期內(nèi)數(shù)據(jù)融合、地圖匹配、安全切斷、各通道間數(shù)據(jù)交換比較功能。
[0044]實施例3:
[0045]圖3為本發(fā)明數(shù)據(jù)采集處理通道的微處理器的模式狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖；
[0046]圖4為本發(fā)明數(shù)據(jù)采集處理通道的微處理器和通信主機上電模式的微周期同步示意圖；
[0047]圖6為本發(fā)明數(shù)據(jù)采集處理通道的微處理器正常模式的微周期分配示意圖；
[0048]圖8為本發(fā)明數(shù)據(jù)采集處理