通道的微處理器之間的正常模式的微周期同步示意圖。
[0049]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。
[0050]以A數(shù)據(jù)采集處理通道為例，微處理器104接收A通道、B通道、C通道發(fā)來的列車定位數(shù)據(jù)，然后根據(jù)模式檢測模塊106檢測到的工作模式，進入圖3所示的工作模式。如圖4所示，微處理器104上電后首先進入上電模式，在計數(shù)模塊105所計的時間段內(nèi)分別完成上電啟動和自檢工作，如果自檢通過，則微處理器104開始執(zhí)行初始同步微周期。在初始同步微周期內(nèi)，微處理器104等待通信主機通過以太網(wǎng)700發(fā)來的同步信號開始初始同步。
[0051]如圖6所示，在順利完成上電模式的初始同步后，進入正常模式，由微處理器104的GNSS 103發(fā)送的IPPS信號作為微周期時間的計數(shù)時鐘，在t0到tl時間段內(nèi)進行微處理器104、微處理器204、微處理器304之間的正常同步，在tl到t2時間段內(nèi)進行數(shù)據(jù)融合，在t2到t3時間段內(nèi)進行同步比較，在t3到t4時間段內(nèi)進行地圖匹配，在t4到t5時間段內(nèi)進行同步比較，在t5到t6時間段內(nèi)進行安全決斷，在t6到t7時間段內(nèi)進行輸出/反饋，在t7到t8時間段內(nèi)進行日志，在t8到t9時間段內(nèi)完成空閑周期等待，在t9到(t9-t0)時間段內(nèi)進行下一個控制周期，控制周期執(zhí)行如圖8所示。如果在控制周期內(nèi)出現(xiàn)判定為故障的問題，則微處理器104、微處理器204、微處理器304立即停止進行正常的控制周期，轉(zhuǎn)而進入故障模式，這是一個故障安全的策略，如圖3所示。
[0052]實施例4:
[0053]圖5為本發(fā)明通信服務(wù)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0054]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；
[0055]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。
[0056]如圖5所示，進一步，所述通信服務(wù)器400包括通信主機404及與其相連的GNSS接收模塊401、GNSS接收模塊402、GNSS接收模塊403、GNSS差分信息發(fā)送模塊405和微周期控制模塊406 ;所述GNSS差分信息發(fā)送模塊405分別與所述A數(shù)據(jù)采集處理通道的GNSS差分數(shù)據(jù)信號輸入端103、B數(shù)據(jù)采集處理通道的GNSS差分數(shù)據(jù)信號輸入端203、C數(shù)據(jù)采集處理通道的GNSS差分數(shù)據(jù)信號輸入端303連接；所述微周期控制模塊406通過以太網(wǎng)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。
[0057]GNSS接收模塊401、GNSS接收模塊402、GNSS接收模塊403用于通過無線通信方式接收來自地面3個差分基站的差分數(shù)據(jù)。GNSS差分信息發(fā)送模塊405用于將各差分數(shù)據(jù)分別發(fā)送給A通道、B通道、C通道的GNSS差分數(shù)據(jù)信號輸入端。微周期控制模塊406用于實現(xiàn)通信主機404在上電模式中的微周期同步和微周期內(nèi)的工作，如圖7所示。上電模式中的初始同步由微周期同步模塊406通過以太網(wǎng)700發(fā)起，發(fā)起前微周期同步模塊406隨機制定微處理器104、微處理器204、微處理器304中的任意一臺為主(圖7中假設(shè)為微處理器104)，一臺為從1(圖7中假設(shè)為微處理器204)，一臺為從2(圖7中假設(shè)為微處理器304)，根據(jù)圖7所示一次完成首次初始同步、二次初始同步、三次初始同步工作，在初始同步的最后，從I機將初始同步完成的狀態(tài)發(fā)送給主機，最終完成初始同步。如果在上電模式中的微周期內(nèi)檢測到以太網(wǎng)通信故障或者微處理器104、微處理器204、微處理器304故障，使得各微周期沒有在一定的時間段內(nèi)完成，則微處理器104、微處理器204、微處理器304立即停止進行上電模式，轉(zhuǎn)而進入故障模式，這是一個故障安全的策略，如圖3所示。
[0058]進一步，所述通信服務(wù)器400還包括與所述通信主機404連接的日志記錄模塊。
[0059]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)。
[0060]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)。如圖3所示，
[0061]由上可見，本發(fā)明的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益的技術(shù)效果:
[0062]1、本發(fā)明采用基于微周期同步的同步方法，相對于現(xiàn)有的時鐘級同步方法對硬件和軟件要求較低，實現(xiàn)難度較低，不需要專用電路及設(shè)備支持，成本低。
[0063]2、本發(fā)明采用的“三取二”冗余每次表決都進行了三次，降低了各數(shù)據(jù)采集處理通道單獨進行一次“三取二”表決出錯的風(fēng)險，提高了系統(tǒng)整體的安全性。
[0064]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，從而避免了輔助設(shè)備帶來的不安全因素，并降低了運行控制成本。
[0065]由于采用3個GNSS基站的GNSS差分數(shù)據(jù)，并對其進行“3取2”冗余計算，從而獲得可靠的GNSS定位信息，對列車的定位更加準(zhǔn)確，有效提高了列車運行的安全性和可靠性。
[0066]雖然以上描述了本發(fā)明的【具體實施方式】，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些【具體實施方式】僅是舉例說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和實質(zhì)的情況下，可以對上述方法和系統(tǒng)的細節(jié)進行各種省略、替換和改變；例如，合并上述方法步驟，從而按照實質(zhì)相同的方法執(zhí)行實質(zhì)相同的功能以實現(xiàn)實質(zhì)相同的結(jié)果則屬于本發(fā)明的技術(shù)方案，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求書所要求的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種列車測速測距系統(tǒng)，其特征在于，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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車測速測距系統(tǒng)，其特征在于，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， 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。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的列車測速測距系統(tǒng)，其特征在于，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。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的列車測速測距系統(tǒng)，其特征在于，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， 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。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的列車測速測距系統(tǒng)，其特征在于，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。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的列車測速測距系統(tǒng)，其特征在于，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。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的列車測速測距系統(tǒng)，其特征在于，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。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車測速測距系統(tǒng)，其特征在于，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)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的列車測速測距系統(tǒng)，其特征在于，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)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及無線導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，公開了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。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)。
【IPC分類】B61L23-00, B61L25-02
【公開號】CN104724145
【申請?zhí)枴緾N201510088851
【發(fā)明人】王劍, 蔡伯根, 劉江, 上官偉, 王忠立, 靳成銘, 陶維杰
【申請人】中國鐵路總公司, 北京交通大學(xué)
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年2月26日