[发明专利]基于投票机制的动车组警惕装置

说明书

技术领域

本发明涉及铁道车辆电气领域，具体的说，涉及一种用于监督司机是否能够胜任运营工作的动车组警惕装置。

背景技术

动车组警惕装置的主要作用是为了监督司机是否能够胜任运营工作，能防止司机在列车行驶时打瞌睡、离岗等行为，在司机发生紧急伤病、丧失控制机车能力时具有自动停车功能。警惕装置检测列车的运行速度，当列车大于设定速度运行时，司机需要每隔一段时间踩下警惕装置脚踏板，如果脚踏板在规定时间内没有动作，警惕装置会发出警报；如果发出警报一段时间之内脚踏板仍然没有动作，那么警惕装置会自动断开安全回路，使列车紧急制动停车。

警惕装置的构成和工作原理：从功能上分，现有的警惕装置内部含有4种功能模块：电源模块、智能继电器模块、DI模块和的轴速检测模块，其中，电源模块设置有一个，智能继电器模块、DI模块和的轴速检测模块均设置有两个，其组成框图如图1所示。

其中，电源模块为其它模块提供电源；智能继电器模块有两个作用：1）接收DI模块和轴速采集模块传输的信息并进行处理，2）作为执行机构输出相应的状态，控制报警、安全回路断开、设备工作状态指示；DI模块负责对脚踏板的闭合状态、司机台的工作状态、旁路开关的状态等状态信息进行检测，将检测结果传递给继电器模块，DI模块自身带有自诊断功能，在检测到自身检测电路部分工作异常的情况下能自动发出警报给继电器模块；轴速检测模块负责对安装在车轴上的速度传感器进行检测，并将检测结果传送给继电器模块。上述各个模块之间通过CAN总线进行通信。

现有的动车组警惕装置采用2个轴速检测模块对轴速信号进行采集；采用2个DI检测模块对输入节点状态进行检测；最后采用2个智能继电器模块分别对以上功能模块传输的数据进行处理和输出。如果这两个检测环节的检测结果发生不一致，则说明设备自身发生了故障，检测结果不可信，其针对单路输入信号的检测示意图如图2所示。在自身检测结果不一致的情况下，智能继电器模块中的CPU就会得出自身故障的判断，命令安全回路断开，引发列车紧急制动停车，针对安全回路部分的控制如图3所示。正常工作情况下，两个智能继电器模块中的继电器线圈均得电，安全回路闭合；当故障发生时，只要一个智能继电器模块中的继电器（K1或者K2）断开，则安全回路断开，紧急制动由此产生。

现有动车组警惕装置的缺点在于：当检测到自身发生故障时，无法确定检测机构中的哪一个发生了故障，这种情况下，由于警惕装置无法判断来自两个检测机构的哪一路可信，警惕装置判断自身工作失效，会断开安全回路，造成紧急制动停车。如此会出现由于自身模块失效带来的停车事故发生。

发明内容

本发明针对动车组警惕装置存在的上述问题，提供了一种基于投票机制的动车组警惕装置，该动车组警惕装置基于投票机制、冗余监测机制和容错机制，在警惕装置自身模块发生故障的情况下，依然能够保持警惕装置的正常运行，防止因警惕装置自身模块故障导致的停车现象发生。

本发明的技术方案是：一种基于投票机制的动车组警惕装置，该警惕装置的基础功能模块包括电源模块、智能继电器模块、DI检测模块和轴速检测模块，电源模块分别为智能继电器模块、DI检测模块和轴速检测模块供电，所述电源模块设置有一个，智能继电器模块和DI检测模块均设置有两个，轴速检测模块设置有三个，各模块之间通过CAN总线进行通信。

优选的是，所述每个DI检测模块设置有两块16路输入的DI检测板，两个DI检测模块中的所有DI检测通道中，对每个DI检测点使用4路DI检测通道，每一块DI检测板输入一路检测信号。

优选的是，智能继电器模块对4个检测点的检测信号进行投票选举，3个检测结果相同，1个结果不同，则结果不同的检测点不再使用。

优选的是，智能继电器模块可输出频率0.1Hz的方波信号，该方波信号连接到两个DI检测模块中的2路空闲的DI输入节点上。

优选的是，所述两个智能继电器模块中，每个智能继电器模块中均设置有安全回路继电器和控制继电器，其中，控制继电器用于控制另一智能继电器模块的安全回路继电器正常工作。