[发明专利]列车运行监控车载系统控制单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种列车运行监控记录装置（LKJ）的车载控制单元。

背景技术

列车运行监控记录装置（以下简称LKJ）作为国内机车的主用监控设备已在全路推广使用，在保障铁路运输安全和推进机务安全管理方面发挥了显著的作用。LKJ采用车载存储线路参数的方式，这样的存储方式要求车载数据应随列车线路设施的变化对数据进行维护和更新，即对板载数据存储器进行维护，目前对系统程序及数据进行维护时，需对装置进行拆卸，每次的数据维护均会造成大量的人力、物力的浪费。近年来铁路新线路修建、既有线路改造和机车长交路运用等因素影响带来了大量的LKJ基础数据修改和换装工作，各铁路局要求采用必要的技术手段，解决这一棘手的问题。

PKST-LKJ系统是为巴基斯坦提供的列车控制系统，其通过轨道电路及应答器传递地面信号显示及地标信息，车载设备接收后与车载电子地图、列车运行状态相结合，为司机提供信号显示状态和未来3公里范围内的列车运行速度控制曲线，指导司机操控列车。当司机操控列车超过运行速度控制曲线时，车载设备将根据不同情况分别采取报警、常用制动、紧急制动等不同措施，实现列车超速防护。原来的控制单元控制精确不够精确。

发明内容

本发明的目的是提供一种输出指令正确率高、控制精度高的列车运行监控车载系统控制单元。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种列车运行监控车载系统控制单元，它采用三取二安全冗余技术进行控制输出；它包括三模采集模块以及与其相连接的三模主控单元；所述的三模采集模块包括三模开关量采集单元和三模速度采集单元；所述的三模主控单元包括三个输入单元，三个输入单元彼此之间相互通信，并将处理后的输入信息送入控制单元中，控制单元对三个输入信息进行表决，三取二表决后将表决结果输出。

所述输入单元包括包括输入板以及与其相连接的CPU。

所述的控制单元包括与输入单元进行通信的通信单元，通信单元与表决单元相连接，表决单元的输出端连接指令输出单元。

采用上述技术方案的本发明，三模中的控制单元和各输入单元完全相同，各输入单元的输入信号源相同。三个主控插件间通过同步I/O及总线相连，通过同步I/O实现三模同步运行，保证三模采集数据的时间一致性，通过总线实现三模数据交换、表决，保证三模计算前数据信息的正确性（计算前数据交换，三取二表决）。三模间电源独立供电，自成一体，独立计算、交换计算结果并表决，各自输出再进行输出的硬件表决，保证输出指令的正确性。

附图说明

图1为本发明的原理框图。

图2为本发明中三模采集模块的原理框图。

图3为本发明中主控单元的原理框图。

图4为常用制动实现架构图。

图5为故障信号、紧急制动及输出监测实现架构图。

具体实施方式

如图1所示，一种列车运行监控车载系统控制单元，它采用三取二安全冗余技术进行控制输出；它包括三模采集模块以及与其相连接的三模主控单元；所述的三模采集模块包括三模开关量采集单元和三模速度采集单元；所述的三模主控单元包括三个输入单元，三个输入单元彼此之间相互通信，并将处理后的输入信息送入控制单元中，控制单元对三个输入信息进行表决，三取二表决后将表决结果输出。

上述的输入单元包括输入板以及与其相连接的CPU。

所述的控制单元包括与输入单元进行通信的通信单元，通信单元与表决单元相连接，表决单元的输出端连接指令输出单元。

三模中的控制模块和各输入插件完全相同，各输入模块的输入信号源相同。三个主控插件间通过同步I/O及总线相连，通过同步I/O实现三模同步运行，保证三模采集数据的时间一致性，通过总线实现三模数据交换、表决，保证三模计算前数据信息的正确性（计算前数据交换，三取二表决）。三模间电源独立供电，自成一体，独立计算、交换计算结果并表决，各自输出再进行输出的硬件表决，保证输出指令的正确性。

控制单元执行部分的制动输出包含两部分，常用制动指令、紧急制动指令。常用制动指令由CPU模块送出，经六管表决电路表决后，驱动继电器。将继电器的常开、常闭触点进行输出。

紧急制动指令的输出由紧急制动指令的输出和故障信号两部分组合表决完成。CPU输出的紧急制动命令，经隔离后直接驱动各自的继电器，A/B/C三模的紧急继电器触点进行表决输出最后的紧急制动指令。另外，由主控输出的生命信号（pwm）和喂狗信号（wdt）组成的故障电路输出故障信号直接驱动故障继电器，故障继电器的常开常闭触点再进行三模表决，最后输出故障信号。另外，输出检测插件对所有的输出和继电器驱动都进行检测，如图5所示。