[发明专利]微机半自动闭塞设备及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及铁路通信、信号领域，具体是一种微机半自动闭塞设备及其工作方法。

背景技术

站间闭塞设备是保证铁路运输安全的关键技术设备，分为自动闭塞、自动站间闭塞和半自动闭塞，目前，我国还有约5万公里的半自动闭塞。

区间继电半自动闭塞64D、64F已经使用了多年，其设备构成简单，稳定可靠，但随着技术的进步，继电半自动闭塞存在的一些问题也显现出来：

1） 继电半自动闭塞设备采用的是继电器组合、变压器、电容、电阻等器件，电路结构复杂，一旦发生问题，处理时间较长，影响运输效率；

2） 继电半自动闭塞两站间信息传输通过通信实回线，传输线路易发生断线、混线、混电、接地、外电干扰等问题，均能影响闭塞设备的使用；同时随着运输生产力布局的调整，一些小站、中间站在逐步撤消，这类车站被取消后的区间半自动站间传输线路相应的延长了，信息传输实现起来更为困难；

3） 继电半自动闭塞现场使用均为单套，信息传输也为单通道，无自动诊断功能，当设备发生问题时，均会对运输产生不利影响。

随着科学技术的进步，铁路电务设备也得到了长足发展，计算机联锁替代电气集中联锁、光缆传输替代普通线缆已成为发展趋势。

发明内容

为了解决当前继电半自动闭塞存在的问题，推进车站信号设备的全电子化进程，减少设备故障，提高运输效率，本发明提供了一种以计算机和光通信技术为基础，将继电半自动闭塞的条件与逻辑电子化，利用电子器件替代传统的继电器实现继电半自动的逻辑功能，利用光纤或光通道取代传统的电缆或架空明线作为站间信息的传输媒介，同时采用信息安全传输技术保证站间信息的安全传输的微机半自动闭塞设备。

本系统采用机柜式结构，由闭塞设备、传输网络、监测设备、输入输出及电源设备等五部分组成。有以下特点：

1）系统采用具有高可靠性的芯片级ARM控制器，保证系统的每一步操作具有可控性与安全性；

2）系统采用机柜形式，机柜尺寸 2000×800×600 mm；

3）每个电路板均设计有工作状态表示灯、自检故障、通信故障表示灯；

4）关键电路及元件均设计为双套冗余热备；

5）系统内部通信采用高速串口总线，站间通信采用光纤通信；

6）通信通道均采用双通道冗余设计；

7）系统具有故障自动切换功能，双机自动切换时能够确保不影响现场状态，满足系统高可用性要求；

8）安全输出采用输出端口回采检查电路以及光藕隔离驱动方式，当检测到输入与输出不一致时，会立刻切断输出，并通过板级指示灯与监测机报警；

9）安全采集采用2取2逻辑电路以及光藕隔离采集方式，当两路采集对比不一致时，通过板级指示灯与监测机报警；

10）每一块电路板均设计有硬件监视器，防止程序跑飞；

11）系统配置双UPS电源，满足系统可靠性要求；

12）系统电源及接口均设计了电磁兼容与雷电防护。

本发明还提供了一种微机半自动闭塞设备的工作方法。微机半自动闭塞系统由逻辑处理单元、驱动单元、采集单元、监测单元和通信单元组成。

逻辑处理单元接收来自采集单元和通信单元的数据信息，对这些数据进行处理分析，然后将输出信息发送到驱动单元。

采集单元对控制台的按钮、轨道电路条件和结合继电器条件的状态信息进行采集接收，并上传给逻辑处理单元。

驱动单元接收来自逻辑处理单元的数据，从而对相关的表示灯、继电器和电铃进行控制。

监测单元主要负责系统的状态监测与报警维护。

通信单元主要负责传输各单元之间的数据和站间的闭塞数据。

微机半自动的控制系统有以下特点：

1）控制软件采用模块化和结构化设计，程序设计标准化；

2）利用光缆传输站间闭塞信息，各站闭塞之间有独立识别编码；

3）传输协议符合《RSSP-I铁路信号安全通协议（V1.0）》；

4）使用数字签名、数据加密及时序校验技术保证信息传输的安全可靠；

5）系统内部数据及站间传输的信息均用编码技术，这样可以避免数据在内部运算和传输过程中产生错码带来的危害；

6）信息在传输过程中进行CRC编码及帧头、帧尾检测，保证数据接收的可靠性与安全性；

7）系统逻辑条件均定义安全侧值，符合铁路安全中的“故障-安全”原则；

8）独有的监测机程序，直观监视设备状态，具有自诊断与辅助维护的功能。