一種導軌電車安全型軌旁控制系統的制作方法
【專利摘要】本發明提出一種導軌電車安全型軌旁控制系統包括軌旁控制器，所述軌旁控制器包括：電源、通訊總線、地面核心控制單元、狀態輸入單元、信號驅動單元、道岔驅動單元、地面聯網單元及軌旁控制器通信單元；其中，所述地面核心控制單元、狀態輸入單元、信號驅動單元、道岔驅動單元、地面聯網單元及通信單元分別與通訊總線連接，地面聯網單元與地面核心控制單元連接。本發明軌旁系統與車載之間采用4G無線網絡，數據傳輸穩定、可靠。本發明可由控制中心遠程人工排路或由司機按信號機上的按鈕排路，極大縮小了對運營產生的影響。本發明進路表示器被信號驅動單元驅動并接收地面核心驅動單元控制，具有故障安全導向功能，提高了道岔區域的安全性。
【專利說明】一種導軌電車安全型軌旁控制系統 發明領域
[0001] 本發明涉及導軌電車控制領域，尤指一種導軌電車安全型軌旁控制系統。
【背景技術】
[0002] 隨著社會的發展，城市集中度越來越高，城市道路越來越擁堵，導軌電車作為一項 解決大城市交通擁堵的有效技術應用越來越廣泛，但是現有技術對于導軌電車的控制存在 諸多問題。
[0003] 現有導軌電車信號系統的車載與軌旁設備通信采用ISM頻段的無線通訊設備進行 數據傳輸，該無線通訊容易受干擾且不穩定。現有導軌電車軌旁設備控制系統在故障模式 下，需要通過道岔控制箱按鈕操縱道岔或手扳操縱道，操作不便不能全自動化。現有導軌電 車軌旁設備控制系統的道岔區域采用無源信標，無源信標為非安設備，不能實現電車與控 制系統的雙向溝通，存在重大安全隱患。現有技術對于電車的運行不能全自動化進行，不能 實時精確探測電車的運行，導軌電車不能和系統實時溝通，存在安全隱患。
【發明內容】
[0004] 為解決上述問題，本發明提出一種導軌電車安全型軌旁控制系統，包括軌旁控制 器，所述軌旁控制器包括：電源、通訊總線、地面核心控制單元、狀態輸入單元、信號驅動單 元、道岔驅動單元、地面聯網單元； 其中，所述地面核心控制單元、所述狀態輸入單元、所述信號驅動單元、所述道岔驅動 單元及地面聯網單元分別與所述通訊總線連接，所述地面聯網單元與所述地面核心控制單 元連接。
[0005] 進一步的，還包括轉轍機、進路表示器、電車通信單元、電車檢測器、控制中心管理 服務器及軌旁控制器通信單元； 其中，所述地面聯網單元與所述控制中心管理服務器連接，所述道岔驅動單元與所述 轉轍機連接，所述狀態輸入單元與所述電車檢測器連接，所述信號驅動單元與所述進路表 示器連接，所述軌旁控制器通信單元與所述電車通信單元連接。
[0006] 其中，所述軌旁控制器通信單元與通訊總線連接。
[0007] 進一步的所述軌旁控制器通信單元與所述電車通信單元通過3g通訊網絡或4g通 訊網絡或5g通訊網絡或衛星通訊網絡連接;所述地面聯網單元與所述控制中心管理服務器 通過光通訊網絡連接;所述轉轍機為地面式轉轍機;所述道岔驅動采用軟啟動方法。
[0008] 進一步的，所述道岔驅動單元實現道岔狀態采集和工作電流檢測功能;所述道岔 驅動單元包含雙CPU模塊并采用2取2結構;雙CPU模塊同時獨立輸出信號，所述道岔驅動單 元包含輸出繼電器，所述輸出繼電器檢測到所述雙CPU同時獨立輸出信號一致時輸出信號。
[0009] 進一步的，所述信號驅動單元包含雙CPU模塊并采用2取2結構;雙CPU模塊同時獨 立輸出信號，所述信號驅動單元包含輸出繼電器，所述輸出繼電器檢測到所述雙CHJ同時獨 立輸出信號一致時輸出信號。
[0010]進一步的，所述電源模塊置于軌旁控制器內部，提供DC24V、DC12V以及DC5V工作電 壓。
[0011 ]進一步的，所述地面核心控制單元硬件采用嵌入式ARM架構的雙CPU，軟件基于嵌 入式linux系統。
[0012] 進一步的，所述狀態輸入單元接受所述電車檢測器采集經過的電車信號，并將所 述電車信號傳遞給地面核心控制單元實現電車軌道占用檢測。
[0013] 進一步的，地面聯網單元采用雙光口冗余設計及非網管型交換機。
[0014] 進一步的，所述的導軌電車安全型軌旁控制系統采用控制中心自動控制模式或現 場人工控制模式或車載無線控制模式或控制中心人工控制模式； 所述導軌電車注冊方法為:導軌電車安全型軌旁控制系統接收到車載或控制中心的注 冊車次號之后，檢測始端軌旁控制器是否已被其他車輛注冊后，如果檢測到始端軌旁控制 器沒有被其他車輛注冊則將所述車次號注冊到始端軌旁控制器； 所述導軌電車釋放方法為:軌旁控制器接收到控制中心的移除注冊命令，將所述車次 號從始端軌旁控制器釋放； 所述導軌電車進路辦理方法:軌旁控制器接收到車載或控制中心的排路命令之后，根 據聯鎖條件、道岔等狀態，判斷是否滿足進路開放條件，如果滿足進路開發條件則開放進路 并鎖閉，然后信號開放； 所述導軌電車進路取消方法:軌旁控制器接收到車載或控制中心的進路取消命令之 后，關閉對應已經開放的信號并解鎖進路； 所述導軌電車進路解鎖方法:電車信號開放之后，隨著電車的正常走行，如果軌旁控制 器判斷所述電車已經經過該進路區段，那么解鎖進路、出清軌道區段，并釋放始端軌旁控制 器注冊信息； 所述導軌電車道岔單獨控制方法:所述軌旁控制器接收到控制中心道岔動作命令之后 檢查進路狀態、區段鎖閉狀態，如果道岔未在規定位置，那么根據命令對道岔進行正/反操 作。
[0015] 與現有技術相比，發明軌旁系統與車載之間采用通信網絡連接，數據傳輸穩定、可 靠。本發明可由控制中心遠程人工排路或由司機按信號機上的按鈕排路，極大縮小了對運 營產生的影響。本發明進路表示器被信號驅動單元驅動并接收地面核心驅動單元控制，具 有故障安全導向功能，提高了道岔區域的安全性。
【附圖說明】
[0016] 以下對本發明實施例中的附圖進行說明，實施例的附圖是用于對本發明的進一步 理解，與說明書一起用于解釋本發明，并不構成對本發明保護方式的限制。
[0017] 圖1為本發明導軌電車安全型軌旁控制系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018] 為了便于本領域技術人員理解，下面結合附圖對本發明做進一步闡釋，并不能用 來限制本發明的保護范圍，需要說明的是在不沖突的情況下本申請中的實施例及實施例中 的各種方式可以相互組合。
[0019] 圖1為本發明導軌電車安全型軌旁控制系統的結構示意圖 圖中標號意義為：
參照圖1，本發明提出一種導軌電車安全型軌旁控制系統包括軌旁控制器190,軌旁控 制器190包括：電源、通訊總線10、狀態輸入單元30、信號驅動單元40、道岔驅動單元50、地面 聯網單元60及軌旁控制器通信單元70; 其中，地面核心控制單元20、狀態輸入單元30、信號驅動單元40、道岔驅動單元50、地面 聯網單元60及通信單元分別與通訊總線10連接，地面聯網單元60與地面核心控制單元20連 接。
[0020] 導軌電車安全型軌旁控制系統還包括轉轍機80、進路表示器90、電車通信單元 100、電車檢測器110、控制中心管理服務器120; 其中，地面聯網單元60與控制中心管理服務器120連接，道岔驅動單元50與轉轍機80連 接，狀態輸入單元30與電車檢測器110連接，信號驅動單元40與進路表示器90連接，軌旁控 制器通信單元70與電車通信單元100連接。
[0021] 在本實施例中軌旁控制器通信單元70與電車通信單元100通過4g通訊網絡連接； 在另一實施例中軌旁控制器通信單元70與電車通信單元100通過3g通訊網絡網絡連 接； 在另一實施例中軌旁控制器通信單元70與電車通信單元100通過5g通訊網絡、衛星通 訊網絡連接； 在另一實施例中軌旁控制器通信單元70與電車通信單元100通過衛星通訊網絡連接； 地面聯網單元60與控制中心管理服務器120通過光通訊網絡180連接； 在本實施例中轉轍機80為地面式轉轍機80。
[0022]道岔驅動單元50實現道岔狀態采集和工作電流檢測功能，道岔驅動單元50包含雙 CPU模塊并采用2取2結構;雙CPU模塊同時獨立輸出信號，道岔驅動單元50包含輸出繼電器， 輸出繼電器檢測到雙CPU同時獨立輸出信號一致時輸出信號，以增加系統的冗余度，提高系 統的可靠性。道岔驅動采用軟啟動、有效防止拉開或合上開關造成的弧光短路。
[0023]信號驅動單元40包含雙CPU模塊并采用2取2結構;雙CPU模塊同時獨立輸出信號， 信號驅動單元40包含輸出繼電器，輸出繼電器檢測到雙CPU同時獨立輸出信號一致時輸出 信號以增加系統的冗余度，提高系統的可靠性。
[0024] 電源模塊置于軌旁控制器190內部，同時提供DC24V、DC12V以及DC5V工作電壓。 [0025]地面核心控制單元20硬件采用嵌入式ARM架構的雙CPU，軟件基于嵌入式linux系 統。
[0026] 狀態輸入單元30接受電車檢測器110采集經過的電車信號，并將電車信號傳遞給 地面核心控制單元20實現電車軌道占用檢測。
[0027] 地面聯網單元60采用雙光口冗余設計及非網管型交換機。
[0028] 在本實施例中導軌電車安全型軌旁控制系統采用控制中心自動控制模式。
[0029] 在另一實施例中導軌電車安全型軌旁控制系統采用現場人工控制模式。
[0030] 在另一實施例中導軌電車安全型軌旁控制系統采用系統采用車載無線控制模式。
[0031] 在另一實施例中導軌電車安全型軌旁控制系統采用控制中心人工控制模式。
[0032] 本實施例中導軌電車注冊方法為:軌旁控制器190接收到車載或控制中心的注冊 車次號之后，檢測始端軌旁控制器190是否已被其他車輛注冊后，如果檢測到始端軌旁控制 器190沒有被其他車輛注冊，則將車次號注冊到始端軌旁控制器190; 本實施例中導軌電車釋放方法為:軌旁控制器190接收到控制中心管理服務器120的移 除注冊命令，將車次號從始端軌旁控制器190釋放。
[0033]本實施例中導軌電車進路辦理方法:軌旁控制器190接收到車載或控制中心管理 服務器120的排路命令之后，根據聯鎖條件、道岔等狀態，判斷是否滿足進路開放條件，如果 滿足進路開發條件則向進路電車170開放進路并和開放信號，并向其他電車鎖閉進路關閉 信號。
[0034] 本實施例中導軌電車進路取消方法:軌旁控制器190接收到進路電車170或控制中 心管理服務器120的進路取消命令之后，關閉對應已經向進路電車170開放的信號并向其他 電車解鎖進路。
[0035] 本實施例中導軌電車進路解鎖方法：電車信號開放之后，隨著進路電車170的正常 走行，軌旁控制器190判斷進路電車170已經經過該進路區段，進而解鎖進路、出清軌道區段 并釋放始端軌旁控制器190注冊信息。
[0036]本實施例中導軌電車道岔單獨控制方法:軌旁控制器190接收到控制中心管理服 務器120的道岔動作命令之后檢查進路、區段鎖閉狀態，在本實施例中道岔未在規定位置， 根據命令對道岔進行正/反操作。
[0037] 在另一施例中導軌電車道岔單獨控制方法:軌旁控制器190接收到控制中心道岔 動作命令之后檢查進路、區段鎖閉狀態，道岔在規定位置，軌旁控制器190不對道岔進行操 作。
[0038] 本發明通過上述方法實現控制區域計算機聯鎖功能，電車控制全自動化進行安全 可靠節省人力物力，在控制中心管理服務器120的管理下，系統具有自診斷、記憶存儲、聯鎖 邏輯計算、網絡通訊、故障重現等功能，能實現進路辦理和列車走行過程的再現，能實時將 系統運行日志按標準通訊接口進行異地存儲，為車載和控制中心提供站場狀態信息服務， 并提供遠程控制功能接口。系統為電車在控制區域內的安全運行提供技術保證，能有效減 輕司機勞動強度和提高列車通過效率。系統的軟件設計、信源編碼、數據傳輸以及與其他系 統的接口、數據鏈路控制規程均符合和遵循相應的國際標準和國內標準。將信號聯鎖控制 功能應用到導軌電車領域系統中，能夠將列車經過整個控制區域內每個區段的占壓情況完 全呈現;系統能夠脫離中心獨立運行，每個軌旁控制器190就是一套完整的地面信號控制單 元，實現有軌電車控制系統的分散控制;軌旁系統與車載之間采用通信無線網絡，數據傳輸 穩定、可靠。本發明可由控制中心遠程人工排路或由司機按信號機上的按鈕排路，極大縮小 了對運營產生的影響。本發明進路表示器90被信號驅動單元40驅動并接收地面核心驅動單 元控制，具有故障安全導向功能，提高了道岔區域的安全性。
[0039]需要說明的是，以上實施例僅是為了便于本領域的技術人員理解而已，并不用于 限制本發明的保護用途，在不脫離本發明發明構思的前提下本領域技術人員對本發明做得 任何顯而易見的替換和改進均在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種導軌電車安全型軌旁控制系統，其特征在于，包括軌旁控制器，所述軌旁控制器 包括：電源、通訊總線、地面核心控制單元、狀態輸入單元、信號驅動單元、道岔驅動單元、地 面聯網單元； 其中，所述地面核心控制單元、所述狀態輸入單元、所述信號驅動單元、所述道岔驅動 單元及地面聯網單元分別與所述通訊總線連接，所述地面聯網單元與所述地面核心控制單 元連接。2. 如權利要求1所述的導軌電車安全型軌旁控制系統，其特征在于，還包括轉轍機、進 路表示器、電車通信單元、電車檢測器、控制中心管理服務器及軌旁控制器通信單元； 其中，所述地面聯網單元與所述控制中心管理服務器連接，所述道岔驅動單元與所述 轉轍機連接，所述狀態輸入單元與所述電車檢測器連接，所述信號驅動單元與所述進路表 示器連接，所述軌旁控制器通信單元與所述電車通信單元連接； 其中，所述軌旁控制器通信單元與通訊總線連接。3. 如權利要求2所述的導軌電車安全型軌旁控制系統，其特征在于，所述軌旁控制器通 信單元與所述電車通信單元通過3g通訊網絡或4g通訊網絡或5g通訊網絡或衛星通訊網絡 連接;所述地面聯網單元與所述控制中心管理服務器通過光通訊網絡連接;所述轉轍機為 地面式轉轍機;所述道岔驅動采用軟啟動方法。4. 如權利要求1所述的導軌電車安全型軌旁控制系統，其特征在于，所述道岔驅動單元 實現道岔狀態采集和工作電流檢測功能;所述道岔驅動單元包含雙CPU模塊并采用2取2結 構;雙CPU模塊同時獨立輸出信號，所述道岔驅動單元包含輸出繼電器，所述輸出繼電器檢 測到所述雙CPU同時獨立輸出信號一致時輸出信號。5. 如權利要求1所述的導軌電車安全型軌旁控制系統，其特征在于，所述信號驅動單元 實現進路表示器驅動和工作電流檢測功能，所述信號驅動單元包含雙CPU模塊并采用2取2 結構;雙CF^J模塊同時獨立輸出信號，所述信號驅動單元包含輸出繼電器，所述輸出繼電器 檢測到所述雙CPU同時獨立輸出信號一致時輸出信號。6. 如權利要求1所述的導軌電車安全型軌旁控制系統，其特征在于，所述電源模塊置于 軌旁控制器內部，提供DC24V、DC12V以及DC5V工作電壓。7. 如權利要求1所述的導軌電車安全型軌旁控制系統，其特征在于，所述地面核心控制 單元硬件采用嵌入式ARM架構的雙CPU，軟件基于嵌入式1 inux系統。8. 如權利要求1所述的導軌電車安全型軌旁控制系統，其特征在于，所述狀態輸入單元 接受所述電車檢測器采集經過的電車信號，并將所述電車信號傳遞給地面核心控制單元實 現電車軌道占用檢測。9. 如權利要求1所述的導軌電車安全型軌旁控制系統，其特征在于，地面聯網單元采用 雙光口冗余設計及非網管型交換機。10. 如權利要求1所述的導軌電車安全型軌旁控制系統，其特征在于， 所述的導軌電車安全型軌旁控制系統采用控制中心自動控制模式或現場人工控制模 式或車載無線控制模式或控制中心人工控制模式； 所述導軌電車注冊方法為:導軌電車安全型軌旁控制系統接收到車載或控制中心的注 冊車次號之后，檢測始端軌旁控制器是否已被其他車輛注冊后，如果檢測到始端軌旁控制 器沒有被其他車輛注冊則將所述車次號注冊到始端軌旁控制器； 所述導軌電車釋放方法為:軌旁控制器接收到控制中心的移除注冊命令，將所述車次 號從始端軌旁控制器釋放； 所述導軌電車進路辦理方法:軌旁控制器接收到車載或控制中心的排路命令之后，根 據聯鎖條件、道岔等狀態，判斷是否滿足進路開放條件，如果滿足進路開發條件則開放進路 并鎖閉，然后信號開放； 所述導軌電車進路取消方法：軌旁控制器接收到車載或控制中心的進路取消命令之 后，關閉對應已經開放的信號并解鎖進路； 所述導軌電車進路解鎖方法：電車信號開放之后，隨著電車的正常走行，如果軌旁控制 器判斷所述電車已經經過該進路區段，那么解鎖進路、出清軌道區段，并釋放始端軌旁控制 器注冊信息； 所述導軌電車道岔單獨控制方法:所述軌旁控制器接收到控制中心道岔動作命令之后 檢查進路狀態、區段鎖閉狀態，如果道岔未在規定位置，那么根據命令對道岔進行正/反操 作。
【文檔編號】B61L29/00GK106004933SQ201610579636
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月21日
【發明人】何偉挺, 劉實秋, 楊建華, 李冬奎, 盧楊, 廖華, 梁靈曉, 李晉升
【申請人】中鐵二院重慶勘察設計研究院有限責任公司