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简析轨旁电子单元切换设计

2019-04-08王国英

铁路通信信号工程技术 2019年3期
关键词:应答器传输监测

王 鑫 丁 欢 王国英

(1.中铁二十一局集团电务电化工程有限公司,兰州 730000 2.北京全路通信信号研究设计院集团有限公司,北京 100070;3.北京市高速铁路运行控制系统工程技术研究中心,北京 100070)

1 概述

应答器传输系统(Balise Transmission Subsystem,BTS)是一种基于点式信息传输的安全传输系统,实现轨旁设备或地面与车载设备之间的安全信息传输。应答器传输系统包括应答器传输模块(Balise Transmission Module,BTM)及车载天线单元(Antenna Unit,AU)、有源应答器(Controlled Balise)和无源应答器(Fixed Balise)、地面轨旁电子单元(Landside Electronic Unit,LEU)3 个基本组成部分。

安装在轨道中央的应答器自身不需要外加电源,在列车运行期间,BTM 通过天线单元AU 不断向地面辐射能量,应答器接受到天线单元辐射的功率而工作,将内部的编码信息或轨旁电子单元的编码信息发送给车载天线AU,车载天线将接收到的上行链路信号传输给BTM,BTM 将接收到的数据发送给车载控制核心。

本文着重介绍轨旁电子单元的切换设计部分。

2 轨旁电子单元主要功能

轨旁电子单元的主要功能如下:

1)根据接收到的输入信号(开关量或通信数据),进行报文选择或从通信数据中提取报文,最终生成符合C 接口要求的信号,向有源应答器发送;

2)当输入接口故障时,能输出默认报文;

3)轨旁电子单元有监测、记录与维护功能。

3 轨旁电子单元系统边界

轨旁电子单元系统边界及接口如图1 所示。

图1 轨旁电子单元系统边界及接口Fig.1 System boundary and interface of lineside electronic unit

轨旁电子单元包含如下接口。

接口C:轨旁电子单元与有源应答器之间的信息传输接口,从功能上分为C1、C6 和C4 三个子接口。

接口S:轨旁电子单元与列控中心或其他外部设备之间的接口,作为上行链路信息的数据输入。

电源接口:电源接口为轨旁电子单元设备供电。

监测接口:轨旁电子单元通过监测接口与监测设备连接,向监测设备报告运行过程中的关键信息。

维护接口:轨旁电子单元可通过安全相关维护接口对LEU 进行安全相关配置操作;可通过非安全相关维护接口对LEU 进行记录读取、监测、参数配置等非安全相关操作。

4 轨旁电子单元系统结构

LEU 设备主要由处理、输出、监测、采集和切换模块等组成。根据应用要求及输入接口形式,LEU 可选择不同的模块组合。

LEU 系统结构示意如图2 所示。

图2 LEU系统结构示意图Fig.2 Structure diagram of LEU system

5 LEU切换模块主要功能

5.1 模块结构及主要功能

LEU 切换模块结构示意如图3 所示。

图3 LEU切换模块结构示意图Fig.3 Structure diagram of LEU switching module

切换模块主要完成以下功能。

1)根据双系状态切换LEU 输出。

2)当双系LEU 的控制板均OK 时,切换模块优先输出A 系。

3)当LEU 由A 系切换到B 系后,即使A 系恢复,也不允许由B 系切回到A 系;除非B 系故障。

5.2 切换模块设计组成

5.2.1 电源模块的描述与设计

电源模块设计分隔离和非隔离两种;隔离设计采用电源模块;非隔离设计采用低压差稳压电路LDO。

5.2.2 切换模块的描述与设计

切换模块可以接收动态的控制信号;可以接收LEU 设备双系的控制信号,并将接收的控制信号对外给予显示;切可以对LEU 设备双系输出进行互锁设计。

5.2.3 切换输出指示硬件设计

切换模块将LEU 设备的双系状态进行指示设计;对LEU 设备正在输出的一系状态进行指示设计。

5.2.4 切换输出设计

切换模块对LEU 设备4 路输出通道同时进行切换输出;对LEU 设备输出无延时;对LEU 设备输出无能量衰减。

5.2.5 切换输出状态回送设计

切换模块对LEU 设备输出状态进行动态回送;动态回送信号分别给到LEU 设备的双系。

5.2.6 切换模块延时设计

切换模块对LEU 设备一系进行延时设计,保证LEU 设备在双系均正常的情况下,优先输出一系。

5.2.7 切换模块信号防护设计

切换模块对LEU 设备的输入和输出控制信号进行热插拔等防护设计。

6 现场应用

该产品目前已经通过SIL4 安全认证、欧洲TSI互联互通认证、CRCC 认证,并在白乌现场进行了试验。

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