一种ATP和LKJ一体化的车载设备制造技术

本发明专利技术涉及一种ATP和LKJ一体化的车载设备，车载主机运行ATP控制子模块和LKJ控制子模块；ATP车载外围设备发送的信息通过ATP控制子模块接收后进行格式转换并存储至缓存区，由LKJ控制子模块周期读取；ATP控制子模块接收运行等级转换指令，选择向列车输出ATP控制子模块或LKJ控制子模块的控制指令；所述ATP车载外围设备包括人机界面单元、ATP车载传感器单元以及ATP车载天线单元；所述人机界面单元能够根据ATP控制子单元的指令切换为ATP操作界面设置ATP操作参数，或者切换为LKJ操作界面设置LKJ操作参数，并在运行过程中根据运行等级自动切换至不同的控车界面。本发明专利技术将LKJ控车功能集成到ATP主控单元，不需对车辆改造，节约安装空间和成本。装空间和成本。装空间和成本。

【技术实现步骤摘要】
一种ATP和LKJ一体化的车载设备


[0001]本专利技术涉及车载设备
，尤其涉及一种ATP和LKJ一体化的车载设备。

技术介绍

[0002]车载设备是列车上必须安装的一种信号控制设备，它对于保证行车安全起着关键作用。其基本控车原理是，根据自身存储或从地面设备获取的线路数据，从地面设备获取控车目标点位置(对应前方关闭信号机、前方列车占用的轨道区段或其它危险点)，计算控车曲线，防止列车超过线路的允许速度、越过信号机或与前车发生碰撞事故，如图1所示。如果司机不进行减速操作，车载设备将根据列车运行速度和控车曲线的差值，分别给出声音报警或输出常用制动甚至紧急制动，以保证行车安全。
[0003]我国在用的车载设备有三种，分别为列车运行监控装置(LKJ2000)、CTCS
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2级列车超速防护系统(ATP)和CTCS
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3级列车超速防护系统(ATP)。三者的主要区别为：
[0004]LKJ2000是将线路数据存储在车上，根据司机输入的线路号和车站号，选取对应的数据。通过轨道电路获取控车目标点位置。最高运行速度不超过160km/h。
[0005]CTCS
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2级ATP不存储线路数据，它根据应答器实现列车定位，并从地面的应答器获取线路数据，通过轨道电路获取控车目标点位置。最高运行速度不超过250km/h。
[0006]CTCS
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3级ATP不存储线路数据，它根据应答器实现列车定位，它通过无线的方式从地面设备获取线路数据和控车目标点位置。最高运行速度不超过350km/h。
[0007]另外，CTCS
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2级和CTCS
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3级ATP采用安全平台架构，采用二乘二取或三取二的方式，即多个CPU同时进行运算，运算结果相同才允许输出，运算结果不同则采取相应的安全措施。LKJ2000则未采用安全平台架构，不满足安全完整性等级(SIL)4级的要求。
[0008]我国普速铁路没有安装配套的CTCS
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2/3级地面设备，不能向车载设备提供线路数据，列车只能以LKJ方式控车。
[0009]250km/h动车组考虑到跨线运行，出厂时即安装了LKJ2000和CTCS
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2级ATP设备。两套设备都有各自的机柜，驾驶台安装了各自的人机界面单元(显示器)、车轮安装了各自的速度传感器用于测速。
[0010]350km/h动车组只安装CTCS
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3级ATP设备，未安装LKJ设备，所以350km/h动车组不能在普速铁路正常运行。近年来，350km/h动车组有跨线运行的运输需求。
[0011]如果按照250km/h动车组的方式，350km/h动车组安装LKJ独立的机柜及外围设备，车轮加装LKJ的速度传感器，司机驾驶室加装LKJ显示屏，这对于现场运营的动车组需要进行较大改造。
[0012]另外，随着铁路运输对于安全的要求不断提高，LKJ2000也已逐渐不能适用铁路发展。各厂家也已研制出基于安全平台的LKJ
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15型设备，但与LKJ2000相比，所占空间更大，成本较高。未来，若250km/h动车组同时安装LKJ
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15和ATP设备，也需要预留更大空间。

技术实现思路

[0013]针对动车组安装ATP和LKJ两套设备带来的空间和成本问题，本专利技术提供一种ATP和LKJ一体化的车载设备，ATP主控单元增加线路数据存储模块的硬件，并增加LKJ控车的软件模块，实现350km/h动车组在普速铁路的运营或对已安装ATP和LKJ的250km/h动车组的升级改造。本专利技术能够提高LKJ控车的安全性，并且，车辆不需要额外安装LKJ的速度传感器、显示屏和列车接口改造，降低成本。
[0014]为达到上述目的，本专利技术提供了一种基于安全平台的ATP和LKJ一体化车载设备，包括车载主机以及ATP车载外围设备；
[0015]所述车载主机设置同一安全平台运行ATP控制子模块和LKJ控制子模块；所述ATP车载外围设备发送的信息通过ATP控制子模块接收后进行格式转换并存储至缓存区，由LKJ控制子模块周期性地读取；所述ATP控制子模块接收运行等级转换指令，选择向列车输出ATP控制子模块或LKJ控制子模块的控制指令；
[0016]所述ATP车载外围设备包括人机界面单元、ATP车载传感器单元以及ATP车载天线单元；所述人机界面单元能够根据ATP控制子单元的指令切换为ATP操作界面设置ATP操作参数，或者切换为LKJ操作界面设置LKJ操作参数，并在运行过程中根据运行等级自动切换至ATP操作界面或LKJ操作界面；所述ATP车载传感器单元采集的信息和通过ATP车载天线单元接收的信息发送给车载主机。
[0017]进一步地，所述车载主机开辟两个独立的缓冲区，分别为ATP发送
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LKJ接收缓冲区和LKJ发送
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ATP接收缓冲区；；
[0018]当ATP控制子模块需要向LKJ控制子模块发送数据时，首先检查ATP发送
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LKJ接收缓冲区的状态标识，若状态标识缓冲区内有数据，则等待下一周期发送，若连续多个周期状态标识均为有数据，则判断为故障；若状态标识缓冲区内无数据，ATP控制子模块将要发送的数据写入ATP发送
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LKJ接收缓冲区，再将状态标识置为有数据；LKJ控制子模块周期性地检查ATP发送
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LKJ接收缓冲区的状态标识，若连续多个周期状态标识均为无数据，则判断为故障；若状态标识有数据，则在读取缓冲区的数据后，将状态标识置为无数据状态；
[0019]所述LKJ控制子模块将输出的列车控制指令、显示信息存入LKJ发送
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ATP接收缓冲区，如果当前运行等级为LKJ控制子模块的控制指令控制列车，则ATP控制子模块周期读取LKJ发送
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ATP接收缓冲区的数据，将列车控制指令经列车接口单元输出至列车，将显示信息发送至人机界面单元进行显示；如果当前运行等级为ATP控车，则ATP控制子模块将ATP控制子模块本身的列车控制指令和显示信息输出至列车和人机界面单元，对LKJ的输出控制指令和显示信息只作记录。
[0020]进一步地，所述ATP控制子单元在和LKJ控制子单元在写入数据包含CRC校验和时间戳信息；所述ATP控制子单元和LKJ控制子单元对读取的数据进行CRC校验和时间戳检查，通过后才使用，若不通过则不使用，若连续多个周期不通过，视为通信故障。
[0021]进一步地，还包括ATP车载设备外围接口，包括列车接口、电源接口以及动态监测设备接口；所述列车接口，接收列车控制指令；所述电源接口用于向一体化车载设备供电；所述动态监测设备接口用于输出列车运行速度、距离、外围设备提供的输入数据以及设备运行状态至动态监测设备。
[0022]进一步地，所述车载主机包括测距测速单元，应答器信息接收单元、无线传输单
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于安全平台的ATP和LKJ一体化车载设备，其特征在于，包括车载主机以及ATP车载外围设备；所述车载主机设置同一安全平台运行ATP控制子模块和LKJ控制子模块；所述ATP车载外围设备发送的信息通过ATP控制子模块接收后进行格式转换并存储至缓存区，由LKJ控制子模块周期性地读取；所述ATP控制子模块接收运行等级转换指令，选择向列车输出ATP控制子模块或LKJ控制子模块的控制指令；所述ATP车载外围设备包括人机界面单元、ATP车载传感器单元以及ATP车载天线单元；所述人机界面单元能够根据ATP控制子单元的指令切换为ATP操作界面设置ATP操作参数，或者切换为LKJ操作界面设置LKJ操作参数，并在运行过程中根据运行等级自动切换至ATP操作界面或LKJ操作界面；所述ATP车载传感器单元采集的信息和通过ATP车载天线单元接收的信息发送给车载主机。2.根据权利要求1所述的基于安全平台的ATP和LKJ一体化车载设备，其特征在于，所述车载主机开辟两个独立的缓冲区，分别为ATP发送
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LKJ接收缓冲区和LKJ发送
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ATP接收缓冲区；；当ATP控制子模块需要向LKJ控制子模块发送数据时，首先检查ATP发送
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LKJ接收缓冲区的状态标识，若状态标识缓冲区内有数据，则等待下一周期发送，若连续多个周期状态标识均为有数据，则判断为故障；若状态标识缓冲区内无数据，ATP控制子模块将要发送的数据写入ATP发送
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LKJ接收缓冲区，再将状态标识置为有数据；LKJ控制子模块周期性地检查ATP发送
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LKJ接收缓冲区的状态标识，若连续多个周期状态标识均为无数据，则判断为故障；若状态标识有数据，则在读取缓冲区的数据后，将状态标识置为无数据状态；所述LKJ控制子模块将输出的列车控制指令、显示信息存入LKJ发送
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ATP接收缓冲区，如果当前运行等级为LKJ控制子模块的控制指令控制列车，则ATP控制子模块周期读取LKJ发送
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ATP接收缓冲区的数据，将列车控制指令经列车接口单元输出至列车，将显示信息发送至人机界面单元进行显示；如果当前运行等级为ATP控车，则ATP控制子模块将ATP控制子模块本身的列车控制指令和显示信息输出至列车和人机界面单元，对LKJ的输出控制指令和显示信息只作记录。3.根据权利要求2所述的基于安全平台的ATP和LKJ一体化车载设备，其特征在于，所述ATP控制子单元在和LKJ控制子单元在写入数据包含CRC校验和时间戳信息；所述ATP控制子单元和LKJ控制子单元对读取的数据进行CRC校验和时间戳检查，通过后才使用，若不通过则不使用，若连续多个周期不通过，视为通信故障。4.根据权利要求2所述的基于安全平台的ATP和LKJ一体化车载设备，其特征在于，还包括ATP车载设备外围接口，包括列车接口、电源接口以及动态监测设备接口；所述列车接口，接收列车控制指令；所述电源接口用于向一体化车载设备供电；所述动态监测设备接口用于输出列车运行速度、距离、外围设备提供的输入数据以及设备运行状态至动态监测设备。5.根据权利要求4所述的基于安全平台的ATP和LKJ一体化车载设备，其特征在于，所述车载主机包括测距测速单元，应答器信息接收单元、无线传输单元、冗余隔离开关、列车接口单元、轨道电路信息读取单元以及司法/数据记录单元；所述ATP车载天线单元包括应答器接收天线、GSM
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R天线以及TCR天...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐效宁，李辉，唐世军，程剑锋，徐宁，岳林，宋志丹，李一楠，刘磊，程林芳，郑理华，张淼，侯大山，何之煜，刘聪，朱建设，李治岩，倪一丹，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司北京华铁信息技术有限公司北京锐驰国铁智能运输系统工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：