一种VOBC和TCMS一体化列车控制设备制造技术

本申请实施例公开了一种VOBC和TCMS一体化列车控制设备，包括：主控单元和RIOM单元；所述主控单元，设置为实现车载ATP、车载ATO以及TCMS的应用逻辑计算功能，完成具有预设的第一安全等级的第一硬线信号的驱采功能，以及具有预设的第二安全等级和第一实时性要求的第二硬线信号的驱采功能；所述第一安全等级高于所述第二安全等级；所述RIOM单元，设置为完成具有预设的第二安全等级和第二实时性要求的第三硬线信号的驱采功能，所述第一实时性要求高于所述第二实时性要求。通过该实施例方案，减少了设备数量和通信传输延时，提高了设备可靠性和可维护性，减少了设备安装空间。减少了设备安装空间。减少了设备安装空间。

【技术实现步骤摘要】
一种VOBC和TCMS一体化列车控制设备


[0001]本申请实施例涉及列车控制技术，尤指一种VOBC和TCMS一体化列车控制设备。

技术介绍

[0002]列车控制系统包括TCU（Traction Control Unit牵引控制单元）、BCU（Brake Control Unit制动控制单元）、CCU（Central Control Unit，中央控制单元）（有些厂家也称之VCU，Vehicle Control unit车辆控制单元）在内的八大控制系统，这些控制系统都是以CCU为核心，通过实时以太网或MVB总线连接在一起，实现列车的运行控制。CCU与实时以太网（或MVB总线）一起实现列车控制管理，称为TCMS（Train Control and Monitoring System列车监控系统）。
[0003]随着铁路信号技术的不断发展，信号控制从以地面为主逐渐往车上转移，同时自动化程度也越来越高，逐渐出现了信号车载ATP（Automatic Train Protection列车自动防护系统）、车载ATO（Automatic Train Operation列车自动驾驶）以及车载AOM（Assist Operation Module，辅助驾驶模块）设备，统称为车载VOBC（Vehicle on
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board controller车载控制器），其最终控制对象仍然是列车，包括牵引、制动、车门、PIS（Passenger Information System乘客信息系统）、空调、照明等设备。传统的车载VOBC设备与TCMS设备的硬件结构图如图1所示（其中，实线为硬线信号，虚线为实时以太网，点划线为其他通信方式）。
[0004]从图1可以看出，车载VOBC和车辆的TCMS是完全独立的两套设备，分别由信号供货商和车辆供货商提供。车载VOBC与被控对象的命令传输几乎都要通过以太网接口或通过RIOM（Remote Input / Output Module，远程输入输出单元）单元传给CCU，然后CCU再转发到各被控对象。由于整个命令传输过程节点多增加了命令的传输时间、故障节点、设备维护工作量以及设备空间占用，对于后续具备高可靠性和实时性要求的GOA3/4（Grades of Automation，自动化等级）级列车控制系统来讲是不利的。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供了一种VOBC和TCMS一体化列车控制设备，能够减少设备数量和通信传输延时，提高设备可靠性和可维护性，减少设备安装空间。
[0006]本申请实施例提供了一种VOBC和TCMS一体化列车控制设备，可以包括：主控单元和RIOM（远程输入输出单元）单元；所述主控单元，设置为实现车载ATP（列车自动防护系统）、车载ATO（列车自动驾驶）以及TCMS（列车监控系统）的应用逻辑计算功能，完成具有预设的第一安全等级的第一硬线信号的驱采功能，以及具有预设的第二安全等级和第一实时性要求的第二硬线信号的驱采功能；所述第一安全等级高于所述第二安全等级；所述RIOM单元，设置为完成具有预设的第二安全等级和第二实时性要求的第三硬线信号的驱采功能，所述第一实时性要求高于所述第二实时性要求。
[0007]在本申请的示例性实施例中，所述主控单元可以包括：主控机笼、辅助驾驶模块AOM单元、交换机单元和应答器传输模块BTM单元；所述主控机笼可以包括：主控模块；所述主控模块，可以设置为接收速度信号、轨道电路信号和无线信息；完成ATP、ATO和TCMS的应用逻辑计算；发出具有所述第一实时性要求的输入继电器指令和输出继电器指令；所述AOM单元，可以与所述主控模块相连，设置为执行休眠唤醒功能；所述BTM单元，可以与所述主控模块相连，设置为解析BTM天线收到的应答器信息；所述交换机单元，可以与所述主控模块相连，设置为实现车载控制器VOBC与无线设备进行通信。
[0008]在本申请的示例性实施例中，所述主控机笼可以为2乘2取2结构；所述主控机笼可以包括：A系机笼和B系机笼；所述A系机笼和所述B系机笼分别包含一个主控模块、交换机单元和BTM单元；所述A系机笼和所述B系机笼共用辅助驾驶模块AOM单元；所述交换机单元，还可以设置为实现所述A系机笼内的VOBC和所述B系机笼内的VOBC进行通信。
[0009]在本申请的示例性实施例中，所述主控单元还可以包括：第一电源单元和第一风扇单元；所述第一电源单元，设置为将车体电源转化为所述VOBC和TCMS一体化列车控制设备的电源；所述第一风扇单元，设置为实现散热功能。
[0010]在本申请的示例性实施例中，所述RIOM单元可以包括：CPU单元、输入单元和输出单元；所述CPU单元，设置为将所述输入单元采集的硬线信号通过实时以太网接口发送给VOBC，并通过所述输出单元转发接收的车载VOBC发出的硬线信号。
[0011]在本申请的示例性实施例中，所述第一安全等级为SIL4等级；所述第二安全等级为SIL2等级；所述主控单元实现SIL4等级的硬线输入和输出接口功能；所述RIOM单元实现SIL2等级的硬线输入和输出接口功能。
[0012]在本申请的示例性实施例中，车载VOBC和TCMS都需要的电气接口由所述主控单元提供；仅TCMS需要的电气接口由所述RIOM单元提供。
[0013]在本申请的示例性实施例中，所述主控单元与车辆中除所述主控单元以外的其他设备的接口用实时以太网接口；所述实时以太网接口采用SDTP（安全数据传输协议）接口协议；支持旁路功能的交换机采用链路聚合的方式组成线性网络；其中，车厢内终端设备链接到ETB（列车级以太网设备）交换机，车厢间交换机通过旁路端口链接，形成支持旁路功能的冗余网络；列车通信网络可以包括：列车控制级、车辆控制级和子系统控制级三级网络结构。
[0014]在本申请的示例性实施例中，所述ATP、所述ATO和所述TCMS设置于同一个板卡上。
[0015]在本申请的示例性实施例中，所述主控单元的应用线程可以包括：测速测距线程、ATP应用线程、ATO应用线程和TCMS应用线程。
[0016]在本申请的示例性实施例中，所述测速测距线程，可以设置为实现测速测距应用功能；所述ATP应用线程，可以设置为实现ATP应用功能、紧急制动控制功能以及牵引切除控制功能；所述ATO应用线程，可以设置为实现ATO应用功能、牵引系统功能和制动系统功能；所述TCMS应用线程，可以设置为实现辅助系统功能、门控系统功能、空调系统功能、PIS（乘客信息系统）系统功能、时钟同步功能、里程计数功能、MMI（人机接口）接口功能以及数据记录功能。
[0017]在本申请的示例性实施例中，所述主控单元的应用线程之间采用共享内存方式实现双向通信；和/或，所述主控单元的应用线程之间的优先级关系可以包括：所述测速测距线程大于所述TCMS应用线程；所述TCMS应用线程大于所述ATO应用线程；所述ATO应用线程大于所述ATP应用线程；在本申请的示例性实施例中，所述的VOBC和TCMS一体化列车控制设备还本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种VOBC和TCMS一体化列车控制设备，其特征在于，包括：主控单元和远程输入输出单元RIOM单元；所述主控单元，设置为实现车载列车自动防护系统ATP、车载列车自动驾驶ATO以及列车监控系统TCMS的应用逻辑计算功能，完成具有预设的第一安全等级的第一硬线信号的驱采功能，以及具有预设的第二安全等级和第一实时性要求的第二硬线信号的驱采功能；所述第一安全等级高于所述第二安全等级；所述RIOM单元，设置为完成具有预设的第二安全等级和第二实时性要求的第三硬线信号的驱采功能，所述第一实时性要求高于所述第二实时性要求。2.根据权利要求1所述的VOBC和TCMS一体化列车控制设备，其特征在于，所述主控单元包括：主控机笼；所述主控机笼包括：主控模块；所述主控机笼为2乘2取2结构；所述主控机笼包括：A系机笼和B系机笼；所述A系机笼和所述B系机笼分别包含一个主控模块、交换机单元和BTM单元；所述A系机笼和所述B系机笼共用辅助驾驶模块AOM单元；所述交换机单元，还设置为实现所述A系机笼内的VOBC和所述B系机笼内的VOBC进行通信。3.根据权利要求2所述的VOBC和TCMS一体化列车控制设备，其特征在于，所述主控单元还包括：第一电源单元和第一风扇单元；所述第一电源单元，设置为将车体电源转化为所述VOBC和TCMS一体化列车控制设备的电源；所述第一风扇单元，设置为实现散热功能。4.根据权利要求1所述的VOBC和TCMS一体化列车控制设备，其特征在于，所述RIOM单元包括：CPU单元、输入单元和输出单元；所述CPU单元，设置为将所述输入单元采集的硬线信号通过实时以太网接口发送给VOBC，并通过所述输出单元转发接收的车载VOBC发出的硬线信号。5.根据权利要求1
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4任意一项所述的VOBC和TCMS一体化列车控制设备，其特征在于，所述第一安全等级为SIL4等级；所述第二安全等级为SIL2等级；所述主控单元实现SIL4等级的硬线输入和输出接口功能；所述RIOM单元实现SIL2等级的硬线输入和输出接口功能。6.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：林颖，彭萍萍，刘晓敏，郭荣杰，郭瑞省，李兰春，周超文，
申请(专利权)人：北京和利时系统集成有限公司，
类型：发明
国别省市：