一种用于有轨车辆的分布式道岔控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于有轨车辆的分布式道岔控制系统，包括：逻辑控制子系统和驱动采集子系统；所述逻辑控制子系统和驱动采集子系统连接；所述逻辑控制子系统为双系冗余结构设计，根据操作命令和轨旁设备状态进行联锁逻辑运算；所述驱动采集子系统为双系冗余结构设计，用于驱动轨旁设备和采集轨旁设备状态。本发明专利技术的分布式道岔控制系统集成安全联锁逻辑运算、设备驱动采集、现地操作、列车定位和电源于一体，可扩展性高、灵活性强、功能全面；能够实时监测电压、电流、温度和备用电源电量等指标；实现驱动、采集、监测的闭环控制，提高可靠性和安全性；将道岔控制设备置于现场，减少信号电缆的使用。号电缆的使用。号电缆的使用。

【技术实现步骤摘要】
一种用于有轨车辆的分布式道岔控制系统


[0001]本专利技术属于轨道交通
，特别涉及一种用于有轨车辆的分布式道岔控制系统。

技术介绍

[0002]有轨车辆作为城市轨道交通的一种，近年在各国得到快速发展。新型有轨车辆由于其能源清洁、运输速率高于公交，成本造价远低于地铁等一系列优点受到各个城市青睐。对于有轨车辆信号系统，研究和开发信号系统设备起步较晚，暂时还没有统一标准来规范有轨车辆信号系统，各个企业的道岔控制系统各不相同。现在的有轨车辆道岔控制系统控制方式主要是集中控制方式和轨旁控制方式，但是都存在一定的缺陷。集中控制方式对中心运算量有一定要求，且轨道沿线需要敷设大量光缆或电缆线，造成浪费资源，影响了城市轨道沿线市容市貌；由于线缆本身的混线故障率、传输距离短、造价高等一系列缺点，使得集中控制方式的道岔控制系统成本高、故障率高、维修工作量大；分散式控制方式设备分散、体积大、模块多，增加了工程量和工程投入。现阶段的道岔控制系统不论基于哪种控制方式，道岔执行层均采用电气集中继电电路，采用继电器逻辑体积大、配线多、故障率高，施工和维护不方便。因此，亟需开发一种新型的分布式道岔控制系统。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本专利技术公开了一种用于有轨车辆的分布式道岔控制系统，包括：逻辑控制子系统和驱动采集子系统；
[0004]所述逻辑控制子系统和驱动采集子系统连接；
[0005]所述逻辑控制子系统为双系冗余结构设计，根据操作命令和轨旁设备状态进行联锁逻辑运算；
[0006]所述驱动采集子系统为双系冗余结构设计，用于驱动轨旁设备和采集轨旁设备状态。
[0007]更进一步地，所述逻辑控制子系统包括主控逻辑单元；所述主控逻辑单元包括安全逻辑模块和维护模块；
[0008]所述安全逻辑模块包括安全处理器、通信处理器和扩展通信处理器；
[0009]所述安全处理器分别与通信处理器和扩展通信处理器连接；
[0010]所述安全处理器，用于接收通信处理器解析的控制命令和来自扩展通信处理器的轨旁设备状态进行联锁逻辑运算，并将联锁逻辑运算结果和轨旁设备状态发送至通信处理器，将执行命令发送至扩展通信处理器；
[0011]所述通信处理器，用于通过网络接口与外部通信网进行通信，负责接收远程控制中心命令并做安全协议解析，将解析结果转发安全处理器，负责将联锁逻辑运算结果和轨旁设备状态进行安全协议封装并发送远程控制中心；
[0012]所述扩展通信处理器，用于通过网络接口与内部通信网进行通信。
[0013]更进一步地，所述安全逻辑模块还包括电源转换子模块、电压采集子模块和温度采集子模块；
[0014]所述安全处理器分别与电源转换子模块、电压采集子模块和温度采集子模块连接；
[0015]所述电源转换子模块，用于为安全处理器、通信处理器、扩展通信处理器、电压采集子模块和温度采集子模块供电；
[0016]所述电压采集子模块，用于采集安全逻辑模块上器件的电压，并发送给安全处理器；
[0017]所述温度采集子模块，用于采集安全处理器、通信处理器和扩展通信处理器的核心温度，并发送给安全处理器。
[0018]更进一步地，所述安全处理器，具体用于：
[0019]当检测到电压波动在额定电压的
±
10％以内，置正常波动不做处理；当检测到电压波动在额定电压的
±
20％时，置轻微故障，发送故障报警信息；当检测到电压波动在额定电压的
±
50％时，置严重故障，进入待机状态，停止所有输出；或
[0020]当检测到温度大于工作温度阈值90％时，置轻微故障，发送报警信息；当检测到温度大于工作温度阈值120％时，置严重故障，进入待机处理，停止所有输出。
[0021]更进一步地，所述维护模块包括维护处理器、电源转换子模块、温度采集子模块和电压采集子模块；
[0022]维护处理器与安全处理器、电源转换子模块、温度采集子模块和电压采集子模块连接。
[0023]更进一步地，所述驱动采集子系统包括通用输出单元、通用输入单元和驱动单元；
[0024]所述通用输出单元与驱动单元连接；所述通用输入单元与驱动单元连接；
[0025]所述通用输出单元，用于根据逻辑控制子系统的驱动命令对驱动单元上的输出继电器进行安全驱动；
[0026]所述通用输入单元，用于通过光耦隔离对驱动单元上的继电器采集节点和驱动电流采集节点进行采集并发送给逻辑控制子系统；
[0027]所述驱动单元，用于驱动轨旁设备。
[0028]更进一步地，所述驱动单元包括重力安全继电器、固态继电器、安全控制器模块、采集模块和隔离模块；
[0029]所述重力安全继电器与固态继电器连接；所述固态继电器与安全控制器模块连接；所述安全控制器模块与采集模块连接；所述采集模块与隔离模块连接；
[0030]所述重力安全继电器通过通用输出单元的安全驱动为后级电路提供驱动电源，为驱动单元的电源开关，当监测到故障时，切断输出；
[0031]所述固态继电器具有隔离驱动作用，通过通用输出单元的安全驱动为安全控制器模块提供驱动电源，隔离前级电路和后级电路；
[0032]所述安全控制器模块通过通用输出单元的安全驱动完成轨旁设备驱动；
[0033]所述采集模块提供继电器采集节点和驱动电流采集节点；
[0034]所述隔离模块将采集模块作隔离输出，供通用输入模块进行采集。
[0035]更进一步地，还包括现地操作子系统；所述现地操作子系统与逻辑控制子系统连
接；
[0036]所述现地操作子系统负责现场人机交互，通过人工按钮命令发送进路选排取消、区段解锁和区段复位的控制命令。
[0037]更进一步地，还包括列车定位子系统；所述列车定位子系统与逻辑控制子系统连接；
[0038]所述列车定位子系统采用计轴设备检测轨道区段的占用/空闲信息，判断列车的位置信息，并上传至逻辑控制子系统；
[0039]所述计轴设备包括计轴Ⅰ系和计轴Ⅱ系，采用二乘二取二的安全冗余结构设计，与逻辑控制子系统采用交叉冗余方式进行连接。
[0040]更进一步地，还包括智能电源子系统；所述智能电源子系统与逻辑控制子系统和驱动采集子系统连接；
[0041]所述智能电源子系统包括防雷单元、滤波器、交流接触器、逻辑电源单元、IO逻辑电源单元和UPS备用电源单元；所述防雷单元与滤波器连接；所述滤波器分别与UPS备用电源单元和交流接触器连接；所述UPS备用电源单元与交流接触器连接；所述交流接触器分别与逻辑电源单元和IO逻辑电源单元连接；
[0042]所述逻辑电源单元分别与逻辑控制子系统、驱动采集子系统、列车定位子系统、现地操作子系统、外部交换机和内部交换机连接，并提供逻辑电源；
[0043]所述IO逻辑电源单元分别与通用输出单元、通用输入单元和驱动单元连接，并提供接口电源；
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于有轨车辆的分布式道岔控制系统，其特征在于，包括：逻辑控制子系统和驱动采集子系统；所述逻辑控制子系统和驱动采集子系统连接；所述逻辑控制子系统为双系冗余结构设计，根据操作命令和轨旁设备状态进行联锁逻辑运算；所述驱动采集子系统为双系冗余结构设计，用于驱动轨旁设备和采集轨旁设备状态。2.根据权利要求1所述的用于有轨车辆的分布式道岔控制系统，其特征在于，所述逻辑控制子系统包括主控逻辑单元；所述主控逻辑单元包括安全逻辑模块和维护模块；所述安全逻辑模块包括安全处理器、通信处理器和扩展通信处理器；所述安全处理器分别与通信处理器和扩展通信处理器连接；所述安全处理器，用于接收通信处理器解析的控制命令和来自扩展通信处理器的轨旁设备状态进行联锁逻辑运算，并将联锁逻辑运算结果和轨旁设备状态发送至通信处理器，将执行命令发送至扩展通信处理器；所述通信处理器，用于通过网络接口与外部通信网进行通信，负责接收远程控制中心命令并做安全协议解析，将解析结果转发安全处理器，负责将联锁逻辑运算结果和轨旁设备状态进行安全协议封装并发送远程控制中心；所述扩展通信处理器，用于通过网络接口与内部通信网进行通信。3.根据权利要求2所述的用于有轨车辆的分布式道岔控制系统，其特征在于，所述安全逻辑模块还包括电源转换子模块、电压采集子模块和温度采集子模块；所述安全处理器分别与电源转换子模块、电压采集子模块和温度采集子模块连接；所述电源转换子模块，用于为安全处理器、通信处理器、扩展通信处理器、电压采集子模块和温度采集子模块供电；所述电压采集子模块，用于采集安全逻辑模块上器件的电压，并发送给安全处理器；所述温度采集子模块，用于采集安全处理器、通信处理器和扩展通信处理器的核心温度，并发送给安全处理器。4.根据权利要求3所述的用于有轨车辆的分布式道岔控制系统，其特征在于，所述安全处理器，具体用于：当检测到电压波动在额定电压的
±
10％以内，置正常波动不做处理；当检测到电压波动在额定电压的
±
20％时，置轻微故障，发送故障报警信息；当检测到电压波动在额定电压的
±
50％时，置严重故障，进入待机状态，停止所有输出；或当检测到温度大于工作温度阈值90％时，置轻微故障，发送报警信息；当检测到温度大于工作温度阈值120％时，置严重故障，进入待机处理，停止所有输出。5.根据权利要求2或4所述的用于有轨车辆的分布式道岔控制系统，其特征在于，所述维护模块包括维护处理器、电源转换子模块、温度采集子模块和电压采集子模块；维护处理器与安全处理器、电源转换子模块、温度采集子模块和电压采集子模块连接。6.根据权利要求1所述的用于有轨车辆的分布式道岔控制系统，其特征在于，所述驱动采集子...

【专利技术属性】
技术研发人员：盖书敏，肖毅平，邢美丽，丁欢，任喜国，沈俊远，韩帅，
申请(专利权)人：北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：