一种基于二乘二取二架构的信号机驱动系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于二乘二取二架构的信号机驱动系统，包括：联锁下位机、联锁维护台、通信模块和信号机驱动模块，所述联锁下位机、所述通信模块和所述信号机驱动模块均采用二乘二取二系统，所述信号机驱动模块、所述通信模块和所述联锁下位机依次连接，所述信号机驱动模块、所述通信模块和所述联锁维护台依次连接，本发明专利技术采用二乘二冗余设计，当单个信号机驱动模块或者通信模块故障时，系统仍可以正常运行，降低了施工难度和项目成本，维护方式简易，本系统支持热拔插，直接更换替换件即可，智能的故障监测和报警功能，能够更好的定位室外点灯单元的故障。外点灯单元的故障。外点灯单元的故障。

【技术实现步骤摘要】
一种基于二乘二取二架构的信号机驱动系统


[0001]本专利技术涉及轨道交通
，具体涉及一种基于二乘二取二架构的信号机驱动系统。

技术介绍

[0002]当前轨道交通信号系统普遍采用信号灯点灯电路以实现信号机不同信号显示的控制。其主要由两个部分构成，
[0003]室内的继电器，室内线缆和继电器组合柜。由继电器和连接线缆构成的点灯电路，实现对信号显示的逻辑控制功能。所有继电器安置于继电器组合柜内。
[0004]室外的信号灯点灯单元以及室外线缆。信号灯驱动电，经由室内电灯电路，防雷分柜和室外线缆接入室外信号灯电灯单元并点亮信号灯。
[0005]此外，为了维护和故障处理，还需要额外的硬件设备监测各个继电器的驱动和采集状态以及信号灯的电流模拟量。
[0006]现有的信号机驱动系统的方案存在以下问题：一、施工复杂，信号灯电灯电路由继电器组合构成信号显示的控制电路。当待控制的信号机灯位较多时，比如5显示进站信号机，由于其控制逻辑复杂，继电器之间接线繁琐。这导致前期施工难度较大。二、硬件成本和空间占用率高。当车站内信号灯较多时，继电器的使用量大。不仅需要昂贵的硬件成本并且占用机房大量的空间。额外的监测设备也需要额外的硬件成本。三、故障处理和维护难度较大。当某个继电器故障时，点灯电路无法正常实现信号显示的控制功能。当系统故障需要处理时，需要排查点灯电路上的所有继电器和接线。这导致故障处理较困难。如果某信号机更换升级，需要更改其对应的点灯电路，这导致维护升级难度较高。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是为了提供基于二乘二取二架构的信号机驱动系统。旨在解决现有技术中信号机驱动系统存在的施工复杂、硬件成本和空间占用率高以及故障处理和维护难度大的问题。
[0008]为达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0009]本专利技术提供了一种基于二乘二取二架构的信号机驱动系统，包括：
[0010]联锁下位机、联锁维护台、通信模块和信号机驱动模块，
[0011]所述联锁下位机、所述通信模块和所述信号机驱动模块均采用二乘二取二系统，所述信号机驱动模块、所述通信模块和所述联锁下位机依次连接，所述信号机驱动模块、所述通信模块和所述联锁维护台依次连接。
[0012]优选的，所述信号机驱动模块用于驱动信号灯并采集所述信号灯的灯丝电流。
[0013]优选的，所述信号机驱动模块包括：CPU模块和与所述CPU模块连接的FPGA模块，
[0014]所述CPU模块，其用于安全数据的计算、处理和二取二操作，所述CPU模块通过其输入输出接口控制所述信号机驱动系统，并读取所述信号机驱动系统中各元器件的状态，所
述FPGA模块对所述信号机驱动系统中的信息进行采集，所述CPU模块周期性的从所述FPGA模块读取所述信息，以实现所述信号机驱动模块的周期性自检。
[0015]优选的，所述CPU模块和所述FPGA模块均设置有两个，两个所述CPU模块互相连接，且每一所述CPU模块与一所述FPGA模块连接。
[0016]优选的，所述信号机驱动模块还包括：
[0017]采集模块，其与所述信号灯连接，将所述信号灯灯丝电流由模拟量转换为数字量；
[0018]驱动模块，其与室外电灯单元连接，用于将信号驱动电输送至所述室外电灯单元；
[0019]隔离模块，其与所述驱动模块连接，用于将外部的信号驱动电接入所述驱动模块；
[0020]熔丝模块，其与所述隔离模块连接，用于为所述隔离模块提供电能。
[0021]优选的，所述FPGA模块对所述信号机驱动系统中的驱动继电器、外部驱动电源、所述采集模块以及所述信号灯的灯丝电流进行采样，所述CPU模块周期性的读取所述采样的信息。
[0022]优选的，所述隔离模块包括隔离继电器，且所述隔离模块还与所述CPU模块连接，所述隔离继电器用于确保在所述驱动模块故障状态下所述信号机驱动系统的安全。
[0023]优选的，所述隔离继电器用于确保在所述驱动模块故障状态下所述信号机驱动系统的安全，其具体为：所述CPU模块检测到所述驱动模块的故障，所述CPU模块发送故障信息至所述隔离模块，所述隔离模块断开其中的所述隔离继电器的供电以及所述信号机驱动模块提供给信号机的驱动电。
[0024]优选的，所述的驱动电由外部电源系统提供并接入至所述信号机驱动模块。
[0025]优选的，所述熔丝模块还与所述CPU模块连接，所述CPU模块实时监测所述信号机驱动模块的状态。
[0026]优选的，所述CPU模块实时监测所述信号机驱动模块的状态具体为：
[0027]当所述信号机驱动模块无异常发生时，所述熔丝模块正常工作；
[0028]当所述信号机驱动模块发生异常时，所述熔丝模块切除所述隔离模块的供电，以保证所述信号机驱动系统的安全。
[0029]优选的，所述CPU模块实时监测整个所述信号机驱动模块的状态，当所述信号机驱动模块发生异常时，所述CPU模块发送命令至所述熔丝模块，所述熔丝模块切除所述隔离模块的供电。
[0030]优选的，所述通信模块用于与所述联锁下位机和所述联锁维护台的通信，负责与所述联锁下位机和所述联锁维护台之间的通信以及对所述信号机驱动模块的管理。所述通信模块将所述联锁下位机发送的信号灯驱动命令分发给对应的所述信号机驱动模块，将每一所述信号机驱动模块采集到的信号灯状态回复至所述联锁下位机并将自身以及所述信号机驱动模块的报警、维护和监测信息发送至所述联锁维护台，
[0031]所述通信模块与联锁下位机之间通信的网络、所述通信模块与所述联锁维护台之间通信的网络，两者为相互独立的网络。
[0032]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0033]1、本专利技术提供的信号机驱动系统基于二取二架构和自检技术，符合故障安全原理，保证系统的安全性。
[0034]2、采用二乘二取二冗余设计，当单个信号机驱动模块或者通信模块故障时，系统
仍可以正常运行。
[0035]3、利用高性能、高度集成的数字和模拟电路，取代了现有技术中继电器点灯电路和监测所需硬件。施工时仅需要将本系统通过提供的预制作的线缆通过防雷分线接入室外点灯单元即可，降低了施工难度和项目成本。
[0036]4、维护方式简易，本系统支持热拔插，当单个信号机驱动模块或者通信模块故障时，直接更换替换件即可。
[0037]5、智能的故障监测和报警功能，能够更好的定位室外点灯单元的故障。
附图说明
[0038]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
[0039]图1为本专利技术一实施例提供的基于二乘二取二架构的信号机驱动系统结构示意图；
[0040]图2为本专利技术一实施例提供的信号机驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于二乘二取二架构的信号机驱动系统，包括：联锁下位机、联锁维护台和通信模块，其特征在于，还包括：信号机驱动模块，所述联锁下位机、所述通信模块和所述信号机驱动模块均采用二乘二取二系统，所述信号机驱动模块、所述通信模块和所述联锁下位机依次连接，所述信号机驱动模块、所述通信模块和所述联锁维护台依次连接。2.如权利要求1所述的基于二乘二取二架构的信号机驱动系统，其特征在于，所述信号机驱动模块用于驱动信号灯并采集所述信号灯的灯丝电流。3.如权利要求2所述的基于二乘二取二架构的信号机驱动系统，其特征在于，所述信号机驱动模块包括：CPU模块和与所述CPU模块连接的FPGA模块，所述CPU模块，其用于安全数据的计算、处理和二取二操作，所述CPU模块通过其输入输出接口控制所述信号机驱动系统，并读取所述信号机驱动系统中各元器件的状态，所述FPGA模块对所述信号机驱动系统中的信息进行采集，所述CPU模块周期性的从所述FPGA模块读取所述信息，以实现所述信号机驱动模块的周期性自检。4.如权利要求3所述的基于二乘二取二架构的信号机驱动系统，其特征在于，所述CPU模块和所述FPGA模块均设置有两个，两个所述CPU模块互相连接，且每一所述CPU模块与一所述FPGA模块连接。5.如权利要求4所述的基于二乘二取二架构的信号机驱动系统，其特征在于，所述信号机驱动模块还包括：采集模块，其与所述信号灯连接，将所述信号灯灯丝电流由模拟量转换为数字量；驱动模块，其与室外电灯单元连接，用于将信号驱动电输送至所述室外电灯单元；隔离模块，其与所述驱动模块连接，用于将外部的信号驱动电接入所述驱动模块；熔丝模块，其与所述隔离模块连接，用于为所述隔离模块提供电能。6.如权利要求5所述的基于二乘二取二架构的信号机驱动系统，其特征在于，所述FPGA模块对所述信号机驱动系统中的驱动继电器、外部驱动电源、所述采集模块以及所述信号灯的灯丝电流进行采样，所述CPU模块周期性的读取所述采样的信息。7.如权利要求6所述的基于二乘二取二架构的信号机驱动系统，其特征在于，所述隔离模块包括隔离继电器，且所述隔离模...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国星，房华玲，杜昕，林伟欣，陈亮，张程，季志均，王荣，
申请(专利权)人：卡斯柯信号有限公司，
类型：发明
国别省市：