一种车载ATP系统全功能测试仪技术方案

本发明专利技术公开了一种车载ATP系统全功能测试仪，包括电源板、功放板、IO板、主控板、母板和机箱面板，所述机箱面板作为人机接口分别与电源板、功放板、IO板、主控板连接，所述母板用于连接电源板、功放板、IO板和主控板，所述电源板用于产生测试仪工作所需的电源，所述功放板用于功率放大，所述IO板用于对车载ATP系统的输入输出通道进行检测，所述主控板用于与上位机连接。该仪器具有便携、全功能覆盖、不同应用可配置的特性，可大大提升基于固定闭塞的车载ATP系统的测试和维护效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及城市轨道交通
，具体涉及一种车载ATP系统全功能测试仪。
技术介绍
基于固定闭塞的列车运行控制技术在目前的铁路、城市轨道交通行业都有广泛的应用。列车自动防护系统(ATP)是列车运行控制的一个关键环节，更是保证列车运行安全的最后一道屏障。随着运量上升，路网压力不断增加，对设备的安全性、平均无故障时间、平均修复时间等指标的要求也越来越高，一方面要求设备不出故障、少出故障，另一方面要求设备一旦发生故障，能够尽快的进行定位和修复。同时，为保证安全性，设备维护人员也要对设备进行定期的检修。目前对设备检测的手段主要有车辆静态校线测量、车辆静态上电功能测试、在试车线的动车调试、以及设备拆卸后利用维护中心的测试台测试。这些手段多多少少都存在一些问题。在车辆上的静态校线和上电功能测试只能实现对线路的静态检查，或对某个单一功能进行测试，难以对ATP设备的整体工作情况进行综合测评。试车线的动车调试可以做到对ATP大部分功能进行综合调试，但需要调动地面联锁、轨道电路、自动列车监控系统(ATS)、车辆、司机等众多资源，测试效率较低，并且由于线路有限，也很难覆盖ATP所有功能。设备拆卸后送检维修中心，是效率更加低下的一种方式，由于需要拆卸、安装设备，需要耗费大量时间、人力，且设备安装后还需要对设备进行调试，确保安装、接线的正确性。随着移动闭塞的发展，目前市场上已经出现了基于移动闭塞的列车运行控制系统(CBTC)应用，也形成了一些配套的测试设备，但无法适用于我国仍广泛使用的基于固定闭塞的ATP车载设备。虽然针对固定闭塞的专用测试设备也有一些，但基本都只能进行部分功能测试，都是对设备进行局部的、分别的测试，没有一种测试设备能够对车载ATP系统进行整体的、动态的、在线的(即不用拆卸设备)全功能测试。目前也没有能对整套测试方案进行灵活配置、选择的测试设备。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术针对固定闭塞系统专用测试设备的缺失，提出一种基于固定闭塞的车载ATP系统全功能在线测试仪，具有便携、全功能覆盖、不同应用可配置的特性，可大大提升基于固定闭塞的车载ATP系统的维护效率。(二)技术方案本专利技术提供了一种车载ATP系统全功能测试仪，包括电源板、功放板、IO板、主控板、母板和机箱面板，所述机箱面板作为人机接口分别与电源板、功放板、IO板、主控板连接，所述母板用于连接电源板、功放板、IO板和主控板，所述电源板用于产生测试仪工作所需的电源，所述功放板用于功率放大，所述IO板用于对车载ATP系统的输入输出通道进行检测，所述主控板用于与上位机连接。进一步的，所述机箱面板上有LED显示装置、操作按键和接口插座。进一步的，所述电源板上配置IlOV DC和220VAC两种电源输入模块，用于产生测试仪工作所需要的电源。进一步的，所述IO板包括串并转换单元、并串转换单元、继电器、光电耦合器和面板配线。进一步的，所述IO板通过与车辆端子连接来检测车载ATP系统的输入输出通道。进一步的，所述主控板包括处理器、FPGA,电子地图FLASH、RS422模块和面板按键。进一步的，所述主控板通过串口协议与上位机进行通信，所述主控板通过RS422模块模拟应答器查询模块与车载ATP系统进行接口。进一步的，由所述FPGA发出的信号经过所述功放板进行功率放大后，从所述机箱面板引出配线直接连接钢轨，模拟列车实际运行情况。(三)有益效果本专利技术具有以下有益效果1、使固定闭塞系统的ATP在线测试不需要依赖测试台，即可对ATP系统进行全面的测试，大大提高测试和维护效率。2、测试仪的可配置性非常高，对应不同的线路数据，测试仪可以完成不同的测试用例，使测试不但覆盖硬件，还能覆盖绝大部分的软件功能，通过不同的数据配置，测试仪可以轻松移植到不同的工程应用中。附图说明图1是本专利技术测试仪的结构图；图2是IO板原理框图；图3是本专利技术测试仪的工作流程图；图4是主控板模块图。具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。图1是本专利技术测试仪的结构图，由电源板、功放板、IO板、主控板、母板和机箱面板等几块电路板组成，其中，所述机箱面板作为人机接口分别与电源板、功放板、IO板、主控板连接，所述母板用于连接电源板、功放板、IO板和主控板，所述电源板用于产生测试仪工作所需的电源，所述功放板用于功率放大，所述IO板用于对车载ATP系统的输入输出通道进行检测，所述主控板与上位机连接。所述机箱面板上配以LED显示装置、操作按键和接口插座等，各电路板的面板也有接口引出，整个系统从前、后都可以出线，效率高，用I个6U插箱即可实现，突出了便携性。所述IO板包括串并转换单元、并串转换单元、继电器、光电耦合器和面板配线。IO板通过与车辆端子连接来检测车载ATP系统的输入输出通道。本专利技术测试仪IO板的面板上有线缆引出，可以连接到车辆端子，采集ATP系统的开关量输出，检测其输出有效性，还可以注入开关量给ATP系统(例如牵引、制动等手柄状态)。注入的方式可以通过机箱面板的开关手动选择，也可通过上位机发送串口命令实现。这样就对ATP系统的输入、输出通道进行了检测，检测结果可以直接在测试仪前面板显示。IO板的原理框图如图2所示对于输出主控板通过SPI总线向IO板发送控制命令，IO板对该命令进行串-并转换后，转换成多路控制信号，驱动继电器DS 1245Y的线圈。DS1245Y的触点闭合或断开，可以模拟ATP的输入开关量。对于不同规格的输入(如24VU10V)，触点连接电压不同即可。对于输入ATP的输出通常是开关触点，因此测试仪只需用光电耦合器进行隔离，即可采集到ATP的输出是否有效。同样，经过并-串转换，由主控板进行采集。所述主控板包括处理器、FPGA,电子地图FLASH、RS422模块和面板按键。测试仪的主控板面板上有DB9接口引出，可以通过串口协议和上位机通信。这样，后台制作好的线路数据可以通过此串口导入主控板。主控板将此数据写入一片存放电子地图的FLASH。这样，当测试仪主程序运行时，可以实时获取模拟的线路数据，作出适当的输出。测试仪的工作流程如图3所示。通过这种方式，测试仪可以在列车静止的情况下对ATP设备进行全线路模拟，甚至可以进行故障注入。例如，配置的线路数据中去掉I个或几个应答器，可以模拟应答器查询模块(BTM)故障的情形。为了应对不同的测试策略，电子地图FLASH中可以同时烧写几种不同版本的线路数据配置(例如有的版本存在故障注入)，通过机箱面板的按键选择运行哪一种测试策略。本功能使ATP系统的大规模自动化测试成为可能。本专利技术的测试仪可以模拟2个3路速度传感器的速度脉冲输出。一般的列车头端都会安装2个速度传感器，每个速度传感器有2路或者3路速度脉冲，这几路脉冲之间存在一定的相位关系(相位超前或滞后)，以区分列车是前行状态还是后退状态。测试仪的主控板上配置一个FPGA，CPU首先采集面板按键，获取要发送的速度值(或通过上位机的串口命令获得)和方向。然后通过SPI总线向FPGA传送命令，控制FPGA发送相应的速度和方向。与速度模拟原理相同，测试仪主控板的CPU可以控制FPGA发送相应的移频信号给ATP0移频信息可以通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车载ATP系统全功能测试仪，其特征在于，包括电源板、功放板、IO板、主控板、母板和机箱面板，所述机箱面板作为人机接口分别与电源板、功放板、IO板、主控板连接，所述母板用于连接电源板、功放板、IO板和主控板，所述电源板用于产生测试仪工作所需的电源，所述功放板用于功率放大，所述IO板用于对车载ATP系统的输入输出通道进行检测，所述主控板用于与上位机连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李超，陈寅昊，
申请(专利权)人：北京交控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：