專利名稱：一路點對點通信的自動切換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一路點對點通信的自動切換裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一路點對點通信的自動切換裝置，屬于鐵路信號裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
[0002]2003年，鐵道部提出了鐵路跨越式發(fā)展的戰(zhàn)略思想，調(diào)度集中作為鐵路信息化建設(shè)的重要組成部分，必須得到較快的發(fā)展。為此，曾考慮從國外引進成熟的產(chǎn)品及系統(tǒng)，但通過與外方專家(廠商)溝通，發(fā)現(xiàn)所有外方的既有系統(tǒng)均不能直接滿足我國目前的客貨混跑、調(diào)車作業(yè)量大等運輸現(xiàn)狀，而且引進系統(tǒng)的高成本和后期維護問題使得從國外引進現(xiàn)成系統(tǒng)的方案無法具體實施。[0003]《分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)技術(shù)條件(暫行)》提出了國內(nèi)自主研發(fā)新一代調(diào)度集中系統(tǒng)的構(gòu)想；并同時在原西寧分局西寧一哈爾蓋(單線自動站間閉塞)進行了第一條試點，根據(jù)試點過程的經(jīng)驗，于2004年正式發(fā)布了《分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)技術(shù)條件(暫行修訂稿)》。[0004]分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)由調(diào)度中心子系統(tǒng)、車站子系統(tǒng)和調(diào)度中心與車站之間的網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)三部分組成:[0005]1.調(diào)度中心子系統(tǒng)[0006]調(diào)度中心子系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、通信前置服務(wù)器、大屏顯示系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、電源設(shè)備、防雷設(shè)備、網(wǎng)管工作站、系統(tǒng)維護工作站、行調(diào)臺、助理調(diào)度員臺、值班主任臺、操作員臺、計劃員臺、綜合維修工作站、打印設(shè)備，遠(yuǎn)程維護接入，TMI S接口機等設(shè)備組成。[0007]2.車站子系統(tǒng)[0008]車站子系統(tǒng)主要設(shè)備包括車站自律機、車務(wù)終端、打印機、綜合維修終端、電務(wù)維護終端、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、電源設(shè)備、防雷設(shè)備、聯(lián)鎖系統(tǒng)接口設(shè)備和無線系統(tǒng)接口設(shè)備等。[0009]車站自律機是分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，即本實用新型(KXH-自律機雙機倒切裝置)雙機熱備制式，即雙機各有一套獨立的主機、驅(qū)動及采集系統(tǒng)，雙套系統(tǒng)對現(xiàn)場的信息處理互不干擾。車站自律機具備如下功能:[0010]接收調(diào)度中心的列車運行調(diào)整計劃和調(diào)車計劃、直接操作指令和車站值班員直接操作指令，經(jīng)檢測滿足自律條件后適時發(fā)送給車站聯(lián)鎖系統(tǒng)執(zhí)行；實時接收車站信號設(shè)備狀態(tài)表示信息，進行列車車次號跟蹤，收集行車運行實際數(shù)據(jù)，并上傳至調(diào)度中心；掌握車站聯(lián)鎖系統(tǒng)對進路命令執(zhí)行的情況，并根據(jù)反饋信息對有關(guān)進路進行必要的調(diào)整；接收相鄰各兩站的實際運行圖和設(shè)備狀態(tài)信息；通過串口和無線車次號解碼器、無線調(diào)度命令轉(zhuǎn)接器連接。[0011]車務(wù)終端采用兩臺雙機熱備的低功耗工業(yè)控制機具有以下功能:[0012]顯示行車信息、無線車次號校核信息、調(diào)度命令；以圖表形式顯示本站及相鄰各兩站的實際運行圖、列車運行調(diào)整計劃等內(nèi)容，同時具備相鄰各兩站站間透明功能；自動生成本站行車日志、完成調(diào)度命令簽收等功能；車站的調(diào)車作業(yè)計劃的編制、調(diào)整和指揮等功能；調(diào)車進路的人工控制。[0013]綜合維修終端采用低功耗工業(yè)控制機，用于無人車站電務(wù)、工務(wù)、電力、橋隧等部門在施工、維修和搶險等情況下，現(xiàn)場人員和調(diào)度中心的聯(lián)系，以及設(shè)備日常維護、天窗修、施工以及故障處理方面的登銷記手續(xù)的辦理。[0014]電務(wù)維護終端采用低功耗工業(yè)控制機，負(fù)責(zé)監(jiān)視系統(tǒng)的運行狀況，對所有操作控制命令、設(shè)備運用情況、故障報警信息和車站網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)等進行分類存儲、查詢和打印。[0015]3.網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)[0016]網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備和傳輸通道構(gòu)成雙環(huán)自愈網(wǎng)絡(luò)，采用迂回、環(huán)狀、冗余等方式組成，提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。[0017]CTC是英文Centralized Traffic Control (調(diào)度集中)三個單詞開頭字母組成的縮略語。CTC是鐵路現(xiàn)代化的重要技術(shù)裝備，是現(xiàn)代鐵路綜合信息化建設(shè)的重要內(nèi)容，也是現(xiàn)代鐵路的新型運輸組織形式[0018]傳統(tǒng)行車組織模式:[0019]調(diào)度員車站值班員列車[0020]調(diào)度集中行車組織模式:[0021]調(diào)度指揮中心一一列車[0022]調(diào)度集中系統(tǒng)在世界發(fā)達(dá)國家和部分發(fā)展中國家得到了廣泛應(yīng)用。日本鐵路有3.4萬公里，調(diào)度集中營業(yè)里程達(dá)2.6萬公里；美國一個調(diào)度集中中心控制范圍達(dá)到5.2萬公里，法國高速鐵路、加拿大和北美的重載運輸，已經(jīng)全部實現(xiàn)了綜合指揮調(diào)度；印度和韓國的鐵路線路70% — 80%也已經(jīng)實現(xiàn)了調(diào)度集中控制。[0023]我國傳統(tǒng)調(diào)度集中的發(fā)展經(jīng)歷了漫長而曲折的過程。自七十年代以來我國先后自主研制了 DD-1、DD-2、DY-1、D4、D5型調(diào)度集中系統(tǒng)，九十年代引進美國技術(shù)，結(jié)合我國鐵路運營特點開發(fā)了 CTC-4000調(diào)度集中系統(tǒng)并在柳圓一哈密調(diào)度區(qū)段開通運行，到2003年前我國先后在廣深線、大秦線、鄭武線等修建了 2000公里線路的CTC調(diào)度集中系統(tǒng)。到目前為止，大部分傳統(tǒng)的調(diào)度集中設(shè)備基本上都已停止使用，或者僅僅作為調(diào)監(jiān)使用，應(yīng)用效果不明顯，主要表現(xiàn)在以下方面:[0024](I)智能化程度不高；[0025](2)沒有解決好列車與調(diào)車沖突的問題；[0026](3)系統(tǒng)的可靠性不高；[0027](4)無線通訊手段不能滿足調(diào)度集中的要求；[0028](5)易發(fā)生車次丟失現(xiàn)象。[0029]分散自律調(diào)度集中也稱新一代CTC。分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)是綜合了計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)，采用智能化分散自律設(shè)計原則，以列車運行調(diào)整計劃控制為中心，兼顧列車與調(diào)車作業(yè)的高度自動化的調(diào)度指揮系統(tǒng)。分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)是鐵路現(xiàn)代化的重要技術(shù)裝備，是現(xiàn)代鐵路綜合信息化建設(shè)的重要內(nèi)容，也是現(xiàn)代鐵路的新型運輸組織形式。[0030]分散:對于調(diào)度中心控制而言，將過去由調(diào)度中心集中控制所有車站的列車作業(yè)方式改變?yōu)閷⒘熊囘\行調(diào)整計劃下傳到各個車站自律機中自主執(zhí)行，獨立控制各自的列車和調(diào)車作業(yè)。[0031]自律:依據(jù)各站的特點，系統(tǒng)按照“技規(guī)”、“行規(guī)”、“調(diào)規(guī)”和“站細(xì)”等規(guī)則自動協(xié)調(diào)列車作業(yè)和調(diào)車作業(yè)的矛盾，控制列車進路和調(diào)車進路。[0032]現(xiàn)有技術(shù)存在的問題:[0033]①現(xiàn)有的雙機倒切裝置需要針對某種操作系統(tǒng)安裝軟件驅(qū)動，主機端也要安裝相應(yīng)的軟件驅(qū)動，比較繁瑣，操作不便。[0034]②電路設(shè)計不夠完善，如雙電源供電、EMI防護、雙機切換時間可選擇等功能。[0035]③系統(tǒng)設(shè)計不具備信號通路失效時的應(yīng)對方案，且沒有抗干擾和防雷擊設(shè)計。[0036]④系統(tǒng)在整體的設(shè)計上不夠靈活，安裝維修不夠方便。發(fā)明內(nèi)容[0037]針對以上的技術(shù)問題，本實用新型提供一路點對點通信的自動切換裝置，具體的技術(shù)方案是:[0038]一路點對點通信的自動切換裝置，轉(zhuǎn)換器的VCC端口與V+端口通過第一電容連接，第一電容的另一端連接第三i^一電容，Cl+端口與Cl-端口通過第二電容連接，C2+端口與C2-端口通過第三電容連接，T31N端口連接第二電阻，RlOUT端口連接第四電阻，R20UT端口連接第五電阻，R30UT端口連接第七電阻，R40UT端口連接第九電阻，V-端口連接第四電容；[0039]74HCT123D集成塊U3A的CX/RX端口連接PIN12-2MM集成塊JP3的第二端口 ；[0040]PIN12-2MM集成塊JP3的第一端口連接第i^一電阻，PIN12-2MM集成塊JP3的第三端口連接第十二電阻，PIN12-2MM集成塊JP3的第五端口連接第十三電阻，PIN12-2MM集成塊JP3的第七端口連接第十四電阻，PIN12-2麗集成塊JP3的第九端口連接第五電容，PIN12-2MM集成塊JP3的第i^一端口連接第六電容；[0041]74HCT123D 集成塊 U3B 的 CX/RX 端口連接 PIN12-2MM 集成塊 JP5 的第二 JP5 端口 ；[0042]PIN12-2MM集成塊JP5的第一 JP5端口連接第十七電阻R，PIN12-2MM集成塊JP3的第三JP5端口連接第十八電阻，PIN12-2MM集成塊JP3的第五JP5端口連接第十九電阻，PIN12-2MM集成塊JP3的第七JP5端口連接第二十電阻，PIN12-2MM集成塊JP3的第九JP5端口連接第七電容，PIN12-2麗集成塊JP3的第i^一 JP5端口連接第九電容。[0043]一路點對 點通信的自動切換方法，采用雙機冗余的方式的雙機切換時間可選擇電路，采用了雙路可再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路，產(chǎn)生多路時鐘脈沖信號，并通過跳冒選擇采用一時鐘脈沖信號作為雙機切換時間；[0044]增加安規(guī)電容濾波電路；利用瞬態(tài)抑制元件將危害性的瞬態(tài)能量旁路到大地；[0045]信號通路采用干觸點導(dǎo)通方式；在信號通路兩端并聯(lián)短路塊，使用跳冒選擇短接連通。[0046]—路點對點通信的自動切換裝置，倒機裝置分別連接一套計算機系統(tǒng)，倒機裝置指定其中一臺作為主機；當(dāng)其中一臺發(fā)生故障時，倒機裝置會給出切換信號，通知無故障的計算機系統(tǒng)切換為主機。[0047]本實用新型不用初始化設(shè)置，無需安裝軟件驅(qū)動，采用獨有的內(nèi)部零延時自動收發(fā)轉(zhuǎn)換技術(shù)，確保適合多種操作系統(tǒng)；[0048]在雙機切換時間的電路方面，采用了雙路可再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路，產(chǎn)生多路時鐘脈沖信號，并通過跳冒選擇采用哪路時鐘脈沖信號作為雙機切換時間；[0049]信號通路采用干觸點導(dǎo)通方式，為防止信號通路失效，在信號通路兩端并聯(lián)短路塊，使用跳冒選擇短接連通；[0050]利用EMI技術(shù)，增加安規(guī)電容濾波電路，提高設(shè)備電磁兼容性能。利用瞬態(tài)抑制元件(如TVS、MOV、氣體放電管等)將危害性的瞬態(tài)能量旁路到大地；[0051]采用模塊化設(shè)計，本實用新型在僅僅一個U的高度上集成了所需要的核心切換模塊、雙路通道模塊、雙電源、和雷擊浪涌保護單元，支持多種切換模式，同時支持DIP手自動切換開關(guān)、RS-232監(jiān)控口，信號通路和接口電路分離，利用高性能插接件進行連接。[0052]本實用新型是屬于鐵路自動化系統(tǒng)、工業(yè)自動化系統(tǒng)中的通信環(huán)節(jié)，為了提高系統(tǒng)運行的可靠性，而采取雙主機和雙通道冗余方案來完成一路點對點通信的一路自動切換裝置。這個裝置可以確保在雙主機設(shè)備之中有一個損壞或者(同時)雙通道設(shè)備之中有一個損壞的情況下，兩地的通信仍然可以正常進行。[0053]本實用新型的有益效果是:無需安裝軟件驅(qū)動，適合多種操作系統(tǒng)，實用性強、操作設(shè)置簡便；用戶可根據(jù)現(xiàn)場需要靈活的進行選擇雙機切換時間；可以防止信號通路失效；設(shè)備電磁兼容性能高，可及時釋放危害性的瞬態(tài)能量，安全可靠；集成度高，易于安裝和維修。


[0054]當(dāng)結(jié)合附圖考慮時，通過參照下面的詳細(xì)描述，能夠更完整更好地理解本實用新型以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點，但此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構(gòu)成本實用新型的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。其中，[0055]圖1為本實用新型的車站調(diào)度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；[0056]圖2為本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；[0057]圖3為本實用新型的前面板示意圖；[0058]圖4為本實用新型的后面板示意圖；[0059]圖5為本實用新型的A、B分機的心跳信號與倒機裝置的連接示意圖；[0060]圖6為本實用新型的JP29，JP30插針序號示意圖；[0061]圖7為本實用新型的JP5，JP31插針序號示意圖；[0062]圖8為本實用新型的倒機裝置電路結(jié)構(gòu)示意圖；[0063]圖9為本實用新型的可再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路之一示意圖；[0064]圖10為本實用新型的可再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路之二示意圖。
具體實施方式
[0065]實施例1[0066]一路點對點通信的自動切換裝置，應(yīng)用于鐵路CTC調(diào)度集中系統(tǒng)、地鐵ATS系統(tǒng)，是一款具有雙系統(tǒng)熱備用功能的高新技術(shù)產(chǎn)品。該系統(tǒng)采用雙機冗余的方式與外部裝置連接協(xié)同工作，正常情況下兩套計算機系統(tǒng)同時運行，完成相同的任務(wù)、處理相同的數(shù)據(jù)，倒機裝置會指定其中一臺作為主機。當(dāng)其中一臺發(fā)生故障時，倒機裝置會給出切換信號，通知無故障的計算機系統(tǒng)切換為主機，以此保證系統(tǒng)正常運行。[0067]I系統(tǒng)結(jié)構(gòu)[0068]如圖2所示，正常工作時需要分機A和分機B的串口(標(biāo)準(zhǔn)全串口信號)與倒機裝置中的A機、B機工作狀態(tài)接口(DB9)在機箱外部相連，作為分機A、分機B的工作狀態(tài)信號，并從倒機裝置取得主備機切換結(jié)果。分機A、分機B中需要倒機裝置進行切換的串口信號通過外部連接線接入倒機裝置中A機、B機的DB25接口，通過倒機裝置內(nèi)部切換電路將需要切換的串口信號輸出到切換后的串口(公用串口)與外圍設(shè)備相連。其中，[0069]*C0MA, COMB 為 232 工作方式。[0070]*C0MC1_C0MC4 為 422 工作方式。[0071]*輸入電源用線纜引到機箱面板，采用標(biāo)準(zhǔn)的AC220V輸入接口。[0072]*機箱正面中間的旋鈕是強制A，B機倒機旋鈕，左邊是強制A機，右邊是強制B機，中間是自動倒機。[0073]*前面板中間的指示燈為電源燈，兩側(cè)的指示燈為A，B機工作的指示燈和心跳發(fā)送指示燈。當(dāng)A機為主機時，A機的指示燈亮，B機的指示燈滅。發(fā)送心跳，心跳指示燈閃爍。[0074]前面板的示意圖如圖3所示，其中，[0075]I為A機主機指示燈；[0076]2為A機心跳指示燈；[0077]3為電源指示燈；[0078]4為強制A，B機主機旋鈕；[0079]5為B機主機指示燈；[0080]6為B機心跳指示燈。[0081]后面板示意圖如圖4所示,其中COMA, COMB的線定義如表I所示:[0082]
權(quán)利要求1.一路點對點通信的自動切換裝置，其特征在于轉(zhuǎn)換器的VCC端口與V+端口通過第一電容連接，第一電容的另一端連接第三i^一電容，Cl+端口與Cl-端口通過第二電容連接，C2+端口與C2-端口通過第三電容連接，T31N端口連接第二電阻，RlOUT端口連接第四電阻，R20UT端口連接第五電阻，R30UT端口連接第七電阻，R40UT端口連接第九電阻，V-端口連接第四電容； 74HCT123D集成塊U3A的CX/RX端口連接PIN12-2MM集成塊JP3的第二端口 ；PIN12-2MM集成塊JP3的第一端口連接第i^一電阻，PIN12-2MM集成塊JP3的第三端口連接第十二電阻，PIN12-2MM集成塊JP3的第五端口連接第十三電阻，PIN12-2MM集成塊JP3的第七端口連接第十四電阻，PIN12-2MM集成塊JP3的第九端口連接第五電容，PIN12-2MM集成塊JP3的第十一端口連接第六電容； 74HCT123D集成塊U3B的CX/RX端口連接PIN12-2MM集成塊JP5的第二 JP5端口 ；PIN12-2MM集成塊JP5的第一 JP5端口連接第十七電阻R，PIN12-2MM集成塊JP3的第三JP5端口連接第十八電阻，PIN12-2麗集成塊JP3的第五JP5端口連接第十九電阻，PIN12-2MM集成塊JP3的第七JP5端口連接第二十電阻，PIN12-2MM集成塊JP3的第九JP5端口連接第七電容， PIN12-2MM集成塊JP3的第i^一 JP5端口連接第九電容。
專利摘要本實用新型涉及一路點對點通信的自動切換裝置。采用雙機冗余的方式的雙機切換時間可選擇電路，采用了雙路可再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路，產(chǎn)生多路時鐘脈沖信號，并通過跳冒選擇采用一時鐘脈沖信號作為雙機切換時間；增加安規(guī)電容濾波電路；利用瞬態(tài)抑制元件將危害性的瞬態(tài)能量旁路到大地；信號通路采用干觸點導(dǎo)通方式；在信號通路兩端并聯(lián)短路塊，使用跳冒選擇短接連通。本實用新型的有益效果是無需安裝軟件驅(qū)動，適合多種操作系統(tǒng)，實用性強、操作設(shè)置簡便；用戶可根據(jù)現(xiàn)場需要靈活的進行選擇雙機切換時間；可以防止信號通路失效；設(shè)備電磁兼容性能高，可及時釋放危害性的瞬態(tài)能量，安全可靠；集成度高，易于安裝和維修。
文檔編號B61L27/00GK202987207SQ20122072810
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者農(nóng)宏義, 鄭濤 申請人:北京科信華技術(shù)有限公司