邹未栋
(1.北京全路通信信号研究设计院集团有限公司,北京 100070;2.北京市高速铁路运行控制系统工程技术研究中心,北京 100070)
CTCS-3列控车载系统包括车载主机单元、车载接口单元、速度传感器、雷达、继电器接口模块、应答器接收模块(BTM&CAU)、人机交互单元(DMI)、轨道电路读取单元(TCR)、无线天线单元(MT)。组成示意如图1所示。
其中,车载接口单元包括U型底板、电源引入接口板、继电器I板、继电器II板、速传接口板、MVB&Profibus通信接口板、BTM&MT通信接口板、Radar&TCR通信接口板。车载系统的接口都是在上述接口板上实现。
车载系统采集车辆的输入信号如下。
图1 车载系统组成示意图Fig.1 Schematic diagram of onboard system composition
SLA: 休眠输入1;
SLB: 休眠输入 2 ;
CABA: 前端驾驶室激活;
CABB: 后端驾驶室激活;
DIRF: 方向手柄前向;
DIRR: 方向手柄后向;
SBFB: 常用制动反馈 ;
EBFB: 紧急制动反馈;
TCOFB: 切牵引反馈;
EB1ACK: EB1A继电器反馈;
EB2ACK: EB2A继电器反馈;
EB1BCK: EB1B继电器反馈;
EB2BCK: EB2B继电器反馈;
LKJConfirm:零速反馈。
车载系统驱动车辆的输出信号如下。
EB1A: EB1A输出;
EB1B: EB1B输出;
EB2A:EB2A输出;
EB2B:EB2B输出;
SB1: 一级常用制动输出;
SB4: 四级常用制动输出;
SB7: 七级常用制动输出;
TCO: 切牵引输出;
MSB: 断主断输出;
GFX3D: 磁钢过分相禁止输出;
Leftgate_enable:开左门允许;
Rightgate_enable:开右门允许;
ATO_enable:ATO允许。
针对系统上述所有输入输出量,根据安全与非安全功能进行内部设计。
紧急制动输出接口设计如图2所示。
隔离开关断开,输出板无输出时继电器常开,继电器节点断开,继电器节点失电,输出紧急制动。输出板输出24 V控制继电器闭合,继电器节点得电,无紧急制动输出。
图2 紧急制动接口设计图Fig.2 Emergency brake interface design diagram
隔离开关闭合时,对继电器进行隔离,无紧急制动输出。
全常用制动接口设计如图3所示。
图3 全常用制动接口设计图Fig.3 Common brake interface design diagram
隔离开关断开,输出板无输出时继电器常开,继电器节点断开、失电,输出全常用制动。输出板输出24 V,控制继电器闭合,继电器节点得电,无全常用制动输出。
隔离开关闭合时,对继电器进行隔离,无全常用制动输出。
切除牵引输出接口设计如图4所示。
图4 切除牵引接口设计图Fig.4 Cutting traction interface design diagram
隔离开关闭合,双系输出板无输出,继电器常闭,双系继电器节点闭合、得电,输出切牵引。任意一系输出板输出24 V控制继电器断开,继电器节点失电,无切牵引输出。
隔离开关断开时,对继电器进行隔离,无切牵引输出。
断主断输出接口设计如图5所示。
图5 断主断接口设计图Fig.5 Main circuit breaker interface design diagram
输出板无输出时继电器常开,继电器节点失电,无输出。输出板输出24 V控制继电器闭合,继电器节点得电,输出MSB。
SB1、SB4、GFX3D接口原理与MSB相同。
常用制动反馈接口设计如图6所示。
图6 常用制动反馈接口设计图Fig.6 Common brake feedback interface design diagram
继电器常开,SBFB输入110 V时,继电器节点闭合,输入板采集到24 V输入信号。SBFB无输入时,继电器断开,输入板采集到SBFB 0 V输入信号。
SLA、SLB、CABA、CABB、DIRF、DIRR、EBFB、TCOFB接口设计原理与SBFB相同。
紧急制动反馈输入接口设计如图7所示。
图7 紧急制动反馈输入接口设计图Fig.7 Emergency brake feedback input interface design diagram
继电器常开,当左系输出板输出EB1A信号为24 V时,继电器节点闭合,输入板采集到EB1ACK 24 V输入信号。左系输出板EB1A信号0 V时,继电器断开,输入板采集到EB1ACK 0 V输入信号。
EB1BCK,EB2ACK,EB2BCK接口设计原理与EB1ACK相同。
车载主机与TCR、BTM、MT、雷达、速度传感器、DMI等通信接口设计。
主机双系通信板,分别通过Radar&TCR通信接口板,与TCR的通信板通信,采用RS-422通信接口,需要在接口板上设计终端匹配电阻。
主机双系通信板,分别通过BTM&MT通信接口板,与BMT的通信板通信,采用CAN通信接口,需要在接口板上设计终端匹配电阻。
主机双系RCC通信板,通过BTM&MT通信接口板,分别与2个MT通信,采用RS-422通信接口,需要在接口板上设计终端匹配电阻。
主机双系通信板,分别通过Radar&TCR通信接口板,与2个雷达通信,采用RS-485通信接口。在接口板上进行滤波防护。
主机双系输入板,通过速传接口板,与2个速传相连,采用脉冲接口。速传接口板提供速度传感器电源,每个速度传感器需两路24 V隔离电源,隔离等级为3 000 V。每个速度传感器的3路输入信号需进行电气隔离,整块速传接口板共需提供6路隔离信号输入(两路预留),隔离等级为3 000 V。
主机双系通信板,通过MVB&Profibus通信接口板与DMI通信,采用MVB接口,需要在接口板上设计终端匹配电阻。
本文中设计的系统硬件接口,包括紧急制动接口、全常用制动接口、切除牵引接口、断主断路器等输出接口设计,常用制反馈接口,紧急制动反馈等输入接口设计,是在充分考虑接口的安全或者非安全情况下设计的。与TCR、BTM、MT、雷达、速度传感器、DMI等通信接口设计,也符合各个外设的通信接口定义。