专利名称：列车运行监控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种车载设备，具体地说是涉及一种方便数据安全更新的列车运行监控装置。
背景技术：
列车运行监控装置(LKJ)是中国列车运行控制系统的重要组成部分，是用于防止列车冒进信号、运行超速事故和辅助机车司机(含动车组司机)提高操纵能力的重要行车安全设备。LKJ车载数据是LKJ控制功能实现的基础和运行分析的依据。LKJ车载数据的准确性是监控列车安全运行的前提和保障。因此，对LKJ车载数据更新过程的可靠性、安全性具有很高的要求。目前，LKJ将车载数据存放在监控记录插件的EPROM中，当车载数据发生变化时， 用户需要将每台机车上LKJ的EPROM从设备中取出并拿到地面擦写，由此带来了数据更新过程复杂的问题，同时，由于紫外线擦除的EPROM使用次数非常有限，也带来了更新成本高的问题。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种更新速度快、安全可靠的列车运行监控装置。为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案一种列车运行监控装置，它包括车载数据采集单元实时获取列车所需的车载数据，并将得到的车载数据传送至主处理单元；主处理单元对得到的车载数据进行存储和调用，并对列车的运行状态进行记录和分析，最后根据列车的运行状态输出控制命令；输出单元根据主处理单元的控制命令输出执行动作；通信处理单元将主处理单元中的车载数据、列车运行状态发送出去。所述的列车运行监控装置包含两个车载数据采集单元、两个主处理单元、两个输出单元和两个通信处理单元，其中，两个主处理单元之间通信连接，两个输出单元之间通信连接，两个通信处理单元之间通信连接。所述的车载数据采集单元包括列车速度获取单元、轨道电路信号获取单元、绝缘节信息获取单元、机车压力获取单元和机车工况获取单元。所述的列车速度获取单元为位于列车机车轮对上的速度传感器；所述的机车压力获取单元包括分别位于列车管、总风缸、均衡风缸内的压力传感器。采用上述技术方案的本实用新型，保证了车载数据更新过程的可靠性、安全性并简化了车载数据更新操作过程，降低了更新数据的成本。
图I为本实用新型的整体结构示意图。图2为本实用新型增加数据备份的结构示意图。[0013]图3为列车运行监控装置与外围设备的连接关系示意图。图4为主控单元的结构示意图。图5为本实用新型车载数据更新方法的流程图。
具体实施方式
如图I所示，本实用新型包括主处理单元110、列车速度获取单元120、机车工况获取单元130、机车压力获取单元140、绝缘节信息获取单元150、轨道电路信号获取单元160、通信处理单元170和输出单元180。其中，列车速度获取单元120、机车工况获取单元130、机车压力获取单元140、绝缘节信息获取单元150和轨道电路信号获取单元160统称为车载数据采集单元，它实时获取列车所需的车载数据，并将得到的车载数据传送至主处理单元110。主处理单元110对得到的车载数据进行存储和调用，并对列车的运行状态进行记录和分析。具体地说，其中速度获取单元120读取机车轮对上的速度传感器信号，并传递给主处理单元，主处理单元计算出机车速度、加速度、运行方向、里程等信息；主处理单元110·根据车载数据以及轨道电路信号160获取单元传递来的机车信号并结合绝缘节信息获取单元150传递来的绝缘节信息计算出列车的速度防护曲线；轨道电路获取单元160通过与通用机车信号或主体化机车信号通信获取轨道电路信息；机车压力获取单元140不仅检测列车管压力还检测机车均衡风缸压力和制动缸压力，均衡风缸压力信号用于反馈控制以提高常用制动减压量控制精度；制动缸压力信号主要用作状态记录依据。最后，主处理单元110根据列车的运行状态输出控制命令，并实时通过通信单元170与外部设备通信，通过输出单元180输出相关执行动作。通信处理单元170主要完成列车运行监控装置与其他设备间的通信管理，以使不同通信格式、不同通信接口和速率的设备可以和LKJ交换数据。通过上述实施例，可以提供一种符合列车运行监控装置技术规范的、能够对列车运行进行监控的车载设备。图2是采用主从机热备冗余架构的一个实施例，即列车运行监控装置包含两个车载数据采集单元、两个主处理单元21A，21B、两个输出单元28A，28B和两个通信处理单元27A，27B，其中，两个主处理单元之间通信连接，两个输出单元之间通信连接，两个通信处理单元之间通信连接；车载数据采集单元包括机车速度获取单元22A，22B、机车工况获取单元23A，23B、轨道电路信号获取单元24A，24B、绝缘节信息获取单元25A，25B和机车压力获取单元26A，26B。工作时为主从机热备冗余的工作方式，由A、B两组独立的单元组成，每组单元都有完整的信号输入及控制输出接口。主备机同时工作，并随时通过同步总线交换数据，一旦主机出现故障，备机立即接替主机工作任务，实现监控的不间断运行。在本实施例中，两组单元位于同一个机箱中，以机箱中心线为基准对称排列，两组单元以及各个单元之间通过母板连接，进行通信和数据交换，所有的输入输出信号均通过机箱背板连接器引出，这些输入输出信号再通过线缆连接至安装于机车上的传感器或执行装置。这些传感器和执行装置不属于本实用新型的范围，为了便于技术人员实现，在这里用图3表示出来外围装置与列车运行监控装置的连接关系。传感器的输入信号同时输入至A、B两组相应地处理单元中进行处理，两组单元中的输出信号通过串联或并联后进行输出。除此之外，本实用新型的体系结构还包括但不仅限于三模冗余、2乘二取二等方式。图4给出了图I、图2中的主处理单元(图I中的110，图2中的21A和21B)的组成结构示意图。主处理单元由CPU模块410、FPGA模块430、车载数据存储模块420、应用程序存储模块440、维护程序存储模块450、记录存储模块460、通信模块470、实时时钟模块480和维护接口模块490组成。CPU模块由CPU和CPU最小系统所需的外围器件如复位电路、晶振等组成。CPU模块有两种模式，一种是维护模式，一种是正常运行模式。通过CPU复位信号与FPGA的配合，实现了两种模式切换和对应的译码方式，通过更改CPU的程序和数据空间的指向来具体实现两种工作模式下不同的程序和数据空间要求。FPGA模块采用Xilinx公司的XC3S400，主要根据模式设定输入及切换命令完成工作模式的切换、片选生成、地址译码及硬件CRC运算功能。车载数据存储模块、维护程序存储模块、应用程序存储模块均采用NORFlash，具体型号为M29W256GL。记录存储模块采用RAMTR0N公司的FRAM，型号为FM22L16。实时时钟模块才用两片DS1554为系统提供时钟，保证时钟的准确性。通信模块主要完成内部总线通信、同步通信、对外通信等功能。维护接口采用USB2.0全速。主处理单元为HOST，专用更新设备为Device，进行车载数据的更新。由于车载数据和程序的存储都采用FLASH芯片，利用利用本实用新型提出的车载数据更新方法可以进行车载数据、维护程序、应用程序的在线更新。 图5表示出了本申请一个实施方式的车载数据更新方法。在步骤S501和S502中需要更新的车载数据的获取方式以及数据文件的编制必须严格按照《列车运行监控装置(LKJ)运用维护规则》以及《列车运行监控装置(LKJ)数据文件编制规范》要求进行。为了便于管理，在实施步骤S502时，进行Y501规定的操作，管理软件记录下登录人员的工号和时间以及所进行的操作，可以对数据的来源进行追溯。步骤S503主要是根据《列车运行监控装置(LKJ)数据文件编制规范》要求生成符合格式要求的数据文件。为配合更新过程中，维护软件对数据文件进行校验以及提高数据文件更新过程中的可靠性和安全性，在实施步骤S503时，进行Y502规定的操作，为数据文件增加一个专门的数据文件管理区。管理区中分为校验区、权限区。在校验区中有数据文件每个扇区的CRC32校验值，以及管理区的校验值，权限区为该数据文件的更新权限等。步骤S504主要是问更新设备进行授权，向更新设备写入更新配置文件，配置文件中授权命令以及校验值。该授权文件必须经管理软件写入，复制无效。为了防止错误更新无效的数据文件，管理软件在向配置文件中写入授权命令时，增加了 Y503，在权限文件中，写入了数据文件有效日期，维护软件在更新数据文件时，会检查数据文件是否处于有效期，非有效期数据文件，维护软件不会进行更新。在步骤S505中，管理软件将数据文件写入专用的更新工具中。在步骤5506、5507、5508、5509、5511中，维护人员上车对车载数据进行更新，为了便于管理维护软件在进行数据更新前进行步骤Y504，维护程序将在更新设备中产生更新日志，更新日志记录更新人员工号、程序更新车辆的机车型号、机车号等。更新结束后还会向更新日志中追加更新数据版本、原数据版本，以及更新时间、更新结果(成功、失败)。具体的更新过程具体描述如下关闭列车运行监控装置(LKJ)电源，将经过授权的专用更新设备与LKJ的维护接口 USB连接，打开LKJ电源。LKJ运行维护程序，维护程序对专用更新设备进行合法性检查，若为合法设备，则读取授权文件，若授权文件合法且在有效期内，维护程序根据授权文件进行操作。[0029]维护程序在进行操作前，首先在专用更新设备中产生日志文件，日志文件中记录下更新人员工号、程序更新车辆的机车型号、机车号等。维护程序对待更新的数据文件进行校验和有效性检查，若校验通过且数据文件处于有效期内，将会将待更新的数据文件写入车载数据存储模块。更新完成后，向专用更新设备发送更新成功命令。若数据校验不通过、无效或者在更新过程中出现失败，维护程序向专用更新设备发送更新失败命令，专用更新设备会向维护人员提示更新结果。维护程序向更新日志中追加更新数据版本、原数据版本，以及更新时间，更新结果(成功、失败)。在步骤S510中，维护人员将需要更新的设备全部更新完毕后，将专用更新设备交管理人员，管理人员读取更新记录。为了便于管理，这步骤S510中的读取更新记录主要由管理软件完成，正如Y5描述那样，管理软件将更新日志存档备查。 上述步骤完成即完成了本申请的更新方法。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。本领域技术人员依然可以参照前述实施例对所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，仍属于本方面的保护范围。
权利要求1.一种列车运行监控装置，其特征在于，它包括 车载数据采集单元，实时获取列车所需的车载数据，并将得到的车载数据传送至主处理单元； 主处理单元，对得到的车载数据进行存储和调用，并对列车的运行状态进行记录和分析，最后根据列车的运行状态输出控制命令； 输出单元，根据主处理单元的控制命令输出执行动作； 通信处理单元，它将主处理单元中的车载数据、列车运行状态发送出去。
2.根据权利要求I所述的列车运行监控装置，其特征在于所述的列车运行监控装置包含两个车载数据采集单元、两个主处理单元、两个输出单元和两个通信处理单元，其中，两个主处理单元之间通信连接，两个输出单元之间通信连接，两个通信处理单元之间通信连接。
3.根据权利要求I或2所述的列车运行监控装置，其特征在于所述的车载数据采集单元包括列车速度获取单元、轨道电路信号获取单元、绝缘节信息获取单元、机车压力获取单元和机车工况获取单元。
4.根据权利要求3所述的列车运行监控装置，其特征在于所述的列车速度获取单元为位于列车机车轮对上的速度传感器；所述的机车压力获取单元包括分别位于列车管、总风缸、均衡风缸内的压力传感器。
专利摘要一种列车运行监控装置，它包括车载数据采集单元实时获取列车所需的车载数据，并将得到的车载数据传送至主处理单元；主处理单元对得到的车载数据进行存储和调用，并对列车的运行状态进行记录和分析，最后根据列车的运行状态输出控制命令；输出单元根据主处理单元的控制命令输出执行动作；通信处理单元将主处理单元中的车载数据、列车运行状态发送出去。采用上述技术方案的本实用新型，保证了车载数据更新过程的可靠性、安全性并简化了车载数据更新操作过程，降低了更新数据的成本。
文档编号B61L23/00GK202669861SQ20122032527
公开日2013年1月16日 申请日期2012年7月6日 优先权日2012年7月6日
发明者高亚举, 李其林, 王勇, 杨清祥, 杨立军, 杨会新 申请人:河南思维自动化设备股份有限公司