专利名称：一路点对点通信的自动切换装置的制作方法
技术领域：
一路点对点通信的自动切换装置技术领域[0001]本实用新型涉及一路点对点通信的自动切换装置，属于铁路信号装置技术领域。
背景技术：
[0002]2003年，铁道部提出了铁路跨越式发展的战略思想，调度集中作为铁路信息化建设的重要组成部分，必须得到较快的发展。为此，曾考虑从国外引进成熟的产品及系统，但通过与外方专家(厂商)沟通，发现所有外方的既有系统均不能直接满足我国目前的客货混跑、调车作业量大等运输现状，而且引进系统的高成本和后期维护问题使得从国外引进现成系统的方案无法具体实施。[0003]《分散自律调度集中系统技术条件(暂行)》提出了国内自主研发新一代调度集中系统的构想；并同时在原西宁分局西宁一哈尔盖(单线自动站间闭塞)进行了第一条试点，根据试点过程的经验，于2004年正式发布了《分散自律调度集中系统技术条件(暂行修订稿)》。[0004]分散自律调度集中系统由调度中心子系统、车站子系统和调度中心与车站之间的网络子系统三部分组成:[0005]1.调度中心子系统[0006]调度中心子系统由数据库服务器、应用服务器、通信前置服务器、大屏显示系统、网络设备、电源设备、防雷设备、网管工作站、系统维护工作站、行调台、助理调度员台、值班主任台、操作员台、计划员台、综合维修工作站、打印设备，远程维护接入，TMI S接口机等设备组成。[0007]2.车站子系统[0008]车站子系统主要设备包括车站自律机、车务终端、打印机、综合维修终端、电务维护终端、网络设备、电源设备、防雷设备、联锁系统接口设备和无线系统接口设备等。[0009]车站自律机是分散自律调度集中系统的关键设备，即本实用新型(KXH-自律机双机倒切装置)双机热备制式，即双机各有一套独立的主机、驱动及采集系统，双套系统对现场的信息处理互不干扰。车站自律机具备如下功能:[0010]接收调度中心的列车运行调整计划和调车计划、直接操作指令和车站值班员直接操作指令，经检测满足自律条件后适时发送给车站联锁系统执行；实时接收车站信号设备状态表示信息，进行列车车次号跟踪，收集行车运行实际数据，并上传至调度中心；掌握车站联锁系统对进路命令执行的情况，并根据反馈信息对有关进路进行必要的调整；接收相邻各两站的实际运行图和设备状态信息；通过串口和无线车次号解码器、无线调度命令转接器连接。[0011]车务终端采用两台双机热备的低功耗工业控制机具有以下功能:[0012]显示行车信息、无线车次号校核信息、调度命令；以图表形式显示本站及相邻各两站的实际运行图、列车运行调整计划等内容，同时具备相邻各两站站间透明功能；自动生成本站行车日志、完成调度命令签收等功能；车站的调车作业计划的编制、调整和指挥等功能；调车进路的人工控制。[0013]综合维修终端采用低功耗工业控制机，用于无人车站电务、工务、电力、桥隧等部门在施工、维修和抢险等情况下，现场人员和调度中心的联系，以及设备日常维护、天窗修、施工以及故障处理方面的登销记手续的办理。[0014]电务维护终端采用低功耗工业控制机，负责监视系统的运行状况，对所有操作控制命令、设备运用情况、故障报警信息和车站网络运行状态等进行分类存储、查询和打印。[0015]3.网络子系统[0016]网络子系统由网络通信设备和传输通道构成双环自愈网络，采用迂回、环状、冗余等方式组成，提高了网络的可靠性。[0017]CTC是英文Centralized Traffic Control (调度集中)三个单词开头字母组成的缩略语。CTC是铁路现代化的重要技术装备，是现代铁路综合信息化建设的重要内容，也是现代铁路的新型运输组织形式[0018]传统行车组织模式:[0019]调度员车站值班员列车[0020]调度集中行车组织模式:[0021]调度指挥中心一一列车[0022]调度集中系统在世界发达国家和部分发展中国家得到了广泛应用。日本铁路有3.4万公里，调度集中营业里程达2.6万公里；美国一个调度集中中心控制范围达到5.2万公里，法国高速铁路、加拿大和北美的重载运输，已经全部实现了综合指挥调度；印度和韩国的铁路线路70% — 80%也已经实现了调度集中控制。[0023]我国传统调度集中的发展经历了漫长而曲折的过程。自七十年代以来我国先后自主研制了 DD-1、DD-2、DY-1、D4、D5型调度集中系统，九十年代引进美国技术，结合我国铁路运营特点开发了 CTC-4000调度集中系统并在柳圆一哈密调度区段开通运行，到2003年前我国先后在广深线、大秦线、郑武线等修建了 2000公里线路的CTC调度集中系统。到目前为止，大部分传统的调度集中设备基本上都已停止使用，或者仅仅作为调监使用，应用效果不明显，主要表现在以下方面:[0024](I)智能化程度不高；[0025](2)没有解决好列车与调车冲突的问题；[0026](3)系统的可靠性不高；[0027](4)无线通讯手段不能满足调度集中的要求；[0028](5)易发生车次丢失现象。[0029]分散自律调度集中也称新一代CTC。分散自律调度集中系统是综合了计算机技术、网络通信技术和现代控制技术，采用智能化分散自律设计原则，以列车运行调整计划控制为中心，兼顾列车与调车作业的高度自动化的调度指挥系统。分散自律调度集中系统是铁路现代化的重要技术装备，是现代铁路综合信息化建设的重要内容，也是现代铁路的新型运输组织形式。[0030]分散:对于调度中心控制而言，将过去由调度中心集中控制所有车站的列车作业方式改变为将列车运行调整计划下传到各个车站自律机中自主执行，独立控制各自的列车和调车作业。[0031]自律:依据各站的特点，系统按照“技规”、“行规”、“调规”和“站细”等规则自动协调列车作业和调车作业的矛盾，控制列车进路和调车进路。[0032]现有技术存在的问题:[0033]①现有的双机倒切装置需要针对某种操作系统安装软件驱动，主机端也要安装相应的软件驱动，比较繁琐，操作不便。[0034]②电路设计不够完善，如双电源供电、EMI防护、双机切换时间可选择等功能。[0035]③系统设计不具备信号通路失效时的应对方案，且没有抗干扰和防雷击设计。[0036]④系统在整体的设计上不够灵活，安装维修不够方便。发明内容[0037]针对以上的技术问题，本实用新型提供一路点对点通信的自动切换装置，具体的技术方案是:[0038]一路点对点通信的自动切换装置，转换器的VCC端口与V+端口通过第一电容连接，第一电容的另一端连接第三i^一电容，Cl+端口与Cl-端口通过第二电容连接，C2+端口与C2-端口通过第三电容连接，T31N端口连接第二电阻，RlOUT端口连接第四电阻，R20UT端口连接第五电阻，R30UT端口连接第七电阻，R40UT端口连接第九电阻，V-端口连接第四电容；[0039]74HCT123D集成块U3A的CX/RX端口连接PIN12-2MM集成块JP3的第二端口 ；[0040]PIN12-2MM集成块JP3的第一端口连接第i^一电阻，PIN12-2MM集成块JP3的第三端口连接第十二电阻，PIN12-2MM集成块JP3的第五端口连接第十三电阻，PIN12-2MM集成块JP3的第七端口连接第十四电阻，PIN12-2丽集成块JP3的第九端口连接第五电容，PIN12-2MM集成块JP3的第i^一端口连接第六电容；[0041]74HCT123D 集成块 U3B 的 CX/RX 端口连接 PIN12-2MM 集成块 JP5 的第二 JP5 端口 ；[0042]PIN12-2MM集成块JP5的第一 JP5端口连接第十七电阻R，PIN12-2MM集成块JP3的第三JP5端口连接第十八电阻，PIN12-2MM集成块JP3的第五JP5端口连接第十九电阻，PIN12-2MM集成块JP3的第七JP5端口连接第二十电阻，PIN12-2MM集成块JP3的第九JP5端口连接第七电容，PIN12-2丽集成块JP3的第i^一 JP5端口连接第九电容。[0043]一路点对 点通信的自动切换方法，采用双机冗余的方式的双机切换时间可选择电路，采用了双路可再触发单稳态多谐振荡电路，产生多路时钟脉冲信号，并通过跳冒选择采用一时钟脉冲信号作为双机切换时间；[0044]增加安规电容滤波电路；利用瞬态抑制元件将危害性的瞬态能量旁路到大地；[0045]信号通路采用干触点导通方式；在信号通路两端并联短路块，使用跳冒选择短接连通。[0046]—路点对点通信的自动切换装置，倒机装置分别连接一套计算机系统，倒机装置指定其中一台作为主机；当其中一台发生故障时，倒机装置会给出切换信号，通知无故障的计算机系统切换为主机。[0047]本实用新型不用初始化设置，无需安装软件驱动，采用独有的内部零延时自动收发转换技术，确保适合多种操作系统；[0048]在双机切换时间的电路方面，采用了双路可再触发单稳态多谐振荡电路，产生多路时钟脉冲信号，并通过跳冒选择采用哪路时钟脉冲信号作为双机切换时间；[0049]信号通路采用干触点导通方式，为防止信号通路失效，在信号通路两端并联短路块，使用跳冒选择短接连通；[0050]利用EMI技术，增加安规电容滤波电路，提高设备电磁兼容性能。利用瞬态抑制元件(如TVS、MOV、气体放电管等)将危害性的瞬态能量旁路到大地；[0051]采用模块化设计，本实用新型在仅仅一个U的高度上集成了所需要的核心切换模块、双路通道模块、双电源、和雷击浪涌保护单元，支持多种切换模式，同时支持DIP手自动切换开关、RS-232监控口，信号通路和接口电路分离，利用高性能插接件进行连接。[0052]本实用新型是属于铁路自动化系统、工业自动化系统中的通信环节，为了提高系统运行的可靠性，而采取双主机和双通道冗余方案来完成一路点对点通信的一路自动切换装置。这个装置可以确保在双主机设备之中有一个损坏或者(同时)双通道设备之中有一个损坏的情况下，两地的通信仍然可以正常进行。[0053]本实用新型的有益效果是:无需安装软件驱动，适合多种操作系统，实用性强、操作设置简便；用户可根据现场需要灵活的进行选择双机切换时间；可以防止信号通路失效；设备电磁兼容性能高，可及时释放危害性的瞬态能量，安全可靠；集成度高，易于安装和维修。
[0054]当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本实用新型以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。其中，[0055]图1为本实用新型的车站调度系统结构示意图；[0056]图2为本实用新型的系统结构示意图；[0057]图3为本实用新型的前面板示意图；[0058]图4为本实用新型的后面板示意图；[0059]图5为本实用新型的A、B分机的心跳信号与倒机装置的连接示意图；[0060]图6为本实用新型的JP29，JP30插针序号示意图；[0061]图7为本实用新型的JP5，JP31插针序号示意图；[0062]图8为本实用新型的倒机装置电路结构示意图；[0063]图9为本实用新型的可再触发单稳态多谐振荡电路之一示意图；[0064]图10为本实用新型的可再触发单稳态多谐振荡电路之二示意图。
具体实施方式
[0065]实施例1[0066]一路点对点通信的自动切换装置，应用于铁路CTC调度集中系统、地铁ATS系统，是一款具有双系统热备用功能的高新技术产品。该系统采用双机冗余的方式与外部装置连接协同工作，正常情况下两套计算机系统同时运行，完成相同的任务、处理相同的数据，倒机装置会指定其中一台作为主机。当其中一台发生故障时，倒机装置会给出切换信号，通知无故障的计算机系统切换为主机，以此保证系统正常运行。[0067]I系统结构[0068]如图2所示，正常工作时需要分机A和分机B的串口(标准全串口信号)与倒机装置中的A机、B机工作状态接口(DB9)在机箱外部相连，作为分机A、分机B的工作状态信号，并从倒机装置取得主备机切换结果。分机A、分机B中需要倒机装置进行切换的串口信号通过外部连接线接入倒机装置中A机、B机的DB25接口，通过倒机装置内部切换电路将需要切换的串口信号输出到切换后的串口(公用串口)与外围设备相连。其中，[0069]*C0MA, COMB 为 232 工作方式。[0070]*C0MC1_C0MC4 为 422 工作方式。[0071]*输入电源用线缆引到机箱面板，采用标准的AC220V输入接口。[0072]*机箱正面中间的旋钮是强制A，B机倒机旋钮，左边是强制A机，右边是强制B机，中间是自动倒机。[0073]*前面板中间的指示灯为电源灯，两侧的指示灯为A，B机工作的指示灯和心跳发送指示灯。当A机为主机时，A机的指示灯亮，B机的指示灯灭。发送心跳，心跳指示灯闪烁。[0074]前面板的示意图如图3所示，其中，[0075]I为A机主机指示灯；[0076]2为A机心跳指示灯；[0077]3为电源指示灯；[0078]4为强制A，B机主机旋钮；[0079]5为B机主机指示灯；[0080]6为B机心跳指示灯。[0081]后面板示意图如图4所示,其中COMA, COMB的线定义如表I所示:[0082]
权利要求1.一路点对点通信的自动切换装置，其特征在于转换器的VCC端口与V+端口通过第一电容连接，第一电容的另一端连接第三i^一电容，Cl+端口与Cl-端口通过第二电容连接，C2+端口与C2-端口通过第三电容连接，T31N端口连接第二电阻，RlOUT端口连接第四电阻，R20UT端口连接第五电阻，R30UT端口连接第七电阻，R40UT端口连接第九电阻，V-端口连接第四电容； 74HCT123D集成块U3A的CX/RX端口连接PIN12-2MM集成块JP3的第二端口 ；PIN12-2MM集成块JP3的第一端口连接第i^一电阻，PIN12-2MM集成块JP3的第三端口连接第十二电阻，PIN12-2MM集成块JP3的第五端口连接第十三电阻，PIN12-2MM集成块JP3的第七端口连接第十四电阻，PIN12-2MM集成块JP3的第九端口连接第五电容，PIN12-2MM集成块JP3的第十一端口连接第六电容； 74HCT123D集成块U3B的CX/RX端口连接PIN12-2MM集成块JP5的第二 JP5端口 ；PIN12-2MM集成块JP5的第一 JP5端口连接第十七电阻R，PIN12-2MM集成块JP3的第三JP5端口连接第十八电阻，PIN12-2丽集成块JP3的第五JP5端口连接第十九电阻，PIN12-2MM集成块JP3的第七JP5端口连接第二十电阻，PIN12-2MM集成块JP3的第九JP5端口连接第七电容， PIN12-2MM集成块JP3的第i^一 JP5端口连接第九电容。
专利摘要本实用新型涉及一路点对点通信的自动切换装置。采用双机冗余的方式的双机切换时间可选择电路，采用了双路可再触发单稳态多谐振荡电路，产生多路时钟脉冲信号，并通过跳冒选择采用一时钟脉冲信号作为双机切换时间；增加安规电容滤波电路；利用瞬态抑制元件将危害性的瞬态能量旁路到大地；信号通路采用干触点导通方式；在信号通路两端并联短路块，使用跳冒选择短接连通。本实用新型的有益效果是无需安装软件驱动，适合多种操作系统，实用性强、操作设置简便；用户可根据现场需要灵活的进行选择双机切换时间；可以防止信号通路失效；设备电磁兼容性能高，可及时释放危害性的瞬态能量，安全可靠；集成度高，易于安装和维修。
文档编号B61L27/00GK202987207SQ20122072810
公开日2013年6月12日 申请日期2012年12月26日 优先权日2012年12月26日
发明者农宏义, 郑涛 申请人:北京科信华技术有限公司