城軌交通運營列車安全控制模擬沙盤系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種城軌交通運營列車安全控制模擬沙盤系統(tǒng)，包括有模擬軌道和運行于模擬軌道上的模擬列車；進一步還包括有控制裝置、與控制裝置連接的區(qū)間編碼模塊和調(diào)制解調(diào)模塊、與調(diào)制解調(diào)模塊連接的解碼模塊、及為上述模塊供電的電源模塊。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為：1、整個系統(tǒng)裝卸方便快捷，可用于實驗教學等多種用途；2、采用DCC傳輸控制信號，具有協(xié)議簡單可靠、布線簡潔和兼容性強的特點；3、成本低，維護方便容易。
【專利說明】城軌交通運營列車安全控制模擬沙盤系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種模擬沙盤系統(tǒng)，尤其是指城軌交通運營列車安全控制模擬沙盤系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，城市規(guī)模的擴大，為了提高城市交通運營水平，更好的解決交通堵塞問題，切實緩解民眾出行困難問題，許多大中型城市紛紛選擇將城市軌道交通作為城市公共交通的重要組成部分。但城市軌道交通運營復雜，車輛安全數(shù)據(jù)積累不足，有些安全事故無法實際模擬，使城市軌道交通列車運營存在安全隱患，為了積累安全經(jīng)驗，構(gòu)成城軌交通運營安全模擬沙盤系統(tǒng)顯得尤為重要。
[0003]搭建城軌交通運營安全模擬沙盤系統(tǒng)，實現(xiàn)城軌列車的運行圖模擬和自動列車控制等，具有經(jīng)濟、安全試驗周期短等優(yōu)點。采用模型仿真地面設(shè)備，可以研究各種事故或危險情況、以及其它通常不允許進行現(xiàn)場試驗的情況，從而采集安全數(shù)據(jù)，積累安全經(jīng)驗，以減少或避免由事故造成的巨大損失，為城軌交通安全運營提供技術(shù)支持。
[0004]列車模型按被控方式的不同可分為兩種，即模擬直流控制(DC)和數(shù)字命令控制(DCC)0 DC控制是在軌道上加載直流電，通過控制器控制軌道上的電壓，從而達到控制電機轉(zhuǎn)速高低和電源極性的改變，實現(xiàn)列車速度的控制。DCC控制是在軌道上加載數(shù)字電流信號，列車解碼數(shù)字信號，從而獲得受控信息。DCC控制可以對不同列車進行地址編制，避免了 DC控制對不同列車不能獨立控制的缺點。但是，目前的安全控制模擬沙盤系統(tǒng)，存在擴展空間小和維護工作量大、成本高和通用性差等缺點，不利于推廣使用。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點與不足，提供一種城軌交通運營列車安全控制模擬沙盤系統(tǒng)，該模擬沙盤系統(tǒng)高效可靠，維護簡單方便，適用性強，能夠?qū)崿F(xiàn)對列車在線運營的控制。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型按照以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0007]—種城軌交通運營列車安全控制模擬沙盤系統(tǒng)，包括有模擬軌道和運行于模擬軌道上的模擬列車；進一步還包括有控制裝置、與控制裝置連接的區(qū)間編碼模塊和調(diào)制解調(diào)模塊、與調(diào)制解調(diào)模塊連接的解碼模塊、及為上述模塊供電的電源模塊。
[0008]進一步，所述控制裝置包括有控制主機和與控制主機連接的接口模塊，其中，接口模塊包括有微控芯片、與微控芯片連接的USB接口、XpressNet接口和S88區(qū)間反饋接口。
[0009]進一步，所述區(qū)間編碼模塊包括有若干干簧管開關(guān)、區(qū)間編碼板和永久磁塊，其中，干簧管開關(guān)間隔設(shè)置于模擬軌道的若干區(qū)間上，區(qū)間編碼板的輸入口接干簧管開關(guān)，輸出口接上述接口模塊的S88區(qū)間反饋接口，永久磁塊安裝于模擬列車的車頭位置。
[0010]進一步，所述調(diào)制解調(diào)模塊與電源模塊連接，包括有微控制器、通過XpressNet接口與上述控制主機連接以接收處理控制主機發(fā)送的DCC數(shù)據(jù)包的全橋電機驅(qū)動芯片、及連接全橋電機驅(qū)動芯片與上述解碼模塊的輸出端口。
[0011]進一步，所述解碼模塊包括有信號燈解碼模塊和道岔解碼模塊，其中:上述信號燈解碼模塊包括有信號解碼微控芯片，該信號解碼微控芯片輸入端連接上述調(diào)制解調(diào)模塊的輸出端口，輸出端通過達林頓管與信號燈連接；上述道岔解碼模塊包括有道岔解碼微控芯片，該道岔解碼微控芯片輸入端連接上述調(diào)制解調(diào)模塊的輸出端口，輸出端通過達林頓管與模擬軌道的道岔轉(zhuǎn)轍機連接。
[0012]進一步,所述控制主機包括有手動操作單元、上電斷電單元、接口連接狀態(tài)顯示單元、模擬列車控速單元和串口通訊單元。
[0013]進一步，所述模擬軌道包括有閉環(huán)基礎(chǔ)軌、與閉環(huán)基礎(chǔ)軌連接的道岔軌和應(yīng)急軌。
[0014]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為:
[0015]1、整個系統(tǒng)裝卸方便快捷，可用于實驗教學等多種用途；
[0016]2、采用DCC傳輸控制信號，具有協(xié)議簡單可靠、布線簡潔和兼容性強的特點；
[0017]3、成本低，維護方便容易。
[0018]為了能更清晰的理解本實用新型，以下將結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】闡述本實用新型的【具體實施方式】。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0020]圖2是本實用新型的連接框圖。
【具體實施方式】
[0021]如圖1、2所示，本實用新型所述城軌交通運營列車安全控制模擬沙盤系統(tǒng)，包括有模擬軌道I和運行于模擬軌道上的模擬列車2、控制裝置、與控制裝置連接的區(qū)間編碼模塊和調(diào)制解調(diào)模塊、與調(diào)制解調(diào)模塊連接的解碼模塊、及為上述模塊供電的電源模塊。
[0022]作為本實施方式的優(yōu)選方案，以下將對上述技術(shù)方案進一步限定如下:
[0023]上述控制裝置包括有控制主機和與控制主機連接的接口模塊。其中，所述控制主機包括有手動操作單元、上電斷電單元、接口連接狀態(tài)顯示單元、模擬列車控速單元和串口通訊單元，手動操作單元可以實現(xiàn)列車啟停、道岔轉(zhuǎn)轍、信號燈點亮等功能，上電斷電單元可以實現(xiàn)列車的帶電運行和緊急停止，接口連接狀態(tài)顯示單元可以實時顯示電腦接口卡連接狀態(tài)，而串口通訊單元可以設(shè)置當前串口號和波特率；所述接口模塊包括有微控芯片、與微控芯片連接的USB接口、XpressNet接口和S88區(qū)間反饋接口，該微控芯片采用PIC16F628A單片機，USB接口與控制主機連接，實現(xiàn)與上位機的信息交互，XpressNet接口為DCC數(shù)據(jù)包傳輸總線標準，將DCC控制數(shù)據(jù)包傳輸給調(diào)制解調(diào)模塊，S88區(qū)間反饋接口用于獲知區(qū)間探測信息。
[0024]上述區(qū)間編碼模塊包括有若干干簧管開關(guān)、區(qū)間編碼板和永久磁塊。其中，上述模擬軌道包括有閉環(huán)基礎(chǔ)軌、與閉環(huán)基礎(chǔ)軌連接的道岔軌和應(yīng)急軌，閉環(huán)基礎(chǔ)軌和道岔軌被分成16個區(qū)間，每一區(qū)間安裝一個干簧管，區(qū)間編碼板的輸入口接干簧管開關(guān)，輸出口接上述接口模塊的S88區(qū)間反饋接口，永久磁塊安裝于模擬列車的車頭位置，當有列車通過時，車頭的永久磁塊觸發(fā)干簧管，干簧管開關(guān)動作，從而實現(xiàn)列車位置探測。[0025]上述調(diào)制解調(diào)模塊與電源模塊連接，包括有微控制器、通過XpressNet接口與上述控制主機連接以接收處理控制主機發(fā)送的DCC數(shù)據(jù)包的全橋電機驅(qū)動芯片、及連接全橋電機驅(qū)動芯片與上述解碼模塊的輸出端口。其中，微控器采用PIC16F628A單片機，XpressNet接口采用MAX485通訊芯片，全橋電機驅(qū)動芯片為L6203全橋電機驅(qū)動芯片。調(diào)制解調(diào)模塊通過XpressNet接口接收控制主機發(fā)出的命令，將接收的O和IDCC數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換為方波形電流，再通過全橋電機驅(qū)動芯片對信號進行放大，放大后的方波電流一部分給軌道供電，另一部分用來傳輸控制信息，同時把交流電轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)使用的3.3V和5V直流電。
[0026]上述解碼模塊包括有信號燈解碼模塊和道岔解碼模塊，其中:上述信號燈解碼模塊包括有PIC16F628A信號解碼微控芯片，該信號解碼微控芯片輸入端連接上述調(diào)制解調(diào)模塊的輸出端口，輸出端通過ULN2803A達林頓管與信號燈連接；上述道岔解碼模塊包括有PIC16F628A道岔解碼微控芯片，該道岔解碼微控芯片輸入端連接上述調(diào)制解調(diào)模塊的輸出端口，輸出端通過ULN2803A達林頓管與模擬軌道的道岔轉(zhuǎn)轍機連接。
[0027]本實用新型的工作原理如下所述:列車在閉環(huán)軌道上運行，電源模塊為系統(tǒng)供電；區(qū)間編碼模塊配合鋪設(shè)在道床里的干簧管，實現(xiàn)軌道位置的檢測及列車區(qū)間占用檢測，達到自動閉塞控制；調(diào)制解調(diào)模塊為軌道供電和傳輸控制信息；信號燈解碼模塊接收調(diào)制解調(diào)模塊發(fā)出的信號燈控制信號，驅(qū)動不同顏色的信號燈，實現(xiàn)紅綠黃顏色信號顯示；道岔解碼模塊接收調(diào)制解調(diào)模塊發(fā)出的道岔控制信號，傳遞給道岔轉(zhuǎn)轍機，控制道岔轉(zhuǎn)向。
[0028]本實用新型并不局限于上述實施方式，如果對本實用新型的各種改動或變型不脫離本實用新型的精神和范圍，倘若這些改動和變型屬于本實用新型的權(quán)利要求和等同技術(shù)范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種城軌交通運營列車安全控制模擬沙盤系統(tǒng)，包括有模擬軌道和運行于模擬軌道上的模擬列車，其特征在于:還包括有控制裝置、與控制裝置連接的區(qū)間編碼模塊和調(diào)制解調(diào)模塊、與調(diào)制解調(diào)模塊連接的解碼模塊、及為上述模塊供電的電源模塊；其中: 所述控制裝置包括有控制主機和與控制主機連接的接口模塊，其中，接口模塊包括有微控芯片、與微控芯片連接的USB接口、XpressNet接口和S88區(qū)間反饋接口 ； 所述區(qū)間編碼模塊包括有若干干簧管開關(guān)、區(qū)間編碼板和永久磁塊，其中，干簧管開關(guān)間隔設(shè)置于模擬軌道的若干區(qū)間上，區(qū)間編碼板的輸入口接干簧管開關(guān)，輸出口接上述接口模塊的S88區(qū)間反饋接口，永久磁塊安裝于模擬列車的車頭位置； 所述調(diào)制解調(diào)模塊與電源模塊連接，包括有微控制器、通過XpressNet接口與上述控制主機連接以接收處理控制主機發(fā)送的DCC數(shù)據(jù)包的全橋電機驅(qū)動芯片、及連接全橋電機驅(qū)動芯片與上述解碼模塊的輸出端口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述城軌交通運營列車安全控制模擬沙盤系統(tǒng)，其特征在于:所述解碼模塊包括有信號燈解碼模塊和道岔解碼模塊，其中: 上述信號燈解碼模塊包括有信號解碼微控芯片，該信號解碼微控芯片輸入端連接上述調(diào)制解調(diào)模塊的輸出端口，輸出端通過達林頓管與信號燈連接； 上述道岔解碼模塊包括有道岔解碼微控芯片，該道岔解碼微控芯片輸入端連接上述調(diào)制解調(diào)模塊的輸出端口，輸出端通過達林頓管與模擬軌道的道岔轉(zhuǎn)轍機連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述城軌交通運營列車安全控制模擬沙盤系統(tǒng)，其特征在于:所述控制主機包括有手動操作單元、上電斷電單元、接口連接狀態(tài)顯示單元、模擬列車控速單元和串口通訊單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述城軌交通運營列車安全控制模擬沙盤系統(tǒng)，其特征在于:所述模擬軌道包括有閉環(huán)基礎(chǔ)軌、與閉環(huán)基礎(chǔ)軌連接的道岔軌和應(yīng)急軌。
【文檔編號】G09B9/04GK203773770SQ201320821614
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】李軍, 劉蘭, 李海玉, 袁敏正, 任金寶 申請人:廣州市地下鐵道總公司