宋科成 王 鑫 丁 歡 王國英

（1.中國鐵道科學研究院研究生部，北京 100081；2.中鐵二十一局集團電務電化工程有限公司，蘭州 730000；3.北京全路通信信號研究設(shè)計院集團有限公司，北京 100070）

1 概述

應答器傳輸系統(tǒng)（Balise Transmission Subsystem，BTS）是一種基于點式信息的安全傳輸系統(tǒng)，實現(xiàn)軌旁設(shè)備或地面與車載設(shè)備之間的安全信息傳輸。應答器傳輸系統(tǒng)包括應答器傳輸模塊（Balise Transmission Module，BTM）及車載天線單元（Antenna Unit，AU）、有源應答器（Controlled Balise）和無源應答器（Fixed Balise）、地面軌旁電子單元（Landside Electronic Unit，LEU）3個基本組成部分。

安裝在軌道中央的應答器自身不需要外加電源，在列車運行期間，BTM通過天線單元AU不斷向地面輻射能量，應答器接受到天線單元輻射的功率而工作，將內(nèi)部的編碼信息或軌旁電子單元的編碼信息發(fā)送給車載天線AU，車載天線將接收到的上行鏈路信號傳輸給BTM，BTM將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送給車載控制核心。

本文著重介紹軌旁電子單元的輸出設(shè)計部分。

2 軌旁電子單元主要功能

軌旁電子單元的主要功能如下:

1）根據(jù)接收到的輸入信號（開關(guān)量或通信數(shù)據(jù)），進行報文選擇或從通信數(shù)據(jù)中提取報文，最終生成符合C接口要求的信號，向有源應答器發(fā)送；

2）當輸入接口故障時，能輸出默認報文；

3）軌旁電子單元有監(jiān)測、記錄與維護功能。

3 軌旁電子單元系統(tǒng)邊界

軌旁電子單元系統(tǒng)邊界及接口如圖1所示。

圖1 軌旁電子單元系統(tǒng)邊界及接口示意圖Fig.1 Schematic diagram of LEU system boundaries and interfaces

軌旁電子單元包含如下接口:

接口C:軌旁電子單元與有源應答器之間的信息傳輸接口，從功能上分為C1、C6和C4三個子接口；

接口S:軌旁電子單元與列控中心或其他外部設(shè)備之間的接口，作為上行鏈路信息的數(shù)據(jù)輸入；

電源接口:為軌旁電子單元設(shè)備供電；

監(jiān)測接口:軌旁電子單元通過監(jiān)測接口與監(jiān)測設(shè)備連接，向監(jiān)測設(shè)備報告運行過程中的關(guān)鍵信息；

維護接口:軌旁電子單元可通過安全相關(guān)維護接口對LEU進行安全相關(guān)配置操作；可通過非安全相關(guān)維護接口對LEU進行記錄讀取、監(jiān)測、參數(shù)配置等非安全相關(guān)操作。

4 軌旁電子單元系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

LEU設(shè)備主要由處理模塊、輸出模塊、監(jiān)測模塊、采集模塊、切換模塊組成。根據(jù)應用要求及輸入接口形式，LEU可選擇不同的模塊組合。

LEU系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意如圖2所示。

圖2 LEU系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2 Schematic diagram of LEU system structure

5 LEU輸出模塊主要功能

5.1 模塊結(jié)構(gòu)及主要功能

LEU輸出模塊結(jié)構(gòu)示意如圖3所示。

圖3 LEU輸出模塊結(jié)構(gòu)示意圖Fig.3 Schematic diagram of LEU output module

輸出模塊主要完成如下功能:

1）輸出模塊完成C1編碼并送至耦合端；

2）輸出模塊可以監(jiān)測C接口信號的輸出狀態(tài)；

3）輸出模塊可以對C接口信號進行隔離采樣。

5.2 輸出模塊設(shè)計組成

1）電源模塊的描述與設(shè)計

電源模塊設(shè)計分隔離和非隔離兩種。隔離設(shè)計采用電源模塊；非隔離設(shè)計采用低壓差穩(wěn)壓電路LDO。

2）C接口信號生成電路設(shè)計

不同路之間的C接口信號設(shè)計要相對獨立，避免信號串擾；

C接口信號生成電路的電源、非平衡信號和平衡信號之間要進行隔離設(shè)計；

C1信號的編碼設(shè)計采用硬件編碼方式；C1信號的輸出可控；

輸出模塊對C接口信號輸出要進行監(jiān)測，若出現(xiàn)短路情況，應進行防護，以保護輸出模塊不受損傷；短路恢復后，輸出模塊可繼續(xù)正常工作；

C6信號生成電路設(shè)計通過波形變換，推挽驅(qū)動等實現(xiàn)；

C4信號生成電路為可選功能設(shè)計。

3）C接口信號隔離采樣設(shè)計

C接口信號隔離采樣設(shè)計通過變壓器和互感器實現(xiàn)。

4）輸出模塊輸入輸出防護設(shè)計

輸出模塊輸出防護設(shè)計通過在信號線上串接電阻來實現(xiàn)，輸出模塊輸入防護設(shè)計通過對信號線上下拉處理來實現(xiàn)。

6 現(xiàn)場應用

該產(chǎn)品目前已經(jīng)通過SIL4安全認證、歐洲TSI互聯(lián)互通認證、CRCC認證，并在白烏現(xiàn)場進行了試驗。

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