鄒未棟

(1．北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 100070；2．北京市高速鐵路運(yùn)行控制系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，北京 100070)

1 概述

CTCS-3列控車(chē)載系統(tǒng)包括車(chē)載主機(jī)單元、車(chē)載接口單元、速度傳感器、雷達(dá)、繼電器接口模塊、應(yīng)答器接收模塊（BTM&CAU）、人機(jī)交互單元（DMI）、軌道電路讀取單元（TCR）、無(wú)線天線單元（MT）。組成示意如圖1所示。

其中，車(chē)載接口單元包括U型底板、電源引入接口板、繼電器I板、繼電器II板、速傳接口板、MVB&Profibus通信接口板、BTM&MT通信接口板、Radar&TCR通信接口板。車(chē)載系統(tǒng)的接口都是在上述接口板上實(shí)現(xiàn)。

2 車(chē)載系統(tǒng)輸入輸出接口

2.1 系統(tǒng)輸入接口

車(chē)載系統(tǒng)采集車(chē)輛的輸入信號(hào)如下。

圖1 車(chē)載系統(tǒng)組成示意圖Fig.1 Schematic diagram of onboard system composition

SLA: 休眠輸入1；

SLB: 休眠輸入 2 ；

CABA: 前端駕駛室激活；

CABB: 后端駕駛室激活；

DIRF: 方向手柄前向；

DIRR: 方向手柄后向；

SBFB: 常用制動(dòng)反饋 ；

EBFB: 緊急制動(dòng)反饋；

TCOFB: 切牽引反饋；

EB1ACK: EB1A繼電器反饋；

EB2ACK: EB2A繼電器反饋；

EB1BCK: EB1B繼電器反饋；

EB2BCK: EB2B繼電器反饋；

LKJConfirm：零速反饋。

2.2 系統(tǒng)輸出接口

車(chē)載系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的輸出信號(hào)如下。

EB1A: EB1A輸出；

EB1B: EB1B輸出；

EB2A:EB2A輸出；

EB2B:EB2B輸出；

SB1: 一級(jí)常用制動(dòng)輸出；

SB4: 四級(jí)常用制動(dòng)輸出；

SB7: 七級(jí)常用制動(dòng)輸出；

TCO: 切牽引輸出；

MSB: 斷主斷輸出；

GFX3D: 磁鋼過(guò)分相禁止輸出；

Leftgate_enable：開(kāi)左門(mén)允許；

Rightgate_enable：開(kāi)右門(mén)允許；

ATO_enable：ATO允許。

3 車(chē)載系統(tǒng)輸入輸出接口設(shè)計(jì)

針對(duì)系統(tǒng)上述所有輸入輸出量，根據(jù)安全與非安全功能進(jìn)行內(nèi)部設(shè)計(jì)。

3.1 緊急制動(dòng)輸出接口設(shè)計(jì)

緊急制動(dòng)輸出接口設(shè)計(jì)如圖2所示。

隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，輸出板無(wú)輸出時(shí)繼電器常開(kāi)，繼電器節(jié)點(diǎn)斷開(kāi)，繼電器節(jié)點(diǎn)失電，輸出緊急制動(dòng)。輸出板輸出24 V控制繼電器閉合，繼電器節(jié)點(diǎn)得電，無(wú)緊急制動(dòng)輸出。

圖2 緊急制動(dòng)接口設(shè)計(jì)圖Fig.2 Emergency brake interface design diagram

隔離開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，對(duì)繼電器進(jìn)行隔離，無(wú)緊急制動(dòng)輸出。

3.2 全常用制動(dòng)輸出接口設(shè)計(jì)

全常用制動(dòng)接口設(shè)計(jì)如圖3所示。

圖3 全常用制動(dòng)接口設(shè)計(jì)圖Fig.3 Common brake interface design diagram

隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，輸出板無(wú)輸出時(shí)繼電器常開(kāi)，繼電器節(jié)點(diǎn)斷開(kāi)、失電，輸出全常用制動(dòng)。輸出板輸出24 V，控制繼電器閉合，繼電器節(jié)點(diǎn)得電，無(wú)全常用制動(dòng)輸出。

隔離開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，對(duì)繼電器進(jìn)行隔離，無(wú)全常用制動(dòng)輸出。

3.3 切除牽引輸出接口設(shè)計(jì)

切除牽引輸出接口設(shè)計(jì)如圖4所示。

圖4 切除牽引接口設(shè)計(jì)圖Fig.4 Cutting traction interface design diagram

隔離開(kāi)關(guān)閉合，雙系輸出板無(wú)輸出，繼電器常閉，雙系繼電器節(jié)點(diǎn)閉合、得電，輸出切牽引。任意一系輸出板輸出24 V控制繼電器斷開(kāi)，繼電器節(jié)點(diǎn)失電，無(wú)切牽引輸出。

隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，對(duì)繼電器進(jìn)行隔離，無(wú)切牽引輸出。

3.4 斷主斷輸出接口設(shè)計(jì)

斷主斷輸出接口設(shè)計(jì)如圖5所示。

圖5 斷主斷接口設(shè)計(jì)圖Fig.5 Main circuit breaker interface design diagram

輸出板無(wú)輸出時(shí)繼電器常開(kāi)，繼電器節(jié)點(diǎn)失電，無(wú)輸出。輸出板輸出24 V控制繼電器閉合，繼電器節(jié)點(diǎn)得電，輸出MSB。

SB1、SB4、GFX3D接口原理與MSB相同。

3.5 常用制動(dòng)反饋輸入接口設(shè)計(jì)

常用制動(dòng)反饋接口設(shè)計(jì)如圖6所示。

圖6 常用制動(dòng)反饋接口設(shè)計(jì)圖Fig.6 Common brake feedback interface design diagram

繼電器常開(kāi)，SBFB輸入110 V時(shí)，繼電器節(jié)點(diǎn)閉合，輸入板采集到24 V輸入信號(hào)。SBFB無(wú)輸入時(shí)，繼電器斷開(kāi)，輸入板采集到SBFB 0 V輸入信號(hào)。

SLA、SLB、CABA、CABB、DIRF、DIRR、EBFB、TCOFB接口設(shè)計(jì)原理與SBFB相同。

3.6 緊急制動(dòng)反饋輸入接口設(shè)計(jì)

緊急制動(dòng)反饋輸入接口設(shè)計(jì)如圖7所示。

圖7 緊急制動(dòng)反饋輸入接口設(shè)計(jì)圖Fig.7 Emergency brake feedback input interface design diagram

繼電器常開(kāi)，當(dāng)左系輸出板輸出EB1A信號(hào)為24 V時(shí)，繼電器節(jié)點(diǎn)閉合，輸入板采集到EB1ACK 24 V輸入信號(hào)。左系輸出板EB1A信號(hào)0 V時(shí)，繼電器斷開(kāi)，輸入板采集到EB1ACK 0 V輸入信號(hào)。

EB1BCK，EB2ACK，EB2BCK接口設(shè)計(jì)原理與EB1ACK相同。

4 車(chē)載系統(tǒng)通信接口設(shè)計(jì)

車(chē)載主機(jī)與TCR、BTM、MT、雷達(dá)、速度傳感器、DMI等通信接口設(shè)計(jì)。

4.1 主機(jī)與TCR通信接口設(shè)計(jì)

主機(jī)雙系通信板，分別通過(guò)Radar&TCR通信接口板，與TCR的通信板通信，采用RS-422通信接口，需要在接口板上設(shè)計(jì)終端匹配電阻。

4.2 主機(jī)與BTM通信接口設(shè)計(jì)

主機(jī)雙系通信板，分別通過(guò)BTM&MT通信接口板，與BMT的通信板通信，采用CAN通信接口，需要在接口板上設(shè)計(jì)終端匹配電阻。

4.3 主機(jī)與MT通信接口設(shè)計(jì)

主機(jī)雙系RCC通信板，通過(guò)BTM&MT通信接口板，分別與2個(gè)MT通信，采用RS-422通信接口，需要在接口板上設(shè)計(jì)終端匹配電阻。

4.4 主機(jī)與雷達(dá)通信接口設(shè)計(jì)

主機(jī)雙系通信板，分別通過(guò)Radar&TCR通信接口板，與2個(gè)雷達(dá)通信，采用RS-485通信接口。在接口板上進(jìn)行濾波防護(hù)。

4.5 主機(jī)與速傳接口設(shè)計(jì)

主機(jī)雙系輸入板，通過(guò)速傳接口板，與2個(gè)速傳相連，采用脈沖接口。速傳接口板提供速度傳感器電源，每個(gè)速度傳感器需兩路24 V隔離電源，隔離等級(jí)為3 000 V。每個(gè)速度傳感器的3路輸入信號(hào)需進(jìn)行電氣隔離，整塊速傳接口板共需提供6路隔離信號(hào)輸入（兩路預(yù)留），隔離等級(jí)為3 000 V。

4.6 主機(jī)與DMI通信接口設(shè)計(jì)

主機(jī)雙系通信板，通過(guò)MVB&Profibus通信接口板與DMI通信，采用MVB接口，需要在接口板上設(shè)計(jì)終端匹配電阻。

5 結(jié)論

本文中設(shè)計(jì)的系統(tǒng)硬件接口，包括緊急制動(dòng)接口、全常用制動(dòng)接口、切除牽引接口、斷主斷路器等輸出接口設(shè)計(jì)，常用制反饋接口，緊急制動(dòng)反饋等輸入接口設(shè)計(jì)，是在充分考慮接口的安全或者非安全情況下設(shè)計(jì)的。與TCR、BTM、MT、雷達(dá)、速度傳感器、DMI等通信接口設(shè)計(jì)，也符合各個(gè)外設(shè)的通信接口定義。