本發(fā)明涉及鐵路通信信號(hào)領(lǐng)域，特別涉及一種機(jī)車信號(hào)電源模塊。

背景技術(shù)：

機(jī)車信號(hào)主機(jī)是處理機(jī)車從鋼軌上接收到的軌道電路信號(hào)的主要部件。機(jī)車信號(hào)主機(jī)通過感應(yīng)線圈從鋼軌上接收軌道電路信號(hào)，經(jīng)過譯碼處理，將燈位信息顯示在信號(hào)機(jī)相應(yīng)的燈位上，向司機(jī)提供行車許可。

車載信號(hào)機(jī)的主要功能是向司機(jī)顯示前方鐵道線路是否占用，但司機(jī)無(wú)法從車載信號(hào)機(jī)上得到機(jī)車信號(hào)主機(jī)自身發(fā)生故障的信息，在機(jī)車信號(hào)主機(jī)自身存在故障時(shí)可能向司機(jī)發(fā)出錯(cuò)誤的前方鐵道線路信息，存在行車安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種機(jī)車信號(hào)電源模塊，能夠在機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)關(guān)閉信號(hào)機(jī)的所有燈位，告知司機(jī)機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)已發(fā)生故障，從而消除因機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)故障引起的安全隱患。

一種機(jī)車信號(hào)電源模塊，包括直流轉(zhuǎn)換器，安全開關(guān)，驅(qū)動(dòng)電路；所述直流轉(zhuǎn)換器與車載直流電源連接，將車載直流電源輸入的直流電進(jìn)行轉(zhuǎn)換并分兩路輸出，第一路輸出向機(jī)車信號(hào)主機(jī)的主機(jī)板供電，第二路輸出向安全開關(guān)供電；驅(qū)動(dòng)電路接收主機(jī)板cpu的控制信號(hào)，控制安全開關(guān)通斷；安全開關(guān)與驅(qū)動(dòng)電路連接，由所述驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送的直流信號(hào)控制其導(dǎo)通或斷開；主機(jī)板cpu停止向所述驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送控制信號(hào)時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)電路停止向所述安全開關(guān)發(fā)送直流信號(hào)，安全開關(guān)斷開；安全開關(guān)通過主機(jī)板與串聯(lián)繼電器組連接，為所述串聯(lián)繼電器組供電。

進(jìn)一步地，所述控制信號(hào)是串行通信信號(hào)；電源模塊還包括電源模塊cpu；電源模塊cpu與主機(jī)板cpu預(yù)先設(shè)定通信協(xié)議，根據(jù)通信協(xié)議確定控制信號(hào)的正確性；電源模塊cpu根據(jù)主機(jī)板cpu發(fā)送的串行通信信號(hào)進(jìn)行判斷，并根據(jù)與主機(jī)板cpu的通信協(xié)議判斷串行通信信號(hào)是否正確，若串行通信信號(hào)正確，則電源模塊cpu控制驅(qū)動(dòng)電路向安全開關(guān)發(fā)送直流信號(hào)，安全開關(guān)導(dǎo)通；若串行通信信號(hào)錯(cuò)誤，則電源模塊cpu控制驅(qū)動(dòng)電路停止向所述安全開關(guān)發(fā)送直流信號(hào)，安全開關(guān)斷開。

進(jìn)一步地，所述控制信號(hào)是動(dòng)態(tài)波形；主機(jī)板cpu向所述驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送動(dòng)態(tài)波形時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)電路向安全開關(guān)發(fā)送直流信號(hào)，控制所述安全開關(guān)導(dǎo)通。

進(jìn)一步地，所述動(dòng)態(tài)波形為方波。

進(jìn)一步地，所述安全開關(guān)是安全繼電器；安全繼電器的線圈的第一端與驅(qū)動(dòng)電路連接，其第二端接地；安全繼電器的第一觸點(diǎn)和第二觸點(diǎn)的共同第一端與直流轉(zhuǎn)換器連接，其第一觸點(diǎn)的第二端與串聯(lián)繼電器組連接，其第二觸點(diǎn)的第二端與主機(jī)板cpu連接，在第二觸點(diǎn)接通時(shí)向主機(jī)板cpu提供電源參照信號(hào)的第二路信息。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的機(jī)車信號(hào)電源模塊，能夠在機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)告知司機(jī)機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)已發(fā)生故障，從而消除因機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)故障引起的安全隱患。

附圖說明

下面結(jié)合附圖及實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：

圖1a是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)的示意圖。

圖1b是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)的示意圖。

圖1c是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)的示意圖。

圖2a是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的安全繼電器的示意圖。

圖2b是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的安全繼電器的示意圖。

圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)的運(yùn)行過程示意圖。

附圖標(biāo)記如下所示：

3-串聯(lián)繼電器組的動(dòng)觸點(diǎn)；4-串聯(lián)繼電器組中各繼電器的控制線圈；5-串聯(lián)繼電器組的常閉觸點(diǎn)；6-串聯(lián)繼電器組的常開觸點(diǎn)；7-安全繼電器的線圈；8-安全繼電器的第一觸點(diǎn)；9-安全繼電器的第二觸點(diǎn)；11-安全繼電器的線圈的第一端；12-安全繼電器的線圈的第二端；13-安全繼電器的第一觸點(diǎn)與第二觸點(diǎn)的共同第一端；14-安全繼電器的第一觸點(diǎn)的第二端；15-安全繼電器的第二觸點(diǎn)的第二端；rl1至rl7-串聯(lián)繼電器組中的7個(gè)繼電器。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明確，下面結(jié)合實(shí)施例以及附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)說明。顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例。在此，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說明主要用于解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)中的機(jī)車信號(hào)電源模塊，如圖1a所示，包括直流轉(zhuǎn)換器，安全開關(guān)，驅(qū)動(dòng)電路。所述直流轉(zhuǎn)換器與車載直流電源連接，將車載直流電源輸入的直流電進(jìn)行轉(zhuǎn)換并分兩路輸出，例如將車載直流電源的110v直流電轉(zhuǎn)換為電源板和主機(jī)板工作需要的48v工作電壓。直流轉(zhuǎn)換器的第一路輸出向機(jī)車信號(hào)主機(jī)的主機(jī)板供電。主機(jī)板將從所述直流轉(zhuǎn)換器接收到的第一路輸出的電壓轉(zhuǎn)換為主機(jī)板cpu的工作電壓(在圖1a中以虛線表示相應(yīng)部分。作為具體實(shí)施方式，可以是將48v工作電壓轉(zhuǎn)換為主機(jī)板cpu需要的3.3v和1.9v的工作電壓)。直流轉(zhuǎn)換器的第二路輸出向安全開關(guān)供電。

驅(qū)動(dòng)電路接收主機(jī)板cpu的控制信號(hào)，控制安全開關(guān)通斷。當(dāng)主機(jī)板cpu采集到的燈位信息滿足主機(jī)板cpu中設(shè)定的安全判定條件時(shí)，主機(jī)板cpu向所述驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送的控制信號(hào)是動(dòng)態(tài)波形(比如方波或正弦波或三角波等，最優(yōu)選方波，下同)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路向安全開關(guān)發(fā)送直流信號(hào)控制安全開關(guān)導(dǎo)通；當(dāng)主機(jī)板cpu采集到的燈位信息不滿足主機(jī)板cpu中設(shè)定的安全判定條件時(shí)，主機(jī)板cpu停止向所述驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送控制信號(hào)(此時(shí)的控制信號(hào)可以是動(dòng)態(tài)波形或串行通信信號(hào))，此時(shí)驅(qū)動(dòng)電路停止向所述安全開關(guān)發(fā)送直流信號(hào)，安全開關(guān)斷開。

所述安全開關(guān)與所述驅(qū)動(dòng)電路連接，由所述驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送的直流信號(hào)控制其導(dǎo)通或斷開。所述安全開關(guān)通過主機(jī)板與所述串聯(lián)繼電器組連接(即在圖1a中，安全開關(guān)與串聯(lián)繼電器組的rl1繼電器的動(dòng)觸點(diǎn)3連接)，為所述串聯(lián)繼電器組供電，即通過安全開關(guān)的導(dǎo)通或斷開控制所述串聯(lián)繼電器組的供電電源從而控制串聯(lián)繼電器組處于有電狀態(tài)或斷電狀態(tài)。在安全開關(guān)未接收到驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送的直流信號(hào)而斷開時(shí)，無(wú)論主機(jī)板cpu向車載信號(hào)機(jī)發(fā)出什么信號(hào)，由于安全開關(guān)斷開車載信號(hào)機(jī)的電源，因此車載信號(hào)機(jī)的所有燈位均熄滅，從而通知司機(jī)機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)故障；或者在有雙套機(jī)車信號(hào)主機(jī)的情況下，切換到冗余備用的機(jī)車信號(hào)主機(jī)。圖1a中的rl1至rl7是串聯(lián)繼電器組的繼電器，在本實(shí)施例中是7個(gè)繼電器(控制車載信號(hào)機(jī)的8個(gè)燈位，其中7個(gè)繼電器全部斷開/未吸合(即每個(gè)繼電器的動(dòng)觸點(diǎn)與各自的常閉觸點(diǎn)5導(dǎo)通而與常開觸點(diǎn)6斷開時(shí))，在安全開關(guān)給串聯(lián)繼電器組供電的情況下車載信號(hào)機(jī)上的紅燈燈位點(diǎn)亮)，這7個(gè)繼電器構(gòu)成的串聯(lián)繼電器組控制車載信號(hào)機(jī)不同燈位的切換。所述串聯(lián)繼電器組上每個(gè)繼電器受主機(jī)板cpu的控制(通過圖1a中的串聯(lián)繼電器組的各繼電器的控制線圈4分別控制，詳見下面的詳細(xì)描述)，顯示與接收到的軌道電路信息相應(yīng)的地面信號(hào)機(jī)燈位信息，從而告知司機(jī)前方區(qū)間的占用情況。若機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)發(fā)生故障而無(wú)法關(guān)斷車載信號(hào)機(jī)的電源則會(huì)導(dǎo)致車載信號(hào)機(jī)的燈位無(wú)法切換或錯(cuò)誤切換，將會(huì)引起車載信號(hào)機(jī)的燈位顯示錯(cuò)誤誤導(dǎo)司機(jī)，甚至造成嚴(yán)重的列車安全事故。主機(jī)板cpu在檢測(cè)到車載信號(hào)機(jī)的燈位信息不滿足設(shè)定的安全判定條件時(shí)，通過控制信號(hào)關(guān)斷安全開關(guān)(可以是重力繼電器、安全繼電器等)，進(jìn)而使驅(qū)動(dòng)車載信號(hào)機(jī)的電源斷電，使其燈位全部熄滅，提醒司機(jī)關(guān)注，從而保證列車領(lǐng)域的“故障導(dǎo)向安全”原則，提高了機(jī)車的安全可靠性。

若主機(jī)板cpu發(fā)送的控制信號(hào)采用串行通信信號(hào)，則在驅(qū)動(dòng)電路上增加一個(gè)電源模塊cpu，主機(jī)板cpu發(fā)送的串行通信信號(hào)經(jīng)過電源模塊cpu解碼后發(fā)送給驅(qū)動(dòng)電路，用于對(duì)串行通信信號(hào)進(jìn)行解碼(在圖1a的實(shí)施例中，電源模塊cpu與驅(qū)動(dòng)電路在一起，因此未單獨(dú)畫出)；且主機(jī)板cpu與電源模塊cpu預(yù)先設(shè)定通信協(xié)議，根據(jù)通信協(xié)議確定控制信號(hào)的正確性。當(dāng)電源模塊cpu對(duì)串行通信信號(hào)解碼后，根據(jù)與主機(jī)板cpu的通信協(xié)議判斷串行通信信號(hào)是否正確；若串行通信信號(hào)正確，則電源模塊cpu控制驅(qū)動(dòng)電路就向安全開關(guān)發(fā)送直流信號(hào)，安全開關(guān)保持導(dǎo)通；否則若串行通信信號(hào)錯(cuò)誤，則電源模塊cpu控制驅(qū)動(dòng)電路停止向安全開關(guān)發(fā)送直流信號(hào)，安全開關(guān)斷開。

所述預(yù)先設(shè)定的通信協(xié)議可以是串口通信協(xié)議，此時(shí)主機(jī)板cpu與電源模塊cpu之間通過串口連接，比如通過can，sci，rs232等方式，這種方式安全性很高。主機(jī)板cpu與電源模塊cpu之間還可以通過兩個(gè)io口連接，主機(jī)板cpu通過兩個(gè)io口發(fā)送串行通信信號(hào)，第一個(gè)io口發(fā)送高電平，第二個(gè)io口發(fā)送低電平；或者第一個(gè)io口是高電平或低電平，第二個(gè)io口是動(dòng)態(tài)波形，這樣安全性相對(duì)于一個(gè)io口更高。電源模塊cpu可以是fpga，dsp，或者單片機(jī)等。

電源模塊cpu通過判斷其接收到的串行通信信號(hào)是否符合其與主機(jī)板cpu之間的通信協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)主機(jī)板cpu對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的控制，比如，如果通信協(xié)議預(yù)先設(shè)定了通信數(shù)據(jù)0x55aa即表示正常，那么電源模塊cpu通過上述can、sci、rs232(不限于此三種通信方式)的任意一種方式，只要收到數(shù)據(jù)為0x55aa即表示數(shù)據(jù)正確，此時(shí)驅(qū)動(dòng)安全開關(guān)導(dǎo)通。

所述控制信號(hào)是動(dòng)態(tài)波形或串行通信信號(hào)，可以避免主機(jī)板cpu輸出的控制信號(hào)固0或固1的故障(這類故障是“固定型故障”(stuck-atfaults)，主要反映電路或系統(tǒng)中某根信號(hào)線(如門的輸入線、連接導(dǎo)線等)上的不可控制，即電路中某一信號(hào)線永遠(yuǎn)固定在某一個(gè)值上。固0時(shí)，信號(hào)線永遠(yuǎn)固定于低電平；固1時(shí)，信號(hào)線永遠(yuǎn)固定于高電平)。固0、固1的故障表現(xiàn)是電平不會(huì)跳變；而動(dòng)態(tài)波形比如方波的電平是跳變的，因此用驅(qū)動(dòng)電路接收方波，當(dāng)發(fā)現(xiàn)電平不跳變的時(shí)候就判定為故障，不對(duì)外輸出直流信號(hào)，從而使安全開關(guān)斷開。同樣的，由于串行通信信號(hào)需要主機(jī)板cpu與電源模塊cpu之間預(yù)先設(shè)定通信協(xié)議，并根據(jù)通信協(xié)議確定串行通信信號(hào)的正確性，因此通過串行通信信號(hào)能完全避免上述固0或固1的“固定型故障”的隱患。

若主機(jī)板cpu發(fā)送的控制信號(hào)是動(dòng)態(tài)波形，則驅(qū)動(dòng)電路可以采用單只三極管、或門電路、或由分立的三極管(包括npn及pnp)組成的otl電路驅(qū)動(dòng)安全開關(guān)的通斷。單只三極管驅(qū)動(dòng)的效率較低；門電路驅(qū)動(dòng)的電流較低；分立三極管組成的otl(outputtransformerless，輸出變壓器的功率放大電路)電路效率較高，還可以采用mos管代替三極管組成otl電路。

為了提高機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)的安全性，優(yōu)選安全繼電器作為安全開關(guān)。

安全繼電器作為安全開關(guān)的機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)如圖1b所示。安全繼電器的工作過程如圖1b和圖2a所示。驅(qū)動(dòng)電路通過安全繼電器的線圈7的第一端11向其發(fā)送直流信號(hào)，安全繼電器的線圈7的第二端12接地；直流轉(zhuǎn)換器通過安全繼電器的第一觸點(diǎn)8和第二觸點(diǎn)9的共同第一端13向安全繼電器供電；安全繼電器的第一觸點(diǎn)8的第二端14與串聯(lián)繼電器組連接，其第二觸點(diǎn)9的第二端15與主機(jī)板cpu連接，在第二觸點(diǎn)9接通時(shí)向主機(jī)板cpu提供電源參照信號(hào)。電源參照信號(hào)是主機(jī)板cpu從安全繼電器直接和間接獲取的兩路信息。主機(jī)板cpu通過采集車載信號(hào)機(jī)的燈位信息間接獲得串聯(lián)繼電器組導(dǎo)通或斷開的信息，而串聯(lián)繼電器組的導(dǎo)通或斷開實(shí)際上反映了安全繼電器的第一觸點(diǎn)8的第二端14是否輸出電源的信息，因此主機(jī)板cpu通過采集車載信號(hào)機(jī)的燈位信息判斷出安全繼電器的第一觸點(diǎn)8的第二端14是否輸出電源，這作為電源參照信號(hào)的第一路信息；另一方面，安全繼電器的第二觸點(diǎn)9的第二端15向主機(jī)板cpu直接提供了電源參照信號(hào)的第二路信息。主機(jī)板cpu通過比較電源參照信號(hào)的這兩路信息可以判斷安全繼電器的第一觸點(diǎn)8與第二觸點(diǎn)9是否同時(shí)導(dǎo)通或同時(shí)斷開，以及是否一路導(dǎo)通一路斷開。主機(jī)板cpu采集車載信號(hào)機(jī)的燈位信息和電源參照信號(hào)，并進(jìn)行比較判斷，只有如下兩個(gè)條件同時(shí)滿足，主機(jī)板cpu才會(huì)向驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出向安全繼電器發(fā)送直流信號(hào)驅(qū)動(dòng)安全繼電器導(dǎo)通的控制信號(hào)：a)當(dāng)燈位信息有且僅有一個(gè)燈位有效(此處有效指燈位有正常電壓輸出)；b)電源參照信號(hào)有效(此處有效指電源參照信號(hào)的兩路信息比較值符合要求)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路向安全繼電器發(fā)出直流信號(hào)使其線圈7通電起磁時(shí)，其線圈7同時(shí)吸合兩個(gè)獨(dú)立簧片使其各自相應(yīng)的第一觸點(diǎn)8和第二觸點(diǎn)9均閉合導(dǎo)通；而當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路停止向安全繼電器發(fā)出直流信號(hào)(即安全繼電器斷電)時(shí)，其線圈7斷電消磁，正常情況下，其第一觸點(diǎn)8和第二觸點(diǎn)9均應(yīng)斷開(即第一觸點(diǎn)8和第二觸點(diǎn)9按照預(yù)先設(shè)計(jì)的方式同時(shí)導(dǎo)通或同時(shí)斷開，即為上述的電源參照信號(hào)的兩路信息比較值符合要求)；若第一觸點(diǎn)8或第二觸點(diǎn)9之一發(fā)生熔結(jié)(或稱粘連，在短路時(shí)易發(fā)生)，若線圈7斷電，未發(fā)生熔結(jié)的觸點(diǎn)斷開，但發(fā)生熔結(jié)的觸點(diǎn)不斷開從而保持導(dǎo)通狀態(tài)，此時(shí)觸點(diǎn)9的第二端15輸出的電源參照信號(hào)的第二路信息與主機(jī)板cpu收到的電源參照信號(hào)的第一路信息必然不同，此時(shí)主機(jī)板cpu停止向驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出控制信號(hào)，使驅(qū)動(dòng)電路停止向安全繼電器發(fā)出直流信號(hào)，從而使安全繼電器斷開，這樣就使得串聯(lián)繼電器組斷電、車載信號(hào)機(jī)的燈位全熄滅，從而告知司機(jī)機(jī)車信號(hào)主機(jī)故障。安全繼電器具有強(qiáng)制導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，使用安全繼電器作為安全開關(guān)，萬(wàn)一安全開關(guān)發(fā)生觸點(diǎn)熔結(jié)(粘連)現(xiàn)象，能確保觸點(diǎn)斷開，使設(shè)備無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)，從而保證安全。

本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)，如圖1a所示，包括車載天線、車載直流電源、機(jī)車信號(hào)主機(jī)、車載信號(hào)機(jī)。所述機(jī)車信號(hào)主機(jī)包括電源板、主機(jī)板。所述電源板包括上述的機(jī)車信號(hào)電源模塊；所述主機(jī)板包括主機(jī)板cpu、串聯(lián)繼電器組(在圖1a中由繼電器rl1至rl7構(gòu)成)。

所述直流轉(zhuǎn)換器與車載直流電源連接，將車載直流電源輸入的直流電進(jìn)行轉(zhuǎn)換并分兩路輸出(例如將車載直流電源的110v直流電轉(zhuǎn)換為電源板和主機(jī)板工作需要的48v工作電源)，第一路輸出向機(jī)車信號(hào)主機(jī)的主機(jī)板供電。主機(jī)板將從所述直流轉(zhuǎn)換器接收到的第一路輸出的電壓轉(zhuǎn)換為主機(jī)板cpu的工作電壓(比如將48v工作電壓轉(zhuǎn)換為主機(jī)板cpu需要的3.3v和1.9v的工作電壓)，第二路輸出向安全開關(guān)供電；如圖1a所示。

車載天線接收軌道電路信息(對(duì)應(yīng)于地面信號(hào)機(jī)的信號(hào))，傳輸給機(jī)車信號(hào)主機(jī)的主機(jī)板cpu，由主機(jī)板cpu通過控制串聯(lián)繼電器組點(diǎn)亮車載信號(hào)機(jī)的相應(yīng)燈位(具體可參見圖1a所示，主機(jī)板cpu與串聯(lián)繼電器組中各繼電器的控制線圈4分別連接，并根據(jù)軌道電路信息接通需要點(diǎn)亮的燈位相對(duì)應(yīng)的繼電器的控制線圈4，使控制線圈4帶電起磁吸合相應(yīng)繼電器，即該繼電器的動(dòng)觸點(diǎn)與其常開觸點(diǎn)6導(dǎo)通，使相應(yīng)繼電器導(dǎo)通從而點(diǎn)亮車載信號(hào)機(jī)上相對(duì)應(yīng)的燈位)，從而向司機(jī)顯示前方區(qū)間占用情況，保證安全行車(所述車載信號(hào)機(jī)的相應(yīng)燈位是與軌道電路信息相對(duì)應(yīng)的燈位信息，比如機(jī)車前方區(qū)間被占用，地面信號(hào)機(jī)顯示紅燈，則圖1a中的車載信號(hào)機(jī)顯示紅燈或紅黃燈(地面信號(hào)機(jī)的信號(hào)與車載信號(hào)機(jī)的相應(yīng)燈位之間的具體對(duì)應(yīng)關(guān)系較復(fù)雜，可參考tb/t3060-2016的規(guī)定))。例如，當(dāng)主機(jī)板cpu接收到的軌道電路信息需要點(diǎn)亮的燈位為紅黃燈，對(duì)應(yīng)于圖1a中的串聯(lián)繼電器組中的rl2繼電器吸合，而其它繼電器斷開，則在安全開關(guān)導(dǎo)通從而對(duì)串聯(lián)繼電器組正常供電的情況下，rl2的控制線圈4起磁吸合繼電器rl2，使其動(dòng)觸點(diǎn)與常開觸點(diǎn)導(dǎo)通，點(diǎn)亮紅黃燈。

所述主機(jī)板cpu還與車載信號(hào)機(jī)和所述電源模塊的驅(qū)動(dòng)電路分別連接，所述主機(jī)板cpu采集所述車載信號(hào)機(jī)的燈位信息(例如圖1a所示，主機(jī)板cpu與車載信號(hào)機(jī)的各燈位分別連接，分別采集各燈位信息)，并判斷所述燈位信息是否滿足設(shè)定的安全判定條件：若主機(jī)板cpu采集到的燈位信息滿足主機(jī)板cpu中設(shè)定的安全判定條件，主機(jī)板cpu向所述驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送的控制信號(hào)是動(dòng)態(tài)波形時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路向安全開關(guān)發(fā)送直流信號(hào)，安全開關(guān)導(dǎo)通；否則若主機(jī)板cpu采集到的燈位信息不滿足主機(jī)板cpu中設(shè)定的安全判定條件，主機(jī)板cpu停止向所述驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送控制信號(hào)(此時(shí)的控制信號(hào)可以是動(dòng)態(tài)波形(比如方波或正弦波或三角波等)或串行通信信號(hào))，此時(shí)驅(qū)動(dòng)電路停止向所述安全開關(guān)發(fā)送直流信號(hào)，安全開關(guān)斷開。

本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)，主機(jī)板cpu中設(shè)定的安全判定條件為車載信號(hào)機(jī)的燈位有且僅有一個(gè)燈位點(diǎn)亮；進(jìn)一步地，還可以在此基礎(chǔ)上設(shè)定所點(diǎn)亮的燈位與車載天線接收到的軌道電路信息所應(yīng)點(diǎn)亮的燈位一致。因此，當(dāng)主機(jī)板cpu檢測(cè)到車載信號(hào)機(jī)的燈位均滅或有超過一個(gè)燈位同時(shí)點(diǎn)亮，判斷為不滿足上述安全判定條件，主機(jī)板cpu停止輸出控制信號(hào)，此時(shí)驅(qū)動(dòng)電路不再輸出直流信號(hào)，安全開關(guān)斷開。進(jìn)一步地，主機(jī)板cpu檢測(cè)到有且僅有一個(gè)燈位處于點(diǎn)亮狀態(tài)，但點(diǎn)亮的燈位與車載天線接收到的軌道電路信息所應(yīng)點(diǎn)亮的燈位不一致，也會(huì)判斷為不滿足上述安全判定條件，主機(jī)板cpu停止輸出控制信號(hào)，此時(shí)驅(qū)動(dòng)電路不再輸出直流信號(hào)，安全開關(guān)斷開。通過主機(jī)板cpu判斷安全判定條件，保證車載信號(hào)機(jī)顯示的燈位與軌道電路信息所對(duì)應(yīng)的地面信號(hào)機(jī)的信號(hào)相一致。避免了由機(jī)車信號(hào)主機(jī)故障引起的車載信號(hào)機(jī)顯示燈位與車載天線接收到的軌道電路信息不一致的隱患，保證了行車安全。

所述安全開關(guān)與所述驅(qū)動(dòng)電路連接，安全開關(guān)根據(jù)是否接收到驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送的直流信號(hào)導(dǎo)通或斷開。安全開關(guān)通過主機(jī)板與串聯(lián)繼電器組連接(在圖1a中，表示為安全開關(guān)與串聯(lián)繼電器組的rl1繼電器的動(dòng)觸點(diǎn)3連接)，控制所述串聯(lián)繼電器組的供電，即通過安全開關(guān)的導(dǎo)通或斷開控制所述串聯(lián)繼電器組的供電電源從而控制串聯(lián)繼電器組處于上電工作狀態(tài)或斷電狀態(tài)，并由主機(jī)板cpu控制串聯(lián)繼電器組上的繼電器的控制線圈4，使需要顯示信息的相應(yīng)燈位點(diǎn)亮(即，使相應(yīng)繼電器的動(dòng)觸點(diǎn)與常開觸點(diǎn)6導(dǎo)通)。只有在安全開關(guān)導(dǎo)通使串聯(lián)繼電器組的rl1繼電器的動(dòng)觸點(diǎn)3導(dǎo)通時(shí)(上電工作狀態(tài))，主機(jī)板cpu才能控制串聯(lián)繼電器組導(dǎo)通車載信號(hào)機(jī)的相應(yīng)燈位(由于7個(gè)繼電器可以控制8個(gè)燈位，因此控制線圈4可以均不導(dǎo)通，此時(shí)對(duì)應(yīng)于車載信號(hào)機(jī)的紅燈燈位，如圖1a所示；允許的情況是最多只有一個(gè)繼電器導(dǎo)通，即車載信號(hào)機(jī)同時(shí)最多點(diǎn)亮一個(gè)燈位，根據(jù)該要求在主機(jī)板cpu中設(shè)定安全判定條件)。因此，可以通過安全開關(guān)關(guān)閉串聯(lián)繼電器組的電源進(jìn)而使車載信號(hào)機(jī)燈位熄滅。在安全開關(guān)未接收到驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送的直流信號(hào)而斷開時(shí)，無(wú)論主機(jī)板cpu向車載信號(hào)機(jī)發(fā)出什么信號(hào)，由于安全開關(guān)斷開車載信號(hào)機(jī)的電源，因此車載信號(hào)機(jī)的所有燈位均熄滅，從而通知司機(jī)機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)發(fā)生故障；或者在有雙套機(jī)車信號(hào)主機(jī)的情況下，切換到冗余備用的機(jī)車信號(hào)主機(jī)。

本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)，機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)包括兩套熱備的機(jī)車信號(hào)主機(jī)，兩個(gè)主機(jī)板cpu分別輸出控制信號(hào)通過各自的驅(qū)動(dòng)電路控制各自的安全開關(guān)從而控制各自的串聯(lián)繼電器組通過爭(zhēng)權(quán)電路實(shí)現(xiàn)車載信號(hào)機(jī)的燈位切換。當(dāng)某套機(jī)車信號(hào)主機(jī)發(fā)生故障導(dǎo)致其安全開關(guān)斷電，而另一套機(jī)車信號(hào)主機(jī)仍在工作，繼續(xù)控制車載信號(hào)機(jī)的燈位切換。在圖1a中，以安全開關(guān)到主機(jī)板之間的虛線代表上述爭(zhēng)權(quán)電路。

機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)工作過程中，主機(jī)板cpu檢測(cè)車載信號(hào)機(jī)的燈位信息(例如通過圖1a中的“采集燈位信息”線路檢測(cè)燈位信息)，并判斷是否滿足設(shè)定的安全判定條件：若檢測(cè)到的串聯(lián)繼電器組的輸出信息(即車載信號(hào)機(jī)的燈位信息)滿足設(shè)定的安全判定條件時(shí)，主機(jī)板cpu保持輸出控制信號(hào)；否則，主機(jī)板cpu停止輸出控制信號(hào)，安全開關(guān)處于斷開狀態(tài)，斷開車載信號(hào)機(jī)的供電電源，使車載信號(hào)機(jī)的所有燈位均熄滅，從而達(dá)到提醒司機(jī)關(guān)注機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)本身故障的目的。圖3示出了控制信號(hào)為動(dòng)態(tài)波形時(shí)的機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)運(yùn)行示意圖。

本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)，采用動(dòng)態(tài)波形(比如方波等)作為所述控制信號(hào)，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電路后轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)，避免了主機(jī)板cpu輸出的控制信號(hào)固0或固1的故障(這類故障是“固定型故障”(stuck-atfaults)，主要反映電路或系統(tǒng)中某根信號(hào)線(如門的輸入線、連接導(dǎo)線等)上的不可控制，即電路中某一信號(hào)線永遠(yuǎn)固定在某一個(gè)值上。固0時(shí)，信號(hào)線永遠(yuǎn)固定于低電平；固1時(shí)，信號(hào)線永遠(yuǎn)固定于高電平)。固0、固1的故障表現(xiàn)是電平不會(huì)跳變；而方波的電平是跳變的；因此用驅(qū)動(dòng)電路接收方波，當(dāng)發(fā)現(xiàn)電平不跳變的時(shí)候就判定為故障，不對(duì)外輸出直流信號(hào)，從而使安全開關(guān)斷開。

安全繼電器作為安全開關(guān)的工作過程參見上面相關(guān)描述，此處不再贅述。需要注意的是，此時(shí)主機(jī)板cpu也需要與安全繼電器連接并有信息傳輸關(guān)系，參見圖1b和圖2a。主機(jī)板cpu對(duì)安全繼電器發(fā)送的電源參照信號(hào)進(jìn)行判斷，確定是否發(fā)生錯(cuò)誤。具體判斷方式為，若安全繼電器的第二觸點(diǎn)9斷開而第一觸點(diǎn)8熔結(jié)，則主機(jī)板cpu從安全繼電器的第二觸點(diǎn)9接收到的電源參照信號(hào)為“斷開狀態(tài)”，而主機(jī)板cpu從車載信號(hào)機(jī)的燈位信息接收到的信息顯示安全繼電器的第一觸點(diǎn)8必然是“導(dǎo)通狀態(tài)”，主機(jī)板cpu發(fā)現(xiàn)兩個(gè)觸點(diǎn)的信息矛盾，停止向驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送控制信號(hào)；若安全繼電器的第一觸點(diǎn)8斷開而第二觸點(diǎn)9熔結(jié)，則主機(jī)板cpu從安全繼電器的第二觸點(diǎn)9接收到的電源參照信號(hào)為“導(dǎo)通狀態(tài)”，而由于第一觸點(diǎn)8斷開使得車載信號(hào)機(jī)的燈位信息為“燈位全熄滅”即接收到不到信息，可逆推出安全繼電器的第一觸點(diǎn)8必然是“斷開狀態(tài)”，主機(jī)板cpu發(fā)現(xiàn)兩個(gè)觸點(diǎn)的信息矛盾，停止向驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送控制信號(hào)；這兩種情況都會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電路停止向安全繼電器發(fā)送直流信號(hào)，控制車載信號(hào)機(jī)的燈位全熄滅。

本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)，主機(jī)板cpu發(fā)送的控制信號(hào)采用串行通信信號(hào)，則在驅(qū)動(dòng)電路上增加一個(gè)電源模塊cpu，主機(jī)板cpu發(fā)送的串行通信信號(hào)經(jīng)過電源模塊cpu解碼后發(fā)送給驅(qū)動(dòng)電路，用于對(duì)串行通信信號(hào)進(jìn)行解碼(在圖1a的實(shí)施例中，電源模塊cpu與驅(qū)動(dòng)電路在一起，因此未單獨(dú)畫出)；且主機(jī)板cpu與電源模塊cpu預(yù)先設(shè)定通信協(xié)議，根據(jù)通信協(xié)議確定控制信號(hào)的正確性。當(dāng)電源模塊cpu對(duì)串行通信信號(hào)解碼后，根據(jù)與主機(jī)板cpu的通信協(xié)議判斷串行通信信號(hào)是否正確，若串行通信信號(hào)正確則電源模塊cpu控制驅(qū)動(dòng)電路向安全開關(guān)發(fā)送直流信號(hào)，安全開關(guān)保持導(dǎo)通；否則若串行通信信號(hào)錯(cuò)誤，驅(qū)動(dòng)電路停止向安全開關(guān)發(fā)送直流信號(hào)，安全開關(guān)斷開。

由于串行通信信號(hào)需要主機(jī)板cpu與電源模塊cpu之間預(yù)先設(shè)定通信協(xié)議，并根據(jù)通信協(xié)議確定串行通信信號(hào)的正確性，因此通過串行通信信號(hào)能完全避免上述固0或固1的“固定型故障”的隱患。

在圖1a中，安全開關(guān)到串聯(lián)繼電器組的連線在進(jìn)入主機(jī)板之后還會(huì)由主機(jī)板內(nèi)部的其它模塊(主機(jī)板cpu、串聯(lián)繼電器組之外的功能模塊或功能電路)根據(jù)功能需求加以控制。由于主機(jī)板內(nèi)部的其它模塊及其功能與本發(fā)明的目的不相關(guān)，因此沒有具體列出。因此安全開關(guān)到串聯(lián)繼電器組的連線在進(jìn)入主機(jī)板之后以虛線表示。類似地，直流轉(zhuǎn)換器向主機(jī)板供電，經(jīng)主機(jī)板向其內(nèi)部的主機(jī)板cpu供電經(jīng)過了轉(zhuǎn)換(比如由48v轉(zhuǎn)換為主機(jī)板cpu需要的3.3v和1.9v工作電壓)，因此在圖1a中向主機(jī)板cpu供電部分在主機(jī)板內(nèi)部也以虛線表示。類似地，車載天線將接收到的軌道電路信息向主機(jī)板cpu發(fā)送過程中會(huì)經(jīng)過主機(jī)板其它功能模塊或功能電路的轉(zhuǎn)換或控制，因此其進(jìn)入主機(jī)板后也以虛線表示。

本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)，當(dāng)主機(jī)板cpu采集到的燈位信息不滿足主機(jī)板cpu中設(shè)定的安全判定條件時(shí)，主機(jī)板cpu向司機(jī)發(fā)出報(bào)警聲音和/或燈光等報(bào)警信息。主機(jī)板cpu還可以經(jīng)安全計(jì)算機(jī)與dmi(drivermachineinterface，人機(jī)界面)連接，如圖1c所示。所述報(bào)警信息可以經(jīng)安全計(jì)算機(jī)向dmi發(fā)送，以引起司機(jī)對(duì)于機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)故障的注意，避免安全隱患。所述報(bào)警信息也可以文字的形式顯示在dmi上。

本發(fā)明的機(jī)車信號(hào)電源模塊及機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)，能夠在機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)告知司機(jī)機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)已發(fā)生故障，從而消除因機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)自身故障引起的安全隱患。

當(dāng)然，本發(fā)明并不僅限于上述具體實(shí)施方式。所有本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的能實(shí)現(xiàn)上述的功能效果的具體實(shí)施方式均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。