1 概述

  应答器传输系统(Balise Transmission Subsystem,BTS)是一种基于点式信息的安全传输系统,实现轨旁设备或地面与车载设备之间的安全信息传输。应答器传输系统包括应答器传输模块(Balise Transmission Module,BTM)及车载天线单元(Antenna Unit,AU)、有源应答器(Controlled Balise)和无源应答器(Fixed Balise)、地面轨旁电子单元(Landside Electronic Unit,LEU)3个基本组成部分。

  安装在轨道中央的应答器自身不需要外加电源,在列车运行期间,BTM通过天线单元AU不断向地面辐射能量,应答器接受到天线单元辐射的功率而工作,将内部的编码信息或轨旁电子单元的编码信息发送给车载天线AU,车载天线将接收到的上行链路信号传输给BTM,BTM将接收到的数据发送给车载控制核心。

  本文着重介绍轨旁电子单元的输出设计部分。

2 轨旁电子单元主要功能

  轨旁电子单元的主要功能如下:

  1)根据接收到的输入信号(开关量或通信数据),进行报文选择或从通信数据中提取报文,最终生成符合C接口要求的信号,向有源应答器发送;

  2)当输入接口故障时,能输出默认报文;

  3)轨旁电子单元有监测、记录与维护功能。

3 轨旁电子单元系统边界

  轨旁电子单元系统边界及接口如图1所示。

  轨旁电子单元包含如下接口:

  接口C:轨旁电子单元与有源应答器之间的信息传输接口,从功能上分为C1、C6和C4三个子接口;

  接口S:轨旁电子单元与列控中心或其他外部设备之间的接口,作为上行链路信息的数据输入;

  电源接口:为轨旁电子单元设备供电;

  监测接口:轨旁电子单元通过监测接口与监测设备连接,向监测设备报告运行过程中的关键信息;

  维护接口:轨旁电子单元可通过安全相关维护接口对LEU进行安全相关配置操作;可通过非安全相关维护接口对LEU进行记录读取、监测、参数配置等非安全相关操作。

4 轨旁电子单元系统结构

  LEU设备主要由处理模块、输出模块、监测模块、采集模块、切换模块组成。根据应用要求及输入接口形式,LEU可选择不同的模块组合。

  LEU系统结构示意如图2所示。

5 LEU输出模块主要功能
5.1 模块结构及主要功能

  LEU输出模块结构示意如图3所示。

  输出模块主要完成如下功能:

  1)输出模块完成C1编码并送至耦合端;

  2)输出模块可以监测C接口信号的输出状态;

  3)输出模块可以对C接口信号进行隔离采样。

5.2 输出模块设计组成

  1)电源模块的描述与设计

  电源模块设计分隔离和非隔离两种。隔离设计采用电源模块;非隔离设计采用低压差稳压电路LDO。

  2)C接口信号生成电路设计

  不同路之间的C接口信号设计要相对独立,避免信号串扰;

  C接口信号生成电路的电源、非平衡信号和平衡信号之间要进行隔离设计;

  C1信号的编码设计采用硬件编码方式;C1信号的输出可控;

  输出模块对C接口信号输出要进行监测,若出现短路情况,应进行防护,以保护输出模块不受损伤;短路恢复后,输出模块可继续正常工作;

  C6信号生成电路设计通过波形变换,推挽驱动等实现;

  C4信号生成电路为可选功能设计。

  3)C接口信号隔离采样设计

  C接口信号隔离采样设计通过变压器和互感器实现。

  4)输出模块输入输出防护设计

  输出模块输出防护设计通过在信号线上串接电阻来实现,输出模块输入防护设计通过对信号线上下拉处理来实现。

6 现场应用

  该产品目前已经通过SIL4安全认证、欧洲TSI互联互通认证、CRCC认证,并在白乌现场进行了试验。

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  (收稿日期:2017-12-29)

  (修回日期:2018-01-15)