專利名稱：城市軌道交通沙盤系統(tǒng)列車多功能控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種列車控制器，尤其是一種城市軌道交通沙盤系統(tǒng)列車多功能 控制器，屬于城市軌道交通技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
城市軌道交通沙盤系統(tǒng)配以相應(yīng)的軟件、硬件，能直觀的模擬線路軌道運行情況。 地鐵沙盤可以實現(xiàn)線路上列車自動運行控制，國內(nèi)的ATC系統(tǒng)基本上是引進國外的設(shè)備和 技術(shù)，研究開發(fā)具有自主產(chǎn)權(quán)的ATC系統(tǒng)勢在必行。用鐵路沙盤系統(tǒng)來模擬研究ATC系統(tǒng)， 建設(shè)一個實用的地鐵ATC模擬沙盤，就能很直觀的模擬地鐵自動運行。在ATC系統(tǒng)開發(fā)的 過程中，采用仿真模擬的方法，建立ATC系統(tǒng)的沙盤系統(tǒng)，為ATC開發(fā)提供輔助設(shè)計平臺和 測試平臺。目前，現(xiàn)有的城市軌道交通沙盤系統(tǒng)列車控制器是將地面控制信號調(diào)制成高頻載 波傳送到模型車上，車上將地面載波信號解調(diào)。但是，該控制器存在的問題是，無法檢測列 車速度和位置，很難實現(xiàn)精準(zhǔn)定位。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提出一種城市軌道交通 沙盤系統(tǒng)列車多功能控制器，能對列車速度和位置進行檢測，實現(xiàn)精準(zhǔn)定位。為了達(dá)到以上目的，本實用新型的一種城市軌道交通沙盤系統(tǒng)列車多功能控制器 包括連有天線的車載控制單元、與所述車載控制單元通信的軌旁控制單元、及用以收發(fā)通 信信號的感應(yīng)環(huán)線；所述感應(yīng)環(huán)線與軌旁控制單元連接。本實用新型進一步的技術(shù)方案如下1.所述感應(yīng)環(huán)線位于軌道間。2.所述感應(yīng)環(huán)線帶有間隔距離相同的環(huán)線交叉。3.所述天線包括車載第一和第二天線；所述車載控制單元包括與所述車載第一 和第二天線連接的用以切換天線通道的車載模擬開關(guān)、與車載模擬開關(guān)的輸入端連接的車 載DSP處理器；所述車載DSP處理器還經(jīng)車載第一 DDS芯片與車載模擬開關(guān)的輸入端連接。4.所述車載DSP處理器經(jīng)車載第二 DDS芯片與車載乘法器輸入端連接，所述車載 乘法器輸出端依次經(jīng)車載帶通濾波器和車載整形器與車載DSP處理器連接；所述車載模擬 開關(guān)的輸出端經(jīng)車載幅值放大器與車載乘法器輸入端連接。5.所述軌旁控制單元包括用以與所述車載控制單元通信的地面通信板、及至少一 個用以調(diào)制通信信號的地面信號板；所述地面通信板通過485總線與各地面信號板通信。6.所述地面通信板包括連有以太網(wǎng)控制芯片及串行總線控制芯片的ARM處理器。7.所述地面信號板包括連有地面第一和第二 DDS芯片的地面DSP處理器；所述地 面第一 DDS芯片經(jīng)地面功率放大器與地面變壓器輸入端連接。8.所述地面信號板還包括地面信號輸入器，所述地面信號輸入器的輸出端與地面濾波器輸入端連接；所述地面濾波器輸出端經(jīng)地面幅值比較器與地面DSP處理器連接；所 述地面濾波器輸出端還依次經(jīng)地面混頻器和地面整形器與地面DSP處理器連接；所述地面 第二 DDS芯片與地面混頻器連接。本實用新型在軌道間鋪設(shè)帶有間隔距離相同的環(huán)線交叉的感應(yīng)環(huán)線，車載控制單 元接收到的信號會相應(yīng)地發(fā)生相位變化，通過對相位變化次數(shù)的計數(shù)，即可確定列車運行 距離，并進而得出列車位置；通過對相位變化時間的計時，即可確定列車運行速度。采用本 實用新型的結(jié)構(gòu)后，可以實現(xiàn)對列車速度和位置的檢測，從而實現(xiàn)精準(zhǔn)定位。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明。


圖1為本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為
圖1實施例軌旁控制單元的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為
圖1實施例地面信號板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為
圖1實施例車載控制單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
實施例本實施例的城市軌道交通沙盤系統(tǒng)列車多功能控制器如
圖1-4所示，包括連有天 線4的車載控制單元1、與車載控制單元1通信的軌旁控制單元2、及用以收發(fā)通信信號的 感應(yīng)環(huán)線3 ；感應(yīng)環(huán)線3與軌旁控制單元2連接。感應(yīng)環(huán)線3位于軌道間；感應(yīng)環(huán)線3帶有間隔距離相同的環(huán)線交叉。天線4包括 車載第一和第二天線；車載控制單元1包括與車載第一和第二天線連接的用以切換天線通 道的車載模擬開關(guān)、與車載模擬開關(guān)的輸入端連接的車載DSP處理器；車載DSP處理器還 經(jīng)車載第一 DDS芯片與車載模擬開關(guān)的輸入端連接。車載DSP處理器經(jīng)車載第二 DDS芯片 與車載乘法器輸入端連接，車載乘法器輸出端依次經(jīng)車載帶通濾波器和車載整形器與車載 DSP處理器連接；車載模擬開關(guān)的輸出端經(jīng)車載幅值放大器與車載乘法器輸入端連接。軌旁控制單元2包括用以與車載控制單元1通信的地面通信板、及至少一個用以 調(diào)制通信信號的地面信號板；地面通信板通過485總線與各地面信號板通信。地面通信板 包括連有以太網(wǎng)控制芯片及串行總線控制芯片的ARM處理器(圖中未示)。地面信號板包括 連有地面第一和第二 DDS芯片的地面DSP處理器；地面第一 DDS芯片經(jīng)地面功率放大器與 地面變壓器輸入端連接。地面信號板還包括地面信號輸入器，地面信號輸入器的輸出端與 地面濾波器輸入端連接；地面濾波器輸出端經(jīng)地面幅值比較器與地面DSP處理器連接；地 面濾波器輸出端還依次經(jīng)地面混頻器和地面整形器與地面DSP處理器連接；地面第二 DDS 芯片與地面混頻器連接。車載控制單元的作用是接收地面控制信號；根據(jù)地面控制信號控制列車的運行 和停止包括列車自動運行、停止運行、運行控制、速度控制等；在列車運行時發(fā)送高頻載波 信號，用于列車定位；在列車停穩(wěn)后，向地面?zhèn)魉蛙囂?、目的地號等信息。車載天線的作用是接收地面信號同時發(fā)送車載信號。軌旁控制單元的作用是調(diào)制并發(fā)送地面控制信號；接收車載信號，并分析列車運行位置和速度。感應(yīng)天線的作用是發(fā)送地面信號同時接收車載信號。本實施例在軌道間鋪設(shè)電纜環(huán)線，軌旁控制單元連接感應(yīng)環(huán)線。軌旁控制單元通 過感應(yīng)環(huán)線發(fā)送地面控制信號，同時接收車載信號。軌旁控制單元發(fā)送信號和車載控制單 元發(fā)送信號頻率不同。車載天線和感應(yīng)環(huán)線通過電磁耦合就可以相互傳遞調(diào)制過的數(shù)據(jù)。列車每經(jīng)過一個環(huán)線交叉點，地面接收到的信號有180°相移，調(diào)理后的信號表現(xiàn) 為一個寬度很窄的脈沖。該脈沖的下降沿對應(yīng)的時刻，即是車載天線通過對應(yīng)的環(huán)線交叉 點的時刻。通過對相位變化次數(shù)進行計數(shù)，從而確定列車運行的距離，得到列車的相對位 置。感應(yīng)環(huán)線每隔一段距離進行一次交叉，通過對相位變化時間進行計時，從而確定列車運 行的速度。本實施例可以實現(xiàn)對列車速度和位置的檢測，實現(xiàn)精準(zhǔn)定位。除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變 換形成的技術(shù)方案，均落在本實用新型要求的保護范圍。
權(quán)利要求1.城市軌道交通沙盤系統(tǒng)列車多功能控制器，其特征是，包括連有天線的車載控制單 元、與所述車載控制單元通信的軌旁控制單元、及用以收發(fā)通信信號的感應(yīng)環(huán)線；所述感應(yīng) 環(huán)線與軌旁控制單元連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市軌道交通沙盤系統(tǒng)列車多功能控制器，其特征是，所述 感應(yīng)環(huán)線位于軌道間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的城市軌道交通沙盤系統(tǒng)列車多功能控制器，其特征是，所述 感應(yīng)環(huán)線帶有間隔距離相同的環(huán)線交叉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的城市軌道交通沙盤系統(tǒng)列車多功能控制器，其特征 是，所述天線包括車載第一和第二天線；所述車載控制單元包括與所述車載第一和第二天 線連接的用以切換天線通道的車載模擬開關(guān)、與車載模擬開關(guān)的輸入端連接的車載DSP處 理器；所述車載DSP處理器還經(jīng)車載第一 DDS芯片與車載模擬開關(guān)的輸入端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的城市軌道交通沙盤系統(tǒng)列車多功能控制器，其特征是，所述 車載DSP處理器經(jīng)車載第二 DDS芯片與車載乘法器輸入端連接，所述車載乘法器輸出端依 次經(jīng)車載帶通濾波器和車載整形器與車載DSP處理器連接；所述車載模擬開關(guān)的輸出端經(jīng) 幅值放大器與車載乘法器輸入端連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的城市軌道交通沙盤系統(tǒng)列車多功能控制器，其特征 是，所述軌旁控制單元包括用以與所述車載控制單元通信的地面通信板、及至少一個用以 調(diào)制通信信號的地面信號板；所述地面通信板通過485總線與各地面信號板通信。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的城市軌道交通沙盤系統(tǒng)列車多功能控制器，其特征是，所述 地面通信板包括連有以太網(wǎng)控制芯片及串行總線控制芯片的ARM處理器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的城市軌道交通沙盤系統(tǒng)列車多功能控制器，其特征是，所述 地面信號板包括連有地面第一和第二 DDS芯片的地面DSP處理器；所述地面第一 DDS芯片 經(jīng)地面功率放大器與地面變壓器輸入端連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的城市軌道交通沙盤系統(tǒng)列車多功能控制器，其特征是，所述 地面信號板還包括地面信號輸入器，所述地面信號輸入器的輸出端與地面濾波器輸入端連 接；所述地面濾波器輸出端經(jīng)地面幅值比較器與地面DSP處理器連接；所述地面濾波器輸 出端還依次經(jīng)地面混頻器和地面整形器與地面DSP處理器連接；所述地面第二 DDS芯片與 地面混頻器連接。
專利摘要本實用新型涉及一種城市軌道交通沙盤系統(tǒng)列車多功能控制器，包括連有天線的車載控制單元、與車載控制單元通信的軌旁控制單元、及用以收發(fā)通信信號的感應(yīng)環(huán)線；感應(yīng)環(huán)線與軌旁控制單元連接。本實用新型可確定列車運行距離進而得出列車位置，還可確定列車運行速度。采用本實用新型的結(jié)構(gòu)后，可以實現(xiàn)對列車速度和位置的檢測，從而實現(xiàn)精準(zhǔn)定位。
文檔編號G09B25/00GK201918100SQ201020663190
公開日2011年8月3日 申請日期2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月14日
發(fā)明者劉毅, 吳旋, 奚華峰, 尹燕萍, 王愛武, 肖陽俊, 鄭磊 申請人:南車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司