基于嵌入式的atp车载子系统设计new

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1、万方数据第28卷第8期微计算机应用2007年8月MICROCOMPUTERAH'IJICA，110NSV01．28No．8Aug．2007基于嵌入式的ATP车载子系统设计唪许吉林王长林(西南交通大学交通信息工程及控制实验室成都610031)摘要：借鉴城市轨道交通中ATP的设计思想，结合先进的通信手段，提出了一种基于嵌入式的辅助列车防护车载子系统的设计方案。该方案采用ARM+DSP的硬件结构，并结合GPS、GSM—R、CAN总线等通信手段来实现列车的超速防护，从而为改善高速铁路的安全运营提供了有力的保障。关键词：嵌入式系统列车自动防护GPSGSM·RDesignofOn-vehicle

2、SubsystemforATPBasedonEmbeddedSystemXUJilin，WANGChanglin(LabofJiaoKoug，SouthwestJlaotougUmvermty，Chengdu，610031，China)Abstract：Inthispaper，itpresentsademgnmethodofon—vehiclesubsystemofmdod仃alnprotection，whichUSe8theideaofATPofurbanrailtranmtsystemforreference，andcombinesadvancecommunicationmeth

3、od，basesOnembeddedsystem．Inordertoreallze，trainprotecbonofover8peed，whichCanimprovethesecuntyofhl曲-speedrailoperationwithapowerfulguarantee，thedemgnadoptsARM+DSPashardwsxearchitecture，andcombines80mecomnmmcationmethod，suchasGPS，GSM—R，CAN-bus，etc．Keywords：Embeddedsystem，ATP，GPS，GSM-R随着我国铁路现代化事业的

4、进一步推进，列车提速和高密度行车已经成为提高铁路运输效率的重要途径。与此同时，这也给列车的行车安全运行提出了更高的要求。借鉴城市轨道交通中ATP的设计方法，本文在基于现代先进通信技术的基础上，提出了一种基于嵌入式的辅助列车防护车载子系统的设计方案。高速行驶的列车需要和地面保持良好的信息交互才能为列车安全运行提供可靠的信息保证。传统的车地通信完全采用轨道电路或者轨旁电子设备将地面信息传递给正在行驶中的列车，这样的通信方式传输的信息量少，地面设备复杂，难于维护。在该系统设计中，采用GPS与地面点式应答器相结合的方式对列车进行精确定位，并同时通过现有的GSM．R铁路移动通信网络完成车地的实

5、时通信任务。车载系统通过接受到的各种信息进行快速的列车安全防护曲线的计算，并根据当前的控车模式，发出警示信息，并且在必要的时候通过直接控制制动系统来完成列车行进中的安全防护。1系统结构1．1ATP车载系统功能列车防护系统功能主要由地面ATP设备和车载ATP设备协同完成。其中车载系统通过接收地面传输的信息并结合当前列车运行状况的自身信息，按照一定的算法快速计算出列车当前行驶的最大允许速度曲线。如果当前的列车运行速度超过最大允许速度曲线的限制范围，则列车报警并同时给列车制动系统发出命令，按照一次制动曲线模式对列车进行速度限制，直到其运行在安全速度范围内为止。车载ATP系统功本文于2005

6、-06-12收到。·西南交通大学交通运输工程研究生创新实践基地资助项目。万方数据8期许吉林等：基于嵌入式的ATP车载子系统设计能如图l所示。根据ATP车载子系统的原理以及其所要完成的任务，本设计中将其任务细化成不同的功能模块，通过这些功能模块的相互协调最终完成列车的自动防护。主处理器是完成各种功能计算的核心，它通过收集从不同模块传送过来的信息，根据应用程序的功能设定来计算输出量，同时用这些输出量来驱动相应部件工作，如图2所示。在图2中，定位接收模块通过GPs接收机获得列车的位置信息，并将这些信息传输到主处理器。查询器单元通过地面点式应答列车位置．速度信息＼常规信息L夕路况信息ATP警

7、示信鼠．>车载系统工况信息制动信号．·>图1ATP系统原理图器并行采集位置等相关信息，辅助GPS完成定位任务。列车接口主要是获得当前列车的速度信息，同时担当列车制动信号输出的接口。无线传输单元用于车地通信，完成车站信号与车载信号的交互。人机接口一方面完成司机对车载系统的控制，根据不同的控车模式选择不同的操作，同时在必要的时候输人一些列车参数信息；另一方面，车载系统会通过液晶显示和声光报警的方式传递信息给列车司机，辅助其控车。冗余通道是保证ATP车载设备安全