煤炭铁路专线调度指挥系统的研制.pdf

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1、第卷第期煤炭学报年月!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!文章编号：（）煤炭铁路专线调度指挥系统的研制郝迎吉，王小军，贺科学（西安科技学院机械系，陕西西安）摘要：煤炭铁路指挥系统是利用现场总线和数据通信技术，把列车运营和车站设备运行状况实时传输到总调度室，从而达到车辆行驶合理调配和故障的及时处理通过对煤炭铁路专线特点的分析，提出了以单片机为核心，普通模拟电话网为通信介质，利用调频技术、差错控制和现场总线技术来构建低成本铁路指挥系统给出了系统模型和软件实现

2、方法，并提出利用数据库技术快速显示铁路信号图形该系统于年月在郑州新密煤炭铁路专线投入正式使用，多来，运行效果良好，维护成本低关键词：煤炭铁路专线；调度指挥系统；单片机；现场总线中图分类号：文献标识码：煤炭铁路专线是国家铁路的一部分，承担着一个地区煤炭外运的职能，提高其运输能力和安全行驶不仅对于煤炭铁路运输企业有着重要的意义，而且也直接影响着一个地区的经济发展建立完备调度监督系统是保证以上目的的最有力措施随着计算机和通信技术的发展，原有的电话铁路调度监督已逐步被微机调度监控系统所代替，因为该系统不仅可以对所辖车站所有列车行驶做出最及时、最合理

3、的调度规划，而且可以提前发现站场设备的不良运转，杜绝隐患发生该系统是通过对列车运行轨迹和现场设备运行参数实时检测来实现其功能的本文介绍了一种煤炭铁路专线调度监控系统，该系统利用功能强大、抗干扰强的单片机芯片作为底层硬件的构造，利用纠错、编码、调制解调技术实现数据在电话线路上的可靠传输，利用数据库技术实现数据存储和快速图形显示该系统不但具有可靠性高、稳定性强、易扩展、维护操作简单等优点，而且充分利用了现有资源，投资费用较低!铁路调度监控系统总体设计!"!系统硬件组成如图所示，系统由部分组成：现场采集单元、转发器单元、显示单元和数据采集服务器现

4、场采集单元负责开关量和模拟量采集和上下位机通信转发器单元由双组成，实现通信线路分时控制、数据编码、差错控制和数字调制解调显示单元为驱动单元，主要实现信息分组和地址识别数据采集服务器实现计算机模拟站场显示，进路和故障数据分站存档等功能!"#系统软件组成对应各硬件单元模块，软件系统包括数据采集软件模块、转发器软件模块、显示模块和数据库管理模块各模块之间采用统一的数据传输格式和物理表示意义，保证数据之间的透明传输数据采集软件与转发器软件接口采用总线多机通信方式，各转发器软件之间采用调制和异步串行通信规程，总调度室接收器单向同时输出基于和协议［］信

5、号，作为显示单元和数据库管理的数据源收稿日期：第期郝迎吉等：煤炭铁路专线调度指挥系统的研制图系统总体结构!系统各单元硬件设计!"#现场采集单元设计开关量采集原则：!信号采集单元和电气集中系统必须有完整的电气隔离；"不影响电气集中系统的正常工作；#充分考虑施工时避免产生不安全因素，如信号线短路等采集单元设计时内部采用光电耦合器进行电气隔离，在光电耦合器的外侧，为了完全排除电源间干扰和施工安全性，所以外部利用继电器架电源但由于利用电流必须小于总工作电流的，故在继电器架的信号采集端子加$的电阻衰减盒采集的开关量信号经过施密特整形电路，由芯片读入模

6、拟量采集通过现场专用的一次型仪表输出标准信号，经电压取样，低通滤波和转换以总线方式送，转换芯片采用公司的，路输入，位转换精度串行通信利用自身，经芯片转换为电平直接挂接到现场总线上!"!转发器单元设计该单元的核心是双单片机结构，如图所示芯片为专用数字调制解调芯片，允许最大码元传输速度为分频器作为的定时输入脉冲四路模拟开关用作线路切换双实现数据处理和分时控制，它们之间的协调由口控制具体过程：系统复位后，模拟开关为与，与相通，解调上车站发来的模拟调频信号形成数字信号，一方面通过模拟开关转发给再经调制输出，实现信号再生、重发；另一方面送进行数据处理

7、，判断信号数据来源的车站地址，计算信息发完的时间，启动脉冲计时等待，计时完毕后，由引脚发中断给通知发送本站数据在接收到中断后，采集本站数据，进行信息编码、差错控制、交织和打包［］，切换模拟开关为与，与通，通过进行数字调制后发送，信息发送完毕后，切换为与，与相通，将通信线路返回给中央处理单元!"$显示单元和数据采集服务器在指挥系统中，与总调度室转发器通信有个部分：!总线接口与显示单元连接，由显示分机单片机处理，为单方向传输；"接口与数据采集服务器连接，解调数据需经过计算机处理煤炭学报年第卷图转发器单元显示单元以接口接收由总调度室转发器单元发来

8、的数据包，查找符合本单元驱动卡地址的数据，根据采集信号和显示光带的物理对应关系，对开关量信号进行数据重组，通过静态口、光电耦合器和集成放大电路驱动模拟盘光带，在调度模拟大屏上模拟