海寧，張彩珍，孫國(guó)營(yíng)，楊光倫，丁歡

自主化LKY-TH型軌旁電子單元的研究與實(shí)現(xiàn)

海寧1,2，張彩珍1，孫國(guó)營(yíng)2，楊光倫2，丁歡2

(1. 蘭州交通大學(xué) 電子與信息工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730070；2. 北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 100071)

軌旁電子單元是應(yīng)答器控制接口的關(guān)鍵設(shè)備，基于自主化硬件平臺(tái)，對(duì)國(guó)外設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新，采用二取二結(jié)構(gòu)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，研發(fā)LKY-TH型軌旁電子單元。該設(shè)備周期性的從外部設(shè)備接收應(yīng)答器傳輸報(bào)文，通過(guò)處理模塊、監(jiān)測(cè)模塊、輸出模塊，按照接口“C”規(guī)范連續(xù)向有源應(yīng)答器傳輸報(bào)文，實(shí)現(xiàn)向車載設(shè)備發(fā)送信息，同時(shí)集成電纜開、短路檢測(cè)，和運(yùn)行日志實(shí)時(shí)記錄功能。目前，該設(shè)備已通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)及白烏線綜合測(cè)試，并取得了國(guó)際SIL4級(jí)安全認(rèn)證。測(cè)試結(jié)果表明：該設(shè)備既能高效傳輸控車信息，可靠性及可維護(hù)性較國(guó)外軌旁電子單元也有明顯提高。

軌旁電子單元；列車運(yùn)行控制系統(tǒng)；可維護(hù)性強(qiáng)；模塊化；自主化

近年來(lái)，隨著列車運(yùn)行速度的不斷提高，僅依靠軌道電路將閉塞信息送至車載設(shè)備的方式在信息量方面已經(jīng)不能滿足列車安全高速行駛的要求。為了滿足鐵路發(fā)展的需要，鐵路總公司出臺(tái)了《CTCS技術(shù)規(guī)范總則》，要求從CTCS-1級(jí)到CTCS-4級(jí)都需要引入點(diǎn)式應(yīng)答器傳輸系統(tǒng)，通過(guò)點(diǎn)式應(yīng)答器傳輸系統(tǒng)向車載設(shè)備傳輸大量固定信息和可變信息[1]。軌旁電子單元是點(diǎn)式應(yīng)答器傳輸系統(tǒng)的核心部分，其技術(shù)指標(biāo)及設(shè)備穩(wěn)定性對(duì)列車運(yùn)行的安全性有重大的影響[2]。目前軌旁電子單元核心部件及技術(shù)仍被國(guó)外廠商壟斷，不利于我國(guó)高鐵信號(hào)技術(shù)的發(fā)展。在此背景下，北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司啟動(dòng)了軌旁電子單元自主化研發(fā)的項(xiàng)目課題，經(jīng)過(guò)4年時(shí)間的研發(fā)、試驗(yàn)、優(yōu)化升級(jí)，成功研發(fā)了完全自主化的LKY-TH型軌旁電子單元。不但擺脫了客運(yùn)專線上對(duì)進(jìn)口技術(shù)的依賴，同時(shí)功能更加的豐富，提高了設(shè)備的可用性和可維護(hù)性，適應(yīng)更高要求的列車控制系統(tǒng)的技術(shù)需求。

1 軌旁電子單元

軌旁電子單元LEU(Lineside Electronic Unit)是應(yīng)答器傳輸系統(tǒng)中地面設(shè)備的重要組成部分，可通過(guò)串行通信接口周期的從外部設(shè)備(列控中心、聯(lián)鎖)接收傳輸報(bào)文，或通過(guò)采集外部開關(guān)量接收外部設(shè)備的輸入條件，選取已經(jīng)儲(chǔ)存在LEU內(nèi)部與輸入條件相對(duì)應(yīng)的報(bào)文，按照接口“C”規(guī)定連續(xù)向有源應(yīng)答器傳輸經(jīng)過(guò)加密的報(bào)文[3?5]。

2 LKY-TH型LEU設(shè)備創(chuàng)新點(diǎn)

2.1 模塊化設(shè)計(jì)

既有線在用LEU采用封閉化設(shè)計(jì)，設(shè)備故障時(shí)必須整機(jī)拆除，返廠檢測(cè)維修。LKY-TH型LEU采用模塊化設(shè)計(jì)，使設(shè)備功能模塊化，以相對(duì)獨(dú)立的板卡實(shí)現(xiàn)，且每個(gè)模塊都為最小可更換單元，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障的，可根據(jù)設(shè)備工作指示燈精確到故障模塊，單獨(dú)替換故障模塊即可。

2.2 集成開/短路監(jiān)測(cè)功能

目前主要采用ECI盒(電纜開短路檢測(cè)盒)安裝在LEU旁，來(lái)完成對(duì)長(zhǎng)距離電纜開/短路的檢測(cè)[6]。LKY-TH型LEU通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)LEU“C”接口輸出的電壓、電流值，計(jì)算阻抗和相位變化，從而完成對(duì)電纜開/短路的檢測(cè)，并實(shí)時(shí)顯示電纜狀態(tài)。集成了ECI盒的功能，減少了電務(wù)設(shè)備的數(shù)量，降低了點(diǎn)式應(yīng)答器傳輸系統(tǒng)的成本。

2.3 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、記錄設(shè)備工作狀態(tài)

LKY-TH型LEU可以對(duì)整個(gè)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中關(guān)鍵的運(yùn)行信息進(jìn)行記錄并存儲(chǔ)，并可隨時(shí)導(dǎo)出。除監(jiān)測(cè)維護(hù)機(jī)外，自身也可完成設(shè)備監(jiān)測(cè)，提高了設(shè)備安全性，同時(shí)為電務(wù)人員進(jìn)行故障維修提供了便利。

2.4 可維護(hù)性高

設(shè)置了維護(hù)接口，可直接通過(guò)維護(hù)接口對(duì)LEU進(jìn)行安全相關(guān)的配置操作，不需拆機(jī)即可進(jìn)行，節(jié)省了維護(hù)時(shí)間，提高了設(shè)備維護(hù)效率。

2.5 豐富了通信接口

當(dāng)LEU用于CBTC系統(tǒng)時(shí)，與聯(lián)鎖信息交互時(shí)需通過(guò)LEU適配器完成RS422接口與以太網(wǎng)接口的轉(zhuǎn)換,才可進(jìn)行通信[7]。LKY-TH型LEU除RS422接口外增設(shè)了以太網(wǎng)串口，可以直接與聯(lián)鎖進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，精簡(jiǎn)了傳輸系統(tǒng)的設(shè)備，提高了傳輸數(shù)據(jù)的安全性及可靠性，同時(shí)降低了系統(tǒng)設(shè)備的復(fù)雜度，降低了維護(hù)成本。

2.6 高安全性

目前國(guó)內(nèi)主流采用冷備設(shè)計(jì)，主系發(fā)生故障時(shí)，需手動(dòng)切換至備系[8]，會(huì)影響列車的運(yùn)行效率。LKY-TH型LEU應(yīng)用了熱備冗余的技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)兩套設(shè)備的自動(dòng)切換，提高了設(shè)備自動(dòng)化程度及其安全性。

2.7 高可靠性

數(shù)據(jù)處理模塊硬件采用了二取二結(jié)構(gòu)，采集模塊采用“故障?安全”采集電路[9]，軟件邏輯部分同樣采用二取二架構(gòu)，對(duì)每路應(yīng)用輸入信號(hào)采取正反邏輯采集處理，實(shí)現(xiàn)任務(wù)級(jí)二取二比較，提高設(shè)備的可靠性。

2.8 實(shí)時(shí)編碼

接收外部設(shè)備主機(jī)單元發(fā)送的應(yīng)答器用戶信息時(shí)，可對(duì)應(yīng)答器報(bào)文實(shí)時(shí)進(jìn)行安全編碼，有效的保證數(shù)據(jù)的完整性、真實(shí)性、時(shí)效性及可靠性。

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

LKY-TH型LEU主要由處理模塊、輸出模塊、監(jiān)測(cè)模塊、采集模塊、切換模塊組成，結(jié)構(gòu)如圖1所示。各模塊以母板為基礎(chǔ)，通過(guò)隔離器件在內(nèi)部進(jìn)行電氣連接，可在斷電的情況下進(jìn)行插拔替換，根據(jù)應(yīng)用需求可選擇不同的模塊組合。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

目前既有線基本采用透明傳輸型LEU，下面基于透?jìng)餍蚅EU對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹。

3.2 處理模塊

處理模塊是整個(gè)設(shè)備的核心模塊，該模塊采用二取二的“故障?安全”硬件結(jié)構(gòu)，從外部設(shè)備接收到的報(bào)文經(jīng)過(guò)處理模塊雙CPU表決編碼后下發(fā)給有源應(yīng)答器，傳輸報(bào)文的安全性及可靠性和該模塊直接相關(guān)，處理模塊結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

處理模塊主要實(shí)現(xiàn)的功能：

1) 按照通信協(xié)議，獲取外部設(shè)備發(fā)送的報(bào)文數(shù)據(jù)，進(jìn)行編解碼操作，判斷報(bào)文數(shù)據(jù)的正確性及完整性。

2) 對(duì)處理的報(bào)文數(shù)據(jù)進(jìn)行雙CPU表決，表決通過(guò)后進(jìn)行安全處理并發(fā)送至輸出模塊。

3) 對(duì)外部輸入電源進(jìn)行防護(hù)整理，為自身及其他模塊提高工作電源。

4) 當(dāng)配置采集模塊時(shí)，周期性向采集模塊發(fā)送動(dòng)態(tài)采集命令；接收采集板回送的采集結(jié)果。

圖2 處理模塊結(jié)構(gòu)圖

5) 完成設(shè)備的自檢、溫度控制，記錄運(yùn)行日志報(bào)告等，并把結(jié)果傳送至監(jiān)測(cè)模塊。

二取二結(jié)構(gòu)可以提高設(shè)備的可靠性，每路均由一個(gè)CPU和一個(gè)FPGA組成，兩者通過(guò)EMIF總線及IO信號(hào)通信。CPU承擔(dān)主要的安全處理、校驗(yàn)功能，F(xiàn)PGA主要完成數(shù)據(jù)分發(fā)與接口適配等功能。兩路同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后對(duì)比輸出，有效預(yù)防了設(shè)備內(nèi)部的數(shù)據(jù)處理故障。

3.2.1 安全CPU單元的設(shè)計(jì)

CPU選擇TI公司的TMS570LS3137，此芯片以ARM的Cortex-R4F為核心，最大工作頻率為220MHz，外接16MHz 晶體，芯片內(nèi)部自帶3Mbytes Flash，256KBSRAM，存儲(chǔ)器支持硬件自檢功能，雙核心帶有鎖步功能，2個(gè)核心同步運(yùn)行并且進(jìn)行比較，保證處理器運(yùn)行正確。

3.2.2 FPGA單元的設(shè)計(jì)

FPGA硬件相關(guān)電路主要包括EP4CE22，配置芯片EPCS16，晶振(27.095 MHz)，內(nèi)部經(jīng)過(guò)PLL后為FPGA邏輯工作提供時(shí)鐘。FPGA使用AS的配置方式，使用EPCS作為存儲(chǔ)配置信息的芯片，將EPCS的DATA0，DCLK，NCS，ASDO連接到CPU的SPI接口。

3.2.3 以太網(wǎng)接口的設(shè)計(jì)

LEU通信接口除了RS422接口之外，增設(shè)了雙冗余的以太網(wǎng)接口，如圖2所示，主處理單元的2個(gè)CPU通過(guò)CAN總線與外部進(jìn)行連接，信號(hào)經(jīng)過(guò)隔離器件和高速CAN收發(fā)器后，進(jìn)入轉(zhuǎn)換CPU，轉(zhuǎn)換為RS-422數(shù)據(jù)包或CAN數(shù)據(jù)包與設(shè)備進(jìn)行通信。

同時(shí)兩冗余轉(zhuǎn)換CPU都可以通過(guò)UART發(fā)送自身的工作信息，通過(guò)隔離芯片后連接到監(jiān)測(cè)模塊，完成對(duì)以太網(wǎng)接口通信數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

3.2.4 前面板接口設(shè)計(jì)

前面板主要包含LED燈和USB接口。LED燈指示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，由CPU進(jìn)行控制，同時(shí)在輸出管腳上添加緩沖門，增強(qiáng)CPU管腳驅(qū)動(dòng)電流的能力。USB接口用于對(duì)LEU設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，實(shí)現(xiàn)不拆機(jī)配置升級(jí)設(shè)備等功能。使用配置工具讀寫兩系主機(jī)CPU的程序區(qū)與數(shù)據(jù)區(qū)，同時(shí)可以通過(guò)CPU燒寫EPCS而更新FPGA的固件。(上位機(jī)配置工具見下文說(shuō)明)

3.3 輸出模塊

輸出模塊主要由電源模塊，C接口開短路檢測(cè)電路，耦合信號(hào)輸出模塊電路，接口信號(hào)生成電路組成。

輸出模塊主要實(shí)現(xiàn)的功能：

1) 監(jiān)測(cè)“C”接口自耦合變壓器反射信號(hào)，實(shí)現(xiàn)開短路檢測(cè)，完成ECI盒的功能。

2) 完成DBPL編碼并送至變壓器耦合輸入端產(chǎn)生DBPL編碼的監(jiān)測(cè)信號(hào)。

3) 通過(guò)變壓耦合疊加DBPL編碼和正弦波信號(hào)生成符合“C”接口傳輸信號(hào)，向有源應(yīng)答器 發(fā)送。

3.3.1 “C”接口開短路檢測(cè)

輸出模塊通過(guò)檢測(cè)變壓器初級(jí)“C1”信號(hào)幅值的變化給出“C”接口信號(hào)的開、短路指示信號(hào)，在“C”接口輸出端阻抗小于35 ohm時(shí)，判定為輸出短路，阻抗大于270 ohm時(shí)判定為輸出開路，實(shí)現(xiàn)電路如圖3所示。

圖3 “C”接口開、短路指示電路

3.3.2 DBPL編碼

輸出模塊采用JK觸發(fā)器來(lái)實(shí)現(xiàn)DBPL硬件編碼，采用差分雙向電平碼的編碼方式[7]。實(shí)現(xiàn)電路如圖4所示。

3.3.3 8 820 Hz正弦波推挽硬件設(shè)計(jì)

通過(guò)計(jì)數(shù)移位寄存器將5 V TTL的8 820 Hz的方波轉(zhuǎn)換為0~5 V的正弦波，并采用±5 V軌對(duì)軌運(yùn)放將0~5 V的8 820 Hz正弦波轉(zhuǎn)換為?5 V~+5 V的正弦波，通過(guò)推挽放大電路實(shí)現(xiàn)輸出電流不小于200 mA。采用變壓耦合的方式疊加DBPL編碼和正弦波信號(hào)生成符合“C”接口規(guī)范的信號(hào)，向有源應(yīng)答器發(fā)送。正弦波推挽電路如圖5所示。

3.4 監(jiān)測(cè)模塊

監(jiān)測(cè)模塊由ARM 處理單元和FPGA 處理單元構(gòu)成，其中ARM單元負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的處理、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)載；FPGA單元主要接收其他模塊的接口數(shù)據(jù)及模塊運(yùn)行信息。監(jiān)測(cè)模塊為非安全模塊，該模塊故障不影響LEU其它模塊的安全功能。

監(jiān)測(cè)模塊主要實(shí)現(xiàn)的功能：

1) 記錄設(shè)備運(yùn)行的數(shù)據(jù)。

2) 記錄“C”接口傳輸電纜開短路情況，并向監(jiān)測(cè)維護(hù)機(jī)報(bào)警。

3) 維護(hù)本地時(shí)鐘，為各項(xiàng)數(shù)據(jù)提供時(shí)鐘基準(zhǔn)。

4) 提供參數(shù)配置及記錄數(shù)據(jù)的導(dǎo)出功能。

圖4 DBPL硬件編碼電路

圖5 8 820正弦波推挽電路

3.5 切換模塊

LEU可通過(guò)切換模塊設(shè)置成熱備冗余工作模式，根據(jù)雙系處理模塊送來(lái)的2路5 V DC的TTL電平來(lái)確認(rèn)CPU健康狀態(tài)，當(dāng)雙系處理模塊均無(wú)故障時(shí)，切換模塊通過(guò)母板優(yōu)先將主系LEU的“C”接口信號(hào)輸出；當(dāng)主系切換到備系后，即使主系恢復(fù)，母板也將一直保持備系的“C”接口信號(hào)輸出，除非備系故障。熱備冗余不但提高了設(shè)備的安全性，也減少了人工操作的麻煩。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

4.1 主處理程序的設(shè)計(jì)

本設(shè)備處理程序是基于Code Composer Studio平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)的。該軟件是針對(duì)TI的TMS570系列芯片，尤其是Cortex-R4F內(nèi)核處理器的最佳開發(fā)工具。

采用面向過(guò)程的設(shè)計(jì)方法，使用頂層模塊結(jié)構(gòu)，對(duì)軟件進(jìn)行自頂向下的設(shè)計(jì)。主程序啟動(dòng)時(shí)獲取處理器標(biāo)識(shí)信息，完成校驗(yàn)。根據(jù)工作模式命令函數(shù)，選擇周期性采集動(dòng)態(tài)命令選擇對(duì)應(yīng)下發(fā)報(bào)文；或?qū)ν獠吭O(shè)備傳輸報(bào)文直接進(jìn)行編解碼處理，處理完成后對(duì)下發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)鐘管理、任務(wù)同步管理等，然后對(duì)輸出請(qǐng)求做出響應(yīng)，根據(jù)本地時(shí)間戳、輸出通道號(hào)，對(duì)待輸出的報(bào)文進(jìn)行加擾處理后發(fā)送。設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中對(duì)傳輸電纜進(jìn)行實(shí)時(shí)的開短路檢測(cè)，如發(fā)生故障則向應(yīng)答器下發(fā)默認(rèn)報(bào)文，如正常則下發(fā)編碼報(bào)文。處理流程如圖6所示。

圖6 主程序處理流程

4.2 通信協(xié)議的應(yīng)用

LEU與外部設(shè)備之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信屬于封閉式數(shù)據(jù)傳輸，故將RSSP-I鐵路信號(hào)安全通信協(xié)議用于LEU與外部設(shè)備的通信中。

RSSP-I協(xié)議在通信交互使用的數(shù)據(jù)幀分為3種類型，分別為實(shí)時(shí)安全數(shù)據(jù)RSD，時(shí)序校正請(qǐng)求SSE和時(shí)序校正答復(fù)SSR[11]。LEU實(shí)時(shí)檢測(cè)從外部設(shè)備發(fā)來(lái)的RSD時(shí)序性，若有時(shí)序錯(cuò)誤，就觸發(fā)時(shí)序校正機(jī)制，且僅在時(shí)序校正恢復(fù)時(shí)才接收RSD。由于篇幅有限，本文僅以RSD安全數(shù)據(jù)包為例進(jìn)行報(bào)文校驗(yàn)的簡(jiǎn)單說(shuō)明。RSD數(shù)據(jù)幀定義如表1所示。

表1 RSD數(shù)據(jù)幀定義

圖7 數(shù)據(jù)包校驗(yàn)流程

當(dāng)LEU收到外部設(shè)備發(fā)送的報(bào)文時(shí)，對(duì)RSD包進(jìn)行有效性驗(yàn)證，通過(guò)后進(jìn)行安全編解碼校驗(yàn)，處理流程如圖7所示。安全校驗(yàn)通過(guò)數(shù)據(jù)幀中的CRCM_X與CRC16對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析從而保證數(shù)據(jù)的安全，具體編解碼的安全防護(hù)算法見文獻(xiàn)[12]。

4.3 上位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)

上文提到可以使用上位機(jī)配置工具通過(guò)處理模塊的前置USB，對(duì)設(shè)備進(jìn)行配置更改，軟件升級(jí)等操作來(lái)提高設(shè)備的可維護(hù)性。

上位機(jī)配置工具基于Microsoft Visual Studio 2013，使用C#的開發(fā)環(huán)境進(jìn)行開發(fā)，采用面向?qū)ο蟮姆椒ㄟM(jìn)行設(shè)計(jì)，配置工具的工作流程如圖8所示。

配置工具的功能是根據(jù)輸入文件，自動(dòng)化生成配置文件并寫入LEU設(shè)備。上位機(jī)配置工具的運(yùn)行界面如圖9所示。

選擇配置文件和brf文件路徑后，點(diǎn)擊“報(bào)文表生成”，報(bào)文表生成完畢后，右側(cè)日志欄會(huì)顯示“LEU配置數(shù)據(jù)生成完成”，然后選擇已經(jīng)生成的配置數(shù)據(jù)路徑，點(diǎn)擊寫入配置即可更新LEU中的配置信息。

圖8 配置工具燒寫文件流程

圖9 配置工具軟件界面

當(dāng)更新設(shè)備處理軟件時(shí)，先通過(guò)CCS生成HEX文件，然后在程序燒寫框下選擇HEX文件的路徑，點(diǎn)擊更新程序，程序更新完畢后，右側(cè)日志欄顯示“LEU程序更新完成”。

5 設(shè)備測(cè)試及應(yīng)用情況

5.1 測(cè)試情況

為了驗(yàn)證LKY-TH型LEU的可用性，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了為期一年的半實(shí)物仿真測(cè)試，同時(shí)在白烏線進(jìn)行了列控系統(tǒng)的整體調(diào)試，并通過(guò)了國(guó)際SIL4級(jí)安全認(rèn)證。下面舉例說(shuō)明幾個(gè)安全相關(guān)功能的測(cè)試結(jié)果。

圖10 默認(rèn)報(bào)文輸出波形圖

5.1.1 默認(rèn)報(bào)文的發(fā)送

當(dāng)設(shè)備兩冗余通道，通信中斷超過(guò)給定時(shí)間時(shí)，處理軟件選擇發(fā)送默認(rèn)報(bào)文[13]。由示波器可以看到從通信中斷到輸出默認(rèn)報(bào)文時(shí)間為1.95 s，處理速度快于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，如圖10所示，同時(shí)處理模塊ERR燈輸出報(bào)警信息。

5.1.2 切換報(bào)文后及時(shí)發(fā)送

通過(guò)接口“S”收到正確有效的數(shù)據(jù)后，處理軟件在550 ms時(shí)間內(nèi)，應(yīng)開始發(fā)送與接收數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的報(bào)文。由示波器可以看出，外部進(jìn)行報(bào)文數(shù)據(jù)切換之后LEU輸出新報(bào)文的時(shí)間為45.643 ms。如圖11所示。

圖11 報(bào)文切換波形圖

5.1.3 與外部設(shè)備的正常通信

使用模擬TCC軟件，每5 s切換一次報(bào)文，通過(guò)雙通道持續(xù)向LEU發(fā)送數(shù)據(jù)，經(jīng)LEU處理后發(fā)送給有源應(yīng)答器。借助CanTest工具監(jiān)測(cè)LEU通信的情況，如圖12所示。

圖12 通信數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)情況

由圖12可以看出LEU雙通道可以實(shí)時(shí)接收外部設(shè)備的數(shù)據(jù)并及時(shí)下發(fā)。

5.1.4 白烏線綜合測(cè)試情況

LKY-TH型LEU在白烏線進(jìn)行了全線綜合調(diào)試，運(yùn)行一年內(nèi)未出現(xiàn)設(shè)備異常。

5.2 應(yīng)用情況

LKY-TH型LEU已經(jīng)應(yīng)用于長(zhǎng)春北湖環(huán)線的CBTC系統(tǒng)中，北湖環(huán)線已于2018年10月30日正式載客運(yùn)行；同時(shí)，該設(shè)備在客運(yùn)專線方面已經(jīng)應(yīng)用于長(zhǎng)春西及沈陽(yáng)南動(dòng)車所。

圖13 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備圖

6 結(jié)論

1) 隨著我國(guó)鐵路事業(yè)的飛速發(fā)展，北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司在國(guó)家的大力支持下，成功研發(fā)了LKY-TH型LEU，該設(shè)備具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，擺脫了相關(guān)設(shè)備長(zhǎng)期受制于人的局面。

2) 該設(shè)備在可靠性及安全性上得到了較大的提高，當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，可根據(jù)監(jiān)測(cè)日志精確到故障點(diǎn)，替換故障模塊即可，為故障排除節(jié)約了時(shí)間，同時(shí)降低了維護(hù)成本，提高了電務(wù)人員的工作效率。

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Research and implementation of LKY-TH lineside electronic unit

HAI Ning1, 2, ZHANG Caizhen1, SUN Guoying2, YANG Guanglun2,DING Huan2

(1. School of Electronic and Information Engineering, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, China; 2. Beijing National Railway Research and Design Institute of Signal and Communication Company Limited, Beijing 100071, China)

The linsinde electronic unit is the key device of the transponder control interface. Based on the autonomous hardware platform, it adopted the two-two structure for modular design, optimized and developed the LKY-YH LEU for the characteristics of foreign equipment. The device periodically received the transponder transmission message from the external device, and continuously transmitted the message to the active transponder according to the interface “C” specification through the processing module, the monitoring module, and the output module, so as to transmit the variable information to the in-vehicle device. At the same time, it integrated cable open-circuit detection and runs log real-time recording. The equipment passed the indoor test and Baiwu line comprehensive test and obtained the international SIL4 safety certification. The test results show that the equipment can realize the efficient transmission of ground-vehicle information, reliability and maintainability compared with foreign LEU. There is also a significant increase.

linsinde electronic unit; train operation control system; maintainability; easy maintenance

U284.76

A

1672 ? 7029(2019)10? 2594 ? 09

10.19713/j.cnki.43?1423/u.2019.10.028

2018?12?29

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(61261029)；中國(guó)鐵路總公司科技研究開發(fā)計(jì)劃課題資助項(xiàng)目(2016X003-H)

張彩珍(1972?)，女，甘肅蘭州人，教授，博士，從事電路與系統(tǒng)的研究；E?mail：815979011@qq.com

(編輯 蔣學(xué)東)