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区间自动闭塞分布式信号机控制单元的研究
| 论文题名： | 区间自动闭塞分布式信号机控制单元的研究 |
| 关键词： | 自动闭塞区间;信号机;控制单元;总体设计;马尔可夫模型 |
| 摘要： | 自动闭塞区间信号机的正确显示是列车安全高效运行的基础。既有的信号机控制架构大多数都采用集中控制方式，这种控制架构只有信号机在室外，其他设备都集中在室内，采用电缆作为传输介质来连接室内外设备，耗费大量电缆，容易混线且造价高，容易受雷电冲击，电缆连接距离一般限制为10 km。再加上计算机、网络通信以及微电子等多种技术的进一步发展，研发一种将控制单元移至轨旁的分布式信号机控制系统，实现对信号机的分布式远程控制显得尤为重要。 本论文以铁路信号系统中的区间信号机控制架构为背景，结合闭塞区间列车运行时信号灯满足的联锁控制条件，以闭塞区间轨旁信号灯为研究对象，运用现场总线控制技术、新型电子开关器件开发设计了二取二结构的全电子信号灯控制单元。轨旁智能化及控制监测一体化的设计需求可实现现场免维修，方便管理维护，满足闭塞区间列车的各项运营条件，能够安全可靠地实现信号灯的开放和关闭。 本论文依据信号灯控制单元的总体设计方案及其技术特点，进行了详细的软硬件设计，并对控制单元进行可靠性和安全性分析。信号灯控制单元与控制主机之间采用双路冗余的CAN总线通信方式实现点灯命令、点灯状态及控制单元自身故障信息的双向交互。控制单元内部两个微处理器之间进行同步通信验证它们收到点灯命令和采集到的信号机状态信息的数据是否一致，进一步保证点灯命令和信号机状态信息的准确性。在控制单元回路的去线和回线中接入相同的电流检测电路进行点灯回路电流信息的采集，以确定回路点灯亮灭状态。控制单元通过设计独立电源电路来实现输入电源和输出电源的隔离，进一步降低各单元电路的相互干扰。控制单元具备故障自诊断功能，符合信号基础设备的故障安全原则。本文采用马尔可夫模型对控制单元进行可靠性和安全性分析，并利用Matlab对建立的数学模型进行仿真，得到控制单元的可靠度、安全度和故障-安全度的仿真曲线图，结果表明本论文设计的信号机控制单元的可靠度、安全度和故障-安全度都满足要求，有很好的应用价值。 |
| 作者： | 刘建强 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 陈光武 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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