引言

軌道電路讀取器(英文縮寫為TCR)，是用于京津客運(yùn)專線300km／h 動(dòng)車組的信號(hào)子系統(tǒng)。它讀取ZPW-2000A軌道電路信息碼，向車載安全計(jì)算機(jī)提供正?；蛑苿?dòng)信息，是CTCS-2級(jí)系統(tǒng)車載設(shè)備的重要組成部分。CTCS-2 系統(tǒng)列控車載設(shè)備根據(jù)TCR輸出信息，并結(jié)合地面應(yīng)答器信息控制列車安全運(yùn)行。

一、 TCR 的主要功能

TCR系統(tǒng)由TCR主機(jī)、接收線圈、上下行開關(guān)、TCR制動(dòng)指示燈和TCR正常指示燈等構(gòu)成，如下圖所示。

1、TCR 通過接收線圈接收ZPW-2000A 軌道電路信息并譯碼。當(dāng)開關(guān)在上行位時(shí)，接收2000／2600Hz軌道電路信息；當(dāng)開關(guān)在下行位時(shí)，接收1700／2300Hz軌道電路信息。

2、TCR 向ETCS的2個(gè)TCC 分別輸出“制動(dòng)信號(hào)”和“正常信號(hào)”。當(dāng)軌道電路信息碼序正常時(shí)，輸出正常信號(hào)，列車正常運(yùn)行；當(dāng)軌道電路信息碼序異常時(shí)，輸出制動(dòng)信號(hào)，列車實(shí)施常用制動(dòng)。

3、TCR 輸出“TCR 制動(dòng)” 和“TCR 正常”2 個(gè)表示信號(hào)，控制司機(jī)臺(tái)上相應(yīng)的表示燈顯示。TCR 發(fā)生故障時(shí)，司機(jī)可以通過TCR故障切除開關(guān)關(guān)閉TCR。

二、TCR 工作原理

2.1 雙套熱備

TCR 系統(tǒng)的雙套熱備是由雙套主機(jī)板、雙路電源和雙路接收線圈共同組成的。TCR 上電后隨機(jī)由雙套主機(jī)板中的一套占據(jù)輸出位置，即處于工作狀態(tài)，另外一套為備用狀態(tài)。當(dāng)占據(jù)輸出位置的主機(jī)故障時(shí)，將自動(dòng)關(guān)斷點(diǎn)燈電源，使之失去輸出位置狀態(tài)，改由備機(jī)獲得，從而實(shí)現(xiàn)雙機(jī)的自動(dòng)切換。TCR 主機(jī)的雙套主機(jī)板之間由動(dòng)態(tài)方波信號(hào)進(jìn)行信息交換，當(dāng)工作主機(jī)前級(jí)故障“掉碼”時(shí)，備機(jī)正常“有碼” 信息會(huì)傳遞到工作主機(jī)，工作主機(jī)會(huì)自動(dòng)切掉輸出，使系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)到備機(jī)工作，實(shí)現(xiàn)完全雙套熱備份的功能。

2.2 二取二

每塊主機(jī)板內(nèi)采用二取二容錯(cuò)安全結(jié)構(gòu)，其含義是每塊主機(jī)板中有2路獨(dú)立接收譯碼通道，2路的譯碼輸出進(jìn)行比較，比較一致才進(jìn)行有效輸出。主機(jī)板2路CPU都留有CAN總線或RS-485輸出，可與監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行大容量信息傳輸，同時(shí)與并口輸出相互校驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)更高安全性的故障．安全輸出，如下圖所示。

2.3 二取二的比較輸出

主機(jī)板是2路譯碼，每路譯碼通道上用各自單獨(dú)的晶振；信號(hào)各自通過本路的隔離變壓器、A／D 轉(zhuǎn)換之后，分別進(jìn)入各自的DSP 芯片進(jìn)行譯碼處理。主機(jī)采用了最新的32位浮點(diǎn)DSP 芯片，譯碼過程采用時(shí)域和頻域相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)了多路信號(hào)的并行譯碼，更加實(shí)時(shí)、高速。2 路譯碼完成以后，得出的結(jié)果要由控制DSP 比較一致之后才會(huì)向外輸出，不一致則會(huì)導(dǎo)致主機(jī)復(fù)位。

三、軌道電路讀取器系統(tǒng)供電解決方案

在軌道交通系統(tǒng)中，常規(guī)采用110V的直流電壓作為主電壓，常規(guī)的主電源一般都是100W左右的DC/DC 電源，把110V 的電壓轉(zhuǎn)換成24V標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)用電，再由24V 供電轉(zhuǎn)成5V來給系統(tǒng)的板卡進(jìn)行供電，由于軌道電路讀取器系統(tǒng)的方案為雙套電源方案，所以每個(gè)系統(tǒng)都需要兩套獨(dú)立的電源模塊，而金升陽的DC-DC 鐵路電源、以及DC-DC小功率產(chǎn)品在系統(tǒng)中都能提供安全、可靠的解決方案。如下圖所示：

由圖3 可看出，在軌道電路讀取器系統(tǒng)中，主電源可采用金升陽的URF1D24QB-100W 單路（24V/4.2A）輸出電源，24V 轉(zhuǎn)5V 的模塊可以采用金升陽的VRB2405LD-50W單路（5V/10A）輸出電源，而5V可直接供給后級(jí)板卡供電，板卡內(nèi)部包含MCU、485、CAN 以及顯示等部分。遠(yuǎn)程DTU 供電電源可以采用我司URB2412YMD-20W的模塊。但由于軌道電壓不穩(wěn)定，EMC防護(hù)非常重要，所以對(duì)于DC-DC 的前級(jí)電源進(jìn)行EMC防護(hù)是必須的，可參考電源廠商的推薦電路或者配套使用EMC防護(hù)模塊（金升陽FC-CX3D），如下圖所示：