基于有轨电车的道岔控制系统研究与实现

来源 :西南交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:terrychang2009
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在以汽车为主导的城市交通模式所带来的资源短缺、交通拥堵等问题日益严重的情势下,新型有轨电车成为现代城市交通的主要研究方向之一。目前,基于有轨电车的6502电气集中控制道岔的方法,存在复杂程度较高的问题。因此,论文设计了一种安全、可靠、更方便维护的道岔控制系统,是具有实际意义的。论文结合计算机技术、嵌入式技术、无线通信技术、自动控制技术,通过分散控制道岔的方法设计了一种针对有轨电车的道岔控制器。该控制器共分为数据命令接收处理层、逻辑表决结构层和道岔动作执行层三部分。数据命令接收层以Cortex-M3架构的STM32作为处理器,经过专用无线通信网络接收整备数据、通信校验的心跳包和接近消息,整备数据按车次号分类存储在串行Flash芯片中;校验心跳包与控制器自身计算结果进行对比确认通信的可靠性;接近消息经处理器解析并与高速硬件SPI接口读取的整备数据进行进路信息对比,一致则输出控制命令。逻辑表决结构层利用可编程逻辑门阵列FPGA的逻辑功能并结合STM32的双机通信功能设计了二乘二取二冗余机制,共设两组控制器,每组2块控制芯片,组内输出执行逻辑与操作,组间输出执行逻辑或操作。道岔动作执行层接收到逻辑结构输出的安全信号后,驱动推杆步进电机带动道岔动作。电机动作的不同位置带动不同道岔表示电路的接通,采集到的道岔状态返回到处理器,经专用无线通信网络发送到达地面服务器和车载计算机。经模块测试、功能仿真和联调联试,系统实现了按有轨电车进路信息安全控制道岔的功能,其稳定性和安全性满足了设计的性能需求。本设计结合有轨电车的特性,实现了道岔分散控制的目的,提高了有轨电车道岔控制的灵活性、可靠性,克服了原有设备在电车高密度运行下效率低的问题,完成了设计需求,同时为有轨电车信号系统中的道岔控制部分提供了一种实现方法。
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