一种全电子编码和信号传递装置及方法与流程

1.本发明属于全电子计算机联锁技术领域，特别涉及一种全电子编码和信号传递装置及方法。


背景技术：

2.由轨道电路转发或叠加机车信号信息的技术称为电码化，目前部分铁路大量使用的车站电码化制式为叠加式电码化，如图1所示，叠加式电码化通过电气隔离设备将轨道电路和电码化设备并接在一起，使轨道信息的发送、接收和电码化信息的发送，同时接向钢轨，将完成发码的时间降低到最小。
3.叠加发码又分为占用叠加发码和预先叠加发码，根据铁路车站电码化技术条件的规定，非交流计数电码化制式的车站正线应采用预叠加电码化，到发线的股道采用占用叠加电码化。
4.预叠加电码化和叠加电码化是根据信号联锁提供的条件，对进路信息、区段及闭塞分区空闲信息等进行逻辑判断，控制上图中的fs（电码化发送设备）输出给定的电码化信号、控制上图中的cj（电码化传输继电器）在合适的时机导通向设定的区段传递电码化信号，图中gl为电码化隔离器。
5.计算机联锁是在继电联锁基础上，联锁关系由计算机软件保证，电路由继电器执行。
6.全电子计算机联锁是在计算机联锁基础上将电路采用电子执行模块取代了继电器执行电路。
7.采用继电器接点电路实现的电码化执行电路中，实现电码化功能由以下3部分电路实现：控制电路，控制发码的条件，涉及jmj（接车电码化继电器）、fmj（发车电码化继电器）、cj等励磁电路；通道切换电路，控制发码的时机，由cj或gjf（轨道电源）、jmj或fmj（发码继电器）的接点搭建；发码电路，由发送器、编码电路等组成。
8.现有技术中，在通道切换电路、jmj及gcj的励磁电路、编码电路中，采用了大量的重力继电器搭建条件电路，由计算机联锁来控制这些继电器执行电路的输出。
9.现有技术存在以下问题：车站电码化系统中，现有大部分方式采用重力继电器搭建编码电路，为电码化发送器提供编码条件，编码电路使用的继电器数量大，配线复杂，故障点多且不能进行实时监测，电码化信号传递电路同样采用重力继电器搭建，配线复杂且不能进行实时监测，电码化信号通道一旦出现故障，排查过程复杂，耗费大量人工，大大增加了维护的难度。


技术实现要素：

10.针对上述问题，本发明提供一种全电子编码和信号传递装置及方法，采用以下技术方案：一种全电子编码和信号传递装置，包括采用二取二结构的电码化模块i系和ii系，
电码化模块i系和ii系均包括处理器控制电路、继电器励磁电路、编码条件输出电路和动态安全采集电路；其中，电码化模块i系和ii系根据计算机联锁下发的配置信息，确定输出的编码条件类型；处理器控制电路，用于控制继电器励磁电路和编码条件输出电路将编码条件输出；处理器控制电路，还用于通过动态安全采集电路实时监测继电器励磁电路和编码条件输出电路的工作状态。
11.进一步的，电子编码和信号传递装置还包括编码条件端子板和电码化移频信号端子板；其中，电码化模块i系与编码条件端子板和电码化移频信号端子板连接，电码化模块ii系与编码条件端子板和电码化移频信号端子板连接；编码条件端子板与电码化发送器连接，电码化发送器与电码化调整设备连接，电码化调整设备与电码化移频信号端子板连接，电码化移频信号端子板还与电码化隔离设备连接。
12.进一步的，电码化模块i系和ii系均还包括第一安全电源、第二安全电源、第三安全电源和第四安全电源；继电器励磁电路包括编码继电器励磁电路和电码化传输继电器励磁电路；其中，第一安全电源，用于为编码继电器励磁电路提供电源，第二安全电源和第三安全电源分别用于2个编码条件源总开关继电器的驱动电源，第四安全电源用于切换继电器的驱动电源，切换继电器设置在电码化移频信号端子板上。
13.进一步的，处理器控制电路包括第一cpu和第二cpu，第一cpu和第二cpu连接，其中，第一cpu用于对编码继电器励磁电路和电码化传输继电器励磁电路进行控制，每个安全电源将来自第一cpu和第二cpu的动态脉宽控制信号转换成可驱动继电器的直流电源，当任一cpu动态脉宽控制信号不存在时，停止直流电源的输出。
14.进一步的，第一cpu和第二cpu还用于对输入每个安全电源的动态脉宽控制信号进行的自检。
15.进一步的，编码条件输出电路包括互相连接的第一级开关和第二级开关；其中，第一级开关包括2个编码条件总开关继电器的常开节点，2个编码条件总开关继电器的常开接点并联，保持1个编码条件总开关继电器的常开接点闭合，另外1个编码条件总开关继电器常开接点断开；第二级开关包括编码继电器常开接点。
16.进一步的，第一cpu和第二cpu，还用于通过动态安全采集电路同时采集电码化传输继电器、编码继电器、切换继电器及编码条件总开关继电器的常开、常闭接点，并进行驱采一致性、接点互斥性的判断，发生故障后报警并导向安全侧。
17.进一步的，切换继电器设置2个，第一切换继电器和第二切换继电器共用1个第四安全电源，固定由电码化模块i系控制第一切换继电器和第二切换继电器，当电码化模块i系控制模式为主系时，驱动第一切换继电器和第二切换继电器吸起，否则为落下状态。
18.进一步的，在正线进路电码化类型中，第一切换继电器和第二切换继电器均包括3组常开接点和3组常闭接点；
其中，第一切换继电器的2组常开接点和常闭接点用于切换2路输入信号的去线，第二切换继电器的2组常开接点和常闭接点用于切换2路输入信号的回线，第一切换继电器和第二切换继电器的1组常开接点和常闭接点均与电码化模块i系和ii系连接，电码化模块i系和ii系通过1组常开接点和常闭接点回检第一切换继电器和第二切换继电器的接点状态。
19.进一步的，动态安全采集电路包括结构相同的第一采集电路和第二采集电路，第一cpu通过第一采集电路对继电器的常开接点及常闭接点进行动态发码采集，第二cpu通过第二采集电路对继电器的常开接点及常闭接点进行动态发码采集，第一采集电路和第二采集电路均包括常开接点采集支路、常闭接点采集支路和控制支路。
20.进一步的，动态安全采集电路对多个继电器进行回检时，多个常开接点采集支路和常闭接点采集支路共用一个控制支路。
21.进一步的，第一cpu和第二cpu分时复用io端口的方式通过动态安全采集电路获取继电器的接点状态，且相邻通道采用不同的动态控制信号。
22.进一步的，第一cpu和第二cpu，还用于向动态安全采集电路发出动态控制信号后，根据设定时间内采集的结果判断继电器接点状态。
23.进一步的，配置信息包括电码化发送器类型信息和电码化方式信息。
24.本发明还提供一种全电子编码和信号传递方法，包括以下步骤：根据电码化发送器类型信息和电码化方式信息，确定输出的编码条件类型；控制继电器励磁电路和编码条件输出电路将编码条件输出；实时监测继电器励磁电路和编码条件输出电路的工作状态。
25.进一步的，实时监测继电器励磁电路和编码条件输出电路的工作状态包括以下步骤：同时采集电码化传输继电器、编码继电器、切换继电器及编码条件总开关继电器的常开、常闭接点，并进行驱采一致性、接点互斥性的判断，发生故障后报警并导向安全侧。
26.本发明的有益效果：1、本发明将理器控制电路、继电器励磁电路、编码条件输出电路和动态安全采集电路放到装置内部，取消外部的编码电路和信号传递电路的重力继电器，同时保持与电码化发送器的接口方式不变，以适应现有车站的电码化发送器。
27.2、本发明通过动态安全采集电路实时监测继电器励磁电路和编码条件输出电路的工作状态，故障时及时给出报警信息，方便维修。发现故障后能够快速切断编码通道，使发送器停止输出，保证设备由故障导向安全。
28.3、本发明适应多种场景的配置方式，适应继电编码发送器、适应通信编码发送器，正线进路电码化、侧线股道电码化，一个模块最多控制多个区段，并能保证安全，同时能够为多台发送器提供编码，也同时能为冗余的+1发送器提供编码，能够提供多路编码条件。
29.4、本发明在正线进路电码化类型中的切换电路的设置，保障单系模块故障后、不影响另外一系工作，不产生危险输出，能够导向安全侧。
30.5、本发明设置多重开关防护电路，通过设置多重安全开关，增强模块的安全性。
31.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及
附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1示出了根据现有技术的叠加发码的结构示意图；图2示出了根据本发明实施例的一种全电子编码和信号传递装置的结构示意图；图3示出了根据本发明实施例的电码化模块i系和ii系的结构示意图；图4示出了根据本发明实施例的正线进路电码化类型中的电码化信号切换电路示意图；图5示出了根据本发明实施例的编码条件输出电路的结构示意图；图6示出了根据本发明实施例的动态安全采集电路的结构示意图；图7示出了根据本发明实施例的软件结构设计示意图。
具体实施方式
34.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.需要说明的是，本技术中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
36.本发明实施例提供一种全电子编码和信号传递装置，将编码电路和信号传递电路放到装置内部，取消外部的编码电路和信号传递电路的重力继电器，同时保持与电码化发送器的接口方式不变，以适应现有车站的电码化发送器，采用全电子方式控制编码条件和信号传递电路的物理输出，实时监测编码电路、传递电路的工作状态，故障时及时给出报警信息，方便维修。编码电路和信号传递电路采用了故障实时检测、发现故障后能够快速切断编码通道，使电码化发送器停止输出，保证设备由故障导向安全。
37.如图2所示，一种全电子编码和信号传递装置，包括设置在机笼内的电码化模块i系、电码化模块ii系、编码条件端子板和电码化移频信号端子板。
38.其中，电码化模块i系通过配置板i系与计算机联锁系统的联锁i系、联锁ii系连接，电码化模块ii系通过配置板ii系与计算机联锁系统的联锁i系、联锁ii系连接，电码化模块i系和电码化模块ii系通过系间冗余a网、系间冗余b网连接。
39.电码化模块i系与编码条件端子板和电码化移频信号端子板连接，电码化模块ii系与编码条件端子板和电码化移频信号端子板连接；编码条件端子板与电码化发送器连接，电码化发送器与电码化调整设备连接，电码化调整设备与电码化移频信号端子板连接，电码化移频信号端子板还与电码化隔离设备连接。
40.例如，电码化模块i系、电码化模块ii系、编码条件端子板和电码化移频信号端子
板之间通过母板pcb走线连接。
41.其中，电码化模块i系、电码化模块ii系为完全相同的模块，采用主、备冗余工作方式。电码化模块i系、电码化模块ii系通过系间数据交互确定主备状态，双系同时开启时，固定i系为主，除此之外，先开启者为主系。
42.其中，编码条件端子板将编码条件发送给电码化发送器，电码化发送器将编码条件源通过编码条件端子板发送给电码化模块i系和ii系，电码化发送器根据编码条件生成电码化移频信号经过电码化调整设备处理后通过电码化移频信号端子板发送至电码化隔离设备，电码化移频信号经过电码化隔离设备处理后向外发出，电码化隔离设备用于对轨道电路起高阻隔离作用，避免对电码化移频信号造成干扰。
43.本发明实施例的全电子编码和信号传递装置为了适应不同类型的电码化发送器及电码化方式，划分为5种类型，如表1所示，表1为编码条件类型对照表。
44.表1
45.电码化模块i系和电码化模块ii系根据计算机联锁下发的配置信息，确定输出的编码条件类型，配置信息包括电码化发送器类型信息和电码化方式信息；基于安全控制协议网络由计算机联锁下发给电码化模块i系和电码化模块ii系，用于全电子编码和信号传递装置进行类型判断，执行相应的功能。
46.如图3所示，电码化模块i系和电码化模块ii系均采用二取二结构，均包括处理器控制电路、多个安全电源、继电器励磁电路、编码条件输出电路和动态安全采集电路，处理器控制电路包括第一cpu和第二cpu，第一cpu和第二cpu连接。
47.处理器控制电路，用于对继电器励磁电路和编码条件输出电路进行控制，将编码条件输出；处理器控制电路，还用于通过动态安全采集电路实时监测继电器励磁电路和编码条件输出电路的工作状态。
48.继电器励磁电路包括编码继电器励磁电路和电码化传输继电器励磁电路。
49.每个电码化模块可通过内部冗余通信完成两个cpu间状态数据的交互，实现二取二的功能。例如，第一cpu和第二cpu均包括mcu芯片和晶体，mcu芯片是控制的核心。
50.其中，多个安全电源包括第一安全电源、第二安全电源、第三安全电源和第四安全电源，每个安全电源将来自第一cpu和第二cpu的动态脉宽控制信号转换成可驱动继电器的直流电源，当任一cpu动态脉宽控制信号不存在时，停止直流电源的输出，实现2取2操作，4个安全电源分别对应4对输入信号。
51.第一cpu和第二cpu还用于对输入每个安全电源的动态脉宽控制信号进行的自检，及时发现安全电源电路的故障报警。
52.例如，第一安全电源用于为编码继电器励磁电路提供电源，第二安全电源和第三安全电源分别用于2个编码条件源总开关继电器的驱动电源，第四安全电源用于正线子类
型中的切换继电器（qhj）的驱动电源，qhj继电器设置在电码化移频信号端子板上，其中，切换继电器（qhj）采用小型强制导向继电器，用于切换信号输入通道，保障电码化模块i系和电码化模块ii系独立工作。
53.继电器励磁电路与第一cpu连接，第一cpu用于对继电器励磁电路进行控制。
54.cj（电码化传输继电器）及用于导通编码条件的编码继电器，选用小型强制导向接点继电器，该类继电器理论上具有因接点烧熔的粘连故障，因此，控制其吸起的电源条件可不采用安全与驱动，也为了节省成本考虑采用普通的隔离控制电路。采用反应式故障安全方式控制，第一cpu控制所有cj和编码继电器的励磁驱动电路。
55.例如，正线进路型电码化类型（含继电编码和通信编码型）中，应用在进路预叠加发码区段上，须满足以下技术要求：列车冒进信号时，至少其内方第一区段发禁止码或不发码。若电码化模块i系和电码化模块ii系双系应用时，主系中的cj因接点烧熔等故障导致继电器出现粘连，故障模块降为备系，另一系升主，正常输出，若故障系的接点粘连cj是进路内方第一区段传递开关，则导致进路内方的第一区段发出了有效码，与以上技术要求相悖。
56.针对以上技术要求，如图4所示，本发明实施例的全电子编码和信号传递装置在子类型为正线进路型时，切换继电器（qhj）设置2个，第一切换继电器和第二切换继电器均设置在电码化移频信号端子板上，实现输入信号的两系切换，第一切换继电器和第二切换继电器共用1个第四安全电源。固定由电码化模块i系控制第一切换继电器和第二切换继电器，当电码化模块i系控制模式为主系时，驱动第一切换继电器和第二切换继电器吸起，否则为落下状态。
57.正线进路电码化类型中，最多输入2路信号，每路信号2条信号线。第一切换继电器和第二切换继电器均包括3组常开接点和3组常闭接点，其中，第一切换继电器的2组常开接点（no）和常闭接点（nc）用于切换2路输入信号的去线，第二切换继电器的2组常开接点（no）和常闭接点（nc）用于切换2路输入信号的回线，第一切换继电器和第二切换继电器的1组常开接点（no）和常闭接点（nc）均与电码化模块i系和ii系连接，电码化模块i系和ii系通过1组常开接点（no）和常闭接点（nc）回检第一切换继电器和第二切换继电器的接点状态。
58.第一切换继电器和第二切换继电器均选择采用3no、3nc继电器组合应用，第一切换继电器和第二切换继电器的1组no、nc接点串联起来进行接点状态回检，1个故障即整体故障，当成1个继电器应用。
59.当电码化模块i系或ii系为主系时，第一切换继电器和第二切换继电器将输入信号切入主系。
60.若存在主系中的cj因接点烧熔等故障导致继电器出现粘连，则另一系升主时，同时将输入信号也切向升主系，故障系将不会有信号输出。
61.若输入信号被干扰，涌入大电流冲击信号、同时造成第一切换继电器和第二切换继电器闭合的接点及cj常开接点同时熔接造成粘连，可能造成危险后果，此时电码化模块i系或ii系中的主系能及时识别到cj吸起粘连故障，主系停止输出（重启导向安全侧），控制命令变为安全侧落下命令，安全与门不输出，所有编码停止输出，备系升主系后识别到第一切换继电器和第二切换继电器导向另一系粘连后模块宕机，导向安全侧，安全与门不输出，停止编码输出，由于电码化发送器没有编码条件后即停止输出的固有特性，因此保证了双系均不输出电码化信号，故障导向安全。
62.例如，如果本发明实施例的全电子编码和信号传递装置子类型为通信编码型时，如果发生上述继电器出现粘连故障时，电码化模块i系或ii系与计算机联锁的逻辑部状态均处于通信中断状态，当电码化模块i系或ii系与逻辑部通信中断时，逻辑部对电码化发送器编码进行安全侧防护即不输出编码条件或输出安全侧编码条件，保证电码化模块i系或ii系均不输出电码化信号或输出安全侧编码，故障导向安全。
63.编码条件输出电路用于将编码条件通过编码条件端子板发送至电码化发送器，例如，编码条件输出电路为二重开关防护的输出电路，编码条件源来自电码化发送器，编码条件输出电路采用2个强制导向接点继电器的常开接点作为一级开关，导通来自外部的编码条件电源作为编码条件输出。
64.例如，如图5所示，编码条件输出电路包括互相连接的第一级开关和第二级开关，第一级开关包括2个编码条件总开关继电器的常开节点，2个编码条件总开关继电器分别采用第二安全电源、第三安全电源控制，2个编码条件总开关继电器的常开接点并联，保持1个编码条件总开关继电器的常开接点闭合，另外1个编码条件总开关继电器常开接点断开。
65.第二级开关包括编码继电器常开接点，编码继电器励磁电路的总电源为第一安全电源，在第一安全电源输出的通道上由第一cpu控制继电器励磁电路，控制编码继电器的吸起和落下。
66.例如，4路编码条件外电源输入（gs1~gs4）与2个编码条件总开关继电器的常开节点的一端连接，2个编码条件总开关继电器的常开节点的另一端与编码继电器的常开接点连接，当编码继电器为多个时，将多个编码继电器分组进行分别控制。例如，编码继电器1-5和编码继电器6-10分别设置1个隔离驱动电路，第一cpu通过2个继电器励磁电路分别控制编码继电器1-10的吸起和落下。
67.例如，编码继电器励磁电路包括光耦控制器、第一电阻、第二电阻和pmos（positive channel metal oxide semiconductor）管，第一安全电源为24v电源，其中，光耦控制器包括第一二极管和第一光敏三极管，第一cpu的控制信号从第一二极管的阳极输入，第一二极管的阴极接地，第一电阻的第一端与第一光敏三极管的集电极连接，第二电阻的第一端与第一光敏三极管的发射极连接，第一安全电源的两端分别连接第一电阻的第二端和第二电阻的第二端，第一电阻的第二端还与pmos管的源极连接，第二电阻的第二端还与编码继电器的线圈的第一端连接，pmos管的漏极与编码继电器的线圈的第二端连接，pmos管的栅极与第一电阻的第一端和第一光敏三极管的集电极连接。
68.本发明实施例采用多级开关的控制措施来增加全电子编码和信号传递装置的安全性，若某级开关出现故障，例如继电器接点粘连，通过双cpu动态采集编码继电器的no、nc接点识别编码继电器的输出状态进行驱采校核，确认驱采不一致故障后，可通过关闭另一级继电器开关来停止输出，保障模块的安全性。
69.第一cpu和第二cpu用于通过动态安全采集电路同时采集所有继电器（包括cj、编码继电器、qhj及编码条件总开关继电器）的常开接点（no）、常闭接点（nc），进行驱采一致性、接点互斥性的判断，发生故障后报警及导向安全侧，遵循2取2安全设计结构。
70.为了可靠检测继电器接点的状态，继电器的no及nc接点采用dc24v自检条件电源，第一cpu和第二cpu同时对继电器的no及nc接点进行动态发码采集，双cpu判决采集结果状态进行驱、采一致性检查及继电器接点的互斥性检查，并对no及nc的采集结果及判决结果
进行二取二比较。
71.继电器的常开、常闭接点的回检采用固有动态安全采集电路，如图6所示，动态安全采集电路包括结构相同的第一采集电路和第二采集电路，第一cpu通过第一采集电路对继电器的no及nc接点进行动态发码采集，第二cpu通过第二采集电路对继电器的no及nc接点进行动态发码采集。
72.第一采集电路和第二采集电路均包括常开接点采集支路、常闭接点采集支路和控制支路，常开接点采集支路的第一端与自检条件电源的正极连接，常开接点采集支路的第二端与控制支路的第一端连接，控制支路的第二端与自检条件电源的负极连接，常闭接点采集支路的第一端与自检条件电源的正极连接，常闭接点采集支路的第二端与常开接点采集支路的第二端和控制支路的第一端连接。
73.其中，常开接点采集支路和常闭接点采集支路均包括第一限流电阻、读取光耦、第三电阻和第二二极管，读取光耦包括第三二极管和第二光敏三极管，其中，第一限流电阻的第一端与自检条件电源的正极连接，第一限流电阻的第二端与第三二极管的阳极连接，第三二极管的阴极与第二二极管的阳极连接，第二光敏三极管的集电极作为读取点a，第二光敏三极管的集电极还与第三电阻的第一端连接，第三电阻的第二端与读取点a的电压为3.3v，第二光敏三极管的发射极接地。
74.控制支路包括控制光耦和第二限流电阻，控制光耦包括第四二极管和第三光敏三极管，其中，第三光敏三极管的集电极与常开接点采集支路中的第二二极管阴极和常闭接点采集支路中的第二二极管阴极连接，第三光敏三极管的发射极与自检条件电源的负极连接，第四二极管的阴极作为控制点b，第四二极管的阳极与第二限流电阻的第一端连接，第二限流电阻的第二端连接与控制点b的电压为3.3v。
75.动态安全采集电路原理如下：继电器的no及nc接点采用dc24v自检条件电源，第一cpu和第二cpu同时对继电器的no及nc接点进行动态发码采集，第一cpu和第二cpu判决采集结果状态进行驱、采一致性检查及继电器接点的互斥性检查，并对no及nc的采集结果及判决结果进行二取二比较。
76.动态安全采集电路对多个继电器进行回检时，多个常开接点采集支路和常闭接点采集支路共用一个控制支路，即多个继电器接点自检共用1个控制支路。
77.例如，板卡上共有21个继电器，正常情况下每个cpu需要21个动态发码采集信号，受到mcu资源限制，18个继电器均采用2个继电器接点自检共用1个控制支路，3个继电器接点自检电路为1个继电器自检用1个控制支路。
78.第一cpu和第二cpu分时复用io端口的方式通过动态安全采集电路读取继电器的接点状态，且相邻通道采用不同的动态控制信号。
79.例如，由于共有21个继电器no、nc状态回检，共需42个io端口，若每个no或nc状态就占用1个io端口，cpu现有io口数量不能满足要求，因此采用分时复用io端口的方式获取继电器的接点状态，每个cpu采用5个8位总线缓冲器，cpu分时读取每个继电器的常开及常闭接点状态。对于物理通道上相邻的接点状态，为了防止意外错误连接后错误读取，相邻通道采用不同的动态控制信号来保证不互相串扰。同时软件也做了平衡性处理，对一些意外干扰采取一些容忍策略，保证全电子编码和信号传递装置工作的稳定性。
80.第一cpu和第二cpu发出的自检信号为动态信号，根据设定时间内采集的结果判断
继电器接点状态。
81.如图7所示，全电子编码和信号传递装置内部软件结构包括平台硬件层、操作系统层、平台软件层、模块应用软件四部分。平台硬件层和操作系统层为平台软件和应用软件提供基础支持（主要为驱动功能及操作系统调度）。应用软件运行于平台软件的基础上，二者协同工作，共同实现全电子编码和信号传递装置功能。
82.软件基于面向过程的分析方法，对软件进行自顶向下的设计。采用模块化技术，对软件进行功能模块划分，并定义明确的模块间接口。整个软件采用多任务并行执行的方式，在初始化完成后，各功能任务由操作系统进行管理调度执行。
83.单模块的第一cpu和第二cpu由硬件设置了固定id号，第一cpu和第二cpu通过读取固定的id号让软件流向分支第一cpu和第二cpu。
84.基于上述全电子编码和信号传递装置，本发明实施例还提供一种全电子编码和信号传递方法，包括以下步骤：根据电码化发送器类型信息和电码化方式信息，确定输出的编码条件类型；控制继电器励磁电路和编码条件输出电路将编码条件输出；实时监测继电器励磁电路和编码条件输出电路的工作状态具体为：同时采集电码化传输继电器、编码继电器、切换继电器及编码条件总开关继电器的常开、常闭接点，并进行驱采一致性、接点互斥性的判断，发生故障后报警并导向安全侧。
85.本发明实施例的全电子编码和信号传递装置及方法适应多种场景的配置方式，适应继电编码发送器、适应通信编码发送器，正线进路电码化、侧线股道电码化，一个模块最多控制8个区段，超过8个区段可进行级联，并能保证安全，同时能够为2台发送器提供编码，也同时能为冗余的+1发送器提供编码，最多能够提供10路编码条件。
86.本发明通过正线进路电码化类型中的切换电路（第一切换继电器和第二切换继电器）的设置，保障单系模块故障后、不影响另外一系工作，不产生危险输出，能够导向安全侧。
87.本发明编码源的编码条件输出电路通过设置多重安全开关，增强模块的安全性。
88.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种全电子编码和信号传递装置，其特征在于，包括采用二取二结构的电码化模块i系和ii系，电码化模块i系和ii系均包括处理器控制电路、继电器励磁电路、编码条件输出电路和动态安全采集电路；其中，电码化模块i系和ii系根据计算机联锁下发的配置信息，确定输出的编码条件类型；处理器控制电路，用于控制继电器励磁电路和编码条件输出电路将编码条件输出；处理器控制电路，还用于通过动态安全采集电路实时监测继电器励磁电路和编码条件输出电路的工作状态。2.根据权利要求1所述的全电子编码和信号传递装置，其特征在于，电子编码和信号传递装置还包括编码条件端子板和电码化移频信号端子板；其中，电码化模块i系与编码条件端子板和电码化移频信号端子板连接，电码化模块ii系与编码条件端子板和电码化移频信号端子板连接；编码条件端子板与电码化发送器连接，电码化发送器与电码化调整设备连接，电码化调整设备与电码化移频信号端子板连接，电码化移频信号端子板还与电码化隔离设备连接。3.根据权利要求2所述的全电子编码和信号传递装置，其特征在于，电码化模块i系和ii系均还包括第一安全电源、第二安全电源、第三安全电源和第四安全电源；继电器励磁电路包括编码继电器励磁电路和电码化传输继电器励磁电路；其中，第一安全电源，用于为编码继电器励磁电路提供电源，第二安全电源和第三安全电源分别用于2个编码条件源总开关继电器的驱动电源，第四安全电源用于切换继电器的驱动电源，切换继电器设置在电码化移频信号端子板上。4.根据权利要求3所述的全电子编码和信号传递装置，其特征在于，处理器控制电路包括第一cpu和第二cpu，第一cpu和第二cpu连接，其中，第一cpu用于对编码继电器励磁电路和电码化传输继电器励磁电路进行控制，每个安全电源将来自第一cpu和第二cpu的动态脉宽控制信号转换成可驱动继电器的直流电源，当任一cpu动态脉宽控制信号不存在时，停止直流电源的输出。5.根据权利要求4所述的全电子编码和信号传递装置，其特征在于，第一cpu和第二cpu还用于对输入每个安全电源的动态脉宽控制信号进行的自检。6.根据权利要求1所述的全电子编码和信号传递装置，其特征在于，编码条件输出电路包括互相连接的第一级开关和第二级开关；其中，第一级开关包括2个编码条件总开关继电器的常开节点，2个编码条件总开关继电器的常开接点并联，保持1个编码条件总开关继电器的常开接点闭合，另外1个编码条件总开关继电器常开接点断开；第二级开关包括编码继电器常开接点。7.根据权利要求3所述的全电子编码和信号传递装置，其特征在于，第一cpu和第二cpu，还用于通过动态安全采集电路同时采集电码化传输继电器、编码继电器、切换继电器及编码条件总开关继电器的常开、常闭接点，并进行驱采一致性、接点互斥性的判断，发生故障后报警并导向安全侧。8.根据权利要求3-5任一所述的全电子编码和信号传递装置，其特征在于，切换继电器设置2个，第一切换继电器和第二切换继电器共用1个第四安全电源，固定由电码化模块i系
控制第一切换继电器和第二切换继电器，当电码化模块i系控制模式为主系时，驱动第一切换继电器和第二切换继电器吸起，否则为落下状态。9.根据权利要求8所述的全电子编码和信号传递装置，其特征在于，在正线进路电码化类型中，第一切换继电器和第二切换继电器均包括3组常开接点和3组常闭接点；其中，第一切换继电器的2组常开接点和常闭接点用于切换2路输入信号的去线，第二切换继电器的2组常开接点和常闭接点用于切换2路输入信号的回线，第一切换继电器和第二切换继电器的1组常开接点和常闭接点均与电码化模块i系和ii系连接，电码化模块i系和ii系通过1组常开接点和常闭接点回检第一切换继电器和第二切换继电器的接点状态。10.根据权利要求3-5任一所述的全电子编码和信号传递装置，其特征在于，动态安全采集电路包括结构相同的第一采集电路和第二采集电路，第一cpu通过第一采集电路对继电器的常开接点及常闭接点进行动态发码采集，第二cpu通过第二采集电路对继电器的常开接点及常闭接点进行动态发码采集，第一采集电路和第二采集电路均包括常开接点采集支路、常闭接点采集支路和控制支路。11.根据权利要求10所述的全电子编码和信号传递装置，其特征在于，动态安全采集电路对多个继电器进行回检时，多个常开接点采集支路和常闭接点采集支路共用一个控制支路。12.根据权利要求10所述的全电子编码和信号传递装置，其特征在于，第一cpu和第二cpu分时复用io端口的方式通过动态安全采集电路获取继电器的接点状态，且相邻通道的采用不同的动态控制信号。13.根据权利要求10所述的全电子编码和信号传递装置，其特征在于，第一cpu和第二cpu，还用于向动态安全采集电路发出动态控制信号后，根据设定时间内采集的结果判断继电器接点状态。14.根据权利要求1所述的全电子编码和信号传递装置，其特征在于，配置信息包括电码化发送器类型信息和电码化方式信息。15.一种全电子编码和信号传递方法，其特征在于，包括以下步骤：根据电码化发送器类型信息和电码化方式信息，确定输出的编码条件类型；控制继电器励磁电路和编码条件输出电路将编码条件输出；实时监测继电器励磁电路和编码条件输出电路的工作状态。16.根据权利要求15所述的全电子编码和信号传递方法，其特征在于，实时监测继电器励磁电路和编码条件输出电路的工作状态包括以下步骤：同时采集电码化传输继电器、编码继电器、切换继电器及编码条件总开关继电器的常开、常闭接点，并进行驱采一致性、接点互斥性的判断，发生故障后报警并导向安全侧。

技术总结
本发明属于全电子计算机联锁技术领域，公开一种全电子编码和信号传递装置及方法，其中装置包括：采用二取二结构的电码化模块I系和II系，电码化模块I系和II系根据计算机联锁下发的配置信息，确定输出的编码条件类型；电码化模块I系和II系均包括:处理器控制电路，用于控制继电器励磁电路和编码条件输出电路将编码条件输出；处理器控制电路，还用于通过动态安全采集电路实时监测继电器励磁电路和编码条件输出电路的工作状态。本发明取消外部的编码电路和信号传递电路的重力继电器，通过实时监测电路的工作状态，故障时报警信息方便维修，故障后能够快速切断编码通道，停止输出，使设备由故障导向安全。设备由故障导向安全。设备由故障导向安全。


技术研发人员：孙国营 刘锐冬 张忠红 任国桥 张夫松
受保护的技术使用者：北京全路通信信号研究设计院集团有限公司
技术研发日：2023.08.21
技术公布日：2023/9/20