[發明專利]通用車載綜合安全監控系統及其通信冗余切換方法

在審

• 申請號: 202310373579.5
• 申請日: 2023-04-10
• 公開（公告）號: CN116405342A
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 馬慶杰;程佳;李海龍;王潤;刁兆磊;熊旺;陳帥;孫群;趙翔
• 申請（專利權）人: 中車青島四方車輛研究所有限公司
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40;H04L49/15;H04L49/40;H04L49/552;B61L15/00;H02J1/08;H02J1/10;H02J1/02
• 代理公司: 青島清泰聯信知識產權代理有限公司 37256
• 代理人: 徐艷艷

本發明涉及一種通用車載綜合安全監控系統及其通信冗余切換方法，系統包括安全監控主機，安全監控主機設有：功能板卡；電源處理板卡，設有兩路獨立的電源處理單元，將外部DC110V輸入轉換為DC24V；電源隔離模塊，連接于每個功能板卡和電源處理板之間，電源隔離模塊包括兩個完全隔離的隔離電源，兩個隔離電源的輸出電源正極通過二極管進行匯流后，與功能板卡的DC24V輸入連接，兩個隔離電源的地線共地連接；通信網絡，包括兩組獨立的交換網，每組交換網與各個功能板卡構成星型網絡；通訊板卡，分別與兩組交換網連接。本發明對電源、內部總線及通訊接口進行冗余設計，減少故障點，保證系統正常運行，提高系統安全性、穩定性及可靠性。

技術領域

本發明屬于軌道車輛安全監測技術領域，涉及軌道車輛綜合安全監控技術，具體地說，涉及一種通用車載綜合安全監控系統及其通信冗余切換方法。

背景技術

隨著列車運行速度的不斷提高，人們對列車運行的安全性及可靠性也隨之提出了更高的要求。高速動車組上進行列車安全監測的設備也越來越多，綜合集成安全監測設備的需求也隨之提出。

目前主流的綜合安全監控系統，將獨立的軸溫監控單元、失穩監控單元、平穩監控單元、振動監控單元等硬件模塊組合在一起，實現了系統在對功能上的集成與綜合。但現有的綜合安全監控系統沒有充分考慮對傳感采集、電源管理、內部通信調度及外部數據上報等關鍵節點與路徑的冗余設計，綜合安全監控系統自身故障點多，無法保證綜合安全監控系統正常工作，從而導致綜合安全監控系統功能缺失、外部數據上傳中斷等問題發生，安全性、穩定性、可靠性差。因此，設計一種具有完善冗余機制的綜合安全監控系統是十分必要的。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述問題，提供了一種通用車載綜合安全監控系統及其通信冗余切換方法，在安全監控主機的電源、內部總線及通訊接口方面進行冗余設計，減少故障點，保證綜合安全監控系統的正常運行，提高系統的安全性、穩定性及可靠性。

為了達到上述目的，本發明提供了一種通用車載綜合安全監控系統，包括安全監控主機，安全監控主機設有：

功能板卡，用于安全監測；

電源板卡，設有兩個獨立的電源處理單元，電源處理單元用于將外部DC110V輸入轉換為DC24V；

電源隔離模塊，連接于每個功能板卡和電源處理板之間，為每個功能板卡供電；電源隔離模塊包括兩個完全隔離的隔離電源，兩個隔離電源的輸出電源正極通過二極管進行匯流后，與功能板卡的DC24V輸入連接，兩個隔離電源的地線共地連接；

通信網絡，包括兩組獨立的交換網，每組交換網與各個功能板卡構成星型網絡；

通訊板卡，用于列車網絡控制系統的信息上報，通訊板卡分別與兩組交換網連接。

進一步的，通信網絡還包括備用網絡，備用網絡分別連接各個功能板卡、通訊板卡；備用網絡包括一組CAN?A通訊網絡、一組RS485通訊網絡和一路備用同步觸發信號，與交換網一起構成異構通訊網絡。

優選的，功能板卡包括：

軸溫監測板卡，用于監測軸溫；

平穩監測板卡，用于監測車輛運行平穩性；

失穩監測板卡，用于監測車輛相對軌道方向橫向運動的穩定性；

走行部監測板卡，用于監測車輛走行部狀態

阻尼監測板卡，用于監測車輛阻尼狀態。

優選的，通信網絡還包括獨立的軸溫CAN通訊總線，軸溫CAN通訊總線與其他板卡總線完全隔離，軸溫數據通過軸溫監測板卡匯總后經過軸溫CAN通訊總線統一發送給通訊板卡。