基于FPGA的C3仿真測(cè)試系統(tǒng)ATP接入模塊的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、基于我國(guó)高速客運(yùn)專線目前及未來(lái)的發(fā)展需求,鐵路部門結(jié)合我國(guó)基本國(guó)情,編制出CTCS(Chinese Train Control System,中國(guó)列車控制系統(tǒng))。其中,ATP(Automatic Train Protection,列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng))是CTCS車載子系統(tǒng)的核心設(shè)備,我國(guó)使用的ATP多為國(guó)外引進(jìn),各廠商ATP設(shè)備接口存在較大差異性;針對(duì)ATP故障,現(xiàn)場(chǎng)具備專業(yè)維修技能的人員較少;現(xiàn)階段我國(guó)對(duì)ATP的研究還不夠深入,測(cè)試人員依

2、然采用傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)上車調(diào)試方法,這樣做不僅浪費(fèi)人力,而且對(duì)ATP的功能測(cè)試存在局限性。通過(guò)對(duì)ATP接口功能進(jìn)行深入研究,爭(zhēng)取早日實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破,顯得相當(dāng)?shù)丶逼取?br>　　本文設(shè)計(jì)的ATP接入模塊作為C3(CTCS-3,中國(guó)列車控制系統(tǒng)3級(jí))級(jí)仿真測(cè)試系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。以FPGA作為數(shù)據(jù)處理模塊核心器件,通過(guò)實(shí)物接口驅(qū)動(dòng),連接車載ATP;同時(shí)使用內(nèi)部通信協(xié)議,開發(fā)適合于車載ATP的接口應(yīng)用邏輯,實(shí)現(xiàn)ATP列車接口和制動(dòng)接口接入到C3仿

3、真測(cè)試系統(tǒng),很大程度上降低了仿真測(cè)試成本,并且可以有效地制定出各種測(cè)試方案,盡可能達(dá)到仿真測(cè)試目的。
　　首先,在分析ATP工作原理的理論基礎(chǔ)上,結(jié)合C3仿真測(cè)試系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境,論證ATP接入模塊的設(shè)計(jì)原則和功能需求,提出ATP接入模塊的整體設(shè)計(jì)方案,是由主控板、數(shù)字量采集DI板和數(shù)字量發(fā)送DO板組成。
　　其次,對(duì)各部分功能進(jìn)行硬件電路設(shè)計(jì),詳細(xì)介紹數(shù)字量采集和發(fā)送處理電路、電源、時(shí)鐘等模塊的設(shè)計(jì)方法,并對(duì)電磁兼容的基本理

4、論進(jìn)行闡述,介紹各電路板內(nèi)部及板間電磁兼容的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法和具體的設(shè)計(jì)步驟,完成主控板、DI和DO板的硬件設(shè)計(jì);在此的基礎(chǔ)上,根據(jù)功能需求設(shè)計(jì)專有通信協(xié)議SIP,重點(diǎn)研究數(shù)據(jù)自校驗(yàn)功能以提高通信過(guò)程的可靠性及其硬件語(yǔ)言的實(shí)現(xiàn),并設(shè)計(jì)硬件電路以建立通信協(xié)議的物理層。
　　最后,根據(jù)C3仿真測(cè)試系統(tǒng)功能及測(cè)試方案,應(yīng)用Labview軟件設(shè)計(jì)上位機(jī)管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)顯示、用戶可視化操作、故障模擬等功能,進(jìn)而完成車載 ATP與ATP接入