城轨控制实验室仿真平台硬件接口研究

摘要

城市轨道交通主要服务于城市内公共客运，在城市公共客运交通中起骨干作用。近年来，我国城市轨道交通得到了大力发展，对城市轨道交通控制技术提出了更高的要求，同时，构建综合的城市轨道交通控制实验室也是我校科研、教学的迫切需要。
　　课题来源于西南交通大学城市轨道交通控制及通信平台实验室，该实验室是以城市轨道交通为主、高速铁路为辅、管控一体、理实结合的综合实训平台。本论文主要内容是对城市轨道交通控制及通信平台实验室仿真平台硬件接口的研究设计，实现对仿真沙盘信号机、道岔、发车表示器、紧急停车按钮等信号设备及仿真列车的运行、定位的控制。系统采用模块化、即插即用的设计方法，便于实验室对故障的查找与日常维护，使系统具有更好的可拓展性，为今后的研发提供有利条件。本论文主要完成了以下工作：
　　1、对城市轨道交通控制及通信平台实验室功能需求进行分析，并设计城市轨道交通及高速铁路的系统结构图；
　　2、对城市轨道交通控制及通信平台信号仿真设备控制、采集板硬件的设计，在STC12C5A60S2芯片最小系统的基础上扩展了外部数据存储器、RS-232C接口、USB接口、RS-485及RS-422接口，并预留了网络通信接口；
　　3、对城市轨道交通控制及通信平台信号仿真设备模块硬件的设计，包括信号机模块设计、电磁道岔模块设计、发车表示器模块设计、紧急停车按钮模块设计及无线仿真机车模块设计；
　　4、分析系统软件的设计，设计了系统通信协议，并编写了信号仿真设备控制、采集板、电磁道岔模块及发车表示器模块测试程序；
　　5、完成系统焊接及整体调试。
　　本设计在城市轨道交通控制及通信平台实验室的应用，满足了实验室仿真平台硬件接口需求，具有较强的可用性，达到了预期的设计目标。