一种铁路电务车载设备综合试验台

摘要

本发明公开一种铁路电务车载设备综合试验台，包括桌面柜体、测试面板柜体、左侧设备安置腔、右侧设备安置腔、设备控制开关组合、风管压力测试接口机构、右侧机车信号显示机构安装支架、速度传感器测试接口机构、右侧LKJ列车运行监控记录装置显示器安装孔、双针速度表、车载设备综合试验控制显示器、左侧LKJ列车运行监控记录装置显示器安装孔、左侧机车信号显示机构安装支架、设备航空插头桥接机构、车载设备综合试验主机、总线束、左侧车载设备航空插头连接线束、右侧车载设备航空插头连接线束、左侧显示线束右侧显示线束、接线线排、航空插头桥接机构线束、速度传感器连接线束和风管压力传感器连接线束，实现对车载设备的整体综合联调联试。

说明书

技术领域

本发明属于铁路运输安全装备技术领域，具体涉及一种铁路电务车载设备综合试验台。

背景技术

电务车载设备是保障列车安全运行的重要装备。车载设备能够实时感应并复示当前地面信号，能够实时采集并记录机车速度信号、风管压力信号、机车手柄等机车状态信息，结合预存的线路数据公里标、运行坡度、弯道、隧道、桥梁等对机车司机进行必要安全操纵的提醒，并实时记录车载设备运行状态，在紧急情况时对列车进卸载或制动控制。车载设备能有效地防止列车超速、防止列车冒进信号、冒出信号等。作为我国铁路列车防超速设备在保障铁路运输安全方面发挥了显著作用。由此可见电务车载设备的质量保障的重要性，车载设备检修维护作业的重要性。

车载设备检修维护作业质量非常重要，但是目前铁路电务系统没有专用的车载设备综合性试验台，使检修质量存在很大的隐患，主要体现在如下几点：车载设备目前只是有单项设备的试验台，单项设备检测的局限性无法确保整体车载设备安全可靠；部分设备缺失基本的检测手段；目前所使用的热备柜，仅可以对LKJ列车运行监控记录装置进行热备，功能单一、作用有限；目前所使用的教学演练设备，也仅仅能够提供针对LKJ监控记录装置设备的演练，缺乏综合性演功能；车载设备器材检修完毕后有必要进行长时间运行试验，以验证检修质量，但目前的试验台不具备老化试验功能。为了保障电务车载设备的质量安全，研制车载设备综合试验台迫在眉睫。

发明内容

为此，针对上述问题，本发明提供一种铁路电务车载设备综合试验台。

本发明提供如下技术方案：一种铁路电务车载设备综合试验台，包括：

桌面柜体，所述桌面柜体上设置有至少两个设备安置腔；

测试面板柜体，所述测试面板柜体上设置有设备控制开关组合、风管压力测试接口机构、右侧机车信号显示机构安装支架、速度传感器测试接口机构、右侧LKJ列车运行监控记录装置显示器安装孔、双针速度表、车载设备综合试验控制显示器、左侧LKJ列车运行监控记录装置显示器安装孔、左侧机车信号显示机构安装支架和设备航空插头桥接机构；

以及设置于所述测试面板柜体上的车载设备综合试验主机、总线束、左侧车载设备航空插头连接线束、右侧车载设备航空插头连接线束、左侧显示线束、右侧显示线束、接线线排、航空插头桥接机构线束、速度传感器连接线束和风管压力传感器连接线束；

其中，所述总线束与所述设备控制开关组合、双针速度表、车载设备综合试验控制显示器和车载设备综合试验主机电连接，所述总线束通过接线线排与所述左侧车载设备航空插头连接线束、右侧车载设备航空插头连接线束、左侧显示线束、右侧显示线束、航空插头桥接机构线束、速度传感器连接线束和风管压力传感器连接线束电连接，所述风管压力传感器连接线束与所述风管压力测试接口机构连接，所述速度传感器连接线束与所述速度传感器测试接口机构连接，所述航空插头桥接机构线束与所述设备航空插头桥接机构连接，所述右侧显示线束与所述右侧LKJ列车运行监控记录装置显示器安装孔所安装的LKJ列车运行监控记录装置显示器连接并与右侧机车信号显示机构安装支架安装的机车信号显示机构连接，所述左侧显示线束与所述左侧列车运行监控记录装置显示器安装孔所安装的LKJ列车运行监控记录装置显示器连接并与左侧机车信号显示机构安装支架安装的机车信号显示机构连接。

能够通过分体式机柜结构设计便于运输和安装；可模拟发送各种车载设备所需的信号，且设备间可互为条件，最大程度接近实际运行的仿真；通过CAN通讯、485通讯、以太网通讯与设备相连，运行情况进行实时记录，可对故障进行记录并保存，方便车载设备维修和施修后设备老化检验和热备；阐述的设备间的每一个航空插座的引出线都通过设备航空插头桥接机构进行桥接，其桥接用的航空插座与设备航空插座型号完全一致，断开桥接连线，可以非常便于独立设备的接入实验；具备AI智能运算功能的综合性试验台，并通过物联网通信连接大数据平台，可以把设备的状态信息传输到设备管理系统中，为设备检修大数据提供依据，并接收设备管理系统信息，为设备维修提供指导功能。

进一步的，所述测试面板柜体与所述桌面柜体贴合设置。

进一步的，所述桌面柜体左侧至少设置有一个左侧设备安置腔，所述桌面柜体右侧至少设置有一个右侧设备安置腔，所述的左侧车载设备航空插头连接线束与所述的左侧设备安置腔中安置的设备相连，所述的右侧车载设备航空插头连接线束与所述右侧设备安置腔中安置的设备相连。

进一步的，所述车载设备综合试验主机包括：

主控电路、用于协调控制车载设备综合试验主机各项功能的实施；

仿真信号输出电路、用于产生各种被测试设备用的模拟信号；

开关量输入输出电路、用于产生各种被测试设备用的开关量信号，并将输入的开关量信号转换成单片机能识别的TTL电平信号；

物联网通信接口电路、用于通过无线的方式连接互联网和远程服务器进行通信，接入大数据系统；

AI智能运算电路、用于增强对测试过程和测试结果的学习能力，结合大数据，做出智能判断。

进一步的，其中主控电路为型号STM32F407的单片机最小系统，包括STM32F407芯片、8M晶振、10K电阻和1UF电容串联组成的复位电路，STM32F407芯片的12和13脚连接晶振，14脚连接复位电路。

进一步的，仿真信号输出电路主要包括AD9850芯片、X9313芯片和接线端子，AD9850芯片的控制管脚连接STM32F407芯片IO口，AD9850芯片的输出部分连接X9313芯片输入侧，X9313芯片的输出连接接线端子，X9313芯片的控制脚连接STM32F407芯片IO口。

进一步的，开关量输入输出电路的输出部分主要包括继电器、光耦和接线端子，光耦的输入侧连接STM32F407芯片IO口，光耦的输出侧连接继电器的线圈，继电器的常开触点连接接线端子，开关量输入输出电路39的输入部分包括光耦和接线端子，光耦的输入侧连接接线端子，光耦输出侧连接STM32F407芯片IO口。

进一步的，物联网通信接口电路主要包括4G通信模组、电平转换芯片和SIM卡座，电平转换芯片的输入侧连接STM32F407芯片IO口，电平转换芯片输出侧连接4G通信模组，4G通信模组相应管脚连接SIM卡座的管脚。

进一步的，AI智能运算电路主要由型号为ZYNQ7010的PGFA核心模组构成，其通过通信接口和STM32F407芯片的通信接口相连。

一种铁路电务车载设备综合试验台的实验方法，包括以下步骤：

步骤1、由甲设备航空插头A连接甲设备航空插座A；

步骤2、甲设备航空插头A中的连线接到接线线排中指定的端子上，并从该接线线排的端子引线接到设备航空插头桥接机构上的桥接航空插座A入上；

步骤3、用航空插头连线A连接设备航空插头桥接机构上的桥接航空插座A入和桥接航空插座A出；

步骤4、设备航空插头桥接机构上的桥接航空插座A出中的连线接到接线线排中指定的端子上，并从该接线线排的端子引线连接到设备航空插头桥接机构上的桥接航空插座B出上；

步骤5、用航空插头连线A连接设备航空插头桥接机构的桥接航空插座B出和桥接航空插座B入；

步骤6、用桥接航空插座B入引出线连接到接线线排中的指定端子，并从该端子引线到乙设备航空插头B上；

步骤7、由乙设备航空插头B连接乙设备航空插座B；

步骤8、航空插头桥接连接成功。

本发明具有如下优点：能够把铁路电务车载设备中的主要设备LKJ列车运行监控记录装置、机车信号系统、TAX2机车安全信息综合监测装置、无线传输设备、速度传感器、风管压力传感器集中地连接在一个试验台内，实现对车载设备的整体综合联调联试，进行综合性联调联试可以更好地保障设备质量；同时，具备了车载设备综合实验的功能，能够在检修完毕后实施联调联试，同时可以实现设备的热备、职工的学习和演练；而且，具备大数据接口，为设备检修的智能化提供条件，该综合试验台的应用提高可设备的保障力度，适合推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1是本发明一种具体实施方式提供的一种铁路电务车载设备综合试验台的正面结构示意图；

图2是本发明一种具体实施方式提供的一种铁路电务车载设备综合试验台的背面结构示意图；

图3是本发明一种具体实施方式提供的一种铁路电务车载设备综合试验台的车载设备综合试验主机组成框图；

图4是本发明一种具体实施方式提供的一种铁路电务车载设备综合试验台的设备航空插头桥接方法结构示意图。

图中：1.桌面柜体、2.测试面板柜体、3.左侧设备安置腔、4.右侧设备安置腔、5.设备控制开关组合、6.风管压力测试接口机构、7.右侧机车信号显示机构安装支架、8.速度传感器测试接口机构、9.右侧LKJ列车运行监控记录装置显示器安装孔、10.双针速度表、11.车载设备综合试验控制显示器、12.左侧LKJ列车运行监控记录装置显示器安装孔、13.左侧机车信号显示机构安装支架、14.设备航空插头桥接机构、15.车载设备综合试验主机、16.总线束、17.左侧车载设备航空插头连接线束、18.右侧车载设备航空插头连接线束、19.左侧显示线束 20.右侧显示线束、22.接线线排、23.航空插头桥接机构线束、25.速度传感器连接线束、26.风管压力传感器连接线束、27.甲设备航空插座A、28.甲设备航空插头A、29.桥接航空插座A入、30. 桥接航空插头连线B、31.桥接航空插座A出、32. 桥接航空插座B出、33. 桥接航空插头连线B、34.桥接航空插座B入、35.乙设备航空插头B、36.乙设备航空插座B、37.主控电路、38.仿真信号输出电路、39.开关量输入输出电路、40.物联网通信接口电路、41.AI智能运算电路。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列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，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。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。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

本发明实施例1提供的一种铁路电务车载设备综合试验台，请参阅图1和图2所示，包括：

桌面柜体1，桌面柜体1上设置有至少两个设备安置腔。测试面板柜体2与桌面柜体1贴合设置。

测试面板柜体2，桌面柜体1左侧至少设置有一个左侧设备安置腔3，桌面柜体1右侧至少设置有一个右侧设备安置腔4。

测试面板柜体2上设置有设备控制开关组合5、风管压力测试接口机构6、右侧机车信号显示机构安装支架7、速度传感器测试接口机构8、右侧LKJ列车运行监控记录装置显示器安装孔9、双针速度表10、车载设备综合试验控制显示器11、左侧LKJ列车运行监控记录装置显示器安装孔12、左侧机车信号显示机构安装支架13和设备航空插头桥接机构14。

以及设置于测试面板柜体2上的车载设备综合试验主机15、总线束16、左侧车载设备航空插头连接线束17、右侧车载设备航空插头连接线束18、左侧显示线束19、右侧显示线束20、接线线排22、航空插头桥接机构线束23、速度传感器连接线束25和风管压力传感器连接线束26。

其中，总线束16与设备控制开关组合5、双针速度表10、车载设备综合试验控制显示器11和车载设备综合试验主机15电连接，总线束16通过接线线排22与左侧车载设备航空插头连接线束17、右侧车载设备航空插头连接线束18、左侧显示线束19、右侧显示线束20、航空插头桥接机构线束23、速度传感器连接线束25和风管压力传感器连接线束26电连接，风管压力传感器连接线束26与风管压力测试接口机构6连接，速度传感器连接线束25与速度传感器测试接口机构8连接，航空插头桥接机构线束23与设备航空插头桥接机构14连接，右侧显示线束20与右侧LKJ列车运行监控记录装置显示器安装孔9所安装的LKJ列车运行监控记录装置显示器连接并与右侧机车信号显示机构安装支架7安装的机车信号显示机构连接，左侧显示线束19与左侧LKJ列车运行监控记录装置显示器安装孔12所安装的LKJ列车运行监控记录装置显示器连接并与左侧机车信号显示机构安装支架13安装的机车信号显示机构连接。

需要说明的是，上述线束与安装孔、安装支架等安装为的连接实际是与安装位上所安装的元器件电连接，如右侧显示线束20与右侧LKJ列车运行监控记录装置显示器安装孔9所安装的LKJ列车运行监控记录装置显示器连接。

具体安装位置如下：桌面柜体1在测试面板柜体2前方密贴安装，左侧设备安置腔3、右侧设备安置腔4位于桌面柜体1两侧，的左侧车载设备航空插头连接线束17与的左侧设备安置腔3中安置的设备相连，的右侧车载设备航空插头连接线束18与右侧设备安置腔4中安置的设备相连，设备控制开关组合5位于测试面板柜体2右侧贴近桌面位置，风管压力测试接口机构6和速度传感器测试接口机构8位于设备控制开关组合5上方，双针速度表10位于设备控制开关组合5的左上方，右侧机车信号显示机构安装支架7位于测试面板柜体2的右侧靠近柜体边沿位置，右侧机车信号显示机构安装支架7的左边是右侧LKJ列车运行监控记录装置显示器安装孔9、车载设备综合试验控制显示器11居中安装在测试面板柜体2贴近柜体上边沿部位，左侧机车信号显示机构安装支架13位于测试面板柜体2左侧靠近柜体边沿位置，机车信号显示机构安装支架13的左侧是左侧LKJ列车运行监控记录装置显示器安装孔12、设备航空插头桥接机构14安装于测试面板柜体2左下方侧贴近桌面的部位，车载设备综合试验主机15安装在测试面板柜体2后面左侧下方位置，总线束16位于中间位置，总线束16分别连接左侧车载设备航空插头连接线束17、右侧车载设备航空插头连接线束18、左侧显示线束19、右侧显示线束20、接线线排22、航空插头桥接机构线束23、速度传感器连接线束25和风管压力传感器连接线束26。

设备安装如下：左侧设备安置腔4安置LKJ列车运行监控记录装置和无线传输装置；右侧设备安置腔3放置机车信号系统和TAX2机车安全信息综合监测装置；风管压力测试接口机构6安装风管压力传感器；速度传感器测试接口机构8安装速度传感器；左侧机车信号显示机构安装支架13和右侧机车信号显示机构安装支架7分别安装机车信号显示机构，左侧LKJ列车运行监控记录装置显示器安装孔12和右侧LKJ列车运行监控记录装置显示器安装孔9分别安装LKJ列车运行监控记录装置显示器；

按上述连接设备后，通过不同的插头进行组合桥接不同设备，便可实现设备联调联试功能，所有车载主体设备连接在一起，最大限度满足车上环境，进行联调联试。完全模拟车载设备运行环境，发送各种车载设备现场运行条件信号。

通过设备航空插头桥接机构可方便地切换任一单独设备进行设备维修或故障查找。因而可实现教学、实习演练台功能。

可实现综合热备功能。

可进行老化试验，可对老化试验过程中的运行故障进行自动记录，验证设备长期运行的可靠性。

优选的，请参阅图3所示，车载设备综合试验主机15包括：

主控电路37、用于协调控制车载设备综合试验主机15各项功能的实施；

仿真信号输出电路38、用于产生各种被测试设备用的模拟信号；

开关量输入输出电路39、用于产生各种被测试设备用的开关量信号，并将输入的开关量信号转换成单片机能识别的TTL电平信号；

物联网通信接口电路40、用于通过无线的方式连接互联网和远程服务器进行通信，接入大数据系统；

AI智能运算电路41、用于增强对测试过程和测试结果的学习能力，结合大数据，做出智能判断。

进一步优选的，其中主控电路37为型号STM32F407的单片机最小系统，包括STM32F407芯片、8M晶振、10K电阻和1UF电容串联组成的复位电路，STM32F407芯片的12和13脚连接晶振，14脚连接复位电路。

仿真信号输出电路38主要包括AD9850芯片、X9313芯片和接线端子，AD9850芯片的控制管脚连接STM32F407芯片IO口，AD9850芯片的输出部分连接X9313芯片输入侧，X9313芯片的输出连接接线端子，X9313芯片的控制脚连接STM32F407芯片IO口。

开关量输入输出电路39的输出部分主要包括继电器、光耦和接线端子，光耦的输入侧连接STM32F407芯片IO口，光耦的输出侧连接继电器的线圈，继电器的常开触点连接接线端子，开关量输入输出电路39的输入部分包括光耦和接线端子，光耦的输入侧连接接线端子，光耦输出侧连接STM32F407芯片IO口。

物联网通信接口电路40主要包括4G通信模组、电平转换芯片和SIM卡座，电平转换芯片的输入侧连接STM32F407芯片IO口，电平转换芯片输出侧连接4G通信模组，4G通信模组相应管脚连接SIM卡座的管脚。

AI智能运算电路41主要由型号为ZYNQ7010的PGFA核心模组构成，其通过通信接口和STM32F407芯片的通信接口相连。

实施例2

本发明实施例2提供的一种铁路电务车载设备综合试验台的实验方法，请参阅图4所示，包括以下步骤：

步骤1、由甲设备航空插头A28连接甲设备航空插座A27；

步骤2、甲设备航空插头A28中的连线接到接线线排22中指定的端子上，并从该接线线排的端子引线接到设备航空插头桥接机构14上的桥接航空插座A入29上；

步骤3、用航空插头连线A30连接设备航空插头桥接机构14上的桥接航空插座A入29和桥接航空插座A出31；

步骤4、设备航空插头桥接机构14上的桥接航空插座A出31 中的连线接到接线线排22中指定的端子上，并从该接线线排的端子引线连接到设备航空插头桥接机构14上的桥接航空插座B出32上；

步骤5、用航空插头连线A33连接设备航空插头桥接机构14的桥接航空插座B出32和桥接航空插座B入34；

步骤6、用桥接航空插座B入34 引出线连接到接线线排22中的指定端子，并从该端子引线到乙设备航空插头B35上；

步骤7、由乙设备航空插头B35连接乙设备航空插座B36；

步骤8、航空插头桥接连接成功。

实施例3

本发明实施例3提供的一种铁路电务车载设备综合试验台的实验方法，包括以下步骤：

步骤1：将检测合格的车载设备分别安装在左侧设备安置腔3、右侧设备安置腔4、右侧机车信号显示机构安装支架7右侧LKJ列车运行监控记录装置显示器安装孔9左侧机车信号显示机构安装支架13左侧LKJ列车运行监控记录装置显示器安装孔12中，连接对应航空插头；

步骤2：断开设备航空插头桥接机构14对应的连线，接入所要测试的设备；

步骤3：打开电源开关，按照车载设备综合试验控制显示器11界面的提示和说明对接入设备进行测试。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。