一种高可靠性架构的BTM系统的制作方法

一种高可靠性架构的btm系统
技术领域
1.本发明涉及一种高可靠性改进架构的btm系统。


背景技术：

2.目前市场上的btm系统由btm主机、btm天线及天线线缆组成，btm天线激活应答器时，同时收取应答器发送的报文信息，通过同轴线缆传输模拟fsk信号至btm主机，由主机对fsk信号进行处理后，将应答器报文信息输出至车载列控系统。
3.如图1所示，现有的btm系统，天线与主机之间的信号传输多采用同轴线缆，主机通过同轴线缆传输27m能量信号用于激活天线，同时主机通过同轴线缆接收应答器发送的报文4m fsk信号，同轴线缆成本高，且线缆上同时传输27m能量信号及4m fsk信号，在目前机车的安装环境下，极易受到环境干扰而故障，且同轴线缆故障后直接会导致btm功能失效。另外，由于传输的是27m高频能量信号，同轴线缆长度受波长限制，线缆长度必须为半波长整数倍，因此造成了线缆浪费。


技术实现要素：

4.本发明针对既有btm系统易受车体环境干扰、同轴线缆传输距离限制等缺点，提出一种高可靠性架构的btm系统。
5.本发明提供一种高可靠性架构的btm系统，所述btm系统由btm主机、btm天线及低频线缆组成；
6.所述btm系统将现有btm主机上的模拟电路部分移置到btm天线中，同时用所述低频线缆代替现有的同轴电缆，
7.所述低频线缆穿过车体连接btm主机和btm天线，负责提供天线工作电源和btm天线解调后ta码的传输功能；
8.所述低频线缆由冗余的电源线、地线及冗余的ta传输线组成；
9.所述低频线缆由于不传输高频信号，同时不易受空间高频信号干扰，不受传输信号波长限制，从而线缆长度可根据机车安装条件进行合理设计。
10.本发明技术优势：此种架构设计，可直接避免车体环境对btm传输路径的干扰，且线缆传输的信号为低频信号，传输距离更远，而不受传输信号波长限制，线缆长度可根据机车安装条件进行合理设计。同时此种架构提高了btm天线天线布置的灵活性，可以延伸出多种btm使用形式，如双天线单端冗余，双天线头尾冗余结构。
附图说明
11.图1为现有技术的btm系统架构图；
12.图2为本发明btm系统的架构图；
13.图3为本发明btm系统的常规应用示意图；
14.图4为本发明btm系统的双天线单端冗余应用示意图；
15.图5为本发明btm系统的双天线头尾端冗余应用示意图；
具体实施方式
16.下面结合具体实施例对本发明进行详细的说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不已任何形式限制本发明。应该指出的是，对本领域的普通技术人员来讲，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
17.现有架构的btm，如图1，其中btm主机置于信号机柜内，主机包括电源模块、驱动模块、解调模块和解码通信模块，其中驱动模块为天线提供27m能量驱动放大功能，解调模块负责接收4m fsk信号，并对信号进行解调，将信号调制为低频ta码信号，而解码通信模块则将接收到的ta码转换为用户报文传输给车载列控系统，其中驱动模块和解调模块是由模拟电路搭建而成，而解码通信模块通常由可编程器件组成，容易受到外部环境干扰，其可靠性较模拟电路为低。本发明通过对现有架构btm的系统可靠性和成本的详细评估，将图1架构主机中可靠性较高的驱动和解调等模拟电路部分移植到天线中，主机则保留解码通信功能，此种架构设计既保证了系统的可靠性，同时也用低频线缆替换了同轴线缆，降低了系统的成本。
18.本发明的btm系统，由btm主机、btm天线及低频线缆组成，将btm主机上的模拟电路部分功能移植到btm天线中，低频线缆负责提供天线工作电源和接收btm天线解调后ta码的传输功能，其架构参见图2。
19.其中，a1/a4接口是btm系统与地面应答器之间的接口，b接口是btm与车载列控系统之间的接口，用于btm与车载列控系统之间的通信。
20.btm天线：btm天线安装于机车车体转向架或车体底部。btm天线包含驱动模块和解调模块，驱动模块为天线提供27m能量驱动放大功能，通过a4接口输出，用于激活地面应答器，解调模块负责接收a1接口信号，并对信号进行解调，将a1信号调制为低频ta1和ta2信号。
21.低频线缆：贯通车体连接btm主机和btm天线，由冗余的电源线1,2、地线及冗余的ta传输线1,2组成，其中btm主机通过电源线1,2为btm天线供电，ta传输线1,2为天线传输ta码至btm主机。低频线缆由于不传输高频信号，同时不易受空间高频信号干扰，不受传输信号波长限制，从而线缆长度可根据机车安装条件进行合理设计。另外，由于现有架构的同轴电缆为单路设计，一旦出现单点故障(如短路断路等)，则btm会整体失效，替换成低频线缆后，由于其包含冗余的通信线设计，所以出现单点故障后，不影响btm系统的正常运行。
22.btm主机：放置在车上信号机柜内，通过低频线缆接收btm天线发送的ta1和ta2码元，将ta码解码后通过b接口传输至车载信号系统。
23.低频线缆的应用使线缆及天线分布更灵活，模拟电路部分集成到天线中，使天线对车体空间及线路的干扰敏感度大幅降低，方便天线在车体下更多的空间进行布置。
24.本发明的btm系统实际使用时，主机采用单套，天线和低频线缆可根据现场使用场景进行多个选择，以下结合具体的实例进行说明。
25.图3为本发明btm常规使用结构示意图(虚线框内)。此种方式为常规使用，btm主机安装在车头信号机柜内，btm天线安装在车头下方，低频线缆穿过车体连接btm主机和btm天
线。
26.该应用场景的有益效果在于：降低了btm传输应答器信息过程中受车体干扰的风险，增加了应答器报文传输的线缆距离，同时降低了线缆传输成本。
27.图4为本发明btm双天线单端冗余应用示意图(虚线框内)。此种方式为双天线冗余架构，btm主机安装在车头信号机柜内，btm两个天线分别安装在车头下方，双天线中心距离大于8米，低频线缆穿过车体连接btm主机与btm天线，双天线可冷备也可热备工作。
28.btm运行过程中，当其中一个天线失效后，可及时切换到另一个天线工作。提供btm系统的可用性。
29.该应用场景的有益效果在于：在降低了btm传输应答器信息过程中车体干扰风险的同时，满足了btm双天线冗余功能，降低btm运行过程中单点btm失效导致的丢点风险。
30.图5为本发明btm双天线头尾端冗余应用示意图(虚线框内)。此种方式为双天线冗余架构，btm主机安装在车头信号机柜内，btm两个天线分别安装在车头下方和车尾下方，低频线缆穿过车体连接btm主机与btm天线，双天线同时工作。
31.btm在运营过程中，btm主机通过头尾端天线将两端收到的应答器信息经过处理后输出至车载信号系统。
32.该应用场景的有益效果在于：头尾端天线信息汇总到btm主机，由btm主机进行车头车尾信息冗余处理后，传输给车载信号设备，与传统的头尾端各布置一台btm主机和车载信号设备实现头尾端冗余方式相比，降低了车载信号系统设备复杂度，在简化车载信号设备功能的同时提升了btm处理能力。
33.本发明高可靠性架构btm的技术优势在于：
34.降低btm传输应答器信息过程中车体干扰风险，提高了btm可靠性；
35.低频线缆的应用使得线缆及天线分布更灵活，模拟部分集成到天线中，使天线对车体空间及线路的干扰敏感度大幅降低，方便天线在车体下更多的空间进行布置；
36.btm主机只进行解码通信，数字功能高度集中，主机数量只需一个，降低btm主机结构的复杂度。
37.以上所述仅为本发明方案的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。