[发明专利]一种基于二乘二取二架构的信号机驱动系统

说明书

本发明公开了一种基于二乘二取二架构的信号机驱动系统，包括：联锁下位机、联锁维护台、通信模块和信号机驱动模块，所述联锁下位机、所述通信模块和所述信号机驱动模块均采用二乘二取二系统，所述信号机驱动模块、所述通信模块和所述联锁下位机依次连接，所述信号机驱动模块、所述通信模块和所述联锁维护台依次连接，本发明采用二乘二冗余设计，当单个信号机驱动模块或者通信模块故障时，系统仍可以正常运行，降低了施工难度和项目成本，维护方式简易，本系统支持热拔插，直接更换替换件即可，智能的故障监测和报警功能，能够更好的定位室外点灯单元的故障。

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种基于二乘二取二架构的信号机驱动系统。

背景技术

当前轨道交通信号系统普遍采用信号灯点灯电路以实现信号机不同信号显示的控制。其主要由两个部分构成，

室内的继电器，室内线缆和继电器组合柜。由继电器和连接线缆构成的点灯电路，实现对信号显示的逻辑控制功能。所有继电器安置于继电器组合柜内。

室外的信号灯点灯单元以及室外线缆。信号灯驱动电，经由室内电灯电路，防雷分柜和室外线缆接入室外信号灯电灯单元并点亮信号灯。

此外，为了维护和故障处理，还需要额外的硬件设备监测各个继电器的驱动和采集状态以及信号灯的电流模拟量。

现有的信号机驱动系统的方案存在以下问题：一、施工复杂，信号灯电灯电路由继电器组合构成信号显示的控制电路。当待控制的信号机灯位较多时，比如5显示进站信号机，由于其控制逻辑复杂，继电器之间接线繁琐。这导致前期施工难度较大。二、硬件成本和空间占用率高。当车站内信号灯较多时，继电器的使用量大。不仅需要昂贵的硬件成本并且占用机房大量的空间。额外的监测设备也需要额外的硬件成本。三、故障处理和维护难度较大。当某个继电器故障时，点灯电路无法正常实现信号显示的控制功能。当系统故障需要处理时，需要排查点灯电路上的所有继电器和接线。这导致故障处理较困难。如果某信号机更换升级，需要更改其对应的点灯电路，这导致维护升级难度较高。

发明内容

本发明的目的是为了提供基于二乘二取二架构的信号机驱动系统。旨在解决现有技术中信号机驱动系统存在的施工复杂、硬件成本和空间占用率高以及故障处理和维护难度大的问题。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种基于二乘二取二架构的信号机驱动系统，包括：

联锁下位机、联锁维护台、通信模块和信号机驱动模块，

所述联锁下位机、所述通信模块和所述信号机驱动模块均采用二乘二取二系统，所述信号机驱动模块、所述通信模块和所述联锁下位机依次连接，所述信号机驱动模块、所述通信模块和所述联锁维护台依次连接。

优选的，所述信号机驱动模块用于驱动信号灯并采集所述信号灯的灯丝电流。

优选的，所述信号机驱动模块包括：CPU模块和与所述CPU模块连接的FPGA模块，

所述CPU模块，其用于安全数据的计算、处理和二取二操作，所述CPU模块通过其输入输出接口控制所述信号机驱动系统，并读取所述信号机驱动系统中各元器件的状态，所述FPGA模块对所述信号机驱动系统中的信息进行采集，所述CPU模块周期性的从所述FPGA模块读取所述信息，以实现所述信号机驱动模块的周期性自检。

优选的，所述CPU模块和所述FPGA模块均设置有两个，两个所述CPU模块互相连接，且每一所述CPU模块与一所述FPGA模块连接。

优选的，所述信号机驱动模块还包括：

采集模块，其与所述信号灯连接，将所述信号灯灯丝电流由模拟量转换为数字量；

驱动模块，其与室外电灯单元连接，用于将信号驱动电输送至所述室外电灯单元；