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第三章 主体化机车信号设备原理
3.1 主体化机车信号主机
主体化机车信号主机把从两路接收电路同时接收到的轨面信息由隔离放大器进行隔离，经AD转换，由DSP芯片进行处理、译码，控制相应的输出显示，使地面信号显示通过接线盒传送到机车上的显示机构和机务的监控装置，从而达到机车信号作为行车凭证，实现机车信号的主体化。
3.1.1 原理框图
主机的原理框图如图3-1所示。双路接收线圈的一路接主机板A，另一路接主机板B，主机输出除原来并行输出外，预留了CAN总线输出或RS485输出，可支持双向信息传输。
图3-1 接收主机结构原理框图
3.1.2 主机板原理
主机板采用底板加小插板的嵌入式结构，即分成主机板底板和CPU板。其中底板主要是电源转换、点灯输出与反馈、设置线等部分，而译码处理、输出控制等主要电路都集中到了CPU板上，便于设备维护及软件升级。
主机的每块主机板采用二取二容错安全结构，即每块主机板中有2路独
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立接收译码通道，2路的译码输出结果进行比较，比较一致才有有效输出。原理如图3-2所示。 1 译码与控制
每块主机板对应一路接收线圈绕组，信号输入部分由以往的变压器隔离改为隔离放大器，避免了原来变压器的离散性及不可靠因素。主机板内两路DSP数字信号处理器同时从各自的A/D模数转换电路接收信号，译码结果通过双口RAM与输出控制部分进行数据交换。
图3-2 主机板二取二结构图
输出控制部分通过同步串口同时对译码结果进行比较，当比较结果一致时控制输出。如果输出结果不一致，则禁止输出并立即进入设备复位自检模式。在开机时程序以UM71、移频、交流计数、UM2000的次序检查是否有译码输出，某制式有输出则确定该制式为输出制式，当该制式无译码输出时，程序重新按以上次序检查。
主机板保留JT1-A/B型原有的并口输出，在原有并口电路上进行改进，由双CPU共同控制并增加动态受控点灯电源。其中CPU1完成点灯信息输出，控制关断1（光电开关），并进行输出的反馈检查；CPU2控制关断2（大接点
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继电器），控制动态受控点灯电源，并进行输出的反馈检查。动态受控电源位于接线盒内，由CPU2的动态方波控制。如果无动态输出或者动态输出的频率较低，都无法满足动态点灯电源的工作要求，造成点灯电源关闭。 2 信息输出
主机板预留有CAN总线或RS485输出，可与监控设备进行大容量信息传输。
当采用RS485总线时，每个主机电路板上都有一发一收两个RS485驱动芯片，可以支持全双工通信，但需依据后级设备的要求确定具体的通信方式。
由于现有的LKJ-2000监控装置的内部采用CAN总线，对外部设备只预留RS485接口，对机车信号只分配一路RS485接口，信息传输是单向的，连接方式如图3-3所示。机车信号的两路RS485只有工作主机对应的那路发送信息，而做备机时不发送信息。主机转换时，发送会有不大于350ms的延时。机车信号每套主机只有CPU1输出一路RS485信号，而CPU2接收CPU1的串口输出，当CPU2接收的CPU1串口输出与CPU2自行运算得到的串口输出不一致时，CPU2关断CPU1的串口输出，关断4秒后，重新开设串口输出。此种模式由于采用单路通信，对于双机热备系统来说在可靠性上是不理想的。
图3-3机车信号与LJK2000系统的接口
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3.1.3 双套热备冗余方式
主机的双套热备是指由机车信号主机内双套主机板、接线盒中的双路电源、双路接收线圈共同组成的双套热备系统。主机完成双套热备输出的切换。
主机的双套切换继承了JT1-B型机车信号主机切换电路，即主机上电后随机由双套主机板中的一套占据输出位置，即处于工作状态，另外一套处于备用状态。当占据输出位置的主机故障时，将自动关断点灯电源失去输出位置状态，而由备机获得输出位置状态，从而实现双机的自动切换。然而对于JT1-B型机车信号主机而言，当工作主机的接收线圈信号输入部分、前级放大部分故障时，机车信号主机误以为线路无码而“掉灯”，并不切换到正常工作的备机，造成双套热备份不起作用的情况。JT1-CZ2000的主机双套主机板之间有动态方波信号进行信息交换，当工作主机前级故障“掉灯”时，备机正常“有码”信息会传递到工作主机，工作主机会短时自动切掉输出，使得系统自动转到备机工作。实现完全双套热备份的功能。另外，通过外部切换控制（来自面板或测试仪），可以强行设置A、B机为工作机或是备机，为系统自动测试提供了基础。
3.2 机车信号记录器
机车信号记录器由两大部分组成。一是车载部分，主要功能是对机车信号运行过程中的有关动态信息进行采集并应用大容量CF卡（64MB—2GB）作为记录介质进行记录；二是地面数据处理部分，主要功能是将车载记录器的CF卡内信息通过USB接口的CF卡读卡器进行读取、转换、显示、回放、分析，以文本及图形方式提供友好的人机界面，并提供自动 统计、分析列表、打印输出等功能。
3.2.1车载部分
1 硬件原理
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