伴随着经济的快速发展和国民对日常生活需求的不断提高,和谐号动车组已成为现代人们出行不可或缺的一种便利的交通工具。为保证动车组的安全运行,和为旅客提供更高更舒适的优质服务,与之相伴的动车组检修陪测调试技术也一直不断地更新换代。目前,在动车组进行返厂检修运维的过程中,一些重联检测试验往往需要两列动车组配合才能进行,现存问题为单列动车组在检修车间没有其它车辆配合进行重联试验,旅客信息系统检测试验又为重联检测试验中的重点测试项。因此,需开发设计出一款高速动车组的重联监控PIS系统设备的监视设备,以下称为PIS重联模拟监控装置。由于我国铁路系统对列车行车安全的高标准、高要求。本文对高速动车组PIS系统运行过程展开了深入研究,通过分析该系统的应用背景和客户的实际需求,设计并实现了CRH5型动车组在模拟重联状态下对列车上PIS系统设备的监控。(1)PIS重联模拟监控装置的总体方案设计。根据设计需求,可实现人机交互,具有实时显示监控的功能。具体包括可监测并存储UIC568音频信号,解析在列车级R S485控制总线传输的控制命令。(2)PIS重联模拟监控装置的硬件设计。该装置的硬件设计采用了模块化设计,分为系统主控模块,UIC568音频信号采集输入模块,数字音频转模拟量输出模块,数字信号处理采集输入模块,485转换模块和ETH数据通信模块。装置系统的主控模块采用基于ARM-Cortex-M4架构的嵌入式平台,能够对整个监控系统进行控制和对各数据进行逻辑处理判断,系统主控模块又包括了主控制器CPU的控制电路、RS485驱动电路、串口驱动电路等。RS485控制信号输入模块实现对车辆级RS485控制总线控制命令的实时采集。UIC568音频信号采集输入模块实现将音频信号进行实时采集并转化和存储。数字音频转模拟量输出模块实现将音频数据通过扬声器播放输出。数字信号处理采集输入模块实现实时采集数字信号和状态获取。ETH数据通信模块则是采用可扩展的集成芯片带有MAC+PHY的物理层,将整个检测系统通过以太网接口接入以太网。(3)PIS重联模拟监控装置的软件程序设计。根据实际的功能需求,对PIS重联模拟监控装置软件整体架构进行开发设计。其中主要包括两大部分,第一部分是监控计算机应用层的软件设计,主要包括UDP通信,上位机监控软件界面开发;第二部分是下位机监控软件的驱动程序设计,主要包括以太网驱动程序、RS485驱动程序、串口驱动程序、音频信号采集输入输出驱动程序等。(4)PIS重联模拟监控装置的设备功能测试。通过对设备功能进行模拟与实际现场的测试,最终验证被测对象能够高效且可靠的完成测试任务。主要测试内容为司机乘务员广播试验、列车员电话对讲试验和485控制指令试验。