CN100542867C - 通用式机车信号自动监督记录检测系统 - Google Patents
通用式机车信号自动监督记录检测系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100542867C CN100542867C CNB200710013749XA CN200710013749A CN100542867C CN 100542867 C CN100542867 C CN 100542867C CN B200710013749X A CNB200710013749X A CN B200710013749XA CN 200710013749 A CN200710013749 A CN 200710013749A CN 100542867 C CN100542867 C CN 100542867C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- cab
- ground
- frequency
- data
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 title claims abstract description 56
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 43
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 77
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 47
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 13
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 12
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 8
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 7
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 4
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 2
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 claims description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 abstract description 2
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 22
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 238000004171 remote diagnosis Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011022 operating instruction Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
Abstract
本发明涉及一种通用式机车信号自动监督记录检测系统，包括机车信号出库/入库自动检测作业部分和区间运行信号监督、记录部分；前者可自动判别机车是否在环线上和自动进行出、入库环线检测，出、入库环线自动检测包括了现有管理制度下的全部参数检测，并采用ISM数传方式实时将结果发送到中心计算机网络；后者实现感应信号强度、载频频率、移频频率、信号灯状态等数据记录。监测数据可以通过手持计算机将记录数据转移到中心计算机网络数据库进行分析统计；系统还可通过GSM GPRS/CDMA 1X或短信方式实时调用干线上运行机车监测记录数据，并在许可情况下远程启动自动监测功能对机车信号系统主要参数进行检测并实时发往监控中心。
Description
技术领域
本发明涉及一种铁路机车信号检测系统，具体地说是一种通用式机车信号自动监督记录检测系统。
背景技术
我们知道，机车信号、无线列调和监控装置被称为机车三项设备，是目前保障列车运行安全的关键设备。随着机车运行速度的提高，信号系统将由目前的以地面信号为主，发展为以机车信号为主的主体机车信号。现在使用的数字化通用式信号系统在铁路运输生产中存在着以下问题：
1.长期以来由于缺乏动态的信号记录和分析判断手段，致使技术保障质量难以提高；电务部门无法准确掌握机车运行中信号系统的动态工作情况以及其它运行控制信息，造成列车运行安全得不到保障。根据济南机车信号检修所统计，因地面信号、机车信号、设备操作等原因造成的放风、晚点、机车附挂等故障每年均有几十件；而“瞬间掉码”故障平均达到每月几百件。由于没有机车信号的自动监督、检测设备，造成查找故障原因比较困难。对运输生产造成直接影响。
2.信号设备检测保障工作主要靠入库后人工检测，由于缺乏高效率的、“工区—机车”一体化的机车信号自动测试手段，使得信号设备的检测工作任务繁重，检测效率低下，故障不能准确及时的排除。而且，静态测试难以发现动态情况下存在的问题；即使随车添乘检查，仅靠人工手段也难以确定故障原因，问题可能出现在地面信号系统或者车载信号设备，也可能是机务方面的原因。这些因素都会造成信号系统“带病运行”，形成安全隐患。
3.机车出入库上车检测时，由于受到检测方式、检测工具以及检测人员主观条件的制约，存在检查不够全面、部分重要参数无法测试等问题。由于不能记录设备的工作状态，无法判断检测作业的完整性和正确性。上述问题都可能造成设备故障分析判断的“盲区”。
发明内容
本发明为克服上述现有技术的不足，提供一种能够实现机车信号的全过程实时监督检测记录和运行控制信息同步记录的通用式机车信号自动监督记录检测系统。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：一种通用式机车信号自动监督记录检测系统，包括机车信号出库/入库自动检测作业部分和区间运行信号监督、记录部分，所述系统更进一步说包括机车信号接线盒、机车信号记录检测仪和检测单元，所述检测单元包括机车信号感应器检测单元、机车信号机检测单元、通用式机车信号主机检测单元和机车信号检测单元，机车信号出库/入库自动检测作业部分可自动判别机车是否在环线上，在环线上时可进行出、入库环线自动检测；出、入库环线自动检测包括信号主机的解码情况和点灯情况、八信号指示器的八个灯泡的灯丝电阻、机车地面信号传感器的直流电阻、车载直流电源的工况以及检测结果可通过无线短波电台远传；机车信号出库/入库自动检测作业部分包括地面信号接收处理单元、测试信号发生单元、短波无线通信单元和记录单元；区间运行信号监督、记录部分记录的内容包括：感应信号强度、载频频率、移频频率、信号灯状态、信号主机状态、上/下行状态、前/后牵状态、电源状态、地面感应信号波形记录数据、TAX信息平台、面板上功能按键的操作情况、GSM通信状况、突发事件；监测数据可以通过手持计算机将记录数据转移到中心计算机网络数据库进行分析统计；所述系统还可通过GSM GPRS/CDMA 1X或短信方式实时调用干线上运行机车的监测记录数据，并在许可情况下远程启动自动监测功能对机车信号系统的主要参数进行检测并实时发往监控中心；区间运行信号监督、记录部分包括地面信号接收处理单元、GSM GPRS/CDMA 1X或短信无线通信单元和记录单元；
其中，地面信号接收处理单元对接收到的地面信号进行输入隔离、滤波电路，接着一路整流送到CPU的AC/DC转换电路检测感应信号的幅度，形成信号强记录信息；一路进行整形得到数字脉冲信号信号，解调出载频频率、移频频率；同时经滤波后的第三路信号直接送入前述CPU的AC/DC转换电路进行交流信号采样并保存为波形记录文件；信号灯状态、信号主机状态、上/下行状态、前/后牵状态、面板上功能按键的操作情况由开关量采集电路部分完成并形成相应的记录；电源状态由模拟采集器完成采集；通过GSM GPRS/CDMA 1X或短信、TAX信息平台、无线短波电台的通信端口捕获的数据帧来完成通信状态的记录；突发事件是由以上得到的各种信息综合分析得到的结果并形成记录；在出入库自动检测过程中，在所述系统自动切断输入的地面信号以前完成检测机车地面信号传感器电阻的工作，随后切断输入的地面信号而直接将所述系统产生的测试信号送入机车信号主机，监测信号主机的解码和点信号灯情况，在检测点信号灯情况的同时完成灯丝电阻的检测；对于环线的检测是通过在一分钟内解调的所述载频频率、所述移频频率和点的信号指示灯的变化状况完成的；这样就完成了一帧完整的数据采集。所记录的历史数据，还可以通过异步串行口下载，已备长期记录数据的查询；另外，通过USB口可以下载地面信号波形文件。
机车信号出库/入库自动检测作业部分各组成单元如下：
地面信号接收处理单元负责对接收到的地面信号输入隔离、滤波、整形和整流，地面传感器输入的信号经过隔直电容进入输入回路，输入回路输出的信号经过两级50Hz信号陷波器和一开关电容带通滤波器，滤除杂散信号的干扰；滤波器后信号分为两路：一路经精密整流后送到CPU的AC/DC转换电路检测感应信号的幅度；一路经过降噪、放大、整形后转变为脉冲信号用于解调；测试信号发生单元，CPU依据高精度的晶体振荡器合成测试信号，一路经过同相缓冲器输出，一路通过反相缓冲器输出；前述两路信号分别经过低通滤波器滤除信号中的谐波分量输出基频信号，两路基频信号分别被末级放大器放大输出组成桥接(BTL)推挽方式输出，再由耦合变压器输出的信号输送到信号切换继电器的常开点；机车信号感应器的地面信号也被输送到了继电器的常闭点，定点输出的信号送入信号主机进行解码输出信号机指示控制信号；
短波无线通信单元由短波数传电台完成，所述系统通过短波数传电台接收指令或将测试产生的数据远传到地面数据中心；
记录单元保存了系统自检所得的结果，这个结果不仅供远程的调用，还在本地存储一份数据备份，可供长期保存和查阅之用，这些数据是以文件的形式保存在CF卡中的；
区间运行信号监督与记录部分的各单元如下：
地面信号接收处理单元与机车信号出库/入库自动检测作业部分中硬件部分的地面信号接收处理单元和记录单元分别为同一电路；
GSM GPRS/CDMA 1X或短信无线通信单元主要由GSM通信模块完成，它接收从主站发送来的命令完成地面信号的录音、区间运行数据的远程调用、应急情况下的远程自动诊断；
记录单元的存储介质与机车信号出库/入库自动检测作业部分的存储介质相同即为同一CF卡。
所述的测试信号发生单元的测试信号发送控制命令接口为单线异步串行通信接口和握手确认控制线组成，系统控制器按照通信协议向测试信号发生器发送制式标志、载频代码和低频调制信号代码，同时通过握手控制线确认测试信号发生器已经正确接收了控制命令。
除无线短波电台和GSM GPRS/CDMA 1X或短信无线通信部分之外的部分与机车信号接线盒装入一个与原接线盒安装定位相同的金属盒子中，利于车载部分与原接线盒的替换和安装，且外接端口与原有的接线盒完全兼容。
本发明中测试信号的产生是出入库自动检测的核心部分，代替了地面环线测试系统。CPU根据收到的主控器通过一线式串行口传送来的包含有制式、载频、移频信息的发码指令，由高精度的晶体振荡器分频合成，这个测试信号包含载频信息和调制信息。合成的FSK已调制的方波脉冲信号，一路经过同相缓冲器输出，一路通过反相缓冲器输出；两路信号分别经过低通滤波器滤除信号中的谐波分量，基频信号分别被末级放大器放大输出组成BTL推挽方式输出；再由耦合变压器输出，信号输送到信号切换继电器的常开点；机车信号感应器的地面信号也被输送到了继电器的常闭点，切换继电器由两只型号相同的继电器并联组成，且输入信号中的同名端分别交叉输入，输出信号分别交叉并联连接，同时在继电器的切换控制信号的使能上采用主控制器输出一个控制信号、测试信号的产生控制器输出一个控制信号组成双控制信号，避免单一控制器控制错误造成信号的混乱，这样形成冗余电路设计，使机车信号的接入更加可靠。
本发明的自动检测系统利用测试信号，在机车信号设备自检中可以同时检测出机车信号解码主机对载频、移频的解调和点灯功能是否正常，同时完成了八信号机的八个指示灯的直流阻抗的测试；通过这几个数据即可判断机车信号解码主机和八信号机工况是否正常。
本发明通过在线式GSM GPRS/CDMA 1X或短信和无线短波电台，可以向车载部分下发操作指令和调用检测、运行中产生的记录数据。
本发明的测试信号发生单元是整个自检系统中的一部分，它要和其它控制系统紧密配合才能完成整个系统的自动测试。采用了这项技术后，使火车机车的出入库检测工作的劳动强度大大减小；同时这也为将来取消库区检测环线奠定了一定的基础。
目前，火车机车的出入库检测工区需要多条的检测环线，而检测环线中最主要的设备就是测试信号发生器。因此，可以将测试信号发生器的功率放大部分进行改进加大发送信号的功率，就能够在现有的检测环线中使用。另外，在保持现有的发送能力不变的情况下，配以一定的发射天线，可以将信号发生器作为便携式的环线测量工具，因为在特殊的情况下，机车可能会密集停放或在无环线信号的区域停放，给目前情况下的机车环线检测造成困难。
本发明还可以通过另外一种描述方式进行描述，其内容和前述是相同的。具体如下：
一种通用式机车信号自动监督记录检测系统，包括调度值班分析模块、远程数据通信模块、自动出入库检测模块、运行信息监督记录模块和轨面信号波形记录模块。
其中，调度值班分析模块是系统的地面处理站模块，是系统用于和值班员进行人机交互的功能模块。此功能模块根据列车时刻表自动启动机车的出入库自检、调用自检数据，同时根据设置的参数上下限自动判断检测结果并提示报警，可以将车载部分存入CF卡的运行数据输入数据库，数据可以长期保存和分析；
远程数据通信模块是系统的地面处理站和车载部分共有的功能模块，自动启动出入库自检、调用出入库自检数据、远程诊断机车故障、远程调用机车运行数据、启动突发事件的波形记录等的命令均是由此功能单元完成的；
自动出入库检测模块是车载部分的模块，接收到地面处理站发送来的启动出入库自检命令时启动对机车信号系统的自动检测和初步判断并在车载部分显示，以供车上人员参考，接收到调用出入库自检数据命令时将检测得到的数据通过远程数据通信功能模块将数据发送到地面处理站，同时在CF卡中保存备份；
运行信息监督模块是车载部分的模块，在机车的整个工作过程中，对运行中检测到的运行数据以日期和车次作为记录的文件名记录在CF卡中；
轨面信号波形记录模块是车载部分的模块，根据地面处理站通过远程数据通信功能模块下发的自动记录波形命令记录轨面的信号波形，保存在CF卡中。
附图说明
图1是本发明机车作业示意图；
图2是本发明自动检测系统测试信号产生原理框图；
图3是本发明为增加可靠性而采取的冗余设计-继电器驱动逻辑图；
图4是本发明为增加可靠性而采取的冗余设计-继电器同名触点交叉并联逻辑图；
图5是本发明与机车原有设备的连接图；
图6是本发明车载部分的软件结构框图；
图7是本发明自动发码软件流程图；
图8是本发明功能结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例：机车信号出库/入库自动检测作业功能模块实现了可自动判别机车是否在环线上和自动进行出、入库环线检测，自动进行出、入库环线检测包括信号主机的解码情况和点灯情况、八信号指示器的八个灯泡的灯丝电阻、机车地面信号传感器的直流电阻、车载直流电源的工况以及检测结果可通过无线短波电台远传等；区间运行信号监督、记录功能模块实现感应信号强度、载频频率、移频频率、信号灯状态、信号主机状态、上/下行状态、前/后牵状态、电源状态、地面感应信号波形记录数据、TAX信息平台、面板上功能按键的操作情况、GSM GPRS/CDMA 1X或短信状态、地面信号波形录音、突发事件等的数据记录。与上述特征和功能相关联的的硬件电路结构包括：机车信号出库/入库自动检测作业功能模块的地面信号接收处理单元、测试信号发生单元、短波无线通信单元、记录单元和区间运行信号监督、记录功能模块的地面信号接收处理单元、GSM GPRS/CDMA 1X或短信无线通信单元、记录单元。地面信号接收处理单元与机车信号出库/入库自动检测作业功能中硬件部分的地面信号接收处理单元和记录单元分别为同一电路。
整机的工作流程为：地面信号处理对接收到的地面信号进行输入隔离、滤波电路，接着一路整流送到CPU的AC/DC转换电路检测感应信号的幅度，形成信号强度记录信息；一路进行整形得到数字脉冲信号信号，解调出载频频率、移频频率；同时经滤波后的第三路信号直接送入CPU的ADC转换电路进行交流信号采样并保存为波形记录文件；其他的如信号灯状态、信号主机状态、上/下行状态、前/后牵状态、面板上功能按键的操作情况等由开关量采集电路部分完成并形成相应的记录；电源状态由模拟采集器完成采集；通过GSM GPRS/CDMA 1X或短信、TAX信息平台、无线短波电台等通信端口捕获的数据帧来完成通信状态的记录；突发事件是由以上得到的各种信息综合分析得到的结果并形成记录；在出入库自动检测过程中，在系统自动切断输入的地面信号以前完成检测机车地面信号传感器电阻的工作，随后切断切断输入的地面信号而直接将系统产生的测试信号送入信号主机，监测信号主机的解码和点信号灯情况，在检测点信号灯情况的同时完成灯丝电阻的检测；对于环线的检测是通过在一分钟内解调的载频频率、移频频率和点的信号指示灯的变化状况完成的。这样就完成了一帧完整的数据采集。所记录的历史数据，还可以通过异步串行口下载，已备长期记录数据的查询；另外，通过USB口可以下载地面信号波形文件。
本发明中测试信号的产生是出入库自动检测的核心部分，代替了地面环线测试系统，CPU根据收到的主控器通过一线式串行口传送来的包含有制式、载频、移频信息的发码指令，由高精度的晶体振荡器分频合成，这个测试信号包含载频信息和调制信息。合成的FSK已调制的方波脉冲信号，一路经过同相缓冲器输出，一路通过反相缓冲器输出；两路信号分别经过低通滤波器滤除信号中的谐波分量，基频信号分别被末级放大器放大输出组成BTL推挽方式输出；再由耦合变压器输出，信号输送到信号切换继电器的常开点；机车信号感应器的地面信号也被输送到了继电器的常闭点，切换继电器由两只型号相通的继电器并联组成，且输入信号中的同名端分别交叉输入，输出信号分别交叉并联连接，同时在继电器的切换控制信号的使能上采用主控制器输出一个控制信号、测试信号的产生控制器输出一个控制信号组成双控制信号，避免单一控制器控制错误造成信号的混乱，这样形成冗余电路设计，使机车信号的接入更加可靠。
通过在线式GSM GPRS/CDMA 1X或短信和无线短波电台，可以向车载部分下发操作指令和调用检测、运行中产生的记录数据。
为了兼容于机车原有的接线盒和其它设备的连接，上述的功能电路与接线盒原有电路重新进行整体化设计，将以上除无线短波电台和GSM GPRS/CDMA 1X或短信无线通信部分之外的部分与接线盒装入了一个与原接线盒安装定位相同的金属盒子中，这样利于通用式机车信号自动监督记录检测系统车载部分与原接线盒的替换和安装，且外接端口与原有的接线盒完全兼容。
图1为机车信号监测记录系统的车载监测记录设备与中心计算机网络工作示意图。图中左半部分表示了库区内作业应用示意图，右半部分表示了支线作业应用示意图，支线即机车正常运行线路。
如图2所示，测试信号的产生主要由这样几个部分组成：测试信号发生器、发码缓冲器、输出变压器、继电器切换开关、测试信号发送控制、信号制式控制和机车信号解码主机。自动测试系统主控单元分别与测试信号发生器和测试信号发送控制相连接，测试信号发生器与发码缓冲器连接，发码缓冲器与输出变压器，输出变压器与继电器切换开关相连接，继电器切换开关分别与机车底部的轨道信号感应器和机车信号解码主机相连接，测试信号发生器经继电器使能控制与测试信号发送控制相连接，测试信号发送控制与继电器切换开关相连接；测试信号发生器依据制式控制开关来选择产生18信号移频制式的FSK信号和UM-71制式的FSK信号。当制式控制置为开路时，测试信号发生器工作于18信号移频制式；当制式控制置为闭合时，测试信号发生器工作于UM-71制式。自动检测系统利用测试信号，在机车信号设备自检中可以同时检测出机车信号解码主机对载频、移频的解调和点灯功能是否正常，同时完成了8信号机的8个指示灯的直流阻抗的测试；通过这几个数据即可判断机车信号解码主机和8信号机工况是否正常。
发码缓冲器包括一同相放大器和反相放大器，之后分别送入低通滤波器滤出信号中的谐波成分，输出的两个反相的正弦波分别送入一级放大器进行功率放大，其电路形式为BTL放大器。
输出变压器将BTL放大器输出的信号耦合到机车信号解码主机的输入端。
继电器切换开关的作用是机车正常运行时连接机车底部的轨道信号感应器，系统进行机车出入库自动检测时切换到发码器的输出变压器的次级端，两种信号均可以输入机车信号解码主机的输入端。
测试信号发送控制由两级开关电路控制，即继电器动作使能控制1和继电器动作使能控制2。只有在两路控制信号同时有效时继电器切换开关才会有效。
测试信号发生器支持的测试信号编码表。18信息制式测试信号的低频数据如下表。下行载频550/750HZ，上行载频650/850HZ，频偏-55/+55HZ。
| 移频信号灯名称郑五线名称移频信号灯名称郑五线名称移频信号灯名称郑五线名称 | 7hzB白灯B白灯15hzU黄灯U黄灯24.5hzHU红黄灯HU红黄灯 | 8hz 8.5hz 9hz 9.5hz 11hz 12.5hz 13.5hzB L LU L L LU LU白灯 绿灯 绿黄灯 绿灯 绿灯 绿黄灯 绿黄灯B L B L L U LU白灯 绿灯 白灯 绿灯 绿灯 黄灯 绿黄灯16.5hz 17.5hz 18.5hz 20hz 21.5hz 22.5hz 23.5hzU2 U2 B UU UU UU HU黄2灯 黄2灯 白灯 双黄灯 双黄灯 双黄灯 红黄灯U2 U2 U UU UU B H黄2灯 黄2灯 黄灯 双黄灯 双黄灯 白灯 红灯26hzHU红黄灯HU红黄灯 |
UM-71制式测试信号的低频数据如下表。下行载频1700/2300HZ，上行载频2000/2600HZ，频偏-11/+11HZ。
| 移频 | 10.3 | 11.4 | 12.5 | 13.6 | 14.7 | 15.8 | 16.9 | 18.0 | 19.1 |
| 信号灯 | L | L | L | LU | U2 | U2 | U | UU | B |
| 名称 | 绿灯 | 绿灯 | 绿灯 | 绿黄灯 | 黄2灯 | 黄2灯 | 黄灯 | 双黄灯 | 白灯 |
| 移频 | 20.2 | 22.4 | 24.6 | 26.8 | 29.0 | ||||
| 信号灯 | U2 | U | HU | HU | H | ||||
| 名称 | 黄2灯 | 黄灯 | 红黄灯 | 红黄灯 | 红灯 |
如图3所示，测试信号发送控制由两级开关电路控制，即继电器动作使能控制系统办限制信号和发码板驱动信号。当两个控制信号同时为低电平时继电器驱动端才有驱动电源；当Qa或Qb为高电平时三极管处于截止状态，继电器驱动端无驱动电源不吸合。这样保证了机车在正运行时不会因为继电器切换开关误动作造成行车安全受到影响。
如图4所示，继电器切换开关由两支继电器并联连接，两支继电器为同型号的双刀双置继电器，在设计中把两支继电器的同名端彼此相连，这样避免了因一只继电器的一个触点失效而造成整机失效的故障发生。通过以上的措施，保证了机车信号源与机车解码信号主机之间信号的可靠性和完整性。
为了保证测试信号的精度，系统采用高精度的石英晶体振荡器，频率为18.432MHz，精度达到了10ppm。经过测试信号发生器的精确分频，可以分别得到18移频制式的下行载频550Hz±55Hz、750Hz±55Hz和上行载频650Hz±55Hz、850Hz±55Hz，UM71制式的下行载频1700Hz±11Hz、2300Hz±11Hz和上行载频2000Hz±11Hz、2600Hz±11Hz。以上的频率再按照低频调制信号的周期分别在正半周和负半周输出，形成FSK信号。
图5所示，车载部分代替原机车接线盒与机车原有设备的连接图。X22、X23、X25、X26、X27、X28均为原有车载设备，接口直接与车载部分相连而不做任何修改；P为外接电源接口；T30为与通信单元通信而增加的，在条件不允许安装通信盒时，T30可以空置不连接，此时与机车原有的接线盒完全兼容，只是对信号的检测与记录系统仍然在工作，为了避免特殊情况下如通信无法建立时启动自动检测系统进行自检而增加了手动启动按钮来启动自检。
图6是车载部分的软件结构框图，包括出入库检测子程序、运行实时监测子程序、故障停车检测子程序、超短波通信中断子程序、GSM通信子程序、下载通信子程序、录音子程序等。
如图7所示，测试信号发送控制命令接口接收到系统主控CPU发送来的指令，判断是否为发码指令，不是则退出发码程序；是发码指令则首先判断低频调制信号代码是否有效，有效则装入新的低频调制信号定时器定时常数，否则保持原定时常数不变；接下来判断载波信号代码，有效则装入新的载波信号定时器定时常数，否则保持原定时常数不变。这样流程中不断判断接收的砝码指令，直到收到停止指令结束砝码流程。
如图8所示，本发明还可以通过另外一种描述方式进行描述，其内容和前述是相同的。具体如下：
一种通用式机车信号自动监督记录检测系统，包括调度值班分析模块、远程数据通信模块、自动出入库检测模块、运行信息监督记录模块和轨面信号波形记录模块。
其中，调度值班分析模块是系统的地面处理站模块，是系统用于和值班员进行人机交互的功能模块。此功能模块根据列车时刻表自动启动机车的出入库自检、调用自检数据，同时根据设置的参数上下限自动判断检测结果并提示报警，可以将车载部分存入CF卡的运行数据输入数据库，数据可以长期保存和分析；
远程数据通信模块是系统的地面处理站和车载部分共有的功能模块，自动启动出入库自检、调用出入库自检数据、远程诊断机车故障、运程调用机车运行数据、启动突发事件的波形记录等的命令均是由此功能单元完成的；
自动出入库检测模块是车载部分的模块，接收到地面处理站发送来的启动出入库自检命令时启动对机车信号系统的自动检测和初步判断并在车载部分显示，以供车上人员参考，接收到调用出入库自检数据命令时将检测得到的数据通过远程数据通信功能模块将数据发送到地面处理站，同时在CF卡中保存备份；
运行信息监督模块是车载部分的模块，在机车的整个工作过程中，对运行中检测到的运行数据以日期和车次作为记录的文件名记录在CF卡中；
轨面信号波形记录模块是车载部分的模块，根据地面处理站通过远程数据通信功能模块下发的自动记录波形命令记录轨面的信号波形，保存在CF卡中。
调度值班分析模块是系统用于和值班员进行人机交互的功能模块。也是测控的核心功能模块。主要功能：
(1)历史记录查询：出库检测信息查询、入库检测信息查询、故障数据查询、运行纪录查询等。
(2)历史操作查询：可以对系统运行过程中的各主要操作进行查询。
(3)锁定系统：操作人员外出时，临时锁定系统。
(4)下班注销：注销当前操作员并登陆新的操作员。
(5)更改密码：更改当前操作员的密码。
(6)用户管理：由管理员对本系统操作员名单进行维护。
(7)列车时刻表维护：维护列车时刻表，用于常用的机车发车、收车信息录入。
(8)清除运行记录：定期清除不必要的历史纪录。
(9)清除操作记录：清除操作日志。
(10)设置上下限参数：对系统各种测试参数的上下限进行设置，用于系统判断。
(11)公里标维护：维护系统公里标。用于线路信号机调整
(12)车辆信息管理：维护车辆信息。用于新增车型、车号。
(13)检测控制：按照操作规程进行各种检测命令的下发。
(14)ISM数传接口：入库点名、启动检查、询问状态、调用数据、结果上传接收。
(15)GSM接口：启动故障检查、调用故障数据、调用历史数据、上传接收。
(16)报表打印：对指定车次指定时间段的运行状态进行打印。
(17)运行曲线察看：对机车运行过程中经过的车站、信号标、公里标、信号强度、信号灯状态进行图形化的显示。
另外，调度值班分析功能模块根据列车时刻表下发命令，判断机车在库区的环线上还是不在环线上，当车速度小于规定值时自动下发启动机车的出入库自检命令和调用自检数据，以设定的参数上下限为依据判断机车信号系统工况是否在正常范围之内，当超出设定范围时自动报警提示。
远程数据通信模块包括ISM超短波通信和GSM通信。地面处理站通过ISM超短波通信查询机车在库区的工作状态、下发指令和调用数据；地面处理站通过GSM通信远程调用机车运行数据、启动故障远程诊断、启动轨面信号波形记录等，GSM通信不受地理位置的限制，只要有GSM信号的地方就能够通信。
自动出入库检测模块就是该系统可自动判别机车是否在环线上，在环线上时可进行出、入库环线自动检测。出、入库环线自动检测包括了现行维护规则制度下的全部检测作业测试内容。该部分的主要功能有：
(1)检测信号主机能否正确接收感应信号、能否正确解调72种移频信息和2000制式的移频信息。
(2)正确解调移频编码信息；测量感应电压幅度并判断、指示信号大小；
(3)检测机车信号的点灯状态、信号机冷丝电阻，即信号机的工作状态。
(4)检测感应线圈的电阻，判断是否正常。
(5)检测50V、110V电源的电压值以及电源是否搭铁。
(6)上/下行状态、前/后牵状态；
(7)记录上述信号信息和设备状态、参数。
运行信息监督记录模块是记录机车信号的运行状态和机务相关信息。记录内容包括：地面感应信号强度、信号载频频率、低频频率、信号机点灯状态、信号主机状态、电源状态、上/下行状态、前/后牵状态、公用信息平台信息(时间、公理标、速度、车次、机车号、司机号、标志杆号等)。这些信号的状态变化，作为事件类型进行记录。此外，监督记录面板按键的操作、开机关机、GSM通信状况等也会作为事件进行记录。
轨面信号波形记录模块是对机车地面信号感应器感应的信号进行记录的模块。其触发条件可以从地面控制设定，主要由公里标、白灯掉码(或者信号消失)、红灯等某些点灯条件。当轨面信号波形记录功能被触发时，记录的波形文件以触发时刻向前追朔10秒，与之后的波形数据形成波形记录文件，每个信号波形记录文件还记录了车次、机车号、时间、公里标信息。
Claims (2)
1.一种通用式机车信号自动监督记录检测系统，包括机车信号出库/入库自动检测作业部分和区间运行信号监督与记录部分，所述系统更进一步说包括机车信号接线盒、机车信号记录检测仪和检测单元，所述检测单元包括机车信号感应器检测单元、机车信号机检测单元、通用式机车信号主机检测单元和机车信号检测单元，其特征在于：机车信号出库/入库自动检测作业部分包括地面信号接收处理单元、测试信号发生单元、短波无线通信单元和记录单元；区间运行信号监督与记录部分包括地面信号接收处理单元、由GSM GPRS或CDMA 1X或短信组成的无线通信单元和记录单元；
其中，地面信号接收处理单元对接收到的地面信号依次输入隔离和滤波电路，接着一路整流送到CPU的AC/DC转换电路检测感应信号的幅度，形成信号强记录信息；一路进行整形得到数字脉冲信号，解调出载频频率、移频频率；同时经滤波后的第三路信号直接送入前述CPU的AC/DC转换电路进行交流信号采样并保存为波形记录文件；信号灯状态、信号主机状态、上/下行状态、前/后牵状态和面板上功能按键的操作情况由开关量采集电路部分完成并形成相应的记录；电源状态由模拟采集器完成采集；通过GSM GPRS或CDMA 1X或短信或TAX信息平台或无线短波电台的通信端口捕获的数据帧来完成通信状态的记录；突发事件是由以上得到的信息综合分析得到的结果并形成记录；在出入库自动检测过程中，在所述系统自动切断输入的地面信号以前完成检测机车地面信号传感器电阻的工作，随后切断输入的地面信号而直接将所述系统产生的测试信号送入机车信号主机，监测机车信号主机的解码和点信号灯情况，在检测点信号灯情况的同时完成灯丝电阻的检测；对于环线的检测是通过在一分钟内解调的所述载频频率、所述移频频率和点的信号指示灯的变化状况完成的；
机车信号出库/入库自动检测作业部分各组成单元如下：
地面信号接收处理单元负责对接收到的地面信号输入隔离、滤波、整形和整流，地面传感器输入的信号经过隔直电容进入输入回路，输入回路输出的信号经过两级50Hz信号陷波器和一开关电容带通滤波器，滤除杂散信号的干扰；滤波器后信号分为两路：一路经精密整流后送到所述CPU的AC/DC转换电路检测感应信号的幅度；一路经过降噪、放大、整形后转变为脉冲信号用于解调；
测试信号发生单元，CPU依据高精度的晶体振荡器合成测试信号，所述测试信号一路经过同相缓冲器输出，所述测试信号的另一路通过反相缓冲器输出；前述两路信号分别经过低通滤波器滤除信号中的谐波分量输出基频信号，两路基频信号分别被末级放大器放大输出组成桥接推挽方式输出，再由耦合变压器输出后输送到信号切换继电器的常开点；机车信号感应器的地面信号也被输送到了信号切换继电器的常闭点，信号切换继电器的常开点或常闭点定点输出的信号送入机车信号主机进行解码输出信号机指示控制信号；
短波无线通信单元由短波数传电台完成，所述系统通过短波数传电台接收指令或将测试产生的数据远传到地面数据中心；
记录单元保存了所述系统自检所得的结果，这个结果不仅供远程的调用，还在本地存储一份数据备份，可供长期保存和查阅之用，这些数据是以文件的形式保存在CF卡中的；
区间运行信号监督与记录部分的各单元如下：
地面信号接收处理单元与机车信号出库/入库自动检测作业部分中硬件部分的地面信号接收处理单元和记录单元分别为同一电路；
GSM GPRS/CDMA 1X或短信无线通信单元主要由GSM通信模块完成，它接收从主站发送来的命令完成地面信号的录音、区间运行数据的远程调用、应急情况下的远程自动诊断；
记录单元的存储介质与机车信号出库/入库自动检测作业部分的存储介质相同即为同一CF卡。
2.根据权利要求1所述通用式机车信号自动监督记录检测系统，其特征在于：所述的测试信号发生单元的测试信号发送控制命令接口为单线异步串行通信接口和握手确认控制线组成，系统控制器按照通信协议向测试信号发生器发送制式标志、载频代码和低频调制信号代码，同时通过握手控制线确认测试信号发生器已经正确接收了控制命令。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB200710013749XA CN100542867C (zh) | 2007-03-07 | 2007-03-07 | 通用式机车信号自动监督记录检测系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB200710013749XA CN100542867C (zh) | 2007-03-07 | 2007-03-07 | 通用式机车信号自动监督记录检测系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101020464A CN101020464A (zh) | 2007-08-22 |
| CN100542867C true CN100542867C (zh) | 2009-09-23 |
Family
ID=38708365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB200710013749XA Expired - Fee Related CN100542867C (zh) | 2007-03-07 | 2007-03-07 | 通用式机车信号自动监督记录检测系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100542867C (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9688296B2 (en) | 2015-10-19 | 2017-06-27 | Electro-Motive Diesel, Inc. | Remote data backup for locomotive on-board equipment |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101714969B (zh) * | 2009-11-23 | 2013-01-09 | 北京大成通号轨道交通设备有限公司 | 一种铁路通信信号解调的方法 |
| CN102394706A (zh) * | 2011-09-15 | 2012-03-28 | 天津七一二通信广播有限公司 | 列调设备长发干扰测试仪 |
| US9214084B2 (en) * | 2011-12-05 | 2015-12-15 | Brightway Vision Ltd. | Smart traffic sign system and method |
| CN103569157A (zh) * | 2012-07-18 | 2014-02-12 | 骆燕胜 | 无线机车信号出入库检测系统 |
| CN102821004B (zh) * | 2012-07-30 | 2015-11-18 | 泉州市铁通电子设备有限公司 | 无线调度命令监测设备及无线调度命令传送系统 |
| CN102774401A (zh) * | 2012-08-06 | 2012-11-14 | 中国神华能源股份有限公司 | 机车出入库自动测试系统 |
| CN103839472A (zh) * | 2013-03-24 | 2014-06-04 | 柳州铁道职业技术学院 | 铁路沙盘移频信号发生器 |
| CN110077442B (zh) * | 2018-01-26 | 2021-06-29 | 北京交大思诺科技股份有限公司 | 自动化机车信号出入库检测系统及方法 |
| CN108933995A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-12-04 | 中车大连机车研究所有限公司 | 一种集4g透传与数据记录仪功能的机车显示装置 |
| CN109765064B (zh) * | 2018-12-07 | 2020-08-21 | 中国铁道科学研究院集团有限公司 | 车载地震装置出入库检测方法及装置 |
| CN111846093B (zh) * | 2019-05-14 | 2022-06-21 | 北京骑胜科技有限公司 | 一种助力车控制设备、控制方法及助力车 |
| CN111634309A (zh) * | 2020-05-21 | 2020-09-08 | 哈尔滨市科佳通用机电股份有限公司 | 一种电务添乘数据记录方法与装置 |
| CN111907559B (zh) * | 2020-06-29 | 2022-09-06 | 中铁第一勘察设计院集团有限公司 | 铁路信号车地信息查询显示方法 |
| CN112687091A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-04-20 | 哈尔滨市科佳通用机电股份有限公司 | 一种机车信号发码遥控装置、机车信号测试系统和机车信号测试方法 |
| CN112693497A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-04-23 | 中车大连机车研究所有限公司 | 一种用于机车的数据处理的方法及装置 |
| CN113075485A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-07-06 | 哈尔滨市科佳通用机电股份有限公司 | 一种机车信号车载设备在线自动检测方法 |
| CN113092905A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-07-09 | 哈尔滨市科佳通用机电股份有限公司 | 一种机车信号入库状态自动定位判断方法及系统 |
| CN113092906B (zh) * | 2021-03-31 | 2022-01-11 | 哈尔滨市科佳通用机电股份有限公司 | 一种机车信号入库环线位置自动判断方法及机车信号在线综合检测装置 |
| CN113238105A (zh) * | 2021-04-12 | 2021-08-10 | 哈尔滨市科佳通用机电股份有限公司 | 机车信号车载设备检测系统及其检测装置、检测系统的安装方式和检测方法 |
| CN114584229B (zh) * | 2022-01-24 | 2024-06-11 | 中国铁道科学研究院集团有限公司 | 一种测试轨道电路信息读取器的方法和装置 |
| CN114743830B (zh) * | 2022-03-21 | 2023-08-22 | 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司 | 一种基于继电逻辑的信号切换电路、方法和系统 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2305796A (en) * | 1995-09-26 | 1997-04-16 | London Underground Ltd | Monitoring track condition |
| CN1794690A (zh) * | 2006-01-12 | 2006-06-28 | 北京交通大学 | 一种采用无线机车信号实现机车信号主体化的方法 |
| CN1809488A (zh) * | 2003-07-02 | 2006-07-26 | 沙乐工程公司 | 使用数据通信控制火车的自动火车保护停止装置 |
-
2007
- 2007-03-07 CN CNB200710013749XA patent/CN100542867C/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2305796A (en) * | 1995-09-26 | 1997-04-16 | London Underground Ltd | Monitoring track condition |
| CN1809488A (zh) * | 2003-07-02 | 2006-07-26 | 沙乐工程公司 | 使用数据通信控制火车的自动火车保护停止装置 |
| CN1794690A (zh) * | 2006-01-12 | 2006-06-28 | 北京交通大学 | 一种采用无线机车信号实现机车信号主体化的方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 出入库机车信号自动检测与接口分析. 高玉成.计算机应用，第1期. 2005 |
| 出入库机车信号自动检测与接口分析. 高玉成.计算机应用，第1期. 2005 * |
| 机车信号记录器的功能设计. 徐迅，张民，赵林海.北方交通大学学报，第24卷第5期. 2000 |
| 机车信号记录器的功能设计. 徐迅，张民，赵林海.北方交通大学学报，第24卷第5期. 2000 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9688296B2 (en) | 2015-10-19 | 2017-06-27 | Electro-Motive Diesel, Inc. | Remote data backup for locomotive on-board equipment |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101020464A (zh) | 2007-08-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100542867C (zh) | 通用式机车信号自动监督记录检测系统 | |
| CN101612948B (zh) | 自轮运转特种设备运行安全综合监控方法及其监控装置 | |
| CN106335523A (zh) | 一种车载设备状态远程采集与诊断处理方法 | |
| CN101239623A (zh) | 一种基于路由自适应无线网络的铁路安全行车系统 | |
| CN202167107U (zh) | 城市轨道交通车辆火灾报警系统 | |
| CN106891916B (zh) | 一种高速铁路车载地震紧急处置装置检测系统 | |
| CN103220050A (zh) | 一种cir综合诊断测试设备及方法 | |
| CN109801486A (zh) | 矿井车辆交通系统、车辆信息监控装置和车载信息定位装置 | |
| CN110815150A (zh) | 一种轨道交通工程车辆智能存取工具柜 | |
| CN105835908A (zh) | 列车接近报警器 | |
| CN109131442A (zh) | 高速综合检测列车的车载远程控制装置及信号检测系统 | |
| CN209535113U (zh) | 城轨列车车载信号系统实时监测平台 | |
| CN114118470A (zh) | 一种全自动驾驶车辆基地生产运营智能管控方法及系统 | |
| CN205417654U (zh) | 断轨监测系统装置 | |
| CN205819228U (zh) | 列车接近报警器 | |
| CN208630625U (zh) | 高速综合检测列车的车载远程控制装置及信号检测系统 | |
| CN115535043B (zh) | 一种应用于ctc的lkj列车在高速铁路线路排列进路的方法 | |
| CN204454130U (zh) | 基于物联网的电梯智能监控系统 | |
| CN114553259B (zh) | 应答器传输模块故障定位装置 | |
| CN107226109A (zh) | 道岔缺口智能监测系统 | |
| CN104590166A (zh) | 一种汽车智能检查系统 | |
| CN104802831A (zh) | 调车应答器装置 | |
| CN205498962U (zh) | 道岔缺口智能监测系统 | |
| CN211699320U (zh) | 一种应用于机车司机培训中的检测机车驾驶平稳度系统 | |
| CN202728267U (zh) | 遥控机车信号出入库环线发码系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090923 |