CN101973287A - 一种无绝缘轨道电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无绝缘轨道电路，包括主轨道电路和小轨道电路，主轨道电路包括：第一发送器、第一接收器、第一电容补偿器、第二电容补偿器和第一调谐区，小轨道电路包括：第二发送器、第一接收器和第二调谐区，第一调谐区和第二调谐区均包括：第一调谐单元、第二调谐单元和空心线圈，第一电容补偿器、第一调谐单元、空心线圈、第二调谐单元和第二电容补偿器并联连接到主轨道电路上；第二调谐区中的第一接收器与第一调谐单元连接，第二发送器与第二调谐单元连接；第一调谐区中的第一发送器与第一调谐单元连接；第一调谐单元和第二调谐单元，均用于短路相邻区段的信号在本区段的传输，并对本区段的信号呈现容性，以及与调谐区的回路形成并联谐振。

Description

一种无绝缘轨道电路

技术领域

本发明涉及轨道交通自动化领域，特别涉及一种无绝缘轨道电路

背景技术

目前，无绝缘轨道电路多采用电气隔离式轨道电路，这种轨道电路可以减少因相邻轨道电路传输隔离而必须切轨的必要，同时使机车牵引电流回流更加通畅。但是，传统的电气隔离式无绝缘轨道电路调谐区内存在一定长度的分路“死区”，若列车完全落在“死区”内时，轨道电路将不能对机车的占用做出检查；若相邻两个调谐单元“零阻抗”功能同时丧失后，信号越过相邻区段传递到下一个区段，使下一个同频的轨道电路无条件吸起，导致该同频区段钢轨断轨或列车占用不能做到检查，以上问题均对行车造成危害。

请参阅图1，为现有调谐区的原理框图，电气绝缘节长29米，在电气绝缘节的两端各设一个调谐单元(下述简称BA)，对于较低频率轨道电路(1700、2000Hz)端，设置第一电感L1、第一电容C1两元件的F1型调谐单元；对于较高频率轨道电路(2300、2600Hz)端，设置第二电感L2、第二第电容C2、第三电容C3三元件的F2型调谐单元。f1端BA的L1C1对f2端的频率，以及f2端BA的L2C2对f1端的频率均为串联谐振，呈现较低阻抗(约数十毫欧姆)，称“零阻抗”，相当于短路，用于阻止了相邻区段信号进入本轨道电路区段，。f1端或f2端的BA对本区段的频率呈现电容性，并与调谐区的钢轨、空心线圈SVA的综合电感构成并联谐振，呈现较高阻抗，称“极阻抗”(约2欧)，相当于开路。用于减少了对本区段信号的衰耗。

还请参阅图2，为现有的轨道电路的原理框图，如图2所示，F1区段传输F1频率的信号，F2区段传输F2频率的信号，B区段为A区段和C区段的调谐区，调谐区内有F1和F2两种频率的信号。在调谐区中，元件2为空心线圈，用于平衡机车牵引电流在两条钢轨上的传输，防止机车牵引电流在两条钢轨上形成较大压差；元件3为F1区段调谐单元，对F2频率呈现“短路”特性，防止F2频率信号向F1区段传输，同时对F1频率呈现容性，与钢轨、元件2(空心线圈)和元件1构成的感性并联谐振，形成较高的阻抗；元件1为F2区段调谐单元，对F1频率1呈现“短路”特性，防止F1频率的信号向B区段传输，同时对F2频率呈现容性，与钢轨、元件2、和元件3构成的感性并联谐振，形成较高的阻抗；元件C为补偿电容，用于消除钢轨中的感性成分，使传输可以达到最高的效率。防雷电缆模拟网络用于补偿电缆到统一长度，匹配单元用于匹配电缆和钢轨的阻抗，发送器发送和该区段相应的移频信号，衰耗冗余控制器把接收到本区段频率的信号调整到相应幅度，接收器接收分析该区段的信号。

在对现有技术的研究和实践过程中，本发明的发明人发现，现有的实现方式中，目前多数用于调谐区的空心线圈和两元件调谐单元存在较大直流阻抗，并联谐振Q值很难提高，特别是在高速铁路普遍使用整体道床下，随着钢轨的直流阻抗的增加，调谐区阻抗相对减少，对轨道电路传输长度造成很大的影响，且由于相邻轨道电路之间没有关联，很多故障只能靠维护人员判断处理，给维护人员造成很大困难，从而增加了维护成本。

发明内容

本发明实施例提供一种无绝缘轨道电路，通过对现有无绝缘轨道电路中调谐单元、电容和接收器的改进，以提高轨道电路的传输长度，降低维护成本。

为解决上述技术问题，本发明是实施例提供一种无绝缘轨道电路，包括主轨道电路和小轨道电路，所述主轨道电路包括：第一发送器、第一接收器、第一电容补偿器、第二电容补偿器第一调谐区，所述小轨道电路包括：第二发送器、第一接收器和第二调谐区，所述第一调谐区和第二调谐区均包括：第一调谐单元、第二调谐单元和空心线圈，其中，所述第一电容补偿器、第一调谐单元、空心线圈、第二调谐单元和第二电容补偿器依次并联连接到所述主轨道电路上；所述第二调谐区中的第一接收器与第一调谐单元连接，所述第二发送器与第二调谐单元连接；所述第一调谐区中的第一发送器与第一调谐单元连接；相邻轨道电路通过电气绝缘节实现不同频率信号的隔离；

所述第一调谐单元和第二调谐单元，均用于短路相邻区段的信号在本区段的传输，并对本区段的信号呈现容性，以及与调谐区的回路形成并联谐振；

所述第一电容补偿器和第二电容补偿器，均用于对本区段的信号进行电容补偿，并对相邻区段的信号进行短路。

优选的，所述第一接收器还与相邻区段的接收器连接，用于接收所述相邻区段的接收器发送的信号，并根据接收到的信号的变化来判断传输通道是否出现故障。

优选的，所述第一调谐单元包括：第一电容、第二电容和第一电感，其中，第一电容与第一电感串联，再与第二电容并联；

所述第二调谐单元包括：第三电容、第四电容和第二电感，其中，第三电容与第二电感串联，再与第四电容并联。

优选的，所述第一电容补偿器包括：第五电容、第六电容和第三电感，其中，第五电容与第三电感串联，再与第六电容并联；

所述第二电容补偿器包括：第七电容、第八电容和第四电感，其中，第七电容与第四电感串联，再与第八电容并联，

优选的，所述小轨道电路还包括：第一衰耗冗余控制器、第一防雷电缆模拟网络、第二衰耗冗余控制器和第二防雷电缆模拟网络、第一匹配单元和/或第二匹配单元，其中，所述第一衰耗冗余控制器、第一防雷电缆模拟网络和第一匹配单元依次连接，所述第一衰耗冗余控制器还与所述第一接收器连接，所述第一匹配单元还与第一调谐单元连接；第二防雷电缆模拟网络分别与第二匹配单元和第二发送器连接，且所述第二匹配单元还与第二调谐单元连接；

所述主轨道电路还包括：第三防雷电缆模拟网络和第三匹配单元，其中，第三匹配单元分别与第一调谐区中的第一调谐单元和第三防雷电缆模拟网络连接；所述第三防雷电缆模拟网络与第一发送器连接。

优选的，所述第一接收器，用于通过所述第一衰耗冗余控制器接收本区段和调谐区轨道电路的传输过来两种频率的信号，并通过接收到的调谐区轨道电路的信号的变化来判断所述小轨道的空闲或占用、所述第一和第二调谐单元的是否发生故障，或调谐区钢轨是否断轨；通过接收到的本区段轨道电路的信号的变化来判断所述主轨道的空闲或占用(包括断轨)。

优选的，所述第一接收器还用于接收列车运行区段的轨道电路状态，通过列车运行后方区段的轨道电路状态、调谐区的信号和本区段信号的相互变化关系及时间顺序，消除调谐区的分路死区。

优选的，所述第一接收器，还用于通过显示器显示故障原因及位置。

由上述公开的内容可知，本发明提出了一种新的无绝缘轨道电路，解决了无绝缘轨道电路安全性及适应性问题，通过将现有无绝缘轨道电路中二元调谐单元改为三元调谐单元，以及将现有的与二元件和三元件组成的调谐单元相邻的电容的分别修改为电容补偿器，来提高无缘轨道电路的传输长度，消除相邻区段信号在本区段传输，降低工程成本，提高了系统的安全。

进一步，本发明的第一接收器可以接收两种不同频率的信号，以及还可以接收相邻区段的接收器发送的信号，从而可以判断调谐区中的调谐单元是否故障、调谐区是否断轨、传输通道是否故障，以及调谐单元故障后信号的越区传输问题等，本发明还能消除调谐区分路死区，并进行显示，从而提高了轨道电路传输长度，降低了维护成本。

附图说明

图1为现有调谐区的原理框图；

图2为现有的轨道电路的原理框图；

图3为本发明提供的一种无绝缘轨道电路的结构示意图；

图4为本发明提供的另一种无绝缘轨道电路的结构示意图；

图5为本发明提供的一种无绝缘轨道电路的原理框图；

图6为本发明中提供的调谐单元或电容补偿器的原理框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。

请参阅图3，为本发明提供的一种无绝缘轨道电路的原理框图，所述无绝缘轨道电路包括：主轨道电路和小轨道电路，所述主轨道电路包括：第一发送器313、第一电容补偿器324、第二电容补偿器325、第一接收器312和第一调谐区，所述第一调谐区包括：第一调谐单元331、第二调谐单元333和空心线圈332，第一调谐单元331、第二调谐单元333和空心线圈332分别并联链接到所述轨道电路上，所述第一发送器313与第一协调区中的第一协调单元331连接。所述小轨道电路包括：第二发送器311、第一接收器312和第二调谐区，所述第二调谐区包括：第一调谐单元321、第二调谐单元322和空心线圈323，其中，所述第一电容补偿器324、第一调谐单元321、空心线圈323、第二调谐单元322和第二电容补偿器325分别并联链接到所述轨道电路上；所述第一接收器312与第二协调区314中的第一调谐单元321连接，所述第二发送器311与第二协调区314中的第二调谐单元322连接；相邻轨道电路通过电气绝缘节实现不同频率信号的隔离；其中，

所述第一调谐单元321和第二调谐单元322，均用于短路相邻区段的信号在本区段的传输，并对本区段的信号呈现容性，以及与调谐区的回路形成并联谐振；所述第一电容补偿器324和第二电容补偿器325，均用于对本区段的信号进行电容补偿，并对相邻区段的信号进行短路。

在该实施例中，所述主轨道电路中还可以包括多个补偿电容，分别位于第一电容补偿器和第二电容补偿器之间，所述第一电容补偿器、多个补偿电容及第二电容补偿器分别链接到主轨道线路上。

需要说明的是，在主轨道电路的一端为小轨道电路，另一端为调谐区(上述第一调谐区)，该第一调谐区同样包括第一调谐单元、空心线圈、第二调谐单元，只不过其参数与第二调谐区的对应部分的参数不同，该第一调谐区可与另外一个区段形成小轨道电路一部分。

优选的，所述第一接收器还与相邻区段的接收器连接，用于接收所述相邻区段的接收器发送的信号，并根据接收到的信号的变化来判断传输通道是否出现故障。

优选的，所述第一发送器、第二发送器和第一接收器可以位于室内，所述第一调谐单元、第二调谐单元、空心线圈、第一电容补偿器和第二电容补偿器可以位于室外，但并不限于此。

优选的，所述第一调谐单元包括：第一电容、第二电容和第一电感，其中，第一电容与第一电感串联，再与第二电容并联；

所述第二调谐单元包括：第三电容、第四电容和第二电感，其中，第三电容与第二电感串联，再与第四电容并联。

优选的，所述第一电容补偿器包括：第五电容、第六电容和第三电感，其中，第五电容与第三电感串联，再与第六电容并联；

所述第二电容补偿器包括：第七电容、第八电容和第四电感，其中，第七电容与第四电感串联，再与第八电容并联，

优选的，在图3的实施例的基础上，所述小轨道电路还可以包括：第一衰耗冗余控制器313、第一防雷电缆模拟网络314和第二防雷电缆模拟网络315、第一匹配单元326和第二匹配单元327，其中，所述第一衰耗冗余控制器313、第一防雷电缆模拟网络314和第一匹配单元326依次连接，所述第一衰耗冗余控制器313还与所述第一接收器312连接，所述第一匹配单元326还与第一调谐单元321连接；第二防雷电缆模拟网络315分别与第二匹配单元327和第二发送器311连接，且所述第二匹配单元327还与第二调谐单元322连接。

所述主轨道电路还可以包括：第三匹配单元334和第三防雷电缆模拟网络335，其中，第三匹配单元334分别和第一调谐区中的第一调谐单元331和第三防雷电缆模拟网络335连接，第三防雷电缆模拟网络335与第一发送器313连接。

其中，在该实施例中，如果将小轨道电路划分为室内和室外部分，则，所述第一衰耗冗余控制器313、第一防雷电缆模拟网络314和第二防雷电缆模拟网络315位于室内，所述第一匹配单元326和第二匹配单元327位于室外，当然，第二发送器311和第一接收器322也位于室内，但并不限于此。

同理，如果将主轨道电路划分为室内和室外部分，则主轨道电路中的第一发送器313和第三防雷电缆模拟网络335，位于室内，第三匹配单元334位于室外。其具体的结构示意图详见图4，为本发明提供的另一种无绝缘轨道电路的结构示意图。

需要说明的是，本发明实施例中，所述主轨道电路的调谐区和小轨道电路中的调谐区，虽然均包括：第一调谐单元、空心线圈、第二调谐单元；但是各个部件的参数和长度不同；同理，第一防雷电缆模拟网络、第二防雷电缆模拟网络和第三防雷电缆模拟网络；以及第一匹配单元、第二匹配单元、第三匹配单元等，都是同一种防雷电缆模拟网络，只不过网络的参数和长度不同，其匹配单元的同能也是，本实施例中只是为了区分，而将其分成第一，第二和第三的。

优选的，所述第一接收器，用于通过所述第一衰耗冗余控制器接收本区段和调谐区轨道电路的传输过来两种频率的信号，并通过接收到的调谐区轨道电路的信号的变化来判断所述小轨道的空闲或占用、所述第一和第二调谐单元的是否发生故障，或调谐区钢轨是否断轨；通过接收到的本区段轨道电路的信号的变化来判断所述主轨道的空闲或占用(包括断轨)。

优选的，所述第一接收器还用于接收列车运行区段的轨道电路状态，通过列车运行后方区段的轨道电路状态、调谐区的信号和本区段信号的相互变化关系及时间顺序，消除调谐区的分路死区。

本发明提出了一种新的无绝缘轨道电路，解决了无绝缘轨道电路安全性及适应性问题，通过将现有无绝缘轨道电路中二元件调谐单元改为三元件调谐单元，提高些电气绝缘节阻抗，减少了电气绝缘节对信号的衰耗，可以提高传输长度和轨面电压，对分路不良有利。以及在每个区段增加了两个电容补偿器，加强了对邻区段信号的防护，避免了信号越区传输，提高了系统的安全性，并提高了无缘轨道电路的传输长度，降低工程实施和维护成本。

进一步，本发明中的接收器之间可以相互通信和比较，可以辅助判断哪个通道有故障，便于维护。即本发明中的接收器可以接收两种不同频率的信号，以及还可以接收相邻区段的接收器发送的信号，从而可以判断调谐区中的调谐单元是否故障、调谐区是否断轨、传输通道是否故障，以及调谐单元故障后信号的越区传输问题等，本发明还能消除调谐区分路死区，避免信号越区传输，并进行显示，并提高了轨道电路传输长度，降低了工程实施和维护成本。

进一步，接收器对调谐区有无机车占用，不仅仅依靠相邻段信号幅度判断，还加入了时间顺序的关联，消除了机车在调谐区内可能检测不到的难题。

为了本领域技术人员的理解，下面以具体的实施例来说明。

还请参阅图5，为本发明提供的一种无绝缘轨道电路的应用示意图，在该实施例中，轨道电路以A区段、B区段和C区段为例，其中，B区段为A区段和C区段的调谐区，调谐区内有F1和F2两种频率的信号，A区段和B区段之间的主轨道电路为F1区段，B区段和C区段之间的主轨道电路为F2区段，其中，F1区段传输F1频率的信号，F2区段传输F2频率的信号。在该实施例中，F1发送器到F1接收器之间为一个主轨道电路区段，F1接收器和F2发送器之间为两个主轨道电路区段之间的调谐区。

其中，图5中为对图1的元件3进行了改进，即将二元件的调谐单元改为三元件的调谐单元，用于提高电气绝缘节的阻抗，延长传输距离；此外，还将图1中的F1区段的C1和CN改为了电容补偿器，该电容补偿器除了对F1传输进行补偿外，还能进一步短路F2频率信号，阻止F2频率信号F1区段的传输，同理，对图1中的F2区段的C1和CN也改为了电容补偿器，除了对F2传输进行补偿外，还能进一步短路F1频率信号，阻止F1频率信号F2区段的传输。

除传输外，对衰耗冗余控制器和接收器也进行修改，首先衰耗冗余控制器对从钢轨上收到F1和F2两种信号进行调整，然后送到F1接收器。

如图所示，该无绝缘轨道电路包括：主轨道电路和小轨道电路，为了便于描述，本实施例中，所述主轨道电路和小轨道电路中包括的匹配单元、防雷电缆模拟网络、衰耗冗余控制器等都用同一个名称标识，只不过对应的参数不同。所述主轨道电路的一端依次包括：F1发送器、防雷电缆模拟网络、匹配电缆、第一调谐区，第一电容补偿器，另一端依次包括第二电容补偿器、匹配单元、电缆模拟网络、衰耗冗余控制器和F1接收器，所述小轨道电路的一端依次包括：F2发送器、防雷电缆模拟网络、匹配单元和第二调谐区，另一端依次包括：匹配单元、防雷电缆模拟网络、衰耗冗余控制器、F1接收器。其中，所述第一和第二调谐区均包括：第一调谐单元、第二调谐单元和空心线圈，只不过其对应的参数不同。

在该图中，元件2为空心线圈，用于平衡机车牵引电流在两条钢轨上的传输，防止机车牵引电流在两条钢轨上形成较大压差；

元件3为F1区段调谐单元(即第一调谐单元)，即在该F1区段调谐单元中，电感L1与电容C1对邻段频率是串联谐振，用于短路相邻区段信号在本区段的传输；对本区段频率呈现容性和弱感性，再并联电容后，该F1区段调谐单元整体对本段频率呈现容性。其整体呈现的容值和与调谐区钢轨、SVA的综合电感构成并联谐振，呈现较高阻抗，称“极阻抗”(约2欧)，相当于开路。以此减少了对本区段信号的衰耗。

元件1为F2区段调谐单元(即第二调谐单元)，对F1频率1呈现“短路”特性，防止F1频率的信号向B区段传输，同时对F2频率呈现容性，与钢轨、元件2、和元件3构成的感性并联谐振，形成较高的阻抗；

CF1为主轨道电路上F1区段的电容补偿器(即第一电容补偿器)，整体呈现的容值和本区段其他的电容器相同，可以认为其就是一个电容，同时短路相邻段信号，阻止相邻段信号在本段的传输；

CF2为主轨道电路上F2区段的电容补偿器(即第二电容补偿器)，整体呈现的容值和本区段其他的电容器相同，可以认为其就是一个电容，同时短路相邻段信号，阻止相邻段的信号在本区段的传输。

元件C2至CN-1为主轨道电路上的补偿电容，用于消除钢轨中的感性成分，使传输可以达到最高的效率。

在该实施例中的防雷电缆模拟网络(即所有的防雷电缆模拟网络)，用于补偿电缆到统一长度，其模拟网络的长度可以相同，也可以不同，本实施例不做限制；匹配单元(即所有的匹配单元)，用于匹配电缆和钢轨的阻抗，其所有匹配单元的参数可以相同，也可以不同，发送器(即所有的发送器，包括F1发送器和F2发送器)，用于发送和该区段响应的移频信号，衰耗冗余控制器(即所有的衰耗冗余控制器)，用于接收到两种频率信号调整到相应幅度，接收器(即所有的接收器，包括F1接收器和F2接收器)，用于接收本区段和相邻区段的信号，还用于接收相邻区段的发送器发送的信号。

也就是说，在该优化的无绝缘轨道电路中，在小轨道电路中，调谐区的接收端设置接收器，用于接收F1区段的信号，发送端设置发送器，用于接收F2区段的信号。该接收器用于接收调谐区另外一端相邻区段发送器发送的信号(俗称“小轨道”信号)，当钢轨断轨时，调谐区的传输通道被切断，接收端的接收器将收不到“小轨道”信号，从而可以检查出调谐区钢轨断轨；由于接收端的调谐单元对相邻区段信号起到“短路”作用，接收器相当于从“短路线”上取邻段信号，即“小轨道”信号，若接收端调谐单元断线“开路”，“小轨道”信号便可增加数倍(5～7倍)；而邻段发送端的调谐单元与调谐区构成并联谐振，若发送端调谐单元断开，发送端电压降低到正常的50％以下，这种变化将体现在调谐区另一端邻段的接收器上，即“小轨道”信号降低到正常信号的50％以下；通过接收端通过检查“小轨道”信号的变化，便可检查出调谐单元是否故障。

优选的，在该实施例中，接收器还可以同时接收两个频率的信号，即接收本区段的信号和相邻区段的信号。如图5所示，当列车通过时，车轮轮对先分路F2区段的信号，然后分路F1区段和F2区段的调谐区，即“小轨道信号”，然后在分路F1区段信号。由于“小轨道信号”是在“零阻抗”上取得的信号，零阻抗远小于车轮在钢轨上形成的阻抗，车轮越过F2发送器后，F2接收器接到本段F2信号和F2接收器接到本段F2信号(“小轨道信号”)将迅速增大到接近正常幅度，F2区段恢复空闲状态，而只有车轮接近F1区段的调谐单元(B区段的元件3时(2～3米)，F1接收器接收到的F1区段的信号才降到轨道继电器落下幅度。因此，在现有的调谐区内，若不考虑“小轨道信号”信号，在调谐区长度为29米的情况下，调谐区中间将有23米分路“死区”，若考虑“小轨道信号”信号，则有5米的分路“死区”，因此，无论是否考虑“小轨道信号”，都会为运输带来安全隐患。

基于此，本发明实施例中，为了解决安全隐患，其优化的方案是在“小轨道信号”从分路到恢复正常时，若本接收器接收的本区段信号没有达到分路状态前，“小轨道信号”保持分路状态，从而可以消除5米的分路“死区”。

优选的，本实施例中，接收器前后区段相互关联，即图中F1接收器与F2接收器连接，即F1接收器接收F2接收器发送的信号，根据该信号的变化来判断一个区段发送通道和接收通道是否发生故障。

也就是说，若与一个发送端的发送器相邻的两个接收端的两个接收器均收不到该发送器发送的信号，则故障应该出现在发送通道上；若仅一个接收器可以接收到信号，则就可以判断接收不到信号的一侧的钢轨可能是断轨；若一个接收器对本区段的信号和调谐区的信号均接收不到，则可以判断接收侧的传输通道发生了故障。此外，在判断故障后，该接收器可以通过显示器显示出简单的指示，比如故障的原因及其位置，以便于辅助现场维护人员对故障进行判断、修复等，从而提高了维护效率，节约了维护成本。

优选的，本实施例中，F1和F2调谐单元(即第一调谐单元和第二调谐单元)均有三个元件组成，即电感L1和电容而既有的ZPW-2000A轨道电路中，频率低端(1700Hz或2000Hz)的调谐单元由两元件组成，频率高端(2300Hz或2600Hz)的调谐单元由三元件组成。由于电感和电容在制造的过程中，均存在直流阻抗，在现有的调谐单元有两元件组成，直流阻抗相当于电感和电容两个元件直流阻抗相加，整个两元件调谐单元直流阻抗较高，导致由调谐单元、钢轨、空心线圈组成调谐区的并联谐振Q值不高，电气绝缘节的节阻抗不高，对信号的损耗大，不利于信号传输。而本发明中，把两元件的调谐单元的结构改造为三元件调谐单元的结构后，整个调谐单元的直流阻抗相当于串联谐振的直流阻抗并联电容的直流阻抗，整个调谐单元的直流阻抗减少，由调谐单元、钢轨、空心线圈组成调谐区的并联谐振Q值增加，电气绝缘节的节阻抗升高，利于信号传输，从而可以延长轨道电路距离，节省工程成本。

优选的，所述电容补偿器(包括第一电容补偿器和第二电容补偿器)，设置在接近调谐区两边的第一个电容的位置，即图5的CF1和CF2处，该电容补偿器对本段信号具有电容补偿作用，对本段频率呈现的容值，以及和本段其他电容的容值相同，同时对相邻区段信号短路，即用于对相邻区段信号进行第二次短路，以防护相邻区段信号在本区段的长距离传输，具有防护BA断线时信号越区传输的问题，同时防止对机车信号的影响，电容补偿器其原理与本区段的改造的调谐单元的原理相同，仅参数存在差异，具体详见图5所示。

该实施例的具体实现过程为：

1、发送端的F2发送器根据设定载频和低频频率(可通过通信或继电编码)，发送相应的FSK信号(发送具有自检功能，当发出的信号故障或自身电路故障时，会自动切断信号输出)。

2、所述FSK信号通过发送端的电缆模拟网络和实际电缆送到室外，为保证方向切换时，电缆的长度一样，每个区段电缆模拟网络和实际电缆之和相等(目前为10公里长，但并不限于此)

3、发送端的匹配单元在接收到所述FSK信号后，匹配电缆阻抗和钢轨阻抗的关系，使传输达到最优(目前的电缆侧和钢轨侧变压器的变比为9∶1，但并不限于此)

4、调谐区在接收到FSK信号后，根据自身的高阻抗(2欧姆左右)，保证FSK信号衰减不会太大，使大部分FSK信号能量作用在本区段，同时本区段调谐区中的调谐单元(比如图中元件1)对邻段信号频率起短路作用，

5、同样在钢轨受端，调谐区对自身信号而言为高阻抗(2欧姆左右)，保证调谐区对信号衰减不会太大，使大部分信号能量作用在本区段，同时本区段调谐单元(比如元件3)对邻段信号频率起短路作用，

6、接收端的匹配单元匹配电缆阻抗和钢轨阻抗的关系，使传输达到最优(目前的电缆侧和钢轨侧变压器的变比为9∶1，但并不限于此)

接收端的匹配单元发送出的信号通过接收端的电缆模拟网络和实际电缆送到衰耗冗余控制器，其中，为保证方向切换时，电缆的长度一样，每个区段电缆模拟网络和实际电缆之和相等(目前为10公里长)

接收端的衰耗冗余控制器把各种长度下接收端的信号调整到同一标准，方便接收器工作。(目前，在各种条件下，在轨道电路没有故障且机车没有占用时，衰耗冗余控制器输出的本区段信号在240mV以上，当信号降低到170mV以下时，认为本区段有车占用；在轨道电路没有故障且机车没有占用时，邻区段信号应在100mV以上，当信号降低到63mV以下时，认为调谐区有车占用或邻段发送端的BA断线，若大于300mV以上，认为本段接收端的BA断线)

接收端的F1接收器按照设定的频率(可通过通信或继电编码)分别对本区段或邻区段信号进行解调，若信号正常(本区段信号在240mV以上，邻区段信号应在100mV～300mV之间)，则励磁轨道继电器吸起或通过通信给上位设备(列控系统)传送轨道电路空闲信息。

同时，在该实施例中，由于一台发送的信息由两套接收器接收，可以通过两套接收器接收到信息的比较，判断哪个通道出现故障。如若两套接收器均收不到中间发送器的信息，故障应出在发送通道上，若仅有一套接收器可以接到信号，则另一套接收器侧传输通道出故障的可能性最大。

还请参阅图6，为本发明中提供的调谐单元或电容补偿器的原理框图。在该实施例中，调谐单元和电容补偿器包括的元器件相同，即两个电容，一个电感，只不过，其电感和电容的参数不同，其实现原理也相同或类似。

如图所示，电感L1与电容C1对相邻区段的频率是串联谐振，用于短路相邻区段在本区段的传输；对本区段的频率呈现容性或弱感性，之后，再并联电容C2后，该由三元件组成的调谐单元整体对本区段的频率呈现容性。

如图6所示组成，用作电容补偿器时，整体呈现的容值和本区段其他的电容器相同，可以认为其就是一个电容，同时短路相邻区段信号，阻止相邻区段信号在本区段的传输。

如图6所示的组成，用作调谐单元时，整体呈现的容值和与调谐区钢轨、SVA的综合电感构成并联谐振，呈现较高阻抗，称“极阻抗”(约2欧)，相当于开路，用于减少了对本区段信号的衰耗。

本发明提出了一种新的无绝缘轨道电路，解决了无绝缘轨道电路安全性及适应性问题，通过将现有无绝缘轨道电路中二元调谐单元改为三元调谐单元，以及将现有的与二元件和三元件组成的调谐单元相邻的电容的分别修改为电容补偿器，防护信号的越区传输，并提高无缘轨道电路的传输长度，降低工程实施和维护成本。

进一步，本发明的接收器可以接收两种不同频率的信号，以及还可以接收相邻区段的接收器发送的信号，从而可以判断调谐区中的调谐单元是否故障、调谐区是否断轨、传输通道是否故障，以及调谐单元故障后信号的越区传输问题等，本发明还能消除调谐区分路死区，并进行显示，从而提高了轨道电路传输长度和安全，降低了工程实施和维护成本。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种无绝缘轨道电路，包括主轨道电路和小轨道电路，其特征在于，所述主轨道电路包括：第一发送器、第一接收器、第一电容补偿器、第二电容补偿器和第一调谐区，所述小轨道电路包括：第二发送器、第一接收器和第二调谐区，所述第一调谐区和第二调谐区均包括：第一调谐单元、第二调谐单元和空心线圈，其中，所述第一电容补偿器、第一调谐单元、空心线圈、第二调谐单元和第二电容补偿器依次并联连接到所述主轨道电路上；所述第二调谐区中的第一接收器与第一调谐单元连接，所述第二发送器与第二调谐单元连接；所述第一调谐区中的第一发送器与第一调谐单元连接；相邻轨道电路通过电气绝缘节实现不同频率信号的隔离；

所述第一调谐单元和第二调谐单元，均用于短路相邻区段的信号在本区段的传输，并对本区段的信号呈现容性，以及与调谐区的回路形成并联谐振；

所述第一电容补偿器和第二电容补偿器，均用于对本区段的信号进行电容补偿，并对相邻区段的信号进行短路。

2.根据权利要求1所述的无绝缘轨道电路，其特征在于，所述第一接收器还与相邻区段的接收器连接，用于接收所述相邻区段的接收器发送的信号，并根据接收到的信号的变化来判断传输通道是否出现故障。

3.根据权利要求1或2所述的无绝缘轨道电路，其特征在于，所述第一调谐单元包括：第一电容、第二电容和第一电感，其中，第一电容与第一电感串联，再与第二电容并联；

所述第二调谐单元包括：第三电容、第四电容和第二电感，其中，第三电容与第二电感串联，再与第四电容并联。

4.根据权利要求1或2所述的无绝缘轨道电路，其特征在于，所述第一电容补偿器包括：第五电容、第六电容和第三电感，其中，第五电容与第三电感串联，再与第六电容并联；

所述第二电容补偿器包括：第七电容、第八电容和第四电感，其中，第七电容与第四电感串联，再与第八电容并联。

5.根据权利要求1或3所述的无绝缘轨道电路，其特征在于，所述小轨道电路还包括：第一衰耗冗余控制器、第一防雷电缆模拟网络、第二衰耗冗余控制器和第二防雷电缆模拟网络、第一匹配单元和/或第二匹配单元，其中，所述第一衰耗冗余控制器、第一防雷电缆模拟网络和第一匹配单元依次连接，所述第一衰耗冗余控制器还与所述第一接收器连接，所述第一匹配单元还与第一调谐单元连接；第二防雷电缆模拟网络分别与第二匹配单元和第二发送器连接，且所述第二匹配单元还与第二调谐单元连接；

所述主轨道电路还包括：第三防雷电缆模拟网络和第三匹配单元，其中，第三匹配单元分别与第一调谐区中的第一调谐单元和第三防雷电缆模拟网络连接；所述第三防雷电缆模拟网络与第一发送器连接。

6.根据权利要求5所述的无绝缘轨道电路，其特征在于，所述第一接收器，用于通过所述第一衰耗冗余控制器接收本区段和调谐区轨道电路的传输过来两种频率的信号，并通过接收到的调谐区轨道电路的信号的变化来判断所述小轨道的空闲或占用、所述第一和第二调谐单元的是否发生故障，或调谐区钢轨是否断轨；通过接收到的本区段轨道电路的信号的变化来判断所述主轨道的空闲或占用。

7.根据权利要求6所述的无绝缘轨道电路，其特征在于，所述第一接收器还用于接收列车运行区段的轨道电路状态，通过列车运行后方区段的轨道电路状态、调谐区的信号和本区段信号的相互变化关系及时间顺序，消除调谐区的分路死区。

8.根据权利要求6所述的无绝缘轨道电路，其特征在于，所述第一接收器，还用于通过显示器显示故障原因及位置。

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