CN102582658B - 轨道区段占用检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种轨道区段占用检测系统，该检测系统包括上位机(6)和多个轮对计数装置(5)，多个轮对计数装置(5)分别与上位机(6)电连接；所述多个轮对计数装置(5)用于分别安装在轨道区段的受端和送端，以使得每个轨道区段的受端和送端各有一个轮对计数装置(5)，每个轨道区段的轮对计数装置(5)用于对通过该轨道区段的受端和送端的轮对进行计数；所述上位机(6)用于采集来自每个轨道区段的轮对计数装置(5)的轮对计数、根据所述轮对计数来判断该轨道区段是否被占用、并根据判断结果输出占用指令或空闲指令。采用本发明提供的轨道区段占用检测系统能够准确判断轨道区段是否有列车占用，可靠性高，能够确保铁路行车安全。
Description
技术领域
本发明涉及铁路控制领域，具体涉及一种轨道区段占用检测系统。
背景技术
目前，国内解决列车轨道区段占用情况，采用的是轨道电路的方式。轨道电路是以一段铁路线路的钢轨为导体构成的电路，用于检测这段铁路线路是否被列车占用，当设有轨道电路的某段线路上空闲时，轨道电路上的继电器有足够的电流通过，吸起被磁化的衔铁，闭合前接点，从而接通色灯信号机的绿灯电路，显示绿色灯光，表示前方线路空闲，允许列车占用；当列车进入该线路区段时，电流改为行经列车轮对，而不流经继电器，继电器因失磁而释放衔铁，使之搭在后接点上，接通信号机的红灯电路，显示禁行信号。轨道电路的使用能够防止列车追尾和冲突事故，确保铁路行车安全。
然而，由于下雨、潮湿、不常停车等原因，常常会造成钢轨轨面或列车轮对踏面生锈，可能造成列车轮对不能可靠地短路钢轨，导致轨道电路不能准确判断是否有列车占用轨道区段，严重威胁铁路行车安全。
发明内容
本发明提供了一种轨道区段占用检测系统，可以准确检测轨道区段是否有列车占用，可靠性高，能够确保铁路行车安全。
本发明提供的轨道区段占用检测系统包括上位机和多个轮对计数装置，所述多个轮对计数装置分别与所述上位机电连接；所述多个轮对计数装置用于分别安装在轨道区段的受端和送端，以使得每个轨道区段的受端和送端各有一个轮对计数装置，每个轨道区段的轮对计数装置用于对通过该轨道区段的受端和送端的轮对进行计数；所述上位机用于采集来自每个轨道区段的轮对计数装置的轮对计数、根据所述轮对计数来判断该轨道区段是否被占用、并根据判断结果输出占用指令或空闲指令。
优选地，当采集到的一轨道区段的受端和送端的轮对计数相等时，所述上位机判断该轨道区段未被占用，并输出空闲指令；当采集到的一轨道区段的受端和送端的轮对计数不等时，所述上位机判断该轨道区段已被占用，并输出占用指令。
优选地，所述上位机还用于当判断结果为某一轨道区段已被占用、该轨道区段的相邻轨道区段未被占用、且该轨道区段的受端与送端的轮对计数之差小于三时，确定所述判断结果有误，并重新判断该轨道区段未被占用。
优选地，所述上位机还可以用于根据来自每个轨道区段的轮对计数装置的轮对计数来判断多个连续的轨道区段是否被占用、并根据判断结果输出占用指令或空闲指令：当采集到的所述多个连续的轨道区段中的第一个轨道区段的受端和送端的轮对计数和所述多个连续的轨道区段中的最后一个轨道区段的受端和送端的轮对计数都相等时，所述上位机判断所述多个连续的轨道区段均未被占用，并输出空闲指令；当采集到的所述多个连续的轨道区段中的第一个轨道区段的受端和送端的轮对计数相等、所述多个连续的轨道区段中的最后一个轨道区段的受端和送端的轮对计数相等、但所述第一个轨道区段的受端或送端与所述最后一个轨道区段的受端或送端的轮对计数不等时，所述上位机判断所述第一个轨道区段与所述最后一个轨道区段之间的某个轨道区段已被占用，并输出占用指令。
优选地，所述轮对计数装置可以包括控制模块和多个传感器，所述多个传感器分别与所述控制模块电连接；所述多个传感器用于分别检测是否有轮对通过并实时输出表示轮对有无的电平信号，每个传感器在初始化后具有初始电平；所述控制模块用于采集来自每个传感器的电平信号、对当任一传感器的电平信号发生变化时到所有传感器的电平信号回到初始电平这一区间内的所有传感器的电平信号进行编码以形成实际电平编码序列、将该实际电平编码序列与标准电平编码序列进行比较、并当该实际电平编码序列与所述标准电平编码序列匹配时，对轮对进行计数。
优选地，所述标准电平编码序列可以是在轮对通过期间理论上所述多个传感器输出的多个电平信号的编码序列。
优选地，所述多个传感器可以按照在轮对行进方向上使得轮对依次接近每个传感器的方式一一间隔布置。
本发明提供的轨道区段占用检测系统采用轮对计数装置来对通过轨道区段的列车轮对进行计数，由上位机根据来自轮对计数装置的轮对计数来判断轨道区段是否被占用，并根据判断结果输出占用指令或空闲指令，由此，操作人员或信号机可以根据来自上位机的占用指令或空闲指令进行列车调度和指示。
采用本发明提供的轨道区段占用检测系统，能够准确判断轨道区段是否有列车占用，可靠性高，能够确保铁路行车安全。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明提供的轨道区段占用检测系统的结构示意图；
图2为图1中的轮对计数装置的结构示意图；
图3为根据一种实施方式的图1中的轮对计数装置中传感器布置方式与轮对行进方向示意图；
图4为根据一种实施方式的图1中的轮对计数装置中传感器布置方式与轮对行进方向示意图；以及
图5为根据一种实施方式的图1中的轮对计数装置中传感器布置方式与轮对行进方向示意图。
附图标记说明
1控制模块 2传感器
5轮对计数装置 6上位机
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
需要说明的是，下文中所述的“受端”是指轨道区段的入口端，下文中所述的“送端”是指轨道区段的出口端。下文中所述的“正向”是指从轨道区段的受端进入，从轨道区段的送端离开，下文中所述的“反向”是指从轨道区段的送端进入，从轨道区段的受端离开。
本发明提供了一种轨道区段占用检测系统，如图1所示，该检测系统包括上位机6和多个轮对计数装置5，所述多个轮对计数装置5分别与所述上位机6电连接；所述多个轮对计数装置5用于分别安装在轨道区段的受端和送端，以使得每个轨道区段的受端和送端各有一个轮对计数装置5，每个轨道区段的轮对计数装置5用于对通过该轨道区段的受端和送端的轮对进行计数；所述上位机6用于采集来自每个轨道区段的轮对计数装置5的轮对计数、根据所述轮对计数来判断该轨道区段是否被占用、并根据判断结果输出占用指令或空闲指令。
所述轮对计数装置5用于安装在轨道区段的受端和送端，用于对通过轨道区段的受端和送端的列车轮对进行计数，并将轮对计数发送到上位机6。
所述上位机6为任意可以根据预先设定的程序执行内部的信号处理、运算以及输出外部控制指令的控制装置，根据本发明的技术方案，所述上位机6为根据来自轮对计数装置5的轮对计数判断轨道区段是否被占用，并根据判断结果输出占用指令或空闲指令的控制装置，例如可以为PLC或单片机。
优选地，为了对通过轨道区段的受端和送端的列车轮对进行计数，如图2所示，所述轮对计数装置5可以包括控制模块1和多个传感器2，所述多个传感器2分别与所述控制模块1电连接；所述多个传感器2用于分别检测是否有轮对通过并实时输出表示轮对有无的电平信号，每个传感器2在初始化后具有初始电平；所述控制模块1用于采集来自每个传感器2的电平信号、对当任一传感器2的电平信号发生变化时到所有传感器2的电平信号回到初始电平这一区间内的所有传感器2的电平信号进行编码以形成实际电平编码序列、将该实际电平编码序列与标准电平编码序列进行比较、并当该实际电平编码序列与所述标准电平编码序列匹配时，对轮对进行计数。
所述传感器2用于安装在轨道区段沿线，为任意可以探测是否有列车轮对经过、并实时输出表示轮对有无的电平信号(例如在轮对通过时产生高或低电平)的探测装置，例如可以为红外传感器、光电传感器、超声波传感器等，本发明不对传感器2的类型进行任何限定。根据不同的传感器2的类型，其在轨道沿线的安装方式(例如距离轨道高度等)也各不相同，本领域技术人员可以根据实际操作的需要对传感器2的类型进行选择，并因此选择适当的安装方式，本发明在此不再进行赘述。
所述控制模块1为任意可以根据预先设定的程序执行内部的信号处理、运算以及输出外部控制指令的控制装置，根据本发明的技术方案，所述控制模块1为预先存储有标准电平编码序列、可以根据预先设定的程序采集来自每个传感器2的电平信号、对当任一传感器2的电平信号发生变化时到所有传感器2的电平信号回到初始电平这一区间内的所有传感器2的电平信号进行编码以形成实际电平编码序列、将该实际电平编码序列与预先存储的标准电平编码序列进行比较、并当该实际电平编码序列与所述标准电平编码序列匹配时对轮对进行计数的控制装置，例如可以为PLC或单片机。
为了对轮对的依次通过进行检测，根据本发明的技术方案，所述多个传感器2按照在轮对行进方向上使得轮对依次接近每个传感器2的方式一一间隔布置，例如图3所示，多个传感器2以水平排列的方式安装，或者如图4和图5所示，多个传感器2以水平排列和垂直排列两种方式安装，只要保证多个传感器2按照在轮对行进方向上使得轮对依次接近每个传感器2的方式布置即可，本发明不对多个传感器2的排列方式进行任何限定。
为了确保准确检测且节约成本，优选情况下，所述轮对计数装置5可以包括三个传感器2。以红外传感器为例，可以将三个传感器2距离轨道高度设置为2-10厘米，各个传感器2之间的间距设置为小于15厘米；可以将传感器2设置为在无轮对通过时输出高电平(用“1”表示)，有轮对通过时输出低电平(用“0”表示)(也可以在无轮对通过时输出低电平(用“0”表示)，有轮对通过时输出高电平(用“1”表示))。
根据本发明的技术方案，所述标准电平编码序列是在轮对通过期间理论上所述多个传感器2输出的多个电平信号的编码序列。可以事先模拟轮对通过，并按照与上述相同的方式对传感器2的输出电平信号进行编码(即对当任一传感器2的电平信号发生变化时到所有传感器2的电平信号回到初始电平这一区间内的所有传感器2的电平信号进行编码)形成标准电平编码序列。由此，可以将每个传感器2在初始化后具有的初始电平设置为高电平，在没有轮对通过时，三个传感器2输出为“111”的三个高电平。当轮对依次通过三个传感器2时，三个传感器2输出的电平信号发生变化，直到轮对离开三个传感器2，三个传感器2的输出又回到“111”。因此，轮对依次通过三个传感器2的整个过程中输出电平为：“111、011、001、000、100、110、111”。
根据本发明的一种实施方式，可以将上述获得的电平信号编码为一个字节，编码过程为：在一个字节的第7位、第6位、第5位依次填上三个传感器2输出的电平信号，其余第0位至第4位则全部填“0”，则可以形成标准电平编码序列“11100000、01100000、00100000、00000000、10000000、11000000、11100000”。优选情况下，可以将该编码序列转成十六进制“E0 6020 00 80 C0 E0”。
也可以在一个字节的第2位、第1位、第0位依次填上三个传感器2输出的电平信号，其余位则全部填“0”；或者在一个字节的第3位、第4位、第5位依次填上三个传感器2输出的电平信号，使用第3、4、5位，其余位则全部填“1”。
根据本发明的另一种实施方式，也可以将上述获得的电平信号编码为N(N≥1)个字节，传感器2输出的电平信号只占N(N≥1)个字节的三个位，其它位可全部填写为“0”或“1”。
根据本发明的又一种实施方式，为了节省存贮空间，可以把上述获得的电平信号全部排列在一起进行编码；也可以对已经获得的编码进行形式上的映射转换。
需要说明的是，本发明不对电平编码序列的形成过程和方式进行任何限定。
由此，在实际操作时，本发明提供的轮对计数装置5中，多个传感器2分别检测是否有轮对通过并实时输出表示轮对有无的电平信号，控制模块1执行预先设置的程序，按照与模拟轮对通过时相同的方式，首先采集来自每个传感器2的电平信号、对当任一传感器2的电平信号发生变化时到所有传感器2的电平信号回到初始电平这一区间内的所有传感器2的电平信号进行编码以形成实际电平编码序列。
控制模块1执行预先设置的程序，将编码形成的实际电平编码序列与预先存储的标准电平编码序列进行比较、并当该实际电平编码序列与所述标准电平编码序列匹配时(即表明当前确实有轮对通过)，对轮对进行计数。
根据本发明的一种实施方式，轮对计数装置5可以仅执行加运算，在轮对通过时在原有轮对数上加1，没有轮对通过时保持原有轮对数不变。
根据本发明的另一种实施方式，可以以正向或反向为基准进行轮对计数，正向有轮对通过时轮对计数装置5在原有轮对数上加1，反向有轮对通过时轮对计数装置5在原有轮对数上减1，没有轮对通过时保持原有轮对数不变。
根据本发明的又一种实施方式，可以对某一轨道区段的的受端和送端的轮对计数装置5进行设置，按照进入该轨道区段则轮对计数加1(受端执行加运算)，出该轨道区段则轮对计数减1(送端执行减运算)的方法，没有轮对通过时保持原有轮对数不变。
如上所述，轨道区段内的轮对数的计算方法可以有多种，例如可以根据列车行驶的方向用受端减送端的差值计算或用送端减受端的差值计算，即用进入轨道区段的轮对数减出轨道区段的轮对数；也可以采用无论是送端还是受端，只要进入轨道区段则加1、出轨道区段则减1的方法，只要轨道区段受端与送端的轮对计数之差大于零，则可以判断被占用，否则空闲。
本发明不对轮对计数方式进行任何限定，可以根据实际操作的需要进行设置或变更。并且，根据一种实施方式，轨道区段的受端和送端的轮对计数装置5也可以整合为一体。
根据本发明的技术方案，所述上位机6执行预先设定的程序，当采集到的一轨道区段的受端和送端的轮对计数相等时，所述上位机6判断该轨道区段未被占用，并输出空闲指令；当采集到的一轨道区段的受端和送端的轮对计数不等时，所述上位机6判断该轨道区段已被占用，并输出占用指令。由此，操作人员或信号机可以根据来自上位机的占用指令或空闲指令进行列车调度和指示。
根据本发明的实施方式，轨道区段的受端和送端的轮对计数装置5仅执行加运算，在轮对通过时在原有轮对数上加1，当一轨道区段的受端和送端的计轮数相等(即受端与送端的轮对计数之差等于零)时，可以判断轨道区段未被占用，之后轮对计数装置5可以对轮对数清零。
根据本发明的另一种实施方式，可以使得轨道区段的受端的轮对计数装置5执行加运算，在轮对通过时在原有轮对数上加1，使得轨道区段的送端的轮对计数装置5执行减运算，在轮对通过时在原有轮对数上减1，当一轨道区段的受端和送端的轮对计数之差为零时，可以判断轨道区段未被占用，之后轮对计数装置5可以对轮对数清零。
在轮对计数装置5或信号传输出现问题的情况下，有可能导致某个轨道区段的占用判断错误，由此导致列车事故。因此，为了进一步提高判断准确性，保证列车行车安全，优选情况下，所述上位机6还用于执行预先设定的程序，根据来自每个轨道区段的轮对计数装置5的轮对计数来判断多个连续的轨道区段是否被占用、并根据判断结果输出占用指令或空闲指令：当采集到的所述多个连续的轨道区段中的第一个轨道区段的受端和送端的轮对计数和所述多个连续的轨道区段中的最后一个轨道区段的受端和送端的轮对计数都相等时，所述上位机6判断所述多个连续的轨道区段均未被占用，并输出空闲指令；当采集到的所述多个连续的轨道区段中的第一个轨道区段的受端和送端的轮对计数相等、所述多个连续的轨道区段中的最后一个轨道区段的受端和送端的轮对计数相等、但所述第一个轨道区段的受端或送端与所述最后一个轨道区段的受端或送端的轮对计数不等时，所述上位机6判断所述第一个轨道区段与所述最后一个轨道区段之间的某个轨道区段已被占用，并输出占用指令。
根据本发明的技术方案，采用轮对计数装置5对多个连续的轨道区段中的第一个轨道区段和最后一个轨道区段的受端和送端的通过轮对进行计数，当第一个轨道区段和最后一个轨道区段的受端和送端的轮对计数都相等时(即第一个轨道区段和最后一个轨道区段都未停有列车且经过第一个轨道区段和最后一个轨道区段的轮对数相等)，表明多个连续的轨道区段中都未停有列车，因此上位机6判断多个连续的轨道区段均未被占用，并输出空闲指令；当第一个轨道区段的受端和送端的轮对计数相等、最后一个轨道区段的受端和送端的轮对计数相等(即第一个轨道区段和最后一个轨道区段未停有列车)，但第一个轨道区段的受端或送端的轮对计数与最后一个轨道区段的受端或送端的轮对计数不等时，表明第一个轨道区段与最后一个轨道区段中的某个轨道区段中停有列车，因此上位机6判断第一个轨道区段与最后一个轨道区段之间的某个轨道区段已被占用，并输出占用指令。由此，本发明提供的轨道区段占用检测系统通过判断一个或多个轨道区段的前一轨道区段和后一轨道区段是否被占用，可以判断所述一个或多个轨道区段是否被占用，并因此输出占用或空闲指令，提高了判断准确性，避免事故的发生。
为了提高判断的准确性，优选情况下，所述多个连续的轨道区段为三个连续的轨道区段。
在轮对计数装置5或信号传输出现问题的情况下，有可能导致某个轨道区段的占用判断错误，由此导致列车事故。因此，为了进一步提高判断准确性，保证列车行车安全，优选情况下，本发明提供的轨道区段占用检测系统还具有自检测功能，对已有的轨道区段占用判断结果进行验证。因此，优选情况下，所述上位机6还用于当判断结果为某一轨道区段已被占用、该轨道区段的相邻轨道区段未被占用、且该轨道区段的受端与送端的轮对计数之差小于三时，确定所述判断结果有误，并重新判断该轨道区段未被占用。
根据本发明的一种实施方式，所述上位机6和所述控制模块1均为独立的控制器，通过对其内部程序的设置，可以分别实现不同的功能，所述上位机6和所述控制模块1也可以整合为一个单独的控制器，本发明不对上位机6和控制模块1的实现形式做出任何限定。
采用本发明提供的轨道区段占用检测系统，能够准确判断轨道区段是否有列车占用，可靠性高，能够确保铁路行车安全。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (6)
1.一种轨道区段占用检测系统，其中，该检测系统包括上位机（6）和多个轮对计数装置（5），所述多个轮对计数装置（5）分别与所述上位机（6）电连接；
所述多个轮对计数装置（5）用于分别安装在轨道区段的受端和送端，以使得每个轨道区段的受端和送端各有一个轮对计数装置（5），每个轨道区段的轮对计数装置（5）用于对通过该轨道区段的受端和送端的轮对进行计数；
所述上位机（6）用于采集来自每个轨道区段的轮对计数装置（5）的轮对计数、根据所述轮对计数来判断该轨道区段是否被占用、并根据判断结果输出占用指令或空闲指令；
所述上位机（6）还用于根据来自每个轨道区段的轮对计数装置（5）的轮对计数来判断多个连续的轨道区段是否被占用、并根据判断结果输出占用指令或空闲指令：
当采集到的所述多个连续的轨道区段中的第一个轨道区段的受端和送端的轮对计数和所述多个连续的轨道区段中的最后一个轨道区段的受端和送端的轮对计数都相等时，所述上位机（6）判断所述多个连续的轨道区段均未被占用，并输出空闲指令；
当采集到的所述多个连续的轨道区段中的第一个轨道区段的受端和送端的轮对计数相等、所述多个连续的轨道区段中的最后一个轨道区段的受端和送端的轮对计数相等、但所述第一个轨道区段的受端或送端与所述最后一个轨道区段的受端或送端的轮对计数不等时，所述上位机（6）判断所述第一个轨道区段与所述最后一个轨道区段之间的某个轨道区段已被占用，并输出占用指令。
2.根据权利要求1所述的检测系统，其中，当采集到的一轨道区段的受端和送端的轮对计数相等时，所述上位机（6）判断该轨道区段未被占用，并输出空闲指令；
当采集到的一轨道区段的受端和送端的轮对计数不等时，所述上位机（6）判断该轨道区段已被占用，并输出占用指令。
3.根据权利要求1所述的检测系统，其中，所述上位机（6）还用于当判断结果为某一轨道区段已被占用、该轨道区段的相邻轨道区段未被占用、且该轨道区段的受端与送端的轮对计数之差小于三时，确定所述判断结果有误，并重新判断该轨道区段未被占用。
4.根据权利要求1所述的检测系统，其中，所述轮对计数装置（5）包括控制模块（1）和多个传感器（2），所述多个传感器（2）分别与所述控制模块（1）电连接；
所述多个传感器（2）用于分别检测是否有轮对通过并实时输出表示轮对有无的电平信号，每个传感器（2）在初始化后具有初始电平；
所述控制模块（1）用于采集来自每个传感器（2）的电平信号、对当任一传感器（2）的电平信号发生变化时到所有传感器（2）的电平信号回到初始电平这一区间内的所有传感器（2）的电平信号进行编码以形成实际电平编码序列、将该实际电平编码序列与标准电平编码序列进行比较、并当该实际电平编码序列与所述标准电平编码序列匹配时，对轮对进行计数。
5.根据权利要求4所述的检测系统，其中，所述标准电平编码序列是在轮对通过期间理论上所述多个传感器（2）输出的多个电平信号的编码序列。
6.根据权利要求4所述的检测系统，其中，所述多个传感器（2）按照在轮对行进方向上使得轮对依次接近每个传感器（2）的方式一一间隔布置。
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