CN102596681B - 通过顺序译码确定铁路线上轨道电路的轨道占用状态的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于确定设有多个彼此相邻的轨道电路的铁路线上轨道电路的占用状态的装置，所述轨道电路包括由平行的金属区间元件形成的一对钢轨(R)，在所述钢轨(R)之间可施加电压，每个轨道电路通过电绝缘接头(G)与相邻区段分离。所述装置包括发送块(2)，其能够将交流电压信号发送到轨道电路，与所述交流电压信号相关联的是彼此不同的至少三个代码字的预定序列。
Description
技术领域
本发明涉及一种通过顺序译码来确定铁路线上轨道电路的占用状态的方法和装置。具体地讲，本发明涉及列车或者可在轨道上移动的其它车辆在铁路线的轨道电路上的存在的检测。
背景技术
根据铁路行话，轨道电路是可变长度(从几十米到几千米)的铁路轨道区间，该区间与铁路轨道的相邻区间电绝缘，并且具有施加于一组两个钢轨上的低电压。带电钢轨上的电压的施加发生在所述轨道区间的一端，并且与所述供电点并联地应用电压检测器。当所述轨道区间上没有车辆时，由于带电钢轨不因列车车轴的存在而短路，所以检测器提取到不为零的电压，然而在任何铁路车辆到达该轨道区间的情况下，它通过其自己的车轴使钢轨彼此短路，并且在跨越两个钢轨没有电压期间触发被检测器或传感器检测到的电流的流通。
该技术因此使得能够连续生成关于(静止或行进的)车辆在轨道区间中的存在的信息，就这点而论，用于铁路线的自动控制。
如果轨道电路与地或者与相邻的轨道电路绝对电绝缘，则由该轨道电路接收的信息是可靠的。此外，测量环境的噪声极其大(足以考虑电力机车的牵引噪声)，测量方法必须实际上甚至对高强度的噪声信号是免疫的。另外，在电路上不存在列车的情况下，作为绝缘接头之间的分散电阻的结果和作为轨道之间的分散电阻(其取决于例如铁路道碴)的结果，由发电机供给的电流不为零。
一种提出的解决方案设想在电路上发送交流电压信号，与该交流电压信号相关联的是通过根据预定序列排列所述交流电压的预设数量的正半波和负半波而构成的唯一代码字。
所述信号由接收块提取，随后被与所述唯一的预定代码字进行比较，以验证信息是否正确或者否则接收到的信号实际上是否是噪声。
即使有效率，所述系统也没有设想噪声是“带内”噪声的情况，所述“带内”噪声即在下述频率中具有谱含量的噪声，在所述频率，存在于发送的序列中的唯一代码字具有谱含量。
发明内容
本发明的目的是，克服前述缺点，并且找到用于确实地对识别轨道电路占用状态的信号进行检测的可靠方法。
本发明提出一种方法和装置，在该方法和装置中，在形成铁路线的一部分的轨道电路中，通过至少三个互相正交的唯一数字代码字的预定数字序列对低交流电压的信号进行相位调制，从而实现顺序编码。
所述编码在于将所述信息与代码序列相关联，所述代码序列相对于所有其它信息唯一地识别该信息，并使得接收器能够提取来自相关轨道电路的信息，而不提取来自相邻电路的信息。本发明的一方面涉及具有权利要求1的特征的用于验证铁路线上轨道电路的占用的装置。
本发明的进一步方面涉及一种呈现权利要求7的特征的用于验证铁路线上轨道电路的占用的方法。
附图说明
从以下参照附图对本发明实施例的描述，根据本发明的方法和装置的特征和优点将展现得更清楚，以下描述仅作为非限制性实例而提供，附图表示根据本发明的装置的框图。
具体实施方式
参照前述图，根据本发明的装置应用于轨道电路上，所述轨道电路基本上包括由平行的金属区间元件(metal sectional elements)形成的一对钢轨R，该钢轨R通常为T形，并与由轨枕形成的承重结构成横向地安装，所述轨枕由木材、钢或水泥制成。每个轨道电路通过电绝缘接头G与相邻区段分离。彼此绝缘的多个相邻轨道电路存在于铁路线上。
根据本发明的、用于每个轨道电路的装置包括发送块2，该发送块2能够将彼此不同的(例如，互相正交的)、对交流电压信号进行相位调制的代码字的预定序列发送到该电路。
为了本发明的目的，“正交”是指两个正交代码字之间的标(量)积为零。
优选地，每个代码字通过根据预定系列排列所述交流电压的预设数量的正半波和负半波而获得。
具体地讲，产生所谓的扩展字S，所述扩展字S包括例如16个码片，其中，每个码片等同于所考虑频率下的正弦循环，其中，具有值“1”的码片设想相位为零时所考虑频率下的正弦循环，而具有值“0”的码片设想相位为180°时的正弦循环。
代码字叠加在其上的或者代码字与其相关联的所述电压信号为50Hz、83.3Hz或者用于检测列车在该轨道电路上通过的另一频率的传统电压信号。
通过利用所述性质，本发明的装置还包括块3和块4，块3用于提取或检测下述电压信号，该电压信号在不存在列车的情况下的最大值与当列车的存在闭合电气轨道电路时的最小值之间改变其值，块4用于处理所述信号。
检测到的信号被发送到处理块，所述处理块包括微处理器和用于转换所述提取的信号的至少一个模数转换器。
处理块4适于将至少三个预定代码字的所述预定序列与提取的信号进行比较。
正常状况下，所述提取的或检测的信号应该包含唯一代码字的正确预定序列。在存在稳定型噪声时，可能的是，在预期接收到预定代码字的序列的时间间隔内，接收到其两个或更多个，这些代码字之一是正确的，其它的却是所述噪声的结果。
通过所述处理块，本发明能够识别噪声，重构正确的预定时间序列，并确实地确定轨道实际上是否被占用，产生占用信号的发出，所述占用信号具有两种状态，“占用”和“空闲”，揭示轨道本身的占用状态。
根据本发明的优选实施例，发送器对于预定时间间隔重复地发送至少三个不同代码字(例如，第一字A、第二字B和第三字C)的预定序列(ABC-ABC-SBC...)。
有利的是，所述序列可包括第一对、第二对和第三对字，所述第一对、第二对和第三对字是相同的，以便能够对于每个字在一个相同的时间间隔内执行检测两次(比如，AABBCC-AABBCC...)。这样，测量的可靠性提高。
接收块一开始与发送块同步。在每个预定时间间隔内，它检测发送的信号。处理块知道什么应该是正确序列(ABC)，将在第一时间间隔内检测到的信号与该序列的三个代码字进行比较。如果根据比较表明存在单个代码字(比如，A)，则这基本上意味着没有噪声，并且在下一个第二时间间隔时执行信号的检测。如果相反检测到存在彼此不同的第一代码字和第二代码字(比如，A+C)，则对这二者的频率分量的幅度和相位进行测量。在这种情况下，所述两个字之一事实上可以为稳定噪声。在第二时间间隔内，理想上，应该仅接收到字B；重复检测到的信号与所述序列的三个代码字之间的比较。如果在该第二时间间隔内存在所述稳定噪声，则对两个代码字(比如，B+C)的存在进行验证，这两个代码字之一为在前面的时间间隔内检测到的那些代码字之一：在示例中，字C。此外，在该时间间隔内，对与所述字的频率分量相关联的幅度或能量值进行测量。如果存在于第一时间间隔内的所述频率分量的幅度值与第二时间间隔的该值一致，则可认为它是稳定噪声的值。转到第三时间间隔，预计仅接收到第三代码字，在所述示例中，即C，所述值可能大于或等于在前面两个时间间隔内识别的稳定噪声的值。
如果计算的稳定噪声的矢量值(归因于在前面的时间间隔内检测到的值)与在第三时间间隔内检测到的代码字的矢量之间的矢量减法是正的并且对应于第三个字的预定标称值，则无论代码的谱线上引入的(带内)噪声如何，所述结果对于能够确定检查中的轨道电路是否被占用都是可靠的。
对于所有代码字(A，B，C)重复比较和减法方法。
将功率值KA、KB和KC与阈值k进行比较，功率值KA、KB和KC与和所述序列的三个代码字(A，B，C)的交叉相关性相关联，并被“清除”稳定的带内扰动的贡献；如果所述值中的至少一个低于阈值，则测量方法认为轨道电路“被占用”；否则，它判断轨道“空闲”。
所述字之间的比较通过执行所述信号与被分配给所述特定轨道电路的序列的代码字之间的标(量)积来进行。
Claims (9)
1.一种用于确定设有彼此相邻的多个轨道电路的铁路线上轨道电路的占用状态的装置，所述轨道电路包括由平行的金属区间元件形成的一对钢轨(R)，在所述一对钢轨(R)之间能够施加电压，每个轨道电路通过电绝缘接头(G)与相邻区间分离，
其特征在于，所述装置包括：
发送块(2)，所述发送块能够将交流电压信号发送给所述轨道电路，与所述交流电压信号相关联的是彼此不同的至少三个代码字的预定序列，每个字按预设的时间间隔以所述序列发送；
至少一个检测块(3)，所述至少一个检测块用于从所述轨道电路检测电压信号；和
至少一个处理块(4)，所述至少一个处理块适于将至少三个预定的唯一代码字的所述预定序列与提取的信号进行比较。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述处理块计算所述电压信号与被分配给所述轨道电路的预定序列的每个代码字之间的标积，以获得每个字的能量值。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述处理块包括微处理器和用于转换所述提取的信号的至少一个模数转换器。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述序列的每个代码字与同一序列的其它代码字正交。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电压为交流电压，并且每个代码字通过根据预定系列排列所述交流电压的预设数量的正半波和负半波而形成。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，每个字包括16个码片，其中，每个码片等同于所考虑频率下的正弦循环，在该情况下，具有值“1”的码片等同于相位为零时的所考虑频率下的正弦循环，而具有值“0”的码片等同于相位为180°的正弦循环。
7.一种用于验证设有彼此相邻的多个轨道电路的铁路线上轨道电路的占用的方法，所述轨道电路包括由平行的金属区间元件(B)形成的一对钢轨(R)，在所述一对钢轨(R)之间能够施加电压，
其特征在于，所述方法包括以下步骤：
a)在轨道电路上发送电压信号；
b)将彼此不同的至少三个代码字的预定序列与所述信号相关联，每个字按预设的时间间隔以所述序列发送；
c)检测通过所述电路的电压信号；
d)在所述预设的时间间隔的每个时间间隔内，将检测到的所述电压信号与所述序列的所有代码字进行比较，以获得所述字的每个频率分量的能量值；
e)验证在两个连续的时间间隔内具有相同能量值的代码字的相同频率分量的存在；
f)在已经验证其中存在具有相同能量值的代码字的相同频率分量的所述两个时间间隔之后的时间间隔内，检测代码字及其频率分量，并通过矢量减法从它减去所述相同的能量值；
g)将在步骤f)中获得的代码字的值与该字的预定标称值进行比较；
h)基于所述处理来发出关于所述轨道电路的占用的信号。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，对于所述序列的所有代码字，重复前面的步骤d)、e)、f)的比较和减法过程。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，将作为所述减法的结果的功率值与阈值进行比较，所述功率值与所述序列的三个代码字的交叉相关性相关联，并且如果所述值中的至少一个值低于所述阈值，则把指示轨道电路占用的信号置为“占用”状态，否则，把所述信号置为“空闲”状态。
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