CN102815320B - 一种实现车轮检测型智能轨道电路智能化的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现车轮检测型智能轨道电路智能化的方法，采用“三取三”的比对检测计量实现对每一次调车作业的股道车数进行智能识别，采用PLC程序设计和上位PL机程序设计实现对调车作业列车来回不规则运行的智能识别、实现对列车运行方向的智能识别，可对轨道区间内列车占用情况进行数字化表达，精确到轮对，运用三个安装在不同位置的检测器对车轮信号进行检测，使轨道电路实现了真正意义上的智能化。可用于高铁、地铁/城际铁路、矿山巷道、行车等铁路运输线上，有实用与推广价值。

Description

一种实现车轮检测型智能轨道电路智能化的方法

技术领域

本发明涉及一种用于包括高铁在内的铁路、城市地铁/城际铁路、矿山巷道、轻轨交通以及企业生产车间的行车、货物堆放场进行货物/人员运送等铁路线上的实现车轮检测型智能轨道电路智能化的方法。

背景技术

现有铁路在车站内使用的轨道电路有25HZ相敏轨道电路和50HZ480轨道电器二种，其工作原理均是以二条钢轨作为导线，以火车车轮作为短路线来实现自动化作业的。一个轨道区段最长可达1000米以上，只要一组轮对压在区段上的任何一方，全部区段将予以封闭，极不适应现代化调车作业对轨道电路的需求，上述状况与铁路车站内部分轨道区段无车时出现“红光带”，有车时会出现“压不死”的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可实现轨道电路智能化、在新型轨道电路的构架里实现自动辨别列车方向并确定有多少车辆压在本区段内、有多少车辆压过本轨道区段的问题，从根本上解决现有轨道电路在个别情况下当列车压在轨道区段上出现俗称“压不死”现象和无车时经常在无故出现“红光带”现象的技术问题的实现车轮检测型智能轨道电路智能化的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：所述一种实现车轮检测型智能轨道电路智能化的方法为：

三取三比对检测计量的计算机运算、表决安全模式及故障倒向安全方式，实现对每一次调车作业的股道存车数的智能识别及对检测单元故障自动报警的识别。

采用PLC程序设计及上位PC机程序设计，实现复杂环境下的调车中途返回作业、非正常摘挂列车和列车非正常过磅计量作业，实现了对调车作业列车来回不规则运行的智能识别。

采用PLC程序设计和上位PC机程序设计确认对列车方向的智能识别。

对轨道区段列车占用数字化表达的方式为：当A₁方向进入的信号不等于B₁方向出去的信号时，即A₁-B₁≠0时，系统确定本区段内有车，而A₁-B₁＝0时，本区段内无车；当列车车轮压在AA点上或压过AA点但还没有压在A点和A′点上时停车，显示该区段内有车占用，而当列车车轮回走再次压在AA点上且压进信号等于压出信号时，方向电路识别为调车中途返回，显示该区段内无车占用；当列车车轮压在AA点或压过AA点，显示该区段有车占用，列车往前移走又压在A点或压过A点、但还没有压在或压过A′点停车后车轮回走，再次压在或压过AA点或A点，方向电路识别为调车中途返回，当压进信号等于压出信号时，显示该区段无车占用；当列车车轮压在AA点或压过AA点时，显示该区段有车占用，车轮继续前行压在或压过A点，又前行压在或压过A′点，停车后车轮回行，方向电路识别为调车中途返回，当压进信号等于返回时压出信号时，认定该区段无车占用。

检测一个车轮信号时运用三个安装在不同位置的检测器实现：当列车从A₁方向出发到达AA点时，AA点输出一个电位信号，列车再向前移动到达A点时，A点输出一个高电位信号，列车继续前移到达A′点时，A′点输出一个高电位信号，此时AA点、A点及A′点各输出一个高电位信号，在程序控制电路中检查出上述三个点的高电位信号输出后，再向下道程序输出一个与门信号作为控制电路计算列车车轮的基础信号源。

车轮检测器安装在钢轨的侧边，车轮检测器侧面距钢轨顶部侧面间距为2mm～12mm，车轮检测器顶部距钢轨顶部水平线28mm～45mm，穿线保护管中的信号线、电源线同车轮检测器相连，穿线保护管对与车轮检测器相连的信号线、电源线进行保护。

采用如上技术方案提供的一种车轮检测型智能轨道电路与现有技术相比，技术效果在于：

程序设计采用了三取三的比对检测计量原则，检测的准确性与安全性远超过其它类型的轨道电路。

程序设计实现了对每一次调车作业的股道存车数的智能识别，为货运管理自动化提供准确的基础数据。

程序设计实现了对检测单元故障自动报警的识别。

提供的PLC程序设计与上位PC机程序设计实现了对调车作业列车来回不规则运动的智能识别。

程序设计实现了对非正常情况下的列车摘挂与来回不规则移动的智能识别。

程序设计实现了对非正常情况下的列车过磅计量时的非正常作业的识别。

程序设计实现了对列车方向的智能识别。

程序设计实现了对一段被监控的轨道区段内经过与停留本区段的列车的具体物理数量的识别，并可精确到轮对数。

人机界面设计直接明了，动态组合组件状态与现场一致。

程序设计实现了对调车作业中调车员能否按作业计划实施调车进行监控。

实现了对列车的自动化监控是以不依赖两条钢轨作为基础条件、而只是以钢轨作为物体参照来实现的。

附图说明

图1为本发明所述的一种车轮检测型智能轨道电路的车轮轮对系统控制结构示意图，亦为本发明的摘要附图。图中表达了从轮对检测器到轨道箱/盒以及到轮对运算中心的接线原理，重点表述图中的标识号AA、A、A′、BB、B、B′、CC、C、C′、DD、D、D′，它是与图2中相对应的标识号连接，用以实现铁路现场与室内控制的有机连接。

图2为图1的附属示意图，它是将铁路现场每个点的实际位置用标识号表述，用于实现室内外设备的有机连接。

图3为车轮检测型智能轨道电路的控制台面布置示意图，亦是本发明申请已投运的实例图。

图4为车轮检测器安装位置示意图。

图4中车轮检测器的安装位置与车轮检测是本发明的一部分，车轮检测器的安装位置设计是通过无数次试用确定的。车轮检测器是本发明专门为检测车轮而设计的一种无衰减电涡流式动、静态专用传感器装置，是一种定型产品，其功能在于：可实现动、静态双重检测；具有“自补偿”的预阻尼保护功能；可非接触方式检测车轮；响应速度快，对高速移动车轮具有稳定的检测功能；产品稳定性好，核心器件均采用军工级产品；检测信号发射高度可实验室调校；设计有检测器故障自动报警功能；可使车轮检测器在一定范围内上下左右调整校准，达到可靠检测车轮信号的目的；其调整范围是车轮检测器顶部距钢轨顶部水平线28mm～45mm内上、下调校，车轮检测器侧面距钢轨顶部的侧面垂直线2mm～12mm内左右调整；调整原因是钢轨从43kg/米到60kg/米，本安装位置可通用；穿线保护管是将车轮检测器中信号线、电源线进行保护的专用管子。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述。

图1、图2中的AA、A、A′/BB、B、B′/CC、C、C′/DD、D、D′是一一对应的标识号，也是实现室内外联络的基础。图2中的标识号是铁路钢轨上的车轮检测器现场实际安装位置的标识号，而图1中的标识号是现场实际位置到继电器箱内轮对运算器的唯一地址码编号。

现将列车从A₁方向出发向B₁方向运行的检测、运算过程介绍如下：

当列车从A₁方向出发到达AA点时，AA点输出一个高电位信号(列车轮子离开后高电位消失，下同)，列车再向前移到达A点时，A点输出一个高电位信号，继续前移到达A′点时，A′输出一个高电位信号，此时AA点、A点、A′点各输出一个高电位信号，在程序控制电路中检查出上述三点的高电位信号输出后向下道程序输出一个“与门”信号作为控制电路计算列车车轮的基础信号源。

从A₁方向进入车轮检测器设置的范围内多少个信号，从B₁方向处出去多少个信号。当A₁方向进入的信号数等于B₁方向出去的信号数时，系统即确认该区段车辆已完全通过，区段内无车。

当从A₁方向进入的信号不等于B₁方向出去的信号时，系统认定本区段内有车。

智能轨道电路的软件认定是否有车的三个原则是：

A₁-B₁＝0无车

A₁-B₁≠0有车

(存车数)+x(轮对数)

式中分母4是每辆车车轮轮对数，用以确定整车存车数：X为车轮轮对数。

调车中途返回的技术处理方法：

当从A₁方向向B₁方向调车时：车轮压在AA点上或压过AA点、没有压在A点和A′点上时停车，此时该区段内显示有车占用；当车轮回去时再次压在AA点上时，在压进时信号等于压出时信号，整个系统的方向电路识别为调车中途返回，显示该区段内已无车占用。

车轮压在AA点上或压过AA点，显示该区段有车占用，车轮前行又压在A点或压过A点，但没有压在或压过A′点停车后车轮往回行，再次压在或压过AA点和A点系统的方向电路识别为调车中途返回，而当车轮压进时信号等于压出时信号，该区段显示无车占用。

车轮压在AA点上或压过AA点，该区段显示有车占用。车轮继续前行，压在或压过A点，再往前行压在或压过A′点，停车后车轮往回行，系统的方向电路识别为调车中途返回，当压进时信号等于返回时压出时信号，系统认定该区段已无车占用。

非正常摘挂列车和列车非正常过磅计量的技术处理与本描述基本一致，个别情况再另加识别条件即可，技术处理方法不再重复。

同样，从A₁方向向C₁方向走车。

从A₁方向向D₁方向走车。

反之，从B₁方向向A₁方向走车。

从C₁方向向A₁方向走车。

从D₁方向向A₁方向走车其技术原理一致。一个车站实际上是由多个图1、图2的图例组成，其实现的技术原理相同。

本系统方向电路的识别方法为：

当列车从A₁方向向B₁方向运行，检测器的检测信号顺序规律为AA-A-A′-BB-B-B′，此时认定为从左至右的方向，也就是铁路行车技术术语中的下行方向。

当列车从B₁方向向A₁方向运行，检测器的检测信号顺序规律为B′-B-BB-A′-A-AA，此时认定为从右至左的方向，也就是铁路行车技术术语中的下行方向。

本系统一区段内列车速度测定方法为：

本区段内A点与B点、A点与C点、A点与D点的距离已知，当列车压在A点的时候开始计时，压在B点、C点或D点时的时间为结束记时，用已知的距离除以时间，得到的是速度，再将此速度换算成公里/小时即可。

Claims (1)

1.一种实现车轮检测型智能轨道电路智能化的方法，其特征在于：三取三比对检测计量的计算机运算、表决安全模式及故障倒向安全方式，实现对每一次调车作业的股道存车数的智能识别及对检测单元故障自动报警的识别；

采用PLC程序设计及上位PC机程序设计，实现复杂环境下的调车中途返回作业、非正常摘挂列车和列车非正常过磅计量作业，实现了对调车作业列车来回不规则运行的智能识别；

采用PLC程序设计和上位PC机程序设计确认对列车方向的智能识别；

对轨道区段列车占用数字化表达的方式为：当A₁方向进入的信号不等于B₁方向出去的信号时，即A₁-B₁≠0时，系统确定本区段内有车，而A₁-B₁＝0时，本区段内无车；当列车车轮压在AA点上或压过AA点但还没有压在A点和A′点上时停车，显示该区段内有车占用；而当列车车轮回走再次压在AA点上且压进信号等于压出信号时，方向电路识别为调车中途返回，显示该区段内无车占用；当列车车轮压在AA点或压过AA点，显示该区段有车占用，列车往前移走又压在A点或压过A点、但还没有压在或压过A′点停车后车轮回走，再次压在或压过AA点或A点，方向电路识别为调车中途返回，当压进信号等于压出信号时，显示该区段无车占用；当列车车轮压在AA点或压过AA点时，显示该区段有车占用，车轮继续前行压在或压过A点，又前行压在或压过A′点，停车后车轮回行，方向电路识别为调车中途返回，当压进信号等于返回压出信号时，认定该区段无车占用；

检测一个车轮信号时运用三个安装在不同位置的检测器实现：当列车从A₁方向出发到达AA点时，AA点输出一个高电位信号，列车再向前移动到达A点时，A点输出一个高电位信号，列车继续前移到达A′点时，A′点输出一个高电位信号，此时AA点、A点及A′点各输出一个高电位信号，在程序控制电路中检查出上述三个点的高电位信号输出后，再向下道程序输出一个与门信号作为控制电路计算列车车轮的基础信号源；

车轮检测器安装在钢轨的侧边，车轮检测器侧面距钢轨顶部侧面间距为2mm～12mm，车轮检测器顶部距钢轨顶部水平线28mm～45mm，穿线保护管中的信号线、电源线同车轮检测器相连，穿线保护管对与车轮检测器相连的信号线、电源线进行保护。