CN103206930A - 一种用于编组站的轨道长度测量设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于编组站的轨道长度测量设备，该测量设备通过两根信号线与待测轨道连接，所述的测量设备包括信号发生装置、时延测量装置和DSP，所述的时延测量装置的输入端分别与信号发生装置、待测轨道连接，所述的信号发生装置与待测轨道连接，所述的时延测量装置输出端与DSP连接。与现有技术相比，本发明具有精度高、稳定性好、实时性好、能耗低并可同时测量连挂车辆走行速度等优点。

Description

一种用于编组站的轨道长度测量设备

技术领域

本发明涉及一种测长设备，尤其是涉及一种用于编组站的轨道长度测量设备。

背景技术

驼峰测长设备是用来测定编组场内各条调车线空余长度的测量装置。它是驼峰控制系统的重要基础设备之一，调车线的空余长度是选择减速器出口速度的重要依据，如果测长设备出现不准确，就会导致超速连挂或者开天窗的现象，影响解体效率，甚至出现安全事故。

目前，国内外铁路编组站应用的测长系统，不管是工频测长还是音频测长，他们的原理都是测量待测轨道的阻抗，这个阻抗随着待测轨道上停留车辆位置不同而变化，从而计算出待测轨道的长度，也就是我们需要的股道空闲长度。

这种测量方案的核心是待测轨道阻抗与空闲长度的函数关系，现有的做法是按照典型情况设置一种或者几种函数关系，然后进行匹配计算。存在问题在于待测轨道的参数是一个时变系统，比如两条钢轨之间的道碴泄漏电阻、轨间电容，不但与线路的自身条件(道碴成分、枕木类别及单位长度数量、砼枕扣件的绝缘性能等)有关，与车辆与钢轨的接触情况(轻车、重车、轨面生锈不洁等)有关，而且随着气候等外部因素(湿度、温度、道床污染情况)的影响变化较大。待测轨道参数的改变使待测轨道的阻抗发生变化，必然造成测长系统测量的误差。这是这种测量方式的固有缺陷，无法解决。统计过某个编制场的实际使用情况，同样的实际空闲轨道长度，在天晴时测量的空闲长度是下雨时测量的一倍，对于现场作业造成很大的困难。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种精度高、稳定性好、实时性好、能耗低并可同时测量连挂车辆走行速度的用于编组站的轨道长度测量设备。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于编组站的轨道长度测量设备，该测量设备通过两根信号线与待测轨道连接，其特征在于，所述的测量设备包括信号发生装置、时延测量装置和DSP，所述的时延测量装置的输入端分别与信号发生装置、待测轨道连接，所述的信号发生装置与待测轨道连接，所述的时延测量装置输出端与DSP连接；

工作时，信号发生装置每隔设定时间输出包含至少一种频率的电信号，该电信号送到待测轨道的一端，同时也送到时延测量电路的一个输入端，时延测量电路的另外一个输入端接收来自待测轨道另一端的信号，时延测量电路通过测量两个输入端的每种频率信号的相位差，计算出时延值，将该时延值送入DSP，DSP根据已经计算出的相对介电常数和时延来计算出待测轨道的长度L，最后将待测轨道的长度L送给上位机。

所述的待测轨道的长度L的计算公式为

L＝V×Δt

其中：Δt为传输时延，V为电磁波在待测轨道的传输速度，

C为光速，ε为材料的相对介电常数。

所述的材料的相对介电常数ε计算如下：在轨道空闲的情况下，在设定长度的位置将待测轨道短接，测量出该情况下的时延，计算出材料的相对介电常数。

所述的信号发生装置包括依次连接的多频信号源、功率放大器和隔离变压器，所述的隔离变压器分别与待测轨道、时延测量装置连接。

所述的时延测量装置包括数字鉴相器和隔离滤波器，所述的隔离滤波器通过数字鉴相器与DSP连接。

所述的DSP与上位机接口连接。

所述的两根信号线通过塞钉接入待测轨道的头部。

与现有技术相比，本发明

1)测量精度高，测量误差小于1米，远高于现有设备10米的误差指标；

2)测量结果稳定性好，不受季节、天气、车辆、轨道等环境因素的影响；

3)测量结果实时性好，一次精确测量的结果在毫秒级就可以得出，而现有设备需要对多次测量结果进行比对和运算才能得出结果，一般需要10秒钟才有一个比较可靠的结果。

4)可以测量连挂车辆的走行速度，由于可以实时测量空闲长度，这样就可以测量出连挂车辆的速度，这是现有测长设备不能实现的，目前编组站使用多普勒雷达来测量这个数据，如果这个设备上线，多普勒雷达就不需要了。

5)能耗低，现有的测量设备是将大电流一直输送到轨道电流，功耗很大，一个股道需要1千瓦以上，该设备使用间歇式测量，只是瓦级的能耗。

附图说明

图1为本发明的系统结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示，一种用于编组站的轨道长度测量设备，通过将两根信号线用塞钉接入待测轨道的头部来连接待测轨道，所述的测量设备包括信号发生装置、时延测量装置和DSP6，所述的时延测量装置的输入端分别与信号发生装置、待测轨道连接，所述的信号发生装置与待测轨道连接，所述的时延测量装置输出端与DSP6连接；

工作时，信号发生装置每隔设定时间输出一个包含多种频率的电信号，该信号送到待测轨道的一端，同时也送到时延测量电路的一个输入端，时延测量电路的另外一个输入端接收来自待测轨道另一端的信号，时延测量电路通过测量两个输入端的每种频率信号的相位差，计算出时延值，将该时延值送入DSP6，DSP6再根据已经计算出的相对介电常数和时延来计算出待测轨道的长度L，最后将待测轨道的长度L送给上位机。

所述的待测轨道的长度L的计算公式为

I＝V×Δt

其中：Δt为传输时延，V为电磁波在待测轨道的传输速度，

C为光速，ε为材料的相对介电常数，ε的计算方法为：在轨道空闲的情况下，在某一确定长度的位置将待测轨道短接，测量出该情况下的时延，从而计算出材料的相对介电常数。

所述的信号发生装置包括依次连接的多频信号源1、功率放大器2和隔离变压器3，所述的隔离变压器3分别与待测轨道、时延测量装置连接。

所述的时延测量装置包括数字鉴相器4和隔离滤波器5，所述的隔离滤波器5通过数字鉴相器4与DSP6连接，DSP6通过连接上位机接口将计算出的待测轨道的长度L送给上位机。

Claims (7)

1.一种用于编组站的轨道长度测量设备，该测量设备通过两根信号线与待测轨道连接，其特征在于，所述的测量设备包括信号发生装置、时延测量装置和DSP，所述的时延测量装置的输入端分别与信号发生装置、待测轨道连接，所述的信号发生装置与待测轨道连接，所述的时延测量装置输出端与DSP连接；

工作时，信号发生装置每隔设定时间输出包含至少一种频率的电信号，该电信号送到待测轨道的一端，同时也送到时延测量电路的一个输入端，时延测量电路的另外一个输入端接收来自待测轨道另一端的信号，时延测量电路通过测量两个输入端的每种频率信号的相位差，计算出时延值，将该时延值送入DSP，DSP根据已经计算出的相对介电常数和时延来计算出待测轨道的长度L，最后将待测轨道的长度L送给上位机。

2.根据权利要求1所述的一种用于编组站的轨道长度测量设备，其特征在于，所述的待测轨道的长度L的计算公式为

L＝V×Δt

其中：Δt为传输时延，V为电磁波在待测轨道的传输速度，

C为光速，ε为材料的相对介电常数。

3.根据权利要求2所述的一种用于编组站的轨道长度测量设备，其特征在于，所述的材料的相对介电常数ε计算如下：在轨道空闲的情况下，在设定长度的位置将待测轨道短接，测量出该情况下的时延，计算出材料的相对介电常数。

4.根据权利要求1所述的一种用于编组站的轨道长度测量设备，其特征在于，所述的信号发生装置包括依次连接的多频信号源、功率放大器和隔离变压器，所述的隔离变压器分别与待测轨道、时延测量装置连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于编组站的轨道长度测量设备，其特征在于，所述的时延测量装置包括数字鉴相器和隔离滤波器，所述的隔离滤波器通过数字鉴相器与DSP连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于编组站的轨道长度测量设备，其特征在于，所述的DSP与上位机接口连接。

7.根据权利要求1所述的一种用于编组站的轨道长度测量设备，其特征在于，所述的两根信号线通过塞钉接入待测轨道的头部。

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