CN103552486B - 一种轨道电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道电路，包括：与钢轨第一端通过第一传输电缆相连，产生移频脉冲混合信号，并将移频脉冲混合信号通过钢轨发送出去的主发送器；与钢轨第二端通过第二传输电缆相连的，将接收的移频脉冲混合信号分离成移频信号和脉冲信号的第一衰耗冗余隔离器；与第一衰耗冗余隔离器相连的第一接收器，和与第一接收器相连的轨道继电器；第一接收器用于接收移频信号和脉冲信号，并对移频信号和脉冲信号进行解析处理，并将处理结果与预设条件进行比较，根据比较的结果来驱动所述轨道继电器动作。该轨道电路将移频信号和脉冲信号合二为一，综合考虑的钢轨可能出现的各种情况，保证了列车的行驶安全。

Description

一种轨道电路

技术领域

本发明涉及轨道交通自动化领域，更具体的说是涉及一种轨道电路。

背景技术

随着铁路建设的快速发展，轨道电路作为铁路信号基础安全设备已在我国广泛应用，轨道电路是以一段铁路线路的钢轨为导体构成的电路，用于自动、连续检测某段线路是否被机车车辆占用，以保证行车的安全。

目前站内采用的铁路电路通常有25Hz相敏轨道电路和480型轨道电路、高压脉冲轨道电路以及ZPW-2000A一体化轨道电路。其中，25Hz相敏轨道电路以及480型轨道电路在钢轨与列车车轮的接触良好（接触电阻不大于标准分路电阻）的情况，即正常情况下，能够检查相应区段钢轨处于空闲状态还是占用状态，即检查相应区段钢轨是否被列车占用；而当钢轨出现分路不良时，25HZ相敏轨道电路和480型轨道电路将失去检查相应区段钢轨处于空闲还是占用的功能；且25HZ相敏轨道电路和480型轨道电路也不具备相应区段钢轨绝缘破损、钢轨断轨以及钢轨引接线断线的检查功能，即当相应区段钢轨出现绝缘破损、钢轨断轨或者钢轨引接线断线时，25HZ相敏轨道电路和480型轨道电路不能使得钢轨处于占用状态，以便进行维修；且其也不具备向车载设备传递信息的功能。

ZPW-2000A一体化轨道电路具备向车载设备传递信息的功能；且在钢轨与列车车轮接触良好的情况，即正常情况下，ZPW-2000A一体化轨道电路能够检查相应区段钢轨处于空闲状态还是占用状态，即检查相应区段钢轨是否被列车占用；此外，ZPW-2000A一体化轨道电路具备钢轨断轨以及钢轨引接线断线检查功能，即当相应区段钢轨断轨或者钢轨引接线断线时，ZPW-2000A一体化轨道电路能够使得钢轨处于占用状态；但是当钢轨出现分路不良或者部分分支并联跳线断线时，ZPW-2000A一体化轨道电路将失去检查相应区段钢轨处于空闲还是占用状态的功能；同时，ZPW-2000A一体化轨道电路也不具备绝缘破损检测的功能，即当相应区段钢轨出现绝缘破损时，ZPW-2000A一体化轨道电路不能使得相应区段钢轨处于占用状态。

高压轨道电路具备轨面电压高以及信号不对称的特点，在钢轨出现轻度锈蚀和污物时以及部分分支并联跳线断线时，能够检查相应区段钢轨处于空闲还是占用状态；但是其不具备钢轨断轨以及钢轨引接线断线检查功能，即，当相应区段钢轨断轨或钢轨引接线断线时，高压轨道电路不能使得钢轨处于占用状态，以便进行维修，同时也不具备向车载设备传递信息的功能。

由上述描述可知，如何通过一种轨道电路来实现在上述各种情况下来检查相应区段钢轨处于空闲或占用状态，以保证列车的安全，已成为本领域的技术人员迫切需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种轨道电路，以解决现有技术中不能通过一种轨道电路，在钢轨出现上述各种情况下，来检查相应区段钢轨处于空闲还是占用状态，以保证列车的安全。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种轨道电路，其特征在于，包括：

与钢轨第一端通过第一传输电缆相连的主发送器，所述主发送器用于产生移频脉冲混合信号，并将所述移频脉冲混合信号通过钢轨发送出去；

与钢轨第二端通过第二传输电缆相连的第一衰耗冗余隔离器，所述第一衰耗冗余隔离器用于接收所述移频脉冲混合信号，并将所述移频脉冲混合信号分离成移频信号和脉冲信号；

与所述第一衰耗冗余隔离器相连的第一接收器，和与所述第一接收器相连的轨道继电器；

所述第一接收器用于接收所述移频信号和所述脉冲信号，并对所述移频信号和所述脉冲信号进行解析处理，并将处理结果与预设条件进行比较，根据比较的结果来驱动所述轨道继电器动作。

优选的，所述主发送器包括：

第一处理器；

与所述处理器相连的移频信号发生器；

与所述移频信号发生器相连、放大所述移频信号发生器生成的移频信号的移频功率放大电路；

与所述第一处理器相连的高压电源；

分别与所述高压电源和第一处理器相连的脉冲充放电电路；

其中：所述第一处理器根据移频信号的载频、低频条件控制所述移频信号发生器生成移频信号；控制所述高压电源为所述脉冲充放电电路充电，并根据脉冲频率条件控制所述脉冲充放电电路放电产生脉冲信号；

分别与所述移频功率放大电路和所述脉冲充放电电路相连、用于将所述移频信号和所述脉冲信号合成移频脉冲混合信号并输出的信号合成电路。

优选的，所述第一接收器包括第三处理器、模数转换器和安全与门，其中：

所述第三处理器分别与所述模数转换器和所述安全与门相连；

所述模数转换器接收所述移频信号和所述脉冲信号，并将所述移频信号和所述脉冲信号进行转换后发送；

所述第三处理器接收所述转换后的移频信号和脉冲信号，并根据移频信号的载频、低频条件对所述转换后的移频信号进行解析处理，根据脉冲频率条件对所述转换后的脉冲信号进行解析处理，并将移频信号的处理结果和脉冲信号的处理结果分别与相对应的预设条件进行比较，根据比较的结果通过安全与门驱动轨道继电器动作。

优选的，所述轨道电路还包括第一变压器和第二变压器，其中：

所述第一变压器的第一端通过所述第一传输电缆与所述主发送器相连，第二端与所述钢轨第一端相连；

所述第二变压器的第一端通过所述第二传输电缆与所述第一接收器相连，第二端与所述钢轨的第二端相连；

所述第一变压器用于匹配所述第一传输电缆的阻抗和所述钢轨的阻抗的关系；

所述第二变压器用于匹配所述第二传输电缆的阻抗和所述钢轨的阻抗的关系。

优选的，所述轨道电路还包括第一防雷模拟网络、第二防雷模拟网络和方向切换电路，其中：

所述方向切换电路的一端连接在所述第一防雷模拟网络的第一端和所述主发送器之间，另一端连接在所述第二防雷模拟网络的第一端和所述第一衰耗冗余隔离器之间；

所述第一防雷模拟网络的第二端通过所述第一传输电缆与所述第一变压器的第一端相连；

所述第二防雷模拟网络的第二端通过所述第二传输电缆与所述第二变压器的第一端相连；所述方向切换电路用于根据列车的运行方向对所述轨道电路进行切换；

所述第一防雷模拟网络和所述第二防雷模拟网络分别补偿所述第一传输电缆和所述第二传输电缆至固定长度。

优选的，还包括备发送器和第二衰耗冗余隔离器，其中：

所述主发送器和所述备发送器均通过所述第二衰耗冗余隔离器与第一传输电缆连接；

所述第二衰耗冗余隔离器用于实现主发送器和备发送器之间的切换。

优选的，所述第一变压器和所述第二变压器均为扼流变压器。

优选的，所述扼流变压器包括阻抗补偿器和保险丝，所述阻抗补偿器串联在所述扼流变压器的第一端，所述保险丝并联在所述扼流变压器的第一端；

所述阻抗补偿器用于降低所述扼流变压器两端的电压；

所述保险丝在所述扼流变压器的第一端的电流过大时自动切断。

优选的，还包括分别与所述第一衰耗冗余隔离器和轨道继电器相连的第二接收器。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种轨道电路，发送器产生移频脉冲混合信号并通过钢轨发送出去，第一衰耗冗余隔离器将移频脉冲混合信号分离成移频信号和脉冲信号并发送给第一接收器，第一接收器通过对两种信号进行解析处理，将处理结果与预设条件进行比较，根据比较结果驱动轨道继电器动作；

其中，移频信号和脉冲信号的作用各不相同，移频信号具备钢轨断轨、钢轨引接线断线检查功能，即在钢轨断轨或者钢轨引接线断线时，该轨道电路能使通过驱动轨道继电器，使得相应区段的钢轨处于占用状态；且移频信号具备向车载设备传递信息的功能；

脉冲信号可以在钢轨出现分路不良以及部分分支并联跳线断线时，检查相应区段的钢轨处于空闲状态还是占用状态；且脉冲信号具备绝缘破损检查功能，即在钢轨出现绝缘破损时，轨道电路能够通过驱动轨道继电器使得相应区段钢轨处于占用状态；

且移频信号和脉冲信号均可以在钢轨处于正常情况下，检测相应区段钢轨处于占用状态还是空闲状态；

由此可见，本发明提供的轨道电路将移频信号和脉冲信号合二为一，综合考虑的钢轨可能出现的各种情况，保证了列车的行驶安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种轨道电路的第一个实施例的结构示意图；

图2为本发明第一发送器的一个实施例的结构示意图；

图3为本发明第一发送器的另一个实施例的原理结构示意图；

图4为本发明脉冲信号的示意图；

图5为本发明第一接收器的一个实施例的结构示意图；

图6为本发明第一接收器的另一个实施例的原理结构示意图；

图7为本发明一种轨道电路的第二个实施例的结构示意图；

图8为本发明变压器的一个实施例的结构示意图；

图9为现有技术中牵引电流单端回流的示意图；

图10为本发明中牵引电流双端回流的示意图；

图11为本发明一种轨道电路的第三个实施例的结构示意图；

图12为本发明防雷模拟网络的一个实施例的结构示意图；

图13为本发明第一衰耗冗余隔离器的部分结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，示出了本发明一种轨道电路的第一个实施例的结构示意图，如图1所示，该轨道电路包括：主发送器100A、第一传输电缆200A、钢轨300、第二传输电缆200B、第一衰耗冗余隔离器400A、第一接收器500A以及轨道继电器GJ，其中：

所述主发送器100A通过第一传输电缆200A与钢轨300的第一端相连，主发送器100A用于产生移频脉冲混合信号，并将所述移频脉冲混合信号通过钢轨300发送出去；

所述第一衰耗冗余隔离器400A通过第二传输电缆200B与所述钢轨300的第二端相连，用于接收所述移频脉冲混合信号，并将所述移频脉冲混合信号分离成移频信号和脉冲信号；

所述第一接收器500A接收由第一衰耗冗余隔离器400A分离的移频信号和脉冲信号，并对所述移频信号和脉冲信号进行解析处理，并将处理结果与预设条件进行比较，根据比较结果来驱动所述轨道继电器GJ。

当第一接收器励磁轨道继电器时，则表示钢轨处于空闲状态，当第一接收器失磁轨道继电器时，则表示钢轨处于占用状态。

其中，第一接收器在接收到移频信号和脉冲信号后，对这两种信号进行识别和调制，依据两种信号的分工，实现对钢轨的空闲状态或占用状态的控制，其中，移频信号和脉冲信号的作用各不相同。

移频信号具备钢轨断轨，钢轨引接线断线检查功能，即在钢轨断轨或者钢轨引接线断线时，第一接收器能够通过失磁轨道继电器，使得相应区段的钢轨处于占用状态，以便及时进行维修；

且移频信号具备向车载设备传递信息的功能，即第一接收器能够通过移频信号向车载设备传递信息。

脉冲信号可以在钢轨出现分路不良以及部分分支并联跳线断线时，检查相应区段的钢轨处于空闲状态还是占用状态；即，当相应区段钢轨有列车占用时，第一接收器能够失磁轨道继电器，使得相应区段钢轨处于占用状态，而当相应区段钢轨没有列车占用时，第一接收器能够励磁轨道继电器，使得相应区段钢轨处于空闲状态；

此外，脉冲信号具备绝缘破损检测功能，即在钢轨出现绝缘破损时，第一接收器能够失磁轨道继电器，使得相应区段钢轨处于占用状态。

且移频信号和脉冲信号均可以在钢轨在正常情况下，实现对钢轨的占用状态或空闲状态的检查。

在实际应用中，第一接收器可以按照设定的频率实现对两种信号的识别，若两种信号均满足预设条件，则第一接收器可以励磁轨道继电器，表示钢轨处于空闲状态；若两种信号中有任一个信号不满足预设条件，则第一接收器可以失磁轨道继电器，表示钢轨处于占用状态。

其中，两种信号的预设条件可以不同，例如，判断移频信号在200mv以上且移频频率在预设的范围（预设的范围可以根据实际情况进行设定）内，第一接收器判定移频信号满足移频信号的预设条件；判断脉冲信号在15v以上且脉冲频率在预设的范围（预设的范围可以根据实际情况进行设定）内，且脉冲信号的峰头和峰尾满足在第一接收器内设置的比例要求时，第一接收器判定脉冲信号满足脉冲信号的预设条件。

在本实施例中，轨道电路将移频信号和脉冲信号合二为一，综合考虑的钢轨可能出现的各种情况，保证了列车的行驶安全。

参见图2，示出了本发明主发送器的一个实施例的结构示意图，如图2所示，该主发送器可以包括第一处理器101、移频信号发生器102、移频功率放大电路103、信号合成电路104、高压电源105以及脉冲充放电电路106，其中：

所述第一处理器101与所述移频信号发生器102相连；

所述移频功率放大电路103与所述移频信号发生器102相连，可以将移频信号发生器102生成的移频信号放大；

所述高压电源105与所述第一处理器101相连；

所述脉冲充放电电路106分别与所述高压电源105和所述第一处理器101相连；

所述信号合成电路104分别与所述移频功率放大电路103和所述脉冲充放电电路106相连；

其中：

所述第一处理器101根据移频信号的载频、低频条件控制所述移频信号发生器102生成移频信号，控制所述高压电源105为所述脉冲充放电电路充电106，并根据脉冲频率条件控制所述脉冲充放电电路106放电产生脉冲信号；

其中，第一处理器可以从总线或者载频条件读取模块获取相应的移频信号的载频、低频条件和脉冲频率条件，下文具有详细的说明。

所述信号合成电路104可以将所述移频信号和所述脉冲信号合成移频脉冲混合信号并输出。

其中，主发送器可以由两个处理器控制，以实现处理器之间的相互检测，保证系统的安全性和灵活性，参见图3，示出了主发送器包含两个处理器的原理结构示意图，其中：

第一处理器和第二处理器均通过通信接口与CAN总线相连，并均与载频条件读取模块以及ID地址编码条件读取模块相连；

其中，第一处理器和第二处理器均通过ID地址编码条件读取模块获取地址编码，以便通过CAN总线获取相应的脉冲频率条件及移频信号的载频、低频条件；此外，第一处理器A和第二处理器B还可以通过载频条件读取模块获取系统预设的移频信号的载频、低频条件和脉冲频率条件。

在正常通信条件下，第一处理器和第二处理器根据从CAN总线获取脉冲频率条件以及移频的载频、低频条件，控制移频信号发生器产生相应频率的移频信号，控制脉冲充放电电路放电产生相应频率的脉冲信号；当通信故障时，第一处理器和第二处理器通过系统预设的移频信号的载频、低频条件和脉冲频率条件，控制移频信号发生器产生相应频率的移频信号，以及控制脉冲充放电电路放电产生相应频率的脉冲信号。

移频信号发生器产生相应的移频信号后，可以由第一处理器和第二处理器进行频率检测，将满足条件的移频信号通过第一控制与门发送至滤波电路，滤波电路将移频信号由方波转换为正弦波后发送至移频功率放大电路，由移频功率放大器放大移频信号；

第一处理器和第二处理器通过第二控制与门控制高压电源为脉冲充放电电路充电，并控制脉冲充放电电路放电以产生相应频率的脉冲信号；

其中，高压电源可以为24V直流转直流高压电源，当然，也可以根据实际情况选择其他符合要求的高压电源。

信号合成电路用于将移频信号和脉冲信号合成移频脉冲信号，并输出；

需要说明的是，该主发送器具有自检功能，通过将第一处理器和第二处理器通过安全与门与报警继电器FGJ相连，使得当输出的信号出现故障或者本身电路出现故障时，可以驱动报警继电器FGJ失磁，以切断信号的输出并报警；当输出信号正常且本身电路无故障时，可以驱动报警继电器FGJ励磁，以输出移频脉冲混合信号。

具体的，本发明中的脉冲信号为不对称结构，参见图4，示出了本发明脉冲信号的示意图，由该图可以看出，脉冲信号的峰头的幅度比峰尾的幅度略高，且该脉冲信号具有周期性；

以钢轨处于分路不良的情况为例，在分路不良的情况下，钢轨表面有生锈氧化的现象，使得分路电阻增大，不利用轨道电路对钢轨的检查，而本发明中，发送器的第一处理器能够控制高压电源为充放电电路持续充电，并瞬时释放，可以有效击穿钢轨表面的生锈氧化锈蚀层，从而提高列车的分路状态，使得在列车占用轨道时，显示该区段为占用状态，在没有列车占用轨道时，显示该钢轨区段为空闲状态。

参见图5，示出了本发明第一接收器的一个实施例的结构示意图，如图5所示，该第一接收器可以包括第三处理器501、模数转换器502以及安全与门503，具体的：

所述第三处理器501分别与所述模数转换器502以及所述安全与门503相连；

所述模数转化器502用于接收从所述第一衰耗冗余隔离器分离的移频信号和脉冲信号，并将所述移频信号和所述脉冲信号进行转换后发送；其中，所述模数转换器能够将模拟信号转换为数字信号发送至第三处理器。

所述第三处理器501接收转换后的移频信号和脉冲信号，并根据移频信号的载频、低频条件对所述转换后的移频信号进行解析处理，根据脉冲频率条件对所述转换后的脉冲信号进行解析处理，并将移频信号的处理结果和脉冲信号的处理结构分别与相对应的预设条件进行比较，根据比较结果通过安全与门驱动轨道继电器动作。

其中，第三处理器可以从总线或者载频条件读取模块获取移频信号的载频、低频条件和脉冲频率条件，下文具有详细的说明。

其中，第三处理器对所述转换后的移频信号和脉冲信号进行解析处理，并将移频信号的处理结果与相应的预设条件进行比较，将脉冲信号的处理结果与相应的预设条件进行比较，并根据两种信号的处理结果进行综合判断，当两种信号的处理结果均满足相对应的预设条件时，则驱动轨道继电器励磁，表示钢轨处于空闲状态；当两种信号中至少有一个信号的处理结果不满足相应的预设条件，则驱动轨道继电器失磁，表示钢轨处于占用状态。

需要说明的是，移频信号和脉冲信号均有不同的预设条件，具体的预设条件均可以根据实际情况有所不同，例如，当移频信号在200mv以上且移频频率在预设的范围内，以及在脉冲信号在15v以上、脉冲频率在预设的范围内，且脉冲信号的峰头和峰尾满足在第一接收器内设置的比例要求时，则认为两种信号的处理结果均满足相应的预设条件，第三处理器通过安全与门驱动轨道继电器励磁，表示钢轨处于空闲状态。若移频信号不在200mv以上，或移频频率不在预设的范围内，或脉冲信号不在15v以上，或脉冲频率不在预设的范围内，或脉冲信号的峰头和峰尾不满足在第一接收器内设置的比例要求等，即两种信号的处理结果至少有一个不满足相应的预设条件时，第三处理器通过安全与门驱动轨道继电器失磁，表示钢轨处于占用状态。

其中，移频频率的预设范围和脉冲频率的预设范围均可以根据实际情况进行设置，并存储在处理器中，两种的预设范围可以不同。

其中，第一接收器可以采用两个处理器进行控制，以实现处理器的相互检测，保证系统的安全性和灵活性，参见图6，示出了发送器包含两个处理器的原理结构示意图，其中：

第三处理器和第四处理器均可以通过可编程逻辑器CPLD与CAN地址模块相连，用于获取相应外部预设的CAN地址编码，以便能够与相应的CAN总线通信。

第三处理器和第四处理器均通过与其相连的模数转换器获取相应的转换后的移频信号和脉冲信号；在正常通信条件下，第三处理器和第四处理器从CAN总线获取相应的移频信号的载频、低频条件和脉冲频率条件，当通信故障时，第三处理器和第四处理器从载频条件读取模块获取系统预设的移频信号的载频、低频条件和脉冲频率条件；根据移频信号的载频、低频条件对移频信号进行解析处理，根据脉冲频率条件对脉冲信号进行解析处理，并将两种信号的处理结果与相对应的预设条件进行比较，根据比较结果进行综合判断，通过安全与门驱动轨道继电器动作，第三处理器可以通过安全与门驱动轨道继电器GJ（Z）动作，第四处理器可以通过安全与门驱动轨道继电器GJ（B）动作。

其中，两种信号的预设条件预先设定在第三处理器和第四处理器中，预设条件具体为载频条件、脉冲频率以及在第一接收器内设置的脉冲峰头峰尾的比例关系，载频条件可以具体为移频信号的频率范围、幅度等，脉冲频率可以具体为脉冲信号的频率等；

其中，第三处理器和第四处理器分别与只读存储器EPPROM以及外置随机存储器RAM相连，只读存储器EPPROM以及随机存储器RAM也可以设置在第三处理器和第四处理器内，用于储存程序、中间变量及移频信号和脉冲信号的处理结果信息，也可以通过CAN总线将移频信号和脉冲信号以及处理结果上传至外部设备，例如列控中心等。

其中，第三处理器和第四处理器还可以相互进行检测，当出现故障时，可以通过故障及状态表示模块进行显示，需要说明的是，当其中一个处理器出现故障时，还可以通过另一个处理器进行移频信号和脉冲信号的控制，保证了系统的灵活性。

其中，该第一接收器还可以包括工作表示灯，通过CPLD控制信号进行控制，以便维护人员可以随时观察设备的运行状态，能够及时发现故障设备，并进行维修或更换。

本实施例中，通过第一接收器获取由第一衰耗冗余隔离器分离的移频信号和脉冲信号，并通过对其进行解析处理，将处理结果与预设条件进行比较，最终能够根据比较结果驱动轨道继电器来表示钢轨处于空闲状态还是占有状态，保证了列车行驶的安全性。

参见图7，示出了本发明一种轨道电路的第二个实施例的结构示意图，如图所示，与轨道电路的第一个实施例的不同之处在于，该轨道电路还可以包括第一变压器700A和第二变压器700B，其中：

所述第一变压器700A的第一端与第一传输电缆200A相连，第二端与钢轨300相连，用于匹配第一传输电缆的阻抗和钢轨的阻抗的关系；

所述第二变压器700B的第一端与第二传输电缆200B相连，第二端与钢轨300相连，用于匹配第二传输电缆的阻抗和钢轨的阻抗的关系；

通过变压器匹配传输电缆的阻抗和钢轨的阻抗的关系，可以使得移频脉冲混合信号的传输达到最优状态；

在两条钢轨300之间还可以设置有补偿电容C1，用于补偿钢轨的电感，使得钢轨呈现阻性，增加轨道电路传输信号的钢轨长度。

其中，第一变压器和第二变压器结构相同，第一变压器和第二变压器还可以包括保险丝和扼流阻抗补偿器，具体可参见图8，示出本发明变压器的一个实施例的结构示意图，其中：

保险丝F1串联在变压器的第一端，扼流阻抗补偿器BZE并联在变压器的第一端;

在实际应用中，扼流阻抗补偿器BZE可以降低所述扼流变压器两端由50Hz牵引电流形成的电压，实现对工频不平衡信号的防护，防止牵引回流在钢轨间形成较大的压差；在电流过大时，保险丝F1自动切断，可以防止扼流阻抗补偿器BZE过载损坏。

需要说明的是，第一变压器和第二变压器可以均为扼流电压器，在第一变压器和第二变压器上均设置有扼流中心点A，在钢轨的侧线区段设置回流电抗器，以实现牵引电流的双端回流。

在现有技术中，侧线区段为牵引电流单端回流，具体可参见图9，示出了现有技术中侧线牵引电流单端回流的示意图，由该图可以看出，在侧线区段A，只有左侧的扼流变压器的扼流中心点与相连侧线区段B中的扼流变压器的扼流中心点相连，而侧线区段A右侧的扼流变压器的扼流中心点悬空设置，这就造成了牵引电流只能从一端回流，降低了回流的可靠性。

参见图10，示出了本发明侧线牵引电流双端回流的示意图，具体的，将侧线区段A右侧的扼流变压器的扼流中心点通过回流电抗器与相连侧线区段C的扼流变压器的扼流中心点相连，使得牵引回流在侧线区段也能双端回流，提高了回流的可靠性。

参见图11，示出了本发明一种轨道电路的第三个实施例的结构示意图，与轨道电路第二个实施例不同的是，该轨道电路还可以包括方向切换电路800、第一防雷模拟网络900A以及第二防雷模拟网络900B，其中：

所述方向切换电路800的一端连接在所述第一防雷模拟网络900A的第一端和所述主发送器100A之间，另一端连接在第二防雷模拟网络900B的第一端和第一衰耗冗余隔离器400A之间；

所述第一防雷模拟网络800A的第二端通过第一传输电缆200A与第一变压器700A的第一端相连；

所述第二防雷模拟网络800B的第二端通过第二传输电缆200B与第二变压器700B的第一端相连。

其中，防雷模拟网络可以对室外横、纵向雷电信号进行防护。

其中，所述方向切换电路可以根据列车的运行方向对所述轨道电路进行切换；

在实际应用中，列车的车头部位设置有传感器，可以接收轨道电路发送的移频脉冲信号，因此，列车在钢轨上行驶过程中，必须保证列车的车头与轨道电路发送信号的方向相对，即轨道电路通过方向切换电路根据列车的运行方向进行切换；例如，当列车从东向西行驶，则通过方向切换电路使得轨道电路的主发送器由西向东发送信号，其中，方向切换电路由方向继电器组成，通过方向继电器的控制，可以实现对轨道电路的切换。

在本发明中，轨道电路还可以包括备发送器100B和第二衰耗冗余隔离器400B，其中，主发送器100A和备发送器100B可以通过第二衰耗冗余隔离器400B直接与第一传输电路200A相连（图中未示出），也可以通过第二衰耗冗余隔离器400B与方向切换电路800相连（参见图11），通过设置在第二衰耗冗余隔离器内继电器可以实现主发送器与备发送器之间的切换，使得当主发送器发生故障时，可以通过备发送器发送移频脉冲混合信号，保证了系统的可靠性。

需要说明的是，备发送器的结构与主发送器结构相同，具体结构可参见图2和图3所示。

在本发明中，轨道电路还可以包括第二接收器（图中未示出），第二接收器可以分别与第一衰耗冗余隔离器和轨道继电器相连，两条接收器接收同一信号共同驱动一台轨道继电器。通过设置两个接收器，使得其中一个接收器发生故障时，系统仍能可靠的工作。

需要说明的是，第二接收器的结构与第一接收器的结构相同，具体结构可参见图5以及图6所示。

在本发明中，可以将该轨道电路通过总线与外部设备相连，以实现轨道电路与外部设备信息的交换，具体的：

主发送器100A、备发送器100B以及第一接收器500均通过总线CAND以及总线CANE与通信接口板相连，外部设备中的列控中心通过总线CANA、总线CANB与通信接口板相连，外部设备中的轨道电路维护机通过总线CANC与通信接口板相连，通过轨道电路维护机不仅可以对轨道电路的运行状态进行监控，还可以对轨道电路的故障进行定位，当轨道电路出现故障时，通过轨道电路维护机对其进行故障分析及故障定位，在一定程度上，提高了轨道电路的可靠性。

其中，外部设备中的电源屏可以与主发送器、备发送器和第一接收器相连，用于为主发送器、备发送器和第一接收器提供电源电压。

其中，在方向切换电路进行切换过程中，为了保证第一传输电缆和第二传输电缆的长度相同，需要通过第一防雷模拟网络将第一传输电缆补偿至固定长度，第二防雷模拟网络将第二传输电缆补偿至固定长度，防雷模拟网络的具体结构示意图可以参见图12，图12示出了防雷模拟网络一个实施例的结构示意图，其中：

防雷模拟网络的12端用于与方向切换电路相连，34端用于通过传输电缆与钢轨相连，当需要对传输电缆进行补偿时，只需将相应端点与横向防雷两侧的两个端点和对地雷电防护的两个端点相连即可，例如，若需要补偿100m，则需将端点13和端点7相连，将端点14和端点8相连，并将端点15与位于同侧的端点29相连，将端点16与位于同侧的端点30相连即可；若需补偿900m，则需将端点13与端点7相连，端点15与端点25相连，端点27与端点29相连，端点14与端点8相连，端点16与端点26相连，端点28与端点30相连。

需要说明的是，图12仅为防雷模拟网络的一种实现形式，在本发明中。并不仅限于此，可以根据实际需求能够补偿不同长度的防雷模拟网络。

在实际应用中，可以将第一防雷模拟网络、第二防雷模拟网络、方向切换电路、第一衰耗冗余隔离器、第二衰耗冗余隔离区、主发送器、备发送器和接收器均设置在室内，则防雷模拟网络对传输电缆引入室内的雷电冲击进行横向和纵向的防护，保证操作人员的安全。

图13示出了本发明第一衰耗冗余隔离器的一个实施例的部分结构示意图，具体的：

第一衰耗冗余隔离器的AB端接收移频脉冲混合信号，并通过第一电阻R1、第二电阻R2以及第一电容C1隔离出脉冲信号，并通过变压器T1实现对脉冲信号的调整，调整后的脉冲信号通过变压器T2完成电气隔离后，送入到第一接收器；通过第三电阻R3、第二电容C2以及第一电感L1隔离出移频信号，并通过变压器T3实现对移频信号的调整，调整后的脉冲信号通过变压器T4完成电气隔离后，送入到第一接收器。

在本发明中，通过发送器产生移频脉冲混合信号，并通过钢轨发送出去，第一衰耗冗余隔离器能够将移频脉冲混合信号分离成移频信号和脉冲信号并发送给第一接收器，第一接收器通过对两种信号进行解析处理，并将处理结构与预设条件进行比较，通过比较结果驱动轨道继电器动作。

其中，移频信号和脉冲信号的作用各不相同，移频信号具备钢轨断轨和钢轨引接线断线检查功能，即在钢轨断轨或者钢轨引接线断线时，第一接收器能够通过失磁轨道继电器，使得相应区段的钢轨处于占用状态；

且移频信号具备向车载设备传递信息的功能，即，第一接收器能够通过移频信号向车载设备传递信息。

脉冲信号在钢轨出现分路不良以及部分分支并联跳线断线时，检查相应区段的钢轨处于空闲状态还是占用状态，即，在钢轨出现分路不良或者部分分支并联跳线断线时，当相应区段钢轨有列车占用时，第一接收器能够失磁轨道继电器，使得相应区段钢轨处于占用状态，而当相应区段钢轨没有列车占用时，第一接收器能够励磁轨道继电器，使得相应区段钢轨处于空闲状态；

此外，脉冲信号具备绝缘破损检查功能，即在钢轨出现绝缘破损时，第一接收器能够失磁轨道继电器，使得相应区段钢轨处于占用状态。

且移频信号和脉冲信号均可以在钢轨与列车车轮的接触良好（接触电阻不大于标准分路电阻）的情况，即处于正常情况下时，实现对钢轨的占用状态或空闲状态的检查。

由此可见，本发明提供的轨道电路将移频信号和脉冲信号合二为一，综合考虑的钢轨可能出现的各种情况，保证了列车的行驶安全。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种轨道电路，其特征在于，包括：

与钢轨第一端通过第一传输电缆相连的主发送器，所述主发送器用于产生移频脉冲混合信号，并将所述移频脉冲混合信号通过钢轨发送出去；

与钢轨第二端通过第二传输电缆相连的第一衰耗冗余隔离器，所述第一衰耗冗余隔离器用于接收所述移频脉冲混合信号，并将所述移频脉冲混合信号分离成移频信号和脉冲信号；

与所述第一衰耗冗余隔离器相连的第一接收器，和与所述第一接收器相连的轨道继电器；

所述第一接收器用于接收所述移频信号和所述脉冲信号，并对所述移频信号和所述脉冲信号进行解析处理，并将处理结果与预设条件进行比较，根据比较的结果来驱动所述轨道继电器动作。

2.根据权利要求1所述的轨道电路，其特征在于，所述主发送器包括：

第一处理器；

与所述处理器相连的移频信号发生器；

与所述移频信号发生器相连、放大所述移频信号发生器生成的移频信号的移频功率放大电路；

与所述第一处理器相连的高压电源；

分别与所述高压电源和第一处理器相连的脉冲充放电电路；

其中：所述第一处理器根据移频信号的载频、低频条件控制所述移频信号发生器生成移频信号；控制所述高压电源为所述脉冲充放电电路充电，并根据脉冲频率条件控制所述脉冲充放电电路放电产生脉冲信号；

分别与所述移频功率放大电路和所述脉冲充放电电路相连、用于将所述移频信号和所述脉冲信号合成移频脉冲混合信号并输出的信号合成电路。

3.根据权利要求1所述的轨道电路，其特征在于，所述第一接收器包括第三处理器、模数转换器和安全与门，其中：

所述第三处理器分别与所述模数转换器和所述安全与门相连；

所述模数转换器接收所述移频信号和所述脉冲信号，并将所述移频信号和所述脉冲信号进行转换后发送；

所述第三处理器接收所述转换后的移频信号和脉冲信号，并根据移频信号的载频、低频条件对所述转换后的移频信号进行解析处理，根据脉冲频率条件对所述转换后的脉冲信号进行解析处理，并将移频信号的处理结果和脉冲信号的处理结果分别与相对应的预设条件进行比较，根据比较的结果通过安全与门驱动轨道继电器动作。

4.根据权利要求1所述的轨道电路，其特征在于，所述轨道电路还包括第一变压器和第二变压器，其中：

所述第一变压器的第一端通过所述第一传输电缆与所述主发送器相连，第二端与所述钢轨第一端相连；

所述第二变压器的第一端通过所述第二传输电缆与所述第一接收器相连，第二端与所述钢轨的第二端相连；

所述第一变压器用于匹配所述第一传输电缆的阻抗和所述钢轨的阻抗的关系；

所述第二变压器用于匹配所述第二传输电缆的阻抗和所述钢轨的阻抗的关系。

5.根据权利要求4所述的轨道电路，其特征在于，所述轨道电路还包括第一防雷模拟网络、第二防雷模拟网络和方向切换电路，其中：

所述方向切换电路的一端连接在所述第一防雷模拟网络的第一端和所述主发送器之间，另一端连接在所述第二防雷模拟网络的第一端和所述第一衰耗冗余隔离器之间；

所述第一防雷模拟网络的第二端通过所述第一传输电缆与所述第一变压器的第一端相连；

所述第二防雷模拟网络的第二端通过所述第二传输电缆与所述第二变压器的第一端相连；所述方向切换电路用于根据列车的运行方向对所述轨道电路进行切换；

所述第一防雷模拟网络和所述第二防雷模拟网络分别补偿所述第一传输电缆和所述第二传输电缆至固定长度。

6.根据权利要求1所述的轨道电路，其特征在于，还包括备发送器和第二衰耗冗余隔离器，其中：

所述主发送器和所述备发送器均通过所述第二衰耗冗余隔离器与第一传输电缆连接；

所述第二衰耗冗余隔离器用于实现主发送器和备发送器之间的切换。

7.根据权利要求4所述的轨道电路，其特征在于，所述第一变压器和所述第二变压器均为扼流变压器。

8.根据权利要求7所述轨道电路，其特征在于，所述扼流变压器包括阻抗补偿器和保险丝，所述阻抗补偿器串联在所述扼流变压器的第一端，所述保险丝并联在所述扼流变压器的第一端；

所述阻抗补偿器用于降低所述扼流变压器两端的电压；

所述保险丝在所述扼流变压器的第一端的电流过大时自动切断。

9.根据权利要求1所述的轨道电路，其特征在于，还包括分别与所述第一衰耗冗余隔离器和轨道继电器相连的第二接收器。