CN104678228B

CN104678228B - 感应环线测试车

Info

Publication number: CN104678228B
Application number: CN201510129833.2A
Authority: CN
Inventors: 顾佳捷; 钟建哲; 张宇波; 王鑫磊; 沈瑜平
Original assignee: Hangzhou Qianjiang Weighing Technology Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Qianjiang Weighing Technology Co Ltd
Priority date: 2015-03-24
Filing date: 2015-03-24
Publication date: 2016-03-30
Anticipated expiration: 2035-03-24
Also published as: CN104678228A

Abstract

本发明提供了一种可沿轨道行走的感应环线测试车，其不仅能够方便地应用于轨道上以沿轨道对感应环线进行测试，同时还具有多种测试模式以适应不同规格的感应环线的参数测试要求。

Description

感应环线测试车

技术领域

本发明涉及用于对轨道中感应环线进行测试的测试车。

背景技术

在铁路轨道上高速行驶的列车需要了解前方的各种情况，也需要将列车运行的状况反映给调度中心，因此，列车需要与地面交换信息，最好是连续不断地与地面交换信息。德国在20世纪60年代开始研制轨道交叉感应环线方法，实现了车－地信息传输。这种轨道交叉感应电缆技术目前也被应用于国内的铁路设计中。

轨道感应环线系统，顾名思义，地面沿着轨道布置有感应环线，列车上安装感应线圈作为接收天线，列车在轨道上行驶与感应线圈相互感应，从而构成与地面的连续、双向信息交换。其基本的工作原理是，在轨道上铺设交叉感应回线，并对回线通以一定频率的正弦信号，然后通过车载感应线圈和地面交叉感应回线的电磁耦合来完成信号和数据的传输。地面可以向列车传递各种速度数据、线路速度、目标速度、目标距离等各种信息。

这种感应环线的两根电缆每隔一定距离要相互交叉一次，通过这种交叉可以至少实现如下功能：避免牵引电流对感应环线的干扰；交叉形成与双绞电缆类似的结构，从而减少累积感应干扰；还可以传递列车定位信息。交叉回线将交变电信号送到沿铁轨线路铺设的交叉回线上，在回线上产生交变磁场，从而被车载的接收天线所感应接收。由于其抗干扰能力强，可靠性高，可准确、快速地传递包括列车实时速度和位置在内的各种需要的参数信号，且它近距离非接触式的检测方式可以保证更好的系统安全性，电缆内部的交叉结构能有效抑制对外部环境和其它车载设备的信号干扰，能够适应恶劣的工业和外界环境，因而在各种轨道应用中得到广泛的应用。

根据感应环线工作原理可知，激磁电流在环线上方产生的磁场强度与环线交叉形成的感应回路的形状（面积）相关，面积越小，则激磁电流在环线上方产生的磁场强度将越小，从而必然导致在列车经过时，由安装于列车车厢底部的接收天线接收到的信号越小。为了保证行车安全，必须确保感应环线在励磁电流的作用下能够提供足够大的信号。在实际应用中，由于施工误差、环境影响、意外碰撞等各种原因，感应环线的形状或面积可能与设计值存在偏差，因此，有必要提供一种测试装置，对感应环形在工作状态下所能提供的信号进行测试。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种可沿轨道行走的感应环线测试车，其不仅能够方便地应用于轨道上以沿轨道对感应环线进行测试，同时还具有多种测试模式以适应不同规格的感应环线。

根据本发明的感应环线测试车，其可以沿轨道行走以沿途测试轨道感应环线在工作状态下提供的信号强度。该测试车包括支架1和测试系统2，支架1的宽度和高度均可进行调节，且测试系统2具有至少一种测试模式以供选用，使得测试车能用于具有至少一种轨道尺寸的轨道上对至少一种感应环线进行测试。

其中，本发明的测试车的支架1包括伸缩腿11、连接板12和导套13。伸缩腿11为四个且下端固定连接车轮。该伸缩腿11的长度可以调节，使得能够调节测试车的高度。连接板12包括分别与左右两侧伸缩腿11的上端固定连接的第一连接板121和第二连接板122。导套13包括第一导套131和第二导套132，第一导套131以可拆卸的方式叠置固定于第二导套132上。第一连接板121和第二连接板122分别以套设深度可调的方式套设于第一导套131和第二导套132中，使得能够调节测试车的宽度。第二导套132的下表面上连接有第三导套133。天线箱安装架15的一端以套设深度可调的方式套设于第三导套133中，另一端连接天线箱21。

其中，本发明的测试车的测试系统2包括天线箱21、计算机22、UPS及地址检测通讯单元。天线箱21内设有接收天线，计算机22包括单片机、预处理单元及信号处理判断单元23，接收天线接收的感应环线的感应信号经所述预处理单元处理后送入所述信号处理判断单元23，以进行感应信号的接收强度是否合格的判断操作。UPS和地址检测通讯单元均设置在托架14上，托架14以可拆卸的方式固定连接所述第一导套131，支撑架16设置在托架14上，计算机22通过减振垫设置在支撑架16上。

其中，本发明的测试车的信号处理判断单元23包括至少一种测试模式，不同的测试模式下具有不同的信号强度参考值，其中，可借助来自所述单片机的命令选择用于判断操作的信号强度参考值，进而选定相应的测试模式。

其中，信号处理判断单元23可以具有三种测试模式，其电路原理图具体为：信号处理判断单元23的输入端一端连接预处理单元的信号输出端，另一端与电容C1连接，电容C1通过电阻R1连接运算放大器U1的引脚2；运算放大器U1的引脚1连接Vref1；运算放大器U1的引脚2通过电阻R2和电容C2的并联电路与运算放大器U1的引脚5连接；运算放大器U1的引脚5又通过电阻R3与运算放大器U2的引脚2连接；运算放大器U2的引脚1连接Vref2；运算放大器U2的引脚3连接Vcc，并通过电容C3连接地GND；运算放大器U2的引脚4与地GND连接；运算放大器U2的引脚2通过电阻R4和电容C4的并联电路与运算放大器U2的引脚5连接，运算放大器U2的引脚5又连接电阻R5；电阻R5连接运算放大器U3的引脚1；运算放大器U3的引脚2通过电阻R6连接模拟开关Switch的引脚X，并进一步通过模拟开关Switch的引脚X1、X2或X3分别连接参考电压V1、V2或V3；运算放大器U3的引脚5通过电阻R7与场效应管MOSFETN的引脚1连接，场效应管MOSFETN的引脚1又通过电阻R8与场效应管MOSFETN的引脚2连接，并与地GND连接；场效应管MOSFETN的引脚3通过电阻R9与电源Vcc连接，其中，引脚3为所述信号处理判断单元（23）的输出端口。

模拟开关Switch的引脚1和引脚2分别与电源Vcc和地GND连接，模拟开关Switch的引脚3与端口AN_MODE，所述端口AN_MODE为来自单片机的一个端口，用以完成引脚X连接到引脚X1、X2或X3的切换；通过选择引脚X与引脚X1、X2或X3的连接，在运算放大器U3的引脚2处接入不同的参考电压V1、V2或V3，实现不同信号强度阈值的选择，以适应具有不同信号强度要求的应用场合，从而得以提供多种测试模式的选择。

借助本发明的感应环线测试车，能够方便地在不同类型的轨道上对感应环线进行测试，从而高效地完成轨道感应环线的测试工作，其操作方便，适用性强。

附图说明

图1是根据本发明的测试车的结构示意图。

图2是根据本发明的测试车的测试系统的信号处理判断单元的电路原理图。

具体实施方式

图1示出了本发明的感应环线测试车的结构示意图，其包括支架1和测试系统2。支架1包括伸缩腿11、连接板12和导套13。测试系统2包括天线箱21（内置接收天线）、计算机22、UPS及地址检测通讯单元。

如图1中所示，伸缩腿11包括四个相同的伸缩腿，每个伸缩腿11的下端均固定连接有车轮，伸缩腿11在长度方向上是可调的，以便能够调节测试车的整体高度。

连接板12包括左右两个相同的第一、第二连接板121、122。位于左侧的两个伸缩腿11的上端与位于左侧的第一连接板121固定连接，位于右侧的两个伸缩腿11的上端与位于右侧的第二连接板122固定连接。

导套13包括左右两个相同的第一、第二导套131、132，左侧的第一导套131叠设于右侧的第二导套132之上，并且以可拆卸的方式（例如借助螺钉螺孔的配合作用）相互连接在一起。

第一连接板121套嵌在第一导套131中，第二连接板122套设在第二导套132中。连接板套设在导套中的长度是可以调节的，以便能够调节测试车的宽度（左右两侧车轮的间距）。

托架14叠设于第一导套131之上，且以可拆卸的方式相互连接在一起。

第二导套132的下表面上连接有第三导套133，天线箱安装架15的一端套设在第三导套133中。天线箱安装架15的另一端上连接天线箱21。安装架15在第三导套133中的套设深度是可以调节的，以便能够调节天线箱21（接收天线）与地面的距离。托架14、第一导套131、第二导管132、天线箱21（接收天线）的左右对称轴X－X’重合，第一、第二连接板121、122也关于轴X-X’对称。

UPS及地址检测通讯单元放置于托架14上，托架14上还设有支撑架16，计算机22通过减震垫放置于支撑架16上。

本发明的测试车的宽度、接收天线与地面的距离均可以调节，从而能够适应不同的轨道或应用场合。

计算机22包括单片机、预处理单元及信号处理判断单元。接收天线接收到的感应信号经预处理后被送入信号处理判断单元23。信号处理判断单元23将对信号进行比较和判断，以确定由感应环线提供的感应信号强度是否在规定范围之内，从而完成对感应环线是否处于正常工作状态的测试。

由于不同的应用场合中对感应环线（或者说感应信号强度）的要求可能不同，为此，本发明的信号处理判断单元23被设计成能够提供多种可选的测试范围，以使得该测试车能够具备适应多种轨道应用场合的能力。具体而言，本发明的测试车能够提供对应多种轨道应用场合的多种信号强度阈值，测试人员可以根据要测试的轨道感应环线的设计要求，在开始测试之前选择相应的测试模式，然后进行测试；而在被应用于测试具有另一种不同设计要求的轨道时，能够改变测试模式，在预设的多种测试模式选择与当前应用环境相适的测试模式。

图2示出了示例性的可提供三种不同测试模式的信号处理判断单元23的电路原理图。预处理单元的信号输出端将信号送入信号处理判断单元23的输入端，该输入端与电容C1连接，电容C1通过电阻R1连接运算放大器U1的引脚2。运算放大器U1的引脚1连接Vref1。U1的引脚2通过电阻R2和电容C2的并联电路与U1的引脚5连接。U1的引脚5通过电阻R3与运算放大器U2的引脚2连接。运算放大器U2的引脚1连接Vref2。U2的引脚3连接Vcc，并通过电容C3连接GND。U2的引脚4与GND连接。U2的引脚2通过电阻R4和电容C4的并联电路与U2的引脚5连接。运算放大器U2的引脚5连接电阻R5。电阻R5连接运算放大器U3的引脚1。U3的引脚2通过电阻R6连接到模拟开关Switch的引脚X，并进一步通过模拟开关Switch的引脚X1、X2或X3分别连接到参考电压V1、V2或V3。运算放大器U3的引脚5通过电阻R7与场效应管MOSFETN的引脚1，场效应管MOSFETN的引脚1又通过电阻R8与场效应管MOSFETN的引脚2连接，并且与地GND连接。场效应管MOSFETN的引脚3通过电阻R9与电源Vcc连接，这个引脚3也是信号强度是否合适的判断结果的输出端口。另外，模拟开关Switch的引脚1连接电源Vcc，引脚2连接地GND，模拟开关的引脚3连接到AN_MODE，AN_MODE是来自单片机的一个端口，以完成引脚X连接到引脚X1、X2或X3的切换。通过选择引脚X与引脚X1、X2或X3的连接，在运算放大器U3的引脚2接入不同的参考电压V1、V2或V3，因而实现不同信号强度阈值的选择，以适应不同应用场合下对不同信号强度的要求，从而提供多种测试模式的选择。

上述实施例仅是以举例的方式说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，但是本领域的普通技术人员应当理解，其仍然可以对前述实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分特征进行等同替换，而这些修改或者等同替换，并不使得相应技术方案的本质脱离本发明实施例的技术方案的范围。

Claims

1.一种可沿轨道行走的感应环线测试车，其用于测试轨道感应环线在工作状态下提供的信号强度，其特征在于，包括支架（1）和由支架（1）支撑的测试系统（2），所述支架（1）的宽度和高度均可进行调节，且所述测试系统（2）具有至少一种测试模式以供选用，使得所述测试车能够适用于至少一种轨道尺寸以对至少一种感应环线进行测试；其中，所述支架（1）包括伸缩腿（11）、连接板（12）和导套（13）；所述伸缩腿（11）的数量为四个且下端固定连接车轮，所述伸缩腿（11）的长度可调，使得能够调节测试车的高度；所述连接板（12）包括第一连接板（121）和第二连接板（122），其分别与两侧的伸缩腿（11）的上端固定连接；所述导套（13）包括第一导套（131）和第二导套（132），第一导套（131）以可拆卸的方式叠置固定于第二导套（132）上，第一连接板（121）和第二连接板（122）分别以套设深度可调的方式套设于所述第一导套（131）和第二导套（132）中，使得能够调节测试车的宽度；所述第二导套（132）的下表面上连接有第三导套（133），天线箱安装架（15）的一端以套设深度可调的方式套设于所述第三导套（133）中，另一端连接天线箱（21）。

2.如权利要求1所述的感应环线测试车，其特征在于，所述测试系统（2）包括天线箱（21）、计算机（22）、UPS及地址检测通讯单元；所述天线箱（21）内设有接收天线；所述计算机（22）包括单片机、预处理单元及信号处理判断单元（23），其中，所述接收天线接收的感应环线的感应信号经所述预处理单元处理后送入所述信号处理判断单元（23），以判断所接收的感应信号的强度是否合格；其中，所述UPS和所述地址检测通讯单元均设置在托架（14）上，所述托架（14）以可拆卸的方式固定连接所述第一导套（131），支撑架（16）设置在所述托架（14）上，所述计算机（22）通过减振垫设置在所述支撑架（16）上。

3.如权利要求2所述的感应环线测试车，其特征在于，所述信号处理判断单元（23）包括至少一种测试模式，不同的测试模式下具有不同的信号强度参考值，其中，可借助来自所述单片机的命令选择用于判断操作的信号强度参考值，进而选定相应的测试模式。

4.如权利要求3所述的感应环线测试车，其特征在于，所述信号处理判断单元（23）的输入端一端与所述预处理单元的信号输出端连接，一端与电容C1连接，电容C1通过电阻R1连接运算放大器U1的引脚2；运算放大器U1的引脚1连接Vref1；运算放大器U1的引脚2通过电阻R2和电容C2的并联电路与运算放大器U1的引脚5连接；运算放大器U1的引脚5又通过电阻R3与运算放大器U2的引脚2连接；运算放大器U2的引脚1连接Vref2；运算放大器U2的引脚3连接Vcc，并通过电容C3连接地GND；运算放大器U2的引脚4与地GND连接；运算放大器U2的引脚2通过电阻R4和电容C4的并联电路与运算放大器U2的引脚5连接，运算放大器U2的引脚5又连接电阻R5；电阻R5连接运算放大器U3的引脚1；运算放大器U3的引脚2通过电阻R6连接模拟开关Switch的引脚X，并进一步通过模拟开关Switch的引脚X1、X2或X3分别连接参考电压V1、V2或V3；运算放大器U3的引脚5通过电阻R7与场效应管MOSFETN的引脚1连接，场效应管MOSFETN的引脚1又通过电阻R8与场效应管MOSFETN的引脚2连接，并与地GND连接；场效应管MOSFETN的引脚3通过电阻R9与电源Vcc连接，其中，引脚3为所述信号处理判断单元（23）的输出端口；

此外，模拟开关Switch的引脚1和引脚2分别与电源Vcc和地GND连接，模拟开关Switch的引脚3与端口AN_MODE，所述端口AN_MODE为来自单片机的一个端口，用以完成引脚X连接到引脚X1、X2或X3的切换；通过选择引脚X与引脚X1、X2或X3的连接，在运算放大器U3的引脚2处接入不同的参考电压V1、V2或V3，实现不同信号强度阈值的选择，以适应具有不同信号强度要求的应用场合，从而得以提供三种测试模式的选择。