CN106184288A - 一种直流道岔缺口状态检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直流道岔缺口状态检测方法，包括如下步骤：步骤A)隔离采集直流道岔实时动作电流I，采集道岔实时工作电压U；步骤B)根据实时动作电流I和实时工作电压U计算得到实时直流道岔功率P=U×I；步骤C)根据实时直流道岔功率P和转辙机的速度V计算得到道岔动作阻力F=P÷V，从而绘制出道岔动作阻力拟合曲线；步骤D)分析道岔动作阻力拟合曲线，判断阻力拟合曲线是否为转辙机缺口正常动作状态；步骤E）根据步骤D)中判断出的转辙机缺口动作状态，输出对应缺口状态开关量信号。本发明通过上述方法，无需安装视频设备、提供额外的供电电路以及较高的宽带，施工简单、监测安全、成本低且检测结果更准确。
Description
技术领域
本发明涉及铁路领域，具体地，涉及一种直流道岔缺口状态检测方法。
背景技术
在铁路道岔系统中使用了直流道岔转辙机进行道岔驱动以实现列车行驶轨道线路的转换。直流道岔转辙机用于扳动道岔缺口，道岔缺口是转辙机扳动后的运动轨道与固定轨道之间的缝隙， 缺口过大会导致列车行驶到该道岔出现脱轨、翻车等安全事故产生。现有直流道岔转辙机的缺口特性检测，较常规的检测技术为：在道岔转辙机内部安装视频设备，通过室内提供额外的供电电缆，将视频信息通过供电电缆传输给监控终端，通过人工监测直流道岔转辙机的缺口特性，以便判断缺口是否过大，避免导致列车行驶到该道岔出现脱轨、翻车等安全事故产生。在道岔转辙机内部安装视频设备，容易带来安全风险；需要室内提供供电电缆，不便于施工；图像传输需要较高带宽，增加成本及技术难度；该检测技术还容易受到判断人员的认知水平和工作经验等人为因素影响。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种直流道岔缺口状态检测方法，采用该方法进行检测，无需安装视频设备、提供额外的供电电路以及较高的宽带，施工简单、监测安全、成本低且检测结果不易受到人为因素影响，检测结果更准确。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种直流道岔缺口状态检测方法，包括如下步骤：
步骤A)隔离采集直流道岔实时动作电流I，采集道岔实时工作电压U；
步骤B)根据步骤A)中测得的实时动作电流I和实时工作电压U计算得到实时直流道岔功率P=U×I；
步骤C)根据步骤B)中计算得到的实时直流道岔功率P和转辙机的速度V计算得到道岔动作阻力F=P÷V，从而绘制出道岔动作阻力拟合曲线；
步骤D)分析步骤C)中得到的道岔动作阻力拟合曲线，判断阻力拟合曲线是否为转辙机缺口正常动作状态；
步骤E）根据步骤D)中判断出的转辙机缺口动作状态，输出对应缺口状态开关量信号。
本方案使用直流道岔缺口状态检测方法采用室内道岔转辙机供电电缆检测道岔动作过程和动作后的缺口状态的电流变化，对道岔动作过程和动作后的缺口状态的电流变化产生的动作电流I进行隔离采集和监测，同时采集道岔工作电压U，得到直流道岔功率P=U×I，计算出道岔动作阻力F=P÷V，最后根据F对该电流趋势和幅值进行阻力曲线拟合，实现对缺口状态的模拟，分析阻力曲线，判断阻力曲线是否为转辙机缺口正常动作状态，输出对应开关量信号，最终实现道岔缺口状态检测，与现有采用视频检测的方式相比，能够更准确方便快速的检测出缺口过大的情况，该方法不易受到人为因素影响，判断结果更准确。
通过该方法进行检测，无需额外增加视频设备以及供电电缆，只需利用道岔转辙机本身具有的电缆进行动作电流和工作电压测量即可，而电信号相比图像传输，对宽带要求相对较低，具有低成本、安全、安装施工简单的优势。由于道岔转辙机在实际工作中，道岔动作阻力F=P÷V中的变量间未必都有线性关系，本方案中对道岔动作阻力F使用拟合曲线进行后续分析，用连续曲线近似地刻画或者比拟平面上离散点组所表示的坐标之间函数关系，方便后期观察阻力曲线，找到阻力曲线上的突变点以及归零点，从而快速准确的判断转辙机缺口是否正常动作，降低工作人员的操作难度。本方案中对于最终的分析判断结果，采用开关量输出，简单直观实现道岔缺口状态检测，较总线类产品无带宽限制。
由于用霍尔效应测量磁场时能够连续地和线性地读数、方法简单、使用寿命长，并能测量小空间和小间隙的磁场，非常适合用于采集直流道岔动作电流；采用光电隔离的方式采集道岔工作电压，可以把干扰源和易干扰源隔离开，避免易干扰源对需要测量电压的影响，保证最终测量结果的准确，步骤A)中直流道岔实时动作电流I采用霍尔原理隔离采集，道岔实时工作电压U采用光电隔离采集。
优选的，步骤D)中若阻力拟合曲线平滑，没有突变情况，则转辙机搬运正常；若阻力拟合曲线能有效的归零，则转辙机能搬运到缺口位置，保证列车行车的安全；若阻力拟合曲线将不能有效的归零，转辙机不能搬到缺口位置，电机将持续工作，列车行车存在安全隐患。
优选的，步骤C)中绘制出的道岔动作阻力拟合曲线选择的曲线类型为指数函数或对数函数。
综上，本发明的有益效果是：
1、直流道岔缺口状态检测方法采用室内道岔转辙机供电电缆检测道岔动作过程和动作后的缺口状态的电流变化，并以此为依据进行了缺口状态的模拟；该方法主要采用电参数检测加阻力曲线拟合实现缺口状态检测， 具有低成本、监测安全、工程安装施工简单且不易受到人为因素影响，判断结果更准确的优势。
2、本方案中对道岔动作阻力F使用拟合曲线进行后续分析，用连续曲线近似地刻画或者比拟平面上离散点组所表示的坐标之间函数关系，方便后期观察阻力曲线，找到阻力曲线上的突变点以及归零点，从而快速准确的判断转辙机缺口是否正常动作，降低工作人员的操作难度。
3、本方案中对于最终的分析判断结果，采用开关量输出，简单直观实现道岔缺口状态检测，较总线类产品无带宽限制。
4、由于用霍尔效应测量磁场时能够连续地和线性地读数、方法简单、使用寿命长，并能测量小空间和小间隙的磁场，非常适合用于采集直流道岔动作电流；采用光电隔离的方式采集道岔工作电压，可以把干扰源和易干扰源隔离开，避免易干扰源对需要测量电压的影响，保证最终测量结果的准确，采用霍尔原理和光耦隔离技术实现电参数检测，工程施工简单且监测安全。
附图说明
图1是本发明的流程框图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
如图1所示，本发明包括一种直流道岔缺口状态检测方法，包括如下步骤：
步骤A)隔离采集直流道岔实时动作电流I，采集道岔实时工作电压U；
步骤B)根据步骤A)中测得的实时动作电流I和实时工作电压U计算得到实时直流道岔功率P=U×I；
步骤C)根据步骤B)中计算得到的实时直流道岔功率P和转辙机的速度V计算得到道岔动作阻力F=P÷V，从而绘制出道岔动作阻力拟合曲线；其中转辙机的速度V在转辙机工作时即可知道。
步骤D)分析步骤C)中得到的道岔动作阻力拟合曲线，判断阻力拟合曲线是否为转辙机缺口正常动作状态；
步骤E）根据步骤D)中判断出的转辙机缺口动作状态，输出对应缺口状态开关量信号。
在铁路道岔系统中使用了直流道岔转辙机进行道岔驱动以实现列车行驶轨道线路的转换。直流道岔转辙机用于扳动道岔缺口，道岔缺口是转辙机扳动后的运动轨道与固定轨道之间的缝隙， 缺口过大会导致列车行驶到该道岔出现脱轨、翻车等安全事故产生。现有直流道岔转辙机的缺口特性检测，较常规的检测技术为：在道岔转辙机内部安装视频设备，通过室内提供额外的供电电缆，将视频信息通过供电电缆传输给监控终端，通过人工监测直流道岔转辙机的缺口特性，以便判断缺口是否过大，避免导致列车行驶到该道岔出现脱轨、翻车等安全事故产生。在道岔转辙机工作时需要扳动道岔口，发生相互的作用力，若在道岔转辙机内部安装视频设备，容易带来安全风险；另外，现有技术中需要室内提供供电电缆，不便于施工；图像传输需要较高带宽，增加成本及技术难度。同时采用人工根据图像来判断缺口特性，容易受到人的工作经验、认知水平以及环境因素的影响，导致最终判断结果的不准确，给列车行驶带来安全隐患。
本方案使用直流道岔缺口状态检测方法采用室内道岔转辙机供电电缆检测道岔动作过程和动作后的缺口状态的电流变化，对道岔动作过程和动作后的缺口状态的电流变化产生的动作电流I进行隔离采集和监测，同时采集道岔工作电压U，得到直流道岔功率P=U×I，计算出道岔动作阻力F=P÷V，最后根据F对该电流趋势和幅值进行阻力曲线拟合，实现对缺口状态的模拟，分析阻力曲线，判断阻力曲线是否为转辙机缺口正常动作状态，输出对应开关量信号，最终实现道岔缺口状态检测，与现有采用视频检测的方式相比，能够更准确方便快速的检测出缺口过大的情况，该方法不易受到人为因素影响，判断结果更准确。
通过该方法进行检测，无需额外增加视频设备以及供电电缆，只需利用道岔转辙机本身具有的电缆进行动作电流和工作电压测量即可，而电信号相比图像传输，对宽带要求相对较低，具有低成本、安全、安装施工简单的优势。由于道岔转辙机在实际工作中，道岔动作阻力F=P÷V中的变量间未必都有线性关系，本方案中对道岔动作阻力F使用拟合曲线进行后续分析，用连续曲线近似地刻画或者比拟平面上离散点组所表示的坐标之间函数关系，方便后期观察阻力曲线，找到阻力曲线上的突变点以及归零点，从而快速准确的判断转辙机缺口是否正常动作，降低工作人员的操作难度。本方案中对于最终的分析判断结果，采用开关量输出，简单直观实现道岔缺口状态检测，较总线类产品无带宽限制。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上优选如下：由于用霍尔效应测量磁场时能够连续地和线性地读数、方法简单、使用寿命长，并能测量小空间和小间隙的磁场，非常适合用于采集直流道岔动作电流；采用光电隔离的方式采集道岔工作电压，可以把干扰源和易干扰源隔离开，避免易干扰源对需要测量电压的影响，保证最终测量结果的准确，因此在步骤A)中直流道岔实时动作电流I采用霍尔原理隔离采集，道岔实时工作电压U采用光电隔离采集，工程施工简单、监测安全。
步骤D)中若阻力拟合曲线平滑，没有突变情况，则转辙机搬运正常；若阻力拟合曲线能有效的归零，则转辙机能搬运到缺口位置，保证列车行车的安全；若阻力拟合曲线将不能有效的归零，转辙机不能搬到缺口位置，电机将持续工作，列车行车存在安全隐患。通过曲线可以直观明了的分析判断缺口状态情况。
步骤C)中绘制出的道岔动作阻力拟合曲线选择的曲线类型为指数函数或对数函数。也可以采用其它函数做为曲线类型，只要能方便判断缺口状态情况即可。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种直流道岔缺口状态检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤A)隔离采集直流道岔实时动作电流I，采集道岔实时工作电压U；
步骤B)根据步骤A)中测得的实时动作电流I和实时工作电压U计算得到实时直流道岔功率P=U×I；
步骤C)根据步骤B)中计算得到的实时直流道岔功率P和转辙机的速度V计算得到道岔动作阻力F=P÷V，从而绘制出道岔动作阻力拟合曲线；
步骤D)分析步骤C)中得到的道岔动作阻力拟合曲线，判断阻力拟合曲线是否为转辙机缺口正常动作状态；
步骤E）根据步骤D)中判断出的转辙机缺口动作状态，输出对应缺口状态开关量信号。
2.根据权利要求1所述的一种直流道岔缺口状态检测方法，其特征在于，步骤A)中直流道岔实时动作电流I采用霍尔原理隔离采集，道岔实时工作电压U采用光电隔离采集。
3.根据权利要求1所述的一种直流道岔缺口状态检测方法，其特征在于，步骤D)中若阻力拟合曲线平滑，没有突变情况，则转辙机搬运正常；若阻力拟合曲线能有效的归零，则转辙机能搬运到缺口位置，保证列车行车的安全；若阻力拟合曲线将不能有效的归零，转辙机不能搬到缺口位置，电机将持续工作，列车行车存在安全隐患。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种直流道岔缺口状态检测方法，其特征在于，步骤C)中绘制出的道岔动作阻力拟合曲线选择的曲线类型为指数函数或对数函数。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20161207 |