CN108988907B - 一种轨道电路信号电缆同缆传输非轨道电路信号的装置 - Google Patents

Abstract

一种轨道电路信号电缆同缆传输非轨道电路信号的装置，包括隔离器和调制解调单元；用于将非轨道电路信号调制为适合于轨道电路信号电缆传输的非轨道电路载频信号，并加载到轨道电路信号电缆上与轨道电路信号同缆传输；或者，用于将轨道电路信号电缆上传输的信号分离为轨道电路信号和非轨道电路载频信号，并还原非轨道电路载频信号为非轨道电路信号。本发明实现轨道电路信号与非轨道电路信号同缆传输，非轨道电路设备无需另外铺设信号专用电缆，节约原材料，降低成本，减少工程施工，以及减少后期维护工作量。

Description

一种轨道电路信号电缆同缆传输非轨道电路信号的装置

技术领域

本发明属于铁路信号系统技术领域，特别涉及一种轨道电路信号电缆同缆传输非轨道电路信号的装置。

背景技术

钢轨划分为若干区段，列车调度依据每个区段的空闲或占用情况，为列车安排进路，信号系统控制列车的行进。通常铁路信号系统用轨道电路检查列车的位置情况，判断区段是空闲或占用，给联锁系统提供行车条件。轨道电路为铁路信号系统中的关键设备，广泛使用在轨道交通领域。轨道电路包括产生轨道电路信号的发送器和接收、处理轨道电路信号并输出区段空闲或占用的接收器，所述发送器产生的轨道电路信号依次经发送端防雷电缆模拟网络、轨道电路信号电缆（即SPT数字信号电缆）、发送端匹配变压器至钢轨，然后从钢轨经接收端的匹配变压器、轨道电路信号电缆、接收端防雷电缆模拟网络，由所述接收器接收并处理。轨道电路采用专用的轨道电路信号电缆从室外铺设到室内，信号连接轨道电路室内外设备。

设置在轨道旁边其它设备，如计轴系统、监测系统等设备，统称为非轨道电路设备，这些设备也需要采用电缆将室内设备与室外设备信号连接，当前，各种非轨道电路设备都各自铺设专用电缆，实现室内外设备的信号连接，各种非轨道电路设备各自铺设专用信号电缆，所用线缆成本高，施工难度复杂，信号电缆间可能还存在相互的干扰，在运用中，需要对各自铺设的信号电缆进行维护，现有技术中，缺少一种装置，采用轨道电路信号电缆使非轨道电路设备的室内外设备实现信号连接。

发明内容

本发明针对现有技术存在问题，提供一种装置，能够实现轨道电路信号与非轨道电路设备信号采用轨道电路信号电缆同缆传输。

本发明解决技术问题的技术方案为：一种轨道电路信号电缆同缆传输非轨道电路信号的装置，包括隔离器和调制解调单元；所述隔离器设置有轨道电路设备端口和轨道电路信号电缆端口；所述解调单元设置有非轨道电路设备端口；隔离器与调制解调单元电连接。本发明安装在室外时，用于将非轨道电路信号调制为适合于轨道电路信号电缆传输的非轨道电路载频信号，并加载到轨道电路信号电缆上与轨道电路信号同缆传输；本发明安装在室内时用于将轨道电路信号电缆上传输的信号分离为轨道电路信号和非轨道电路载频信号，并还原非轨道电路载频信号为非轨道电路信号。本发明应用在室外时，所述调制解调单元用于将非轨道电路信号调制为非轨道电路载频信号；本发明应用在室内时，所述调制解调单元用于将非轨道电路载频信号还原为非轨道电路信号。

本发明的进一步技术方案是：所述隔离器包括移频电路和高频隔离电路；所述移频电路，一端与轨道电路信号电缆端口连接，另一端与调制解调单元连接，用于通过非轨道电路载频信号，并阻止轨道电路信号进入非轨道电路设备端口；所述高频隔离电路，一端与轨道电路信号电缆端口连接，另一端与轨道电路信号设备端口连接，用于通过轨道电路信号，并阻止非轨道电路载频信号进入轨道电路设备端口。

本发明进一步技术方案为：所述隔离器还包括电源电路和隔直单元；所述电源电路一端连接轨道电路信号电缆端口，另一端连接调制解调单元。本发明应用在室内时，所述电源电路用于将直流电源加载到轨道电路信号电缆端口，本发明应用在室外时，所述电源电路从轨道电路信号电缆端口上分离出直流电源，并传输到非轨道电路设备端口，给非轨道电路室外设备使用。

所述隔直单元一端连接轨道电路信号电缆端口，另一端连接高频隔离电路。隔直单元串联设置于轨道电路信号电缆端口与轨道电路设备端口之间，用于隔离直流电源进入轨道电路设备端口；本发明应用在室内时，所述隔直单元隔离直流电源进入轨道电路室内设备，本发明应用在室外时，所述隔直单元隔离直流电源进入轨道电路室外设备。

本发明进一步技术方案为：在所述隔离器或调制解调单元中设置直流电源模块，连接到所述隔离器中的电源电路。本发明应用在室内时，通过轨道电路信号电缆传输到室外用于为非轨道电路室外设备提供直流电源。

本发明进一步技术方案为：所述隔直单元为串联设置于轨道电路信号电缆端口与轨道电路设备端口之间的隔直电容。

本发明进一步技术方案为：所述移频电路包括第一电容、第一电感和第二电感；第一电容与第一电感并联后一端接轨道电路信号电缆端口，另一端与第二电感串联，所述的第二电感另一端接调制解调单元。

本发明进一步技术方案为：所述的移频电路频率设置为20KHz至100KHz。

本发明进一步技术方案为：所述电源电路包括第三电感和第二电容；第三电感的一端与第二电容的一端并接构成公共端连接轨道电路信号电缆端口，第三电感的另一端用于连接直流电源，第二电容的另一端连接调制解调单元。

本发明进一步技术方案为：所述高频隔离电路包括第四电感、第四电容第五电感和第五电容；第四电感与第四电容并联后串联在所述轨道电路信号电缆端口与轨道电路设备端口之间；第五电感与第五电容并联后串联在所述轨道电路信号线缆端口与轨道电路设备端口之间。

一种铁路信号系统设备，包括轨道电路室外设备、轨道电路室内设备、非轨道电路室外设备、非轨道电路室内设备和轨道电路信号电缆， 还包括权前述任一轨道电路信号电缆同缆传输非轨道电路信号的装置；所述非轨道电路室外设备由所述轨道电路信号电缆与非轨道电路室内设备信号链接；所述轨道电路室外设备由轨道电路信号电缆与轨道电路室内设备信号链接。

本发明的积极效果在于：将本发明安装在轨道电路信号电缆上，将非轨道电路信号调制适合轨道电路信号电缆传输的非轨道电路载频信号，并加载到轨道电路信号电缆上，由轨道电路信号电缆将非轨道电路载频信号传输到室内，然后再用本发明将非轨道电路设备载频信号分离出来，并还原成非轨道电路设备信号，实现轨道电路信号与非轨道电路信号同缆传输，非轨道电路设备无需另外铺设信号专用电缆，节约原材料，降低成本，减少工程施工，以及减少后期维护工作量。

下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1 为本发明系统原理框图。

图2 为本发明原理图

图3为本发明与轨道电路和非轨道电路设备应用示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明轨道电路信号电缆同缆传输非轨道电路信号的装置，包括隔离器和调制解调单元；隔离器中设置有轨道电路设备端口和轨道电路信号电缆端口，调制解调单元设置有非轨道电路设备端口；所述轨道电路设备端口用于连接轨道电路室内设备或者轨道电路室外设备，所述非轨道电路端口用于连接非轨道电路室内设备或者非轨道电路室外设备；所述轨道电路信号电缆端口用于连接轨道电路信号电缆；所述隔离器与调制解调单元电连接。本发明安装在室外时，用于将非轨道电路信号调制为适合于轨道电路信号电缆传输的非轨道电路载频信号，并加载到轨道电路信号电缆上与轨道电路信号同缆传输；本发明安装在室内时用于将轨道电路信号电缆上传输的信号分离为轨道电路信号和非轨道电路载频信号，并还原非轨道电路载频信号为非轨道电路信号。本发明应用在室外时，所述调制解调单元用于将非轨道电路信号调制为非轨道电路载频信号；本发明应用在室内时，所述调制解调单元用于将非轨道电路载频信号还原为非轨道电路信号。

本发明的进一步技术方案是：所述隔离器中包括移频电路和高频隔离电路；所述移频电路一端与轨道电路信号电缆端口连接，另一端与调制解调单元连接，用于通过非轨道电路载频信号，并阻止轨道电路信号进入非轨道电路设备端口；所述的隔离器中还包括高频隔离电路，一端与轨道电路信号电缆端口连接，另一端与轨道电路信号设备端口连接，用于通过轨道电路信号，并阻止非轨道电路载频信号进入轨道电路设备端口。本发明应用到室外时，调制解调模块连接非轨道电路室外设备，非轨道电路室外设备产生的非轨道电路信号，由调制解调模块的调制成非轨道电路载频信号，该载频信号频率与移频电路的频率相对应，并且区别于轨道电路信号频率，所述的移频电路能够使非轨道电路载频信号通过，加载到与其相连接的轨道电路信号电缆上传输，但是，由于轨道电路信号频率与移频电路的频率不相对应，因而不能通过移频电路到达调制解调单元。本发明应用到室内时，所述移频电路的频率与非轨道电路信号载频频率相对应，可以使轨道电路信号电缆上的非轨道电路载频信号通过，并传输到调制解调单元，即将非轨道电路载频信号从轨道电路信号电缆上分离出来，传输给调制解调单元，由调制解调单元还原为非轨道电路信号；轨道电路信号频率与移频电路频率不相对应，移频电路可以阻止轨道电路信号到达调制解调单元。所述高频隔离电路的频率与轨道电路信号频率相对应，但区别于非轨道电路信号载频频率，高频隔离电路能够有效的通过轨道电路信号，同时能阻止非轨道电路载频信号进入轨道电路室内设备或室外设备。如前所述，本发明可以将室外的轨道电路信号和非轨道电路信号合成在一起通过轨道电路信号电缆传输到室内，本发明可以在室内将轨道电路信号电缆上的轨道电路信号和非轨道电路载频信号分离出来，分别传输给轨道电路室内设备和非轨道电路室内设备处理，实现轨道电路信号与非轨道电路信号使用轨道电路信号电缆同缆传输，与两种设备各自铺设专业信号电缆相比，节约原材料，降低成本，减少工程施工，以及减少后期维护工作量，具有非常高的使用价值。轨道电路信号频率为1700~2600Hz，移频电路的频率设置为20KHz~100KHz。

本发明进一步技术方案为：还包括电源电路，一端连接轨道电路信号电缆端口，另一端连接调制解调单元，本发明应用在室内时，所述电源电路用于将直流电源加载到轨道电路信号电缆端口，本发明应用在室外时，所述电源电路从轨道电路信号电缆端口上分离出直流电源，并传输到非轨道电路设备端口，给非轨道电路室外设备使用。电源电路也可以设置在调制解调单元中。非轨道电路室外设备所用电源，也由本发明通过轨道电路信号电缆传输。本发明应用到室内时，直流电源通过本发明设置的电源电路加载到轨道电路信号电缆上，通过轨道电路信号电缆传输到室外，本发明应用到室外时，本发明的电源电路将直流电源从轨道电路信号电缆上分离出来，给非轨道电路室外设备使用，即非轨道电路室外设备所用电源也通过轨道电路信号电缆同缆传输。

所述的隔离器中还包括隔直单元，串联设置于轨道电路信号电缆端口与轨道电路设备端口之间，用于隔离直流电源进入轨道电路设备端口；本发明应用在室内时，所述隔直单元隔离直流电源进入轨道电路室内设备，本发明应用在室外时，所述隔直单元隔离直流电源进入轨道电路室外设备。设置隔直单元主要用于隔离直流电源从轨道电路信号电缆进入轨道电路室内设备和室外设备，同时，隔直单元不影响轨道电路信号的在轨道电路室内设备和室外设备之间的传输。如图2所示，所述的隔直单元为串联设置于轨道电路信号电缆端口与轨道电路设备端口之间的隔直电容。隔直电容C的容量选择为50uF。

本发明进一步技术方案为：在所述的隔离器或调制解调单元中设置直流电源模块，连接到所述的电源电路；本发明应用在室内时，通过轨道电路信号电缆传输到室外用于为非轨道电路室外设备提供直流电源；本发明设置在室外时，设置电源模块给予除去。电源模块可以设置在隔离器或者调制解调单元中，也可以由其它专用直流电源提供，只要能提供直流电源，并通过前述电源电路传输即可。

如图2所述的电源电路由第三电感L3和第二电容C2构成，第三电感L3与第二电容C2的一端并联后形成公共端连接轨道电路信号电缆，第三电感L3的另一端连接调制解调单元中的直流电源模块，第二电容C2的另一端连接调制解调单元的调制解调电路。第二电容C2=10uF，第三电感L3=20mH。第三电感L3用于通过直流电源并阻止非轨道电路载频信号通过，第二电容C2用于通过非轨道电路载频信号并阻止直流电源通过。

如图2所示，所述的移频电路由第一电容C1与第一电感L1并联后一端连接轨道电路信号电缆，另一端与第二电感L2串联，第二电感L2的另一端连接解调单元的调制解调电路和直流电源模块。第一电容C1与第一电感L1组成并联谐振电路，其频率选择与非轨道电路载频频率相对应，用于通过非轨道电路载频信号，其中第一电感L1=100mH，第一电容C1=63.3nF，第二电感L2用于阻止轨道电路信号通过，其中第二电感L2=292uH。

如图2所述，所述的高频隔离电路由谐振电路串联设置在轨道电路设备端口与移频电路和电源电路连接在轨道电路信号电缆端口的节点之间，并位于轨道电路设备端口侧，包括两个谐振电路，其中一个谐振电路由第四电感L4和第四电容C4并联构成谐振电路，用于阻止非轨道电路载频信号通过并允许轨道电路信号通过（1700和2000HZ信号），第四电感L4=0.5mH，C5=32nF；另一个谐振电路由第五电感L5与第五电容C5并联构成谐振电路，阻止非轨道电路载频信号通过并允许轨道电路信号通过（2300和2600HZ），第五电感L5=0.5mH，第五电容C5=32nF；两个谐振电路分别用于通过不同频率（1700,2000,2300,2600HZ）的轨道电路信号，并阻止非轨道电路载频信号(20k-100kHz)。如图2示，本发明应用到室内时，解调单元包括直流电源模块和调制解调电路，直流电源模块用于产生直流电源并连接电源电路的电感L3，通过轨道电路信号电缆给非轨道电路外设备提供电源，调制解调电路还原非轨道电路载频信号为非轨道电路信号，提供给非轨道电路室内设备处理。

本发明所述的轨道电路信号电缆为SPT数字信号电缆，当然，也可以选择任何适合轨道电路信号传输的电缆。

如图3所示，一种铁路信号系统设备，包括轨道电路室外设备、轨道电路室内设备、非轨道电路室外设备、非轨道电路室内设备和轨道电路信号电缆， 还包括前述任一轨道电路信号电缆同缆传输非轨道电路信号的装置；所述非轨道电路室外设备由所述的轨道电路信号电缆实现与非轨道电路室内设备信号链接。所述轨道电路室外设备也由轨道电路信号电缆实现与轨道电路室内设备信号链接。

Claims (6)

1.一种轨道电路信号电缆同缆传输非轨道电路信号的装置，其特征在于：包括隔离器和调制解调单元；

所述装置用于将非轨道电路信号调制为适合于轨道电路信号电缆传输的非轨道电路载频信号，并加载到轨道电路信号电缆上与轨道电路信号同缆传输；

或者，所述装置用于将轨道电路信号电缆上传输的信号分离为轨道电路信号和非轨道电路载频信号，并还原非轨道电路载频信号为非轨道电路信号；

所述隔离器设置有轨道电路设备端口和轨道电路信号电缆端口；所述解调单元设置有非轨道电路设备端口；隔离器与调制解调单元电连接；

所述隔离器中包括移频电路，一端与轨道电路信号电缆端口连接，另一端与调制解调单元连接；

所述的隔离器中还包括高频隔离电路，一端与轨道电路信号电缆端口连接，另一端与轨道电路设备端口连接；

还包括电源电路，一端连接轨道电路信号电缆端口，另一端连接调制解调单元；

所述的隔离器中还包括隔直单元，串联设置于轨道电路信号电缆端口与轨道电路设备端口之间；

所述的移频电路包括第一电容（C1）、第一电感（L1）和第二电感（L2）；第一电容(C1)与第一电感(L1)并联后一端接轨道电路信号电缆端口，另一端与第二电感（L2）串联，所述的第二电感（L2）另一端接调制解调单元；

所述的高频隔离电路包括第四电感（L4）、第四电容（C4）、第五电感（L5）和第五电容（C5）；第四电感（L4）与第四电容（C4）并联后串联在所述的轨道电路信号电缆端口与轨道电路设备端口之间，第五电感（L5）与第五电容（C5）并联后串联在所述轨道电路信号线缆端口与轨道电路设备端口之间。

2.根据权利要求1所述轨道电路信号电缆同缆传输非轨道电路信号的装置，其特征在于：

在所述的隔离器或调制解调单元中设置直流电源模块，连接到所述的电源电路。

3.根据权利要求1所述轨道电路信号电缆同缆传输非轨道电路信号的装置，其特征在于：

所述的隔直单元为串联设置于轨道电路信号电缆端口与轨道电路设备端口之间的隔直电容（C）。

4.根据权利要求1所述轨道电路信号电缆同缆传输非轨道电路信号的装置，其特征在于：所述的移频电路频率设置为20KHz至100KHz。

5.根据权利要求1所述轨道电路信号电缆同缆传输非轨道电路信号的装置，其特征在于：

所述的电源电路包括第二电容（C2）和第三电感（L3）；第三电感（L3）的一端与第二电容（C2）的一端并接构成公共端连接轨道电路信号电缆端口，第三电感（L3）的另一端用于连接直流电源，第二电容（C2）的另一端连接调制解调单元中的调制解调电路。

6.一种铁路信号系统设备，包括轨道电路室外设备、轨道电路室内设备、非轨道电路室外设备、非轨道电路室内设备和轨道电路信号电缆，其特征在于：

还包括权利要求1-5任一轨道电路信号电缆同缆传输非轨道电路信号的装置；

所述的非轨道电路室外设备由所述轨道电路信号电缆实现与非轨道电路室内设备信号链接。