CN109613453A - 铁路信号机故障监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种铁路信号机故障监测系统，涉及铁路信号技术领域，该系统包括智能点灯单元和机械室终端；智能点灯单元的一端与铁路信号机的双丝灯泡连接，智能点灯单元的另一端通过铁路信号机的供电电缆线与机械室终端连接；智能点灯单元包括灯丝转换继电器、信号变压器、负载切换继电器和阻性负载；机械室终端通过监测供电电缆线上的电流变化确定铁路信号机是否发生故障并进行报警。与现有技术相比，铁路现场无需铺设专用告警线，使用现有的供电电缆线即可实现铁路信号机的故障定位报警功能，降低了施工复杂度，节约了成本，提高了故障定位精度。

Description

铁路信号机故障监测系统

技术领域

本发明涉及铁路信号技术领域，尤其是涉及一种铁路信号机故障监测系统。

背景技术

铁路信号机是指铁路上利用不同颜色和数量的灯光或不同颜色和形状的臂板位置显示指挥行、调车命令的固定信号机，是铁路信号系统的重要组成部分之一。

目前铁路现场的室外色灯信号机构(铁路信号机)光源以双丝白炽灯泡为主，其实际使用寿命仅为2000～3000小时。当灯泡主丝断丝，切换为副丝工作时，其使用寿命仅有500小时，此时信号工(工作人员)必须尽快获知情况，并前往相应铁路信号机灯位处更换灯泡。因此，及时准确地得到信号机断丝报警信息是十分重要的，并且报警信息必须能够反映具体灯位。

现有的铁路信号机点灯单元采用的方案是：与对应灯位的供电电缆平行铺设两根告警线，当信号机故障时，点灯单元控制报警线发生电平变化，或进行发码，从而在机械室的接收端获知故障位置信息。但实际施工时，为节约复杂度和成本，往往将多个灯位共用一组告警线，一旦告警损坏，将使多个灯位的报警功能失效，直接危及行车安全。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种铁路信号机故障监测系统，以降低施工复杂度，节约成本，提高故障定位精度。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种铁路信号机故障监测系统，包括智能点灯单元和机械室终端；所述智能点灯单元的一端与铁路信号机的双丝灯泡连接，所述智能点灯单元的另一端通过所述铁路信号机的供电电缆线与所述机械室终端连接；

所述智能点灯单元包括灯丝转换继电器、信号变压器、负载切换继电器和阻性负载；所述灯丝转换继电器的两个接点分别与所述双丝灯泡的主丝和副丝连接，所述灯丝转换继电器的公共端与所述信号变压器的一端连接，所述信号变压器的另一端与所述负载切换继电器的公共端连接，所述负载切换继电器的两个接点分别通过所述阻性负载和导线与所述供电电缆线连接；

所述机械室终端通过监测所述供电电缆线上的电流变化确定所述铁路信号机是否发生故障并进行报警。

进一步地，所述灯丝转换继电器的常闭端与所述主丝连接，所述灯丝转换继电器的常开端与所述副丝连接；所述负载切换继电器的常闭端通过所述阻性负载与所述供电电缆线连接，所述负载切换继电器的常开端通过导线与所述供电电缆线连接。

进一步地，所述机械室终端包括点灯电流检测模块、主控制器和报警模块；所述点灯电流检测模块和所述报警模块分别与所述主控制器连接；

所述点灯电流检测模块用于测量所述供电电缆线上的电流值，并将所述电流值发送至所述主控制器；所述主控制器用于根据所述电流值判断所述铁路信号机是否发生故障，以及当确定所述铁路信号机发生故障时控制所述报警模块进行报警。

进一步地，所述点灯电流检测模块包括电流传感器。

进一步地，所述电流传感器包括以下中的任一种：电流互感器、霍尔电流传感器、罗氏线圈、光纤电流传感器。

进一步地，所述主控制器包括微控制单元MCU。

进一步地，所述报警模块包括显示单元；所述主控制器具体用于控制所述显示单元显示所述电流值和报警信息。

进一步地，所述主控制器还与预先绑定的移动终端无线连接，所述主控制器还用于向所述移动终端发送所述电流值和报警信息。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例中，铁路信号机故障监测系统包括智能点灯单元和机械室终端；智能点灯单元的一端与铁路信号机的双丝灯泡连接，智能点灯单元的另一端通过铁路信号机的供电电缆线与机械室终端连接；智能点灯单元包括灯丝转换继电器、信号变压器、负载切换继电器和阻性负载；灯丝转换继电器的两个接点分别与双丝灯泡的主丝和副丝连接，灯丝转换继电器的公共端与信号变压器的一端连接，信号变压器的另一端与负载切换继电器的公共端连接，负载切换继电器的两个接点分别通过阻性负载和导线与供电电缆线连接；机械室终端通过监测供电电缆线上的电流变化确定铁路信号机是否发生故障并进行报警。由于机械室终端与铁路信号机灯位是逐一对应的，因此该铁路信号机故障监测系统能够准确反映出是哪个灯位的故障，与现有技术相比，铁路现场无需铺设专用告警线，使用现有的供电电缆线即可实现铁路信号机的故障定位报警功能。因此，本发明实施例提供的铁路信号机故障监测系统降低了施工复杂度，节约了成本，提高了故障定位精度。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种铁路信号机故障监测系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种机械室终端的结构示意图。

图标：

100-智能点灯单元；101-灯丝转换继电器；102-信号变压器；103-负载切换继电器；104-阻性负载；200-机械室终端；201-点灯电流检测模块；202-主控制器；203-报警模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

目前通过铺设两根告警线来进行故障监测，且多个灯位共用一组告警线，存在施工复杂度高、成本高、故障定位精度低的问题。基于此，本发明实施例提供的一种铁路信号机故障监测系统，可以利用供电电缆可靠及时地传输故障报警信息，避免铁路现场铺设专用的信号机告警线路(告警线)，降低施工复杂度，节约成本，提高故障定位精度。

为便于对本实施例进行理解，下面对本发明实施例所公开的一种铁路信号机故障监测系统进行详细介绍。

图1为本发明实施例提供的一种铁路信号机故障监测系统的结构示意图，如图1所示，该铁路信号机故障监测系统包括智能点灯单元100和机械室终端200；智能点灯单元100安装在对应灯位处，智能点灯单元100的一端与铁路信号机的双丝灯泡连接，智能点灯单元100的另一端通过铁路信号机的供电电缆线与机械室终端200连接。智能点灯单元100包括灯丝转换继电器101、信号变压器102、负载切换继电器103和阻性负载104；灯丝转换继电器101的两个接点分别与双丝灯泡的主丝和副丝连接，灯丝转换继电器101的公共端与信号变压器102的一端连接，信号变压器102的另一端与负载切换继电器103的公共端连接，负载切换继电器103的两个接点分别通过阻性负载104和导线与供电电缆线连接；机械室终端200通过监测供电电缆线上的电流变化确定铁路信号机是否发生故障并进行报警。

当主丝正常工作时，智能点灯单元100内的阻性负载104工作，使对应灯位的工作电流略高；当主丝断丝时，智能点灯单元100立即切换至副丝工作，并控制负载切换继电器103断开阻性负载104，使对应灯位的工作电流下降。机械室终端200感应到工作电流下降后进行报警。

在一种可能的实现方式中，信号变压器102可以将220V交流电转换为12V(仅为示例，下同)交流电，并送入灯丝转换继电器101。当双丝灯泡的主丝正常工作时，智能点灯单元100内的负载切换继电器103与阻性负载104相连，此时灯位的工作电流较高，在机械室终端200检测到的电流约为160mA(220V)。当双丝灯泡的主丝断丝时，智能点灯单元100内的灯丝转换继电器101立刻动作，将电源切换至副丝，同时负载切换继电器103动作，与阻性负载104断开，与供电电缆线的端口直接相连，此时灯位少了阻性负载104的功率消耗，电流减小，在机械室终端200检测到的电流约为110mA(220V)。机械室终端200感应到了电流的明显变化，即获知该灯位发生故障。由于机械室终端200与铁路信号机灯位是逐一对应的，因此能够准确反映出是哪个灯位的故障。

本发明实施例提供的铁路信号机故障监测系统可以实现铁路信号机的点灯、灯丝转换、断丝报警、故障定位等功能。该铁路信号机故障监测系统利用铁路信号机的供电电缆线同时实现了供电和定位报警，无需以往铁路现场铺设的信号机告警线，显著节省了铁路线的建设施工成本，提高了建设施工效率，也兼容各种已开通的铁路信号机线路电气结构，适合铁路现场推广使用。

可选地，灯丝转换继电器101的常闭端与主丝连接，灯丝转换继电器101的常开端与副丝连接；负载切换继电器103的常闭端通过阻性负载104与供电电缆线连接，负载切换继电器103的常开端通过导线与供电电缆线连接。灯丝转换继电器101和负载切换继电器103互锁。

图2为本发明实施例提供的一种机械室终端的结构示意图，如图2所示，机械室终端200包括点灯电流检测模块201、主控制器202和报警模块203；点灯电流检测模块201和报警模块203分别与主控制器202连接。点灯电流检测模块201用于测量供电电缆线上的电流值，并将该电流值发送至主控制器202；主控制器202用于根据该电流值判断铁路信号机是否发生故障，以及当确定铁路信号机发生故障时控制报警模块203进行报警。

可选地，点灯电流检测模块201包括电流传感器。电流传感器包括以下中的任一种：电流互感器、霍尔电流传感器、罗氏线圈、光纤电流传感器。

可选地，主控制器202包括MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)。报警模块203包括显示单元；MCU用于控制显示单元显示上述电流值和报警信息。机械室终端200的点灯电流检测模块201感应到工作电流下降后，MCU控制显示告警信息，并可以通过通讯接口对外(如微机联锁系统)传送指令。

进一步地，MCU还与预先绑定的移动终端无线连接，MCU还用于向移动终端发送电流值和报警信息。点灯电流检测模块201实时测量对应灯位的工作电流，并将信号送入MCU，MCU控制显示单元指示电流和报警信息，并向移动终端发送铁路信号机工作状态(如铁路信号机对应的电流值)和报警信息。这样手持移动终端的工作人员可以及时地获知故障情况。

在一种可能的实现方式中，报警模块203还包括声光报警器。在双丝灯泡正常工作时，机械室终端200通过显示单元实时显示双丝灯泡的当前工作电流，并向外(如移动终端)传输数据，当发生主丝断丝故障时，机械室终端200将通过声光报警器发出声光报警，同时向外传输报警详情数据。

本发明实施例提供的铁路信号机故障监测系统具有以下有益效果：避免了铁路现场铺设专用的信号机告警线路，利用供电电缆线可靠及时地传输故障报警信息，并且与既有铁路电气系统充分兼容，无论用于新建铁路还是改造现有铁路，都能够发挥应有作用。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种铁路信号机故障监测系统，其特征在于，包括智能点灯单元和机械室终端；所述智能点灯单元的一端与铁路信号机的双丝灯泡连接，所述智能点灯单元的另一端通过所述铁路信号机的供电电缆线与所述机械室终端连接；

所述智能点灯单元包括灯丝转换继电器、信号变压器、负载切换继电器和阻性负载；所述灯丝转换继电器的两个接点分别与所述双丝灯泡的主丝和副丝连接，所述灯丝转换继电器的公共端与所述信号变压器的一端连接，所述信号变压器的另一端与所述负载切换继电器的公共端连接，所述负载切换继电器的两个接点分别通过所述阻性负载和导线与所述供电电缆线连接；

所述机械室终端通过监测所述供电电缆线上的电流变化确定所述铁路信号机是否发生故障并进行报警。

2.根据权利要求1所述的铁路信号机故障监测系统，其特征在于，所述灯丝转换继电器的常闭端与所述主丝连接，所述灯丝转换继电器的常开端与所述副丝连接；所述负载切换继电器的常闭端通过所述阻性负载与所述供电电缆线连接，所述负载切换继电器的常开端通过导线与所述供电电缆线连接。

3.根据权利要求1所述的铁路信号机故障监测系统，其特征在于，所述机械室终端包括点灯电流检测模块、主控制器和报警模块；所述点灯电流检测模块和所述报警模块分别与所述主控制器连接；

所述点灯电流检测模块用于测量所述供电电缆线上的电流值，并将所述电流值发送至所述主控制器；所述主控制器用于根据所述电流值判断所述铁路信号机是否发生故障，以及当确定所述铁路信号机发生故障时控制所述报警模块进行报警。

4.根据权利要求3所述的铁路信号机故障监测系统，其特征在于，所述点灯电流检测模块包括电流传感器。

5.根据权利要求4所述的铁路信号机故障监测系统，其特征在于，所述电流传感器包括以下中的任一种：电流互感器、霍尔电流传感器、罗氏线圈、光纤电流传感器。

6.根据权利要求3所述的铁路信号机故障监测系统，其特征在于，所述主控制器包括微控制单元MCU。

7.根据权利要求3所述的铁路信号机故障监测系统，其特征在于，所述报警模块包括显示单元；所述主控制器具体用于控制所述显示单元显示所述电流值和报警信息。

8.根据权利要求3所述的铁路信号机故障监测系统，其特征在于，所述主控制器还与预先绑定的移动终端无线连接，所述主控制器还用于向所述移动终端发送所述电流值和报警信息。