CN109625038A - 一种轨道电路状态鉴别系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轨道电路状态鉴别系统及方法，所述系统包括多个微控制单元，用于对局部电源和至少一个轨道电源进行信息采集和处理，所述微控制单元包括：采样滤波模块，连接于至少一个所述轨道电源；标定模块，连接于所述采样滤波模块；相位偏移获取模块，连接于所述标定模块；以及状态鉴别模块，连接于所述相位偏移获取模块。利用本发明，可以提高轨道电路电子接收器鉴别轨道电路状态的准确性、安全性和可靠性。

Description

一种轨道电路状态鉴别系统和方法

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，特别是一种轨道电路状态鉴别系统和方法。

背景技术

数字化、信息化是铁路信号控制系统发展的一个重要方向。数字信号处理技术随着计算机和信息科学的发展应运而生，并得到迅速发展。近年来，数字信号处理已经在通信、自动化等领域得到了极为广泛的应用。随着电子技术的发展，25Hz相敏轨道电路接收端也逐步采用电子化代替以前二元二位继电器机械式动作，彻底解决了原继电器接点卡阻、抗电气化干扰能力不强、返还系数低等问题，与原继电器的接收阻抗、接收灵敏度相同，提高了安全性和可靠性。

目前国内除了采用机械式的二元二位继电器检查轨道占用情况，还有基于51单片机、DSP数据处理器开发的相敏接收器。二元二位继电器是纯机械式动作，存在接点卡阻、抗电气化干扰能力弱，返还系数低等问题，而基于51单片机开发的相敏接收器，由于数据处理能力低，处理方式只能采用查表方式，处理数据简单，误差范围大。且因上述接收器均存在工作参数硬置化通病，无法在工程现场进行自身工作状态的有机调整，现场使用的配套、适应能力弱，工程实施繁琐、劳动强度大等问题。。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种轨道电路状态鉴别系统和方法，用于解决现有技术中轨道电路状态鉴别系统准确性、安全性和可靠性不理想，以及与现场工况适配能力差、不方便维护和性价比低的技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种轨道电路状态鉴别系统，所述轨道电路状态鉴别系统包括：

多个微控制单元，用于对局部电源和至少一个轨道电源进行信息采集和处理，所述微控制单元包括：

采样滤波模块，连接于至少一个所述轨道电源，用于对所述轨道电源进行采样滤波以获取所述轨道电源的采样电源平均值；

标定模块，连接于所述采样滤波模块，用于对所述采样滤波模块获取的所述采样电源平均值进行标定以获得所述轨道电源输入有效值；

相位偏移获取模块，连接于所述标定模块，所述相位偏移获取模块根据所述标定模块标定出的所述轨道电源输入有效值通过查表法获取所述轨道电源的相位偏移值，以根据所述轨道电源的相位偏移值确定轨道电源滞后局部电源实际相位差值；以及

状态鉴别模块，连接于所述相位偏移获取模块，所述状态鉴别模块用于多个所述微控制单元采集的电源参数中相同参数之间一致性判定，以根据所述判定结果鉴定轨道状态。

可选地，所述轨道电路状态鉴别系统还包括生产标定模块，用于对所述微控制单元的工作参数进行校准标定和查询验证。

可选地，所述轨道电路状态鉴别系统还包括工程安装调试模块，用于对所述微控制单元的工作参数进行设置和查询。

可选地，所述轨道电路状态鉴别系统还包括相位差测量模块，所述相位差测量模块与所述相位偏移获取模块的输入端相连，所述相位差测量模块用于测量所述轨道电源滞后所述局部电源相位差值，并将测量的所述轨道电源滞后所述局部电源相位差值传输到所述相位偏移获取模块，以用于确定所述轨道电路状态鉴别系统的输入端处的所述轨道电源滞后局部电源实际相位差值。

可选地，所述轨道电路状态鉴别系统还包括频率检测模块，所述频率检测模块与所述状态鉴别模块的输入端相连，所述频率检测模块用于采集所述轨道电源频率，并将采集到的所述轨道电源频率传输到所述状态鉴别模块。

可选地，所述轨道电路状态鉴别系统还包括同步模块，所述同步模块连接于所述相位偏移获取模块与所述状态鉴别模块之间，用于实现两个所述微控制单元之间的同步。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种轨道电路状态鉴别方法，所述方法包括以下步骤：

将至少一个轨道电源分别输入到多个微控制单元中；

每个所述微控制单元分别对所述轨道电源进行电源参数采集；

每个所述微控制单元将采集到的所述电源参数与另一个所述微控制单元采集到的所述电源参数进行一致性判定，根据一致性判定结果来鉴别所述轨道电源所对应轨道的轨道状态；

其中，所述电源参数包括轨道电源输入有效值，轨道电源频率，以及轨道电源滞后局部电源实际相位差值。

可选地，所述每个所述微控制单元分别对所述轨道电源进行电源参数采集的步骤与所述每个所述微控制单元将采集到的所述电源参数与另一个所述微控制单元采集到的所述电源参数进行一致性判定的步骤之间还包括，实现各所述微控制单元之间同步的步骤。

可选地，采集所述轨道电源输入有效值的步骤包括：

所述微控制单元通过周期间电压比较的方法对所述轨道电源进行滤波处理，以获得所述轨道电源的采样电源平均值；

所述微控制单元根据如下传递函数

Y＝A+B*X+C*X^2+D*X^3+……，

对所述采样电源平均值进行标定以获得所述轨道电源的轨道电源输入有效值，其中，Y是轨道电源输入有效值，X是采样电源平均值，A、B、C及D分别是所述传递函数中各项的系数。

可选地，采集所述轨道电源滞后局部电源实际相位差值的步骤包括：

所述微控制单元通过查表法获取所述轨道电源输入有效值对应的轨道电源相位偏移值P_轨；

根据以下公式

P_h＝P_测-P_轨+P_局，

计算出所述轨道电源滞后局部电源实际相位差值P_h，其中，P_测是所述微控制单元检测到的轨道电源滞后局部电源相位差值；P_轨是轨道电源相位偏移值；P_局是局部电源相位偏移值，为一个加权平均的固定值。

本发明的轨道电路状态鉴别系统可模拟实现二元二位继电器功能来鉴别轨道状态，通过引入滤波模块，标定模块和相位偏移获取模块可提高获取的轨道电源有效值以及轨道电源滞后局部电源实际相位差值的精度，提高轨道电路鉴别系统的准确性；

另外，同步模块和状态鉴别模块不仅对不同微控制单元采集的轨道电源和局部电源的电源参数进行一致性鉴定，以此来判定轨道的状态，而且还可实现对电子接收器设备状态的监测，提高了轨道电路鉴别系统的可靠性和安全性；

又，生产标定子模块，可对标定模块和相位偏移获取模块进行校准，保证了轨道信号电压和频率及轨道电源滞后局部电源相位差值的采集和计算的准确性，降低25Hz相敏轨道电路对电子元器件一致性要求；

又，工程安装调试子模块可对接收器各参数进行设置，方便现场维修人员的使用，提高产品配套的性价比。

附图说明

图1显示为本发明的轨道电路状态鉴别系统的框图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1所示，本发明提供一种可应用于轨道电路电子接收器(例如相敏轨道电路电子接收器)中的轨道电路状态鉴别系统，所述轨道电路状态鉴别系统可提高轨道状态鉴别的准确性、安全性和可靠性。所述轨道电路状态鉴别系统包括，多个微控制单元，所述微控制单元包括采样滤波模块，标定模块，相位偏移获取模块，以及状态鉴别模块。其中，所述采样滤波模块，连接于至少一个所述轨道电源，用于对所述轨道电源进行采样滤波以获取所述轨道电源的采样电源平均值；所述标定模块，连接于所述采样滤波模块，用于对所述采样滤波模块获取的所述采样电源平均值进行标定以获得所述轨道电源输入有效值；所述相位偏移获取模块，连接于所述标定模块，所述相位偏移获取模块根据所述标定模块标定出的所述轨道电源输入有效值通过查表法获取所述轨道电源的相位偏移值，以根据所述轨道电源的相位偏移值确定轨道电源滞后局部电源实际相位差值；以及所述状态鉴别模块，连接于所述相位偏移获取模块，所述状态鉴别模块用于多个所述微控制单元采集的电源参数中相同参数之间一致性判定，以根据所述判定结果鉴定轨道状态。

具体地，所述轨道电路状态鉴别系统还包括相位差测量模块，所述相位差测量模块与所述相位偏移获取模块相连，所述相位差测量模块用于测量所述轨道电源滞后所述局部电源的相位差值，并将测量的所述轨道电源滞后所述局部电源的相位差值传输到所述相位偏移获取模块，以用于确定所述轨道电路状态鉴别系统的输入端处的所述轨道电源滞后局部电源实际相位差值。

具体地，所述轨道电路状态鉴别系统还包括频率检测模块，所述频率检测模块与所述状态鉴别模块的输入端相连，所述频率检测模块用于采集所述轨道电源频率，并将采集到的所述轨道电源频率传输到所述状态鉴别模块。

具体地，所述轨道电路状态鉴别系统还包括同步模块，所述同步模块连接于所述相位偏移获取模块与所述状态鉴别模块之间，用于实现多个所述微控制单元之间的同步。

所述轨道电路状态鉴别系统还可包括生产标定模块，作为独立于轨道电路电子接收器的模块单元，与轨道电路电子接收器的通讯端口相连，用于对所述微控制单元的工作参数进行校准标定和查询验证。例如出厂时对标定模块和相位偏移获取模块的工作参数进行校准标定和查询验证。

所述轨道电路状态鉴别系统还可包括工程安装调试模块，作为独立于轨道电路电子接收器的模块单元，与轨道电路电子接收器的通讯端口相连，用于对所述微控制单元的工作参数进行校准标定和查询验证。例如在工况现场对标定模块和相位偏移获取模块的工作参数进行校准标定和查询验证。

需要说明的是，所述生产标定模块和所述工程安装调试模块可根据需要进行选择配置；本发明的这种轨道电路状态鉴别系统可同时用来鉴别多个轨道的轨道状态，也就是说，本发明的轨道电路状态鉴别系统可同时并行处理多个独立输入的不同轨道的轨道电源信号，并根据处理的结果鉴别不同轨道的轨道状态。

如图1所示，在一实施例中，所述轨道电路状态鉴别系统包括微控制单元1和微控制单元2，所述微控制单元1包括滤波模块11，标定模块12、相位偏移获取模块13和状态鉴别模块15；所述微控制单元2包括滤波模块21，标定模块22、相位偏移获取模块23和状态鉴别模块25。

所述采样滤波模块11用于将输入在所述微控制单元1中，所述采样滤波模块11连接于至少一个所述轨道电源，用于对所述轨道电源进行采样滤波以获取所述轨道电源的采样电源平均值；所述标定模块12连接于所述采样滤波模块，用于对所述采样滤波模块11获取的所述采样电源平均值进行标定以获得所述轨道电源输入有效值；所述相位偏移获取模块13连接于所述标定模块12，所述相位偏移获取模块13根据所述标定模块12标定出的所述轨道电源输入有效值通过查表法获取所述轨道电源的相位偏移值，以根据所述轨道电源的相位偏移值确定轨道电源滞后局部电源实际相位差值；所述状态鉴别模块15，连接于所述相位偏移获取模块13，所述状态鉴别模块15用于微控制单元1和微控制单元2采集的电源参数中相同参数之间一致性判定，以根据所述判定结果鉴定轨道状态。

所述采样滤波模块21用于将输入在所述微控制单元2中，所述采样滤波模块21连接于至少一个所述轨道电源，用于对所述轨道电源进行采样滤波以获取所述轨道电源的采样电源平均值；所述标定模块22连接于所述采样滤波模块，用于对所述采样滤波模块21获取的所述采样电源平均值进行标定以获得所述轨道电源输入有效值；所述相位偏移获取模块23连接于所述标定模块22，所述相位偏移获取模块23根据所述标定模块22标定出的所述轨道电源输入有效值通过查表法获取所述轨道电源的相位偏移值，以根据所述轨道电源的相位偏移值确定轨道电源滞后局部电源实际相位差值；所述状态鉴别模块25，连接于所述相位偏移获取模块23，所述状态鉴别模块25用于微控制单元2和微控制单元1采集的电源参数中相同参数之间一致性判定，以根据所述判定结果鉴定轨道状态。

具体地，下面将详细对个模块进行说明。

为了有效消除轨道电源信号易受工频、电码化等干扰信号影响，所述采样滤波模块11通过周期间电压比较的方法对所述轨道电源进行滤波处理，以获得所述轨道电源的采样电源平均值。作为示例，以对25Hz轨道电源信号(周期40ms)进行滤波来说明微控制单元1中的采样滤波模块11的滤波方式。相敏轨道电路电子接收器对轨道电源采样频率1KHz，每采样40次为一个周期，所述采样滤波子模块11计算每个周期40次采样平均值，并比较连续三个周期的采样平均值(分别为采样平均值V1，采样平均值V2,采样平均值V3)，第三周期的采样平均值V3同第二周期采样平均值V2比较，如果在设置的误差范围内认为该第三周期的采样平均值V3有效；若无效则与第一周期采样平均值V1比较，若在设置的误差范围内则该第三周期的采样平均值V3有效；若两次比较无效，则取三个周期的采样平均值的平均值,也即(V1+V2+V3)/3为第三周期的采样电压平均值；以此类推，每个周期的采样平均值与前两周期的采样平均值比较，滤除干扰信号，从而获得所述轨道电源的采样电源平均值，保证采样精度。

在实施例中，采样滤波模块21与采样滤波模块11的滤波方式相同，所述微控制单元2中的采样滤波模块21也可采用采样滤波模块11相同周期间电压比较方式滤波，以获得所述轨道电源的采样电源平均值，在此不做赘述。

所述标定模块12例如可根据如下传递函数

Y＝A+B*X+C*X^2+D*X^3+……(1)

对所述采样滤波模块11传输的采样电源平均值进行标定以获得所述轨道电源的轨道电源输入有效值，其中，Y是轨道电源输入有效值，X是采样电源平均值，A、B、C、D、……分别是所述传递函数中各项的系数。

需要说明的是，我们知道，任何一个输入/输出系统，要根据其输入的参数，得出相应的输出结果，就必须有一个确定的特性曲线函数，在本发明中，对表达式(1)所示的传递函数的拟合、确认过程，便是对所述相敏轨道电路电子接收器中采样电源平均值-轨道电源输入有效值的标定。

为了提高25hz相敏轨道电路状态鉴别的准确性，标定算法必须采用多点描述、拟和的方法，来完成表达式(1)中的各项系数的确立，建立一条传递函数的描述曲线。在本发明中，例如可采用了最小二乘拟合法，确定各模拟量通道对应不同增益选择的拟合曲线的多项式系数，即拟和曲线(1)中的A、B、C、D、……。

需要说明的是，在此之所以将拟合曲线考虑为高次多项式，而非一次线性方程，主要是为了提高拟合的准确度、精度，但同时带来的负面影响是增加了标定的工作量。因此，一般情况下，传递函数的拟合最高阶数为三阶，通常以描绘的函数精度达到设计要求为准，这可通过多个测点的描绘来实现。

需要说明的是，具体的标定过程请参见下文中有关生产标定模块的相关说明。

在实施例中，标定模块22与标定模块12的标定原理相同，标定模块22也可采用传递函数(1)对所述采样滤波模块21传输的采样电源平均值进行标定以获得所述轨道电源的轨道电源输入有效值，在此不做赘述。

轨道电路电子接收器硬件调理电路因其自身惯性，对轨道电源有相位延迟作用，不同的轨道电源输入有效值对应有不同相位偏移值，这在采集轨道电源滞后局部电源实际相位差值时是必须要考虑的，因硬件调理电路对相位的延迟作用小，相位偏移变化小，在满足铁标相位差精度要求的情况下，例如可采用分段式查表法获取相应的轨道电源输入有效值对应的相位偏移值。

作为准备，需要在轨道电路电子接收器的微控制单元中1的闪存相应位置提前写入轨道电源输入有效值与相位偏移值的关系表，具体地，根据轨道电源输入有效值的大小将其分为若干个电源区段，获取各分段电源两端点和中点的三点的相位偏移值的加权平均值作为对应电源分段的相位偏移值，轨道电路电子接收器的轨道电源输入有效值(电源分段)与相位偏移值关系由生产标定模块3写入到微控制单元内的闪存中的固定位置，具体详见下文中生产标定模块部分的描述。

相位偏移获取模块13根据所述标定模块12计算出的轨道电源输入有效值Vi，查找所在分段的相位偏移值，作为所述轨道电源输入有效值的相位偏移值P_轨。该相位偏移值P_轨用于补偿轨道电源滞后局部电源相位差值，还原所述轨道电路电子接收器入口处的轨道电源滞后局部电源的实际相位差值Ph。

具体地，例如可根据以下公式

Ph＝P_测-P_轨+P_局，

计算出所述轨道电源滞后局部电源实际相位差值Ph，其中，P_测是所述微控制单元检测到的轨道电源滞后局部电源相位差值；P_轨是轨道电源相位偏移值；P_局是局部电源相位偏移值，为一个加权平均的固定值。

需要说明的是，为了检测所述轨道电源滞后所述局部电源相位差值P_测，所述轨道电路状态鉴别系统还包括相位差测量模块(未图示)，所述相位差测量模块与所述相位偏移获取模块13相连，所述相位差测量13模块用于测量轨道电源滞后所述局部电源相位差值P_测，并将测量的所述轨道电源滞后所述局部电源相位差值P_测传输到所述相位偏移获取模块13，以用于确定所述轨道电路状态鉴别系统的输入端处的所述轨道电源滞后局部电源实际相位差值。

在实施例中，相位偏移获取模块23可以是与相位偏移获取模块13的原理相同的模块，类似的，相位偏移获取模块23也根据所述标定模块22计算出的轨道电源输入有效值Vi，计算出所述轨道电源滞后局部电源实际相位差值Ph，在此不做赘述，所述相位偏移获取模块23也有与其相连的相位差测量模块(未图示)。

如图1所示，所述同步单元14和同步单元24之间相互通信连接，通过同步单元14和同步单元24实现微控制单元1和微控制单元2之间的任务级同步，微控制单元1和微控制单元2之间的通信交互，计算微控制单元1和微控制单元2相互之间所处的任务状态，并通过时延等操作达到两微控制单元之间的任务同步。

需要说明的是，所述同步单元14和同步单元24还可实现微控制单元1和微控制单元2之间的数据交互，例如轨道电源有效值Vi、轨道电源频率Fr和轨道电源滞后局部电源实际相位差Ph等电源参数，详见状态鉴别模块部分的说明。

微控制单元1和微控制单元2先通过同步单元14和同步单元24交换彼此采集的轨道电源有效值Vi、轨道电源频率Fr和轨道电源滞后局部电源实际相位差Ph等电源参数，状态鉴别模块15和状态鉴别模块25依次比较一个微控制单元和另外一个微控制单元采集的V_i、F_r和Ph参数，如果不同微控制单元中相同电源参数之间的误差满足设定的一致性要求条件，则取各参数平均值得到理想的轨道电源电压Vi_x、轨道电源频率Fr_x以及轨道电源滞后局部电源实际相位差Ph_x参数；如果不同微控制单元的V_i、Fr和Ph参数比较有一个误差不满足设定的一致性要求条件，设置轨道状态为安全态，即设轨道状态为占用状态。状态鉴别模块15和状态鉴别模块25根据参数Vi_x、Fr_x和Ph_x模拟二元二位继电器动作条件，即(Vix*Cos|90°-Ph_x|)条件计算电压动作值V_w，根据电压动作值V_w与设置的轨道状态阈值的比较结果，鉴别轨道状态。

需要说明的是，所述轨道电源频率Fr通过频率检测模块(未图示)进行检测，所述频率检测模块的数量例如可以是两个，一个与所述状态鉴别模块15相连，另一个与状态鉴别模块25相连，所述频率检测模块用于采集所述轨道电源频率Fr，并将采集到的所述轨道电源频率传输到状态鉴别模块15和状态鉴别模块25中，所述频率检测模块的数量与微控制单元的个数相同或者不同。

在一些实施例中，如图1所示，本发明的这种轨道电路状态鉴别系统还可通过与轨道电路电子接收器通信连接的生产标定模块3和工程安装调试模块4来对轨道电路电子接收器的工作参数进行校准标定和查询。

作为示例，所述生产标定模块3用于对所述标定模块12和标定模块22进行生产标定，生产测试标定环境采用生产测试平台模拟。完成轨道电路电子接收器出厂前所有通道所对应的上述传递函数(1)Y＝A+B*X+C*X^2+D*X^3……的确定。每个接收器各个通道的函数曲线Y＝A+B*X+C*X^2+D*X^3……在一次标定过程中完成，每次标定在5V～50V轨道电源电压范围内选取合适的测绘点。PC机采集接收器各个测绘点的采样电压，通过最小二乘法计算函数曲线Y＝A+B*X+C*X^2+D*X^3……的系数：A、B、C、D、……，并通过轨道电路电子接收器的通信模块(未图示)将系数A、B、C、D、……存入轨道电路电子接收器的各微控制单元的闪存中。

作为示例，所述生产标定模块3亦用于所述相位偏移获取模块13和所述相位偏移获取模块23的轨道电源输入有效值与相位偏移值对应表进行校准标定。例如，根据轨道电路电子接收器不同输入轨道电源，对应轨道电源在轨道调理通道的输入与输出相位偏移值，用示波器进行人工测量，手动输入数据到PC机；也可以通过自动监测装置检测对应轨道电源在轨道调理通道的输入与输出相位偏移值，上传到PC机。将轨道电源输入有效值分为多个电源分段，PC机取各电源分段范围内分段两端点相位偏移值和中点相位偏移值的平均值，以此计算出各电源分段的相位偏移值的平均值作为该电源分段的相位偏移值，通过轨道电路电子接收器的通信模块(未图示)将计算后的轨道电源输入有效值(电源分段)与轨道电源相位偏移值对应关系下载到各微控制单元的闪存中。

为保证生产标定存入到微控制单元数据的准确性和可靠性，生产标定增加了可查询功能。即可查询设置的数据，可验证检查数据是否正确。

所谓生产标定是针对轨道电路电子接收器出厂时，对轨道电路电子接收器的轨道信号调理通道的采样校准标定，即自轨道电路电子接收器轨道信号输入端至其微控制单元内部数据接收端，以上标定是对轨道电路电子接收器设备的标定，而非系统标定。

所述生产标定模块3通过对标定模块12、标定模块22、相位偏移获取模块13和所述相位偏移获取模块23的标定，降低了轨道电路电子接收器对于电子元器件一致性及精度的要求。

所述工程安装调试模块4，同生产标定功能类似，可对电子接收器内置的所有工作参数进行设置和查询，与生产标定模块3主要应用于出厂时对轨道电路电子接收器的各参数进行校准标定所不同的是，工程安装调试模块4主要应用于现场对轨道电路电子接收器的各参数进行设置(校准标定)，提高设备对现场工况的适应配套能力、降低工程人员劳动强度，方便现场维修人员的使用。

需要说明的是，所述生产标定模块3和工程安装调试模块4是独立于轨道电路电子接收器。

本发明还提供一种利用上述的轨道电路状态鉴别系统进行轨道电路状态鉴别的方法，所述方法包括以下步骤：

首先，将至少一个轨道电源分别输入到多个微控制单元中，例如微控制单元1和微控制单元2中。

其次，每个所述微控制单元分别对所述轨道电源进行电源参数采集，所述电源参数包括轨道电源输入有效值，轨道电源频率，以及轨道电源滞后局部电源实际相位差值。

具体地，以微控制单元1对所述轨道电源的电源电源参数的采集为例，所述轨道电源输入到所述微控制单元1的输入端，所述滤波模块11采用周期间电压比较法对所述轨道电源进行滤波，以获得采样电源平均值；所述标定模块12对经所述滤波模块11滤波后获得的所述采样电源平均值进行标定以获得轨道电源输入有效值；相位偏移获取模块13根据所述标定模块12获取的轨道电源输入有效值通过查表法获取与轨道电源相位偏移值，并以此计算轨道电源滞后局部电源实际相位差值；通过频率检测模块检测所述轨道电源的轨道电源频率。具体的过程请见上文中滤波模块11，标定模块12，位偏移获取模块13频率检测模块以及相位差测量模块部分的描述，在此不做赘述。

同理，微控制单元2也可通过与微控制单元1相似的过程获取所述轨道电源的轨道电源输入有效值，轨道电源频率，以及轨道电源滞后局部电源实际相位差值。

最后，每个所述微控制单元将采集到的所述电源参数与另一个所述微控制单元采集到的所述电源参数进行一致性判定，根据一致性判定结果来鉴别所述轨道电源所对应轨道的轨道状态。

具体的，微控制单元1(微控制单元2)将采集到的所述电源参数与微控制单元2(微控制单元1)采集到的所述电源参数进行一致性判定，根据一致性判定结果来鉴别所述轨道电源所对应轨道的轨道状态，具体地过程请见上文中有关状态鉴别模块15和状态鉴别模块25部分的相关描述，在此不做赘述。

另外，所述每个所述微控制单元分别对所述轨道电源进行电源参数采集的步骤与所述每个所述微控制单元将采集到的所述电源参数与另一个所述微控制单元采集到的所述电源参数进行一致性判定的步骤之间，还包括实现各所述微控制单元之间同步的步骤，详情请见上文中有关同步单元14和同步单元24部分的相关描述，在此不做赘述。

综上所述，本发明提供一种轨道电路状态鉴别系统及方法，所述系统包括多个微控制单元，用于对局部电源和至少一个轨道电源进行信息采集和处理，所述微控制单元包括，采样滤波模块，连接于至少一个所述轨道电源相连，用于对所述轨道电源进行采样滤波以获取所述轨道电源的采样电源平均值；标定模块，连接于所述采样滤波模块，用于对所述采样滤波模块获取的所述采样电源平均值进行标定以获得所述轨道电源输入有效值；相位偏移获取模块，连接于所述标定模块，所述相位偏移获取模块根据所述标定模块标定出的所述轨道电源输入有效值通过查表法获取所述轨道电源的相位偏移值，以根据所述轨道电源的相位偏移值确定轨道电源滞后局部电源实际相位差值；以及状态鉴别模块，连接于所述相位偏移获取模块，所述状态鉴别模块用于多个所述微控制单元采集的电源参数中相同参数之间一致性判定，以根据所述判定结果鉴定轨道状态。本发明的轨道电路状态鉴别系统可模拟实现二元二位继电器功能来鉴别轨道状态，通过引入滤波模块，标定模块和相位偏移获取模块可提高获取的轨道电源有效值以及轨道电源滞后局部电源实际相位差值的精度，提高轨道电路鉴别系统的准确性；另外，同步模块和状态鉴别模块不仅对不同微控制单元采集的轨道电源和局部电源的电源参数进行一致性鉴定，以此来判定轨道的状态，而且还可实现对电子接收器设备状态的监测，提高了轨道电路鉴别系统的可靠性和安全性；生产标定子模块可对标定模块和相位偏移获取模块进行校准，保证了轨道信号电压和频率及轨道电源滞后局部电源相位差值的采集和计算的准确性，降低25Hz相敏轨道电路对电子元器件一致性要求；工程安装调试子模块可对接收器各参数进行设置，方便现场维修人员的使用，提高产品配套的性价比。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种轨道电路状态鉴别系统，其特征在于，包括：

多个微控制单元，用于对局部电源和至少一个轨道电源进行信息采集和处理，所述微控制单元包括：

采样滤波模块，连接于至少一个所述轨道电源，用于对所述轨道电源进行采样滤波以获取所述轨道电源的采样电源平均值；

标定模块，连接于所述采样滤波模块，用于对所述采样滤波模块获取的所述采样电源平均值进行标定，以获得所述轨道电源输入有效值；

相位偏移获取模块，连接于所述标定模块，所述相位偏移获取模块根据所述标定模块标定出的所述轨道电源输入有效值，通过查表法获取所述轨道电源的相位偏移值，以根据所述轨道电源的相位偏移值确定轨道电源滞后局部电源实际相位差值；以及

状态鉴别模块，连接于所述相位偏移获取模块，所述状态鉴别模块用于多个所述微控制单元采集的电源参数中相同参数之间一致性判定，以根据所述判定结果鉴定轨道状态。

2.根据权利要求1所述的轨道电路状态鉴别系统，其特征在于，所述轨道电路状态鉴别系统还包括生产标定模块，用于对所述微控制单元的工作参数进行校准标定和查询。

3.根据权利要求1所述的轨道电路状态鉴别系统，其特征在于，所述轨道电路状态鉴别系统还包括工程安装调试模块，用于对所述微控制单元的工作参数进行设置和查询。

4.根据权利要求1所述的轨道电路状态鉴别系统，其特征在于，所述轨道电路状态鉴别系统还包括相位差测量模块，所述相位差测量模块与所述相位偏移获取模块相连，所述相位差测量模块用于测量所述轨道电源滞后所述局部电源的相位差值，并将测量的所述轨道电源滞后所述局部电源的相位差值传输到所述相位偏移获取模块，以用于确定所述轨道电路状态鉴别系统的输入端处的所述轨道电源滞后局部电源实际相位差值。

5.根据权利要求1所述的轨道电路状态鉴别系统，其特征在于，所述轨道电路状态鉴别系统还包括频率检测模块，所述频率检测模块与所述状态鉴别模块相连，所述频率检测模块用于采集所述轨道电源频率，并将采集到的所述轨道电源频率传输到所述状态鉴别模块。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的轨道电路状态鉴别系统，其特征在于，所述轨道电路状态鉴别系统还包括同步模块，所述同步模块连接于所述相位偏移获取模块与所述状态鉴别模块之间，用于实现两个所述微控制单元之间的同步。

7.一种轨道电路状态鉴别方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将至少一个轨道电源分别输入到多个微控制单元中；

每个所述微控制单元分别对所述轨道电源进行电源参数采集；

每个所述微控制单元将采集到的所述电源参数与另一个所述微控制单元采集到的所述电源参数进行一致性判定，根据一致性判定结果来鉴别所述轨道电源所对应轨道的轨道状态；

其中，所述电源参数包括轨道电源输入有效值，轨道电源频率，以及轨道电源滞后局部电源实际相位差值。

8.根据权利要求7所示的轨道电路状态鉴别方法，其特征在于，所述每个所述微控制单元分别对所述轨道电源进行电源参数采集的步骤与所述每个所述微控制单元将采集到的所述电源参数与另一个所述微控制单元采集到的所述电源参数进行一致性判定的步骤之间，还包括实现各所述微控制单元之间同步的步骤。

9.根据权利要求7所示的轨道电路状态鉴别方法，其特征在于，采集所述轨道电源输入有效值的步骤包括：

所述微控制单元通过周期间电压比较的方法对所述轨道电源进行滤波处理，以获得所述轨道电源的采样电源平均值；

所述微控制单元根据如下传递函数

Y＝A+B*X+C*X^2+D*X^3+……，

对所述采样电源平均值进行标定以获得所述轨道电源的轨道电源输入有效值，其中，Y是轨道电源输入有效值，X是采样电源平均值，A、B、C及D分别是所述传递函数中各项的系数。

10.根据权利要求7-9任意一项所述的轨道电路状态鉴别方法，其特征在于，采集所述轨道电源滞后局部电源实际相位差值的步骤包括：

所述微控制单元通过查表法获取所述轨道电源输入有效值对应的轨道电源相位偏移值P_轨；

根据以下公式

P_h＝P_测-P_轨+P_局，

计算出所述轨道电源滞后局部电源实际相位差值P_h，其中，P_测是所述微控制单元检测到的轨道电源滞后局部电源相位差值；P_轨是轨道电源相位偏移值；P_局是局部电源相位偏移值，为一个加权平均的固定值。