CN109800382A - 断轨检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于轨道交通运维技术领域，提供了一种断轨检测方法及装置，其中，上述断轨检测方法包括：获取轨道电路上当前检测点与断轨位置的第一位置关系信息；获取轨道电路上前次检测点与断轨位置的第二位置关系信息；当第一位置关系信息与第二位置关系信息不同时，标记当前检测点和前次检测点之间的路段为断轨故障路段。本发明实施例提供的断轨检测方法及装置，通过对轨道电路上检测点相对于断轨位置的识别，能够将断轨位置确定在相邻两个检测点之间。由于检测点移动的步长可以自由设定，使得本发明实施例提供的断轨检测方法能够将断轨位置确定于一段距离较短的路段内，能够实现对断轨位置较为精准的定位。
Description
技术领域
本发明属于轨道交通运维技术领域，尤其涉及一种断轨检测方法及装置。
背景技术
轨道电路的主要目的是检测轨道区段是否被列车占用，同时具有断轨检测的辅助功能。例如，ZPW无绝缘移频轨道电路组成的自动闭塞系统利用电路的谐振原理，利用电路特性把全区间、跨区间超长无缝线路，分割成众多的一个个的闭塞区间，它通过检测闭塞区间内的信号状态，也可以实时检测到断轨在哪个闭塞区间发生。通常轨道电路的闭塞区间长度在1公里以上，在识别出存在断轨的闭塞区间后，还需要进一步在该闭塞区间内检测具体的断轨位置。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种断轨检测方法及装置，以解决现有技术在识别出存在断轨的闭塞区间后，缺乏有效手段进一步在该闭塞区间内检测具体的断轨位置的问题。
根据第一方面，本发明实施例提供了一种断轨检测方法，包括：获取轨道电路上当前检测点与断轨位置的第一位置关系信息；获取轨道电路上前次检测点与所述断轨位置的第二位置关系信息；判断所述第一位置关系信息与所述第二位置关系信息是否相同；当所述第一位置关系信息与所述第二位置关系信息不同时，标记所述当前检测点和所述前次检测点之间的路段为断轨故障路段。
本发明实施例提供的断轨检测方法，通过对轨道电路上检测点相对于断轨位置的识别，能够将断轨位置确定在相邻两个检测点之间。由于检测点移动的步长可以自由设定，使得本发明实施例提供的断轨检测方法能够将断轨位置确定于一段距离较短的路段内，例如距离为10m至20m的路段内，能够实现对断轨位置较为精准的定位，解决了现有技术在识别出存在断轨的闭塞区间后，缺乏有效手段进一步在该闭塞区间内检测具体的断轨位置的问题。
结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述获取轨道电路上当前检测点与断轨位置的第一位置关系信息，包括：获取所述当前检测点对应的轨道电路的电信号；根据所述电信号获取所述当前检测点对应的轨道电路的载频信号；根据所述当前检测点对应的轨道电路的载频信号，确定所述当前检测点与断轨位置的第一位置关系信息。
本发明实施例提供的断轨检测方法，通过采集检测点对应的轨道电路的电信号，计算并确定该检测点与断轨位置之间的位置关系信息，从而使后续步骤能够依据该检测点与断轨位置之间的位置关系信息，不断使检测点接近断轨位置。
结合第一方面第一实施方式，在第一方面第二实施方式中，所述根据所述电信号获取所述当前检测点对应的轨道电路的载频信号，包括：对所述电信号进行模拟滤波处理，得到对应的滤波电信号；对所述滤波电信号进行模数转换处理，得到对应的数字信号；对所述数字信号进行傅里叶变换处理，得到对应的载频信号。
本发明实施例提供的断轨检测方法，通过对包含多种噪音的电信号分别进行滤波、模数转换和傅里叶变换处理，提取其中的有用信号，即载频信号，从而使后续步骤能够利用检测点对应的载频信号确定该检测点与断轨位置之间的相对关系。
结合第一方面第二实施方式，在第一方面第三实施方式中，根据所述当前检测点对应的轨道电路的载频信号，确定所述当前检测点与断轨位置的第一位置关系信息，包括：计算所述载频信号的有效电压；判断所述有效电压是否大于或等于预设的电压阈值；当所述有效电压大于或等于预设的电压阈值时，确定所述第一位置关系信息为所述断轨位置在所述当前检测点的前方。
本发明实施例提供的断轨检测方法，通过计算检测点对应的载频信号的有效电压，并将该有效电压与电压阈值进行比较，从而根据比较判断的结果最终确定该检测点与断轨位置之间的具体位置关系。
结合第一方面第三实施方式，在第一方面第四实施方式中，根据所述当前检测点对应的轨道电路的载频信号，确定所述当前检测点与断轨位置的第一位置关系信息，还包括：当所述有效电压小于预设的电压阈值时，确定所述第一位置关系信息为所述断轨位置在所述当前检测点的后方。
本发明实施例提供的断轨检测方法，通过计算检测点对应的载频信号的有效电压，并将该有效电压与电压阈值进行比较，从而根据具体的比较结果确定该检测点与断轨位置之间的具体位置关系。
结合第一方面第三实施方式，在第一方面第五实施方式中，通过
计算所述载频信号的有效电压；其中，U表示所述载频信号的有效电压；Uf表示所述载频信号的电压峰峰值。
本发明实施例提供的断轨检测方法，通过公式计算检测点对应的载频信号的有效电压，具有计算方便、快捷的优点。
结合第一方面第一至第五中的任一实施方式，在第一方面第六实施方式中，所述断轨检测方法还包括：当所述第一位置关系信息与所述第二位置关系信息相同时，根据所述第一位置关系信息更新所述当前检测点，并重复执行所述获取当前检测点与断轨位置的第一位置关系信息，以及所述获取前次检测点与所述断轨位置的第二位置关系信息的步骤，直至所述第一位置关系信息与所述第二位置关系信息不同。
本发明实施例提供的断轨检测方法，通过判断相邻两个检测点与断轨位置的位置关系是否相同，并在位置关系相同时，根据位置关系不断调整检测点接近断轨位置。
根据第二方面，本发明实施例提供了一种断轨检测装置，包括：位置关系获取单元，用于获取轨道电路上当前检测点与断轨位置的第一位置关系信息，以及用于获取轨道电路上前次检测点与所述断轨位置的第二位置关系信息；判断单元，用于判断所述第一位置关系信息与所述第二位置关系信息是否相同；故障路段标记单元，当所述第一位置关系信息与所述第二位置关系信息不同时，所述故障路段标记单元用于标记所述当前检测点和所述前次检测点之间的路段为断轨故障路段。
根据第三方面，本发明实施例提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面或第一方面任一实施方式所述方法的步骤。
根据第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面或第一方面任一实施方式所述方法的步骤。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的断轨检测方法的一个具体示例的流程图；
图2是本发明实施例提供的断轨检测方法的另一个具体示例的流程图；
图3是本发明实施例的应用场景示意图；
图4是本发明实施例提供的断轨检测装置的一个具体示例的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的断轨检测装置的另一个具体示例的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的终端设备的一个具体示例的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
本发明实施例提供了一种断轨检测方法，如图1所示，该断轨检测方法可以包括以下步骤：
步骤S101：获取轨道电路上当前检测点与断轨位置的第一位置关系信息。
在一具体实施方式中，如图2所示，可以通过以下几个子步骤实现步骤S101获取轨道电路上当前检测点与断轨位置的第一位置关系信息的过程：
步骤S1011：获取当前检测点对应的轨道电路的电信号。
轨道电路的电信号主要有载频信号、低频信号、牵引电流基波及其谐波干扰信号、供电网接地干扰信号组成。其中，载频信号是对断轨检测有用的有效信号，其他信号属于断轨检测的噪声或烦扰信号。
步骤S1012：根据电信号获取当前检测点对应的轨道电路的载频信号。
在一具体实施方式中，可以通过以下几个分步骤实现子步骤S1012根据电信号获取当前检测点对应的轨道电路的载频信号的过程：
步骤S10121：对电信号进行模拟滤波处理，得到对应的滤波电信号。
为了降低对所采集的电信号中的干扰，通过设计模拟滤波模块，即带通滤波器，滤掉电信号中的部分干扰，保证采集精度。具体的，可以采用带宽为1600Hz～2700Hz的带通滤波器对电信号进行模拟滤波处理。经过模拟滤波后，采集的电信号中较大的牵引电流基波及其谐波干扰信号和供电网接地干扰信号被滤掉。
步骤S10122：对滤波电信号进行模数转换处理，得到对应的数字信号。对于经过模拟滤波后的轨道电路电信号，通过A/D变换处理，可以将模拟信号变换为对应的数字信号，从而使后续步骤能够对步骤S10121输出的滤波电信号进行数字信号处理，以进一步提取其中的有用信号。
步骤S10123：对数字信号进行傅里叶变换处理，得到对应的载频信号。通过傅里叶变换能够将时域信号变换为频域信号，从而对信号进行对应的频率分析。为加快运算速度，在一具体实施方式中，可以采用256点基4的快速傅里叶变换方法对数字信号进行傅里叶变换处理。该快速傅里叶变换的分辨率，即采样频率为6000Hz/512，能够满足分辨率要求。在傅里叶变换之后，根据傅里叶变换的幅频特性，通过计算每个采样点对应的频率和幅值，能够确定所测量的轨道电路的载频信号。
步骤S1013：根据当前检测点对应的轨道电路的载频信号，确定当前检测点与断轨位置的第一位置关系信息。
在一具体实施方式中，可以通过以下几个分步骤实现子步骤S1013的过程：
步骤S10131：计算载频信号的有效电压。具体的，可以通过公式(1)计算载频信号的有效电压；
其中，U表示载频信号的有效电压，Uf表示载频信号的电压峰峰值。
步骤S10132：判断有效电压是否大于或等于预设的电压阈值。当有效电压大于或等于预设的电压阈值时，执行步骤S10133；当有效电压小于预设的电压阈值时，执行步骤S10134。
步骤S10133：确定第一位置关系信息为断轨位置在当前检测点的前方。在一具体实施方式中，在进行断轨检测时，应当面向来车方向，并将朝向来车方向的方向设定为正方向，即前方。
步骤S10134：确定第一位置关系信息为断轨位置在当前检测点的后方。
本发明实施例提供的断轨检测方法，通过计算检测点对应的载频信号的有效电压，并将该有效电压与电压阈值进行比较，从而根据比较判断的结果最终确定该检测点与断轨位置之间的具体位置关系。
步骤S102：获取轨道电路上前次检测点与断轨位置的第二位置关系信息。
在一具体实施方式中，可以采用与步骤S101相同的方法确定前次检测点与:断轨位置的第二位置关系信息。
步骤S103：判断第一位置关系信息与第二位置关系信息是否相同。当第一位置关系信息与第二位置关系信息不同时，执行步骤S104；当第一位置关系信息与第二位置关系信息相同时，执行步骤S105。
步骤S104：标记当前检测点和前次检测点之间的路段为断轨故障路段。
步骤S105：根据第一位置关系信息更新当前检测点。
当第一位置关系信息为断轨位置在当前检测点的前方时，可以根据预设的步长向前移动一段距离，从而确定新的当前检测点。同理，当第一位置关系信息为断轨位置在当前检测点的后方时，可以根据预设的步长向后移动一段距离，从而确定新的当前检测点。在更新当前检测点后，可以返回步骤S101，从而通过重复执行步骤S101至步骤S102，直至第一位置关系信息与第二位置关系信息不同。
图3是本发明实施例的应用场景示意图。在图3中，通过在钢轨301和钢轨302的两端分别设置发送端303和接收端304，从而在发送端303和接收端304之间的钢轨形成轨道电路。在利用本发明实施例提供的断轨检测方法时，可以首先在0km处采集两根钢轨301和302上的A1点和A2点对应的轨道电路电信号。当检测点0km对应的位置关系为断轨位置在检测点0km的前方时，向前移动0.1km后在检测点0.1km处采集两根钢轨301和302上的B1点和B2点对应的轨道电路电信号。当检测点0.1km对应的位置关系为断轨位置在检测点0.1km的前方时，再次向前移动0.1km后在检测点0.2km处采集两根钢轨301和302上的C1点和C2点对应的轨道电路电信号。当检测点0.2km对应的位置关系为断轨位置在检测点0.2km的后方时，可以确定断轨位置0.13km在检测点0.1km与检测点0.2km之间。进一步的，通过在检测点0.1km与检测点0.2km之间的钢轨上重复执行上述检测方法，可以进一步缩小断轨故障路段的范围。在图3中，由发送端303至接收端304的方向为正方向，即朝向来车方向的方向。
本发明实施例提供的断轨检测方法，通过对轨道电路上检测点相对于断轨位置的识别，能够将断轨位置确定在相邻两个检测点之间。由于检测点移动的步长可以自由设定，使得本发明实施例提供的断轨检测方法能够将断轨位置确定于一段距离较短的路段内，例如距离为10m至20m的路段内，能够实现对断轨位置较为精准的定位，解决了现有技术在识别出存在断轨的闭塞区间后，缺乏有效手段进一步在该闭塞区间内检测具体的断轨位置的问题。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
本发明实施例还提供了一种断轨检测装置，如图4所示，该断轨检测装置可以包括：位置关系获取单元401、判断单元402和故障路段标记单元403。
其中，位置关系获取单元401用于获取轨道电路上当前检测点与断轨位置的第一位置关系信息，以及用于获取轨道电路上前次检测点与断轨位置的第二位置关系信息；其具体的工作过程可参考上述方法实施例中步骤S101及步骤S102所述。
判断单元402用于判断第一位置关系信息与第二位置关系信息是否相同；其具体的工作过程可参考上述方法实施例中步骤S103所述。
当第一位置关系信息与第二位置关系信息不同时，故障路段标记单元403用于标记当前检测点和前次检测点之间的路段为断轨故障路段；其具体的工作过程可参考上述方法实施例中步骤S104所述。
可选的，当第一位置关系信息与第二位置关系信息不同时，故障路段标记单元403还用于根据第一位置关系信息更新当前检测点；其具体的工作过程可参考上述方法实施例中步骤S105所述。
本发明实施例还提供了另一种断轨检测装置，如图5所示，该断轨检测装置可以包括：模拟滤波电路501、A/D转换及数字滤波电路502和智能分析电路503。在使用图5所示的断轨检测装置进行断轨检测时，采集闭塞区间内的电信号后，首先通过模拟滤波电路501滤掉电信号中的牵引电流的基波及其主要谐波干扰；其次通过A/D转换及数字滤波电路502将电信号进行数字化变换及离散傅里叶变换，以分析信号的频域特性，并分离出对断轨检测有价值的载频信号；最后通过智能分析电路503对载频信号经过分析，以确定断轨点的查找方向。
可选的，还可以在图5所示的断轨检测装置中增设扬声器504和显示器505。通过扬声器504和显示器505播放或显示断轨点的查找方向。
本发明实施例还提供了一种终端设备，如图6所示，该终端设备可以包括处理器601和存储器602，其中，处理器601和存储器602可以通过总线或者其他方式连接，图6中以通过总线连接为例。
处理器601可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器601还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
存储器602作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的断轨检测方法对应的程序指令/模块(例如，图4所示的位置关系获取单元401、判断单元402和故障路段标记单元403)。处理器601通过运行存储在存储器602中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的断轨检测方法。
存储器602可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器601所创建的数据等。此外，存储器602可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器602可选包括相对于处理器601远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器601。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述一个或者多个模块存储在所述存储器602中，当被所述处理器601执行时，执行如图1至图2所示实施例中的断轨检测方法。
上述终端设备具体细节可以对应参阅图1至图2所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)、快闪存储器(FlashMemory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
以上所述实施例仅用以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，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种断轨检测方法，其特征在于，包括：
获取轨道电路上当前检测点与断轨位置的第一位置关系信息；
获取轨道电路上前次检测点与所述断轨位置的第二位置关系信息；
判断所述第一位置关系信息与所述第二位置关系信息是否相同；
当所述第一位置关系信息与所述第二位置关系信息不同时，标记所述当前检测点和所述前次检测点之间的路段为断轨故障路段。
2.如权利要求1所述的断轨检测方法，其特征在于，所述获取轨道电路上当前检测点与断轨位置的第一位置关系信息，包括：
获取所述当前检测点对应的轨道电路的电信号；
根据所述电信号获取所述当前检测点对应的轨道电路的载频信号；
根据所述当前检测点对应的载频信号，确定所述当前检测点与断轨位置的第一位置关系信息。
3.如权利要求2所述的断轨检测方法，其特征在于，所述根据所述电信号获取所述当前检测点对应的载频信号，包括：
对所述电信号进行模拟滤波处理，得到对应的滤波电信号；
对所述滤波电信号进行模数转换处理，得到对应的数字信号；
对所述数字信号进行傅里叶变换处理，得到对应的载频信号。
4.如权利要求3所述的断轨检测方法，其特征在于，根据所述当前检测点对应的轨道电路的载频信号，确定所述当前检测点与断轨位置的第一位置关系信息，包括：
计算所述载频信号的有效电压；
判断所述有效电压是否大于或等于预设的电压阈值；
当所述有效电压大于或等于预设的电压阈值时，确定所述第一位置关系信息为所述断轨位置在所述当前检测点的前方。
5.如权利要求4所述的断轨检测方法，其特征在于，根据所述当前检测点对应的轨道电路的载频信号，确定所述当前检测点与断轨位置的第一位置关系信息，还包括：
当所述有效电压小于预设的电压阈值时，确定所述第一位置关系信息为所述断轨位置在所述当前检测点的后方。
6.如权利要求4所述的断轨检测方法，其特征在于，通过
计算所述载频信号的有效电压；
其中，U表示所述载频信号的有效电压；Uf表示所述载频信号的电压峰峰值。
7.如权利要求1至6中任一项所述的断轨检测方法，其特征在于，所述断轨检测方法还包括：
当所述第一位置关系信息与所述第二位置关系信息相同时，根据所述第一位置关系信息更新所述当前检测点，并重复执行所述获取当前检测点与断轨位置的第一位置关系信息，以及所述获取前次检测点与所述断轨位置的第二位置关系信息的步骤，直至所述第一位置关系信息与所述第二位置关系信息不同。
8.一种断轨检测装置，其特征在于，包括：
位置关系获取单元，用于获取轨道电路上当前检测点与断轨位置的第一位置关系信息，以及用于获取轨道电路上前次检测点与所述断轨位置的第二位置关系信息；
判断单元，用于判断所述第一位置关系信息与所述第二位置关系信息是否相同；
故障路段标记单元，当所述第一位置关系信息与所述第二位置关系信息不同时，所述故障路段标记单元用于标记所述当前检测点和所述前次检测点之间的路段为断轨故障路段。
9.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。
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Application publication date: 20190524 Assignee: NORTH University OF CHINA Assignor: INSTITUTE OF APPLIED MATHEMATICS HEBEI ACADEMY OF SCIENCES Contract record no.: X2025980005236 Denomination of invention: Track breakage detection method and device Granted publication date: 20230428 License type: Common License Record date: 20250312 |