CN110356432B - 一种可用于轨道电路故障检查的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于轨道交通自动化领域，特别涉及一种可用于轨道电路故障检查的方法及系统，所述轨道电路故障检查的方法包括：为相邻两组轨道电路区段提供不同频率的电源信号；所述电源信号经轨道电路区段传输，生成轨道电路区段信号；接收并判决处理所述轨道电路区段信号，所述判决处理包括对接收的轨道电路区段信号的频率、幅度进行检查，检查结果能够判别轨道电路故障状况。本发明的轨道电路故障检查的方法能够克服25Hz相敏轨道电路绝缘破损防护的缺陷，全面实现绝缘破损防护功能，进一步提高列车运行安全性；该方法具有反馈检查功能，增强了系统可维护性，便于及早发现问题，定位故障。

Description

一种可用于轨道电路故障检查的方法及系统

技术领域

本发明属于轨道交通自动化领域，特别涉及一种可用于轨道电路故障检查的方法及系统。

背景技术

轨道电路由钢轨线路和钢轨绝缘构成的电路，用于自动、连续检测这段线路是否被机车车辆占用，也用于控制信号装置或转辙装置，以保证行车安全的设备。整个轨道系统路网依适当距离区分成许多闭塞区段，各闭塞区段以轨道绝缘接头区隔，形成一独立轨道电路，各区段的起始点皆设有信号机，当列车进入轨道区段后，轨道电路立即反应，并传达本区段已有列车通行，禁止其他列车进入的讯息至信号机，此时位于区段入口的信号机，立即显示险阻禁行的信息。

目前我国普速铁路车站内普遍采用25Hz相敏轨道电路，将相邻两轨道电路区段柜面的25Hz信号极性相反设置，绝缘破损时，保证侵入相邻轨道电路区段的信号与本轨道电路区段的信号极性不同。25Hz相敏轨道电路的信号电源是由铁磁分频器或智能电源屏供给25Hz交流电，以区分50Hz牵引电流，接收设备采用二元二位轨道继电器或微电子相敏接收器，该继电器的轨道线圈由送电端25Hz轨道电源经轨道传输后供电，局部线圈则由25Hz局部分频器电源供电。25Hz相敏轨道电路既有对频率的选择性(区别开50Hz电力牵引电流)，又有对相位的选择性。当轨道线圈和局部线圈电源电压满足规定的相位要求时，轨道继电器吸起，轨道电路处于调整状态，即表示轨道空闲。当列车占用轨道时，轨道电路被分路，轨道继电器落下，即处于分路状态，表示轨道被占用。若频率、相位不对时，轨道继电器也落下。

25Hz相敏轨道电路为了抗干扰，接收设备同时接收室外返回的轨道电压以及相位与之相差90°的室内局部电压，同时检查电压幅值和相位，以区分50Hz牵引电流。接收设备结构示意图如图1所示，其工作原理是是利用局部线圈和轨道线圈的磁通产生转矩来操作继电器。转矩与两个线圈电流的关系为：

M＝kI_局部I_轨道sinθ

其中，M为继电器动作转矩，k为比例系数，I_局部为局部线圈电流，I_轨道为轨道线圈电流，θ为局部线圈电流和轨道线圈电流之间的相位差。M和θ的关系表明，只有当局部线圈电流超前轨道线圈电流的角度为+90°时，转矩才达到最大。

利用这一相位敏感特性，相邻轨道电路设置为相反的方向，绝缘接头两侧轨面信号相位相反(相位相差180°)，幅值相同，如图2所示的本轨道电路区段信号、极性交叉的相邻轨道电路区段信号。示例性的，如图3所示，本轨道电路区段有列车占用，当钢轨绝缘破损时(故障1)，侵入相邻轨道电路区段的信号(主串区段信号)与本轨道电路区段的信号(被串区段信号)极性不同，本轨道电路区段信号产生“正负相消”的效果，如图2所示的绝缘破损后的混合信号幅值为零。相消后，本轨道电路区段信号幅值为0，不满足二元二位继电器动作门限，即判断本区域处于分路状态，表示轨道电路区段被占用。本区域不会由于信号串入而使列车失去分路，达到了绝缘破损防护的效果。

实际情况中，还存在以下绝缘破损防护异常的情况。

一种情况是，当相邻两轨道电路区段信号幅值差异很大，绝缘破损且相邻轨道电路区段没有列车占用时，两轨道电路区段信号叠加后得到一路25Hz信号，当该25Hz信号幅值满足二元二位继电器动作门限时，本轨道电路区段状态会被误判为空闲。示例性的，如图4所示，本轨道电路区段信号为25Hz 15V信号，极性交叉的相邻轨道电路区段信号为25Hz7V信号，可见，本轨道电路区段信号与相邻轨道电路区段信号幅值(15V，7V)差异很大，当绝缘破损且相邻轨道电路区段没有列车占用时，两轨道电路区段信号叠加后得到一路25Hz8V的混合信号。当该25Hz混合信号幅值满足二元二位继电器动作门限时，本轨道电路区段状态会由实际占用误判为空闲。

另一种情况是，当绝缘破损和同侧钢轨引接线断线同时出现时，侵入相邻轨道电路区段的信号会通过列车轮对构成新的信号回路，与本轨道电路区段的信号极性相同，导致轨道使用状态由实际的占用状态误判为空闲状态。这种故障十分危险，可能发生列车相撞事故。示例性的，如图5所示，绝缘破损(故障1)和同侧钢轨引接线断线(故障2)同时出现，且相邻轨道电路区段有列车占用，轨道电路通过列车轮对构成新的信号回路，侵入相邻轨道电路区段的信号(主串区段信号)与本区段信号(被串区段信号)极性相同，导致接收设备将轨道电路区段状态由占用误判为空闲，造成列车“丢失”。

上述两种绝缘破损情况，轨道电路区段状态误判的情况是十分危险的，可能导致后续列车认为被串区段无列车占用，而发生列车相撞事故。

而且，25Hz相敏轨道电路接收设备同时接收室外返回的轨道电压，以及相位与之相差90°的室内局部电压。这种抗干扰电路多设置一路电源，电路结构相对复杂，抗干扰能力不理想。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种可用于轨道电路故障检查的方法，所述方法包括：

为相邻两组轨道电路区段提供不同频率的电源信号；

所述电源信号经轨道电路区段传输，生成轨道电路区段信号；

接收并判决处理所述轨道电路区段信号，所述判决处理包括对接收的轨道电路区段信号的频率、幅度进行检查，检查结果能够判别轨道电路故障状况。

进一步的，所述判决处理包括：

对接收的轨道电路区段信号进行模数转换；

设定轨道电路区段预设频率，所述轨道电路区段预设频率为本轨道电路区段对应的电源信号频率；

根据所述预设频率，对所述模数转换后的数字信号进行CPU解调分析，所述CPU解调分析包括对接收的轨道电路区段信号的频率、幅度进行检查；

安全与门接收CPU解调分析结果信号；

反馈检查单元反馈检查安全与门的工作状态；

所述CPU解调分析异常和/或安全与门的工作状态异常，进行异常信号提示。

进一步的，所述CPU解调分析包括：

将接收的轨道电路区段信号的频率、幅度分别与本轨道电路区段预设频率、既定幅度门限比对，得到比对结果；

所述比对结果包括：

所述接收的轨道电路区段信号中存在信号频率与本轨道电路区段预设频率不一致的信号，且所述频率不一致的信号的幅度大于等于既定幅度门限，判决绝缘破损发生，本轨道电路区段占用；

所述接收的轨道电路区段信号的频率与本轨道电路区段预设频率一致，且所述接收的轨道电路区段信号的幅度大于等于既定幅度门限，判决绝缘破损未发生，本轨道电路区段空闲；

所述接收的轨道电路区段信号的频率与本轨道电路区段预设频率一致，所述接收的轨道电路区段信号的幅度小于既定幅度门限，判决绝缘破损未发生，本轨道电路区段占用。

进一步的，所述CPU解调分析采用两路独立的CPU，分别是第一CPU和第二CPU。

进一步的，所述反馈检查安全与门的工作状态包括：

当第一CPU、第二CPU有动态输出，安全与门直流输出高电平，则安全与门的工作状态正常；

当第一CPU、第二CPU有动态输出，安全与门未直流输出高电平，则安全与门的工作状态异常。

进一步的，所述方法还包括：所述电源信号经轨道电路区段传输前，

对所述电源信号进行调压，

隔离音频电码化信号，

增强所述电源信号的幅值；

所述判决处理前，

调整所述接收的轨道电路区段信号的电压幅度，

隔离串入的音频电码化信号，

增强所述接收的轨道电路区段信号幅值。

进一步的，所述电源信号的频率为24.5Hz、25Hz、25.5Hz中的两种，每种信号采用频偏1.6Hz、低频2Hz调制。

本发明还提供了一种可用于轨道电路故障检查的系统，所述系统包括：

多频率的电源，为相邻两组轨道电路区段提供不同频率的电源信号；

轨道电路区段，电源信号经轨道电路区段传输，生成轨道电路区段信号；

接收设备，用于接收并判决处理所述轨道电路区段信号，所述判决处理包括对接收的轨道电路区段信号的频率、幅度进行检查，检查结果能够判别轨道电路故障状况。

进一步的，所述系统还包括：

送端调整设备，所述电源信号经轨道电路区段传输前，用来对三种频率的所述电源信号进行调压，隔离音频电码化信号，增强所述电源信号强度；

受端调整设备，所述判决处理前，用来调整所述接收的轨道电路区段信号的电压幅度，隔离串入的音频电码化信号，增强所述接收的轨道电路区段信号强度。

进一步的，所述接收设备包括：

模数转换单元，用来对接收的轨道电路区段信号进行模数转换；

频率设定单元，用来设定轨道电路区段预设频率；

CPU解调分析单元，根据所述预设频率，CPU对所述模数转换后的数字信号进行解调分析，所述CPU解调分析包括对接收的轨道电路区段信号的频率、幅度、相位进行检查；

反馈检查单元，用来反馈检查安全与门的工作状态；

异常信号提示单元，CPU解调分析异常和/或安全与门的工作状态异常，进行异常信号提示。

进一步的，所述接收设备还包括：

通信接口，用来将所述CPU解调分析的结果输出到外部。

进一步的，所述CPU解调分析单元包括两路独立的CPU，分别是第一CPU、第二CPU。

进一步的，所述反馈检查单元包括：

安全与门，CPU输出作为安全与门的输入；

反馈检查，用来反馈检查安全与门的工作状态。

进一步的，所述系统还包括：

扼流变压器，用于所述电源向外传输轨道电路区段信号和电码化信号，同时对50Hz工频呈现低阻抗，防止信号干扰。

进一步的，所述接收设备是主备接收设备，所述主备接收设备为两台二取二的双机热备接收设备。

本发明的轨道电路故障检查的方法能够克服25Hz相敏轨道电路绝缘破损防护的缺陷，全面实现绝缘破损防护功能，进一步提高列车运行安全性；该方法具有反馈检查功能，增强了系统可维护性，便于及早发现问题，定位故障；在电路结构方面，相对于25Hz相敏轨道电路，本发明接收设备仅接收室外返回的轨道电压，无需接收室内局部电压，通过一路电源即可实现抗干扰。

本发明的其它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可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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示出了根据现有技术的接收设备结构示意图；

图2示出了根据现有技术的相邻轨道电路区段信号幅值相同，绝缘破损后混合信号时域波形图；

图3示出了根据现有技术的仅一处绝缘破损时绝缘破损防护功能正常实现示意图；

图4示出了根据现有技术的相邻轨道电路区段信号幅值不同，绝缘破损后混合信号时域波形图；

图5示出了根据现有技术的绝缘破损与同侧钢轨引接线断线同时出现时，绝缘破损防护功能失效示意图；

图6示出了根据本发明实施例的一种可用于轨道电路故障检查的方法流程图；

图7示出了根据本发明实施例的24.5Hz、25.5Hz电信号的时域波形图；

图8示出了根据本发明实施例的绝缘破损后24.5Hz、25.5Hz电信号叠加信号时域波形图；

图9示出了根据本发明实施例的绝缘破损后24.5Hz、25.5Hz电信号叠加信号的频域解调结果；

图10示出了根据本发明实施例的接收设备组成结构框图；

图11示出了根据本发明实施例的接收设备组成结构示意图；

图12示出了根据本发明实施例的相邻两轨道电路区段信号幅值差异很大，绝缘破损且相邻轨道电路区段没有列车占用时，绝缘破损防护功能正常实现示意图；

图13示出了根据本发明实施例的绝缘破损和同侧钢轨引接线断线同时出现，相邻轨道电路区段有列车占用时，绝缘破损防护功能正常实现示意图；

图14示出了根据本发明实施例的接收设备结构示意图；

图15示出了根据本发明实施例的一种可用于轨道电路故障检查的系统结构示意图(以一送两受轨道电路区段为例)。

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，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，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。

本发明提供了一种可用于轨道电路故障检查的方法及系统。

本发明不限于对绝缘破损的检查，可适用于包括轨道断裂、引接线断线等轨道电路故障的情况，适用范围广泛。本发明实施例以对绝缘破损的检查进行示例性说明。

本发明一种可用于轨道电路故障检查的方法，包括以下几个步骤，如图6所示。

步骤一：为相邻两组轨道电路区段提供不同频率的电源信号。

通过对智能电源屏进行修改，把25Hz相敏轨道电路中25Hz轨道电源、25Hz局部电源转变为对频率敏感的两种以上频率的轨道电源，该两种以上频率经过调制并与25Hz相近，分别为相邻两组轨道电路区段供电。或者通过新设电源模块的方式，提供两种以上频率与25Hz相近的信号，分别为相邻两组轨道电路区段供电。

两种以上频率的轨道电源信号经轨道传输前，先进行电源信号调压、隔离串入的音频电码化信号、补偿电缆长度等处理，然后经轨道电路区段传输，生成各轨道电路区段信号。

两种以上频率的轨道电源信号经轨道传输后，分别到达各轨道电路区段，生成相应的轨道电路区段信号。接收设备只针对本轨道电路区段对应的电源信号进行唯一匹配，即把接收的轨道电路区段信号频率及调制特征与本轨道电路区段电源信号频率及调制特征进行比对，如果两者不一致，且接收的轨道电路区段信号幅度大于等于既定幅度，则判定发生绝缘破损，将本轨道电路区段状态置为占用；如果两者一致，且接收的轨道电路区段信号的幅度大于等于既定幅度门限，判决绝缘破损未发生，本轨道电路区段空闲；其他情况下，判决绝缘破损未发生，本轨道电路区段占用。

示例性的，与25Hz频率相近的两种轨道电源选择为24.5Hz、25.5Hz电源,并经频偏1.6Hz、低频2Hz调制，轨道电路区段A接收设备只对调制后的24.5Hz进行频率匹配，轨道电路区段B接收设备只对调制后的25.5Hz进行频率匹配。当轨道电路区段A接收设备接收到调制后的25.5Hz信号，解调所得信号频率为调制后的25.5Hz，与轨道电路区段A信号频率调制后的24.5Hz不一致，且接收的轨道电路区段信号的幅度大于等于既定幅度门限，则判定绝缘破损发生，轨道电路区段A轨道状态置为占用；当轨道电路区段A接收设备接收到调制后的24.5Hz信号，解调所得信号频率为调制后的24.5Hz，与轨道电路区段A信号频率调制后的24.5Hz一致，且接收的轨道电路区段信号的幅度大于等于既定幅度门限，判决绝缘破损未发生，本轨道电路区段空闲；其他情况下，判决绝缘破损未发生，本轨道电路区段占用。

轨道电路区段A的24.5Hz信号、轨道电路区段B的25.5Hz信号时域波形如图7所示，发生绝缘破损后，轨道电路区段A未发生列车轮对占用，轨道电路区段A接收设备接收到上述两信号叠加后的信号，其时域波形图如图8所示，该时域波形不易分辨出两个频率信号，但是利用频域解调技术，可以精确分辨出两个频率信号，解调所得信号频谱图如图9所示。

步骤二：接收并判决处理轨道电路区段信号。

轨道电路区段接收端接收经轨道电路传输的轨道电路区段信号，调整轨道电路区段信号的电压幅度，隔离串入的音频电码化信号，补偿电缆长度，交给接收设备进行判决处理。接收设备只接收一路电源，即室外返回的轨道电源，无需接收25Hz相敏轨道电路中的局部电源。

轨道电路区段信号的判决处理需要经历模数转换、频率设定、CPU解调分析、反馈检查、异常信号提示等一系列处理过程，如图10所示。

模数转换时，将接收到的轨道电路区段信号这一模拟信号经过模数转换器转换为数字信号，交给CPU解调分析。

频率设定单元设定预设频率，轨道电路区段预设频率为本轨道电路区段对应的轨道电源信号频率，为CPU解调分析提供判断依据。

CPU解调分析单元采用两路独立的CPU，记作第一CPU(CPU1)、第二CPU(CPU2)，根据频率设定单元的预设频率，对模数转换后的接收到的轨道电路区段信号分别进行解调分析。解调分析包括检查接收到的轨道电路区段信号是否满足幅度、频率要求，从而判断本轨道电路区段是否发生绝缘破损或者轨道占用，并把该判断信息通过通信接口输出到外部，从而控制列车安全行驶和绝缘破损及时维修。如果轨道电路区段接收到的轨道电路区段信号频率不等于本轨道电路区段预设频率或者调制特征不等于本轨道电路区段预设调制特征，且该接收到的轨道电路区段信号幅度大于等于既定幅度，则判定发生绝缘破损，本轨道电路区段状态置为占用；如果轨道电路区段接收到的轨道电路区段信号频率等于本轨道电路区段预设频率且调制特征等于本轨道电路区段预设调制特征，且轨道电路区段接收到的轨道电路区段信号的幅度大于等于既定幅度门限，判决绝缘破损未发生，本轨道电路区段空闲；其他情况下，判决绝缘破损未发生，本轨道电路区段占用。

反馈检查单元中，正常情况下，CPU1、CPU2有动态输出，例如CPU1、CPU2同时输出方波信号，则安全与门直流输出高电平，用于驱动继电器工作。反馈控制处理根据CPU1、CPU2的两路输出，检查安全与门的输出是否正常，从而判断安全与门是否出现故障。若出现故障，则驱动异常信号提示单元发出异常信号提示。

异常信号提示单元对CPU和安全与门异常工作进行异常信号提示，当CPU1、CPU2输出空闲和占用状态不一致，或者当CPU1、CPU2动态输出方波信号，安全与门未输出直流高电平，则异常信号提示单元做出异常信号提示。

示例性的，轨道电路区段信号的判决处理过程如图11所示，多路AD用于完成模数转换；频率及通道数读取用于频率设定和频率通道数目的读取；CPU1和CPU2联合进行CPU解调分析，并兼具反馈检查的功能，将反馈至CPU1和CPU2的安全与门的输出与CPU1和CPU2输出进行逻辑比较，判断安全与门是否正常工作；故障报警用于异常信号提示。

示例性的，相邻轨道电路区段A、B的轨道电源频率分别是24.5Hz、25.5Hz，并经频偏1.6Hz、低频2Hz调制，相应的，轨道电路区段A、B预设频率分别为经过频偏1.6Hz、低频2Hz调制的24.5Hz、25.5Hz。

情景一：在轨道电路区段A未被列车占用，无绝缘破损的情况下，轨道电路区段A接收设备接收到调制后的24.5Hz信号X，X经过模数转换单元进行模数转换，得到对应的数字信号X′，CPU1、CPU2对X′独立进行解调分析，CPU1、CPU2解调分析结果相同，解调分析结果是，X′频率为24.5Hz，X′频率等于轨道电路区段A预设频率，X′幅度大于等于既定幅度门限，CPU1、CPU2判断结果相同，判断结果是，绝缘破损未发生，本轨道电路区段空闲，并把该判断信息通过通信接口输出到外部。同时，CPU1、CPU2均输出方波信号，安全与门输出高电平，驱动继电器吸起，CAN总线输出通信状态吸起，表示本轨道电路区段处于空闲状态。

情景二：在轨道电路区段A有列车占用，无绝缘破损的情况下，轨道电路区段A接收设备接收到电压过低的X信号，X经过模数转换单元进行模数转换，得到对应的数字信号X′，CPU1、CPU2对X′独立进行解调分析，CPU1、CPU2解调分析结果相同，解调分析结果是，X′频率为24.5Hz，X′频率等于轨道电路区段A预设频率，X′幅度小于既定幅度门限，CPU1、CPU2判断结果相同，判断结果是，绝缘破损未发生，本轨道电路区段占用，并把该判断信息通过通信接口输出到外部。同时，CPU1、CPU2未输出方波信号，安全与门输出低电平，无法驱动继电器，继电器落下，CAN总线输出通信状态落下，表示本轨道电路区段处于占用状态。

情景三：在轨道电路区段A未被列车占用，相邻轨道电路区段发生绝缘破损的情况下，轨道电路区段A接收设备接收到调制后的24.5Hz信号X和调制后的25.5Hz信号Y，X、Y经过模数转换单元进行模数转换，得到对应的数字信号X′、Y′，CPU1、CPU2对X′独立进行解调分析，CPU1、CPU2解调分析结果相同，解调分析结果是，X′频率为24.5Hz，Y′的频率为25.5Hz，Y′频率不同于轨道电路区段A预设频率，Y′幅度大于等于既定幅度门限，CPU1、CPU2判断结果相同，判断结果是，绝缘破损发生，本轨道电路区段占用，并把该判断信息通过通信接口输出到外部。同时，CPU1、CPU2不能输出方波信号，安全与门输出低电平，无法驱动继电器，继电器落下，CAN总线输出通信状态落下，表示本轨道电路区段处于占用状态。

情景四：在轨道电路区段A被列车占用，同时相邻轨道电路区段发生绝缘破损的情况下，轨道电路区段A接收设备接收到相邻轨道电路区段B的调制后的25.5Hz信号Y，Y经过模数转换单元进行模数转换，得到对应的数字信号Y′，CPU1、CPU2对X′独立进行解调分析，CPU1、CPU2解调分析结果相同，解调分析结果是，Y′的频率为25.5Hz，Y′频率不同于本轨道电路区段预设频率，Y′幅度大于等于既定幅度门限，CPU1、CPU2判断结果相同，判断结果是，绝缘破损发生，本轨道电路区段占用，并把该判断信息通过通信接口输出到外部。CPU1、CPU2不能输出方波信号，安全与门输出低电平，无法驱动继电器，继电器落下，CAN总线输出通信状态落下，表示本轨道电路区段处于占用状态。

示例性的，反馈检查单元监测到CPU1、CPU2有动态输出，例如CPU1、CPU2同时输出方波信号，安全与门未直流输出高电平，反馈检查单元驱动异常信号提示单元做出异常信号提示(例如，报警)，表示安全与门发生故障。

示例性的，CPU1输出方波信号，CPU2输出非方波信号，CPU1、CPU2输出不一致，异常信号提示单元发出异常信号提示，表示CPU判决单元出现故障。

在判决处理轨道电路区段信号过程中，如果轨道电路区段长期接收不到本轨道电路区段电源频率的信号，或者已明确本轨道电路区段由列车轮对占用，但接收不到本轨道电路区段电源频率的信号，即可判定本轨道电路区段钢轨断裂或者钢轨引接线断线。

本发明一种可用于轨道电路故障检查的方法能够克服25Hz相敏轨道电路绝缘破损防护的缺陷，全面实现绝缘破损防护功能，使绝缘破损得到检查，进一步提高列车运行安全性；该方法具有反馈检查功能，包括设备的各种自检，增强了系统可维护性，便于及早发现问题，定位故障，尽快维护；在电路结构方面，相对于25Hz相敏轨道电路，接收设备同时接收室外返回的轨道电压以及相位与之相差90°的室内局部电压，本发明接收设备仅接收室外返回的轨道电压，无需接收室内局部电压，如图14所示，通过一路电源即可实现抗干扰。

示例性的，如图12所示，当相邻两轨道电路区段信号幅值差异很大，绝缘破损(故障1)且相邻轨道电路区段没有列车占用时，侵入相邻轨道电路区段的信号(主串区段信号)与本轨道电路区段的信号(被串区段信号)频率不同，被串区段接收设备经过判决处理，得出结论：接收到非本轨道电路区段频率的信号，绝缘破损发生，本轨道电路区段置为占用。克服了25Hz相敏轨道电路，以上故障发生，被串区段接收设备误判轨道电路区段空闲的缺陷，使绝缘破损故障在列车驶入前得到检查，更好的保证安全。

示例性的，如图13所示，当绝缘破损(故障1)和同侧钢轨引接线断线(故障2)同时出现，相邻轨道电路区段有列车占用时，侵入相邻轨道电路区段的信号(主串区段信号)与本轨道电路区段的信号(被串区段信号)频率不同，被串区段接收设备经过判决处理，得出结论，接收到非本轨道电路区段频率的信号，绝缘破损发生，本轨道电路区段置为占用。克服了25Hz相敏轨道电路，以上故障发生，被串区段接收机误判轨道电路区段空闲的缺陷，该缺陷如图5所示。

示例性的，反馈检查单元监测到CPU1、CPU2输出均为方波信号，安全与门输出为低电平，反馈检查单元驱动异常信号提示单元做出异常信号提示，即安全与门发生故障。

基于以上一种可用于轨道电路故障检查的方法，本发明还提出了一种可用于轨道电路故障检查的系统。该系统主要由室内轨道电源、送端调整设备、受端调整设备、冗余的主备接收设备和室外扼流变压设备等部件构成，以一送两受轨道电路区段为例，本发明系统结构示意图如图15所示。

轨道电源为相邻两组轨道电路区段提供不同频率的电源信号。

送端调整设备内置调压器，设置防止音频电码化信号串入的隔离电路，设置补偿电缆长度的补偿电阻。示例性的，轨道电源提供经频偏1.6Hz、低频2Hz调制的24.5Hz、25.5Hz两种频率的电源信号，送端调整设备将24.5Hz、25.5Hz电源信号进行调压、隔离串入的音频电码化信号、补偿电缆长度等处理后，交叉发送到相邻轨道电路区段。

扼流变压器用于向外传输轨道信号和电码化信号，同时对50Hz工频呈现低阻抗，防止信号干扰。

电源信号经轨道电路传输，到达各轨道电路区段，生成轨道电路区段信号。

受端调整设备能够满足一送多受轨道电路区段的运用，调整每个受端的接收电平，设置防止音频电码化信号串入的隔离电路，设置用于补偿电缆长度的补偿电阻。

受端只接收一路电源，即室外返回的规定频率的轨道电源，无需接收25Hz相敏轨道电路中的局部电源。

主备接收设备为两台二取二的双机热备接收设备，两套相同的接收设备并联，处理相同的信号，然后并联输出，构成互为冗余的系统，以提高系统的可靠性。接收设备只接收一路电源，即室外返回的规定频率的轨道电源，无需接收25Hz相敏轨道电路中的局部电源。当任一受端轨道电路区段被占用，都表示输出状态为落下，通过总轨道继电器和总轨道通信接口同时输出。

每台接收设备组成结构如图10所示，由模数转换单元、频率设定单元、CPU解调分析单元、反馈检查单元、异常信号提示单元等单元部件组成。示例性的，接收设备如图11所示，多路AD构成模数转换单元；频率及通道数读取构成频率设定单元；CPU1和CPU2联合构成CPU解调分析单元；同时，CPU1和CPU2结合安全与门构成反馈检查单元；故障报警构成异常信号提示单元。另外，接收设备可通过CAN总线和全电子联锁等设备进行通信，上传轨道区段的占用/空闲信息，CAN地址表示CAN总线上的节点地址。

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。

Claims (15)

1.一种可用于轨道电路故障检查的方法，其特征在于，所述方法包括：

为相邻两组轨道电路区段提供不同频率的电源信号；

所述电源信号经轨道电路区段传输，生成轨道电路区段信号；

接收并判决处理所述轨道电路区段信号，所述判决处理包括对接收的轨道电路区段信号的频率、幅度进行检查，检查结果能够判别轨道电路故障状况；

把接收的轨道电路区段信号频率及调制特征与本轨道电路区段电源信号频率及调制特征进行比对，如果两者不一致，且接收的轨道电路区段信号幅度大于等于既定幅度，则判定发生绝缘破损，将本轨道电路区段状态置为占用；如果两者一致，且接收的轨道电路区段信号的幅度大于等于既定幅度门限，判决绝缘破损未发生，本轨道电路区段空闲；其他情况下，判决绝缘破损未发生，本轨道电路区段占用；

所述电源信号的频率为24.5Hz、25Hz、25.5Hz中的任意两种；

所述轨道电路为普速铁路的轨道电路。

2.根据权利要求1所述可用于轨道电路故障检查的方法，其特征在于，所述判决处理包括：

对接收的轨道电路区段信号进行模数转换；

设定轨道电路区段预设频率，所述轨道电路区段预设频率为本轨道电路区段对应的电源信号频率；

根据所述预设频率，对所述模数转换后的数字信号进行CPU解调分析，所述CPU解调分析包括对接收的轨道电路区段信号的频率、幅度进行检查；

安全与门接收CPU解调分析结果信号；

反馈检查单元反馈检查安全与门的工作状态；

所述CPU解调分析异常和/或安全与门的工作状态异常，进行异常信号提示。

3.根据权利要求2所述可用于轨道电路故障检查的方法，其特征在于，所述CPU解调分析包括：

将接收的轨道电路区段信号的频率、幅度分别与本轨道电路区段预设频率、既定幅度门限比对，得到比对结果；

所述比对结果包括：

所述接收的轨道电路区段信号中存在信号频率与本轨道电路区段预设频率不一致的信号，且所述频率不一致的信号的幅度大于等于既定幅度门限，判决绝缘破损发生，本轨道电路区段占用；

所述接收的轨道电路区段信号的频率与本轨道电路区段预设频率一致，且所述接收的轨道电路区段信号的幅度大于等于既定幅度门限，判决绝缘破损未发生，本轨道电路区段空闲；

所述接收的轨道电路区段信号的频率与本轨道电路区段预设频率一致，所述接收的轨道电路区段信号的幅度小于既定幅度门限，判决绝缘破损未发生，本轨道电路区段占用。

4.根据权利要求2所述可用于轨道电路故障检查的方法，其特征在于，所述CPU解调分析采用两路独立的CPU，分别是第一CPU和第二CPU。

5.根据权利要求4所述可用于轨道电路故障检查的方法，其特征在于，所述反馈检查安全与门的工作状态包括：

当第一CPU、第二CPU有动态输出，安全与门直流输出高电平，则安全与门的工作状态正常；

当第一CPU、第二CPU有动态输出，安全与门未直流输出高电平，则安全与门的工作状态异常。

6.根据权利要求1所述可用于轨道电路故障检查的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述电源信号经轨道电路区段传输前，

对所述电源信号进行调压，

隔离音频电码化信号，

增强所述电源信号的幅值；

所述判决处理前，

调整所述接收的轨道电路区段信号的电压幅度，

隔离串入的音频电码化信号，

增强所述接收的轨道电路区段信号幅值。

7.根据权利要求1、2、6任一项所述可用于轨道电路故障检查的方法，其特征在于，

两种所述电源信号均采用频偏1.6Hz、低频2Hz调制。

8.一种可用于轨道电路故障检查的系统，其特征在于，所述系统包括：

多频率的电源，为相邻两组轨道电路区段提供不同频率的电源信号；

轨道电路区段，电源信号经轨道电路区段传输，生成轨道电路区段信号；

接收设备，用于接收并判决处理所述轨道电路区段信号，所述判决处理包括对接收的轨道电路区段信号的频率、幅度进行检查，检查结果能够判别轨道电路故障状况；把接收的轨道电路区段信号频率及调制特征与本轨道电路区段电源信号频率及调制特征进行比对，如果两者不一致，且接收的轨道电路区段信号幅度大于等于既定幅度，则判定发生绝缘破损，将本轨道电路区段状态置为占用；如果两者一致，且接收的轨道电路区段信号的幅度大于等于既定幅度门限，判决绝缘破损未发生，本轨道电路区段空闲；其他情况下，判决绝缘破损未发生，本轨道电路区段占用；

所述电源信号的频率为24.5Hz、25Hz、25.5Hz中的任意两种；

所述轨道电路为普速铁路的轨道电路。

9.根据权利要求8所述的可用于轨道电路故障检查的系统，其特征在于，所述系统还包括：

送端调整设备，所述电源信号经轨道电路区段传输前，用来对三种频率的所述电源信号进行调压，隔离音频电码化信号，增强所述电源信号强度；

受端调整设备，所述判决处理前，用来调整所述接收的轨道电路区段信号的电压幅度，隔离串入的音频电码化信号，增强所述接收的轨道电路区段信号强度。

10.根据权利要求8所述可用于轨道电路故障检查的系统，其特征在于，所述接收设备包括：

模数转换单元，用来对接收的轨道电路区段信号进行模数转换；

频率设定单元，用来设定轨道电路区段预设频率；

CPU解调分析单元，根据所述预设频率，CPU对所述模数转换后的数字信号进行解调分析，所述CPU解调分析包括对接收的轨道电路区段信号的频率、幅度、相位进行检查；

反馈检查单元，用来反馈检查安全与门的工作状态；

异常信号提示单元，CPU解调分析异常和/或安全与门的工作状态异常，进行异常信号提示。

11.根据权利要求10所述可用于轨道电路故障检查的系统，其特征在于，所述接收设备还包括：

通信接口，用来将所述CPU解调分析的结果输出到外部。

12.根据权利要求10所述可用于轨道电路故障检查的系统，其特征在于，所述CPU解调分析单元包括两路独立的CPU，分别是第一CPU、第二CPU。

13.根据权利要求10所述可用于轨道电路故障检查的系统，其特征在于，所述反馈检查单元包括：

安全与门，CPU输出作为安全与门的输入；

反馈检查，用来反馈检查安全与门的工作状态。

14.根据权利要求8所述可用于轨道电路故障检查的系统，其特征在于，所述系统还包括：

扼流变压器，用于所述电源向外传输轨道电路区段信号和电码化信号，同时对50Hz工频呈现低阻抗，防止信号干扰。

15.根据权利要求8、10、11中任一项所述可用于轨道电路故障检查的系统，其特征在于，所述接收设备是主备接收设备，所述主备接收设备为两台二取二的双机热备接收设备。

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