CN110481387A - 一种过分相系统中的列车运行状态检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种过分相系统中的列车运行状态检测方法及装置，包括：利用传感器检测是否有列车车轮经过分相区，并输出检测结果；获取传感器的检测结果，并根据检测结果判断当前分相区的列车运行状态，所述判断当前电分相区的列车运行状态包括：若当前分相区的第一检测点上的传感器检测到列车进入分相区的信息，则确定当前分相区存在待供电的列车；若当前分相区的第一或第二检测点上的传感器检测到列车离开当前分相区时，则确定当前分相区无列车；根据所述列车运行状态信息确定并发送分相控制信号，所述分相控制信号用于控制分相区内供电与否，以保证进入分相区的列车的供电。本发明实施例能够快速准确地检测确定列车的折返、停车或行进的运行状态，保证了列车运行的安全可靠。

Description

一种过分相系统中的列车运行状态检测方法及装置

技术领域

本发明涉及电子检测技术领域，尤其涉及一种过分相系统中的列车运行状态检测方法及装置。

背景技术

在我国电气化铁路牵引供电系统中，是由牵引变电所将电力系统提供的110kV或220kV三相电转换成27.5kV的单相交流电，给牵引供电网。单相供电容易在电网中产生负序电流，而负序电流对电网中的设备、输电线路、继电保护等产生很大影响。为平衡电力系统的A、B、C三相电流，牵引变电所对接触网实行换相轮流供电方式。为防止相间短路，接触网各相间要采用绝缘物分割，称为“电分相”。因此，在变电所出口处及两牵引变电所之间(供电臂末端)，必须设置电分相装置。现有国内交流电气化铁路上，一般每隔20～30km会设置一个电分相区。

列车在电分相区必须设置过分相装置，以使列车安全平稳行进，我国目前主要采用的是地面过分相技术，其工作原理如图1所示，在系统中，其中列车行进位置与方向检测要靠图中设置于位置S1、S2和S3的探测器来探测，该探测器一般为电磁感应器。

其中，电磁感应器的原理较为简单，在列车车体覆盖电磁感应器时，电磁感应器能够马上感应到金属体的存在，从而得到列车的行进位置，根据磁感应器的感应时间顺序即可推算出列车的行进方向。若某磁感应器在一定时间内没有感应到列车覆盖，则认为没有列车。

但是，在上述现有技术中，无论是依据车体检测原理还是车轮检测原理，都存在检测盲区，比如在列车车厢连接处无法感应列车的存在，一但列车停车时，有可能误判为列车的不存在。这样不仅存在很大的安全隐患，而且对于无车的操作逻辑一般为让中性区失电，则列车将完全失去动力，只能依靠人工供电或征调拖车的方式将列车移出过分相区，从而严重影响了运输的效率。

而且，上述现有技术对于车辆的折返存在判断的滞后性。如果列车停车折返，比如机车从左端进入S1-S2区段后折返，则位置S1处的探测器要等到完全没有信号一段时间后才知道列车从左方退出。同时，这种情况和列车停车情况还存在无法有效区分的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种过分相系统中的列车运行状态检测装置，其能够快速准确地检测确定列车的折返、停车或行进的运行状态，保证了列车运行的安全可靠。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种过分相系统中的列车运行状态检测方法，包括：

利用传感器检测是否有列车车轮经过分相区，并输出检测结果；

获取传感器的检测结果，并根据检测结果判断当前分相区的列车运行状态，所述判断当前电分相区的列车运行状态包括：若当前分相区的第一检测点上的传感器检测到列车进入分相区的信息，则确定当前分相区存在待供电的列车；若当前分相区的第一或第二检测点上的传感器检测到列车离开当前分相区时，则确定当前分相区无列车；

根据所述列车运行状态信息确定并发送分相控制信号，所述分相控制信号用于控制分相区内供电与否，以保证进入分相区的列车的供电。

所述传感器包括：计轴传感器和/或车轮传感器。

该方法还包括：

若位于分相区内行进状态的列车若持续预定时间监测其未驶出当前分相区，则确定当前列车为停车状态；其中，列车驶出当前分相区的情况包括正向驶出和折返驶出。

所述发送分相控制信号的步骤包括：当确定当前分相区存在待供电的列车时，则发送为当前列车供电的分相控制信号，所述待供电的列车包括：行进状态的列车或停车状态的列车。

一种过分相系统中的列车运行状态检测装置，包括计轴传感器，列车运行状态检测单元和分相控制单元，其中：

传感器，用于检测是否有列车车轮经过分相区，并输出检测结果；

列车运行状态检测单元，用于获取传感器发送来的检测结果，并根据所述检测结果判断当前分相区的列车运行状态，所述判断当前电分相区的列车运行状态包括：若当前分相区的第一检测点上的传感器检测到列车进入分相区的信息，则确定当前分相区存在待供电的列车；若当前分相区的第一或第二检测点上的传感器检测到列车离开当前分相区时，则确定当前分相区无列车；

分相控制单元，用于获取列车运行状态检测单元输出的列车运行状态信息，并根据所述列车运行状态信息发送分相控制信号，所述分相控制信号用于控制分相区内供电与否，以保证进入分相区的列车的供电。

所述传感器包括：计轴传感器和/或车轮传感器。

所述列车运行状态检测单元还包括：

若位于分相区内行进状态的列车若持续预定时间监测其未驶出当前分相区，则确定当前列车为停车状态；其中，列车驶出当前分相区的情况包括正向驶出和折返驶出。

所述分相控制单元发送分相控制信号的步骤包括：

当所述列车运行状态检测单元确定当前分相区存在待供电的列车时，则发送为当前列车供电的分相控制信号，其中，所述待供电的列车包括：行进状态的列车或停车状态的列车。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的一种过分相系统中的列车运行状态检测装置，在该装置中巧妙地利用了计轴传感器或车轮传感器的统计经过列车车轮数的功能，并结合设计合理的监测判断处理操作，从而可以准确地检测确定列车的行进方向、是否折返及是否停车等状态，使得在铁路供电线路的电分相区中能够可靠地控制分相区的供电与否，进而保证了进入分相区的列车能够可能地供电。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。

图1为现有技术中的过分相技术原理示意图；

图2为本发明实施例提供的方法的处理过程示意图；

图3为本发明实施例中的计轴传感器的工作过程示意图；

图4为本发明实施例中的列车状态判断过程示意图一；

图5为本发明实施例中的列车状态判断过程示意图二；

图6为本发明实施例提供的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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，都属于本发明的保护范围。

下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种过分相系统中的列车运行状态检测方法，具体如图2所示，可以包括以下步骤：

步骤21，利用设置于分相区两侧的传感器检测是否有列车车轮经过分相区，并输出检测结果；

其中，所述的传感器通常为多个，例如3个、4个或5个等等，且可以包括：计轴传感器和/或车轮传感器；

其中，以计轴传感器为例，其可以实时传送计轴轴数和方向信息，具体地，计轴传感器有两个被压感应点，具备车轮轴数及方向的判断功能，本发明实施例中正是应用这个原理判断列车的行进位置和方向。如图3所示，车轮向右驶过计轴传感器时，先是计轴传感器A感应点感应到车轮，然后是B感应点感应到车轮的经过，向右计轴数加1；反之则为向左驶过计轴传感器1轴；

步骤22，获取分相区设置的传感器的检测结果，并根据检测结果判断当前分相区的列车运行状态；

具体地，判断当前电分相区的列车运行状态的步骤可以包括：

若当前分相区的第一检测点上的传感器检测到列车进入分相区的信息，则确定当前分相区存在待供电的列车；若当前分相区的第一或第二检测点上的传感器检测到列车离开当前分相区时，则确定当前分相区无列车；其中，所述待供电的列车可以包括：行进状态的列车或停车状态的列车；

其中，所述检测到列车离开当前分相区的步骤可以包括：所述当前分相区的第一或第二检测点上的传感器检测到列车沿着离开的方向驶出当前分相区的第一或第二检测点时(若驶离第一检测点，则为反方向折返驶出，若驶离第二检测点，则为同方向前进行驶驶出)，保持当前状态第一预定时间长度(如30秒等)后确定当前分相区无列车，即当第一或第二检测点检测到车轮压过，则记录当前列车行驶方向并维持记录该方向第一预定时间长度。

进一步地，对于上述位于分相区内行进状态的列车若持续第二预定时间长度监测其未驶出当前分相区，则确定当前列车为停车状态；其中，监测到列车驶出当前分相区的情况包括正向驶出和折返驶出，正向驶出是指列车按照原来的行进方向不变驶出当前分相区，折返驶出则是指列车按照其原来行进方向相反的方向驶出当前分相区；

步骤23，根据所述列车运行状态信息确定并发送分相控制信号，所述分相控制信号用于控制分相区内供电与否，以保证进入分相区的列车的供电；

其中，所述发送分相控制信号的步骤可以包括：当确定当前分相区存在待供电的列车时，则发送为当前列车供电的分相控制信号。

具体以应用计轴传感器为例，通过上述实施例提供了一种可以利用计轴系统在过分相系统中对折返、停车、行进的列车进行监测的技术方案。即利用计轴传感器来确定列车的位置和行进方向，只要有车轮压过计轴传感器，计轴系统就会记录该车轮的方向和轴数，即使列车出现停车，没有车轮压在计轴传感器上，计轴系统也会确定列车在某个区段内的存在，只要有新的车轮再次驶过某个计轴传感器，计轴系统便会立即更新列车行驶方向和轴数，从而为准确地给出分相区的供电操作提供基础依据，解决分相区内列车折返与停车状态下的供电问题。

为便于理解，下面将结合附图对本发明实施例的具体应用进行详细说明。本发明实施例在应用过程中，参照图4所示，在行车方向判断逻辑中，假设行车方向保持预定时间长度，如30秒，若超过30秒则认为列车是停车状态，该预定时间长度门限值可以根据实际需要进行确定。

参照图4所示，相应的判断当前电分相区的列车运行状态的过程可以包括：

(1)当位置S1或S2或S3处的传感器检测到有向左行驶的列车，且在S1-S2段或S3-S3检测确定区段内有轴数，则确定在相应分相区段内存在向左行驶的列车，且确定该行车方向状态持续时间为第一预定时间长度(如30秒等)；

例如，当S2或S3处检测到列车向左行驶为例，则记录列车当前行驶方向，并记录该行驶方向将持续时间为第一预定时间长度；

再以列车最后向左驶出S1处为例，当S1位置处被车轮压过，此时列车还有车尾留在分相区S1-S2，即S1-S2轴数可能有几轴，即列车并没有完全驶出S1-S2段。当车第一个轮驶过S1时，车行方向更新为S1的方向(向左)并保持30秒，此时车并没有完全驶出分相区S1-S2段，中性区还需要带A相电，只有列车的最后一个车轮完全驶出后该段后才会断开K1，中性区失电。如果最后一个轮没有过去，则S2-S3还有轴数，车身骑在S1上，车还有可能会停车或折返，K1必须保持闭合，中性区不能失电，此时需要根据S1位置处的传感器判断车行方向。

(2)当位置S1或S2或S3处的传感器检测到有向右行驶的列车，且在S1-S2段或S3-S3检测确定区段内有轴数，则确定在相应分相区段内存在向右行驶的列车，且确定该行车方向状态持续时间为第一预定时间长度(如30秒等)；

例如，当S1或S2处检测到列车向右行驶为例，则记录列车当前行驶方向，并记录该行驶方向将持续时间为第一预定时间长度；

再以列车最后向右驶出S3处为例，在列车向右行驶的最后阶段S1处和S2处已经不会被车轮压过了，而只有S3处会被车轮压过，此时列车还有车尾留在分相区S2-S3段内，即S2-S3轴数可能有几轴，即列车并没有完全驶出S2-S3段。举例说明，假设列车车尾完全驶过S2处时，车头没有到达S3处，此时列车全在S2-S3区段中，此时的车行方向将按S2处传感器最后被压过的时间保持30S，当列车第一个车轮驶过S3处时，则车行方向更新为S3处传感器检测到的车行方向并保持30秒，此时车并没有完全驶出分相区，中性区还带B相电，只有列车最后一个车轮完全驶出S3处后才会断开K2，中性区失电。如果最后一个轮没有过去，则S2-S3还有轴数，列车车身骑在S3处上，列车还有可能会停车或折返，此时K2必须保持闭合，中性区不能失电，且此时S3处的传感器将是判断车行方向的唯一依据。

(3)当位置S1、S2或S3处的传感器在持续第二预定时间长度(如30秒等)的时间内无左右方向行驶的列车(即未检测到行车方向信息)，且在S1-S2段或S3-S3检测确定区段内有轴数，则确定在相应分相区段内存在停止行驶的列车，即在该分相区内存在停车情况。

除上述三种情况外，则确定分相区内无需要供电的列车存在。且上述30秒只是举例说明，在实际应用过程中也可以根据应用需求调整设定的时间段长度。

进一步地，以应用计轴传感器时行车轮检测为例，即参照图1所示，在图1中的位置S1、S2和S3处分别设置更新为本发明实施例中的计轴传感器，则本发明实施例中的行车方向判断逻辑图如图5为例，图5中仅以向左方来车为例，相应的判断过程可以包括以下处理步骤：

当第一对车轮压过位置S1处的计轴传感器时，区段S1-S2内轴数由零变为1轴，判断为列车驶入分相区，则开关K1闭合，中性区(即分相区)带电为A相，即通过A相供电。

如果此时列车停车，即使没有车轮压在任何计轴传感器上，因区段S1-S2内有轴数，所以不会误判为无车，停车超过预定时间长度(如30秒)即做出停车判断。

如果此时列车折返，任何一对车轮压过任何一个计轴传感器时，计轴系统均可判断机车的新的行驶方向，等最后一个车轮向右驶出位置S1处的计轴传感器后，区段S1-S2内轴数变为零，判断列车驶出过分相区，可恢复开关K1为断开。

如果列车为继续向前车，当列车第一对车轮压过位置S2处的计轴传感器时，区段S2-S3占用，判断机车完全驶入中性区，地面过分相系统断开K1，闭合K2，中性区切换为B相供电。同理，当列车停车时，计轴系统保持轴数，不会误判列车位置。如果此时列车折返，当有任何一对车轮压过任何一个计轴传感器时，计轴系统马上可以判断机车的行驶方向变化，等最后一个车轮向左驶出位置S2后，区段S2-S3内轴数变为零，过分相控制系统恢复为K2断开，K1闭合，让中性区切换为A相供电。

当列车最后一对轮向右压过位置S3处的计轴传感器后，区段S2-S3出清，过分相控制系统认为机车驶出分相区，则断开K2，中性区失电。

参照上述图5所示处理过程，列车从右端驶入同理操作。

本发明实施例提供的上述技术方案可适用于单点安装单计轴传感器和双计轴传感器等配置，其不仅适用于三点两区段的情况，也适用于四点三区段的情况，具体应用过程的处理原理与上述处理过程类似，故不再赘述。

本发明实施例提供的技术方案应用后，过分相系统能够准确实时地检测到列车的行进位置和行进方向，有效解决了停车误判为无车的问题。以及有效解决了列车折返的判断问题，可完美解决列车的双向自由行驶。

本发明实施例提供一种过分相系统中的列车运行状态检测装置，其特征在于，包括计轴传感器，列车运行状态检测单元和分相控制单元，其中：

传感器，用于检测是否有列车车轮经过分相区，并输出检测结果；其中，所述传感器为多个，且可以包括：计轴传感器和/或车轮传感器；

列车运行状态检测单元，用于获取传感器发送来的检测结果，并根据所述检测结果判断当前分相区的列车运行状态，所述判断当前电分相区的列车运行状态包括：若当前分相区的第一检测点上的传感器检测到列车进入分相区的信息，则确定当前分相区存在待供电的列车；若当前分相区的第一或第二检测点上的传感器检测到列车离开当前分相区时，则确定当前分相区无列车；

在该装置中，所述列车运行状态检测单元检测到列车离开当前分相区的步骤具体可以包括：所述当前分相区的第一或第二检测点上的传感器检测到列车沿着离开的方向驶出当前分相区的第一或第二检测点时，保持当前状态第一预定时间长度后确定当前分相区无列车

进一步地，所述列车运行状态检测单元还可以包括：若位于分相区内行进状态的列车若持续第二预定时间长度监测其未驶出当前分相区，则确定当前列车为停车状态；其中，列车驶出当前分相区的情况包括正向驶出和折返驶出。

分相控制单元，用于获取列车运行状态检测单元输出的列车运行状态信息，并根据所述列车运行状态信息发送分相控制信号，所述分相控制信号用于控制分相区内供电与否，以保证进入分相区的列车的供电；

具体地，所述分相控制单元发送分相控制信号的步骤可以包括：

当所述列车运行状态检测单元确定当前分相区存在待供电的列车时，则发送为当前列车供电的分相控制信号；其中，所述待供电的列车可以包括：行进状态的列车或停车状态的列车。

通过上述本发明实施例提供的装置使得在铁路供电线路的电分相区中能够可靠地控制分相区的供电与否，进而保证了进入分相区的列车能够可能地供电。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种过分相系统中的列车运行状态检测方法，其特征在于，包括：

利用传感器检测是否有列车车轮经过分相区，并输出检测结果；

获取传感器的检测结果，并根据检测结果判断当前分相区的列车运行状态，所述判断当前电分相区的列车运行状态包括：若当前分相区的第一检测点上的传感器检测到列车进入分相区的信息，则确定当前分相区存在待供电的列车；若当前分相区的第一或第二检测点上的传感器检测到列车离开当前分相区时，则确定当前分相区无列车；

根据所述列车运行状态信息确定并发送分相控制信号，所述分相控制信号用于控制分相区内供电与否，以保证进入分相区的列车的供电。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传感器包括：计轴传感器和/或车轮传感器。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测到列车离开当前分相区的步骤包括：所述当前分相区的第一或第二检测点上的传感器检测到列车沿着离开的方向驶出当前分相区的第一或第二检测点时，保持当前状态第一预定时间长度后确定当前分相区无列车。

4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

若位于分相区内行进状态的列车若持续第二预定时间长度监测其未驶出当前分相区，则确定当前列车为停车状态；其中，列车驶出当前分相区的情况包括正向驶出和折返驶出。

5.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述发送分相控制信号的步骤包括：当确定当前分相区存在待供电的列车时，则发送为当前列车供电的分相控制信号，所述待供电的列车包括：行进状态的列车或停车状态的列车。

6.一种过分相系统中的列车运行状态检测装置，其特征在于，包括计轴传感器，列车运行状态检测单元和分相控制单元，其中：

传感器，用于检测是否有列车车轮经过分相区，并输出检测结果；

列车运行状态检测单元，用于获取传感器发送来的检测结果，并根据所述检测结果判断当前分相区的列车运行状态，所述判断当前电分相区的列车运行状态包括：若当前分相区的第一检测点上的传感器检测到列车进入分相区的信息，则确定当前分相区存在待供电的列车；若当前分相区的第一或第二检测点上的传感器检测到列车离开当前分相区时，则确定当前分相区无列车；

分相控制单元，用于获取列车运行状态检测单元输出的列车运行状态信息，并根据所述列车运行状态信息发送分相控制信号，所述分相控制信号用于控制分相区内供电与否，以保证进入分相区的列车的供电。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述传感器包括：计轴传感器和/或车轮传感器。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述列车运行状态检测单元检测到列车离开当前分相区的步骤包括：所述当前分相区的第一或第二检测点上的传感器检测到列车沿着离开的方向驶出当前分相区的第一或第二检测点时，保持当前状态第一预定时间长度后确定当前分相区无列车。

9.根据权利要求6、7或8所述的装置，其特征在于，所述列车运行状态检测单元还包括：

若位于分相区内行进状态的列车若持续第二预定时间长度监测其未驶出当前分相区，则确定当前列车为停车状态；其中，列车驶出当前分相区的情况包括正向驶出和折返驶出。

10.根据权利要求6、7或8所述的装置，其特征在于，所述分相控制单元发送分相控制信号的步骤包括：

当所述列车运行状态检测单元确定当前分相区存在待供电的列车时，则发送为当前列车供电的分相控制信号，其中，所述待供电的列车包括：行进状态的列车或停车状态的列车。