CN110988650A - 一种轨道电路状态监测系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种轨道电路状态监测系统和方法。该轨道电路状态监测系统包括：室外设备数据采集系统，用于采集室外各段轨道线路的电流信息；站机，用于接收和上传室外各段轨道线路的电流信息；数据处理系统，接收站机上传的室外各段轨道线路的电流信息，并将室外各段轨道线路的电流信息，与对应预设的电流阈值范围进行对比，在室外各段轨道线路的电流信息超出对应预设的电流阈值范围时，进行对应段轨道线路的电流故障判定、故障预警或故障告警。本发明实施例实现了对轨道电路室外设备各段轨道线路的电流监测，可以及早发现室外轨道线路异常并确定故障点，辅助检修人员准确快速地进行维修。

Description

一种轨道电路状态监测系统和方法

技术领域

本发明实施例涉及轨道交通监测技术领域，尤其涉及一种轨道电路状态监测系统和方法。

背景技术

轨道电路是利用钢轨线路和钢轨绝缘构成的电路，是铁路信号的重要基础设备。轨道电路设备的安全监测和维护是铁路部门的一项重要工作，它的性能直接影响行车安全和运输效率。

轨道电路主要用于监督列车的占用、反应线路的空闲状况，为开放信号，建立进路或构成闭塞提供依据；同时检查和监督轨道上的钢轨是否完好，当某一轨道电路区段的钢轨折断时轨道继电器也将因无电而释放衔铁，防护这一段轨道的信号机也就不能开放；另外还能传递行车信息，如移频自动闭塞利用轨道电路传递不同的频率信息来反应列车的位置，决定通过信号机的显示或决定列车运行的目标速度，从而控制列车运行。轨道电路的分类方法很多，比如按动作电源分类、按工作方式分类、按传送的电流特性分类、按分割方式分类、按轨道电路内有无道岔分类、按适用的区段分类、按通道分类和按按所处的位置分类等。

目前，对于25Hz轨道电路状态的监测仅通过信号集中监测系统采集室内部分轨道电路设备相关参数，缺少对室内轨道继电器轨道电压及室外设备的监测系统或装置，难以全面充分的反映25Hz轨道电路设备的真实状态。

发明内容

本发明提供一种轨道电路状态监测系统和方法，以实现轨道电路室外设备和室内轨道继电器轨道电压的状态监测，保证故障的及时发现、检修及设备预测性维护，保障轨道电路的正常运行。

第一方面，本发明实施例提供了一种轨道电路状态监测系统，所述轨道电路为25Hz站内轨道电路，所述轨道电路状态监测系统包括：

室外设备数据采集系统，用于采集室外各段轨道线路的电流信息；

站机，与所述室外设备数据采集系统电连接，所述站机用于接收和上传室外各段轨道线路的所述电流信息；

数据处理系统，与所述站机通讯连接，所述数据处理系统接收所述站机上传的室外各段轨道线路的所述电流信息；

所述数据处理系统将室外各段轨道线路的所述电流信息，与对应预设的电流阈值范围进行对比，在室外各段轨道线路的所述电流信息超出对应预设的所述电流阈值范围时，进行对应段轨道线路的电流故障判定、故障预警或故障告警。

第二方面，本发明实施例还提供了一种轨道电路状态监测方法，包括：

采集室外各段轨道线路的电流信息；

上传室外各段轨道线路的所述电流信息；

将室外各段轨道线路的所述电流信息，与对应预设的电流阈值范围进行对比，在室外各段轨道线路的所述电流信息超出对应预设的所述电流阈值范围时，进行对应段轨道线路的电流故障判定、故障预警或故障告警。

本发明实施例提供的轨道电路状态监测系统和方法，通过设置室外设备数据采集系统、站机和数据处理系统，利用室外设备数据采集系统采集室外各段轨道线路的电流信息，然后通过站机收集后上传至数据处理系统，数据处理系统则根据预先设定的电流阈值范围，对应各段轨道线路电流进行分析对比，从而判定故障和进行故障的预警或告警，实现了对轨道电路室外设备各段轨道线路的电流监测，一方面可以对室外轨道线路进行故障预警，及早发现异常保障正常运行，避免轨道线路故障引起的轨道交通控制异常；另一方面也可以确定故障点，辅助检修人员准确快速地进行室外轨道线路的维修，减小室外轨道线路故障对轨道交通造成的影响。

附图说明

图1是现有25Hz站内轨道电路的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种轨道电路状态监测系统的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种轨道电路状态监测系统的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种轨道电路状态监测方法的流程图；

图5是本发明实施例提供的另一种轨道电路状态监测方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1是现有25Hz站内轨道电路的结构示意图，参考图1，25Hz轨道电路包括室内设备和室外设备两部分，其中，室内设备主要包括发送器1(包括上发送器和下发送器)、轨道继电器2、防护盒、轨道电源等，如图所示设置在信号楼机械室内；室外设备主要包括钢轨3、绝缘节4、轨端接续线5、引接线(包括长外引接线61、短内引接线62、长内引接线63和短外引接线64)、变压器7、断路器8等，其通过传输电缆9与室内设备连接。室外设备中，变压器7和断路器8易受环境影响，因而设置在轨旁箱(XB箱)中以进行隔离保护。25Hz轨道电路的简单工作过程为：室内设备中的发送器发送轨道信号，经电缆传输以及变压器降压后，提供给对应段的钢轨，钢轨的受电端则将轨道信号通过变压器升压和电缆传输后反馈给室内设备的接收器，通过分析反馈的轨道信号可以判断该段钢轨的占用情况。显然，仅对于室内设备的监测并不能保证轨道电路的正常工作。并且，室外设备各段轨道线路的状态检修也存在耗时耗力的问题，

针对以上问题，本发明实施例提供了一种轨道电路状态监测系统。图2是本发明实施例提供的一种轨道电路状态监测系统的结构示意图，参考图1和图2，该轨道电路状态监测系统包括：室外设备数据采集系统100，用于采集室外各段轨道线路的电流信息；站机200，与室外设备数据采集系统100电连接，站机200用于接收和上传室外各段轨道线路的电流信息；数据处理系统300，与站机200通讯连接，数据处理系统100接收站机200上传的室外各段轨道线路的电流信息；数据处理系统300将室外各段轨道线路的电流信息，与对应预设的电流阈值范围进行对比，在室外各段轨道线路的电流信息超出对应预设的电流阈值范围时，进行对应段轨道线路的电流故障判定、故障预警或故障告警。

其中，室外设备数据采集系统100主要用于采集室外各段轨道线路的电流信息，其可对各段轨道线路设置非接触式的电流传感器，来监测各段轨道线路的电流状态。由于室内提供的轨道信号基本稳定不变，因此，室外各段轨道线路的电流应保持在固定的范围。根据经验或者试验，可以预先对各段轨道线路的电流设定阈值范围。在超出该阈值范围时，则可判定该段轨道线路存在短路或开路等故障。具体地，阈值范围可以设定为进行预警的阈值范围、也可以设定为进行告警的阈值范围，显然，预警的阈值范围小于告警的阈值范围。

由于室外设备数据采集系统100由各类传感器组成，其分布在室外。对于室外设备数据采集系统100提供的电流数据的收集和传输，需要在车站信号楼的机械室设置站机200，利用站机200将室外各段轨道线路的电流信息通过以太网的方式上传至电务段控制室内的数据处理系统300，数据处理系统300可以以物理服务器部署，也可以采用云平台的方式部署。需要注意的是，每段钢轨对应一个轨道电路，对于每个轨道电路，均设置有一个室外设备采集系统100。而每个轨道电路在室外可分为多段轨道线路，室外设备采集系统100采集对应轨道电路中各段轨道线路的电流信息。在数据处理系统300中则需要针对每个室外设备采集系统100中的各段轨道线路，预先设置电流阈值范围和专家规则数据库，以对应地、针对性地进行分析对比和故障判定。

本发明实施例提供的轨道电路状态监测系统，通过设置室外设备数据采集系统、站机和数据处理系统，利用室外设备数据采集系统采集室外各段轨道线路的电流信息，然后通过站机收集后上传至数据处理系统，数据处理系统则根据预先设定的电流阈值范围，对应各段轨道线路电流进行分析对比，从而判定故障和进行故障的预警或告警，实现了对轨道电路室外设备各段轨道线路的电流监测，一方面可以对室外轨道线路进行故障预警，及早发现异常保障正常运行，避免轨道线路故障引起的轨道交通控制异常；另一方面也可以确定故障点，辅助检修人员准确快速地进行室外轨道线路的维修，减小室外轨道线路故障对轨道交通造成的影响。

继续参考图1和图2，上述室外设备数据采集系统100具体可包括数据采集器101和多个电流互感器102；数据采集器101分别与多个电流互感器102和站机200电连接；多个电流互感器102分别用于采集室外轨道电路中的电缆侧电流信息、变压器二次侧电流信息、长内引接线电流信息、长外引接线电流信息、短内引接线电流信息和短外引接线电流信息；数据采集器101用于接收多个电流互感器102采集的室外各段轨道线路的电流信息，并进行通讯协议转换，数据采集器101还用于将室外各段轨道线路的电流信息发送至站机200。

其中，电流互感器102依据电磁感应原理对某段轨道线路上的电流进行非接触式测量，室外设备数据采集系统100分别针对室外各段轨道线路设置有多个电流互感器102，各段轨道线路具体可包括传输电缆9(包括送电端传输电缆和受电端传输线缆)、变压器7的二次侧线缆(包括送电端变压器和受电端变压器)、长外引接线61、短内引接线62、长内引接线63和短外引接线64，其中对传输电缆9上的电流信息进行监测和分析对比，可以监测传输电缆电流异常，进而可以辅助分析室内设备异常还是室外设备异常；对变压器7的二次侧线缆上的电流信息进行监测和分析对比，可以监测变压器二次侧连接的断路器8的状态；对长外引接线61、短内引接线62、长内引接线63和短外引接线64上电流进行监测和分析对比，可以监测各引接线的端子与钢轨的接触状态，另外也可以监测各引接线本身线路的开路或短路的情况。通过各电流互感器102采集各段轨道线路电流信息后，由数据采集器101收集并发送至信号楼机械室内的站机200，数据采集器101可设置在XB箱中以进行隔离保护。其中，电流互感器102与数据采集器101通过AD转换接口连接，数据采集器101与站机200的数据传输需要进行网络通讯协议的转换，即将PLC电力载波的TCP/IP协议转换为ADSL通讯协议进行数据传输。此处的通讯协议以及转换仅为示例，本领域技术人员也可根据实际的设备和接口等，合理选择通讯方式和通讯协议，此处均不做限制。

进一步地，在室外的轨道线路中，部分线路设置在XB箱中，其中包括有断路器8。为了监测断路器等的正常工作，需要对断路器8所处的XB箱内的环境状态进行监测。具体地，可设置室外设备数据采集系统100还包括振动加速度传感器103，振动加速度传感器103与数据采集器101电连接；振动加速度传感器103用于采集XB箱的振动加速度信息；数据采集器101用于接收XB箱的振动加速度信息，并进行通讯协议转换和传输；站机200用于接收和上传XB箱振动加速度信息；数据处理系统300接收站机200上传的XB箱振动加速度信息；并将XB箱振动加速度信息，与预设的XB箱振动加速度阈值范围进行对比，在XB箱振动加速度信息超出预设的XB箱振动加速度阈值范围时，进行XB箱振动故障判定、故障预警或故障告警。

其中，火车在轨道上行驶时，会产生较大幅度的振动，进而影响轨道旁边设置的XB箱以及其中的轨道线路设备，当XB箱安装松动时，XB箱的振动加速度会明显变大，从而对其中包括断路器在内的轨道电路造成影响。因此，通过在XB箱中设置振动加速度传感器103，可以监测XB箱的振动情况，继而对XB箱振动异常进行预警或告警，从而辅助工作人员及时检修，避免XB箱异常造成轨道电路故障。当然，对于XB箱振动加速度阈值范围的设定，也需要预先实验或根据经验进行设定，且在设定时，阈值范围可以设定为预警阈值范围，也可以设定为告警阈值范围。

此外，XB箱的状态不仅涉及安装稳固的问题，还涉及到轨道现场的天气环境状态，其也可能造成XB箱中轨道线路的故障。因此，继续参考图2，室外设备数据采集系统还可包括温度传感器104和/或湿度传感器105，温度传感器104和湿度传感器105均与数据采集器电连接；温度传感器104和湿度传感器105分别用于采集XB箱的温度信息和湿度信息；数据采集器101用于接收XB箱的XB箱的温度信息和湿度信息，并进行通讯协议转换和传输；站机200用于接收和上传XB箱温度信息和XB箱湿度信息；数据处理系统300接收站机上传的XB箱温度信息和XB箱湿度信息；并将XB箱温度信息和XB箱湿度信息，分别与预设的XB箱温度阈值范围和XB箱湿度阈值范围进行对比，在XB箱温度信息和XB箱湿度信息超出预设的XB箱温度阈值范围和XB箱湿度阈值范围时，分别进行XB箱温度和湿度故障判定、故障预警或故障告警。

其中，XB箱温度和湿度信息的采集可直接在XB箱中设置温度传感器或湿度传感器，温度传感器或湿度传感器也可采用板载的方式集成在数据采集器101上。XB箱的温度和湿度在超出正常的温度湿度范围时，则表明XB箱可能存在密封不良或天气异常等状况，此时钢轨现场的环境可能引起轨道线路的故障。故而通过设定温度和湿度阈值范围，并进行对比分析，可辅助工作人员确定现场天气和XB箱状态，从而避免XB箱温湿度引起的轨道线路故障。同理地，温度和湿度的阈值范围应设定为钢轨现场的正常温湿度范围，以对异常状态做出判断。

为了保证整个轨道电路的状态监测，除室外线路部分状态的监测外，还需要对处于室内的轨道电路部分设备进行监测。图3是本发明实施例提供的另一种轨道电路状态监测系统的结构示意图，参考图1和图3，其中，可设置该轨道电路状态监测系统还包括信号集中监测系统400，信号集中监测系统400与站机200电连接；信号集中监测系统400用于获取室内发送器1的状态信息；站机200用于接收和上传室内发送器1的状态信息；数据处理系统300接收站机200上传的室内发送器1的状态信息，并将室内发送器1的状态信息，与对应预设的状态信息阈值范围进行对比，在室内发送器的状态信息超出对应预设的状态信息阈值范围时，进行对应发送器状态的故障判定、故障预警或故障告警。

需要说明的是，信号集中监测系统400本身设置在车站信号楼机械室内，其对室内各轨道电路设备的状态进行集中监测，其中包括发送器1的电压、电流、电源电压以及反表继电器工作电压等参数。通过将信号集中监测系统400监测的发送器1的状态信息提供给站机200，再由站机200上传至电务段控制室内的数据处理系统300，可以利用对应的状态信息阈值范围，进行状态监测和故障判断。示例性地，以发送器1的输出电压为例，在室内设备正常的状况下，发送器1的输出电压基本稳定在固定的范围，在输出电压异常时，工作人员可以根据室外电缆侧电流状态，确定室内或室外设备发生故障，进一步可以确定回路电缆是否开路或短路。以发送器1的输出电流为例，在室内设备正常的状况下，发送器1的输出电流分别在空载和过车时基本稳定在固定的范围，通过数据处理系统300预警或告警发送器电流异常，可以帮助检修人员及时对发送器进行检修，以保证发送器1的正常工作。此外，电源电压和反表继电器工作电压的故障监测，可以保证发送器1供电正常和反表继电器的正常开关，从而保证室内轨道电路设备的正常运行。

进一步地，目前的信号集中监测系统除涉及发送器状态监测外，还可以增加室内轨道继电器工作电压的采集，此时，可将信号集中监测系统采集的室内继电器工作电压信息发送给站机200，站机200则接收和上传室内轨道继电器的工作电压信息；数据处理系统300接收室内轨道继电器的工作电压信息，并将室内轨道继电器的工作电压信息，与预设的工作电压阈值范围进行对比，在室内发送器的状态信息超出对应预设的工作电压阈值范围时，进行轨道继电器的故障判定、故障预警或故障告警。

其中，信号楼机械室内设置有多种轨道继电器，轨道继电器之间相互配合，形成轨道的控制信号和表示信号，通过信号集中监测系统采集各轨道继电器的工作电压，并与预设的工作电压阈值范围对比分析，一方面可以监测各轨道继电器是否正常工作，另一方面可以预测轨道继电器异常，从而及时进行故障维修，保证继电器正常的工作。需要说明的是，各继电器的型号存在不同，因此正常的工作电压可能也不同，因此，对每个继电器的工作电压阈值范围进行预先设定时也存在差别。

如上实施例的轨道电路状态监测系统中，数据处理系统300会接收包括室外各段轨道线路的电流信息、室内发送器的状态信息和室内轨道继电器的工作电压信息在内的各类信息，并将各类信息进行分析对比。此过程中数据处理系统300可以将各类信息进行分类存储。由于轨道电路中各设备异常时对应的数据会随时间发生变化，因此可根据数据随时间的变化判断变化趋势，从而对对应的轨道电路设备进行故障预警。基于此，如上实施例中的轨道电路状态监测系统中，可利用数据处理系统300记录室外各段轨道线路的电流信息、室内发送器的状态信息和室内轨道继电器的工作电压信息中的至少一种，并形成室外各段轨道线路的电流时间变化曲线、室内发送器的状态时间变化曲线或室内轨道继电器的工作电压时间变化曲线；数据处理系统300还用于分别计算室外各段轨道线路的电流时间变化曲线、室内发送器的状态时间变化曲线或室内轨道继电器的工作电压时间变化曲线的斜率，并与对应预设的斜率阈值进行对比；在室外各段轨道线路的电流时间变化曲线的斜率超出对应预设的斜率阈值时，进行对应段轨道线路的故障预警；在室内发送器的状态时间变化曲线的斜率超出对应预设的斜率阈值时，进行对应发送器状态的故障预警；在室内轨道继电器的工作电压时间变化曲线的斜率超出对应预设的斜率阈值时，进行轨道继电器的故障预警。

其中，室外各段轨道线路的电流信息、室内发送器的状态信息和室内轨道继电器的工作电压信息均可进行时间变化趋势的分析判断，以进行对应设备的故障预测，从而在基于阈值范围进行故障预测的同时，采用数据变化趋势的方式进行故障的预测，完善故障预测的方法，从而辅助工作人员及时排除故障隐患，防止轨道电路故障引起轨道交通异常。需要说明的是，对于各类设备或线路信息关于时间变化的曲线斜率阈值，需要进行严谨的实验或丰富的经验确定，以保证故障预测的准确性，一方面及时对故障进行预警，另一方面避免误报等情况的发生。此外，除上述室外各段轨道线路的电流信息、室内发送器的状态信息和室内轨道继电器的工作电压信息可以进行变化趋势预测外，本领域技术人员也可设置XB箱振动加速度信息、XB箱温度信息和XB箱湿度信息等由数据处理系统300进行数据记录，形成时间变化曲线，进而通过预先设定的时间变化曲线斜率，来进行XB箱振动异常、温度异常、湿度异常的预警，此处不做限制。

进一步地，在上述轨道电路状态监测系统中，还可以在数据处理系统300中建立轨道电路故障原因数据库，并根据室外各段轨道线路的电流信息、室内发送器的状态信息和室内轨道继电器的工作电压信息以及轨道电路故障原因数据库，进行轨道电路故障原因判定和故障维修建议。

其中，轨道电路故障原因数据库是指针对各类信息异常时，专家或工作人员根据经验等可判断出各类信息异常时的故障原因，以各类信息异常作为触发条件，对应映射至故障原因，形成的轨道电路故障原因数据库。示例性地，在室内发送器1输出电压正常，而送电端传输电缆9电流异常时，可形成触发条件，对应映射的故障原因为传输电缆9开路或短路故障。更具体地，在传输电缆9电流过大时，对应映射的故障原因为传输电缆9短路故障。同样示例性地，在送电端变压器7二次侧电流异常时，断路器所处XB箱状态正常，则形成触发条件，对应映射的故障原因为断路器8故障。在获得故障原因后，即可确定维修目标，因此可以在故障原因数据库中添加维修建议的映射，同时提供故障原因和维修建议给工作人员。

此时，本发明实施例提供的轨道电路状态监测系统，不仅能够通过判断某一数据的实时状态是否超过阈值，来进行故障的判定或预估；还可以通过数据曲线趋势进行预测，完善预测方式，实现故障隐患的及时检修，避免轨道电路异常对轨道交通的影响。同时，通过故障原因数据库，可以提供对应触发条件下的故障原因，以辅助检修人员尽快确定故障点，进行及时的检修。

如图1所示的轨道电路中包括室内部分和室外部分，其中，室外部分则包括各段轨道线路以及设置在各段轨道线路上的设备。室内部分的设备或线路通常采用信号集中监测系统进行监控和管理，而室外部分尤其各段轨道线路由于设置在钢轨现场，在室外各段轨道线路出现异常故障时，无法进行实时监控。因此，本发明实施例还提供了一种轨道电路状态监测方法。图4是本发明实施例提供的一种轨道电路状态监测方法的流程图，参考图1和图4，该轨道电路状态监测方法包括：

S110、采集室外各段轨道线路的电流信息；

其中，室外各段轨道线路的电流信息可以反映该段轨道线路的开路或短路等故障情况，电流信息的采集可通过非接触式的电流互感器等采集。具体地，室外各段轨道线路的电流信息可包括电缆侧电流、变压器二次侧电流、长内引接线电流、长外引接线电流、短内引接线电流和短外引接线电流。

基于此，该步骤可包括S111、采集室外轨道电路中的电缆侧电流信息、变压器二次侧电流信息、长内引接线电流信息、长外引接线电流信息、短内引接线电流信息和短外引接线电流信息；S112、将室外各段轨道线路的电流信息进行通讯协议转换和传输。

其中，室外各段轨道线路的电流信息由于采用硬件通讯协议传输，在向信号楼机械室的站机发送电流信息时，则需要转换通讯协议，以保证长距离的数据传输。

S120、上传室外各段轨道线路的电流信息；

信号楼机械室为铁路电务段下属各个车站，在将轨道电路对应的钢轨现场采集的电流信息采集至机械室后，还需要继续上传至电务段，由电务段的控制室对轨道电路进行监控。因此，该步骤实质是收集和转发数据的过程。

S130、将室外各段轨道线路的电流信息，与对应预设的电流阈值范围进行对比，在室外各段轨道线路的电流信息超出对应预设的电流阈值范围时，进行对应段轨道线路的电流故障判定、故障预警或故障告警。

该步骤由设置在电务段的数据处理系统执行，通过对应预设的电流阈值范围的对比，可以判断室外各段轨道线路的电流是否正常，从而进行故障的判定、预警或告警。由此，电务段控制室可根据数据处理系统的判定结果，指示工作人员对轨道电路进行检修，以保证轨道电路的正常运行。

本发明实施例提供的轨道电路状态监测方法，通过采集系统采集室外各段轨道线路的电流信息，然后将该电流信息上传，继而根据预先设定的电流阈值范围，对应各段轨道线路电流进行分析对比，从而判定故障和进行故障的预警或告警，实现了对轨道电路室外设备各段轨道线路的电流监测，一方面可以对室外轨道线路进行故障预警，及早发现异常保障正常运行，避免轨道线路故障引起的轨道交通控制异常；另一方面也可以确定故障点，辅助检修人员准确快速地进行室外轨道线路的维修，减小室外轨道线路故障对轨道交通造成的影响。

如上实施例提供的轨道电路状态监测方法中，对于室外设备和线路的监测仅局限于线路的电流数据，进一步地，为了保证室外设备尤其断路器的正常运行，需要对断路器所在的XB箱所处环境进行监测，以避免断路器受钢轨现场的环境影响而发生异常。因此，本发明实施例提供的轨道电路状态监测方法中，还可包括：

S140、采集XB箱的振动加速度信息；

S150、将XB箱的振动加速度信息进行通讯协议转换和传输；

S160、将XB箱振动加速度信息，与预设的XB箱振动加速度阈值范围进行对比，在XB箱振动加速度信息超出预设的XB箱振动加速度阈值范围时，进行XB箱振动故障判定、故障预警或故障告警；

S170、采集XB箱的温度信息和湿度信息；

S180、将XB箱的XB箱的温度信息和湿度信息进行通讯协议转换，形成XB箱温度信息和XB箱湿度信息；

S190、将XB箱温度信息和XB箱湿度信息，分别与预设的XB箱温度阈值范围和XB箱湿度阈值范围进行对比，在XB箱温度信息和XB箱湿度信息超出预设的XB箱温度阈值范围和XB箱湿度阈值范围时，分别进行XB箱温度和湿度故障判定、故障预警或故障告警。

如上的轨道电路状态监测方法中，XB箱振动加速度信息、XB箱温度信息和XB箱湿度信息分别可通过振动加速度传感器、温度传感器和湿度传感器进行采集。振动加速度传感器、温度传感器和湿度传感器可采用板载的方式安装集成在XB箱的数据采集器上。通过采集振动加速度信息，可以对XB箱的安装松动情况进行反馈，避免XB箱振动幅度过大造成其中的设备或线路故障。同时，通过采集XB箱的温度和湿度信息，可以对XB箱所处环境以及密封情况进行反馈，以监测异常天气等对XB箱内设备或线路造成影响。

如上实施例中，轨道电路状态监测系统仅对轨道电路的室外部分进行了监测，同时对可能影响室外设备正常工作的环境参量也进行了监控。此处室内设备和室外设备均取决于是否设置在车站的机械室，而对于电务段的控制室，其并不能获取机械室内各设备的状态数据，因此，还需要对机械室内的设备进行数据采集和分析对比。图5是本发明实施例提供的另一种轨道电路状态监测方法的流程图，参考图5，该轨道电路状态监测方法包括：

S210、采集室外各段轨道线路的电流信息；

S220、上传室外各段轨道线路的电流信息；

S230、将室外各段轨道线路的电流信息，与对应预设的电流阈值范围进行对比，在室外各段轨道线路的电流信息超出对应预设的电流阈值范围时，进行对应段轨道线路的电流故障判定、故障预警或故障告警。

S240、获取室内发送器的状态信息；

室内发送器的状态信息可包括发送器电压信息、发送器电流信息、发送器电源电压信息以及反表继电器工作电压信息。

S250、上传室内发送器的状态信息；

S260、将室内发送器的状态信息，与对应预设的状态信息阈值范围进行对比，在室内发送器的状态信息超出对应预设的状态信息阈值范围时，进行对应发送器状态的故障判定、故障预警或故障告警。

以发送器1的输出电压为例，在室内设备正常的状况下，发送器1的输出电压基本稳定在固定的范围，在输出电压异常时，工作人员可以根据室外电缆侧电流状态，确定室内或室外设备发生故障，进一步可以确定回路电缆是否开路或短路。以发送器1的输出电流为例，在室内设备正常的状况下，发送器1的输出电流分别在空载和过车时基本稳定在固定的范围，通过数据处理系统300预警或告警发送器电流异常，可以帮助检修人员及时对发送器进行检修，以保证发送器1的正常工作。此外，电源电压和反表继电器工作电压的故障监测，可以保证发送器1供电正常和反表继电器的正常开关，从而保证室内轨道电路设备的正常运行。

S270、获取室内轨道继电器的工作电压信息；

机械室内在继电器组合架上设置有多种轨道继电器，各继电器之间相互配合形成轨道的控制和表示信号，各继电器的工作电压决定了继电器能否正常吸合和断开。

S280、上传室内轨道继电器的工作电压信息；

S290、将室内轨道继电器的工作电压信息，与预设的工作电压阈值范围进行对比，在室内发送器的状态信息超出对应预设的工作电压阈值范围时，进行轨道继电器的故障判定、故障预警或故障告警。

通过将各继电器的工作电压与预设的阈值范围进行对比分析，不仅可以监测各轨道继电器能够正常吸合或断开；还能对轨道继电器故障进行预测，及时进行故障维修，保证继电器正常的工作。

需要注意的是，步骤S210、步骤S220和步骤S230为数据采集、上传和对比判定的过程，因此存在先后顺序。而步骤S210、步骤S240和步骤S270中对各类数据的采集过程并无先后顺序，其可以同时进行，另外，对各类数据的上传和对比判定步骤也不限定先后顺序。

进一步地，如上实施例中轨道电路状态监测方法可分别对室外各段轨道线路的电流信息、室内发送器的状态信息和室内轨道继电器的工作电压信息进行监控，实现对故障的预警。然而采用实时采集数据和实时地对比分析进行预测的方式并不能完全准确预测故障，可能导致故障的误判。基于此，本发明实施例提供的轨道电路状态监测方法中，还可设置包括：

S300、记录室外各段轨道线路的电流信息、室内发送器的状态信息和室内轨道继电器的工作电压信息中的至少一种，并形成室外各段轨道线路的电流时间变化曲线、室内发送器的状态时间变化曲线或室内轨道继电器的工作电压时间变化曲线；

S310、分别计算室外各段轨道线路的电流时间变化曲线、室内发送器的状态时间变化曲线或室内轨道继电器的工作电压时间变化曲线的斜率，并与对应预设的斜率阈值进行对比；

S320、在室外各段轨道线路的电流时间变化曲线的斜率超出对应预设的斜率阈值时，进行对应段轨道线路的故障预警；在室内发送器的状态时间变化曲线的斜率超出对应预设的斜率阈值时，进行对应发送器状态的故障预警；在室内轨道继电器的工作电压时间变化曲线的斜率超出对应预设的斜率阈值时，进行轨道继电器的故障预警。

需要说明的是，上述步骤中，除上述室外各段轨道线路的电流信息、室内发送器的状态信息和室内轨道继电器的工作电压信息可以进行变化趋势预测外，本领域技术人员也可设置XB箱振动加速度信息、XB箱温度信息和XB箱湿度信息等由数据处理系统300进行数据记录，形成时间变化曲线，进而通过预先设定的时间变化曲线斜率，来进行XB箱振动异常、温度异常、湿度异常的预警，此处不做限制。

进一步地，在如图5所示的轨道电路状态监测方法中，还可以设置包括：

S330、建立轨道电路故障原因数据库；

其中，是指针对各类信息异常时，专家或工作人员根据经验等可判断出各类信息异常时的故障原因，以各类信息异常作为触发条件，对应映射至故障原因，形成的轨道电路故障原因数据库。

S340、根据室外各段轨道线路的电流信息、室内发送器的状态信息和室内轨道继电器的工作电压信息以及轨道电路故障原因数据库，进行轨道电路故障原因判定和故障维修建议。

示例性地，在室内发送器1输出电压正常，而送电端传输电缆9电流异常时，可形成触发条件，对应映射的故障原因为传输电缆9开路或短路故障。更具体地，在传输电缆9电流过大时，对应映射的故障原因为传输电缆9短路故障。同样示例性地，在送电端变压器7二次侧电流异常时，断路器所处XB箱状态正常，则形成触发条件，对应映射的故障原因为断路器8故障。在对应映射故障原因后，即可确定维修目标，因此可以在故障原因数据库中添加维修建议的映射，从而方便工作人员直接判断故障原因，同时直接获得维修建议，简化检修程序，缩短维修时间。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (16)

1.一种轨道电路状态监测系统，其特征在于，所述轨道电路为25Hz站内轨道电路，所述轨道电路状态监测系统包括：

室外设备数据采集系统，用于采集室外各段轨道线路的电流信息；

站机，与所述室外设备数据采集系统电连接，所述站机用于接收和上传室外各段轨道线路的所述电流信息；

数据处理系统，与所述站机通讯连接，所述数据处理系统接收所述站机上传的室外各段轨道线路的所述电流信息；

所述数据处理系统将室外各段轨道线路的所述电流信息，与对应预设的电流阈值范围进行对比，在室外各段轨道线路的所述电流信息超出对应预设的所述电流阈值范围时，进行对应段轨道线路的电流故障判定、故障预警或故障告警。

2.根据权利要求1所述的轨道电路状态监测系统，其特征在于，所述室外设备数据采集系统包括数据采集器和多个电流互感器；所述数据采集器分别与所述多个电流互感器和所述站机电连接；

所述多个电流互感器分别用于采集室外轨道电路中的电缆侧电流信息、变压器二次侧电流信息、长内引接线电流信息、长外引接线电流信息、短内引接线电流信息和短外引接线电流信息；

所述数据采集器用于接收所述多个电流互感器采集的室外各段轨道线路的电流信息，并进行通讯协议转换，所述数据采集器还用于将室外各段轨道线路的所述电流信息传输至所述站机。

3.根据权利要求2所述的轨道电路状态监测系统，其特征在于，部分室外轨道线路位于XB箱中；

所述室外设备数据采集系统还包括振动加速度传感器，所述振动加速度传感器与所述数据采集器电连接；

所述振动加速度传感器用于采集所述XB箱的振动加速度信息；

所述数据采集器用于接收所述XB箱的所述振动加速度信息，并进行通讯协议转换和传输；

所述站机用于接收和上传所述XB箱振动加速度信息；

所述数据处理系统接收所述站机上传的所述XB箱振动加速度信息；并将所述XB箱振动加速度信息，与预设的XB箱振动加速度阈值范围进行对比，在所述XB箱振动加速度信息超出预设的XB箱振动加速度阈值范围时，进行XB箱振动故障判定、故障预警或故障告警。

4.根据权利要求2所述的轨道电路状态监测系统，其特征在于，室外各段轨道线路中部分位于XB箱中；所述室外设备数据采集系统还包括温度传感器和/或湿度传感器，所述温度传感器和湿度传感器均与所述数据采集器电连接；

所述温度传感器和湿度传感器分别用于采集所述XB箱的温度信息和湿度信息；

所述数据采集器用于接收所述XB箱的所述XB箱的温度信息和湿度信息，并进行通讯协议转换和传输；

所述站机用于接收和上传所述XB箱温度信息和所述XB箱湿度信息；

所述数据处理系统接收所述站机上传的所述XB箱温度信息和所述XB箱湿度信息；并将所述XB箱温度信息和所述XB箱湿度信息，分别与预设的XB箱温度阈值范围和XB箱湿度阈值范围进行对比，在所述XB箱温度信息和所述XB箱湿度信息超出预设的XB箱温度阈值范围和XB箱湿度阈值范围时，分别进行XB箱温度和湿度故障判定、故障预警或故障告警。

5.根据权利要求2所述的轨道电路状态监测系统，其特征在于，所述轨道电路状态监测系统还包括信号集中监测系统，所述信号集中监测系统与所述站机电连接；

所述信号集中监测系统用于获取室内发送器的状态信息；

所述站机用于接收和上传室内发送器的所述状态信息；

所述数据处理系统接收所述站机上传的室内发送器的所述状态信息，并将室内发送器的所述状态信息，与对应预设的状态信息阈值范围进行对比，在室内发送器的所述状态信息超出对应预设的状态信息阈值范围时，进行对应发送器状态的故障判定、故障预警或故障告警。

6.根据权利要求5所述的轨道电路状态监测系统，其特征在于，所述信号集中监测系统还用于获取室内轨道继电器的工作电压信息；

所述站机用于接收和上传室内轨道继电器的所述工作电压信息；

所述数据处理系统接收室内轨道继电器的工作电压信息，并将室内轨道继电器的工作电压信息，与预设的工作电压阈值范围进行对比，在室内发送器的所述状态信息超出对应预设的工作电压阈值范围时，进行轨道继电器的故障判定、故障预警或故障告警。

7.根据权利要求6所述的轨道电路状态监测系统，其特征在于，所述数据处理系统还用于记录室外各段轨道线路的所述电流信息、室内发送器的状态信息和室内轨道继电器的所述工作电压信息中的至少一种，并形成室外各段轨道线路的所述电流时间变化曲线、室内发送器的状态时间变化曲线或室内轨道继电器的所述工作电压时间变化曲线；

所述数据处理系统还用于分别计算室外各段轨道线路的所述电流时间变化曲线、室内发送器的状态时间变化曲线或室内轨道继电器的所述工作电压时间变化曲线的斜率，并与对应预设的斜率阈值进行对比；

在室外各段轨道线路的所述电流时间变化曲线的斜率超出对应预设的斜率阈值时，进行对应段轨道线路的故障预警；在室内发送器的状态时间变化曲线的斜率超出对应预设的斜率阈值时，进行对应发送器状态的故障预警；在室内轨道继电器的所述工作电压时间变化曲线的斜率超出对应预设的斜率阈值时，进行轨道继电器的故障预警。

8.根据权利要求6所述的轨道电路状态监测系统，其特征在于，所述数据处理系统还用于建立轨道电路故障原因数据库，并根据室外各段轨道线路的所述电流信息、室内发送器的状态信息和室内轨道继电器的所述工作电压信息以及所述轨道电路故障原因数据库，进行轨道电路故障原因判定和故障维修建议。

9.一种轨道电路状态监测方法，其特征在于，包括：

采集室外各段轨道线路的电流信息；

上传室外各段轨道线路的所述电流信息；

将室外各段轨道线路的所述电流信息，与对应预设的电流阈值范围进行对比，在室外各段轨道线路的所述电流信息超出对应预设的所述电流阈值范围时，进行对应段轨道线路的电流故障判定、故障预警或故障告警。

10.根据权利要求9所述的轨道电路状态监测方法，其特征在于，所述采集室外各段轨道线路的电流信息，包括：

采集室外轨道电路中的电缆侧电流信息、变压器二次侧电流信息、长内引接线电流信息、长外引接线电流信息、短内引接线电流信息和短外引接线电流信息；

将室外各段轨道线路的电流信息进行通讯协议转换和传输。

11.根据权利要求10所述的轨道电路状态监测方法，其特征在于，室外各段轨道线路中部分位于XB箱中；所述轨道电路状态监测方法还包括：

采集所述XB箱的振动加速度信息；

将所述XB箱的振动加速度信息进行通讯协议转换和传输；

将所述XB箱振动加速度信息，与预设的XB箱振动加速度阈值范围进行对比，在所述XB箱振动加速度信息超出预设的XB箱振动加速度阈值范围时，进行XB箱振动故障判定、故障预警或故障告警。

12.根据权利要求10所述的轨道电路状态监测方法，其特征在于，室外各段轨道线路中部分位于XB箱中；所述轨道电路状态监测方法还包括：

采集所述XB箱的温度信息和湿度信息；

将所述XB箱的所述XB箱的温度信息和湿度信息进行通讯协议转换和传输；

将所述XB箱温度信息和所述XB箱湿度信息，分别与预设的XB箱温度阈值范围和XB箱湿度阈值范围进行对比，在所述XB箱温度信息和所述XB箱湿度信息超出预设的XB箱温度阈值范围和XB箱湿度阈值范围时，分别进行XB箱温度和湿度故障判定、故障预警或故障告警。

13.根据权利要求10所述的轨道电路状态监测方法，其特征在于，所述轨道电路状态监测方法还包括：

获取室内发送器的状态信息；

上传室内发送器的所述状态信息；

将室内发送器的所述状态信息，与对应预设的状态信息阈值范围进行对比，在室内发送器的所述状态信息超出对应预设的状态信息阈值范围时，进行对应发送器状态的故障判定、故障预警或故障告警。

14.根据权利要求13所述的轨道电路状态监测方法，其特征在于，所述轨道电路状态监测方法还包括：

获取室内轨道继电器的工作电压信息；

上传室内轨道继电器的所述工作电压信息；

将室内轨道继电器的工作电压信息，与预设的工作电压阈值范围进行对比，在室内发送器的所述状态信息超出对应预设的工作电压阈值范围时，进行轨道继电器的故障判定、故障预警或故障告警。

15.根据权利要求14所述的轨道电路状态监测方法，其特征在于，所述轨道电路状态监测方法还包括：

记录室外各段轨道线路的所述电流信息、室内发送器的状态信息和室内轨道继电器的所述工作电压信息中的至少一种，并形成室外各段轨道线路的所述电流时间变化曲线、室内发送器的状态时间变化曲线或室内轨道继电器的所述工作电压时间变化曲线；

分别计算室外各段轨道线路的所述电流时间变化曲线、室内发送器的状态时间变化曲线或室内轨道继电器的所述工作电压时间变化曲线的斜率，并与对应预设的斜率阈值进行对比；

在室外各段轨道线路的所述电流时间变化曲线的斜率超出对应预设的斜率阈值时，进行对应段轨道线路的故障预警；在室内发送器的状态时间变化曲线的斜率超出对应预设的斜率阈值时，进行对应发送器状态的故障预警；在室内轨道继电器的所述工作电压时间变化曲线的斜率超出对应预设的斜率阈值时，进行轨道继电器的故障预警。

16.根据权利要求14所述的轨道电路状态监测方法，其特征在于，所述轨道电路状态监测方法还包括：

建立轨道电路故障原因数据库；

根据室外各段轨道线路的所述电流信息、室内发送器的状态信息和室内轨道继电器的所述工作电压信息以及所述轨道电路故障原因数据库，进行轨道电路故障原因判定和故障维修建议。

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