一种适用于普速铁路的发送器1+1冗余轨道电路系统
技术领域
本发明属于铁路信号领域,特别涉及一种适用于普速铁路的发送器1+1冗余轨道电路系统。
背景技术
我国大约有10万公里普速铁路,ZPW-2000轨道电路运用已超过7.7万个轨道区段。为了提高设备可靠性,采用了发送器N+1冗余方案,即一个车站的N个轨道区段只备用一台发送器。当任何一台发送器故障时,能够通过电路自动切换至备用的一台发送器。
如图1所示,N+1的切换电路包括载频切换、发送电平切换、低频切换、通道切换四个部分,电路十分复杂。
如图2所示,仅用一台备用发送器不能完成冗余,造成设备冗余度不够,降低了系统的可靠性。同时,“N+1”冗余电路中存在优先级别,更给故障判断和维修增加难度。
同时,采用N+1的方式实现冗余,需要验证的工作量大,继电接点使用多,一旦发生故障不便查找,对系统造成干扰,发生电压波动的案例也比较多。
综上所述,发送器采用N+1的方式实现冗余存在电路复杂、可靠性较低、维护不便等问题。如何实现ZPW-2000轨道电路可靠性高、维修简单是本领域亟需解决的问题。
发明内容
针对上述问题,本发明提供了一种适用于普速铁路的发送器1+1冗余轨道电路系统。
一种适用于普速铁路的发送器1+1冗余轨道电路系统,所述轨道电路系统包括N个轨道区段电路,
每个所述轨道区段电路均包括:主发送器、备用发送器及编码电路,
同一个所述轨道区段电路的主发送器和备用发送器通过同一组继电器接点与所述编码电路连接。
优选的,所述发送器1+1冗余轨道电路系统还包括采集衰耗冗余控制器,
所述主发送器和备用发送器分别与所述采集衰耗冗余控制器连接。
优选的,所述采集衰耗冗余控制器内部设有所述主发送器、备用发送器的电压电流采集点,
所述电压电流采集点,用于采集所述主发送器、备用发送器的电压和电流信息,用于解析所述电压和电流信息中包含的所述主发送器、备用发送器的低频信息和载频信息。
优选的,所述轨道电路系统还包括1+1冗余诊断系统,
所述1+1冗余诊断系统,用于诊断所述发送器1+1冗余轨道电路系统是否正常运行。
优选的,所述1+1冗余诊断系统包括轨道电路诊断主机,
所述轨道电路诊断主机,用于接收所述采集衰耗冗余控制器发送的所述主发送器、备用发送器的低频、载频信息,还用于判断所述主发送器和所述备用发送器的低频、载频信息是否一致。
优选的,所述轨道电路诊断主机与所述采集衰耗冗余控制器进行CAN总线通信。
优选的,所述1+1冗余诊断系统还包括分线采集器、室外监测主机,
所述分线采集器、室外监测主机,用于实时采集轨道区段的参数;
所述轨道电路诊断主机,还用于接收分线采集器、室外监测主机实时采集的轨道区段参数信息。
优选的,所述轨道电路诊断主机与所述分线采集器、室外监测主机进行CAN总线通信。
优选的,所述轨道电路诊断主机还用于精确定位轨道电路故障。
优选的,所述精确定位轨道电路故障,包括以下步骤:
根据所述轨道电路诊断主机接收的所述采集衰耗冗余控制器、分线采集器和室外监测主机发出的参数信息,判断某轨道电路是否发生故障;
若发生故障,精准定位故障点。
优选的,进行判断某轨道电路是否发生故障时,
判断某轨道区段的主轨电压在相邻轨道区段均未发生占用的情况下是否低于预设值,若是,则所述轨道区段发生故障。
优选的,所述某轨道区段的主轨电压由所述采集衰耗冗余控制器上传至所述轨道电路诊断主机。
优选的,所述精准定位故障点包括:
获取将故障区段和相邻轨道区段的全部电气参数;
根据所述故障区段和相邻轨道区段的全部电气参数,进行仿真;
根据所述仿真的结果,找出故障点。本发明所述的适用于普速铁路的发送器1+1冗余轨道电路系统通过设置发送器1+1冗余,并且双发送器同一组继电器控制,有效提高了系统的可靠性,同时,设置1+1冗余诊断系统,实现了轨道电路精确定位,提高了系统的可维护性。
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发送器N+1冗余轨道电路的切换电路示意图;
图2示出了根据现有技术的发送器N+1冗余轨道电路的故障判断示意图;
图3示出了根据本发明所述的适用于普速铁路的发送器1+1冗余轨道电路系统的示意图;
图4示出了根据本发明所述的编码电路的示意图;
图5示出了根据本发明所述的适用于普速铁路的发送器1+1冗余轨道电路系统的电路图;
图6示出了根据本发明所述的1+1冗余诊断系统的示意图。
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。
请参照图3和图4所示,本实施例公开了一种适用于普速铁路的发送器1+1冗余轨道电路系统,所述轨道电路系统包括N个轨道区段电路,每个所述轨道区段电路包括:主发送器、备用发送器及编码电路。本实施例所述的发送器1+1冗余轨道电路系统采用发送器1+1冗余,提高设备可靠性。所述同一个轨道区段电路的主发送器和备用发送器通过同一组继电器接点与所述编码电路连接,即主发送器和备用发送器采用同一组继电器接点编码控制。
具体的,所述同一个轨道的区段的编码电路包括第一编码电路1ZFS、第二编码电路1BFS,所述第一编码电路1ZFS与第二编码电路1BFS之间通过同一组继电器QZ1-5连接,再与主发送器、备用发送器连接。
需要说明的是,“1+1”编码电路设计的基本理念之一是“同源性”,即两套编码指令应完全一致。由于编码继电器存在接点接触电阻异常的故障可能性,为了保证编码一致性,需使用同一组编码继电器接点同时对主、备发送器进行编码。主发送器和备用发送器采用同一组继电器接点编码控制,降低了主发送器和备用发送器编码一致的可能性,提高了系统的可靠性。同时,可以降低电路的维护,并且便于改造。在具体的实施过程中,轨道电路从N+1冗余模式改造成1+1冗余模式,每区段可以减少58%的拆配线。
请参照图5,本实施例所述的适用于普速铁路的发送器1+1冗余轨道电路系统还包括采集衰耗冗余控制器,所述主发送器和备用发送器分别与所述采集衰耗冗余控制器连接。具体的,所述主发送器的FBJ+、FBJ-端口分别与采集衰耗冗余控制器的的FBJ+(Z)、FBJ-(Z)端口连接,所述备用发送器的FBJ+、FBJ-端口分别与采集衰耗冗余控制器的的FBJ+(B)、FBJ-(B)端口连接。
需要说明的是,即使主发送器和备用发送器采用了同一组接点编码,降低了编码不一致的概率,但是从理论上讲,仍然存在编码不一致的可能性。例如:设备接点接触不良、机柜内部配线断线等均会造成编码不一致现象的出现。
因此,为了及时向维护人员提示该类风险,本实施例所述的适用于普速铁路的发送器1+1冗余轨道电路系统在采集衰耗冗余控制器内部,还设置了主发送器、备用发送器的电压电流采集点。所述电压电流采集点,用于采集所述主发送器、备用发送器的电压和电流信息,用于解析所述电压和电流信息包含的主发送器、备用发送器的低频信息和载频信息。
具体的,所述电压电流采集点采集所述主发送器、备用发送器的电压和电流信息并解析其中包含的低频和载频信息,同时向上位机通过CAN口根据专用接口协议上传该信息。上位机发现主、备发送器的低频或载频不一致后,生成报警信息向用户显示,警告用户发生。
请参照图6,,本实施例所述的适用于普速铁路的发送器1+1冗余轨道电路系统还包括1+1冗余诊断系统,所述1+1冗余诊断系统,用于诊断所述发送器1+1冗余轨道电路系统是否正常运行。
具体的,所述1+1冗余诊断系统包括轨道电路诊断主机,
所述轨道电路诊断主机,用于接收采集衰耗冗余控制器发送的所述主发送器、备用发送器的低频、载频信息,用于判断所述主发送器和所述备用发送器的低频、载频信息是否一致。本实施例所述的主发送器和备用发送器输出指令实时比较,当输出指令不一致时向维修人员报警,具体的,所述指令不一致包括低频信息不一致、载频信息不一致及低频信息和载频信息均不一致中。需要说明的是,在本实施例中所述轨道电路诊断主机为采集衰耗冗余控制器的上位机。具体的,所述轨道电路诊断主机与所述采集衰耗冗余控制器进行CAN总线通信。
本实施例所述的适用于普速铁路的发送器1+1冗余轨道电路系统还解决了N+1冗余轨道电路系统故障查找不便利的问题。具体的,所述1+1冗余诊断系统还包括分线采集器、室外监测主机,其中,
所述分线采集器、室外监测主机,用于实时采集轨道区段的参数,具体的,所述轨道区段的参数包括轨旁调谐匹配设备的电缆侧电场和电流、钢轨侧电场和电流,室内本区段频率电缆侧电压电流、相邻区段频率电压电流和室内设备侧电压电流;
所述轨道电路诊断主机,还用于接收分线采集器、室外监测主机实时采集的轨道区段参数信息。具体的,所述分线采集器、室外监测主机通过CAN通道将所述分线采集器、室外监测主机实时采集的轨道区段参数信息发送至所述轨道电路诊断主机,即所述轨道电路诊断主机与所述分线采集器、室外监测主机进行CAN总线通信。
需要说明的是,所述轨道电路诊断主机与采集衰耗冗余控制器、分线采集器、室外监测主机等设备进行CAN总线通信,接收采集衰耗冗余控制器、分线采集器、室外监测主机传送的轨道区段参数信息,还储存所述轨道区段参数信息,其中,所述轨道参数信息包括ZPW-2000A轨道电路设备开关量、模拟量等信息。其中,所述轨道电路诊断主机还能够通过RJ45网络接口,向其它上位机发送实时数据采集信息,本实施例示例性的给出了监测系统作为轨道电路诊断主机的系统框图。
其中,本实施例所述的所述轨道电路诊断主机,还用于精确定位轨道电路故障。
具体的,所述精确定位轨道电路故障包括以下步骤:
根据轨道电路诊断主机接收的所述采集衰耗冗余控制器、分线采集器和室外监测主机发出的参数信息,判断某轨道电路是否发生故障;
若发生故障,精准定位故障点。
本实施例所述的适用于普速铁路的发送器1+1冗余轨道电路系统,通过准备定位故障点方式,简化了查找故障的程序,为维修人查找故障点提供了便利,进而提高系统的可维护性。
本实施例中所述根据轨道电路诊断主机接收的所述采集衰耗冗余控制器、分线采集器和室外监测主机发出的参数信息,判断某轨道电路是否发生故障具体为:
判断某轨道区段的主轨电压在相邻轨道区段均未发生占用的情况下是否低于预设值,若是,则所述轨道区段发生故障。本实施例所述的预设值为在相邻轨道区段均未发生占用的情况下,主轨电压正常值的80%。
需要说明的是,所述某轨道区段的主轨电压由所述采集衰耗冗余控制器上传至所述轨道电路诊断主机。
具体的,所述精准定位故障点包括:
获取将故障区段和相邻轨道区段的全部电气参数;
根据故障区段和相邻轨道区段的全部电气参数,进行仿真;
根据仿真结果,找出故障点。
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。