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一种用于轨道交通车载查询器的故障检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及轨道交通的技术领域，公开了一种用于轨道交通车载查询器的故障检测方法，所述车载查询器包括TI子架与车载天线，两者通过同轴电缆连接，先利用矢量网络分析仪对车载天线和同轴电缆进行检测，若正常，则断开车载天线，将信号发生器通过同轴电缆连接到TI子架的输入端，所述TI子架的输出端与计算机连接，利用信号发生器模拟发出地面应答器的信号，观测计算机上是否有对应的解析信号显示，若有，判断TI子架通讯正常，否则异常；最后，将车载天线通过同轴电缆重新连接到TI子架上，再利用信号发生器模拟发出地面应答器的信号，观测计算机上是否有对应的解析信号显示，若有，判定车载查询器整体正常，否则异常。

Description

一种用于轨道交通车载查询器的故障检测方法
技术领域
本发明涉及轨交交通的技术领域，具体涉及一种用于轨道交通车载查询器的故障检测方法。
背景技术
基于无线通信的列车自动控制系统(CBTC系统)是保障城市轨道交通列车安全可靠运行的关键系统，CBTC系统安全可靠的运行依赖于应答器系统正产工作。应答器系统的组成由地面应答器和车载查询器两部分构成，其中地面应答器固定于轨枕上。车载查询器由车载天线和TI子架组成，车载天线固定于车辆底部，TI子架置于设备机柜中，两者通过同轴电缆相连，其组成结构示意图如图1、2所示。应答器系统实现列车定位功能的工作原理是列车运行时车载天线持续发送高频激励信号，当列车经过地面应答器上方时高频激励信号扫过地面应答器，根据电磁感应原理，高频电磁波使地面应答器中产生电流，使地面应答器中的发送装置发送FSK调制信号，车载天线接收该信号传送给TI子架，TI子架对信号进行滤波、放大、解调、解码后产生一组报文数据并将该报文数据通过RS232串口通讯传送给车载主机，该报文数据包含了地面应答器中包含的位置、速度、坡度等信息，以此来实现列车位置定位。其工作原理图如图2、3所示。
在列车实际运行过程中常常出现地面应答器没有被车载查询器检测到，列车丢失地面应答器信息，也就是常见的“丢点”现象，这一现象往往造成列车无法正常运行。因此应答器系统能否正常工作，直接关系到列车能否安全可靠的运行。
目前国内外针对应答器系统的研究主要集中在高铁领域，针对城市轨道中的应答器系统以及相关的故障检测方面的研究较少，几乎没有可供参考的范例，因此地铁运营商只能依赖设备运营商来维护设备，遇到故障只能整体更换，无法确定具体的故障部件，其维护成本非常高，不利于轨道交通系统的发展。
发明内容
本发明提供了一种用于轨道交通车载查询器的故障检测方法，解决了现有车载查询器只能依赖设备运营商来维护设备，遇到故障只能整体更换，无法确定具体的故障部件，其维护成本高等问题。
本发明可通过以下技术方案实现：
一种用于轨道交通车载查询器的故障检测方法，所述车载查询器包括TI子架与车载天线，两者通过同轴电缆连接，先利用矢量网络分析仪对车载天线和同轴电缆进行检测，若正常，则断开车载天线，将信号发生器通过同轴电缆连接到TI子架的输入端，所述TI子架的输出端与计算机连接，利用信号发生器模拟发出地面应答器的信号，观测计算机上是否有对应的解析信号显示，若有，判断TI子架通讯正常，否则异常；最后，将车载天线通过同轴电缆重新连接到TI子架上，再利用信号发生器模拟发出地面应答器的信号，观测计算机上是否有对应的解析信号显示，若有，判定车载查询器整体正常，否则异常。
进一步，将矢量网络分析仪与车载天线连接，检测车载天线的驻波比，若驻波比大于2，再对车载天线的接地情况进行检测；若驻波比不大于2，则判定车载天线异常；
将矢量网络分析仪与车载天线断开，再与同轴电缆连接，检测电缆衰减和回波损耗，若测试数值不在正常范围内，判定同轴电缆故障；若测试数值在正常范围内，判定同轴电缆正常。
进一步，若车载查询器整体正常，则通过改变信号发生器模拟发出地面应答器的信号的码速率来进一步模拟轨道交通列车所处高速、低速的实际工况，观测计算机上是否有对应的解析信号显示，若有，重新判定车载查询器整体正常，否则重新判定异常；
以及若车载查询器整体正常，则将车载查询器整体放置于振动台上，通过改变振动台的振动频率和方向来进一步模拟轨道交通列车所处的实际工况，同时利用信号发生器模拟发出地面应答器的信号，观测计算机上是否有对应的解析信号显示，若有，重新判定车载查询器整体正常，否则重新判定异常。
进一步，轨道交通列车处于高速的实际工况下，信号发生器模拟发出地面应答器的信号的码速率较高；轨道交通列车处于低速的实际工况下，信号发生器模拟发出地面应答器的信号的码速率较低。
本发明有益的技术效果在于：
通过先对车载查询器的关键部件进行检测，再对其整体进行检测，可以快速判断故障出现的位置，便于后续维保人员快速抢修，提升工作效率，同时打破设备供应商的垄断，使地铁运营商可自主维修设备，降低维修成本，还可以有计划地对车载查询器进行检测，减少应答器系统故障发生率，提升地铁运营质量。
附图说明
图1为本发明的列车应答系统的结构组成示意图；
图2为本发明的列车应答系统的工作原理示意图；
图3为本发明的故障检测方法的总体流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。
如图1和2所示，该车载查询器特别是美式车载查询器，包括TI子架与车载天线，两者通过同轴电缆连接，主要用于轨道交通列车的地面应答系统，在工作时，列车底部的车载天线持续发送的高频激励信号，地面应答器设置于轨枕中央，当列车经过地面应答器上方时，车载天线发送的高频激励信号会扫过地面应答器，根据电磁感应原理，地面应答器中会产生感应电流，驱动地面应答器中的发送装置发送携带有速度、坡度、位置等路况信息的FSK调制信号,该信号会被车载天线接收并通过同轴电缆传送给TI子架，TI子架将该信号滤波、放大、解调、解码后生成一组报文信息，通过RS232串口传送给车载主机，车载主机根据报文来判断列车运行位置。但在实际运行过程中，经常出现车载主机收不到报文数据或者报文数据不完整等情况，列控系统也就无法对列车进行定位，影响列车运行，因此需要对车载美式查询器进行故障检测与分析，降低车载美式查询器故障率，保证运行安全。
本发明提供了一种用于轨道交通车载查询器的故障检测方法，主要用于美式车载查询器，如图3所示，先利用矢量网络分析仪对车载天线和同轴电缆进行检测，若正常，则断开车载天线，将信号发生器通过同轴电缆连接到TI子架的输入端，该TI子架的输出端与计算机连接，利用信号发生器模拟发出地面应答器的信号，观测计算机上是否有对应的解析信号显示，若有，判断TI子架通讯正常，否则异常；最后，将车载天线通过同轴电缆重新连接到TI子架上，再利用信号发生器模拟发出地面应答器的信号，观测计算机上是否有对应的解析信号显示，若有，判定车载查询器整体正常，否则异常。这样，通过先对车载查询器的关键部件进行检测，再对其整体进行检测，可以快速判断故障出现的位置，便于后续维保人员快速抢修，提升工作效率，同时打破设备供应商的垄断，使地铁运营商可自主维修设备，降低维修成本，还可以有计划地对车载查询器进行检测，减少应答器系统故障发生率，提升地铁运营质量。具体如下：
(1)车载天线和同轴电缆检测
在列车运行状态下，利用示波器、采集板等设备采集车载查询器各端口数据；
将矢量网络分析仪与车载天线连接，检测车载天线的驻波比，若驻波比大于2，再对车载天线的接地情况进行检测，如果接地情况糟糕，处理接地问题；若驻波比不大于2，则判定车载天线异常，建议更换车载天线。
将矢量网络分析仪与车载天线断开，再与同轴电缆连接，检测电缆衰减和回波损耗，若测试数值不在正常范围内，判定同轴电缆故障；若测试数值在正常范围内，判定同轴电缆正常。
(2)TI子架检测
断开矢量网络分析仪，将信号发生器通过同轴电缆连接到TI子架的输入端，该TI子架的输出端与计算机连接，利用信号发生器模拟发出地面应答器的信号，可以模拟列车正常速度运行工况下，地面应答器发出的信号，观测计算机上是否有对应的解析信号显示，可在计算机上预先装载对应的解析软件，若有，判断TI子架通讯正常，否则异常。
(3)车载查询器整体检测
将车载天线通过同轴电缆重新连接到TI子架上，再利用信号发生器模拟发出地面应答器的信号，可以模拟列车正常速度运行工况下，观测计算机上是否有对应的解析信号显示，同样可在计算机上预先装载对应的解析软件，若有，判定车载查询器整体正常，否则异常。
这样，通过上述数据分析可以得出具体的故障位置，对相应的位置制定相应的维修方案。
另外，除了轨道交通列车正常速度运行工况下的检测，我们还可以进行其他特殊工况的检测，如高速、低速工况，具体地，在上述检测时，若车载查询器整体正常，则通过改变信号发生器模拟发出地面应答器的信号的码速率来进一步模拟轨道交通列车所处高速、低速的实际工况，观测计算机上是否有对应的解析信号显示，若有，重新判定车载查询器整体正常，否则重新判定异常；
一般情况下，轨道交通列车处于高速的实际工况下，信号发生器模拟发出地面应答器的信号的码速率较高；轨道交通列车处于低速的实际工况下，信号发生器模拟发出地面应答器的信号的码速率较低。
同时，若车载查询器整体正常，则将车载查询器整体放置于振动台上，通过改变振动台的振动频率和方向来进一步模拟轨道交通列车所处的实际工况，同时利用信号发生器模拟发出地面应答器的信号，观测计算机上是否有对应的解析信号显示，若有，重新判定车载查询器整体正常，否则重新判定异常。
当然，轨道交通列车在实际运行时，都会产生相应的振动，因此，我们可以把振动状况下的检测加入正常速度、高速和低速工况的检测中，这样，测试结果更加符合实际情况，但是，分开检测，我们可以发现不同工况对车载查询器的影响情况，更有利于后续的维护和保养。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (4)

1.一种用于轨道交通车载查询器的故障检测方法，所述车载查询器包括TI子架与车载天线，两者通过同轴电缆连接，其特征在于：先利用矢量网络分析仪对车载天线和同轴电缆进行检测，若正常，则断开车载天线，将信号发生器通过同轴电缆连接到TI子架的输入端，所述TI子架的输出端与计算机连接，利用信号发生器模拟发出地面应答器的信号，观测计算机上是否有对应的解析信号显示，若有，判断TI子架通讯正常，否则异常；最后，将车载天线通过同轴电缆重新连接到TI子架上，再利用信号发生器模拟发出地面应答器的信号，观测计算机上是否有对应的解析信号显示，若有，判定车载查询器整体正常，否则异常。
2.根据权利要求1所述的用于轨道交通车载查询器的故障检测方法，其特征在于：将矢量网络分析仪与车载天线连接，检测车载天线的驻波比，若驻波比大于2，再对车载天线的接地情况进行检测；若驻波比不大于2，则判定车载天线异常；
将矢量网络分析仪与车载天线断开，再与同轴电缆连接，检测电缆衰减和回波损耗，若测试数值不在正常范围内，判定同轴电缆故障；若测试数值在正常范围内，判定同轴电缆正常。
3.根据权利要求1所述的用于轨道交通车载查询器的故障检测方法，其特征在于：若车载查询器整体正常，则通过改变信号发生器模拟发出地面应答器的信号的码速率来进一步模拟轨道交通列车所处高速、低速的实际工况，观测计算机上是否有对应的解析信号显示，若有，重新判定车载查询器整体正常，否则重新判定异常；
以及若车载查询器整体正常，则将车载查询器整体放置于振动台上，通过改变振动台的振动频率和方向来进一步模拟轨道交通列车所处的实际工况，同时利用信号发生器模拟发出地面应答器的信号，观测计算机上是否有对应的解析信号显示，若有，重新判定车载查询器整体正常，否则重新判定异常。
4.根据权利要求3所述的用于轨道交通车载查询器的故障检测方法，其特征在于：轨道交通列车处于高速的实际工况下，信号发生器模拟发出地面应答器的信号的码速率较高；轨道交通列车处于低速的实际工况下，信号发生器模拟发出地面应答器的信号的码速率较低。
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