CN117985068A - 抗电磁干扰的计轴设备数据处理方法、装置及计轴设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种抗电磁干扰的计轴设备数据处理方法、装置及计轴设备，涉及轨旁设备技术领域，本发明通过在计轴机柜中增加数据筛选模块，由数据筛选模块分辨交流牵引环境中的电流干扰，再将处理后的采集数据交给计轴处理模块，有效降低了交流牵引环境中的计轴干扰，提升了计轴设备在市域(郊)铁路交流牵引环境中抗干扰能力，进而提高了信号系统的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及轨旁设备技术领域，具体涉及一种抗电磁干扰的计轴设备数据处理方法、装置及计轴设备。
背景技术
信号系统是保障轨道交通线路运行安全和运营效率的核心系统，计轴设备是信号系统的关键轨旁设备，用于检测轨道区段空闲/占用情况，从而保证行车安全。目前，对信号计轴设备的要求主要是满足规范《铁路信号计轴设备》(TB/T 2296-2019)及《铁路信号计轴应用系统技术条件》(TB/T 3189-2007)，规范中对计轴设备的可靠性提出了平均无差错计轴数不小于5×107轴，平均无故障工作时间不小于1×105h的要求。计轴设备在采用直流牵引的城市轨道交通中可以满足规范要求稳定运行；但在市域(郊)铁路的交流牵引环境中，计轴设备容易产生电磁干扰的问题，但现有的计轴设备无法分辨交流牵引环境中牵引供电产生的谐波干扰、列车过电分相时的冲击电流干扰、列车过道岔时的冲击电流干扰及列车升弓的冲击电流干扰，使计轴设备受到电磁干扰发生错误判断，使信号系统误以为列车占用，根据故障导向安全原则计轴系统会给出一个轨道区段占用的信号，从而造成信号系统故障，影响信号系统的整体运行。因此，有必要提出一种抗电磁干扰的计轴设备及装置，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种抗电磁干扰的计轴设备数据处理方法、装置及计轴设备，以解决现有技术中在铁路的交流牵引环境中，计轴设备容易产生电磁干扰，发生错误判断的问题。
第一方面，本发明提供一种抗电磁干扰的计轴设备数据处理方法，包括：
采集计轴磁头的计轴电压数据；
将所述计轴电压数据与干扰电压波形数据库中预先存储的干扰电压波形进行对比；
判断所述计轴电压数据是否与所述干扰电压波形一致；
如果所述计轴电压数据与所述干扰电压波形一致，将所述计轴电压数据判断为干扰数据并进行过滤后，对所述计轴电压数据进行分析处理；
如果所述计轴电压数据与所述干扰电压波形不一致，对所述计轴电压数据进行分析处理。
进一步地，所述方法还包括：增加新的干扰电压波形至干扰电压波形数据库。
进一步地，所述干扰电压波形数据库中预先存储的干扰电压波形包括：牵引供电产生的谐波、列车过电分相时产生的冲击电流、列车过道岔时产生的冲击电流或列车升弓产生的冲击电流时在计轴所产生的计轴电压数据波形。
进一步地，对所述计轴电压数据进行分析处理，包括：
判断所述计轴电压数据是否满足车轮通过的波形；
如果所述计轴电压数据满足车轮通过的波形，进行车轮数统计，确认车轮经过后，将该区段设置为列车占用状态。
第二方面，本发明提供一种抗电磁干扰的计轴设备数据处理装置，包括：
采集模块，用于采集计轴磁头的计轴电压数据；
数据筛选模块，用于将所述计轴电压数据与干扰电压波形数据库中预先存储的干扰电压波形进行对比；判断所述计轴电压数据是否与所述干扰电压波形一致；如果所述计轴电压数据与所述干扰电压波形一致，将所述计轴电压数据判断为干扰数据并进行过滤后，将所述计轴电压数据发送至处理模块；如果所述计轴电压数据与所述干扰电压波形不一致，将所述计轴电压数据发送至处理模块；
处理模块，用于对所述计轴电压数据进行分析处理。
进一步地，所述数据筛选模块还用于：增加新的干扰电压波形至干扰电压波形数据库。
进一步地，所述干扰电压波形数据库中预先存储的干扰电压波形包括：牵引供电产生的谐波、列车过电分相时产生的冲击电流、列车过道岔时产生的冲击电流或列车升弓产生的冲击电流时在计轴所产生的计轴电压数据波形。
进一步地，所述处理模块，用于判断所述计轴电压数据是否满足车轮通过的波形；如果所述计轴电压数据满足车轮通过的波形，进行车轮数统计，确认车轮经过后，将该区段设置为列车占用状态。
第三方面，本发明提供一种抗电磁干扰的计轴设备，包括：安装在轨旁部分的计轴磁头、计轴箱盒以及安装在室内部分的分线柜、计轴机柜以及信号控制机柜；所述计轴磁头与所述计轴箱盒连接，所述计轴箱盒通过所述分线柜连接至所述计轴机柜，所述计轴机柜与所述信号控制机柜连接；
所述计轴机柜包括：采集模块、数据筛选模块以及处理模块；
所述采集模块，用于采集计轴磁头的计轴电压数据；
所述数据筛选模块，用于将所述计轴电压数据与干扰电压波形数据库中预先存储的干扰电压波形进行对比，判断所述计轴电压数据是否与所述干扰电压波形一致；如果所述计轴电压数据与所述干扰电压波形一致，将所述计轴电压数据判断为干扰数据并进行过滤，将过滤后的计轴电压数据传送给处理模块；如果所述计轴电压数据与所述干扰电压波形不一致，将所述计轴电压数据传送给处理模块；
所述处理模块，用于对所述计轴电压数据进行分析处理。
进一步地，所述数据筛选模块，还用于在工作时增加新的干扰电压波形至干扰电压波形数据库。
本发明具有以下有益效果：本发明提供的抗电磁干扰的计轴设备数据处理方法、装置及计轴设备，通过在计轴机柜中增加数据筛选模块，由数据筛选模块分辨交流牵引环境中的电流干扰，再将处理后的采集数据交给计轴处理模块，有效降低了交流牵引环境中的计轴干扰，提升了计轴设备在市域(郊)铁路交流牵引环境中抗干扰能力，进而提高了信号系统的可靠性。
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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，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是本发明的抗电磁干扰的计轴设备数据处理方法流程图；
图2是计轴电压数据示意图；
图3是本发明的抗电磁干扰的计轴设备数据处理装置示意图；
图4是本发明的抗电磁干扰的计轴设备示意图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明实施例提供一种抗电磁干扰的计轴设备数据处理方法，包括：
S101，采集计轴磁头的计轴电压数据。
具体地，所述计轴磁头是安装在钢轨旁的传感器，主要有两种类型，一种是安装在钢轨两侧的双侧磁头，一种是安装在钢轨单侧的单侧磁头，当列车车轮经过计轴磁头时，计轴磁头的电压会升高。
S102，将所述计轴电压数据与干扰电压波形数据库中预先存储的干扰电压波形进行对比。
具体地，所述干扰电压波形数据库中预先存储的干扰电压波形包括：牵引供电产生的谐波、列车过电分相时产生的冲击电流、列车过道岔时产生的冲击电流或列车升弓产生的冲击电流时在计轴所产生的计轴电压数据波形。
牵引供电存在谐波干扰，是指牵引变电所可能存在与计轴设备工作频率相同的谐波，当谐波频率与计轴的工作频率接近时，计轴设备的数据采集会出现故障。列车过电分相时的冲击电流干扰，是指列车通过电分相时，存在短时断电的状态。当列车通过电分相再次得电时，瞬时电流过大，造成前方计轴受到电磁干扰。列车过道岔时的冲击电流干扰，是指列车通过道岔区段时，若道岔区段的牵引回流不畅的问题，也会导致瞬时冲击电流过大，前方计轴受到电磁干扰。列车升弓的冲击电流干扰，是指列车升弓瞬间，会产生冲击电流，造成前方计轴受到电磁干扰。还可以增加新的干扰电压波形至干扰电压波形数据库，防止可能变化的电磁干扰波形影响计轴设备的工作。
S103，判断所述计轴电压数据是否与所述干扰电压波形一致。
S104，如果所述计轴电压数据与所述干扰电压波形一致，将所述计轴电压数据判断为干扰数据并进行过滤后，执行S105，对所述计轴电压数据进行分析处理。如果所述计轴电压数据与所述干扰电压波形不一致，直接执行S105，对所述计轴电压数据进行分析处理。
具体地，对所述计轴电压数据进行分析处理，包括：判断所述计轴电压数据是否满足车轮通过的波形；如果所述计轴电压数据满足车轮通过的波形，进行车轮数统计，确认车轮经过后，将该区段设置为列车占用状态。
图2左侧的波形展示了列车车轮通过时计轴采集到的电压数据示意图，右侧的波形展示了发生电磁干扰时计轴采集到的电压波形数据示意图，两者存在一定的差异，但未配置数据筛选模块的普通计轴机柜处理时可能无法分辨处两者的区别，并将右侧波形误判成列车车轮经过。
请参阅图3，本发明实施例还提供一种抗电磁干扰的计轴设备数据处理装置，包括：
采集模块31，用于采集计轴磁头的计轴电压数据；
数据筛选模块32，用于将所述计轴电压数据与干扰电压波形数据库中预先存储的干扰电压波形进行对比；判断所述计轴电压数据是否与所述干扰电压波形一致；如果所述计轴电压数据与所述干扰电压波形一致，将所述计轴电压数据判断为干扰数据并进行过滤后，将所述计轴电压数据发送至处理模块；如果所述计轴电压数据与所述干扰电压波形不一致，将所述计轴电压数据发送至处理模块；
处理模块33，用于对所述计轴电压数据进行分析处理。
具体地，所述数据筛选模块32还用于：增加新的干扰电压波形至干扰电压波形数据库。
具体地，所述干扰电压波形数据库中预先存储的干扰电压波形包括：牵引供电产生的谐波、列车过电分相时产生的冲击电流、列车过道岔时产生的冲击电流或列车升弓产生的冲击电流时在计轴所产生的计轴电压数据波形。
具体地，所述处理模块33，用于判断所述计轴电压数据是否满足车轮通过的波形；如果所述计轴电压数据满足车轮通过的波形，进行车轮数统计，确认车轮经过后，将该区段设置为列车占用状态。
请参阅图4，本发明实施例还提供一种抗电磁干扰的计轴设备，包括：安装在轨旁部分的计轴磁头1、计轴箱盒2以及安装在室内部分的分线柜3、计轴机柜4以及信号控制机柜5；计轴磁头1与计轴箱盒2连接，计轴箱盒2通过分线柜3连接至计轴机柜4，计轴机柜4与信号控制机柜5连接。
具体地，计轴机柜4包括：采集模块41、数据筛选模块42以及处理模块43；采集模块41，用于采集计轴磁头的计轴电压数据；数据筛选模块42，用于将计轴电压数据与干扰电压波形数据库中预先存储的干扰电压波形进行对比，判断计轴电压数据是否与干扰电压波形一致；如果计轴电压数据与干扰电压波形一致，将计轴电压数据判断为干扰数据并进行过滤，将过滤后的计轴电压数据传送给处理模块；如果计轴电压数据与干扰电压波形不一致，将计轴电压数据传送给处理模块；处理模块43，用于对计轴电压数据进行分析处理。数据筛选模块42，还用于在工作时增加新的干扰电压波形至干扰电压波形数据库。
具体地，计轴箱盒是安装在轨旁的电缆箱盒，一端与计轴磁头连接，一端引入室内计轴机柜。分线柜是信号系统将室外设备的电缆引入室内机柜的中转机柜。信号控制机柜是指信号系统中的核心控制单元，该机柜将计轴设备信息与其他设备信息结合，完成信号系统的运行安全和运营效率的核心控制。计轴机柜是计轴设备的核心处理单元，传统的计轴机柜由采集模块和处理模块构成，采集模块主要接收计轴磁头的电压数据，处理模块对采集的电压数据进行判断分析，当计轴电压数据满足车轮通过的波形时处理模块会进行车轮数统计，计轴确认车轮经过后信号系统会将该区段设置为列车占用状态。但交流牵引环境下，当牵引供电产生谐波、列车过电分相时、列车过道岔时或列车升弓时会产生冲击电流，冲击电流会被计轴设备采集，在计轴采集模块采集到的电压波形与列车车轮通过计轴时产生电压波形虽然存在一定的区别，但由于计轴设备较为灵敏，传统的计轴处理模块无法分辨，导致车轮数统计发生错误，计轴受到干扰，根据故障导向安全原则计轴系统会给出一个轨道区段占用的信号，进而影响信号系统的行车安全及可靠性。
本发明在计轴机柜中增加了数据筛选模块，数据筛选模块会存储市域(郊)铁路交流牵引环境下的典型的干扰电压波形，同时可以在工作时增加新的干扰电压波形。计轴电压数据到达计轴机柜后先经过采集模块再由数据筛选模块分析，数据筛选模块将计轴磁头采集的计轴电压数据与存储的干扰电压波形进行对比，如果对比后确认计轴电压数据是由牵引供电产生的谐波、列车过电分相时产生的冲击电流、列车过道岔时产生的冲击电流或列车升弓产生的冲击电流等电磁干扰引起，数据筛选模块会将该计轴电压数据判断为干扰数据并进行过滤，再将过滤后的计轴电压数据传送给处理模块，由处理模块进行分析处理，这样可以大幅降低计轴受到电磁干扰的问题。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种抗电磁干扰的计轴设备数据处理方法，其特征在于，包括：
采集计轴磁头的计轴电压数据；
将所述计轴电压数据与干扰电压波形数据库中预先存储的干扰电压波形进行对比；
判断所述计轴电压数据是否与所述干扰电压波形一致；
如果所述计轴电压数据与所述干扰电压波形一致，将所述计轴电压数据判断为干扰数据并进行过滤后，对所述计轴电压数据进行分析处理；
如果所述计轴电压数据与所述干扰电压波形不一致，对所述计轴电压数据进行分析处理。
2.根据权利要求1所述的抗电磁干扰的计轴设备数据处理方法，其特征在于，所述方法还包括：增加新的干扰电压波形至干扰电压波形数据库。
3.根据权利要求1所述的抗电磁干扰的计轴设备数据处理方法，其特征在于，所述干扰电压波形数据库中预先存储的干扰电压波形包括：牵引供电产生的谐波、列车过电分相时产生的冲击电流、列车过道岔时产生的冲击电流或列车升弓产生的冲击电流时在计轴所产生的计轴电压数据波形。
4.根据权利要求1所述的抗电磁干扰的计轴设备数据处理方法，其特征在于，对所述计轴电压数据进行分析处理，包括：
判断所述计轴电压数据是否满足车轮通过的波形；
如果所述计轴电压数据满足车轮通过的波形，进行车轮数统计，确认车轮经过后，将该区段设置为列车占用状态。
5.一种抗电磁干扰的计轴设备数据处理装置，其特征在于，包括：
采集模块，用于采集计轴磁头的计轴电压数据；
数据筛选模块，用于将所述计轴电压数据与干扰电压波形数据库中预先存储的干扰电压波形进行对比；判断所述计轴电压数据是否与所述干扰电压波形一致；如果所述计轴电压数据与所述干扰电压波形一致，将所述计轴电压数据判断为干扰数据并进行过滤后，将所述计轴电压数据发送至处理模块；如果所述计轴电压数据与所述干扰电压波形不一致，将所述计轴电压数据发送至处理模块；
处理模块，用于对所述计轴电压数据进行分析处理。
6.根据权利要求5所述的抗电磁干扰的计轴设备数据处理装置，其特征在于，所述数据筛选模块还用于：增加新的干扰电压波形至干扰电压波形数据库。
7.根据权利要求5所述的抗电磁干扰的计轴设备数据处理装置，其特征在于，所述干扰电压波形数据库中预先存储的干扰电压波形包括：牵引供电产生的谐波、列车过电分相时产生的冲击电流、列车过道岔时产生的冲击电流或列车升弓产生的冲击电流时在计轴所产生的计轴电压数据波形。
8.根据权利要求5所述的抗电磁干扰的计轴设备数据处理装置，其特征在于，所述处理模块，用于判断所述计轴电压数据是否满足车轮通过的波形；如果所述计轴电压数据满足车轮通过的波形，进行车轮数统计，确认车轮经过后，将该区段设置为列车占用状态。
9.一种抗电磁干扰的计轴设备，其特征在于，包括：安装在轨旁部分的计轴磁头(1)、计轴箱盒(2)以及安装在室内部分的分线柜(3)、计轴机柜(4)以及信号控制机柜(5)；所述计轴磁头(1)与所述计轴箱盒(2)连接，所述计轴箱盒(2)通过所述分线柜(3)连接至所述计轴机柜(4)，所述计轴机柜(4)与所述信号控制机柜(5)连接；
所述计轴机柜(4)包括：采集模块(41)、数据筛选模块(42)以及处理模块(43)；
所述采集模块(41)，用于采集计轴磁头的计轴电压数据；
所述数据筛选模块(42)，用于将所述计轴电压数据与干扰电压波形数据库中预先存储的干扰电压波形进行对比，判断所述计轴电压数据是否与所述干扰电压波形一致；如果所述计轴电压数据与所述干扰电压波形一致，将所述计轴电压数据判断为干扰数据并进行过滤，将过滤后的计轴电压数据传送给处理模块；如果所述计轴电压数据与所述干扰电压波形不一致，将所述计轴电压数据传送给处理模块；
所述处理模块(43)，用于对所述计轴电压数据进行分析处理。
10.根据权利要求9所述的抗电磁干扰的计轴设备，其特征在于，所述数据筛选模块(42)，还用于在工作时增加新的干扰电压波形至干扰电压波形数据库。
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