CN219277499U - 一种车站轨道电路自监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车站轨道电路自监测系统，包括诊断主机、通信主机、室内采集设备、通信接口板、采集分机，所述诊断主机与通信主机、室内采集设备以及通信接口板连接，所述通信主机与采集分机连接，其中，诊断主机，用于根据接收的室内外接口处的电压信息、轨道电路的电压信息、扼流线圈和信号线圈的电流以及数字控制板上传的报警信息，对轨道区段分区域的预警和报警。上述自监测系统能够实现室外轨旁设备电流采集、室内设备电压采集、以及轨道电路信息监测，通过诊断主机，实现数据实时监测和故障的预警、报警，节约了大量人工成本，提高了铁路运行的安全性。

Description

一种车站轨道电路自监测系统

技术领域

本实用新型涉及轨道交通领域，特别涉及一种车站轨道电路自监测系统。

背景技术

我国普速铁路站内轨道电路绝大部分采用25Hz轨道电路叠加电码化发码，运用至今已超过40年，适应了电气化铁路和机车信号的需求。目前的相敏轨道电路装备开发年代较早，器材分散、元件分立，与铁路信号数字化、信息化趋势不匹配；设备需要维护人员现场延钢轨线路在室外进行周期性测试工作，工作量较大；设备故障前无法通过监测实现预警功能，故障后无法通过诊断算法实现故障精确报警定位功能。

如何实现提高轨道电路的安全可靠性越来越成为亟待解决的技术问题。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种车站轨道电路自监测系统，包括诊断主机、通信主机、室内采集设备、通信接口板、采集分机，所述诊断主机与通信主机、室内采集设备以及通信接口板连接，所述通信主机与采集分机连接，其中，

室内采集设备，用于采集室内外接口处的电压信息，并发送至诊断主机；

通信接口板，用于监测轨道电路的电压信息、接收数字控制板故障时上传的报警信息，并发送至诊断主机；

采集分机，用于采集扼流线圈和信号线圈的电流，并上传至通信主机；

通信主机，用于通过PLC电力载波技术将采集的扼流线圈和信号线圈的电流发送至诊断主机；

诊断主机，用于根据接收的室内外接口处的电压信息、轨道电路的电压信息、扼流线圈和信号线圈的电流以及数字控制板上传的报警信息，对轨道区段分区域的预警和报警。

进一步地，所述通信接口板分别与诊断主机以及轨道电路的数字控制板、继电电路和控制设备通过通信总线连接，其中，通信接口板通过CANA、CANB总线和控制设备连接，用于交换控制数据，通信接口板通过CANC总线与诊断主机连接，用于发送监测数据给诊断主机，通信接口板通过CAND、CANE总线与数字控制板连接，用于监测轨道电路的电压数据、接收数字控制板故障时上传的报警信息。

进一步地，所述通信接口板采用二取二架构，包括主通信接口板和备通信接口板，当主通信接口板出现故障时，则从主通信接口板切换至备通信接口板。

进一步地，所述通信主机包括多个PLC电力载波模块。

进一步地，所述采集分机设置在阻抗匹配器中，且通过多路监测芯线与通信主机上的多个PLC电力载波模块连接。

进一步地，多路监测芯线上均设置有第一防雷模块，用于对监测芯线的电缆进行防雷。

进一步地，所述通信主机还外接电源，且所述通信主机与外接电源之间连接有第二防雷模块和滤波器，用于向采集分机供电。

进一步地，所述室内采集设备设置在包括防雷补偿单元的综合柜中，且通过监测芯线与诊断主机连接。

进一步地，还包括集中监测设备，所述集中监测设备与所述诊断主机连接，用于监测诊断主机的预警和告警信息。

进一步地，用于对车站轨道系统进行自监测，所述车站轨道系统包括室内设备和室外设备，所述室内设备包括数字控制板、冗余切换板和防雷补偿单元，所述数字控制板包括发送端、第一接收端和第二接收端，所述冗余切换板内部设置有方向切换继电器；所述室外设备包括轨旁阻抗匹配器，所述轨旁阻抗匹配器包括信号线圈、扼流线圈和适配器，其中，

所述数字控制板采用二取二架构，所述数字控制板包括主数字控制板和备数字控制板，所述主数字控制板和备数字控制板均采用CPU控制，当主数字控制板出现故障时，则从主数字控制板切换至备数字控制板。

本实用新型的自监测系统能够实现室外轨旁设备电流采集、室内设备电压采集、以及轨道电路信息监测，通过诊断主机，实现数据实时监测和故障的预警、报警，节约了大量人工成本，提高了铁路运行的安全性。

本实用新型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，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求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实用新型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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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示出了本实用新型实施例中的一种车站轨道电路自监测系统的示意图；

图2示出了本实用新型实施例中的一种车站轨道系统的示意图；

图3示出了本实用新型实施例中的另一种车站轨道系统的示意图；

图4示出了本实用新型实施例中的一种诊断监测设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型实施例中介绍了一种车站轨道电路自监测系统，包括诊断主机、通信主机、室内采集设备、通信接口板和采集分机，所述诊断主机与通信主机、室内采集设备以及通信接口板连接，所述通信主机与采集分机连接，其中，室内采集设备用于采集室内外接口处的电压信息，并发送至诊断主机；通信接口板用于监测轨道电路的电压信息、接收数字控制板故障时上传的报警信息，并发送至诊断主机；采集分机用于采集扼流线圈和信号线圈的电流，并上传至通信主机；通信主机用于通过PLC电力载波技术将采集的扼流线圈和信号线圈的电流发送至诊断主机；诊断主机用于根据接收的室内外接口处的电压信息、轨道电路的电压信息、扼流线圈和信号线圈的电流以及数字控制板上传的报警信息，对轨道区段分区域的预警和报警。所述自监测系统能够实现室外轨旁设备电流采集、室内设备电压采集、以及轨道电路信息监测，通过诊断主机，实现数据实时监测和故障的预警、报警，节约了大量人工成本，提高了铁路运行的安全性。

如图2-4所示，将自监测系统应用到车站轨道系统中进行说明。具体的，如图2所示，车站轨道系统包括室外设备和室内设备，其中，室外设备包括轨旁阻抗匹配器，室内设备包括防雷补偿单元、冗余切换板、数字控制板、继电电路以及控制设备，所述自监测系统包括通信接口板、室内采集设备、采集分机、监测诊断设备以及集中监测设备。

所述数字控制板内包括发送端、主接收端DG1(DG：含有道岔的轨道区段)和辅接收端DG2，所述数字控制板采用二取二架构，所述数字控制板包括主数字控制板和备数字控制板(图中未示出)，当主数字控制板出现故障时，则从主数字控制板切换至备数字控制板，进一步地，所述主数字控制板和备数字控制板均采用CPU控制。优选地，当数字控制板仅有一个时，则数字控制板内部采用双CPU二取二架构(图中未示出)控制，即数字控制板包括主CPU和备CPU，当主CPU出现故障时，则从主CPU切换至备CPU。进一步，所述数字控制板用于执行以下内容：接收控制设备下发的编码条件，可产生8种载频、18种低频的高精度、高稳定性的移频信号，并对产生的移频信号进行自检测，数字控制板还用于根据通信接口板转发的方向信息，驱动冗余切换板内部的方向切换继电器。数字控制板用于对两路接收端(主接收端DG1和辅接收端DG2)的移频信号进行解调，当任一接收端输出占用状态时，动作外部总轨道继电器同时通过CAND/E总线向通信接口板上传总轨道空闲或占用状态信息。数字控制板故障时通过CAND/E总线向通信接口板上传报警信息，最终通信接口板通过CANC总线上传至监测诊断设备。

所述冗余切换板与数字控制板连接，且所述冗余切换板与数字控制板均设置在同一数字化机柜中。所述冗余切换板内部设有方向切换继电器(图中未示出，图中GJ表示轨道电路继电器)，能够实现轨道电路区段两路接收端DG和DG1的电压切换和调整，实现功出电压的切换，即，如果接收端DG用于发码端时，冗余切换板则进行DG的方向切换，如果DG1接收端用于不发码端，则冗余切换板进行DG1的电平级调整。进一步，所述冗余切换板还用于对其自身向主、备数字控制板发送的报警条件进行回采，以及冗余切换板上还设置有工作状态指示灯与测试接口(图中未示出)。更进一步的，所述冗余切换板中还包括四路电缆模拟网络(图中未示出)，用于通过0.25km、0.5km、1km、2km(千米)共4节电缆模拟网络，补偿SPT数字信号电缆。

所述冗余切换板内部的方向切换继电器也采用二取二架构，所述方向切换继电器包括主方向切换继电器和备方向切换继电器，当主方向切换继电器出现故障时，则从主方向切换继电器切换至备方向切换继电器。

所述数字化机柜为插接式机柜。

所述防雷补偿单元与冗余切换板连接，用于对通过传输电缆引入至室内雷电冲击的横向和纵向防护。所述防雷补偿单元设置在室内的综合柜中。

所述通信接口板采用二取二架构，包括主通信接口板和备通信接口板(图中未示出)，当主通信接口板出现故障时，则从主通信接口板切换至备通信接口板。通信接口板能够分别在通信接口方式和继电接口方式两种方式下使用，图3为通信接口板通常在普铁中采用继电编码方式接口工作，即通信接口板与继电电路连接；图2为通信接口板在高铁中采用通信编码方式接口工作，即通信接口板与控制设备连接。

所述通信接口板分别与数字控制板、监测诊断设备、继电电路以及控制设备通过通信总线连接，其中，通信总线为CAN总线，通信接口板通过CANA、CANB总线和控制设备连接，用于交换控制数据，通信接口板通过CANC总线与监测诊断设备连接，用于发送监测数据给诊断主机，通信接口板通过CAND、CANE总线与数字控制板连接，用于监测轨道电路的电压数据、接收数字控制板故障时上传的报警信息等。

如图1-4所示，所述监测诊断设备包括通信主机和诊断主机，所述通信主机与所述诊断主机通过通信总线CAN1连接，所述通信主机用于将采集的扼流线圈和信号线圈的电流发送至诊断主机。所述室内采集设备设置在综合柜中，且与诊断主机通过监测芯线连接，用于采集室内外接口处的电压信息，并发送至诊断主机。所述采集分机设置在轨道电路的每一个轨旁阻抗匹配器中，用于采集扼流线圈和信号线圈的电流，通过PLC电力载波技术(Power line Communication，通过电力线传输数字信号)传递至通信主机。如图2、3中，每个阻抗匹配器中均设置有采集分机(图中未示出)，通过监测芯线与监测诊断设备连接，从而能够采集每个轨道电路区段与每个轨道电路区段中每个区域的电流，使得对故障预警时对故障的定位更加的精确。

如图4所示，一个车站中的阻抗匹配器中均设置有采集分机，所述通信主机上设置有4个PLC电力载波模块PLC1-PLC4，每个PLC电力载波模块均采用PLC电力载波技术对采集分机采集的扼流线圈和信号线圈的电流进行处理。所述采集分机与通信主机上的PLC1-PLC4通过多路监测芯线连接，即，一个车站的采集分机通过四路监测芯线连接至通信主机上，四路监测芯线即4个通道，分别为通道1-4。此外，采集分机与通信主机连接的监测芯线通道上设置有第一防雷模块(图中用防雷表示)，用于对监测芯线的电缆进行防雷防护。且监测芯线上的防雷均设置在同一接口柜中。进一步，所述通信主机还通过第二防雷模块(图中为防雷模块)、滤波器与220V(伏)AC(交流)稳压电源连接，以把电源通过线缆给采集分机供电，图4中PLC1-PLC4与相应防雷连接的监测芯线通道上叠加有向上的箭头，即为向采集分机供电，且监测芯线上叠加监测数据信息(扼流线圈和信号线圈的电流信息)。

所述诊断主机用于根据接收室内通信主机、室内采集设备和通信接口5板上传的监测数据，通过逻辑运算，实现轨道区段分区域的预警和报警。

所述集中监测设备与所述诊断主机连接，用于监测、显示诊断主机的预警和告警信息。

所述通信接口板与所述监测诊断设备均设置在接口及诊断机柜中。

如图2-4所示，所述室外设备包括轨旁阻抗匹配器，所述轨旁阻抗匹配0器分别连接在钢轨和道岔上。所述轨旁阻抗匹配器包括信号线圈、扼流线

圈和适配器，其中，所述扼流线圈采用扁铜线绕制，用于为牵引电流的钢轨回流提供回路和平衡两钢轨的牵引电流回流；所述信号线圈与扼流线圈为特定变比，所述信号线圈与电缆连接，用于传输阻抗匹配。特定变比可以为1:3，但不限于此，其他变比也适用于本实用新型。

5室内设备与室外设备通过传输电缆连接，所述传输电缆采用SPT型铁路信号数字电缆。

所述车站轨道系统还包括多个补偿电容，所述补偿电容进行等间距布置在两条钢轨之间，实现轨道电路信号在钢轨线路上的传输补偿，保证轨道电路具有良好的传输性能。

0尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种车站轨道电路自监测系统，其特征在于，包括诊断主机、通信主机、室内采集设备、通信接口板、采集分机，所述诊断主机与通信主机、室内采集设备以及通信接口板连接，所述通信主机与采集分机连接，其中，

室内采集设备，用于采集室内外接口处的电压信息，并发送至诊断主机；

通信接口板，用于监测轨道电路的电压信息、接收数字控制板故障时上传的报警信息，并发送至诊断主机；

采集分机，用于采集扼流线圈和信号线圈的电流，并上传至通信主机；

通信主机，用于通过PLC电力载波技术将采集的扼流线圈和信号线圈的电流发送至诊断主机；

诊断主机，用于根据接收的室内外接口处的电压信息、轨道电路的电压信息、扼流线圈和信号线圈的电流以及数字控制板上传的报警信息，对轨道区段分区域的预警和报警。

2.根据权利要求1所述的车站轨道电路自监测系统，其特征在于，所述通信接口板分别与诊断主机以及轨道电路的数字控制板、继电电路和控制设备通过通信总线连接，其中，通信接口板通过CANA、CANB总线和控制设备连接，用于交换控制数据，通信接口板通过CANC总线与诊断主机连接，用于发送监测数据给诊断主机，通信接口板通过CAND、CANE总线与数字控制板连接，用于监测轨道电路的电压数据、接收数字控制板故障时上传的报警信息。

3.根据权利要求2所述的车站轨道电路自监测系统，其特征在于，所述通信接口板采用二取二架构，包括主通信接口板和备通信接口板，当主通信接口板出现故障时，则从主通信接口板切换至备通信接口板。

4.根据权利要求1所述的车站轨道电路自监测系统，其特征在于，所述通信主机包括多个PLC电力载波模块。

5.根据权利要求4所述的车站轨道电路自监测系统，其特征在于，所述采集分机设置在阻抗匹配器中，且通过多路监测芯线与通信主机上的多个PLC电力载波模块连接。

6.根据权利要求5所述的车站轨道电路自监测系统，其特征在于，多路监测芯线上均设置有第一防雷模块，用于对监测芯线的电缆进行防雷。

7.根据权利要求6所述的车站轨道电路自监测系统，其特征在于，所述通信主机还外接电源，且所述通信主机与外接电源之间连接有第二防雷模块和滤波器，用于向采集分机供电。

8.根据权利要求1所述的车站轨道电路自监测系统，其特征在于，所述室内采集设备设置在包括防雷补偿单元的综合柜中，且通过监测芯线与诊断主机连接。

9.根据权利要求1所述的车站轨道电路自监测系统，其特征在于，还包括集中监测设备，所述集中监测设备与所述诊断主机连接，用于监测诊断主机的预警和告警信息。

10.根据权利要求1-9任一所述的车站轨道电路自监测系统，其特征在于，用于对车站轨道系统进行自监测，所述车站轨道系统包括室内设备和室外设备，所述室内设备包括数字控制板、冗余切换板和防雷补偿单元，所述数字控制板包括发送端、第一接收端和第二接收端，所述冗余切换板内部设置有方向切换继电器；所述室外设备包括轨旁阻抗匹配器，所述轨旁阻抗匹配器包括信号线圈、扼流线圈和适配器，其中，

所述数字控制板采用二取二架构，所述数字控制板包括主数字控制板和备数字控制板，所述主数字控制板和备数字控制板均采用CPU控制，当主数字控制板出现故障时，则从主数字控制板切换至备数字控制板。

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