CN220243243U - 一种车站轨道系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车站轨道系统，包括室内设备和室外设备，所述室内设备包括第一控制板和冗余切换板，所述第一控制板与冗余切换板连接，所述第一控制板和冗余切换板均设置在同一机柜中，其中，所述第一控制板包括发送端和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。上述车站轨道系统采用控制板实现一个发送端和两个接收端的功能，且将轨道电路设备设置在相应的机柜中，从而减少了设备数据和占地面积，使得轨道电路系统集约化、结构小型化、设备数字化。

Description

一种车站轨道系统

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。主要存在以下4个方面的问题：(1)设备数量较多：包括室内设备11种、室外设备7种，以零散器材为主，各器材厂家只对其单一器材提供技术支持，缺乏系统性。(2)调整难度大：由于隔离、调整和防护设备规格多种多样，导致电路组成较复杂，轨道电路的传输特性易受到影响，不利于维修维护。目前没有能够直接提供给维修部门使用的定制化调整表。(3)抗干扰性有待提升：重载铁路、动车组等大功率牵引设备运用区段抗电气化干扰能力较弱，车站存在邻线干扰风险，分路不良和列车升弓导致的闪红光带问题比较常见。无码区段电气化干扰导致的列车制动故障频发；全路车站进站内方第一个区段发生分路不良的次数较多；电码化信号波动大，邻线干扰问题时有发生；电码化无法实现闭环检测功能，电码化信息是否正常发送至钢轨，不能进行实时检测。

如何使得轨道系统结构更加小型、集约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系统，包括室内设备和室外设备，所述室内设备包括第一控制板和冗余切换板，所述第一控制板与冗余切换板连接，所述第一控制板和冗余切换板均设置在同一机柜中，其中，

所述第一控制板包括发送端、第一接收端和第二接收端，所述第一控制板用于接收控制设备下发的编码条件，产生移频信号，然后对产生的移频信号进行自检测、对第一接收端和第二接收端接收的移频信号进行解调，当任一接收端输出占用状态时，向通信接口板上传总轨道空闲或占用状态信息以及故障时向通信接口板上传报警信息；

所述冗余切换板内部设置有方向切换继电器，所述冗余切换板用于对第一接收端和第二接收端进行电压切换和电平级调整以及用于对向第一控制板发送的报警条件进行回采。

进一步地，所述第一控制板采用二取二架构，所述第一控制板包括主第一控制板和备第一控制板，所述主第一控制板和备第一控制板均采用CPU控制，当主第一控制板出现故障时，则从主第一控制板切换至备第一控制板。

进一步地，当第一控制板仅有一个时，则第一控制板内部采用双CPU二取二架构，第一控制板包括主CPU和备CPU，当主CPU出现故障时，则从主CPU切换至备CPU。

进一步地，第一接收端用于发码端时，冗余切换板用于对第一接收端进行方向切换，第二接收端用于不发码端时，冗余切换板用于对第二接收端进行电平级调整。

进一步地，所述冗余切换板中还包括四路电缆模拟网络，用于通过0.25km、0.5km、1km、2km共4节电缆模拟网络，补偿SPT数字信号电缆。

进一步地，所述室内设备还包括防雷补偿单元，所述防雷补偿单元设置在综合柜中，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的雷电冲击进行横向和纵向防护。

进一步地，所述室内设备包括通信接口板，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；

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，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，通信接口板通过CANA、CANB总线，与控制设备连接，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。

进一步地，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条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。

进一步地，所述室内设备和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。

进一步地，所述室内设备还包括监测诊断设备、室内采集设备和采集分机，所述监测诊断设备包括通信主机和诊断主机，所述通信主机分别与诊断主机和采集分机连接，其中，

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旁阻抗匹配器中，用于采集扼流线圈和信号线圈的电流，并发送至通信主机；

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；

所述诊断主机用于根据接收通信主机、室内采集设备和通信接口板上传的数据，对轨道区段分区域的预警和报警。

本实用新型的车站轨道系统采用控制板实现一个发送端和两个接收端的功能，且将轨道电路的室内设备设置在相应的机柜中，从而减少了设备数据和占地面积，实现了轨道电路的系统集约化、结构小型化以及设备数字化。

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系统的示意图；

图2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3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。

本实用新型实施例中介绍了一种车站轨道系统，所述系统包括室内设备和室外设备，所述室内设备包括第一控制板和冗余切换板，所述第一控制板与冗余切换板连接，所述第一控制板和冗余切换板均设置在同一机柜中，其中，所述第一控制板包括发送端、第一接收端和第二接收端，用于接收控制设备下发的编码条件，产生移频信号，然后对产生的移频信号进行自检测；所述第一控制板用于对第一接收端和第二接收端的移频信号进行解调，当任一接收端输出占用状态时，向通信接口板上传总轨道空闲或占用状态信息；所述第一控制板用于自身故障时向通信接口板上传报警信息，并上传至监测诊断设备；所述冗余切换板内部设置有方向切换继电器，所述第一控制板用于对第一接收端和第二接收端的电压切换和电平级调整；所述第一控制板用于对向第一控制板发送的报警条件进行回采。将一发两送功能集成设置在第一控制板上，且将第一控制板和冗余切换板设置在相应的机柜中，减少了轨道电路的设备数量和占地面积，实现了轨道电路的系统集约化、结构小型化以及设备数字化。

具体的，如图1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、通信接口板、监测诊断设备、继电电路、控制设备以及集中监测设备。

本实施例中，第一控制板为数字控制板，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，并能够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。

所述室内设备还包括通信接口板，其中，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2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1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、2、3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一5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1、2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0定位更加的精确。

如图3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5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防雷模块(图中简称防雷)，用于对监测芯线的电缆进行防雷。且监测芯线上的防雷模块均设置在同一接口柜中。进一步，

所述通信主机还通过防雷模块、滤波器与220V(伏)AC(交流)稳压电源0连接，以把电源通过线缆给采集分机供电，图3中PLC1-PLC4与相应防雷模块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，且监测芯线上还叠加有监测数据信息(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。5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、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1、2、3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。

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。

车站轨道系统采用控制板实现一个发送端和两个接收端的功能，且将轨道电路的室内设备设置在相应的机柜中，从而减少了设备数据和占地面积，实现了轨道电路的系统集约化、结构小型化以及设备数字化。

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)

1.一种车站轨道系统，其特征在于，包括室内设备和室外设备，所述室内设备包括第一控制板和冗余切换板，所述第一控制板与冗余切换板连接，所述第一控制板和冗余切换板均设置在同一机柜中，所述室内设备还包括通信接口板，所述通信接口板分别与第一控制板、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，与控制设备连接，用于交换控制数据，通信接口板通过CAND、CANE总线与第一控制板连接，用于监测轨道电路的电压数据、接收第一控制板故障时上传的报警信息，其中，

所述第一控制板包括发送端、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，所述冗余切换板用于对第一接收端和第二接收端进行电压切换和电平级调整以及用于对向第一控制板发送的报警条件进行回采。

2.根据权利要求1所述的车站轨道系统，其特征在于，所述第一控制板采用二取二架构，所述第一控制板包括主第一控制板和备第一控制板，所述主第一控制板和备第一控制板均采用CPU控制。

3.根据权利要求1所述的车站轨道系统，其特征在于，当第一控制板仅有一个时，则第一控制板内部采用双CPU二取二架构，第一控制板包括主CPU和备CPU。

4.根据权利要求1所述的车站轨道系统，其特征在于，第一接收端用于发码端时，冗余切换板用于对第一接收端进行方向切换，第二接收端用于不发码端时，冗余切换板用于对第二接收端进行电平级调整。

5.根据权利要求1所述的车站轨道系统，其特征在于，所述冗余切换板中还包括四路电缆模拟网络，用于通过0.25km、0.5km、1km、2km共4节电缆模拟网络，补偿SPT数字信号电缆。

6.根据权利要求1所述的车站轨道系统，其特征在于，所述室内设备还包括防雷补偿单元，所述防雷补偿单元设置在综合柜中，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的雷电冲击进行横向和纵向防护。

7.根据权利要求1所述的车站轨道系统，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；

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，所述通信接口板还分别与监测诊断设备、继电电路通过通信总线连接，其中，通信接口板通过CANC总线与监测诊断设备连接。

8.根据权利要求1所述的车站轨道系统，其特征在于，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条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。

9.根据权利要求1所述的车站轨道系统，其特征在于，所述室内设备和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。

10.根据权利要求1-9任一所述的车站轨道系统，其特征在于，所述室内设备还包括监测诊断设备、室内采集设备和采集分机，所述监测诊断设备包括通信主机和诊断主机，所述通信主机分别与诊断主机和采集分机连接，其中，

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旁阻抗匹配器中，用于采集扼流线圈和信号线圈的电流，并发送至通信主机；

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。