专利名称:移频轨道电路故障监测仪的制作方法
本实用新型涉及对轨道电路的故障进行监测的仪器。特别是可以解决轨道电路瞬间故障的测试和记录。
随着现代工业、运输业的发展，铁路运输已成为人类进行人员和货物运输的一个十分重要的手段。运输量的不断增加使铁路运输由单线制向多线制、网线制发展。为了确保运输安全及提高运输效率，调度方式也由人工调度向着计算机化和自动化方向发展。
轨道电路是钢轨线路和连接于其始端及终端的设备的总称。轨道是否被占用，要靠始端发送、终端接收信息来确定。轨道电路在相邻两轨传输有明显区别的信号，以确定轨道上有无机车，当机车压在轨道上时，两轨的传输条件被短路，终端收不到始端发出的信息，红灯被点亮，向后方显示出本区间有车。调度将这个红灯信号定位，以确定列车运行的具体位置，这是运行自动闭塞铁路信号最基本的条件。
两相邻轨选用不同的信息，信息可以采用不同方式调制，采用移频方式调制生成的轨道电路叫移频轨道电路。它由四大部分组成，即发送盘、接收盘、电源盘和传输线(轨道)。列车运行的不同状态，由运行条件产生器(发码电路)给出不同几种控制，使发端产生不同几种低频。同时发端有一个中心频率产生器，这个产生器受这几种低频的调制，调制后的频率经轨道的传输，收端收到相应的信号，控制这个轨道的信号灯做不同显示。它们是一个串联的系统，最终控制信号灯(红灯)的亮和灭，在这个串联系统中，只要有一级工作不正常，系统就发出停车信号，点亮红灯。点亮红灯既可以是由于轨道上有车，也可以是系统有故障所致。后者会造成不必要的停车，给调度带来很大困难。铁路运输网组成后，随着设备的增加故障率也随之上升，为了准确地确定和排除故障需要不断地对轨道电路进行测定。
目前常用的方法是人工监测，用各种仪表如计数器／频率计、高频毫伏表、数字电压表、电流表、万用表等对各种参数进行测试后分析确定故障。该方法不仅需要有人长期值班监测，仪表需经常校正、换档，而且测试时间较长，往往只测了几个参数故障就已消失，无法从测得的数据分析确定故障点，尤其是瞬间故障，更难捕获和排除。这是铁路部门目前较为头痛的问题。
本实用新型的目的是设计一种移频轨道电路故障监测仪。这种监测仪能快速捕获瞬间故障，实现实时故障报警，自动区别轨道继电器掉下是属于正常进车还是故障。本监测仪还具有诊断功能，可以区分出故障是在室内还是在室外，确定室内故障点。
本实用新型的又一目的是设计的监测仪能测试和记录各种参数，如故障出现的具体时间、频率、电压、电流、轨道继电器区间状态、故障停留时间等。
本实用新型的再一个目的是设计的监测仪还能进行定时测试和人工测试，并能人工选定测试的打印内容。
本实用新型设计的移频轨道电路故障监测仪由控制装置(1)、模拟量化(2)、测频(3)、键盘(4)、打印(5)、报警(6)等部分组成。模拟量化(2)是将输入的模拟量进行量化后输入控制装置(1)；同时提供给测频(3)，然后输入给控制装置(1)；键盘(4)直接与控制装置(1)连接，给控制装置各种操作命令；控制装置(1)的控制线分别与模拟量化(2)、测频(3)、打印(5)、报警(6)接通。
为了能更全面了解各轨道继电器的状态，本实用新型设计的监测仪还包括轨道继电器状态提取(7)、显示(11)和被测轨予置(9)。轨道继电器状态提取(7)与模拟量化(2)接通，输入模拟电压，然后将经过整形的逻辑电平(TTL)分别输入控制装置(1)和显示(11)。被测轨予置(9)直接接通控制装置(1)。控制装置(1)有控制线和被测轨予置(9)相连接。
为了能准确地知道故障发生的日期、时间及故障停留时间，装置还包括石英数字钟(8)和显示(10)。石英数字钟(8)直接将时间和秒脉冲输入控制装置(1)和显示(10)、控制装置(1)有控制线接入石英数字钟(8)。
键盘给控制装置各种操作命令，如选定工作方式和打印格式及被测轨的序号等。
控制装置(1)按键盘命令的工作和打印方式对输入量与标准值比较后作出判别，并分别控制测频、打印和报警。移频轨道电路是由发送盘、接收盘、电源盘和传输线(轨道)串联的环，任何一部分出故障都使轨道继电器掉下，点亮红灯。如果电源盘故障用A表示，发送盘故障用B表示，传输线断路用C表示，接收盘故障用D表示，正常工作用E表示，P表示点绿灯的条件，则就有P＝
A·
B·
C·
D＝EP＝A＋B＋C＋D＝
E其中“－”表示条件的“非”。只要P＝E的条件满足就判为正常工作。当
P＝
E，首先区分是正常进车还是故障，如果属于故障，则
E＝A＋B＋C＋D，这是故障诊断的关系表达式，A、B、C、D在某一时刻只能有其中的一种，经逻辑判断，就可判别出是
P＝A或
P＝B或
P＝C或
P＝D，随之就确定了故障的位置。
模拟量化是对输入的各种模拟信号进行采样、A／D变换。输入各种信号的模拟量，这些信号有发送部分的低频电压(DP)、功放电压(GC)和功放电流(IC)，电源参数有市电电压(SD)、三路直流电压Z1、Z2、Z3，接收盘的参数有滤波输入(LR)、限幅放大(XF)、接收端电压(AB)、鉴频电压(JP)和轨道继电器电压(JD)。这些参数经过模拟量化后将量化值输入控制装置(1)，同时把经过整形的低频、载频的计数脉冲(TTL)输入测频(3)，测频(3)把两种频率的量化值输入控制装置(1)。控制装置(1)不断地对输入的量化值与其中的标准值进行比较进行逻辑判断，发现故障后向测频(3)发出测频命令给出故障时的低频和载频频率，并发出故障报警，控制打印(5)打印下故障时的全部参数。
带有轨道继电器状态提取(7)和被测轨予置(9)的监测仪，还可利用轨道继电器状态提取(7)取出全区间的轨道继电器状态(TTL)。由模拟量化(2)向轨道继电器状态提取(7)输入继电器模拟电压，将经过整形的逻辑电平(TTL)输入控制装置(1)和显示(11)，控制装置(1)根据实际的故障情况控制打印机打印下轨道继电器状态，并在显示(11)上显示出全区间的轨道继电器状态。
带有石英数字钟(8)的监测仪，在监测过程中不断地把各种时标输入控制装置(1)，故障一发生，控制装置(1)开始从石英数字钟取数，同时输入秒信号，从而可记录故障出现的时间和故障停留时间。
根据需要可以通过键盘选定人工工作方式或定时工作方式及所需的打印格式。
本实用新型提出的监测仪可在故障发生后及时报警，发现故障后一秒钟内记录下故障移频盘所有局部电路输出的电压、电流频率参数、故障的局部位置以及故障出现的时间、故障停留的时间。从而可以实现快速捕获瞬间发生的故障，工作人员可及时采取措施排除故障，保证列车安全、正点运行。由于本实用新型的监测仪能在无人值班的情况下定时记录被测移频轨道电路的全部参数，通过定时测试维修人员可以从记录上看到某些参数的渐变过程，因此一些故障的隐患可以及早发现、及时处理、减少故障的发生。本实用新型的监测仪可以实现自动跟踪故障状态，因此大大简化了工作人员的测试记录工作量、提高故障捕获率和故障定位的准确率，大大缩短排除故障的时间，对保障铁路安全运行有极大的好处。
图一是本实用新型设计的一种移频轨道电路故障监测仪的框图。
图二是本实用新型设计的另一种移频轨道电路故障监测仪的框图。
图三是本实用新型的一种实施方案的框图。
图四是本实用新型设计的移频轨道电路故障监测仪的工作程序流程图。
用下面的非限制性实施例进一步说明本实用新型的实施方式及其优点。
设计的监测仪的框图见图3。控制装置选用TP801单板计算机，内存各项指标的标准值和各种软件。工作流程见图4。
监测仪开始工作后操纵键盘确定工作方式，选定自动工作方式时，监测仪即进入自动跟踪故障状态，模拟量输入模拟量化，经衰减比例放大、模拟开关组选通后依次将数据一批批输入检波器、模数转换控制、计算机，并进行比较，同时测频系统与计算机脱机进行自动测频。经逻辑判断后如属于正常工作，则仍维持正常工作；如发现故障，计算机向测频系统发出指令进入强迫测频记录故障发生时的低频和载频频率，同时发出报警，并在1秒钟内打印出全部参数。下面分别为以6轨为被测轨的几种故障的现场记录。
1.发送盘故障(Fa Song)监测仪在1987年4月3日10点5分13秒发出报警，维修人员得知有故障，从打印结果知道是发送盘的故障，原因是没有低频输出(DP)，相应的接收解调的鉴频输出(JP)也没有，致使轨道继电器掉下，故障停留时间9秒钟。
2.接收盘故障(Jie Shou)监测仪在1987年4月3日10点5分49秒发出报警并打印出如下结果。打印记录表明是由于接收盘限放级(XF)有瞬间开路，所以红灯亮，故障持续了10秒钟。
Fa Song Jie ShouNO 6 NO 6SD 221V √ SD 217V √Z1 20.6V √ Z1 20.6V √Z2 20.6V √ Z2 20.4V √Z3 22.1V √ Z3 20.6V √DP 00.0V D DP 03.1V √GC 61.5V √ GC 60.8V √Ic 182.00mA √ Ic 190.00mA √AB 61.5V √ AB 60.8V √LR 01.8V √ LR 03.4V √XF 02.1V √ XF 00.1V DJP 00.0V D JP 00.1V DJD 00.2V D JD 00.2V DTd 000001 us Td 090122 usFz 1605.0 HZ Fz 1651.0 HZ←1011111→ ←1011111→1005°13″ 1005°49″1987年04月03日 1987年04月03日0009 0010
3.室外故障(Shi Wai)监测仪在1987年4月3日10点7分35秒发出报警并打印出如下结果。打印记录表明发送端输出正常，但功放输出电流(Ic)减小，说明室外有瞬间开路现象，故障停留时间为2秒钟。
4.电源故障(Dian yuan)供给6轨移频电路的三路直流电源不正常，而市电220V是正常的，经查结果为保险丝烧断，出现故障34秒。
Shi wai Dian yuanNO 6 NO 6SD 219V √ SD 221V √Z1 23.7V √ Z1 07.8V DZ2 21.3V √ Z2 07.6V DZ3 23.7V √ Z3 06.0V DDP 03.3V √ DP 00.0V DGC 80.4V √ GC 02.7V DIc 017.00mA D Ic 013.00mA DAB 01.9V D AB 08.2V DLR 00.0V D LR 00.1V DXF 00.0V D XF 00.1V DJP 00.0V D JP 00.0V DJD 00.2V D JD 00.2V DTd 090960 us Td 000001 usFz 1650.0 HZ Fz 0000.0 HZ←1011100→ ←1011111→1007°35″ 1006°47″1987年04月03日 1987年04月03日0002 0034打印后，进入故障解除判别任务，一旦故障解除，撤消报警，取出故故障停留时间，重新回到故障跟踪程序。
如果键盘确定定时或人工工作方式，则计算机控制监测仪进行相应的动作。如键盘扫描时发现是定时工作方式打印为频率记录格式，则监测仪按人工予置的时间间隔定时打印和记录，无需人工按启动键，下面是人工予置5分钟的打印结果。
定时5分钟NO 6 NO 6Td 090984 us Td 090984 usFz 1650.0 HZ Fz 1650.0 HZ←1111111→ ←1111111→1215°00″ 1225°00″1987年04月03日 1987年04月03日NO 6 NO 6Td 090983 us Td 090985 usFz 1650.0 HZ Fz 1651.0 HZ←1111111→ ←1111111→1220°00″ 1230°00″1987年04月03日 1987年04月03日
权利要求
1.一种移频轨道电路故障监测仪，其特征是①它由控制装置(1)、模拟量化(2)、测频(3)、键盘(4)、打印(5)、报警(6)等部分组成；②所说的模拟量化(2)接通输入量，经变换后输入控制装置(1)，同时依次输入测频(3)和控制装置(1)；键盘(4)直接与控制装置(1)连接，给控制装置各种指令；控制装置(1)的控制线分别与模拟量化(2)、测频(3)、打印(5)、报警(6)接通。
2.按照权利要求
1所说的移频轨道电路故障监测仪，其特征是①它还有被测轨予置(9)、轨道继电器状态提取(7)、和显示(11)；②轨道继电器状态提取(7)与模拟量化(2)接通输入经过整形的模拟电压，然后将轨道继电器状态(TTL)分别输入控制装置(1)和显示(11)；③被测轨予置(9)直接接通控制装置(1)；④控制装置(1)分别有控制线与被测轨予置(9)相连接。
3.按照权利要求
1或2所说的移频轨道电路故障监测仪，其特征是①它还有石英数字钟(8)和显示(10)；②石英数字钟(8)直接将时、分、秒数字和秒脉冲输入控制装置(1)和显示(10)；③控制装置(1)有控制线接入石英数字钟(8)。
专利摘要
本实用新型设计的移频轨道电路监测仪由控制装置、模拟量化、测频、打印、报警等部分组成，根据需要可选用自动、手动、定时等各种工作方式和打印格式。采用自动工作方式即自动故障跟踪，可实现对瞬时故障的快速报警和定位，提高故障捕获率和定位的速度，有利于迅速排除故障、保证铁路运输安全可靠、正点运行。采用定时工作方式可记录预置时间间隔内的各种参数变化，便于分析和排除可能出现的隐患，避免或减少故障。
文档编号B61L23/00GK87208998SQ87208998
公开日1988年2月24日 申请日期1987年6月13日
发明者李新宇, 杜乃葵, 肖长春 申请人:北京市地下铁道公司通信信号段导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan