专利名称：一种用于区段轨道的智能分路及进路式逐段解锁方法
技术领域：
本发明属于铁路列车调度及列车车辆监督管理领域，具体涉及到一种智能的分路 方法和解锁方法，特别是基于数字式轨道电路进行区段轨道分路的方法和进路式逐段解锁 的方法。
背景技术：
传统的轨道电路制式多种多样，但万变不离其宗采用机械式 轨道继电器，根据轨 道电压的脉冲信号来判断轨道是否有车占用，脉冲信号相当于模拟信号，例如用“1”代表有 车，用“0”代表无车。这种方式最大的问题就是由于钢轨和车辆轮对间生锈导致的轨道电 路分路不良问题。由于钢轨和车列轮对之间不能保证有效接触，轨道电路分路不良频频导 致行车故障，成为铁路信号专业的世界性难题。因轨道电路分路不良导致行车故障的另一个主要原因，就是轨道电路区段的解锁 方式三点式逐段解锁。传统的三点式逐段解锁是根据“列车或车列移动前方区段占用、本 区段出清、后方区段解锁”来解锁本区段。三点式逐段解锁是将任意连续三个区段轨道进行 统一监控，即列车通过第三个区段轨道时才解锁第一个区段轨道，此时第三个区段轨道的 信号机呈红色，中间第二个区段轨道的信号机呈黄色，第一个区段轨道的信号机呈绿色。此 方法的弊端在于不能解决因轨道电路分路不良使区段提前解锁从而带来安全隐患，以及 不能对进路的最后一个区段进行有效检查。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中轨道电路分路不良从而导致事故频繁发生， 以及避免三点式逐段解锁而带来安全隐患的技术问题，设计了一种用于区段轨道的智能分 路及进路式逐段解锁方法，采用数字式轨道电路，通过后台对轨道电路采集的电压信号进 行曲线模拟，判定区段轨道的占用情况、轨道或轨道电路故障，从而及时发现问题并采取措 施，避免行车事故发生。本发明为实现发明目的采用的技术方案是，一种用于区段轨道的智能分路方法， 以上方法是借助在区段轨道上设置的轨道模拟电路将本区段轨道的受压形变量转换为模 拟电信号发送给具有管理程序的CPU，CPU计算处理后通过管理电路控制信号机的继电器、 显示区段轨道的占用情况，上述的方法的具体步骤包括①、轨道电路借助A/D转换电路将上述模拟电压脉冲信号实时转换为数字电压信 号，依据数字电压信号的曲线点的导数变化率判定区段轨道的当前占用情况；②、将列车压轨过程中采集的区段电压信号的数字模拟信号设定分路等级、并即 时存储在配套存储单元中，并借助与历史存储的分路等级信息进行数值比对分析；分路等级的划分为1)依据压车过程中电压的即时测量值与未压车时的初始电压值之间的差值范围 划分为一组电压区间；
2)对数字电压信号的曲线进行监测，依据以上所说的电压区间的持续时间在压车 过程总时间中所占的比例设定分路等级；③、根据比对结果，向后台服务器发送车辆故障在线路段状态信息。本发明的关键是将现有技术轨道电路采集轨道电压的模拟量转换为数字信号，实 时发送给后台，后台将数字信号用波形曲线模拟并显示出来，可以清楚看出当有车经过时， 即使由于轨道某处由于生锈而采集不准，但波形曲线的总体形态是一个波峰或波谷状，可 以确定轨道占用情况；同时，采用数字电压信号进行监督，当列车经过本区段轨道时，轨道 电路采集的电压信号的变化量理论上是保持不变的，由于轨道电路本身或外界的因素，轨 道电路采集列车对轨道的压力大小是变化的，采用分级别设定分路等级则将压力的“有”和 “无”之间的变化过程也呈现出来，通过后台对列车的空闲状态分析、闭锁分析、过车分析和 存车监督分析综合处理并得出分路等级，将分路等级与历史存储的信息进行比较后，判定 故障的有无、以及存在故障的地方，并及时进行维护。本发明还涉及到一种与上述的智能分路方法配套使用的进路式逐段解锁方法，所 说的进路是由一组具有轨道电路的区段轨道组成，任意轨道电路将采集本区段轨道的电压 信号发送至本级进路的CPUl，进路式逐段解锁原则按照以下操作步骤进行A、本级进路的CPUl接收下一级进路第一轨道电路和第二轨道电路采集的电压信 号；B、列车通过下一级进路第一段区段轨道后，本级进路的发送预警信号至本级进路 的最后一段区段轨道的信号机，同时发送通过信号至本级进路的倒数第二段区段轨道的信 号机；C、列车通过下一级进路第二段区段轨道后，本级进路的发送预警信号至下一级进 路的第一段区段轨道的信号机，同时发送通过信号至本级进路的最后一段区段轨道的信号 机。进路式逐段解锁方法的关键是避开了传统的三点式逐段解锁由于进路之间是独 立的，用三点式不能判定进路中最后一段区段轨道的占用情况，本发明将逐段解锁改进为 进路式，将下一级进路的第一个区段轨道的轨道电路和第二个区段轨道的轨道电路并行连 接，分别将采集的电压信号发送至本级进路的CPU中，可以有效的反映出本级进路的最后 一段区段轨道的占用情况，将进路之间很好地连接起来。下面结合附图对本发明进行详细说明。
图1是本发明中电压区间划分依据的实施例。图2是分路等级为A级的具体实施例。图3是分路等级为E级的具体实施例。图4是本发明中进路解锁过程的示意图。图4中，Ul、U2分别是下一级进路的第一轨道电路、第二轨道电路，Q-I是本级进 路的倒数第二段区段轨道，QO是本级进路的最后一段区段轨道，Ql是下一级进路的第一段 区段轨道，J-U JO分别是本级进路的倒数第二段区段轨道Q-I的信号机、最后一段区段轨 道QO的信号机，Jl是下一级进路的第一段区段轨道Ql的信号机。
具体实施例方式参看附图，一种用于区段轨道的智能分路方法，以上方法是借助在区段轨道上设 置的轨道模拟电路将本区段轨道的受压形变量转换为模拟电信号发送给具有管理程序的 CPU，CPU计算处理后通过管理电路控制信号机的继电器、显示区段轨道的占用情况，上述的 方法的具体步骤包括①、轨道电路借助A/D转换电路将上述模拟电压脉冲信号实时转换为数字电压信 号，依据数字电压信号的曲线点的导数变化率判定区段轨道的当前占用情况；②、将列车压轨过程中采集的区段电压信号的数字模拟信号设定分路等级、并即 时存储在配套存储单元中，并借助与历史存储的分路等级信息进行数值比对分析；分路等级的划分为1)依据压车过程中电压的即时测量值与未压车时的初始电压值之间的差值范围 划分为一组电压区间；2)对数字电压信号的曲线进行监测，依据以上所说的电压区间的持续时间在压车 过程总时间中所占的比例设定分路等级；③、根据比对结果，向后台服务器发送车辆故障在线路段状态信息。 本发明的关键是将现有技术轨道电路采集轨道电压的模拟量转换为数字信号，实 时发送给后台，后台将数字信号用波形曲线模拟并显示出来，可以清楚看出当有车经过时， 即使由于轨道某处由于生锈而采集不准，但波形曲线的总体形态是一个波峰或波谷状，可 以确定轨道占用情况；同时，采用数字电压信号进行监督，当列车经过本区段轨道时，轨道 电路采集的电压信号的变化量理论上是保持不变的，由于轨道电路本身或外界的因素，轨 道电路采集列车对轨道的压力大小是变化的，采用分级别设定分路等级则将压力的“有”和 “无”之间的变化过程也呈现出来，通过后台对列车的空闲状态分析、闭锁分析、过车分析和 存车监督分析综合处理并得出分路等级，将分路等级与历史存储的信息进行比较后，判定 故障的有无、以及存在故障的地方，并及时进行维护。与历史存储的信息对比方式是对比实时电压信号曲线、或对比时曲线、或对比日 曲线、或对比月曲线、或对比年曲线、或以上任意曲线组合对比方式。上述的电压区间的数量是5个，相应的分路等级划分为5个等级，E级、D级、C级、 B级和A级。上述的压车过程是轨道电路采集到和初始电压有差值的一段列车行驶路程。一种进路式逐段解锁方法，所说的进路是由一组具有轨道电路的区段轨道组成， 任意轨道电路将采集本区段轨道的电压信号发送至本级进路的CPU1，进路式逐段解锁原则 按照以下操作步骤进行A、本级进路的CPUl接收下一级进路第一轨道电路Ul和第二轨道电路U2采集的 电压信号；B、列车通过下一级进路第一段区段轨道Ql后，本级进路的CPUl发送预警信号至 本级进路的最后一段区段轨道QO的信号机J0，同时发送通过信号至本级进路的倒数第二 段区段轨道Q-I的信号机J-I ；C、列车通过下一级进路第二段区段轨道Q2后，本级进路的CPUl发送预警信号至下一级进路的第一段区段轨道Ql的信号机J1，同时发送通过信号至本级进路的最后一段区段轨道QO的信号机JO。现举出一个具体实施例，参看图1，设定在无车通过时的电压初始值为19V，当采 集到压车信号时，将5个区间分别划分为电压变化小于IV的设定为e区间，电压变化在 1V-3V之间的设定为d区间，电压变化在3V-9V之间的设定为c区间，电压变化在9V-11V之 间的设定为b区间，电压变化在11V-19V之间的设定为a区间。用数学表达式表示为e 0 < t < 1 ;d 1 ≤ t < 3 ;c 3 ≤ t < 9 ;b 9 ≤ t < 11 ;a 11 ≤ t < 19压车过程中，依据轨道电路采集到的电压与时间的关系，现举出一个具体压车过 程中电压变化的曲线图，请参看图2，图2中一方面表示出压车过程中实时采集到的电压数 值，另一方面可以判别出分路等级，例如，可以将a区间所占时间大于χ秒，小于等于压车过 程总时间定为A级分路等级(也可以称为分路良好)；可以将b区间加上a区间的时间大 于χ秒定为B级分路等级；可以将c区间加上b区间加上a区间的时间大于χ秒定为C级 分路等级；可以将d区间加上c区间加上b区间加上a区间的时间大于χ秒定为d级分路 等级；可以将e区间所占时间大于χ秒定为E级分路等级(也可以称为绝对分路不良)；其 中χ可以根据具体列车情况，如车速、车长因素进行设定。例如图2中，设定χ = 25秒，可以 看出a区间所占的时间为30秒，因此分路等级为A级，分路良好，后台显示出分路良好。如 图3所示，可以看出压车过程的电压变化小于IV，电压变化全落在e区间，判定分路等级为 E级，绝对分路不良，此时后台及时输出报警信号，提示轨道电路或轨道出现故障，派遣工作 人员及时进行修复和维护。如果分路等级在B级、C级、D级时，后台会发出不同等级的报警 信号，也要派工作人员进行相应的维护工作，确保铁路行车时的安全。参看图4，本发明将逐段解锁改进为进路式，将下一级进路的第一个区段轨道的轨 道电路Ul和第二个区段轨道的轨道电路U2并行连接，分别将采集的电压信号发送至本级 进路的CPUl中，可以有效的反映出本级进路的最后一段区段轨道QO的占用情况，将进路之 间很好地连接起来。
权利要求
一种用于区段轨道的智能分路方法，以上方法是借助在区段轨道上设置的轨道模拟电路将本区段轨道的受压形变量转换为模拟电信号发送给具有管理程序的CPU，CPU计算处理后通过管理电路控制信号机的继电器、显示区段轨道的占用情况，其特征在于所述的方法的具体步骤包括①、轨道电路借助A/D转换电路将上述模拟电压脉冲信号实时转换为数字电压信号，依据数字电压信号的曲线点的导数变化率判定区段轨道的当前占用情况；②、将列车压轨过程中采集的区段电压信号的数字模拟信号设定分路等级、并即时存储在配套存储单元中，并借助与历史存储的分路等级信息进行数值比对分析；分路等级的划分为1)依据压车过程中电压的即时测量值与未压车时的初始电压值之间的差值范围划分为一组电压区间；2)对数字电压信号的曲线进行监测，依据以上所说的电压区间的持续时间在压车过程总时间中所占的比例设定分路等级；③、根据比对结果，向后台服务器发送车辆故障在线路段状态信息。
2.根据权利要求1所述的一种用于区段轨道的智能分路方法，其特征在于与历史存 储的信息对比方式是对比实时电压信号曲线、或对比时曲线、或对比日曲线、或对比月曲 线、或对比年曲线、或以上任意曲线组合对比方式。
3.根据权利要求1所述的一种用于区段轨道的智能分路方法，其特征在于所述的压 车过程是轨道电路采集到和初始电压有差值的一段列车行驶路程。
4.根据权利要求2所述的一种用于区段轨道的智能分路方法，其特征在于所述的电 压区间的数量是5个，相应的分路等级划分为5个等级。
5.一种与权利要求1中所述的智能分路方法配套使用的进路式逐段解锁方法，所说的 进路是由一组具有轨道电路的区段轨道组成，任意轨道电路将采集本区段轨道的电压信号 发送至本级进路的CPU1，其特征在于进路式逐段解锁原则按照以下操作步骤进行A、本级进路的CPU1接收下一级进路第一轨道电路(U1)和第二轨道电路(U2)采集的 电压信号；B、列车通过下一级进路第一段区段轨道(Q1)后，本级进路的CPU1发送预警信号至本 级进路的最后一段区段轨道(Q0)的信号机(J0)，同时发送通过信号至本级进路的倒数第 二段区段轨道(Q-1)的信号机(J-1)；C、列车通过下一级进路第二段区段轨道(Q2)后，本级进路的CPU1发送预警信号至下 一级进路的第一段区段轨道(Q1)的信号机(J1)，同时发送通过信号至本级进路的最后一 段区段轨道(Q0)的信号机(J0)。
全文摘要
一种用于区段轨道的智能分路及进路式逐段解锁方法，解决现有技术中轨道电路分路不良从而导致事故频繁发生，以及避免三点式逐段解锁而带来安全隐患的技术问题，采用的技术方案是，以上方法是轨道电路借助A/D转换电路将上述模拟电压脉冲信号实时转换为数字电压信号，依据数字电压信号的曲线判定区段轨道的占用情况；将下一级进路的第一个区段轨道的轨道电路和第二个区段轨道的轨道电路并行连接，分别将采集的电压信号发送至本级进路的CPU1中，可以有效的反映出本级进路的最后一段区段轨道的占用情况，将进路之间很好地连接起来。
文档编号B61L1/18GK101830239SQ20101011549
公开日2010年9月15日 申请日期2010年3月2日 优先权日2010年3月2日
发明者王国荣 申请人:王国荣