一种信号发生器及信号发生方法、设备和计算机程序产品与流程

本发明涉及轨道电路系统信号发生器技术领域，更具体地，涉及一种移频脉冲信号发送器及方法、设备和计算机程序产品。

背景技术：

随着铁路建设的快速发展，轨道电路作为铁路信号基础安全设备已在我国广泛应用，轨道电路是以一段铁路线路的钢轨为导体构成的电路，用于自动、连续检测某段线路是否被机车车辆占用，以保证行车的安全。

目前，铁道部鉴定的zpw-2000a无绝缘移频轨道电路系统目前已在区间大规模的推广使用。该系统的发送器采用功率放大的方式输出移频信号。当该系统推广到站内使用的时候，出现了道岔区段和咽喉区段轨道电路分路不良的问题，其原因是移频信号输出至轨面的电压太低，无法达到列车分路时所需的击穿轨面电压，列车占用时不能实现对轨道电路的电气短路，无法完成列车占用检查，影响行车安全，从而限制了该系统的应用范围。目前国内外普遍采用高压脉冲轨道电路解决轨道电路分路不良问题，但高压脉冲轨道电路缺少为列车提供机车信号的能力。

现有技术使用的移频脉冲发送器输出移频和脉冲信号，通过对移频信号和脉冲信号检测后，控制安全与门驱动发送报警继电器fbj，移频脉冲信号通过发送报警继电器fbj的前节点输出至钢轨。现有技术移频脉冲发送器的原理框图如图1所示。现有技术的移频脉冲发送器依靠fbj的节点控制移频脉冲信号输出。由于现有技术使用的继电器采用的是重力型继电器或欧标安全型继电器，此类继电器仍存在一定的节点粘连可能性。因此由于发送报警继电器fbj前节点粘连，存在发送器输出错误信号的可能性。

由于移频脉冲发送器生成和发送的移频信号是列车行车命令，列车车载接收钢轨传输的移频信号经解调后得出行车命令控制列车运行；轨道电路的接收器接收通过钢轨传输的移频脉冲信号实现轨道区段空闲/占用检查和断轨检查，形成列车行车命令的编码条件之一，因此，移频脉冲发送器的设计必须符合“故障-安全”原则，即：当移频脉冲发送器不满足安全信息输出时，必须禁止移频脉冲信号的输出。

因此，需要一种技术，实现对信号的正确发送，以控制列车的安全运行。

技术实现要素：

本发明技术方案提供了一种信号发生器和信号发生方法，以解决如何正常发送信号的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种信号发生器，包括：

第一控制器，与移频信号发生器相连接，所述第一控制器控制所述移频信号发生器生成移频信号；

移频信号发生器，通过移频信号通道与移频功率放大电路相连接，所述移频信号经过所述移频功率放大电路进行放大；

第二控制器，与高压dc/dc电源连接，同时通过脉冲信号通道与脉冲充放电电路相连接，控制所述高压dc/dc电源为所述脉冲充放电电路提供电源，控制所述脉冲充放电电路生成脉冲信号；

安全与门，控制所述移频信号通道和脉冲信号通道的断开或闭合，在所述安全与门通过发送报警继电器信号通道输出驱动发送报警继电器信号；

检测单元，第一控制器和第二控制器分别对所述移频信号和所述脉冲信号进行检测，若检测出所述移频信号和所述脉冲信号符合安全输出条件，通过所述安全与门输出驱动发送报警继电器信号，通过控制与门对所述驱动发送报警继电器信号通道进行控制，开启所述控制与门以通过所述安全与门控制所述移频信号通道和所述脉冲信号通道闭合，从而输出移频信号和脉冲信号；所述移频信号和所述脉冲信号叠加后，通过发送报警继电器节点输出至轨道。

优选地，检测单元对所述移频信号和所述脉冲信号进行检测，若检测出所述移频信号和所述脉冲信号不符合安全输出条件，关闭所述安全与门，通过所述安全与门控制所述移频信号通道和所述脉冲信号通道关闭，禁止输出移频信号和脉冲信号。

优选地，所述移频信号通道包括两个级联的光藕。

优选地，所述脉冲信号通道包括两个级联的光藕。

优选地，所述驱动发送报警继电器信号器通道包括一个光藕。

基于本发明的另一方面，提供一种信号发生方法，包括：

开启控制与门，并且驱动安全与门；

通过第一控制器与移频信号发生器相连接，所述第一控制器控制所述移频信号发生器生成移频信号；

所述移频信号发生器通过移频信号通道与移频功率放大电路相连接，所述移频信号经过所述移频功率放大电路进行放大；

通过第二控制器与高压dc/dc电源连接，同时通过脉冲信号通道与脉冲充放电电路相连接，控制所述高压dc/dc电源为所述脉冲充放电电路提供电源，控制所述脉冲充放电电路生成脉冲信号；

通过所述安全与门控制所述移频信号通道和脉冲信号通道的断开或闭合，在所述安全与门输出驱动发送报警继电器信号；

通过检测单元的第一控制器和第二控制器分别对所述移频信号和所述脉冲信号进行检测，若检测出所述移频信号和所述脉冲信号符合安全输出条件，通过所述安全与门输出驱动发送报警继电器信号，通过控制与门对所述驱动发送报警继电器信号通道进行控制，开启所述控制与门以通过所述安全与门控制所述移频信号通道和所述脉冲信号通道闭合，从而输出移频信号和脉冲信号，所述移频信号和所述脉冲信号叠加后，通过发送报警继电器节点输出至轨道。

优选地，还包括：通过检测模块对所述移频信号和所述脉冲信号进行检测，若检测出所述移频信号和所述脉冲信号不符合安全输出条件，关闭所述安全与门，通过所述安全与门控制所述移频信号通道和所述脉冲信号通道关闭，禁止输出移频信号和脉冲信号。

优选地，所述移频信号通道包括两个级联的光藕。

优选地，所述脉冲信号通道包括两个级联的光藕。

优选地，所述驱动发送报警继电器信号器通道包括一个光藕。

基于本发明的另一方面，提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括用于执行以下动作的代码：

开启控制与门，并且驱动安全与门；

通过第一控制器与移频信号发生器相连接，所述第一控制器控制所述移频信号发生器生成移频信号；

所述移频信号发生器通过移频信号通道与移频功率放大电路相连接，所述移频信号经过所述移频功率放大电路进行放大；

通过第二控制器与高压dc/dc电源连接，同时通过脉冲信号通道与脉冲充放电电路相连接，控制所述高压dc/dc电源为所述脉冲充放电电路提供电源，控制所述脉冲充放电电路生成脉冲信号；

通过所述安全与门控制所述移频信号通道和脉冲信号通道的断开或闭合，在所述安全与门输出驱动发送报警继电器信号；

通过检测单元的第一控制器和第二控制器分别对所述移频信号和所述脉冲信号进行检测，若检测出所述移频信号和所述脉冲信号符合安全输出条件，通过所述安全与门输出驱动发送报警继电器信号，通过控制与门对所述驱动发送报警继电器信号通道进行控制，开启所述控制与门以通过所述安全与门控制所述移频信号通道和所述脉冲信号通道闭合，从而输出移频信号和脉冲信号，所述移频信号和所述脉冲信号叠加后，通过发送报警继电器节点输出至轨道。

基于本发明的另一方面，提供一种信号发生设备，所述设备包括：

用于开启控制与门，并且驱动安全与门的装置；

用于通过第一控制器与移频信号发生器相连接，所述第一控制器控制所述移频信号发生器生成移频信号的装置；

用于所述移频信号发生器通过移频信号通道与移频功率放大电路相连接，所述移频信号经过所述移频功率放大电路进行放大的装置；

用于通过第二控制器与高压dc/dc电源连接，同时通过脉冲信号通道与脉冲充放电电路相连接，控制所述高压dc/dc电源为所述脉冲充放电电路提供电源，控制所述脉冲充放电电路生成脉冲信号的装置；

用于通过所述安全与门控制所述移频信号通道和脉冲信号通道的断开或闭合，在所述安全与门输出驱动发送报警继电器信号的装置；

用于通过检测单元的第一控制器和第二控制器分别对所述移频信号和所述脉冲信号进行检测，若检测出所述移频信号和所述脉冲信号符合安全输出条件，通过所述安全与门输出驱动发送报警继电器信号，通过控制与门对所述驱动发送报警继电器信号通道进行控制，开启所述控制与门以通过所述安全与门控制所述移频信号通道和所述脉冲信号通道闭合，从而输出移频信号和脉冲信号，所述移频信号和所述脉冲信号叠加后，通过发送报警继电器节点输出至轨道的装置。

本申请技术方案提出的信号发生器增加了移频信号通道和脉冲信号通道，移频信号通道和脉冲信号通道的打开和关闭是由安全与门输出控制。当检测移频信号和脉冲信号符合安全输出条件时，发送器驱动安全与门输出驱动发送报警继电器信号，安全与门输出控制移频信号通道和脉冲信号通道打开，使移频信号和脉冲信号通过其信号通道经移频脉冲信号叠加后输出至钢轨；当检测到移频信号和脉冲信号不符合安全输出条件时，发送器关闭安全与门输出，由于关闭了安全与门输出，移频信号通道和脉冲信号通道也被关闭，以实现禁止移频脉冲信号的输出。本申请的技术方案，当发送报警继电器fbj发生前节点粘连，发送器仍不会输出移频脉冲信号，即使发生发送报警继电器fbj前节点粘连，本申请技术方案的移频脉冲信号发送器仍然可禁止输出错误的移频脉冲信号，以满足故障-安全设计原则。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1为现有技术移频脉冲发送器的结构示意图；

图2为根据本发明实施方式的发送器的结构示意图；

图3为根据本发明实施方式的信号通道原理结构示意图；

图4为根据本发明实施方式的发送报警继电器fbj通道原理示意图；以及

图5为根据本发明实施方式信号发送方法流程图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

图1为现有技术移频脉冲发送器的结构示意图。如图1所示，现有的移频脉冲发送器输出移频和脉冲信号，通过对移频信号和脉冲信号检测后，控制安全与门驱动发送报警继电器fbj，移频脉冲信号通过发送报警继电器fbj的前节点输出至钢轨。其中，移频信号和脉冲信号的作用各不相同，移频信号具备钢轨断轨、钢轨引接线断线检查功能，即在钢轨断轨或者钢轨引接线断线时，该轨道电路能使通过驱动轨道继电器，使得相应区段的钢轨处于占用状态；且移频信号具备向车载设备传递信息的功能。脉冲信号可以在钢轨出现分路不良以及部分分支并联跳线断线时，检查相应区段的钢轨处于空闲状态还是占用状态；且脉冲信号具备绝缘破损检查功能，即在钢轨出现绝缘破损时，轨道电路能够通过驱动轨道继电器使得相应区段钢轨处于占用状态；且移频信号和脉冲信号均可以在钢轨处于正常情况下，检测相应区段钢轨处于占用状态还是空闲状态。现有移频脉冲发送器依靠发送报警继电器fbj的节点控制移频脉冲信号输出。由于现使用的继电器采用的是重力型继电器或欧标安全型继电器，此类继电器仍存在一定的节点粘连可能性。因此由于发送报警继电器fbj前节点粘连，存在发送器输出错误信号的可能性。

由于移频脉冲发送器生成和发送的移频信号是列车行车命令，列车车载接收钢轨传输的移频信号经解调后得出行车命令控制列车运行；轨道电路的接收器接收通过钢轨传输的移频脉冲信号实现轨道区段空闲/占用检查和断轨检查，形成列车行车命令的编码条件之一，因此，移频脉冲发送器的设计必须符合“故障-安全”原则，即：当移频脉冲发送器不满足安全信息输出时，必须禁止移频脉冲信号的输出。

图2为根据本发明实施方式的发送器的结构示意图。本发明实施方式提供的一种移频脉冲信号发送器，是在现有移频脉冲发送器原理设计的基础上增加移频信号通道和脉冲信号通道，其通道的开通和闭合由安全与门控制。同时安全与门输出驱动发送报警继电器fbj的路径上增加发送报警继电器fbj通道，并由控制与门3控制。本申请的实施方式的信号发生器，当检测移频信号和脉冲信号符合安全输出条件时，发送器驱动安全与门输出驱动发送报警继电器信号，安全与门输出控制移频信号通道和脉冲信号通道打开，使移频信号和脉冲信号通过其信号通道经移频脉冲信号叠加后输出至钢轨；当检测到移频信号和脉冲信号不符合安全输出条件时，发送器关闭安全与门输出，由于关闭了安全与门输出，移频信号通道和脉冲信号通道也被关闭，以实现禁止移频脉冲信号的输出。本申请的技术方案，当发送报警继电器fbj发生前节点粘连，发送器仍不会输出移频脉冲信号，即使发生报警继电器fbj前节点粘连，本申请技术方案的移频脉冲信号发送器仍然可禁止输出错误的移频脉冲信号，以满足故障-安全设计原则。如图2所示，一种信号发生器，包括：

第一控制器，与移频信号发生器相连接，第一控制器控制移频信号发生器生成移频信号。第一控制器为图2所示的控制器1。

移频信号发生器，通过移频信号通道与移频功率放大电路相连接，移频信号经过移频功率放大电路进行放大。

第二控制器与高压dc/dc电源连接，同时通过脉冲信号通道与脉冲充放电电路相连接，控制高压dc/dc电源为脉冲充放电电路提供电源，控制脉冲充放电电路生成脉冲信号。第二控制器为图2所示的控制器2。

安全与门，控制移频信号通道和脉冲信号通道的断开或闭合，在安全与门通过发送报警继电器信号通道输出驱动发送报警继电器信号；

检测单元，第一控制器和第二控制器分别对移频信号和脉冲信号进行检测，若检测出移频信号和脉冲信号符合安全输出条件，通过安全与门输出驱动发送报警继电器信号，通过控制与门对驱动发送报警继电器信号通道进行控制，开启控制与门以通过安全与门控制移频信号通道和脉冲信号通道闭合，从而输出移频信号和脉冲信号。移频信号和脉冲信号叠加后，通过发送报警继电器节点输出至轨道。第二控制器为图2所示的控制器2。

优选地，检测单元对移频信号和脉冲信号进行检测，若检测出移频信号和脉冲信号不符合安全输出条件，关闭安全与门，通过安全与门控制移频信号通道和脉冲信号通道关闭，禁止输出移频信号和脉冲信号。

本申请的实施方式，当发生发送报警继电器fbj发生前节点粘连，发送器仍不会输出移频脉冲信号，即使发生发送报警继电器fbj前节点粘连，本申请实施方式的移频脉冲信号发送器仍然可禁止输出错误的移频脉冲信号，以满足故障-安全设计原则。

优选地，移频信号通道包括两个级联的光藕。

优选地，脉冲信号通道包括两个级联的光藕。

图3为根据本发明实施方式的信号通道原理结构示意图。如图3所示，信号通道由两个光耦级联实现。aqy1+、aqy1-为光耦工作电源，由安全与门输出控制。当安全与门输出时，控制aqy1+、aqy1-输出提供满足光耦工作的电源，信号从第一级光耦的1脚输入，经过两个光耦后，由第二级光耦3脚输出。当安全与门关闭时，aqy1+、aqy1-电源输出为0v，致使光耦无工作电源，由此信号通道被关闭，信号无法经过光耦输出。

优选地，驱动发送报警继电器信号器通道包括一个光藕。

图4为根据本发明实施方式的发送报警继电器fbj通道原理示意图。

发送报警继电器fbj通道通过一个光耦实现。aqy2+、aqy2-为光耦工作电源，由安全与门输出控制。当安全与门输出时，控制aqy2+、aqy2-输出为光耦工作提供电源。当发送报警继电器fbj控制信号为低电平时，光耦次级导通，给三极管基级提供电位，致驱动fbj线圈电路导通：aqy2+→fbj+→fbj线圈→fbj-→-三极管c极→三极管e极→aqy2-，发送报警继电器fbj吸起。当发送报警继电器fbj控制信号为高电平或关闭安全与门，发送报警继电器fbj通路均关闭。

图5为根据本发明实施方式信号发送方法流程图。本申请实施方式提供一种信号发送方法，是在现有移频脉冲发送器原理设计的基础上增加移频信号通道和脉冲信号通道，其通道的开通和闭合由安全与门控制。同时安全与门输出驱动发送报警继电器fbj的路径上增加发送报警继电器fbj通道，并由控制与门3控制。本申请实施方式通过安全移频脉冲发送器对移频信号和脉冲信号进行检测，当其不符合安全输出检测条件时，由安全与门控制的移频信号通道和脉冲信号通道关闭，禁止移频脉冲信号输出，进入安全侧，实现本质安全的目的；当通过安全移频脉冲发送器对移频信号和脉冲信号进行检测，当其符合安全输出检测条件时，驱动安全与门开启控制与门3，允许移频脉冲信号输出。如图5所示，一种信号发生方法500包括：

开启控制与门3，并且驱动安全与门；

通过第一控制器与移频信号发生器相连接，第一控制器控制移频信号发生器生成移频信号；

移频信号发生器通过移频信号通道与移频功率放大电路相连接，移频信号经过移频功率放大电路进行放大；

通过第二控制器与高压dc/dc电源连接，同时通过脉冲信号通道与脉冲充放电电路相连接，控制高压dc/dc电源为脉冲充放电电路提供电源，控制脉冲充放电电路生成脉冲信号；

通过安全与门控制移频信号通道和脉冲信号通道的断开或闭合，在安全与门输出驱动发送报警继电器信号；

通过检测单元的第一控制器和第二控制器分别对移频信号和脉冲信号进行检测，若检测出移频信号和脉冲信号符合安全输出条件，通过安全与门输出驱动发送报警继电器信号，通过控制与门3对驱动发送报警继电器信号通道进行控制，开启控制与门3以通过安全与门控制移频信号通道和脉冲信号通道闭合，从而输出移频信号和脉冲信号，移频信号和脉冲信号叠加后，通过发送报警继电器节点输出至轨道。

优选地，方法500还包括：通过检测模块对移频信号和脉冲信号进行检测，若检测出移频信号和脉冲信号不符合安全输出条件，关闭安全与门，通过安全与门控制移频信号通道和脉冲信号通道关闭，禁止输出移频信号和脉冲信号，进入安全侧。

优选地，移频信号通道包括两个级联的光藕，脉冲信号通道包括两个级联的光藕。

信号通道由两个光耦级联实现。aqy1+、aqy1-为光耦工作电源，由安全与门输出控制。当安全与门输出时，控制aqy1+、aqy1-输出提供满足光耦工作的电源，信号从第一级光耦的1脚输入，经过两个光耦后，由第二级光耦3脚输出。当安全与门关闭时，aqy1+、aqy1-电源输出为0v，致使光耦无工作电源，由此信号通道被关闭，信号无法经过光耦输出。优选地，驱动发送报警继电器信号器通道包括一个光藕。

发送报警继电器fbj通道通过一个光耦实现。aqy2+、aqy2-为光耦工作电源，由安全与门输出控制。当安全与门输出时，控制aqy2+、aqy2-输出为光耦工作提供电源。当发送报警继电器fbj控制信号为低电平时，光耦次级导通，给三极管基级提供电位，致驱动发送报警继电器fbj线圈电路导通：aqy2+→fbj+→fbj线圈→fbj-→-三极管c极→三极管e极→aqy2-，发送报警继电器fbj吸起。当发送报警继电器fbj控制信号为高电平或关闭安全与门，发送报警继电器fbj通路均关闭。

本申请的技术方案，当发送报警继电器fbj发生前节点粘连，发送器仍不会输出移频脉冲信号，即使发生报警继电器fbj前节点粘连，本申请技术方案的移频脉冲信号发送器仍然可禁止输出错误的移频脉冲信号，以满足故障-安全设计原则。

基于本发明的另一实施方式，提供一种计算机程序产品，计算机程序产品包括用于执行以下动作的代码：

开启控制与门，并且驱动安全与门；

通过第一控制器与移频信号发生器相连接，第一控制器控制移频信号发生器生成移频信号；

移频信号发生器通过移频信号通道与移频功率放大电路相连接，移频信号经过移频功率放大电路进行放大；

通过第二控制器与高压dc/dc电源连接，同时通过脉冲信号通道与脉冲充放电电路相连接，控制高压dc/dc电源为脉冲充放电电路提供电源，控制脉冲充放电电路生成脉冲信号；

通过安全与门控制移频信号通道和脉冲信号通道的断开或闭合，在安全与门输出驱动发送报警继电器信号；

通过检测单元的第一控制器和第二控制器分别对移频信号和脉冲信号进行检测，若检测出移频信号和脉冲信号符合安全输出条件，通过安全与门输出驱动发送报警继电器信号，通过控制与门对驱动发送报警继电器信号通道进行控制，开启控制与门以通过安全与门控制移频信号通道和脉冲信号通道闭合，从而输出移频信号和脉冲信号，移频信号和脉冲信号叠加后，通过发送报警继电器节点输出至轨道。

基于本发明的另一实施方式，提供一种信号发生设备，设备包括：

用于开启控制与门，并且驱动安全与门的装置；

用于通过第一控制器与移频信号发生器相连接，第一控制器控制移频信号发生器生成移频信号的装置；

用于移频信号发生器通过移频信号通道与移频功率放大电路相连接，移频信号经过移频功率放大电路进行放大的装置；

用于通过第二控制器与高压dc/dc电源连接，同时通过脉冲信号通道与脉冲充放电电路相连接，控制高压dc/dc电源为脉冲充放电电路提供电源，控制脉冲充放电电路生成脉冲信号的装置；

用于通过安全与门控制移频信号通道和脉冲信号通道的断开或闭合，在安全与门输出驱动发送报警继电器信号的装置；

用于通过检测单元的第一控制器和第二控制器分别对移频信号和脉冲信号进行检测，若检测出移频信号和脉冲信号符合安全输出条件，通过安全与门输出驱动发送报警继电器信号，通过控制与门对驱动发送报警继电器信号通道进行控制，开启控制与门以通过安全与门控制移频信号通道和脉冲信号通道闭合，从而输出移频信号和脉冲信号，移频信号和脉冲信号叠加后，通过发送报警继电器节点输出至轨道的装置。

已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。

通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。