一种区间计轴系统的制作方法

本发明涉及铁路信号技术领域，具体涉及一种区间计轴系统。

背景技术：

在铁路运输系统中，为检查轨道区段或道岔区段的列车占用状态，一般采用轨道电路方式。然而，在环境特殊的地区，由于轨道电路无法可靠地进行区段占用/空闲的检查，因此，引入了计轴技术，通过使用电磁感应式的计轴传感器，检查两个或多个检测点之间的轴数情况，判断区段内是否有车占用。

区间计轴设备是用来检查相临两个车站之间占用或空闲状态的安全设备，需要为联锁设备、闭塞设备和其它信号系统进行数据传输；需要与64d继电半自动闭塞设备结合构成计轴自动站间闭塞系统，以实现自动办理闭塞、自动检查区间、列车完整到达后闭塞自动复原；还需要与站间安全信息传输设备(半自动应用)硬件兼容；更进一步地，还需要满足远距离实时通信，因为车站之间距离较区段之间距离更远，一般五至六公里，更远的十几公里至二十公里，同时，站间通信中断后，需要快速重新连接，否则会影响系统功能导致安全性问题。

鉴于此，克服以上现有技术中的缺陷，提供一种新的区间计轴系统成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种区间计轴系统。

本发明的目的可通过以下的技术措施来实现：

本发明提供了一种区间计轴系统，该系统包括设于区间计轴点的用于检测列车车轮的计轴传感器、用于处理计轴传感器信号并输出区间占用或空闲信号的计轴主机、与所述计轴主机通信连接的区间轨道继电器、以及与所述计轴主机通信连接的区间复零按钮；所述计轴主机包括：

与所述计轴传感器一一对应设置的信号放大单元；

与所述信号放大单元一一对应设置的计数单元，所述计数单元根据计轴传感器信号识别列车运行方向并计算车轮数量；

与所述计数单元一一对应设置的主控单元，所述主控单元根据车轮数量判断区间占用或空闲，根据判断结果控制输入输出单元驱动所述区间轨道继电器，并将车轮数量信息和区间占用或空闲信号发送至通信单元；

所述输入输出单元用于采集所述区间轨道继电器状态信号和区间复零按钮状态信号，以及驱动所述区间轨道继电器；

所述通信单元发送所述车轮数量信息和区间占用或空闲信号至相临车站并接收相临车站发送的信号。

优选地，所述信号放大单元包括：

分别与计轴传感器的两个发送磁头连接的第一放大电路和第二放大电路；

分别与所述第一放大电路和第二放大电路连接的第一整形电路和第二整形电路；以及

分别与所述第一放大电路和第二放大电路连接的第一恒流电源和第二恒流电源。

优选地，所述计数单元包括：

分别与所述信号放大单元连接的两个平行的计数器；以及

分别与两个计数器连接的两个第一can总线通信模块；

其中，两个计数器分别根据计轴传感器信号识别列车运行方向并计算车轮数量，两个计数器之间通信连接。

优选地，所述主控单元包括：

分别与所述计数单元连接的两个第二can总线通信模块；以及

分别与所述两个第二can总线通信模块连接的两个平行的处理器，两个处理器分别根据车轮数量判断区间占用或空闲，两个处理器之间通信连接。

优选地，所述主控单元还包括：

与两个处理器分别连接的两个i/o接口模块；

和/或，与两个处理器分别连接的两个第三can总线通信模块；

和/或，用于对所述处理器进行清零以使所述处理器输出空闲信号的清零单元。

优选地，所述输入输出单元包括：

输入电路，用于采集所述区间轨道继电器状态信号和区间复零按钮状态信号；

输出电路，用于驱动所述区间轨道继电器。

优选地，所述复零按钮包括立即复零按钮和预复零按钮；所述输入电路包括四个子采集电路，分别用于采集立即复零按钮状态信号、预复零按钮状态信号、区间轨道继电器状态信号、以及无岔区段轨道继电器和接近区段轨道继电器状态信号；所述输出电路包括两个平行的驱动电路。

优选地，所述通信单元包括：

与所述主控单元通信连接的两个第四can总线通信模块；

与两个第四can总线通信模块均连接的处理模块；

分别与所述处理模块连接的两个第一串行通信接口，用于与相临车站的通信单元通信。

优选地，所述计轴主机还包括计轴机箱，所述计轴机箱包括：

与多个主控单元通信连接的监测单元，用于采集各个主控单元的故障及状态信息；

与上行相临车站通信连接的上行通道接口；

与下行相临车站通信连接的下行通道接口；

用于为所述计数单元、所述主控单元、所述输入输出单元和所述通信单元供电的冗余供电单元。

优选地，所述监测单元包括用于与多个主控单元通信连接的第五can总线通信模块、与所述第五can总线通信模块连接的监测处理器、以及用于与微机监测系统通信连接的第二串行通信接口、用于与声光报警装置通信连接的报警接口、以及用于与故障检测设备连接的检测接口；所述监测处理器采集各个主控单元的故障及状态信息，将所述故障及状态信息反馈至微机监测系统，并在主控单元发生故障时控制声光报警装置发出警报；

和/或，所述冗余供电单元包括两个或多个电源模块，每个电源模块包括四个电源子模块，四个电源子模块分别为所述计数单元、所述主控单元、所述输入输出单元和所述通信单元供电。

本发明的区间计轴系统通过设置与计轴传感器一一对应的放大单元、计数单元和主控单元实现区间计轴，保证区间计轴通道的独立性和区间计轴的准确性；通过区间轨道继电器为闭塞设备发送本区间占用或空闲信号，通过通信单元向联锁设备发送本区间占用或空闲信号并与相临车站进行通信，提高了通信稳定性和系统兼容性。

附图说明

图1是本发明实施例的区间计轴系统的结构示意图。

图2是本发明实施例的区间计轴系统中计轴主机的结构框图。

图3是本发明实施例的区间计轴系统中信号放大单元的结构框图。

图4是本发明实施例的区间计轴系统中计数单元的结构框图。

图5是本发明实施例的区间计轴系统中主控单元的结构框图。

图6是本发明实施例的区间计轴系统中输入输出单元的结构框图。

图7是本发明实施例的区间计轴系统中通信单元的结构框图。

图8是本发明实施例的区间计轴系统中计轴机箱的结构框图。

图9是本发明实施例的区间计轴系统中监测单元的结构框图。

图10是本发明实施例的区间计轴系统中冗余供电单元的结构框图。

图11是本发明实施例的区间计轴系统供电原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，下文针对本发明的实施方式与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本发明具体实施例的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具体实施例的方法步骤与其顺序。然而，亦可利用其它具体实施例来达成相同或均等的功能与步骤顺序。

区间计轴系统用于检查两个相临车站之间的轨道上是否存在火车，其具体是以设置在区间计轴点(例如为车站进站信号机处)的计轴传感器为分界点，将轨道划分为一段一段的区间，两个区间计轴点(两个车站)之间形成的轨道区域称为一个区间，区间计轴系统对进入本站的车轮数量与进入前一站的车轮数量进行比较，当进入本站的车轮数量等于进入前一站的车轮数量时，判定该区间(本站和前一站之间的区间)没有火车存在，即区间空闲，当进入本站的车轮数量与进入前一站的车轮数量不相等时，判定该区间内有火车存在，即该区间占用。

图1示出了本发明实施例的区间计轴系统的结构示意图，请参阅图1所示，该区间计轴系统包括设于区间计轴点的用于检测列车车轮的计轴传感器100、用于处理计轴传感器100信号并输出区间占用或空闲信号的计轴主机200、与该计轴主机200通信连接的区间轨道继电器300、以及与该计轴主机200通信连接的区间复零按钮400。

请参阅图2所示，该计轴主机200包括：信号放大单元10、计数单元20、主控单元30、输入输出单元40和通信单元50。

其中，信号放大单元10与该计轴传感器100一一对应设置，用于对计轴传感器100采集的车轮轴信号进行信号放大和整形处理以形成轴脉冲信号。

其中，计数单元20与该信号放大单元10一一对应设置，该计数单元20根据轴脉冲信号识别列车运行方向并计算车轮数量(也称为轴数)。

其中，主控单元30与该计数单元20一一对应设置，该主控单元30根据计数单元20发送的车轮数量以及上一站的车轮数量判断区间占用或空闲，根据判断结果控制输入输出单元40驱动该区间轨道继电器300，并将计数单元20发送的车轮数量信息、和区间占用或空闲信号发送至通信单元50。

其中，该输入输出单元40用于采集该区间轨道继电器300状态信号和区间复零按钮400状态信号，并将采集的状态信号发送至主控单元30，该输入输出单元40还用于驱动该区间轨道继电器300，以向闭锁设备发送本区间的占用或空闲信号。

其中，通信单元50发送本站车轮数量信息和区间占用或空闲信号至相临车站并接收相临车站发送的该相临车站的车轮数量信息信号。

在本实施例中，每个车站的区间计轴系统设置有两个区间计轴点，分别是上行方向的区间计轴点和下行方向的区间计轴点，相应地，计轴传感器也设置有两个。相应地，信号放大单元、计数单元、主控单元、输入输出单元和通信单元也分别设置有上行方向和下行方向两套，两套结构类似。

在一个优选实施方式中，为了保证计轴的准确性，同一个计轴传感器100设置有两个发送磁头，分别发送两路轴信号，分别为第一轴信号和第二轴信号，请参阅图3所示，信号放大单元10包括：分别与计轴传感器100的两个发送磁头连接的第一放大电路101和第二放大电路102；分别与该第一放大电路101和第二放大电路102连接的第一整形电路103和第二整形电路104；分别与该第一放大电路101和第二放大电路102连接的第一恒流电源105和第二恒流电源106。第一放大电路101和第一整形电路103对第一轴信号依次进行信号放大和信号整形，输出第一轴脉冲信号，第一恒流源105用于为第一放大电路101和第一整形电路103供电。第二放大电路102和第二整形电路104对第二轴信号依次进行信号放大和信号整形，输出第二轴脉冲信号，第二恒流源106用于为第二放大电路102和第二整形电路104供电。信号放大单元10与室外的计轴传感器100(设于区间计轴点)一一对应，即一个信号放大单元10只处理一个计轴点的轴信息，保证每个计轴通道的独立性。

在一个优选实施方式中，请参阅图4所示，计数单元20采用二取二结构，该计数单元20包括：分别与该信号放大单元10连接的两个平行的计数器201；和分别与两个计数器201连接的两个第一can总线通信模块202。其中，两个计数器201均接收第一轴脉冲信号和第二轴脉冲信号，两个计数器201分别根据第一轴脉冲信号和第二轴脉冲信号识别列车运行方向并计算车轮数量，并且，两个计数器201之间通信连接，两个计数器201将各自的计数的车轮数量进行比较，当两个计数结果相同时，分别输出车轮数量至主控单元30；当两个计数结果不相同时，输出故障信号，进一步地，两个计数器201之间可以通过串行通信接口(图未示)进行数据交换。计数器201可以为计数电路、单片机、芯片或中央处理器(cpu)，用于对接收的轴脉冲进行计数。计数单元20与信号放大单元10一一对应，即一个计数单元20只处理一个信号放大单元10的轴脉冲信号，保证每个计轴通道的独立性。

在一个优选实施方式中，请参阅图5所示，主控单元30采用采用二取二结构，该主控单元包括：分别与该计数单元的两个第一can总线通信模块202连接的两个第二can总线通信模块301；分别与该两个第二can总线通信模块301连接的两个平行的处理器302；与两个处理器302分别连接的两个i/o接口模块304；与两个处理器302分别连接的两个第三can总线通信模块303；用于对该处理器302进行清零以使该处理器302输出空闲信号的清零单元(图未示)，当工作人员点击复零按钮400时，清零单元对处理器302进行清零。两个第三can总线通信模块303与监测设备通信(监测单元601)，在下文进行详细介绍。

两个处理器302分别根据计数单元20两个计数器201发送的车轮数量分别判断区间占用或空闲，两个处理器302之间通信连接，两个处理器302将各自的判断结果进行比较，当两个判断结果相同时，分别通过两个i/o接口模块304输出占用或空闲状态信号，分别通过两个第二can总线通信模块301输出车轮数量信息和占用或空闲状态信号至通信单元50；当两个判断结果不相同时，输出故障信号，进一步地，两个处理器302之间可以通过串行通信接口(图未示)进行数据交换。进一步地，处理器302为比较电路、单片机、芯片或中央处理器。

更进一步地，该主控单元30还包括与两个处理器302分别连接的两个rs422接口(图未示)，用于向联锁设备发送区间占用或空闲状态信号。

在一个优选实施方式中，请参阅图6所示，该输入输出单元40包括：输入电路401和输出电路402，其中，输入电路为401采集电路，输出电路402为驱动电路，输入电路401用于采集该区间轨道继电器状态信号和区间复零按钮状态信号；输出电路402用于驱动该区间轨道继电器，以通过区间轨道继电器向闭锁设备发送区间占用或空闲状态信号。

进一步地，该复零按钮包括立即复零按钮和预复零按钮；该输入电路401包括四个子采集电路，分别用于采集立即复零按钮状态信号、预复零按钮状态信号、区间轨道继电器状态信号、以及无岔区段轨道继电器和接近区段轨道继电器状态信号；该输出电路402包括两个平行的驱动电路，一路与闭锁设备连接，另外一路作为备用。

在一个优选实施方式中，请参阅图7所示，该通信单元50包括：与该主控单元30的两个第二can总线通信模块301通信连接的两个第四can总线通信模块501；与两个第四can总线通信模块501均连接的处理模块502；分别与该处理模块502连接的两个第一串行通信接口503，其中一个第一串行通信接口503用于与相临车站的通信单元通信，另一个第一串行通信接口503作为预留接口。

该通信单元50的处理模块502通过can接收主控单元30的信息并进行信息编码；再将编码后的信息通过第一串行通信接口503，例如为rs232接口，传送给临站。该通信单元50的处理模块502通过第一串行通信接口503接收临站传来的信息并进行信息解码；再通过can将解码后的临站信息传送给主控单元30。

在一个优选实施方式中，请参阅图8所示，该计轴主机200还包括计轴机箱60，该计轴机箱60包括：与上行主控单元和下行主控单元均通信连接的监测单元601，用于采集上行主控单元和下行主控单元的故障及状态信息；与上行相临车站通信连接的上行通道接口602；与下行相临车站通信连接的下行通道接口603；以及用于为该计数单元、该主控单元、该输入输出单元和该通信单元供电的冗余供电单元604，冗余供电单元604设有两个，分别对应上行计数单元、该主控单元、该输入输出单元和该通信单元，以及下行计数单元、该主控单元、该输入输出单元和该通信单元。

其中，监测单元601与上行车站或下行车站的主控单元30通过can进行通信，具体地，监测单元601与上行或下行主控单元30的第三can总线通信模块303连接。计轴机箱60与上行或下行通信单元50通过串行通信接口进行通信，具体地，计轴机箱60的上行通信接口602与上行通信单元50的第一串行通信接口503连接，将本站的上行主控单元30的信息发送至上行相临车站；下行通信接口603与下行通信单元50的第一串行通信接口503连接，将本站的下行主控单元30的信息发送至下行相临车站。具体地，上行通道接口602和下行通道接口603的接口板可以采用电缆接口板、光纤接口板和/或光通道接口板。

进一步地，请参阅图9所示，该监测单元601包括用于与上行主控单元30和下行主控单元30通信连接的第五can总线通信模块、与该第五can总线通信模块连接的监测处理器、以及用于与微机监测系统通信连接的第二串行通信接口、用于与声光报警装置通信连接的报警接口、用于与故障检测设备连接的检测接口；该监测处理器采集各个主控单元30的故障及状态信息，将该故障及状态信息反馈至微机监测系统，并在主控单元发生故障时控制声光报警装置发出警报。进一步地，监测单元还包括led显示屏，用于显示监测信息。

进一步地，请参阅图10和图11所示，该冗余供电单元604包括两个或多个电源模块，图10以两个电源模块(双倍冗余)为例，每个电源模块包括四个电源子模块，四个电源子模块分别为该计数单元10、该主控单元20、该输入输出单元30和该通信单元40供电。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。