一种列车换端作业时的机车信号干扰防护方法及其系统与流程

本发明属于机车干扰信号防护领域，特别涉及一种列车换端作业时的机车信号干扰防护方法及其系统。

背景技术：

列车的机车信号由地面设备—轨道电路从室内经过电缆发送至钢轨中，当列车进入轨道电路区段时，列车轮对在钢轨轨面形成短路，此时短路电流即轨道电路信号较大，列车车头位置有机车信号感应线圈，感应识别钢轨中带有行车信息的轨道电路信号即机车信号，从而获得行车许可。

动车组两头均有机车信号感应线圈，列车换端作业时，列车在站内停车后，可能会反向运行，此时列车车载设备会自动将机车信号感应线圈切换至尾部车头进行工作，接收来自列车尾部的机车信号。如图3所示，按照目前高速铁路设计规范，股道长度小于650m时，设置一个轨道电路区段，即：发送端和接收端固定，轨道电路向钢轨传递的机车信号固定为一个方向，也就是迎着列车运行方向发送机车信号。此类发码方向固定的方式，在列车换端作业时，由于列车通过列车尾部机车感应线圈接收机车信号，列车尾部往往是轨道电路的接收端，而轨道电路接收端不发码，列车处于无码状态，这样就存在干扰信号使得机车信号错误，存在以下3种场景：

邻线干扰较大时，列车会错误接收邻线干扰信号。参照图4，邻线干扰存在于区间轨道电路中。当列车在复线区段运行的时候，由于钢轨的感应、大地漏泄等原因，本线路信号被相邻线路的信号侵入，从而使列车感到本线与相邻线的混合。邻线之间通过电感耦合，电容耦合以及道渣电阻泄漏传导形成的干扰，遇见干扰信号幅度大或机车干扰措施失效这两种情况发生任意一种就可能使机车信号升级电灯，导致机车冒进信号。

绝缘破损时，列车会错误接收其他区段信号，参照图5；

电力牵引谐波较大时，列车会错误接收谐波干扰信号。参照图6，电力牵引区段的两条钢轨，即作为轨道电路的通道来传输信息，又作为牵引电流的回归通路，这两种不同性质的电流在同一钢轨线路中传输，牵引电流对干扰轨道电路的正常工作带来很大影响。钢轨中不平衡牵引电流回流会影响轨道电路的传导性。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种列车换端作业时的机车信号干扰防护方法及其系统。

所述防护方法包括以下步骤：

将一个轨道电路区段分割成两个子轨道电路区段：第一轨道电路子区段和第二轨道电路子区段；

改变所述第一轨道电路子区段或第二轨道电路子区段内轨道电路机车信号的发送方向；使得列车在换端前和换端后均能接收到机车信号，从而实现机车信号干扰防护。

进一步地，所述第一轨道电路子区段和第二轨道电路子区段内轨道电路机车信号发送方向按以下方法设置：

当列车占用所述第一轨道电路子区段时，所述第一轨道电路子区段内轨道电路迎着列车运行方向发送机车信号；

当列车占用第二轨道电路子区段时，所述第一轨道电路子区段内轨道电路向列车运行反方向发送机车信号，所述第二轨道电路子区段内轨道电路迎着列车运行方向发送机车信号；

当列车同时占用所述第一轨道电路子区段和第二轨道电路子区段时，所述第一轨道电路子区段和第二轨道电路子区段构成的闭塞区段内同时向列车运行方向和列车运行反方向发送机车信号，即：双向发送机车信号。

进一步地，所述分割包括：在所述轨道电路区段中间加入绝缘节，增加一套轨道电路单元将所述轨道电路区段分成第一轨道电路子区段和第二轨道电路子区段。

进一步地，所述第一轨道电路子区段和第二轨道电路子区段内轨道电路的发送端和接收端不固定，随着列车运行位置改变，所述第一轨道电路子区段和第二轨道电路子区段的机车信号互不干扰。

进一步地，第一轨道电路子区段内机车信号发送方向的改变通过方向切换电路完成，当列车占据所述第二轨道电路子区段时，列控中心向所述第一轨道电路子区段内轨道电路发送方向切换的指令，所述第一轨道电路子区段内的轨道电路的方向切换继电器吸起，所述第一轨道电路子区段内轨道电路反向发送机车信号。

进一步地，所述轨道电路区段为站内轨道区段。

所述防护系统包括轨道电路分割模块和防护模块；

所述轨道电路分割模块，用于将一个轨道电路区段分割成两个子轨道电路区段：第一轨道电路子区段和第二轨道电路子区段；

所述防护模块，用于改变所述第一轨道电路子区段和第二轨道电路子区段内机车信号发送方向，使得列车在换端前和换端后均能接受到机车信号，从而实现列车的机车信号干扰防护。

进一步地，所述干扰防护系统还包括轨道电路模块，所述轨道电路模块用于存储所述第一轨道电路子区段和第二轨道电路子区段内的轨道电路。

进一步地，所述轨道电路模块包括两个轨道电路单元，每个所述轨道电路单元包括发送端、衰耗冗余控制器、防雷模拟网络盘、调谐匹配单元和接收端；

其中，

所述防雷模拟网络盘发送端和接收端各设置一个；

所述调谐匹配单元发送端和接收端各设置一个；

所述衰耗冗余控制器设置在信号接收端。

进一步地，所述防护模块还包括方向切换电路，所述方向切换电路用于将机车信号的发送方向进行切换。

本发明将将一个轨道电路区段分割成两个子轨道电路区段：第一轨道电路子区段和第二轨道电路子区段；改变所述第一轨道电路子区段和第二轨道电路子区段内轨道电路的发码方向，使得列车在换端前和换端后均能接受到机车信号，列车一直处于有码状态，从而实现机车信号干扰防护。

本发明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，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明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发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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示出了现有技术的列车换端前轨道电路发送端和车载接收端示意图；

图2示出了现有技术的列车换端作业后轨道电路发送端和车载接收端信号传输示意图；

图3示出了根据现有技术的列车发码信号发送示意图；

图4示出了现有技术中邻线干扰对机车信号接收的干扰示意图；

图5示出了现有技术中绝缘破损时对机车信号接收的干扰示意图；

图6示出了现有技术中电力牵引谐波对机车信号接收的干扰示意图；

图7示出了本发明实施例轨道电路区段1g防护前示意图；

图8示出了本发明实施例轨道电路区段1g防护后示意图；

图9示出了本发明实施例轨道电路区段1g分割后列车运行至1ag时轨道电路的机车信号示意图；

图10示出了本发明实施例轨道电路区段1g分割后列车运行至1ag和1bg时轨道电路的机车信号示意图；

图11示出了本发明实施例轨道电路中发码方向不改变时的机车信号传输示意图；

图12示出了本发明实施例轨道电路中发码方向改变时的机车信号传输示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明公开了一种列车换端作业时的机车信号干扰防护方法及其系统，通过将一个轨道电路区段分割为两个轨道电路区段，增加一整套轨道电路设备，使得分割后的轨道电路具备向列车双向同时发送机车信号（发码）的条件，从而达到机车信号的干扰防护。

本发明实施例以站内轨道电路区段1g为例，对机车信号干扰防护方法进行说明，机车信号干扰防护方法包括以下步骤：

在轨道电路区段1g中间加入绝缘节，增加一套轨道电路单元将轨道电路1g分割成两个子轨道电路区段：第一轨道电路子区段（1ag）和第二轨道电路子区段（1bg）。

改变所述第一轨道电路子区段或第二轨道电路子区段内发码方向，使得列车在换端前和换端后均能接受到机车信号，从而实现机车信号干扰防护，此处1ag和1bg均是相对于列车运行方向而言的，列车运行方向为由1ag到1bg，换端后由1bg到1ag。

分割后的1ag和1bg内轨道电路的发送端和接收端不固定，随着列车运行位置改变，当列车运行至1ag时，1ag内轨道电路发送端和接收端不变；当列车运行至1bg时，1ag内轨道电路发送端和接收端改变，1bg内接收端和发送端不变，1ag和1bg的机车信号互不干扰。

第一轨道电路子区段和第二轨道电路子区段内机车信号发送方向按以下方法设置：

当列车占用第一轨道电路子区段时，第一轨道电路子区段内轨道电路迎着列车运行方向发码；

当列车顺序占用1bg时，应保证1ag反向发送机车信号（也就是1bg的轨道继电器fqj落下，1ag就切换为反向发送机车信号），保证列车换端作业后，尾部仍然有轨道电路发送的机车信号；

当列车进入轨道停车时，列车根据停靠站台上的停车标控制，同时跨压1ag和1bg时，1ag和1bg构成的闭塞区段内同时向列车运行方向和列车运行反方向发送机车信号，即双向发送机车信号。

本发明还公开了一种列车换端作业时的机车信号干扰防护系统，干扰防护系统包括轨道电路分割模块和防护模块；

轨道电路分割模块，用于将一个轨道电路区段分割成两个子轨道电路区段：第一轨道电路子区段和第二轨道电路子区段；

防护模块，用于对第一轨道电路子区段和第二轨道电路子区段内机车信号发送方向进行设置，使得列车在换端前和换端后均能接受到机车信号，从而实现列车的机车信号干扰防护。

干扰防护系统还包括轨道电路模块，轨道电路模块用于存储第一轨道电路子区段和第二轨道电路子区段内的轨道电路。轨道电路模块包括两个轨道电路单元，每个轨道电路单元都包括室外设备和室内设备，室内设备包括发送端、衰耗冗余控制器、防雷模拟网络盘、接收端；室外设备包括调谐匹配单元、空心线圈。防雷模拟网络盘至少设置两个，发送端和接收端各设置一个；调谐匹配单元在发送端和接收端至少各设置一个，衰耗冗余控制器设置在接收端。发送端和接收端经通信接口板与列控中心和监测维护主机连通。

发送端，用于产生足够功率的机车信号，向钢轨中发送，并对机车信号进行自检测，故障时向检测维护主机发出报警信息；

防雷模拟网络，用于防雷、补偿室内-室外传输电缆实际长度、调整轨道电路；

接收端，用于接收机车信号；

衰耗冗余控制器，用于调整、测试、提供监测条件；

调谐匹配单元，用于将机车信号进行调制和解调。

防护模块还包括方向切换电路，方向切换电路用于将轨道电路中机车信号的发送方向进行转换。

正常情况下列车在运行过程中未换端前，由于轨道电路的发送端和接收端固定，列车头部的机车信号感应线圈感应识别轨道电路传递的机车信号，列车车载设备根据机车信号后做出相应反应。示例性地，如图1所示，此时列车向右前方运行进站，列车的机车信号感应线圈位于车头位置，轨道电路持续发送机车信号，发送端将机车信号迎着列车运行方向传输（如图3所示），机车信号感应线圈快速感应到机车信号这种情况下机车信号受到其它信号干扰的可能性就很小。

当列车进站后在站内进行换端作业时，此时列车车载设备会自动将机车信号感应线圈切换至尾部车头进行工作，示例性地，如图2所示，此时列车由尾部车头控制运行，运行方向向左，由尾部机车信号感应线圈在尾部车头感应机车信号，轨道电路发送发码方向依然是迎着列车运行方向，发送端位置不变，机车信号沿着钢轨向接收端传输，列车处于无码状态，此时尾部车头机车信号感应线圈就容易接收其它信号，如邻线信号、牵引电流信号或者是其他区段信号，从而使列车接收错误信号，造成故障。

为了避免列车换端作业时接收到其它信号的干扰，对站内轨道电路进行重新设置，使列车在整个换端过程中一直能接收到轨道电路发送的机车信号。示例性地，结合附图对未进行机车信号干扰防护前和进行机车信号干扰防护后的轨道区段内发送端和接收端进行说明。未进行机车信号干扰防护前，参照图7，轨道电路区段1g的机车信号由轨道电路发送端发出，接收端接收信号，且发送端和接收端固定，在列车换端后，列车处于无码状态。在增加干扰防护系统后，参照图8，通过在原有的轨道电路区段1g的中间部位设置绝缘节，增设一套轨道电路单元，原有的1g分割成1ag和1bg，1ag和1bg内分别有了发送端和接收端，发送端和接收端并不固定，即1ag和1bg内机车信号的发送方向可进行切换。

具体地对1ag和1bg内机车信号的发送方向进行示例性说明，

参照图9，增加防护后，正常情况下，当列车运行至1ag时，轨道电路迎着列车运行方向发码，1ag内的轨道电路发送端将机车信号发送，列车车头的机车信号感应线圈感应到机车信号，1ag接收端将机车信号接收，1ag的方向切换继电器落下，1ag显示占用状态。

当列车经1ag运行至1bg时，如图10所示，1bg内轨道继电器落下，1bg显示占用，此时列控中心驱动1ag的方向切换继电器fqj吸起，1ag内发送端和接收端改变，1ag反向发码，即：向列车尾部发码。同时1bg内的发送端正常发送机车信号，列车车头的机车信号感应线圈接收机车信号，1bg接收端将机车信号接收，1bg的轨道继电器落下，1bg占用。当列车在此处换端时，1ag发送的机车信号会被机车信号线圈感应到，列车始终处于有码状态，避免被其它信号的干扰。

下面示例性地对轨道电路内发码方向改变进行说明；

当轨道电路中发码方向不变时，轨道电路的机车信号的传输路径如图11所示，机车信号迎着列车运行方向发码，机车信号从室内发送端发出，沿着室内-室外传输电缆发送至室外调谐匹配单元，调谐匹配单元对机车信号进行调制，调制后的机车信号通过钢轨传输至另一端调谐匹配单元对调制后的机车信号进行解调，解调后的机车信号沿着室内-室外传输电缆传输至衰耗控制器，衰耗冗余控制器对传输的机车信号进行调整，调整后的机车信号由接收端接收。

当轨道电路中发码方向需要改变时，机车信号的传输路径如图12所示，机车信号从室内发送端发出，该轨道区段内方向切换继电器fqj吸起，经方向切换电路改变方向后传送至室内-室外传输电缆发送至室外调谐匹配单元，调谐匹配单元对机车信号进行调制后，调制后的机车信号沿着钢轨传输至另一端调谐匹配单元对机车信号进行解调，解调后的机车信号沿着室内-室外传输电缆经方向切换电路传送至衰耗冗余控制器，衰耗冗余控制器对传输的机车信号进行调整，调整后的机车信号由接收端接收。

需要说明的是，以上示例均是示例性举出，1ag和1bg并不仅限于附图所示状态，1ag和1bg的位置关系仅仅是按照列车运行方向进行的示例性说明，当列车运行方向由1bg往1ag运行时，1ag和1bg内轨道电路发送机车信号的方向设置也相应改变。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。