一种驼峰编组站测长设备及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于铁路信号技术领域，特别设及一种驼峰编组站测长设备及方法。
【背景技术】
[0002] 驼峰测长设备是用来测定铁路编组场内各条调车线空余长度的测量装置。它是驼 峰控制系统的重要基础设备之一，调车线的空余长度是选择减速器出口速度的重要依据， 如果测长设备出现不准确，就会导致超速连挂或者开天窗的现象，影响解体效率，甚至出现 安全事故。
[0003] 目前，国内外铁路编组站应用的测长系统，不管是工频测长还是音频测长，他们的 原理都是测量测长轨道电路的阻抗，运个阻抗随着测长轨道电路上停留车辆位置不同而变 化，从而推算出测长轨道电路的长度，也就是我们需要的股道空闲长度。
[0004] 运种测量方案的核屯、是测长轨道电路阻抗与空闲长度的函数关系，现有的做法是 按照典型情况设置一种或者几种函数关系，然后进行匹配计算。存在问题在于测长轨道电 路的参数是一个时变系统，比如两条钢轨之间的道確泄漏电阻、轨间电容，不但与线路的自 身条件(道確成分、枕木类别及单位长度数量、抢枕扣件的绝缘性能等)有关，与车辆与钢轨 的接触情况(轻车、重车、轨面生诱不洁等)有关，而且随着气候等外部因素(湿度、溫度、道 床污染情况)的影响变化较大。轨道电路参数的改变使测长轨道电路的阻抗发生变化，必然 造成测长系统测量的误差。运是运种测量方式的固有缺陷，无法解决。统计过某个编制场的 实际使用情况，同样的实际空闲轨道长度，在天晴时测量的空闲长度是下雨时测量的一倍， 对于现场作业造成很大的困难。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种驼峰编组站测长设备及方法，W解决现有技术方案测量 不准确的问题。
[0006] 本发明的技术方案是，一种驼峰编组站测长设备，包括多频信号源，该多频信号源 的输出端接入功放电路，功放电路的输出端接入隔离变压器，
[0007] 所述测长设备还包括数字鉴相器，该数字鉴相器连接隔离滤波器，所述隔离滤波 器的第一输入端与所述隔离变压器的第一输出端连接，所述隔离变压器的第一输出端作为 所述测长设备的第一输出端，
[000引所述隔离滤波器的第二输入端作为所述测长设备的第二输出端，
[0009] 所述隔离变压器的第二输出端接地，
[0010] 所述测长设备还包括中央处理DSP，该中央处理DSP与上位机接口连接，
[0011] 所述测长设备的第一输出端接入测长轨道电路中一根轨道的一端，所述测长设备 的第二输出端接入测长轨道电路中另一根轨道的相对应的另一端。
[0012] -种驼峰编组站测长方法，采用W下方法：
[0013] 设置一个信号发生器，每隔一个时间间隔Tl,输出一个包含多种频率的电信号，将 该电信号送到轨道电路的一端，同时也输入到一个时延测量电路的第一输入端；
[0014] 轨道电路的另外一端接入所述时延测量电路的第二输入端；
[0015] 所述时延测量电路获得时延At,
[0016] 根据基于电信号在测长轨道电路的时延At与轨道空闲长度L的函数关系：
[0017] A t = L/V (1)
[001引其中，At为传输时延，L为轨道空闲长度，V为电磁波在轨道电路的传输速度，
[0019] V=CV 據，C 为光速，
[0020] e为材料的相对介电常数，与钢轨的材料有关，可通过系统标定获得，
[0021] 根据公式(1)获得测长轨道的轨道空闲长度L。
[0022] -种驼峰编组站测长方法，采用所述的测长设备，包括W下步骤：
[0023] 多频信号源每隔一个时间间隔Tl,输出一个包含多种频率的电信号，将该电信号 送到轨道电路的一端，同时也输入到隔离滤波器的第一输入端；
[0024] 轨道电路的另外一端接入所述隔离滤波器的第二输入端；
[00巧]隔离滤波器和数字鉴相器组成时延测量电路，
[0026] 所述时延测量电路获得时延A t，
[0027] 根据基于电信号在测长轨道电路的时延At与轨道空闲长度L的函数关系：
[002引 At = L/V (1)
[0029] 其中，A t为传输时延，L为轨道空闲长度，V为电磁波在轨道电路的传输速度，
[0030] V=CA露，C 为光速，
[0031] e为材料的相对介电常数，与钢轨的材料有关，可通过系统标定获得，
[0032] 根据公式(1)获得测长轨道的轨道空闲长度L。
[0033] 与现有技术对比，本发明的优点有：
[0034] a)测量精度高，测量误差小于1米，远高于现有设备10米的误差指标。
[0035] b)测量结果稳定性好，不受季节、天气、车辆、轨道等环境因素的影响。
[0036] C)测量结果实时性好，一次精确测量的结果在毫秒级就可W得出。而现有设备需 要对多次测量结果进行比对和运算才能得出结果，一般需要10秒钟才有一个比较可靠的结 果。
[0037] d)可W测量连挂车辆的走行速度。由于可W实时测量空闲长度，运样就可W测量 出连挂车辆的速度，运是现有测长设备不能实现的。目前编组站使用多普勒雷达来测量运 个数据，如果运个设备上线，多普勒雷达就不需要了。
[0038] e)能耗低。现有的测量设备是将大电流一直输送到轨道电流，功耗很大，一个股道 需要1千瓦W上。该设备使用间歇式测量，只是瓦级的能耗。
【附图说明】
[0039] 图1是本发明测长设备组成原理示意图。
【具体实施方式】
[0040] 如图1所示，本发明的驼峰编组站测长设备，包括多频信号源，该多频信号源的输 出端接入功放电路，功放电路的输出端接入隔离变压器，所述测长设备还包括数字鉴相器， 该数字鉴相器连接隔离滤波器，所述隔离滤波器的第一输入端与所述隔离变压器的第一输 出端连接，所述隔离变压器的第一输出端作为所述测长设备的第一输出端，所述隔离滤波 器的第二输入端作为所述测长设备的第二输出端，所述隔离变压器的第二输出端接地，所 述测长设备还包括中央处理DSP，该中央处理DSP与上位机接口连接，所述测长设备的第一 输出端接入测长轨道电路中一根轨道的一端，所述测长设备的第二输出端接入测长轨道电 路中另一根轨道的相对应的另一端。
[0041] 本发明的编制站设备房或者室外设备箱里设置测长器，测长器的两根信号线用塞 钉接入测长轨道电路的头部。测长器内部，由多频信号源、功放、隔离变压器、隔离滤波器、 数字鉴相器、中央处理DSP组成。
[0042] 基于电信号在测长轨道电路的时延与空闲长度的函数关系：
[0043] A t = L/V
[0044] 其中；
[0045] At为传输时延，
[0046] L为空闲长度，
[0047] V为电磁波在轨道电路的传输速度，V=CZs氣C为光速，e为材料的相对介电常数。
[0048] 由于钢轨的相对介电常数跟钢轨的材料有关，一旦钢轨已经敷设就不会变化，在 实际工程中可W标定。从上式可W看出，我们只要能够测量At就可W推算出空闲长度。
[0049] 具体技术方案是设置一个信号发生器，每隔一定时间，间歇输出一个包含多种频 率的电信号，将该信号送到轨道电路的一端，同时也输入到时延测量电路的一个输入端;轨 道电路的另外一端接入时延测量电路的另外一个输入端。
[0050] 每种频率的信号可认为是测量的度量标尺，称之为"测尺"。测尺频率越大，测量精 度越高。由于测尺信号的周期重复性，使用一把测尺不能实现长度的准确测量。因而使用一 组(两个或W上)测尺一起对=进行测量，可同时保证测量的精度和范围，得到准确测量值。 时延测量电路通过测量两个输入端的每种频率信号的相位差，可W计算出精确的时延。
[0051] 系统的标定是在轨道空闲的情况下，在某个确定长度的位置将轨道电路短接，测 量出该情况下的时延，从而推算出材料的相对介电常数。
[0052] 空闲轨道长度可W通过已经标定的相对介电常数和时延来推算。
【主权项】
1. 一种驼峰编组站测长设备，其特征在于，包括多频信号源，该多频信号源的输出端接 入功放电路，功放电路的输出端接入隔离变压器， 所述测长设备还包括数字鉴相器，该数字鉴相器连接隔离滤波器，所述隔离滤波器的 第一输入端与所述隔离变压器的第一输出端连接，所述隔离变压器的第一输出端作为所述 测长设备的第一输出端， 所述隔离滤波器的第二输入端作为所述测长设备的第二输出端， 所述隔离变压器的第二输出端接地， 所述测长设备还包括中央处理DSP，该中央处理DSP与上位机接口连接， 所述测长设备的第一输出端接入测长轨道电路中一根轨道的一端，所述测长设备的第 二输出端接入测长轨道电路中另一根轨道的相对应的另一端。2. -种驼峰编组站测长方法，其特征在于，采用W下方法： 设置一个信号发生器，每隔一个时间间隔Tl,输出一个包含多种频率的电信号，将该电 信号送到轨道电路的一端，同时也输入到一个时延测量电路的第一输入端； 轨道电路的另外一端接入所述时延测量电路的第二输入端； 所述时延测量电路获得时延A t， 根据基于电信号在测长轨道电路的时延A t与轨道空闲长度L的函数关系： A t = L/V (1) 其中，A t为传输时延，L为轨道空闲长度，V为电磁波在轨道电路的传输速度， 为光速， e为材料的相对介电常数，与钢轨的材料有关，可通过系统标定获得， 根据公式(1)获得测长轨道的轨道空闲长度L。3. -种驼峰编组站测长方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的测长设备，包括W 下步骤： 多频信号源每隔一个时间间隔Tl,输出一个包含多种频率的电信号，将该电信号送到 轨道电路的一端，同时也输入到隔离滤波器的第一输入端； 轨道电路的另外一端接入所述隔离滤波器的第二输入端； 隔离滤波器和数字鉴相器组成时延测量电路， 所述时延测量电路获得时延A t， 根据基于电信号在测长轨道电路的时延A t与轨道空闲长度L的函数关系： A t = L/V (1) 其中，A t为传输时延，L为轨道空闲长度，V为电磁波在轨道电路的传输速度， V二C/、;:，C为光速， e为材料的相对介电常数，与钢轨的材料有关，可通过系统标定获得， 根据公式(1)获得测长轨道的轨道空闲长度L。
【专利摘要】本发明公开了一种驼峰编组站测长设备，包括多频信号源，该多频信号源的输出端接入功放电路，功放电路的输出端接入隔离变压器，所述测长设备还包括数字鉴相器，该数字鉴相器连接隔离滤波器，所述隔离滤波器的第一输入端与所述隔离变压器的第一输出端连接，所述隔离变压器的第一输出端作为所述测长设备的第一输出端，所述隔离滤波器的第二输入端作为所述测长设备的第二输出端，所述隔离变压器的第二输出端接地，所述测长设备还包括中央处理DSP，该中央处理DSP与上位机接口连接，所述测长设备的第一输出端接入测长轨道电路中一根轨道的一端，所述测长设备的第二输出端接入测长轨道电路中另一根轨道的相对应的另一端。
【IPC分类】B61K9/02
【公开号】CN105644585
【申请号】
【发明人】许永童, 谢勇, 许用疆
【申请人】上海兰宝传感科技股份有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年2月25日