专利名称：分相区功能位置识别装置的制作方法
技术领域：
本申请涉及电力机车过分相系统，尤其是涉及一种分相区功能位置识别装置。
背景技术：
由于铁路牵引接触网使用的是单相工频交流电供电方式，为了使电力系统三相平 衡和提高电网的利用率，铁路牵引接触网采用的是分段换相供电，在换相处有绝缘件将两 相接触网分隔，此处称为分相区。机车通过分相区时，如果车载电器都在工作，就如同带载 拉闸，会拉出很大的电弧，容易造成相间短路。所以机车在通过分相区时，需要将机车上的 主断路器断开以起到保护作用。传统的电力机车过分相方法是机车司机按照线路上设置的 断合标志通过手动操作来分合机车主断路器，即当电力机车通过分相区过程中，司机按照 地面断电标的要求，将控制器手柄扳回零位切断牵引负荷、辅助电路负荷，最后分断主断路 器而断电运行，待电力机车通过中性段之后，在合电标后，司机再以相反的顺序闭合主断， 先恢复辅助电机，再恢复级位。这种手动操作过分相方式，不仅影响了机车速度，而且在断 电与接通的过程中，司机要进行很多的操作，增加了机车司机的工作负荷，并且不够安全。鉴于手动控制过分相存在种种弊端，针对自动过分相技术的研究得到广泛重视， 并且目前许多自动过分相系统已经广泛应用。在自动过分相技术中，对分相区功能位置的 可靠识别验证尤为重要，这里所称的功能位置包括分相区前的机车卸载位置(预告)、机车 断电位置(强制)、分相区后的机车合电位置(恢复1)、机车完成自动过分相位置(恢复 2)。对于分相区功能位置的识别，目前主要存在以下两种方案一种是在枕木里埋设强磁铁，在机车上装有感应线圈的传感器，当机车经过强磁 铁枕木时，线圈切割磁力线产生电流信号，作为分相区的位标信号。这种方法存在以下缺 点由于钢轨是电气化铁路电流的回流线，其磁场强度随机车牵引电流的变化而变化，感应 线圈的传感器的门槛值很难设定，过低会使误动作增加，过高容易丢失位标信号；另外，在 枕木中埋设强磁铁，极易将散落在附近的磁性体吸附上，改变磁场分布，降低了感应线圈的 传感器识别的可靠性。另一种是无源射频识别技术，其中将无源射频卡安装在接触网的承力索上，无源 射频识别器安装在车顶上，但这种无源射频识别技术缺点是识读距离过短，一般在4米左 右，机车上的控制器经常接收不到标签的识别信息，这样极易造成带电过分相区，从而造成 接触网烧损事故。可见，目前常用的分相区功能位置识别方式，在可靠性、安全性等方面都存在一定 的问题。
实用新型内容本实用新型针对现有技术中的分相区功能位置识别方式存在可靠性、安全性不高 的问题，提出了一种分相区功能位置识别装置，识别距离大、可靠性高。本实用新型提供的分相区功能位置识别装置包括相互通信的车载射频位标识别器和多个存储有指示过分相动作过程的功能位置信息的有源射频位置标识器，其中在铁轨 沿线上的分相区前后各自安装至少一个所述有源射频位置标识器。本实用新型提供的分相区功能位置识别装置，由于采用了有源射频位置标识器和 有源射频位标识别器，提高了识别距离，增强了识别的可靠性。
图1是本实用新型提供的分相区功能位置识别装置的示意图；以及图2是本实用新型提供的分相区功能位置识别装置中的有源射频位置标识器的 安装位置示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型提供的分相区功能位置识别装置包括相互通信的车载射 频位标识别器200和多个存储有用于指示过分相动作过程的功能位置信息的有源射频位 置标识器，其中在铁轨沿线上的分相区前后各自安装至少一个所述有源射频位置标识器。 由于采用了有源射频位置标识器和有源射频位标识别器，能够提高识别距离，增强识别的
可靠性。所述有源射频位置标识器包括相互连接的耦合元件、标识器芯片以及给耦合元件 和标识器芯片供电的电池。有源射频位置标识器可以存储分相区序号、功能位置等信息， 并且能够实现对功能位置信息的加密、调制功能。有源射频位置标识器可以安装在铁轨沿 线分相区附近的接触网的承力索上或者铁轨沿线旁的标杆上，作为关于各分相区功能位置 的传感器。有源射频位置标识器可以采用一次性电子灌装胶封装在船型不锈钢盒内，以适 应-40°C 90°C全天候，使用寿命能够达到5年以上。优选地，在铁轨沿线上的分相区前后各自安装两个指示不同功能位置信息的有源 射频位置标识器，这四个有源射频位置标识器用于分别指示分相区前的机车卸载位置(预 告)、机车断电位置(强制)、分相区后的机车合电位置(恢复1)、机车完成自动过分相位置 (恢复2)这四个功能位置。根据一种实施方式，在沿行车方向的逆向距分相区断电标1的 距离为185m 195m(优选185m)处安装存储有指示机车卸载的功能位置信息的第一有源 射频位置标识器101，在沿行车方向的逆向距分相区断电标1之间的距离为20m 30m(优 选20m)处安装存储有指示机车强制断电的功能位置信息的第二有源射频位置标识器102， 在沿行车方向距分相区合电标2的距离为20m 30m(优选20m)处安装存储有指示机车合 电的功能位置信息的第三有源射频位置标识器103，在沿行车方向距分相区合电标2的距 离为185m 195m(优选185m)处安装存储有指示机车完成过分相的功能位置信息的第四 有源射频位置标识器104。优选地，可以采用双标识器方式以起到双保险的作用，例如在同一功能位置距离 间隔十米左右可以设置两个有源射频位置标识器，这样可以防止由于接触网之架遮挡，影 响接收。例如，可以按照以下方式分别在以上四个有源射频位置标识器附近设置存储相同 功能位置信息的有源射频位置标识器在沿行车方向的逆向距第一有源射频位置标识器 101的距离为5m 15m(优选IOm)处安装与所述第一有源射频位置标识器101存储相同 功能位置信息的第五有源射频位置标识器105，在沿行车方向的逆向距第二有源射频位置标识器102的距离为5m 15m(优选IOm)处安装与所述第二有源射频位置标识器102存 储相同功能位置信息的第六有源射频位置标识器106，在沿行车方向距第三有源射频位置 标识器103的距离为5m 15m(优选IOm)处安装与第三有源射频位置标识器103存储相 同功能位置信息的第七有源射频位置标识器107，在沿行车方向距第四有源射频位置标识 器104的距离为5m 15m(优选IOm)处安装与第四有源位置标识器存储相同功能位置信 息的第八有源射频位置标识器108。车载射频位标识别器200可以安装在机车司机室内或者车顶，优选为安装在机车 顶部，与机车顶部呈60度倾角安装，并且采用电磁屏蔽的定向及功率调节的措施，使与有 源射频位置标识器的信息识别距离控制在系统要求的范围内。所述车载射频位标识别器 200可以包括用于读取有源射频位置标识器的信息的读取器以及天线。优选地，所述车载 射频位标识别器200还可以包括与过分相控制装置相连接的接口装置，以将所识别的功能 位置信息传送到过分相控制装置以进行后续过分相控制。所述接口装置可以为RS485接口 装置。当安装了车载射频位标识别器200的机车经过有源射频位置标识器时，有源射频位 置标识器获得能量被激活，将自身中存储的功能位置等信息发送出去，车载射频位标识别 器200接收有源射频位置标识器发送的信息，进行调制解调后可以发送给自动过分相控制 装置以进行后续自动过分相处理过程。自动过分相的过程就是以自动化设备取代司机手动 过分相的过程，在分相区前(例如当接收到有源射频位置标识器101或105的信息时)逐 渐地降低牵制手柄的级位，分步关掉各辅机，之后断开主断路器，在断电标前(例如当接收 到有源射频位置标识器102或106的信息时)，若主断路器未断开，则强制断开主断路器； 机车通过分相区在合电标后(例如当接收到有源射频位置标识器103或107的信息时)，闭 合主断路器，逐项启动各辅机，逐步恢复牵制手柄的级位；在达到恢复2位置(例如当接收 到有源射频位置标识器104或108的信息)时，若此时主断路器未闭合则执行上述相应恢 复操作，如果已经闭合，则不进行任何控制操作；这就是一个完整的自动过分相控制过程。本实用新型提供的分相区功能位置识别装置的基本工作流程是车载射频位标识 别器200通过天线发送一定频率的射频信号，当有源射频位置标识器进入车载射频位标识 别器200的天线工作区域时产生感应电流，有源射频位置标识器获得能量被激活；有源射 频位置标识器将自身存储的功能位置信息等信息通过加密后发送出去；车载射频位标识 别器200的天线接收到从有源射频位置标识器发送来的载波信号，传送到读取器，读取器 对接收的信号进行解调和解码，然后可以通过接口装置送到过分相控制装置，所述过分相 控制装置针对不同的功能位置信息做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构动 作。本实用新型提供的分相区功能位置识别装置，由于采用有源射频位置标识器，大 大提高了射频识别距离，通过采取的定向识别措施，位置标签识别的距离能够控制到M米 左右，并且采用射频识别(RFID)技术能够增加密码校验，提高了安全性，而且在每个功能 位置上间隔IOm左右安装两个存储相同功能位置信息的有源射频位置标识器，增强了可靠 性。
权利要求1.一种分相区功能位置识别装置，其特征在于，该分相区功能位置识别装置包括相互 通信的车载射频位标识别器和多个存储有用于指示过分相动作过程的功能位置信息的有 源射频位置标识器，其中在铁轨沿线上的分相区前后各自安装至少一个所述有源射频位置 标识器。
2.根据权利要求1所述的分相区功能位置识别装置，其特征在于，所述有源射频位置 标识器包括相互连接的耦合元件、标识器芯片以及给耦合元件和标识器芯片供电的电池。
3.根据权利要求1所述的分相区功能位置识别装置，其特征在于，所述有源射频位置 标识器安装在铁轨沿线的接触网的承力索上或者铁轨沿线旁的标杆上。
4.根据权利要求1所述的分相区功能位置识别装置，其特征在于，所述车载射频位标 识别器包括用于读取有源射频位置标识器的信息的读取器以及天线，读取器和天线相互连 接。
5.根据权利要求4所述的分相区功能位置识别装置，其特征在于，所述车载射频位标 识别器还包括与过分相控制装置相连接的接口装置。
6.根据权利要求5所述的分相区功能位置识别装置，其特征在于，所述接口装置为 RS485接口装置。
7.根据权利要求1所述的分相区功能位置识别装置，其特征在于，在沿行车方向的逆 向距分相区断电标⑴的距离为185m 195m处安装存储有指示机车卸载的功能位置信息 的第一有源射频位置标识器(101)，在沿行车方向的逆向距分相区断电标(1)之间的距离 为20m 30m处安装存储有指示机车强制断电的功能位置信息的第二有源射频位置标识器(102)，在沿行车方向距分相区合电标⑵的距离为20m 30m处安装存储有指示机车合电 的功能位置信息的第三有源射频位置标识器(103)，在沿行车方向距分相区合电标O)的 距离为185m 195m处安装存储有指示机车完成过分相的功能位置信息的第四有源射频位 置标识器(104)。
8.根据权利要求7所述的分相区功能位置识别装置，其特征在于，在沿行车方向的逆 向距第一有源射频位置标识器(101)的距离为5m 15m处安装与所述第一有源射频位置 标识器(101)存储相同功能位置信息的第五有源射频位置标识器(105)，在沿行车方向的 逆向距第二有源射频位置标识器(10 的距离为5m 15m处安装与所述第二有源射频位 置标识器(10 存储相同功能位置信息的第六有源射频位置标识器(106)，在沿行车方向 距第三有源射频位置标识器(10 的距离为5m 15m处安装与第三有源射频位置标识器(103)存储相同功能位置信息的第七有源射频位置标识器(107)，在沿行车方向距第四有 源射频位置标识器(104)的距离为5m 15m处安装与第四有源位置标识器存储相同功能 位置信息的第八有源射频位置标识器(108)。
专利摘要本实用新型提供了一种分相区功能位置识别装置，该分相区功能位置识别装置包括相互通信的车载射频位标识别器和多个存储有用于指示过分相动作过程的功能位置信息的有源射频位置标识器，其中在铁轨沿线上的分相区前后各自安装至少一个所述有源射频位置标识器。本实用新型提供的分相区功能位置识别装置由于采用了有源射频位置标识器，提高了识别距离，增强了识别的可靠性。
文档编号B60M3/04GK201901020SQ201020672880
公开日2011年7月20日 申请日期2010年12月21日 优先权日2010年12月21日
发明者刘华伟, 常晓东, 李红利, 毕丽君, 淡鹏飞, 王飞宽, 荣林, 郝小平, 郭尽朝 申请人:中国神华能源股份有限公司, 烟台利君电子有限公司