专利名称：一种地铁轨道电路检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种地铁轨道电路检测装置，尤其是涉及ー种通过FSK信号对地铁轨道电路进行检测的装置。
背景技术：
地铁轨道电路是以一段钢轨为导体构成的电路，用于连续检测地铁某段线路是否被机车车辆占用，也用于控制信号装置或转辙装置，以保证行车安全。地铁轨道电路系统是地铁通信信号专用系统。系统中车辆位置信息的传输是通过S-Bond环线，调协环线，耦合 单元和钢轨实现的，轨道电路沿轨道线路铺设，它是ATC (Automatic Train Control)系统中的重要组成部分。目前的轨道电路可以实现(I)检查和监瞀股道是否占用，防止错误的地办理进路；(2)可以检查和监瞀道岔区段有无机车车辆通过，锁闭占用道岔区段的道岔，防止在机车车辆经过道岔时扳动道岔；(3)检查和监瞀轨道上的钢轨是否完好，当某ー轨道电路区段的钢轨折断时，防护这一段股道的信号机也就不能开放等；(4)传输不同的信息，使信号机根据所防护区段及前方邻近区段被占用的情况的变化而变换显示。目前，在上海地铁各类信号系统中，轨道电路故障占36%，道岔故障占16%，信号机故障占13%，电源故障占15%。轨道电路故障率最高，影响行车效率及质量。此外，作为通信媒介本身的特点，容易受环境变化，道床变动和牵引电流干扰等复杂因素影响，维护困难。再加上，现有的检测技术手段低，缺乏维护专用检测设备，无法得到直接結果。即使调用列车检测，只能定性检测，不能定量分析。随着上海地铁运营里程和客运量大增，在检测方面的不足也日益体现出来，由于信号系统涉及到列车的运行安全问题，因此信号的正确传输是非常重要的。在数字轨道电路系统中，FSK信号收发装置的电感、电容值受环境温度以及电磁环境变化的影响会发生漂移，进而影响到FSK通信的LC谐振电路，使得中心频率发生偏移，造成通信质量下降，影响数据传输，从而导致列车运行问题。由于列车上天线接收信号质量不仅仅与LC振荡频率有关，还与钢轨，列车状态等诸多因素有夫，因此，电容补偿值不能简单的通过计算来调整，而是要根据列车所接收的天线信号来决定如何调整补偿电容的參数。目前，国内外没有此类专用装置。地铁运营公司没有专用的检测仪器及有效的维护手段，使轨道电路的维护十分困难。
实用新型内容本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种通过FSK信号对地铁轨道电路进行检测的装置。本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现一种地铁轨道电路检测装置，所述的地铁轨道电路包括耦合单元，其特征在于，所述的检测装置包括用于模拟车站信号发送的信号模拟模块和用于模拟列车信号接收的信号分析模块，所述的信号模拟模块与地铁轨道电路的耦合单元连接，所述的信号分析模块通过无线网络连接地铁轨道电路。所述的信号模拟模块包括第一信号处理单元、第一存储单元、第一显示单元、FSK调制单元和放大单元，所述的第一存储单元和第一显示单元均与第一信号处理单元连接，所述的第一信号处理单元、FSK调制单元、放大单元以及地铁轨道电路的耦合单元依次连接。所述的信号分析模块包括车载天线、滤波単元、FSK解调单元、第二信号处理单元、第二存储单元和第二显示单元，所述的车载天线通过无线网络连接地铁轨道电路，车载天线、滤波単元、FSK解调单元和第二信号处理单元依次连接，所述的第二存储单元和第二显示単元均与第二信号处理单元连接。 与现有技术相比，本实用新型针对地铁轨道电路系统设计的信号专用检测设备，能够对地铁轨道系统进行日常的维护检测，实时帮助维护人员调整补偿电容的參数设置，保证信号系统的正常工作，而且维护手段节省人力、物力和时间，降低了地铁轨道电路系统维护和维修的成本。
图I为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型实施例的硬件结构示意图；图3为本实用新型实施例的信号传输流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。实施例如图I所示，一种地铁轨道电路检测装置，包括用于模拟车站信号发送的信号模拟模块I和用于模拟列车信号接收的信号分析模块2。信号模拟模块I包括第一信号处理单兀11、第一显不单兀12、第一存储单兀13、FSK调制单元14和放大单元15。其中，第一显示单元12和第一存储单元13均与第一信号处理单元11连接，分别用于存储和显示存储第一信号处理单元11生成的信号信息。第一信号处理单元11、FSK调制单元14和放大单元15依次连接，信号由第一信号处理单元11产生后，再通过FSK调制单元14和放大单元15处理。放大单元15直接与地铁轨道电路的耦合单元3连接，将处理得到的FSK信号传输至地铁轨道电路中。信号分析模块2包括第二信号处理单元21、第二显示单元22、第二存储单元23、FSK解调单元24、滤波单元25和车载天线26。其中，第二显示单元22和第二存储单元23，分别与第二信号处理单元21连接，用于存储和显示信号的信息。车载天线26、滤波单元25、FSK解调单元24和第二信号处理单元21依次连接，地铁轨道电路中的FSK信号由车载天线26接收后，通过滤波単元25、FSK解调单元24的滤波和解调处理，再由第二信号处理单元21对信号信息进行进一歩的处理，从而分析地铁轨道线路的性能。检测时信号的具体处理流程如图3所示。首先，信号模拟模块中的第一信号处理单元对列车数据信息进行预处理，在列车数据信息内添加起始位、校验位和停止位，并封装成帧，以模拟地铁车站发出的信号，然后进行FSK调制以及信号的放大，随后发送至地铁轨道电路的耦合单元中。此时，信号分析模块通过车载天线接收地铁轨道电路中的FSK信号，采集该信号后，经过滤波和FSK解调处理，然后由第二信号处理单元进ー步处理，具体处理为捜索信号的起始位和停止位，确定信号长度，再通过校验位对信号进行校验，获取信号的误码率、幅值和频率。车载天线接收到的信号波形，FSK解调单元的解调信息以及信号处理模块处理获得的信息均可通过第二显示模块显示，而且存储在第二存储单元内。上述的检测装置在实际使用中可通过如图2所示的硬件实现，信号模拟模块和信号分析模块均包括了显示器、PXI-8106控制器、PXI-6251数据采集卡以及SCB-68接线盒，此外信号分析模块还包括了用于接收信号的车载天线。PXI-8106控制器可实现信号处理单元、存储单元、滤波单元、放大单元、FSK调制单元以及FSK解调单元的功能，PXI-6251数据采集卡用于定时采集信号，而SCB-68接线盒则起到电路连接的作用，信号模拟模块的SCB-68接线盒直接与地铁轨道电路中设有耦合単元的耦合板连接，向地铁轨道电路发送FSK信号。信号分析模块的所有硬件均设置在ー个可沿轨道移动的推车上，通过推车的移动測量各个位置的信号。 硬件连接好后，维护人员可开始对地铁轨道电路进行维护，首先观察推车上信号分析模块的显示器上显示的波形情况，如果波形是比较完整的正弦波，基本没有失真，证明接收良好，如果波形杂乱无序或失真比较严重，则要检查硬件连接是否出现问题，同时检查车载天线接收到的波形是否正常，确保硬件连接好后，开始对中心频率和误码率的分析。在观察推车上的设备所显示的中心频率的同时，要对耦合板上的补偿电容进行调节，同时注意观察误码率，找到误码率最低时的补偿电容值，此时的补偿电容值即为接收信号最佳值，将补偿电容的值记录并调整好后，即完成一次正常的维护和补偿电容的调整。
权利要求1.一种地铁轨道电路检测装置，所述的地铁轨道电路包括耦合单元，其特征在于，所述的检测装置包括用于模拟车站信号发送的信号模拟模块和用于模拟列车信号接收的信号分析模块，所述的信号模拟模块与地铁轨道电路的耦合单元连接，所述的信号分析模块通过无线网络连接地铁轨道电路。
2.根据权利要求I所述的ー种地铁轨道电路检测装置，其特征在于，所述的信号模拟模块包括第一信号处理单元、第一存储单元、第一显示单元、FSK调制单元和放大单元，所述的第一存储单元和第一显示单元均与第一信号处理单元连接，所述的第一信号处理单元、FSK调制单元、放大单元以及地铁轨道电路的稱合单元依次连接。
3.根据权利要求I所述的ー种地铁轨道电路检测装置，其特征在于，所述的信号分析模块包括车载天线、滤波単元、FSK解调单元、第二信号处理单元、第二存储单元和第二显示単元，所述的车载天线通过无线网络连接地铁轨道电路，车载天线、滤波単元、FSK解调单元和第二信号处理单元依次连接，所述的第二存储单元和第二显示单元均与第二信号处理单元连接。
专利摘要本实用新型涉及一种地铁轨道电路检测装置，所述的地铁轨道电路包括耦合单元，其特征在于，所述的检测装置包括用于模拟车站信号发送的信号模拟模块和用于模拟列车信号接收的信号分析模块，所述的信号模拟模块与地铁轨道电路的耦合单元连接，所述的信号分析模块通过无线网络连接地铁轨道电路。与现有技术相比，本实用新型针对地铁轨道电路系统设计的信号专用检测设备，能够对地铁轨道系统进行日常的维护检测，实时帮助维护人员调整补偿电容的参数设置，保证信号系统的正常工作，而且维护手段节省人力、物力和时间，降低了地铁轨道电路系统维护和维修的成本。
文档编号B61L1/20GK202413853SQ20112054908
公开日2012年9月5日 申请日期2011年12月23日 优先权日2011年12月23日
发明者冲蕾, 杨明来, 梁鉴如, 陈文杰, 马子彦 申请人:上海中科高等研究院, 上海工程技术大学