室外信号设备模拟测试装置的制作方法

[0001]
本申请涉及设备测试技术领域，特别是涉及一种室外信号设备模拟测试装置。


背景技术：

[0002]
在铁路建设过程中，信号室内、外设备安装基本是两个独立施工环节，只有在各系统室内、外设备均安装到位后才可以开展室内外联调试验。在有线改造施工时，旧系统废弃、新系统启用的新旧系统倒接施工必须在一个有限时间的天窗点内(一般为4-6小时)完成，同时为保证既有运营线正常行车和保障行车安全，启用的新系统必须施工无误、系统功能正确，任何错误都会导致当次施工开通计划受阻引发施工事故及运营事故，严重影响既有运营铁路线行车计划、威胁行车安全。因此，对室外设备进行调试提前发现故障，是十分必要的。
[0003]
传统的室外设备调试方式都通过联调期间出现的故障去发现问题，利用万用表、移频表等仪表测量排查故障，逐步分析电路故障点，最后进行故障处理。这种方法耗时长、效率低，对技术人员的技术掌握熟练度要求也较高。而且，在既有线施工项目中，此方法的不确定性因素太多，排查故障的工作量和耗费时间往往成了决定了线路是否能正常开通的关键因素。传统的室外设备调试方式存在调试可靠性低的缺点。


技术实现要素：

[0004]
基于此，有必要针对上述问题，提供一种可提高调试可靠性的室外信号设备模拟测试装置。
[0005]
一种室外信号设备模拟测试装置，包括：
[0006]
对室外信号设备中的转辙机进行模拟试验的转辙机控制电路；
[0007]
对室外信号设备中的信号机进行模拟试验的信号机控制电路；
[0008]
发送测试指令至控制器的测试按钮装置；
[0009]
根据接收的测试指令对所述转辙机控制电路或所述信号机控制电路进行控制，以及获取所述转辙机控制电路和所述信号机控制电路的模拟测试参数进行数据分析及判断后，将分析结果发送至显示装置的所述控制器；
[0010]
显示所述分析结果的所述显示装置；其中，所述控制器连接所述测试按钮装置、所述转辙机控制电路、所述信号机控制电路和所述显示装置，所述转辙机控制电路、所述信号机控制电路均用于连接室外信号设备。
[0011]
在其中一个实施例中，室外信号设备模拟测试装置还包括连接所述控制器的状态显示装置。
[0012]
在其中一个实施例中，所述状态显示装置包括连接所述控制器的电源指示灯和状态指示灯。
[0013]
在其中一个实施例中，所述状态显示装置还包括连接所述控制器的道岔位置状态显示灯和信号机状态显示灯。
[0014]
在其中一个实施例中，所述测试按钮装置包括连接所述控制器的道岔定、反操按钮和信号机点灯按钮。
[0015]
在其中一个实施例中，所述测试按钮装置还包括连接所述控制器的转换开关。
[0016]
在其中一个实施例中，所述显示装置为智能显示屏。
[0017]
在其中一个实施例中，所述智能显示屏为触摸显示屏。
[0018]
在其中一个实施例中，所述转辙机控制电路为5线制转辙机控制电路或4线制转辙机控制电路。
[0019]
在其中一个实施例中，室外信号设备模拟测试装置还包括操作箱体和盖板，所述转辙机控制电路、所述信号机控制电路和所述控制器设置于所述操作箱体的内部，所述测试按钮装置和所述显示装置设置于所述操作箱体的操作面，所述盖板与所述操作箱体可转动固定，以覆盖所述操作箱体的操作面；
[0020]
所述控制器时时采集装置的电信号进行自诊断。
[0021]
上述室外信号设备模拟测试装置，用户可通过测试按钮装置发送测试指令至控制器，控制器根据接收的测试指令控制转辙机控制电路和信号机控制电路对转辙机和信号机进行模拟试验，以及将分析结果发送至显示装置进行显示。利用转辙机控制电路和信号机控制电路对室外信号设备的转辙机和信号机进行模拟测试，避免了传统测试方式必须在室外设备安装完毕后才可进行联调试验的约束，且无需专业的技术人员也可完成模拟测试，测试耗时短效率高，提高了室外信号设备的调试可靠性。
附图说明
[0022]
图1为一实施例中室外信号设备模拟测试装置的结构框图；
[0023]
图2为一实施例中5线制转辙机控制电路的单路应用接线电路图；
[0024]
图3为一实施例中5线制转辙机控制电路的多路应用接线电路图；
[0025]
图4为一实施例中4线制转辙机控制电路的单路应用接线电路图；
[0026]
图5为一实施例中信号机控制电路的接线电路图；
[0027]
图6为一实施例中室外信号设备模拟测试装置的结构示意图；
[0028]
图7为另一实施例中室外信号设备模拟测试装置的结构示意图。
具体实施方式
[0029]
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0030]
在一个实施例中，提供了一种室外信号设备模拟测试装置，适用于对铁路室外信号设备进行模拟测试。如图1所示，室外信号设备模拟测试装置包括转辙机控制电路110、信号机控制电路120、测试按钮装置130、控制器150和显示装置160。控制器150连接测试按钮装置130、转辙机控制电路110、信号机控制电路120和显示装置160，转辙机控制电路110、信号机控制电路120均用于连接室外信号设备200。
[0031]
转辙机控制电路110对室外信号设备200中的转辙机210进行模拟试验，信号机控制电路120对室外信号设备中的信号机220进行模拟试验。测试按钮装置130发送测试指令
至控制器150，控制器150根据接收的测试指令对转辙机控制电路110或信号机控制电路120进行控制，以及获取转辙机控制电路110和信号机控制电路120的模拟测试参数进行数据分析及判断后，将分析结果发送至显示装置160，显示装置160显示分析结果。用户可根据实际需要，通过测试按钮装置130发送指令，对转辙机210或信号机220进行模拟测试。
[0032]
具体地，用户可根据测试需要选择测试模式和测试按钮。测试道岔转辙机时，首先检查装置是否在道岔测试模式，如果不是，按压转换开关似的测试装置处于道岔测试模式。将道岔动作到定位时，在测试按钮装置130上选择定操按钮，按钮装置将指令发至控制器150,控制器150根据接收的指令启动转辙机动作，进行转辙机室外电路测试。控制器接收并分析转辙机电路电流大小和变化规律、判断转辙机室外电路情况，并将转辙机电路情况和转辙机状态反馈给显示装置。
[0033]
将道岔动作到反位时，在测试按钮装置130上选择反操按钮，按钮装置将指令发至控制器150,控制器150根据接收的指令启动转辙机动作，进行转辙机室外电路测试。控制器接收并分析转辙机电路电信号大小和变化规律、判断转辙机室外电路情况，并将转辙机电路情况和转辙机状态反馈给显示装置。
[0034]
测试信号机时，首先检查测试装置处于信号机测试状态，如果不在信号机测试状态，通过转换开关将测试装置转换到信号机测试状态。在测试按钮装置130上按压点灯按钮，按钮装置将指令发至控制器150，控制器150控制信号机点灯，并将采集信号机控制电路信号进行分析，将分析结果反馈给显示装置。
[0035]
具体地，用户可根据测试需求通过测试按钮装置130发送测试指令至控制器150，控制器150根据接收的指令控制转辙机控制电路110、信号机控制电路120进行模拟测试。采用转辙机控制电路110、信号机控制电路120作为对转辙机210、信号机220的模拟测试等效电路进行模拟试验，利用负载电阻模拟道岔启动电路参数、利用继电器转换状态模拟道岔的转换动作。
[0036]
其中，转辙机控制电路110和信号机控制电路120的具体结构并不是唯一的，在一个实施例中，转辙机控制电路110为5线制转辙机控制电路或4线制转辙机控制电路。如图2所示为5线制转辙机控制电路的电路应用接线电路图，5线制转辙机控制电路包括电阻、二极管和继电器等元器件，5线制转辙机控制电路通过端子x1-端子x5与室外信号设备200连接，5线制转辙机控制电路通过端口x2_biao_bridg、端口x3_biao_bridg、端口x2_biao和端口x3_biao连接控制器150。由控制器150控制各继电器的通断。5线制转辙机控制电路也可以应用于多路应用接线，如3所示。
[0037]
在一个实施例中，如图4所示，4线制转辙机控制电路包括电阻、二极管和继电器等元器件，4线制转辙机控制电路通过端子b1-端子b4与室外信号设备200连接，4线制转辙机控制电路通过端口b1_biao_bridg、端口b2_biao_bridg、端口b2_biao和端口b3_biao连接控制器150。由控制器150控制各继电器的通断。
[0038]
在一个实施例中，如图5所示，信号机控制电路120具体可包括电阻、电容和发光二极管等元器件，利用发光二极管模拟信号机点灯状态控制电路和状态显示。具体地，信号机控制电路120通过端子l、端子luh、端子1u、端子2u、端子h、端子hh、端子yb和端子ybh与室外信号机220连接。
[0039]
在一个实施例中，测试按钮装置130包括连接控制器150的道岔定、反操按钮和信
号机点灯按钮。操作人员可分别通过道岔定、反操按钮和信号机点灯按钮发送指令，对室外信号设备进行道岔定、反操按钮和信号机点灯按钮模拟测试。进一步地，测试按钮装置130还包括连接控制器150的转换开关。用户可根据需要通过转换开关实现道岔电路和信号机电路权限转换，方便操作人员使用。
[0040]
在模拟测试过程中，转辙机控制电路110会接收到转辙机210反馈的测试电信号，信号机控制电路120会接收到信号机220反馈的测试电信号，其中，测试电信号可以是电压信号、电流信号等。控制器150根据转辙机控制电路110和信号机控制电路120接收到的测试电信号进行分析，得到分析结果发送至显示装置160进行显示，以便测试人员对室外信号设备200的状态进行查看。其中，分析结果同样可包括电流参数、电压参数等。此外，显示装置160可采用智能显示屏进行参数显示，例如，通过智能显示屏显示采集的电压、电流数据。在一个实施例中，智能显示屏为触摸显示屏。
[0041]
控制器150的具体类型也并不唯一，在一个实施例中，控制器为stm32芯片。选择stm32芯片作为主控芯片，50个io足够进行继电器控制、电压电流的检测，也可满足后续的功能扩展需要。硬件上通过继电器进行通道开关，在同一个硬件电路上可实现单台测试、级联测试的模式切换。信息通过串口传递给触摸显示屏，同时触摸显示屏上配置有模拟按键进行正位、反位、四开的控制。stm32系列芯片应用广泛，产品成熟，购买方便，具体可根据需求选择stm32f103rbt6芯片，该芯片内核为arm cortex m3 32位mcu+fpu，最大工作频率168mhz，自带128k flash、30kb ram，16路12位adcs。进一步地，触摸显示屏可采用7寸液晶电容触摸屏，选用12v充电锂电池供电对室外信号设备模拟测试装置进行供电。
[0042]
在一个实施例中，室外信号设备模拟测试装置还包括连接控制器150的状态显示装置。状态显示装置具体可采用指示灯，进一步地，状态显示装置包括连接控制器150的电源指示灯和状态指示灯。利用电源指示灯指示供电状态，控制器150可通过状态指示灯指示模拟测试过程中的状态，例如指示短路、断路、正位、反位、四开等状态，方便操作人员知晓模拟测试的状态。
[0043]
在一个实施例中，状态显示装置还包括连接控制器150的道岔位置状态显示灯和信号机状态显示灯，控制器150分别通过道岔位置状态显示灯和信号机状态显示灯指示道岔位置状态和信号状态，方便用户观察。
[0044]
在一个实施例中，如图6和图7所示，室外信号设备模拟测试装置还包括操作箱体和盖板，转辙机控制电路110、信号机控制电路120和控制器150设置于操作箱体的内部，测试按钮装置130和显示装置160设置于操作箱体的操作面，盖板与操作箱体可转动固定，以覆盖操作箱体的操作面。控制器150时时采集装置的电信号进行自诊断，通过控制器150采集各个模块的电信号，具备自诊断功能。
[0045]
具体地，如图6所示，以5线制转辙机控制电路为例，操作箱体的操作面设置有智能显示屏、电源指示灯、转换开关、定操按钮、反操按钮、点灯按钮和接线端子，接线端子包括端子x1/l、端子x2/1u、端子x3/h、端子x4/2u、端子x5/yb、端子luh、端子hh和端子ybh，5线制转辙机控制电路和信号机控制电路120通过对应的接线端子与室外信号设备200连接。整个模拟测试装置作为室内模拟设备，对室外的转辙机210和信号机220进行模拟试验.
[0046]
上述室外信号设备模拟测试装置，用户可通过测试按钮装置130发送测试指令至控制器150，控制器150根据接收的测试指令控制转辙机控制电路110和信号机控制电路120
对转辙机210和信号机220进行模拟试验，以及将分析结果发送至显示装置160进行显示。利用转辙机控制电路110和信号机控制电路120对室外信号设备200的转辙机210和信号机220进行模拟测试，避免了传统测试方式必须在室外设备安装完毕后才可进行联调试验的约束，且无需专业的技术人员也可完成模拟测试，测试耗时短效率高，提高了室外信号设备的调试可靠性。
[0047]
为便于更好地理解上述室外信号设备模拟测试装置，下面结合具体实施例进行详细解释说明。
[0048]
传统的室外设备调试方式，利用万用表、移频表等仪表测量排查故障，逐步分析电路故障点，最后进行故障处理。这种调试方式存在以下缺点：
[0049]
1、问题发现滞后。既有方法只能在室内外联调联试中去发现故障，处理问题。尤其是在既有线改造项目中，如果在新旧系统倒接的天窗点时间内去发现问题、处理问题，由于天窗点时间有限这就极大的增加了施工风险。
[0050]
2、缺乏系统性。传统方法采用发现问题、解决问题的模式，无法系统性进行检测，只能在调试中一点点去发现问题，无法对信号机、轨道电路、道岔控制等电路进行系统地检测与分析。
[0051]
3、存在漏检风险。从已开通的线路来看，即使经过系统的联调联试并处理完调试中发现的问题，但是新投入的信号系统在应用过程中还是会暴露很多在调试期间没有发现的问题。
[0052]
4、施工效率低下。现有的室外故障测试、故障处理方法较为繁琐，同时对技术人员技术能力依懒性高，要求较高，不利于现场问题的高效处理。
[0053]
基于此，本申请利用电路电子元件模拟信号机房室内对室外设备的控制电路，制作形成室外信号设备模拟测试装置。将室外电缆连接至测试装置实现室外电缆与装置的电缆，达到模拟室内外联调的效果。
[0054]
室外信号设备模拟测试装置利用转辙机控制电路、信号机控制电路的等效电路制作转辙机、信号机的模拟试验装置，利用负载电阻模拟道岔启动电路参数、利用继电器转换状态模拟道岔的转换动作、转换后的状态显示，利用发光二极管模拟信号机点灯状态控制电路和状态显示。
[0055]
通过测试按钮装置提供操作按钮模拟转辙机定位、反位、四开状态，操作人员可手动操作按钮导通或切断信号机的点灯电路，以及模拟信号机处于点灯或灭灯状态。
[0056]
通过控制器进行信号分析获取模拟测试参数，提供触摸显示屏显示动态信息(例如电压、电流)及相关指示灯状态(例如短路、断路、正位、反位、四开状态)。
[0057]
控制器可根据采集的电压、电流的监测采集信息提供故障诊断信息，实现信号设备模拟测试装置的故障自我诊断功能。控制器具体选择stm32芯片作为主控芯片。
[0058]
上述室外信号设备模拟测试装置，具有以下效果：
[0059]
1、采用本申请的技术方案，将原技术方案必须在室外设备安装完毕后才可进行联调试验改变为不受制约性的施工，降低了工序之间的约束力，减少了联调联试的故障率。
[0060]
2、应用于既有线路施工项目时，实现了边施工边检测，提前将故障处理完毕，减少了新系统开通天窗的施工任务量，极大的减少了新旧系统倒接的施工风险。
[0061]
3、在施工阶段即可对信号机、道岔、轨道电路进行多次的系统性调试，降低了故障
漏判风险。
[0062]
该室外信号设备模拟测试装置采用电子电路模拟电气电路，实现了室内电路功能等效。该模拟装置可单独使用，亦可串并联使用，模拟不同场景。采用液晶屏显示，可提供多种模拟、监测信息。此外，利用控制器内置的诊断测试软件，可进行初步的电路故障自我诊断分析。
[0063]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0064]
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。