铁路信号轨道电路动态监测系统及其方法与流程

本发明属于铁路信号技术领域，具体涉及一种铁路信号轨道电路动态监测系统及其方法。

背景技术：

铁路信号系统是保证列车运行效率与安全的重要系统，其通过信号控制信号机、轨道电路及转辙设备的正常运行，进而保证列车的运行安全。轨道电路作为检查列车占用、传递车地信息的重要途径，其安全性与可靠性对保证列车运行的效率、降低运行风险具有十分重要的意义。

现高速铁路在开通前，需进行静态验收、动态验收，根据tb10761-2013《高速铁路工程动态验收技术规范》，在动态验收时，需使用检测列车与配备有列车动态监测系统（dms）的试验动车组对列控系统进行检测。在实际工程中，动态验收时，常出现因轨道电路问题所引起的验收不过关，反复使用检测列车与配备有列车动态监测系统（dms）的试验动车组进行测试，不仅所用费用高，且所用时间长，甚至造成无法按时开通的情况。因此，在动态验收前，使用速铁路信号轨道电路动态监测装置多次对轨道电路等设备进行检测十分有必要。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种铁路信号轨道电路动态监测系统及其方法，实现于高速铁路开通前，静态验收至动态验收时间段，对现场轨道电路设备进行动态检测复验，有利于缩短动态联调联试的工期，有效提高轨道电路布置精度，提高列控数据编制准确性。

本发明所采用的技术方案为：

铁路信号轨道电路动态监测系统，其特征在于：

所述系统包括信号车载系统、车载天线、数据存储系统以及高速传输系统；信号车载系统、车载天线和数据存储系统均设置在监测车体上；

监测车体在轨道上行进时，由轨道电路采集天线进行地面的载频、低频信息采集，经车载天线发送到信号车载系统，并由数据存储系统储存，之后经高速传输系统向外发出。

监测车体内还设置有动力系统，具体为交流永磁同步电机，为监测车体提供驱动力。

监测车体上还设置有电源系统，具体为磷酸铁锂电池，与监测车体上的各组部分电连接并提供动力。

数据存储系统采用ssd存储器。

铁路信号轨道电路动态监测方法，其特征在于：

所述方法利用集成有信号车载系统、车载天线、数据存储系统以及高速传输系统的监测车，采集其运行于轨道过程中的轨道电路实时参数，存储并发出。

监测车体在轨道上行进时采集的轨道电路数据包括：

载频、低频信息监测数据；

邻线干扰监测数据；

补偿电容失效性监测数据；

轨道电路长度数据；

轨道电路线缆断线监测数据；

道床电阻数据。

载频、低频信息监测数据由车载轨道电路天线采集；

邻线干扰监测数据由车载轨道电路天线采集；

补偿电容失效性监测数据由车载轨道电路天线采集；

轨道电路长度数据通过车载计量设备，通过车轮转动实现距离计算；

轨道电路线缆断线监测数据由由车载轨道电路天线实现信息采集；

道床电阻数据由道床电阻测试设备采集。

载频、低频信息监测数据包括：轨道电路的载频信息，低频信息包括18种低频信息；

邻线干扰监测数据包括：相邻线路的载频和低频信息干扰；

补偿电容失效性监测数据包括：补偿电容失效、补偿电容接触不良；

轨道电路线缆断线监测数据包括：轨道电路失去对轨道列车占用检查作用；数据为电平信息，如果断线电平为0。

本发明具有以下优点：

1、监测范围广：本发明涉及高铁轨道电路①载频、低频信息监测；②邻线干扰监测；③补偿电容失效性监测；④轨道电路自动调整表生成；⑤轨道电路长度测量；⑥轨道电路线缆断线监测；⑦道床电阻自动测试等轨道电路常用监测项目。

2、系统结构清晰，利于现场使用：结合现场实际情况，采用电动监测车监测现场情况并获取数据、分析系统进行数据处理给出实时报告，易于现场管理与使用。

3、信息传输安全、快速、方便：采用高速传输线路，通过有线的方式实时进行数据传输，不依赖无线网络、广域网络，对现场环境要求低、安全性高、速度快且方便易用。

附图说明

图1为本发明系统构架图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。

本发明涉及一种铁路信号轨道电路动态监测系统，所述系统包括信号车载系统、车载天线、数据存储系统以及高速传输系统；信号车载系统、车载天线和数据存储系统均设置在监测车体上。监测车体在轨道上行进时，由轨道电路车载天线采集轨道电路信息（既有存在设备），经车载天线发送到信号车载系统，并由数据存储系统储存，之后经高速传输系统向外发出。

监测车体内还设置有动力系统，具体为交流永磁同步电机，为监测车体提供驱动力，保证动力的同时，提升了动力系统的寿命。

监测车体上还设置有电源系统，具体为磷酸铁锂电池，并配有直流快充、智能温控管理等系统，与监测车体上的各组部分电连接并提供动力，保证监测车在监测周期内的运行。这使得监测车摆脱了有线方式提供电源的束缚，整体系统更加灵活，可适应复杂的现场需求。

数据存储系统采用ssd存储器，读取速度相对机械硬盘更快。固态硬盘不用磁头,寻道时间几乎为0，可提供很高的持续写入速度。并且拥有功耗低、故障率低等优点，适用于特点为监测数据量大、监测环境复杂等的监测车。

基于上述系统的铁路信号轨道电路动态监测方法为，利用集成有信号车载系统、车载天线、数据存储系统以及高速传输系统的监测车，采集其运行于轨道过程中的轨道电路实时参数，存储并发出。

监测车体在轨道上行进时采集的轨道电路数据包括：载频、低频信息监测数据；邻线干扰监测数据；补偿电容失效性监测数据；轨道电路长度数据；轨道电路线缆断线监测数据；道床电阻数据。

载频、低频信息监测数据由车载配备的专用轨道电路采集btm进行采集；

邻线干扰监测数据由车载配备的专用轨道电路采集btm进行采集；

补偿电容失效性监测数据由车载配备的专用轨道电路采集btm进行采集；

轨道电路长度数据通过轮对运行进行计算，轮对没走一圈就是一个长度单位，轮对通过轨道电路边界时作为起点或者终点，这个为一个轨道电路长度；

轨道电路线缆断线监测数据由车载配备的专用轨道电路采集btm进行采集；

道床电阻数据专用的道床电阻仪表进行采集。

上述监测内容中：

载频、低频信息监测数据包括：轨道电路的载频信息（1700，2300，2000，2600），低频信息包括18种低频信息；

邻线干扰监测数据包括：相邻线路的载频和低频信息干扰；

补偿电容失效性监测数据包括：补偿电容失效、补偿电容接触不良等（补偿电容与钢轨共同构成rc阻容性的电路起到保障信息不衰耗的作用，如果失效，会导致末端信号接收的电平过低，不能满足要求）；

轨道电路线缆断线监测数据包括：轨道电路失去对轨道列车占用检查作用。主要数据为电平信息，如果断线电平为0。

数据存储系统储存的数据经高速传输系统发送至后台后，可通过人机交互终端对数据进行可视化展示，令后台可随时查看实时监测数据。

本发明涉及的监测系统具有以下特点：

1、采用电动监测车的方式模拟检测列车与配备有列车动态监测系统（dms）的试验动车组：

采用电动监测车搭载信号车载系统、车载天线（btm）、数据存储系统、高速传输系统、动力与能源系统等，构成动态监测与记录子系统，对轨道电路信息进行接收。可在所测区段上多次运行，监测轨道电路状态，接收轨道电路信息，并进行记录与传输。可以实现对现场进行高精度、多维度监控，收集多种数据。

目前现有使用的“btm+信号车载系统”设备，所采集到的信息与动态验收、正式运营时列车所收到的信息一致，使得采集到的数据真实、可靠，并有较强的实际指导意义，为数据分析、轨道电路健康报告等后序工作做出良好的数据基础。信号车载系统是指：第一可以进行轨道电路信息采集和分析的专用系统，第二可以对地面应答器进行数据采集并将其的信息利用车载设备进行解析并将解析的结果用于对车的控制。

2、采用高可靠性动力与能源系统：电动监测车需在室外现场进行高频次动态监测，其动力系统的可靠性与能源的耐用程度非常重要，因此采用了市面上高可靠性的动力系统与先进的能源系统。可实现在一个监测试验周期内不断电，在使用周期内动力系统不出现问题。

3、监测车将数据采集记录于车内的数据存储系统，高速传输系统将庞大的数据传输至后台的分析系统，分析系统主要进行以下几个方面的工作：（1）将采集的轨道电路信息（本轨道的载频、低频、轨道长度、轨道电路是否断线、电容是否失效）进行统计与分析；（2）将采集到的应答器信息进行记录，并记录其位置和状态；（3）将测试的道床的电阻值进行记录、并行车道床电阻数据表。（4）将测量的轨道电路长度、应答器位置、桥梁隧道以及坡度、分相区的信息进行归纳并按总公司对于列控数据管理的文件要求进行自动录入，行车《列控工程数据表》，以满足迅速、高效、高可靠性、高安全性的需求。

后台的分析系统利用大数据技术，将数据进行归类分析，自动给出现场轨道电路健康程度，自动识别故障，并给出偏差修正方案。这些均通过人机交互界面（ui）以可视化方式给出，能够快捷、清楚地了解分析结果。

本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

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