铁路信号动态检测技术研究

(整期优先)网络出版时间:2021-06-10
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铁路信号动态检测技术研究

池辰

中国铁路呼和浩特局集团有限公司呼和浩特电务段 内蒙古呼和浩特 010000

摘要:铁路信号在铁路运行过程中起着指挥的作用,对铁路的设备状况,调度指令,信息传送都起着非常重要的作用,是保证铁路能够正常运行的基本设备。在技术迅速发展的当今社会,列车的覆盖密度和运输速度都得到了大幅度提高,对铁路信号检测系统也提出了更高的要求。

关键词:铁路信号;动态检测技术;研究

引言

我国的铁路发展速度可谓是日新月异,每天都在进行着技术的创新,不断的增加铁路运行过程中的稳定性,从多个方面完善铁路运行过程中出现的不足,因为铁路运行速度快,一旦其出现问题,将会带来极为严重的后果。铁路信号作为铁路在运行过程中的眼睛,其为铁路在运行过程中将会遇到的突发情况,有着提前警示的作用。同时在这个过程中铁路信号检测系统,也可以根据实际的情况,对于其进行控制。

1动态信号检测的功能分析

在动态信号安全检测技术中,如果是新线路验收,可实现对检测数据的综合分析处理来提取所需的信息。在投入使用的线路检测中,可对日常的运行进行检测,综合处理分析获取的数据资料。该系统的主要功能有:实现轨道电路的检测、基础数据管理、对点式应答器及其报文检测、对车载ATP或LKJ工作状态检测、检测数据综合分析与处理。对轨道电路的检测可以分为对轨道电路传输特性的检测和对轨道电路补偿电容的检测两个方面。该系统检测轨道电路传输、频谱等特性包括连续检测轨道电路信息以及防干扰分析检测功能。其基础数据管理功能可以实现对数据如应答器报文、信号机、轨道电路等的操作,包括建立、存储、修改以及维护等多种功能。在防止偏差和漏洞方面,其还能通过数据的核对功能来实现。对点式应答器的检测项目包含其工作状态、位置、连接关系,也可检测上传信号的强度、频率等,信号检测系统还可核对录入应答器报文和接受的报文。该系统还可以记录车载ATP和LKJ的内部工作状况,还可实现分析事故原因、应答器报文以及电路信号等数据。对列车运行的信息控制也是对车载ATP工作状态的反映,这就方便分析车载ATP和LKJ的工作状态,对分析判断其他的检测数据资料也有辅助作用。总的来说,该系统对于综合分析处理检测数据、实现综合管理,也可以实现对各项检测数据的回放和记录,能实时评价、分析列车设备的工作状态。

2铁路信号动态检测技术

2.1补偿电容数据收集

信号检测与发送设备、传感器以及感应器等能够对铁路信号补偿电容数据进行收集。具体来讲,补偿电容数据收集发送设备主要位于列车之内,发送传感器则位于垂直轨面列车底部,接收传感器则位于两条轨道中间。列车在运行过程当中,经过轨道电路补充电容时,车辆轮对与补偿电容、钢轨形成电磁回路后,通过发射信号来构成电磁感应。此时,感应器就对磁场强度变化进行接收。最终在计算机的分析下,轨道电路补偿电路动态监测得以完成。3)点式应答器数据收集。点式应答器在数据收集上主要是由连接电线、查询主句以及车载天线三部分构成。数据接收的设备位于列车的内部,电线连接、查询主机通过RS-485与处理主机进行信息传递。车载天线通过对地面传输信号的方式,在地面应答器激活以后,就可以将应答器所接受的报文数据直接传输给查询主机,查询主机在对这些报文数据进行解码以后,再将数据传输回处理主机,以此完成点式应答器数据收集过程。

2.2动态信号数据的采集

1)感应信号的处理。由列车感应线圈导入的信号首先进入信号调理阶段,通过对滤波、参数数据合成和DSP数据的分析,形成了主信号,防止个相邻信号的干扰等。再利用频谱分析检测技术对主信号进行数字分析和处理,计算出信号频率、载频和幅度以及低频信号,并给出信号的点灯信息,实现对轨道电路传输的特性和频率特性的检测与分析。2)显示开关量的处理。从列车导入的列车信号点灯电压,经光电隔离、电平转换后输入单片机,与频谱分析出的低频点灯信号合成,形成信号显示的数据,并经继电器电路输出,实现对机车信号运用质量的检测与分析。3)速度里程的处理。速度里程的处理包括:GPS接收、轴头脉冲和里程坐标。GPS由译码、放大、接收天线、RS-232接口和定位组成,通过串行端口送给单片机,经处理给出纬度、经度、速度以及相关信息参数,定位列车车站、信号机坐标位置等信息。轴头速度传感器将车轮行驶所形成的位移转换为电脉冲,由单片机计算出列车移动的速度。4)路况的处理。电子陀螺输出的信号,经过数字滤波后,送给乘法器进行合成,修正后的数据与计算机内保存的线路曲线库、桥梁库、隧道库等统一描绘在图形中,为系统提供路况信息。

2.3运用无线数字通信技术

我国以前使用的以分立元器件与模拟信号处理技术为基础的传统铁路信号设备已经满足不了当代铁路运行的正常需求,应用数字化通讯通信技术解决铁路信号的问题。数字通信技术的优点在于能够准确分析精准运算,并且该技术抗干扰能力强,可靠性强。因此,必须更新数据处理的技术,利用计算机高速运行的特点,提高信息设备管理的技术水平。

2.4点式应答器数据采集

主机、连接电线和车载天线组成了点式应答器的数据采集。接收设备一般安装在列车底部,通过电线与查询主机相连,查询主机位于车内,其通过RS-485通信与数据处理主机相连。整个数据采集的过程是通过天线对地面进行信号发射,地面应答器在信号的激活下运行,将报文数据输入查询主机进行解码,获得的数据最后输入到处理主机。

2.5国外铁路动态信号检测技术的应用现状

当前世界上的主要发达国家中,铁路这种高速运行的交通工具已经非常发达,而作为充分保障铁路列车得以安全、有效运行的重要检测工具———铁路动态检测技术中的铁路信号动态检测技术在发达国家的应用已经非常成熟和广泛。比如德国所使用的GeoRail-Xpress综合检测就、日本的East-i动态信号检测技术等。日本作为铁路运输事业发展较早国家之一,在上个世纪六十年代中期,日本东海道新干线开通时就开始运用East-i铁路信号动态检测技术,并且信号检测设备位于列车的一号、七号两节车厢中,且当时配备了运用音频级的AF轨道电路、ATC以及ATS三种轨道的电路制。2001年,意大利所开始使用的阿基米德号高速综合检测技术在对列车信号动态检测时的时速为220km/h。可以说,随着铁路运输在各国、地区经济、社会发展中作用的日益凸显,也使得铁路信号检测技术水平及其应用范围更高、更广泛。

结语

总之,如何通过检测、监测技术和设备,保证动态信号控制设备处于优良的工作状态中,最终为列车出行的安全服务。列车安全出行,应该是信号动态检测技术发展的永恒话题。利用铁路信号动态检测技术,可以不定期地为铁路信号设备进行检测,使铁路运行始终属于安全状态,避免铁路交通事故的再次发生。动态信号检测技术的运用,大大提高了办事效率和降低了事故发生的概率。促进了中国高速铁路运输的发展。

参考文献

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