用于检测铁轨断裂或车辆的系统和方法技术方案

一种铁轨断裂或车辆检测系统，包括多个电压源，每个耦合到多个区域之一。提供多个电阻，每个与多个电压源之一串联耦合。提供多个电流传感器，每个耦合到多个电阻中之一，并且适配来测量指示流过电阻的电流的第一组值和第二组值。至少一个控制单元被适配来接收来自多个电流传感器的输入并比较第一组值和第二组值之间的差与预定阈值极限，以检测在该区段上的铁轨车辆的存在。该控制单元还被适配来切换每个电压源的极性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般来说涉及铁轨断裂或车辆检测系统，并且更具体地，涉及长 区段多区域铁轨断裂或车辆检测系统、以及用于使用这种系统检测铁轨断裂 和/或车辆的方法。
技术介绍
传统的铁路系统采用铁轨轨道作为信号传输路径的 一部分，以检测在区 段(block)部分中的列车或铁轨断裂的存在。在这种方法中，轨道在电气上 被划分为多个部分，每个具有预定长度。每个部分形成电路的一部分，并且 被称作为轨道电路。发射机设备和接收机设备分别安排在轨道电路的任一 端。发射机设备连续地或以可变间隔发送信号用于检测列车或铁轨断裂，而 接收机设备接收该发送的信号。如果列车或铁轨断裂在由轨道电路形成的部分中不存在，则接收机接收 由发射机发送的信号。如果列车或铁轨断裂存在，则因为由轨道和断裂、或 轨道和列车形成的电子电路中的变化，所以接收机接收由发射机发送的修改 的信号。 一般来说，列车存在通过从轨道到轨道的分流电阻的添加来修改轨 道电路。断裂存在通过轨道中增加的电阻的添加来修改电路。断裂或列车检 测一般通过接收的信号与阈值比较来完成。传统的轨道电路一般应用到长度上大约2.5英里的区段用于检测列车。 在这样的区段内，列车应该展现0.06欧姆或更少的列车分流电阻，并且轨间 电阻或在独立的轨道之间的电阻一般将大于3欧姆/1000英尺。随着区段长 度变得更长，轨道电路的总电阻由于各轨道之间的轨间电阻的并联添加而降 低。通过该并联电流路径的添加，额外的电流流过道碴(ballast )和轨枕(tie )， 并且成比例地更少地流过接收机。因此，在列车存在的情况下轨道电路的信 噪比变低。在一个例子中，基于光纤的轨道电路可用于更长的区段(例如，大于3 英里)用于检测列车和铁轨断裂。然而，用于实现基于光纤的轨道电路的成本相对更高，而耐用性可能更低。在另一个例子中，轨间电阻增加，而轨道 电路的区段长度可能相应地增加。然而，用于维护相对高的轨间电阻的维护 成本不期望地高。增强的长区段铁轨断裂或车辆检测系统和方法是期望的。
技术实现思路
按照本专利技术之一实施例， 一种用于检测铁轨轨道区段中的铁轨断裂的方 法，包括经由多个电压源跨接具有多个区域的块施加电压。测量指示电流的 第一组值。每个第一值对应多个区域之一。切换每个电压源的极性。接着测 量指示电流的第二组值。每个第二值对应多个区域之一。监视在第一组值和 第二组值之间的变化以检测在该区段中的铁轨断裂的存在。按照本专利技术的另 一个实施例， 一种用于检测铁轨轨道区段上的铁轨车辆 的存在的方法，包括经由多个电压源跨接具有多个区域的块施加电压。测量 指示电流的第一组值。每个第一值对应多个区域之一。切换每个电压源的极 性。接着测量指示电流的第二组值。每个第二值对应多个区域之一。比较在 第 一组值和第二组值之间的差与预定阈值极限，以检测在该区段上的铁轨车 辆的存在。按照本专利技术的另 一个实施例， 一种用于检测铁轨轨道区段中的铁轨断裂 的的系统，该铁路轨道的区段包括多个区域。该系统包括多个电压源，每个 耦合到该多个区域之一。提供多个电阻，每个与多个电压源之一串联耦合。 提供多个电流传感器，每个耦合到多个电阻中之一，并且适配来测量指示流 过电阻的电流的第一组值和第二组值。至少一个控制单元被适配来接收来自 多个电流传感器的输入并且监视第一组值和第二组值之间的变化，以检测该 区段中的铁轨断裂的存在。该控制单元还被适配来切换每个电压源的极性。按照本专利技术的另 一个实施例，提供了 一种用于检测铁轨轨道区段上的铁 轨车辆的存在的系统，该铁路轨道区段包括多个区域。该系统包括多个电压 源，每个耦合到该多个区域之一。提供多个电阻，每个与多个电压源之一串 联耦合。提供多个电流传感器，每个耦合到多个电阻中之一，并且适配来测 量指示流过电阻的电流的第 一组值和第二组值。至少 一个控制单元被适配来 接收来自多个电流传感器的输入并且比较第 一组值和第二组值之间的差与 预定阈值极限，以检测在该区段上的铁轨车辆的存在。该控制单元还被适配来切换每个电压源的极性。 附图说明在参照附图阅读下面的详细描述时，本专利技术的这些和其它特征、方面和 优点将变得更好理解，贯穿附图相同的标记表示相同的部件，在附图中图1是按照本专利技术的示范性实施例的铁轨断裂或车辆检测系统的框图； 图2是按照图1的各方面、表示沿着铁轨断裂或车辆检测系统的区段部分以各间隔定位的电压源极性的顺序切换的表；以及图3是按照本专利技术的示范性实施例、图示检测铁轨断裂或车辆的示范性过程的流程图。具体实施例方式一般地参照图1，按照本专利技术的几个实施例，铁轨断裂或车辆检测系统 被图示，并且统一用参考标号IO表示。在图示的实施例中，系统10包括铁 路轨道12,其具有左铁轨14、右铁轨16和在铁轨14、 16之间延伸并且一 般横跨轨道14、 16的多个轨枕18。轨枕18耦合到铁轨14、 16，并且提供 对轨道14、 16的横向支持，该轨道14、 16被配置为便利如列车、矿车、测 试车辆等的车辆的运动。在图示的实施例中，多个电压源20和电阻22在沿着区段部分24的位 置ll、 13、 15、 17和19提供，该区段部分24在铁路轨道10的两个绝缘接 头26、 28之间形成。每个电压源20与相对应的电阻22串联耦合，并且在 轨道14、 16之间提供。结果，区段部分24被划分为多个区域30、 32、 34 和36。在图示的例子中，铁路轨道12的区段部分24具有大约为IO英里的 长度。区段部分的每个区域具有2.5英里的长度。然而，本领域技术人员将 意识到，区段部分24和区域30、 32、 34和36的具体长度不是本专利技术的实 质性特征。类似地，区域、电阻和电压源的数量也不是本专利技术的实质性特征。 电压源的例子可以包括DC电压源、AC电压源、静态(static)电压源等。 在示范性实施例中，电压源20被配置为跨接铁路轨道12的区段部分24施 加电压。每个电阻22(例如，1欧姆的电阻)被配置为从由电压源20施加的电 压接收电流。流过每个电阻22的电流表示当电压源20的极性相同时的总道 碴漏电流。系统10还包括多个电流传感器38,每个电流传感器38与相对应的电阻 22串联耦合。电流传感器38被配置以;险测流过电阻22的电流。在另一个示 范性实施例中，系统10可包括多个电压传感器，每个电压传感器跨接相对 应的电阻22耦合。如本领域技术人员所知的，流过电阻的电流可以基于检 测的电压和电阻的阻值确定。控制单元42可通信地耦合到电压源20和电流 传感器38。在一个实施例中，控制单元46被适配为接收来自电流传感器38 的输入，并且监视流过每个区域的电流的变化以检测铁路轨道12的区段部 分24上的铁轨车辆的存在或铁轨断裂。在替换的示范性实施例中，多个控 制单元可以被用来从电流传感器38接收输入，并且监视流过每个区域的电 流的变化以检测铁路轨道12的区段部分24上的铁轨车辆的存在或铁轨断 裂。在图示的实施例中，控制单元42被配置为从区段部分24的第一端44 朝向第二端46顺序地切换多个电压源20的极性。在另 一个示范性实施例中， 控制单元42被配置为从区段部分24的第二端46朝向第一端44顺序地切换 多个电压源20的极性。在另一个示范性实施例中，控制单元42本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测铁轨轨道区段中的铁轨断裂的方法，包括：　经由多个电压源跨接具有多个区域的块施加电压；　测量指示电流的第一组值，该第一组值的每个对应多个区域之一；　切换每个电压源的极性；　测量指示电流的第二组值，该第二组值的每个对应多个区域之一；以及　监视第一组值和第二组值之间的变化，以检测在该区段中的铁轨断裂的存在。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：托德A安德森，肯尼思B韦尔斯二世，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]