一种轨道电路道碴泄漏电阻车载测试方法，其特征在于： 第１步：获取机车信号感应电压、里程和频率数据， 由车载测试系统存储的信息帧中，读取“机车信号感应电压－里程”数据，以及与这些数据对应的信号载频值； 第２步：判断轨道电路里程的起始点和结束点， 相邻轨道电路区段的信号载频值是不同的，判断出轨道电路里程的起始点和结束点，即确定轨道电路的接收端和发送端里程； 第３步：根据信号频率确定单位钢轨阻抗， 根据该区段轨道电路的信号载频值，通过表１确定单位钢轨阻抗值； 第４步：确定轨道电路区段长度， 轨道电路里程的起始点和结束点确定轨道电路的区段长度１； 第５步：取从接收端起到整个区段２／３处的机车信号感应电压－里程数据用于后续计算， 取靠近轨道电路接收端的，占该段轨道电路总长２／３的数据进行计算； 第６步：判断计算模式是模式１，还是模式２，如果是模式１，转至第７步执行；如果为模式２，则转至第８步执行， 模式１采用单纯形法进行最优化计算，需要进行迭代计算，算法精度高，适用任意长度的轨道电路，但是算法复杂，对微处理器的运算速度要求较高；模式２采用最小二乘法进行最优化计算，不需要进行迭代计算，算法简单，执行速度快，但仅适用于轨道电路长度大于５００米的轨道电路区段； 第７步：根据选定的机车信号感应电压－里程数据以及公式（１），采用单纯形法对三个未知变量进行优化计算。公式（１）如下： ＊＊＊ （１） 式中：ｘ为列车分路地点距轨道电路接收端的距离，单位：Ｋｍ； ｌ为被测轨道电路区段的长度，单位：Ｋｍ； Ｚ↑［＆］↓［ＤＸＳ］为轨道电路发送端的等效内阻抗，单位为：Ω； Ｕ↓［ｘ］为列车在距接收端ｘ处分路时，机车信号感应电压有效值，单位为Ｖ； Ｕ↓［ｏ］为列车在接收端分路时，机车信号感应电压有效值，单位为Ｖ； ｚ↑［＆］↓［ｇ］为被测轨道电路区段的单位钢轨阻抗，单位：Ω／Ｋｍ； ｒ↓［ｄ］为被测轨道电路区段的单位道碴漏泄电阻，单位：Ω·Ｋｍ； 在公式（１）的变量中，ｒ↓［ｄ］是待解变量。Ｕ↓［ｘ］、Ｕ↓［ｏ］、ｘ、ｌ能够根据实测“机车感应电压－距离”数据得到。轨道电路发送端等效阻抗Ｚ↑［＆］↓［ＤＸＳ］通常为感性，其相角在０～π／２之间变化，其幅值通常在０～５Ω之间变化，钢轨阻抗ｚ↑［＆］↓［ｇ］可根据各区段实测信号频率并参照部颁标准得到，Ｐ６０钢轨在各信号频率下的单位钢轨阻抗如表１所示： 表１ 单位钢轨阻抗值 ＊＊＊ 公式（１）中有３个未知变量待解，即道碴漏泄电阻ｒ↓［ｄ］、发送端等效阻抗Ｚ↑［＆］↓［ＤＸＳ］的相角和幅值，而Ｕ↓［ｘ］－ｘ数据有多组，通常车载测试系统每隔１米测得的一组值，一个轨道电路区段能有数百组数据，根据最优化理论，采用单纯形法对这三个未知变量进行综合寻优，可得到与实测机车感应电压－距离曲线拟合最好、均方误差最小的三个变量值，其中计算得出的道碴漏泄电阻值就是该区段轨道电路道碴漏泄电阻的最终计算值； 第８步：根据公式（２）计算ｒ↓［ｄ］ ＊＊＊ （２） 第９步：将计算得到ｒ↓［ｄ］的作为本区段轨道电路的单位道碴漏泄电阻值。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种测试方法及其测试设备，特别是指一种轨道电路道碴泄漏电阻车载测试方法及其测试设备。轨道电路是铁路信号系统中的一种重要基础设施，用于产生并传送轨道是否空闲与是否完整的信息，同时还是通过信号机之间以及地面设备与机车设备之间的信息传输通道。轨道电路是以铁路线路的两根钢轨作为导体的特种电路，其传输性能主要由钢轨阻抗和道床(漏泄)电阻两个重要的一次参数决定。轨道电路的计算和调整，以至于器材的设计等问题，都需要以一次参数值作为依据来进行。所以，一次参数(特别是道床电阻参数)是铁路信号设计、制造、维护工作的一项必不可少的重要基础数据。
技术介绍
到目前为止，国内的轨道电路一次参数测算还只能采用传统的现场人工测试方法完成，即一般采用开路短路法(包括三电压表法和相位表法)、始端开路短路电压电流和终端开路电压法。不足之处是采用这些方法进行参数测试时，均需要在现场甩、接线，经过人工测试采得数据后，根据传输方程式经手工或计算机辅助计算求解得出。由于传统的测算方法需要逐区段在现场甩、接线，测试和计算工作量大，效率低下，而且影响信号设备正常使用，干扰行车作业；对于电气化牵引区段，由于轨道电路全部接有扼流变压器，现场甩、接线测试更加困难且会造成较大行车干扰。因此，对于繁忙干线，若采用传统的现场测试方法，对数量巨大的轨道电路全部都进行一次参数的测算几乎是不可能的。由于轨道电路的数量巨大及上述原因，目前维护、设计部门是无法全面掌握管内全部轨道电路的一次参数的。铁路信号设计、制造、维护部门急需一种简单、高效、智能化并且不影响信号设备正常使用的测算方法。本专利技术的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种轨道电路道碴泄漏电阻车载测试方法及其测试设备。根据通信传输线理论和列车运行时可得到的各种已知条件，建立以道碴漏泄电阻模值为待解变量的数学模型。根据该数学模型，研究测试算法。该测试算法能够在既有的轨道电路参数车载测试系统硬件平台上，利用测试所得的“机车感应电压—距离”(曲线)数据，快速的解算出列车刚走过区段轨道电路的道碴漏泄电阻参数值。所提出的测试方法应突破传统的轨道电路一次参数测算方法。测算过程简便、快捷、智能化，且测算过程不影响信号设备正常使用，基本上不影响正常的行车作业。本专利技术的目的可以通过以下措施来达到一种轨道电路道碴泄漏电阻车载测试方法，第1步获取机车信号感应电压、里程和频率数据，由车载测试系统存储的信息帧中，读取“机车信号感应电压—里程”数据，以及与这些数据对应的信号载频值；第2步判断轨道电路里程的起始点和结束点，相邻轨道电路区段的信号载频值是不同的，判断出轨道电路里程的起始点和结束点，即确定轨道电路的接收端和发送端里程；第3步根据信号频率确定单位钢轨阻抗，根据该区段轨道电路的信号载频值，通过表1确定单位钢轨阻抗值；第4步确定轨道电路区段长度，轨道电路里程的起始点和结束点确定轨道电路的区段长度l；第5步取从接收端起到整个区段2/3处的机车信号感应电压-里程数据用于后续计算，取靠近轨道电路接收端的，占该段轨道电路总长2/3的数据进行计算；第6步判断计算模式是模式1，还是模式2，如果是模式1，转至第7步执行；如果为模式2，则转至第8步执行，模式1采用单纯形法进行最优化计算，需要进行迭代计算，算法精度高，适用任意长度的轨道电路，但是算法复杂，对微处理器的运算速度要求较高；模式2采用最小二乘法进行最优化计算，不需要进行迭代计算，算法简单，执行速度快，但仅适用于轨道电路长度大于500米的轨道电路区段；第7步根据选定的机车信号感应电压-里程数据以及公式(1)，采用单纯形法对三个未知变量进行优化计算。公式(1)如下 式中 x为列车分路地点距轨道电路接收端的距离，单位Km；l为被测轨道电路区段的长度，单位Km；ZDXS&为轨道电路发送端的等效内阻抗，单位为Ω；Ux为列车在距接收端x处分路时，机车信号感应电压有效值，单位为V；U0为列车在接收端分路时，机车信号感应电压有效值，单位为V；z&g为被测轨道电路区段的单位钢轨阻抗，单位Ω/Km；rd为被测轨道电路区段的单位道碴漏泄电阻，单位Ω·Km；在公式(1)的变量中，rd是待解变量。Ux、U0、x、l能够根据实测“机车感应电压—距离”数据得到。轨道电路发送端等效阻抗ZDXS&通常为感性，其相角在0～π/2之间变化，其幅值通常在0～5Ω之间变化，钢轨阻抗zg&可根据各区段实测信号频率并参照部颁标准得到，P60钢轨在各信号频率下的单位钢轨阻抗如表1所示表1单位钢轨阻抗值 公式(1)中有3个未知变量待解，即道碴漏泄电阻rd、发送端等效阻抗ZDXS&的相角和幅值，而Ux-x数据有多组，通常车载测试系统每隔1米测得的一组值，一个轨道电路区段能有数百组数据，根据最优化理论，采用单纯形法对这三个未知变量进行综合寻优，可得到与实测机车感应电压—距离曲线拟合最好、均方误差最小的三个变量值，其中计算得出的道碴漏泄电阻值就是该区段轨道电路道碴漏泄电阻的最终计算值；第8步根据公式(2)计算rd 第9步将计算得到rd的作为本区段轨道电路的单位道碴漏泄电阻值。一种轨道电路道碴泄漏电阻车载测试设备，电源通过总线供电；微处理器连接有为测试程序提供的数据空间的数据RAM和用于存放程序代码的程序RAM，微处理器连接有为微处理器提供复位信号包含看门狗电路的监督复位电路和为微处理器提供系统时钟的晶振，微处理器通过串口扩展连接有一路是与TAX2箱连接的串行接口，另一路是与GPS板连接的串行接口，微处理器通过总线驱动和缓冲连接到总线；采集由机车感应器来的信号，经过对信号进行预处理的限幅和隔离放大，经模数转换器到总线；采集由机车信号测试接口输出的信号和信息，通过光耦隔离和缓冲驱动电路与总线连接；接收由速度传感器送出的速度脉冲信号，经过限幅、整形电路、脉冲计数器到总线；用于存储实时测试所得的所有数据的外部储存器和为系统提供当前时间信息的实时时钟芯片连接到总线；键盘和液晶单元连接到总线。本专利技术相比现有技术具有如下优点1.轨道电路道碴漏泄电阻参数车载测试方法具有明确、合理数学理论依据，由该测算方法得出的测算结果符合客观实际。经过多次测试和结果对比，证明该方法算法正确，测算结果可信，在通常情况下，测算的准确度和精确度能满足一般工程设计及维护的需要。2.在满足一定测试取样步长要求的条件下，轨道电路道碴漏泄电阻参数车载测试方法可适应既有各种(能形成的“机车感应电压—距离”数组的)轨道电路测试系统平台，并可“嵌入”式工作，为推广应用提供了条件。3.轨道电路道碴漏泄电阻参数车载测试方法测算过程简便、快捷、智能化，劳动效率数百倍于传统测算方法；测试过程不影响被测设备正常工作和行车作业；为信号设计、维护部门全面掌握管内移频轨道电路道床电阻参数，指导设计、维护工作提供了基本条件，对于推动信号设计、维护工作的科学化、现代化具有较大意义。附图说明图1.车载测试程序的流程图；图2.车载测试设备原理图。具体实施例方式根据四端网理论(或电报电话传输线理论)，在已知轨道电路发送电压、始端等效阻抗、终端等效阻抗、分路电阻值以及轨道电路的一次本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵会兵，赵胜凯，薛瑞民，游柳，
申请(专利权)人：北京交大思诺科技有限公司，广州铁路集团公司，
类型：发明
国别省市：
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