本发明专利技术公开了一种具有断轨监测功能的计轴系统及执行方法，所述计轴系统包括计轴模块和超声模块；所述计轴模块包括设置在钢轨上的信号采集单元和轨旁的信号处理单元和设置在室外的计轴信息调制设备和室内的计轴信息解调设备；所述超声模块包括安装在钢轨上的发射探头、接收探头和设置在轨旁的上位机，所述上位机对发送的超声波信号和接收的超声波信号进行分析；所述超声模块的超声波信号由室外到室内的相互传输采用单通道传输或双通道传输或与计轴信号共缆传输。本发明专利技术的计轴系统可同时实时实现断轨检查及铁路占用和空闲检查，在一定程度上可完全替代现有轨道电路功能。一定程度上可完全替代现有轨道电路功能。一定程度上可完全替代现有轨道电路功能。
【技术实现步骤摘要】
一种具有断轨监测功能的计轴系统及执行方法
[0001]本专利技术属于轨道交通领域，特别涉及一种具有断轨监测功能的计轴系统及执行方法。
技术介绍
[0002]轨道电路是由钢轨线路和钢轨绝缘构成的电路，主要用于检查轨道线路占用空闲状态、列车信息传递及检查断轨。ZPW
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2000A型轨道电路是目前高速铁路系统中广泛使用的一种轨道电路，可有效的实现车地信息传递及检查断轨问题，可靠的保障了列车，特别是高速列车的安全运行，但是其自身存在的由于复杂应用环境下的分路不良也是长期困扰该领域技术人员的问题，该故障一旦发生，则不能有效的提供轨道线路占用空闲信息，从而给我国铁路运行带来了安全隐患。为此，该领域技术人员提出各种方法解决现有轨道电路分路不良故障问题，如改善轮轨接触状态等方法来降低轨道电路分路不良故障率，但往往这些方法缺乏普适性，很难从根本上解决问题。
[0003]计轴系统是一种利用传感器检查轮对数目来有效监测钢轨占用、空闲的铁路信号系统。与目前普遍应用的轨道电路不同，其受环境约束较小，安全可靠性高，在铁路信号系统领域具有潜在的应用前景。其缺点是不能有效监测断轨、不能检查断轨及列车信息传递，致使其不能在现有铁道线路上广泛使用，因此有必要提出一种新方法克服计轴系统存在的缺点，使之充分发挥在监测钢轨占用、空闲方面的优势，最终形成一套优良的铁路信号系统。
[0004]公告号CN109131437B的中国专利公开了一种计轴轨道电路系统，该专利提出了将轨道电路和计轴系统叠加，通过将计轴信号和轨道电路信号在同一轨道电路信号电缆上传输，大大节约成本和降低施工难度，同时两个系统可以同时独立工作，对同一区段内的列车情况进行检查，信号在同一线路上传输而互不干扰，各自输出区段的空闲或占用信息，能够解决道床电阻过低，轨道电路无法正常调整以及各种类型机车或动车组在区间分路不良和监测断轨的问题。但该方法的适用范围过窄，只能设置在同时设置轨道电路和计轴系统的钢轨上，并且轨道电路自身存在的由于复杂应用环境下的分路不良也是长期困扰该领域技术人员的问题。
技术实现思路
[0005]针对上述问题，本专利技术提出了一种具有断轨监测功能的计轴系统，所述计轴系统包括计轴模块和超声模块；
[0006]所述计轴模块包括设置在钢轨上的信号采集单元和轨旁的信号处理单元和设置在室外的计轴信息调制设备和室内的计轴信息解调设备；
[0007]所述超声模块包括安装在钢轨上的发射探头、接收探头和设置在轨旁的上位机，所述上位机对发送的超声波信号和接收的超声波信号进行分析；
[0008]所述超声模块的超声波信号由室外到室内的相互传输采用单通道传输或双通道
传输或与计轴信号共缆传输。
[0009]所述计轴系统还包括通信电缆和隔离设备；
[0010]所述通信电缆用于计轴信号、超声波信号以及电源信号在室内和室外的相互传输；
[0011]所述隔离设备用于将所述计轴信号、超声波信号和电源信号耦合到通信电缆上或将所述计轴信号、超声波信号和电源信号从通信电缆上分离。
[0012]进一步地，所述信号采集单元用于采集轨道区段内的计轴信号并将所述计轴信号发送给信号处理单元；
[0013]所述信号处理单元用于将所述计轴信号进行放大处理；
[0014]所述计轴信息调制设备用于将信号处理单元发送的计轴信号进行数字化通信编码；
[0015]所述计轴信息解调设备用于将编码后的计轴信号进行解码。
[0016]进一步地，所述隔离设备包括室外隔离设备和室内隔离设备；
[0017]所述室外隔离设备设置在通信电缆的室外部分，所述室外隔离设备用于将室内供电单元传输的电源信号从通信电缆上分离，还用于将超声波信号耦合到通信电缆上；
[0018]所述室内隔离设备设置在通信电缆的室内部分，所述室内隔离设备用于将室内供电单元传输的电源信号耦合到通信电缆上传输；还用于将计轴信号从通信电缆上分离。
[0019]进一步地，所述计轴模块还包括PLC通信设备，所述PLC通信设备室内和室外各设置一组或多组；室外PLC通信设备与室外隔离设备和计轴信息调制设备连接，室内PLC通信设备与室内隔离设备和计轴信息解调设备连接；
[0020]所述PLC通信设备用于将计轴信息调制设备编码的计轴信号经室外隔离设备、通信电缆和室内隔离设备发送至计轴信息解调设备。
[0021]进一步地所述计轴模块还包括供电单元，所述供电单元包括室外供电单元和室内供电单元；所述室外供电单元实行双通道供电；
[0022]所述室内供电单元与室内隔离设备连接，用于将交流电源转换为直流电源并将所述直流电源连接到室内隔离设备；
[0023]所述室外供电单元与室外隔离设备连接，用于将室外隔离设备分离后的直流电源进行整流后为计轴信息调制设备、室外PLC通信设备和信号单元供电。
[0024]进一步地，所述信号采集单元设置一个或多个；
[0025]所述信号采集单元为一个时，采用单通道传输或者双通道传输；
[0026]所述信号采集单元为多个时，采用单通道传输或者双通道传输。
[0027]进一步地，所述超声模块还包括高压发射电路和频率控制单元；
[0028]所述频率控制单元用于对上位机发出的的超声波信号进行调整；
[0029]所述高压发射电路用于将调整后的超声波信号发送给发射探头。
[0030]进一步地，所述超声模块还包括放大及滤波电路、分析单元和判断单元；
[0031]所述接收探头用于接收由发射探头发出的经钢轨传输的超声波信号；还用于将接收的超声波信号传输给放大及滤波电路；
[0032]所述放大及滤波电路用于对超声波信号进行滤波放大处理并将处理后的超声波信号发送至分析单元；
[0033]所述分析单元用于将接收的超声波信号进行信号特征分析并将分析结果发送至判断单元；
[0034]所述判断单元用于根据所述分析结果判断钢轨是否出轨。
[0035]进一步地，所述上位机对发射探头和接收探头传递的超声波信号进行分析包括：
[0036]所述上位机将发送的超声波信号和接收的超声波信号进行频谱分布和幅值的对比，通过所述频谱分布和幅值的对比结果来确定接收端与发送端之间的钢轨是否完整。
[0037]本专利技术还提出了一种具有断轨监测功能的计轴系统的执行方法，所述方法包括：
[0038]计轴模块对所监测轨道区段占用或者空闲状况进行判断；
[0039]超声模块对所监测轨道区段是否存在断轨进行监测。
[0040]本专利技术的有益效果：
[0041]本专利技术的计轴系统可同时实时实现断轨检查及铁路占用和空闲检查，在一定程度上可完全替代现有轨道电路功能；
[0042]本专利技术提出的计轴系统除了可以安装在原有轨道电路的钢轨上还可以安装在不铺设轨道电路的钢轨上，适用范围更加广泛，也避免了轨道电路自身存在的由于复杂应用环境下的分路不良的问题；
[00本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有断轨监测功能的计轴系统，其特征在于，所述计轴系统包括计轴模块和超声模块；所述计轴模块包括设置在钢轨上的信号采集单元和轨旁的信号处理单元和设置在室外的计轴信息调制设备和室内的计轴信息解调设备；所述超声模块包括安装在钢轨上的发射探头、接收探头和设置在轨旁的上位机，所述上位机对发送的超声波信号和接收的超声波信号进行分析；所述超声模块的超声波信号由室外到室内的相互传输采用单通道传输或双通道传输或与计轴信号共缆传输。2.根据权利要求1所述的一种具有断轨监测功能的计轴系统，其特征在于，所述计轴系统还包括通信电缆和隔离设备；所述通信电缆用于计轴信号、超声波信号以及电源信号在室内和室外的相互传输；所述隔离设备用于将所述计轴信号、超声波信号和电源信号耦合到通信电缆上或将所述计轴信号、超声波信号和电源信号从通信电缆上分离。3.根据权利要求1所述的一种具有断轨监测功能的计轴系统，其特征在于，所述信号采集单元用于采集轨道区段内的计轴信号并将所述计轴信号发送给信号处理单元；所述信号处理单元用于将所述计轴信号进行放大处理；所述计轴信息调制设备用于将信号处理单元发送的计轴信号进行数字化通信编码；所述计轴信息解调设备用于将编码后的计轴信号进行解码。4.根据权利要求2所述的一种具有断轨监测功能的计轴系统，其特征在于，所述隔离设备包括室外隔离设备和室内隔离设备；所述室外隔离设备设置在通信电缆的室外部分，所述室外隔离设备用于将室内供电单元传输的电源信号从通信电缆上分离，还用于将超声波信号耦合到通信电缆上；所述室内隔离设备设置在通信电缆的室内部分，所述室内隔离设备用于将室内供电单元传输的电源信号耦合到通信电缆上传输；还用于将计轴信号从通信电缆上分离。5.根据权利要求1或3所述的一种具有断轨监测功能的计轴系统，其特征在于，所述计轴模块还包括PLC通信设备，所述PLC通信设备室内和室外各设置一组或多组；室外PLC通信设备与室外隔离设备和计轴信息调制设备连接，室内PLC通信设备与室内隔离设备和计轴信息解调设备连接；所述PLC通信设备用于将计轴信息调制设备编码的计轴信号经室外隔离设备、通信电缆和室内隔离设备发送至计轴信息解调设备。6.根据权利要求1所述的一种具有...
【专利技术属性】
技术研发人员：王腾飞，刘志明，孙国营，梁必翔，李智宇，刘烨，方晓君，
申请(专利权)人：北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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