CN108415324A - 一种铁道室外信号采集*** - Google Patents

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陈荣华
唐敏辉
朱建军
蒋锐
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Abstract

本发明提供了一种铁道室外信号采集***，包括远程管理主机、报警模块、防雷装置以及设置在铁轨电路采集点上的采集装置，所述采集装置包括采集保护箱、采集单元、采集固定夹、采集接线端子、传感器和钢轨引接线；所述采集单元、采集接线端子和所述采集固定夹设置在所述采集保护箱内；在所述铁轨电路包括向钢轨发送信号的信号发送器和信号接收器；所述信号发送器和所述信号接收器均内置有匹配单元(TAD)、调谐单元(BA)和空芯线圈；所述采集单元将所述钢轨上的信号采集后数据传输至远程主机进行数据监测；所述报警模块与所述远程管理主机连接，所述防雷装置设置在所述采集单元与所述远程管理主机之间。

Description

一种铁道室外信号采集***
技术领域
本发明涉及铁路信号监测领域，具体涉及到一种铁道室外信号采集***。
背景技术
我国是铁路大国，在上个世纪90年代初引进法国UM71移频轨道电路后，便开始结合我国国情自行研制了更加适应我国铁路的ZPW-2000系列无绝缘移频轨道电路。目前我国的铁路信号微机监测***已在ZPW-2000系列无绝缘移频轨道电路中得到了广泛应用，该***通过对ZPW-2000系列无绝缘移频轨道电路的各种模拟量信号、开关量信号的实时采集分析，为电务维修人员掌握设备运用状态、故障处理和故障分析提供了重要的技术手段和依据，并取得了一定的效果。然而，现有的铁路信号监测***缺乏对室外信号设备、尤其是区间轨道设备的全面自动实时监测，***信号采样单元老旧，无法能够取得完整、连续、主动的上传实时数据，避免人为因素的干扰和影响，提高信号设备管理的质量，防止隐性事故发生。
发明内容
为了克服上述现有技术中的缺陷，本发明提供了一种铁道室外信号采集***，该采集***能够辅助室外检测***实现不间断的全面、自动的对铁轨电路信号设备进行实时监测。能够为室外检测***进行完整、连续、主动的上传实时数据，避免人为因素的干扰和影响，提高信号设备管理的质量，防止隐性事故发生。
技术方案
一种铁道室外信号采集***，包括远程管理主机、报警模块、防雷装置以及设置在铁轨电路采集点上的采集装置，所述采集装置包括采集保护箱、采集单元、采集固定夹、采集接线端子、传感器和钢轨引接线；所述采集单元、采集接线端子和所述采集固定夹设置在所述采集保护箱内；在所述铁轨电路包括向钢轨发送信号的信号发送器和信号接收器；所述信号发送器和所述信号接收器均内置有匹配单元(TAD)、调谐单元(BA)和空芯线圈；所述采集单元将所述钢轨上的信号采集后数据传输至远程主机进行数据监测；所述报警模块与所述远程管理主机连接，所述防雷装置设置在所述采集单元与所述远程管理主机之间。
所述钢轨引接线包括与钢轨相连接短内钢包铜线和短外钢包铜线以及长内钢包铜线和长外钢包铜线；
所述传感器包括温湿度传感器、电流传感器和电压传感器；所述温湿度传感器设置在通过采集接线端子与采集单元数据连接；所述电流、电压传感器设置在所述轨道电路的电缆以及所述钢轨引接线上。
所述短内钢包铜线和所述短外钢包铜线一端与所述采集单元相连接，其另一端分别与临近一端的所述钢轨相连接；
所述长内钢包铜线和所述长外钢包铜线一端与所述采集单元相连接，其另一端分别与较远一端的所述钢轨相连接。
所述采集单元采用精简指令的单时钟高速单片机，
所述电流传感器采用开口钳式电流传感器。
有益效果
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明通过以室外轨道电路主要监测对象，利用计算机高速信息处理能力实现不间断的全面、自动的对信号设备进行实时监测。能够取得完整、连续、主动的上传实时数据，避免人为因素的干扰和影响，提高信号设备管理的质量，防止隐性事故发生。实时、动态监测设备的工作状态，为设备故障分析处理提供现场数据，***存录的大量现场数据对分析事故原因，了解设备状况具有重要作用。
附图说明
图1为本发明中铁道室外信号采集***中采集装置结构示意图。
图2为本发明中轨道电路信号采集示意图。
图3为图1中采集单元软件滤波算法示意图。
附图标号：采集保护箱1、采集单元2、采集固定夹3、采集接线端子4、钢轨5、传感器6、钢轨引接线7、传感器8。
具体实施方式
为更好地说明阐述本发明内容，下面结合示意图和实施实例进行展开说明：
如图1-图3所示，本发明公开了一种铁道室外信号采集***，通过辅助室外监测***对室外轨道电路的信号采集点进行信号采集，利用计算机高速信息处理能力实现不间断的全面、自动的对信号设备进行实时监测。能够取得完整、连续、主动的上传实时数据，避免人为因素的干扰和影响，提高信号设备管理的质量，防止隐性事故发生。实时、动态监测设备的工作状态，为设备故障分析处理提供现场数据，***存录的大量现场数据对分析事故原因，了解设备状况具有重要作用。
具体的，一种铁道室外信号采集***，包括远程管理主机(未示出)、报警模块(未示出)、防雷装置以及设置在铁轨电路采集点(未示出)上的采集装置，所述采集装置包括采集保护箱1、采集单元2、采集固定夹3、采集接线端子4、传感器6和钢轨引接线7；所述采集单元2、采集接线端子4和所述采集固定夹3设置在所述采集保护箱1内；在所述铁轨电路包括向钢轨5发送信号的信号发送器和信号接收器；所述信号发送器(未示出)和所述信号接收器(未示出)均内置有匹配单元(TAD)、调谐单元(BA)和空芯线圈(未示出)；所述采集单元将所述钢轨5上的信号采集后数据传输至远程主机进行数据监测；所述报警模块与所述远程管理主机连接，所述防雷装置设置在所述采集单元2与所述远程管理主机之间。所述传感器8通过导线连接采集接线端子4与采集单元2数据连接。导线上设有自恢复保险丝、放大器和高Q值带通(滤波)放大器，用于将数据信号的干扰杂波过滤。所述采集单元2与所述远程管理主机之间设有分界负荷开关和电源。
进一步的，所述钢轨引接线7包括与钢轨相连接短内钢包铜线和短外钢包铜线以及长内钢包铜线和长外钢包铜线；
所述传感器8包括温湿度传感器、电流传感器和电压传感器；所述温湿度传感器设置在通过采集接线端子与采集单元数据连接；所述电流传感器和电压传感器分别对应设置在所述轨道电路的电缆(图2中)以及所述钢轨引接线(图1中)上。
所述短内钢包铜线和所述短外钢包铜线一端与所述采集单元2相连接，其另一端分别与临近一端的所述钢轨5相连接；
所述长内钢包铜线和所述长外钢包铜线一端与所述采集单元2相连接，其另一端分别与较远一端的所述钢轨5相连接。
所述采集单元2采用精简指令的单时钟高速单片机，
所述电流传感器采用开口钳式电流互感器(CT)；所述电压传感器为电压互感器(PT)。
具体的，室外信号综合监测***(区间)主要监测的模拟量有：轨道电路的发送端电缆侧(E1\E2)主频电压、发送端电缆侧主频电流、发送端主轨轨面(V1\V2)电压、发送端主轨轨面(V1\V2)低频码、发送端主轨50HZ电压、发送端主轨短外钢包铜线电流、发送端主轨短内钢包铜线电流、发送端主轨长内钢包铜线电流、发送端主轨长外钢包铜线电流、发送端小轨轨面电压、接受端电缆侧(E1\E2)主频电压、接受端电缆侧主频电流、接受端主轨轨面(V1\V2)电压、接受端主轨轨面(V1\V2)低频码、接受端主轨50HZ电压、接受端主轨短外钢包铜线电流、接受端主轨短内钢包铜线电流、接受端主轨长内钢包铜线电流、接受端主轨长外钢包铜线电流、接受端小轨轨面电压、采集保护箱1箱内温度与湿度等，主要功能有以下几点：
1、***通过监测轨道电路发送器的轨面电压、电流可以监测轨道电路发送器的工作状态。相应数据的分析能对轨道电路发送器的匹配单元(TAD)、调谐单元(BA)和空芯线圈的工作性能进行定量分析。
2、***通过监测轨道电路接收器的接收电压、电流可以监测轨道电路接收器的工作状态。相应数据的分析能对轨道电路接收器的匹配单元(TAD)和调谐单元(BA)的工作性能进行定量分析。
3、***动态记录轨道电路的低频信息，为远程管理主机监控显示提供现场的信息记录。
4、***对轨道电路相关电压、电流、相位的分析计算，可以得出道床泄露、补偿电容失效和钢轨断轨大概位置等的故障现象。为故障分析提供第一现场的可靠数据。
5、***同时还监测采集保护箱1内的工作温度与湿度，动态描述现场监测装置的温升情况，通过横向比对可以及时发现装置本身的故障。
优选的，采集单元采用精简指令的单时钟高速单片机，频率测量精度高，低频解调迅速。软件滤波算法可同时监测主频电压/电流、副频电压/电流和低频信息，进一步计算相应的零阻抗和极阻抗。其原理框图如下：远程处理主机通过电力载波技术接收室外采集单元的监测数据，并进行相应的储储、分析和报警。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明技术方案进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神与范围。

Claims (7)

1.一种铁道室外信号采集***，其特征在于，包括远程管理主机、报警模块、防雷装置以及设置在铁轨电路采集点上的采集装置，所述采集装置包括采集保护箱、采集单元、采集固定夹、采集接线端子、传感器和钢轨引接线；所述采集单元、采集接线端子和所述采集固定夹设置在所述采集保护箱内；在所述铁轨电路包括向钢轨发送信号的信号发送器和信号接收器；所述信号发送器和所述信号接收器均内置有匹配单元(TAD)、调谐单元(BA)和空芯线圈；所述采集单元将所述钢轨上的信号采集后数据传输至远程主机进行数据监测；所述报警模块与所述远程管理主机连接，所述防雷装置设置在所述采集单元与所述远程管理主机之间。
2.根据权利要求1所述的一种铁道室外信号采集***，其特征在于：所述钢轨引接线包括与钢轨相连接短内钢包铜线和短外钢包铜线以及长内钢包铜线和长外钢包铜线。
3.根据权利要求1所述的一种铁道室外信号采集***，其特征在于：所述传感器包括温湿度传感器、电流传感器和电压传感器；所述温湿度传感器设置在通过采集接线端子与采集单元数据连接；所述电流、电压传感器设置在所述轨道电路的电缆以及所述钢轨引接线上。
4.根据权利要求1所述的一种铁道室外信号采集***，其特征在于：所述短内钢包铜线和所述短外钢包铜线一端与所述采集单元相连接，其另一端分别与临近一端的所述钢轨相连接。
5.根据权利要求1所述的一种铁道室外信号采集***，其特征在于：所述长内钢包铜线和所述长外钢包铜线一端与所述采集单元相连接，其另一端分别与较远一端的所述钢轨相连接。
6.根据权利要求1所述的一种铁道室外信号采集***，其特征在于：所述采集单元采用精简指令的单时钟高速单片机。
7.根据权利要求1或3所述的一种铁道室外信号采集***，其特征在于：所述电流传感器采用开口钳式电流传感器。
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