TWM645925U - 自動防護檢測系統 - Google Patents

Abstract

一種自動防護檢測系統，適用於檢測一軌道列車控制設備，其包含一模擬測試單元、一第一訊號單元及一第二訊號單元，該模擬測試單元包括一工業電腦、一與該工業電腦電連接之訊號轉換模組、一與該工業電腦電連接繼電器模組陣列及一與該工業電腦電連接之信號產生器，該第一訊號單元包括一與該信號產生器訊號連接之通訊傳收模組，該第二訊號單元包括一與該訊號轉換模組訊號連接之動力模組，藉由該第一、二訊號單元傳輸模擬訊號予該軌道列車控制設備，使該工業電腦驗證該軌道列車控制設備輸出之控制訊號是否正常。

Description

自動防護檢測系統

本新型是有關於一種自動防護檢測系統，尤其是一種適用於檢測一軌道列車控制設備之相關訊號傳輸運作正常，以確保列車行駛安全。

由於一般列車在軌道路線上行駛時，會因為軌道的設置所在地形差異，例如:彎道、或坡道等影響，使得列車在行駛時容易造成車速忽快忽慢，若司機員未能提早發現車速異常狀況，嚴重者會導致列車對撞、出軌或翻覆等事故的發生，因此，為了確保列車行駛安全、及防止事故發生，每輛列車上都須裝配軌道列車控制設備，以控管列車的行駛軌道路線上之速度須在規定的範圍內，當車速超出或是低於規定之時速時，軌道列車控制設備即可警訊通知司機員，以利司機員即時調整操作列車的行進速度，避免發生危險。

一般的軌道列車控制設備包含斷路器、電源供應器、數位記錄器(RU)、數位車速表(DSP)、司機員操作面板(MMI)、安全數位輸入/輸出單元(VDX)、數位輸入/輸出單元(DX)、列車控制單元(VCU)、通訊控制器(COMC)、速度與距離單元1(SDU1)、速度與距離單元2(SDU2)，及感應器傳輸模組(BTM)等，該軌道列車控制設備被配置在軌道上、列車車輪上、軌道號誌系統，及駕駛艙等處，因此，才可全面監測列車在軌道路線上行駛時是否運作正常，例如，當列車行駛路線內有會通過隧道，該列車行進隧道前之號誌系統須提前告知預定通行之列車，使該列車上之司機員可判斷是否有超速或需減速通過等之必要，並可確保該列車可安全通過此段隧道路線。

但是，要確保軌道列車控制設備運作是否正常，則必須定期針對裝置在列車上、軌道上，及軌道號誌上之相關列車控制設備進行檢測，由於軌道列車控制設備中的各個裝置分別設置於列車上的不同位置，還需要透過列車行進過程才可進行檢測，因此，當需要進行軌道列車控制設備檢測時，該輛列車需開離主要軌道路線，或於火車離峰時段進行檢測，才能利用列車行進中檢測車速、檢測列車行駛車速與軌道號誌系統是否有正常相互通訊傳輸，或行經特殊地形路段時，裝置在軌道上之通訊設備是否能正常感應列車通過，並給予訊號通知該列車司機器應提前減速。

由上述說明可知，對於目前的檢測軌道列車控制設備的檢測技術具有下列缺點：

一、檢測設備耗時耗力： 如前述，當執行軌道列車控制設備檢測時，需以不影響大眾交通時段之考量，通常會避開尖峰時段、以及主要軌道路線，選擇在離峰時段，並且在特定檢測之路段進行檢測，藉由該檢測車輛以多次來回行駛方式進行檢測與調整，並且因軌道路線的設計會依據不同地形所設置，例如西部較平坦之軌道路線，但平交道號誌多、或是南廻軌道路線雖平交道號誌少，但山坡與隧道多，這些軌道路況都需要與檢測車輛一并進行檢測，因此檢測軌道列車控制設備費時費工。

二、影響交通： 如前述，為了方便民眾安排搭乘列車之時段，因此不可任意取消列車運行時段而進行檢測，如需執行軌道列車控制設備檢測，需另外指派其他車輛執行備援機制，由於在檢測過程仍有其他因素而無法避開正常行駛之列車，因此，軌道列車控制設備檢測過程中仍會影響正常運作之列車，造成列車誤點等。

三、無法全面檢測： 如前述，由於列車行駛之軌道路線會因列車之車輛安排與調配而有所不同，因此，每輛列車行駛之路線距離與行經之路線地形亦有所不同，然而，為了確保每輛列車行駛安全，軌道列車控制設備檢測需針對不同軌道路線與路線地形進行全面檢測，但是，為了避免影響列車運行，而導致列車誤點等，因此，軌道列車控制設備檢測時，僅能申請部份之路段與時段進行檢測，而無法針對列車行駛之軌道路線進行全面檢測。

因此，如何不影響交通、且可針對不同地形、路況等模擬檢測軌道列車控制設備，是相關技術人員亟需努力的目標。

有鑑於此，本新型之目的是在提供一種自動防護檢測系統，適用於檢測一軌道列車控制設備之相關訊號傳輸是否正常作動，以提供相關檢測人員判斷並調整該軌道列車控制設備。

該自動防護檢測系統包含一模擬測試單元、一第一訊號單元，及一第二訊號單元，該模擬測試單元包括一可接收該軌道列車控制設備輸出控制訊號之工業電腦、一與該工業電腦電連接之訊號轉換模組、一與該工業電腦電連接並可傳輸訊號至該軌道列車控制設備之繼電器模組陣列，及一與該工業電腦電連接並可傳輸訊號至該軌道列車控制設備之信號產生器，該第一訊號單元包括一與該信號產生器訊號連接並可傳輸第一模擬訊號至該軌道列車控制設備之通訊傳收模組，該第二訊號單元包括一與該訊號轉換模組訊號連接並可傳輸第二模擬訊號至該軌道列車控制設備之動力模組，藉由該第一、二訊號單元傳輸模擬訊號予該軌道列車控制設備，使該工業電腦驗證該軌道列車控制設備輸出之控制訊號是否正常。

本新型的又一技術手段，是在於該模擬測試單元更包括一與該工業電腦電連接之示波器，用以接收該軌道列車控制設備之控制訊號。

本新型的另一技術手段，是在於該模擬測試單元更包括一與該工業電腦電連接並可輸出數據之顯示模組。

本新型的再一技術手段，是在於模擬測試單元更包括一與該工業電腦電連接並可輸入數據之輸入模組。

本新型的又一技術手段，是在於該模擬測試單元更包括一傳輸組件，該傳輸組件之一端與該軌道列車控制設備電連接，另一端與該繼電器模組陣列電連接。

本新型的另一技術手段，是在於該模擬測試單元更包括一與該工業電腦電連接並可提供運作電力之電源供應模組。

本新型的再一技術手段，是在於該模擬測試單元更包括一組合機櫃，該組合機櫃與該傳輸組件連接並可供軌道列車控制設備容置。

本新型的又一技術手段，是在於該第一訊號單元更包括一與該通訊傳收模組電連接並可接收該第一模擬訊號之號誌模擬組件。

本新型的另一技術手段，是在於該第二訊號單元更包括一與該動力模組電連接並可接受該第二模擬訊號之列車速度模擬組件。

本新型的再一技術手段，是在於該列車速度模擬組件具有至少一與該動力模組連接並可輸出轉速之轉速計。

本新型之有益功效在於，可將列車上的軌道列車控制設備卸除，再將該自動防護檢測系統與該軌道列車控制設備進行有線或無線的連接，並利用模擬列車行駛之車速，以及模擬軌道號誌運作情境，該自動防護檢測系統將相關之模擬訊號傳送至該列車控制設備中，並監控該列車控制設備是否正常接收並執行相關的運轉，如此將達成模擬軌道路線行駛之情境，並可反覆檢測以便全面取得測試之數據，該檢測數據可作為檢測人員判斷該軌道列車控制設備是否正常之參考，確實可達到檢測軌道列車控制設備之功效。

有關本新型之相關申請專利特色與技術內容，在以下配合參考圖式之兩個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚地呈現。在進行詳細說明前應注意的是，類似的元件是以相同的編號來做表示。

參閱圖1、圖2，及圖3，為本新型一種自動防護檢測系統5之一較佳實施例，該自動防護檢測系統5主要作用於檢測一軌道列車控制設備1，該自動防護檢測系統5包含一模擬測試單元51、一第一訊號單元52，及一第二訊號單元53，該模擬測試單元51包括一可接收該軌道列車控制設備1輸出控制訊號C之工業電腦511、一與該工業電腦511電連接之訊號轉換模組512、一與該工業電腦511電連接並可傳輸訊號至該軌道列車控制設備1之繼電器模組陣列513，及一與該工業電腦511電連接並可傳輸訊號至該軌道列車控制設備1之信號產生器514，較佳地，該模擬測試單元51更包括一與該工業電腦511電連接並可提供運作電力之電源供應模組519，該第一訊號單元52包括一與該信號產生器514訊號連接並可傳輸第一模擬訊號A至該軌道列車控制設備1之通訊傳收模組521，該第二訊號單元53包括一與該訊號轉換模組512訊號連接並可傳輸第二模擬訊號B至該軌道列車控制設備1之動力模組531，藉由該第一訊號單元52與該第二訊號單元53傳輸模擬訊號予該軌道列車控制設備1，使該工業電腦511驗證該軌道列車控制設備1所輸出之控制訊號C是否正常。

於該較佳實施例，該軌道列車控制設備1是一種列車自動保護系統（英語：Automatic Train Protection，縮寫：ATP）並設置在一列車4，該軌道列車控制設備1可以接收一軌道2上所設置之複數應答子61的資料，藉此取得該列車4位於該軌道2的位置，該軌道列車控制設備1內部儲存有該軌道2之位置的速限資料，該軌道列車控制設備1藉由一偵測模組62取得複數車輪3的轉速，藉此取得該列車4的行駛速度，該軌道列車控制設備1依據速限資料監控該列車4的行駛速度，並於該列車4的行駛速度超過速限資料時，主動制軔該列車4，以使該列車4的速度低於速限資料，除此之外，該複數應答子61更可以傳輸軌道上的燈號資料，以告知該軌道2可通行的燈號，以於該軌道處於禁止通行的燈號(紅燈)時，通知司機員進行煞車以將該列車4停止，而該軌道列車控制設備1如未偵測司機員進行煞車動作時，主動制軔該列車4。

該模擬測試單元51更包括一組合機櫃51A及一傳輸組件518，由於該列車4只會依據列車狀況對該軌道列車控制設備1輸出狀況資料，檢修人員無法得知該列車4端得知該軌道列車控制設備1是否發生故障，因此檢修人員是將該軌道列車控制設備1從列車卸除後移往檢修廠並且裝設於該組合機櫃51A中，該傳輸組件518之一端與該模擬測試單元51電連接，另一端與該組合機櫃51A電連接，該傳輸組件518可用於傳輸一控制訊號C，該模擬測試單元51與該第一訊號單元52及該第二訊號單元53資訊連接，以使該模擬測試單元51可以分別控制該第一訊號單元52及該第二訊號單元53。

該第一訊號單元52包括一通訊傳收模組521及一號誌模擬組件522，該通訊傳收模組521為一種射頻傳收器，用以模擬設置於該軌道2上的應答子，該模擬測試單元51控制該號誌模擬組件522以使該通訊傳收模組521對該軌道列車控制設備1輸出一第一模擬訊號A。

該第二訊號單元53包括一動力模組531、一列車速度模擬組件532及複數轉速計533，該動力模組531為一顆馬達，該模擬測試單元51可以控制該動力模組531之轉速，以模擬該列車4之車輪轉速，該列車速度模擬組件532為複數轉速偵測電路，用以偵測該動力模組531之轉速，該複數轉速計533取得該列車速度模擬組件532的偵測資料並對該軌道列車控制設備1輸出一第二模擬訊號B。

當該軌道列車控制設備1接收到不同的第一模擬訊號A或不同的第二模擬訊號B時，會輸出對應的控制訊號C，該模擬測試單元接收並分析控制訊號C，以判斷該軌道列車控制設備1中各個模組的運作是否正常。

其中，該工業電腦511中可以儲存各種模擬該列車4行駛狀態的模擬程式，以及對應各種模擬程式之控制訊號C，該訊號轉換模組512為一種馬達驅動電路，可將該工業電腦511的輸出指令轉換成控制該動力模組531轉速的驅動電壓，該繼電器模組陣列513用於轉換該控制訊號C，以使該工業電腦511可以接收該軌道列車控制設備1輸出的控制訊號C，該信號產生器514可以提供該工業電腦511模擬出該列車4傳送給該軌道列車控制設備1的輸出訊號，該示波器515可以顯示該動力模組531的轉速，該顯示模組516為一種電腦螢幕，該輸入模組517為鍵盤及滑鼠，該顯示模組516及該輸入模組517可以提供人員操作該工業電腦511，該電源供應模組519為一種供電電路，不僅可以提供該軌道列車控制設備1中各個電路模組的運作電力，也可以提供該模擬測試單元51中各個電路模組的運作電力。

請參閱圖1、圖2及圖4，於另一較佳實施例中，該軌道列車控制設備1裝置在一列車4內，該第一訊號單元52裝置在一軌道2上，該第二訊號單元53裝置在該列車4之複數車輪3上，當該列車4行駛在該軌道2上時，該通訊傳收模組521應立即無線傳輸該第一模擬訊號A至該模擬測試單元51中，較佳地，該模擬測試單元51取得該第一模擬訊號A後，經由該訊號轉換模組512產生一控制訊號C，並無線傳輸至該動力模組531，使之調整動力運作之設定，因而改變該列車4之車輪運轉次數而達到減速或加速之作動，實際操作時，該第一訊號單元52與該第二訊號單元53應以實際設置為主，不應以此為限。

較佳地，該模擬測試單元51更包括一傳輸組件518，該傳輸組件518之一端與該軌道列車控制設備1電連接，另一端與該繼電器模組陣列513電連接，該模擬測試單元51更包括一與該工業電腦511電連接之示波器515，用以接收該軌道列車控制設備1之控制訊號C，該模擬測試單元51更包括一與該工業電腦511電連接並可輸出數據之顯示模組516，舉例來說，當該列車4行駛時，該動力模組531可將該車輪3轉速透過該第二模擬訊號B無線傳輸至該軌道列車控制設備1，該傳輸組件518再將該第二模擬訊號B傳輸至該工業電腦511，並將其訊號透過該顯示模組516顯示，使檢測人員可於該顯示模組516中確認該軌道列車控制設備1傳輸之數據是否正確。

該第一訊號單元52更包括一與該通訊傳收模組521電連接並可接收該第一模擬訊號A之號誌模擬組件522，該第二訊號單元53更包括一與該動力模組531電連接並可接受該第二模擬訊號B之列車速度模擬組件532，較佳地，該列車速度模擬組件532具有至少一與該動力模組531連接並可輸出轉速之轉速計533，更佳地，該模擬測試單元51更包括一組合機櫃51A，該組合機櫃51A與該傳輸組件518連接並可供該軌道列車控制設備1容置，舉例來說，可將該軌道列車控制設備1從列車4內搬移至該組合機櫃51A容置，利用該號誌模擬組件522、該列車速度模擬組件532，及該轉速計533等，可下達模擬數據值，仿造該軌道列車控制設備1裝置在列車4上之運作情境，例如，該號誌模擬組件522設定模擬情境為前方1公里處將通過隧道，該列車速度模擬組件532設定模擬情境為隧道內通行時度應為每小時50公里，當該列車4行駛在該軌道2上時，該第一訊號單元52應立即傳送該第一模擬訊號A至該軌道列車控制設備1，利用該傳輸組件518將其訊號傳輸至該工業電腦511中，並將其訊號資訊於該顯示模組516顯示，同時，該第二訊號單元也應立即傳送該第二模擬訊號B至該軌道列車控制設備1，利用該傳輸組件518將其訊號傳輸至該工業電腦511中，並將其訊號資訊於該顯示模組516顯示，此時，檢測人員可在該顯示模組516畫面上得知目前該軌道列車控制設備1所取得之該第一訊號單元52之該第一模擬訊號A，與該第二訊號單元53之該第二模擬訊號B等數據資訊，並參考模擬情境之設定數據，判斷是否需下達指令以控制該軌道列車控制設備1，該軌道列車控制設備1之裝置方式，應以實際設置為主，不應以此為限。

如前述，檢測人員應當模擬司機員在該顯示模組516中得到目前該列車4模擬之數據時而有所判斷，舉例來說，模擬情境為隧道內時，通行時度應為每小時50公里，但目前由該轉速計533得到之轉速為每小時60公里，根據該號誌模擬組件522所設定之模擬情境為前方1公里處將通過隧道，此時，檢測人員可透過輸入模組517，將控制訊號C利用該傳輸組件518傳送至該軌道列車控制設備1中，並監控該軌道列車控制設備1是否正常將該控制訊號C傳送至該列車速度模擬組件532，使該動力模組531降低運轉速度至符合每小時50公里之轉速，當模擬該列車4運行距離已到達該號誌模擬組件522所感應之隧道處，檢測人員可透過該顯示模組516螢幕上所顯示之列車4車速是否已達到每小時50公里之安全通行設定值，藉此，可判斷此模擬情境下，該軌道列車控制設備1所運行之時間與距離，以及所接收之控制訊號C是否正常，該軌道列車控制設備1所接收之控制訊號C，應以實際運作之接收數據為主，不應以此為限。

由上述說明可知，本新型一種自動防護檢測系統確實具有下列功效：

一、透過模擬情境設定，可全面檢測軌道路線：

如前述，檢測人員可參考現行軌道路線之設置，於該工業電腦511中定義出多種模擬情境，並透過該輸入模組517下達模擬指令給予該號誌模擬組件522與該列車速度模擬組件532，當該自動防護檢測系統5啟動時，可將該軌道列車控制設備1所接收之該第一模擬訊號A與第二模擬訊號B，經過該傳輸組件518傳送至該模擬測試單元51中，檢測人員可由該顯示模組516畫面中取得模擬數據，並判斷模擬數據與該軌道列車控制設備1實際所傳輸之控制訊號C是否正確。

二、不影響交通： 如前述，該軌道列車控制設備1可容置於該組合機櫃51A中，並透過該傳輸組件518與該模擬測單元51電連接，利用該號誌模擬組件522、該列車速度模擬組件532，及該轉速計533等，可下達模擬數據值，仿造該軌道列車控制設備裝置在列車4上之運作情境，藉此，可使該軌道列車控制設備1在檢測過程，不影響實際軌道上之其他列車運作。

三、檢測數據容易取得與分析： 如前述，當該自動防護檢測系統5執行模擬時，該軌道列車控制設備1接收該第一模擬訊號A與第二模擬訊號B並輸出該控制訊號，該控制訊號經過該傳輸組件518回傳至該模擬測試單元51中，並利用該工業電腦511之電腦硬體存儲功能，將相關檢測數據彙總後並於該顯示模組516畫面顯示，以提供該檢測人員分析之參考。

綜合上所述，該自動防護檢測系統5可將該軌道列車控制設備1可容置在該組合機櫃51A中，並透過該傳輸組件518與該模擬測單元51電連接，並利用該號誌模擬組件522、該列車速度模擬組件532，及該轉速計533等，可下達模擬數據值，仿造該軌道列車控制設備裝置在列車4上之運作情境，此外，在檢測過程中，不但不影響軌道路線上運作之列車，亦可以透過多種列車運行軌道路線之模擬情境，而取得各種模擬情境之傳輸數據記錄，檢測人員可透過該工業電腦511所儲存之檢測數據，並可針對檢測數據進行分析，以確認該軌道列車控制設備1之各項設置是否正常，故確實可以達成本新型之目的。

惟以上所述者，僅為本新型之兩個較佳實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，即大凡依本新型申請專利範圍及新型說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

1:軌道列車控制設備 2:軌道 3:車輪 4:列車 5:自動防護檢測系統 51:模擬測試單元 511:工業電腦 512:訊號轉換模組 513:繼電器模組陣列 514:信號產生器 515:示波器 516:顯示模組 517:輸入模組 518:傳輸組件 519:電源供應模組 51A:組合機櫃 52:第一訊號單元 521:通訊傳收模組 522:號誌模擬組件 53:第二訊號單元 531:動力模組 532:列車速度模擬組件

533:轉速計

61:應答子

62:偵測模組

A:第一模擬訊號

B:第二模擬訊號

C:控制訊號

圖1是一裝置方塊示意圖，為本新一種自動防護檢測系統之一較佳實施例，說明該自動防護檢測系統與一軌道列車控制設備之裝置配置態樣； 圖2是一電路模組方塊示意圖，說明於該較佳實施例中，該自動防護檢測系統之一模擬測試單元的電路模組配置態樣； 圖3是一側視示意圖，說明於該較佳實施例中，該軌道列車控制設備於一列車上的設置態樣；及 圖4是一側視示意圖，為本新一種自動防護檢測系統之另一較佳實施例，說明該自動防護檢測系統以遠端測試的方式，檢測設置於列車上軌道列車控制設備的裝置配置態樣。

1:軌道列車控制設備

5:自動防護檢測系統

51:模擬測試單元

511:工業電腦

512:訊號轉換模組

513:繼電器模組陣列

514:信號產生器

515:示波器

516:顯示模組

517:輸入模組

518:傳輸組件

519:電源供應模組

51A:組合機櫃

52:第一訊號單元

521:通訊傳收模組

522:號誌模擬組件

53:第二訊號單元

531:動力模組

532:列車速度模擬組件

533:轉速計

A:第一模擬訊號

B:第二模擬訊號

C:控制訊號

Claims (10)

1. 一種自動防護檢測系統，適用於檢測一軌道列車控制設備，其包含： 一模擬測試單元，包括一可接收該軌道列車控制設備輸出控制訊號之工業電腦、一與該工業電腦電連接之訊號轉換模組、一與該工業電腦電連接並可傳輸訊號至該軌道列車控制設備之繼電器模組陣列，及一與該工業電腦電連接並可傳輸訊號至該軌道列車控制設備之信號產生器； 一第一訊號單元，包括一與該信號產生器訊號連接並可傳輸第一模擬訊號至該軌道列車控制設備之通訊傳收模組；及 一第二訊號單元，包括一與該訊號轉換模組訊號連接並可傳輸第二模擬訊號至該軌道列車控制設備之動力模組，藉由該第一、二訊號單元傳輸模擬訊號予該軌道列車控制設備，使該工業電腦驗證該軌道列車控制設備輸出之控制訊號是否正常。
2. 如請求項1所述之自動防護檢測系統，其中，該模擬測試單元更包括一與該工業電腦電連接之示波器，用以接收該軌道列車控制設備之控制訊號。
3. 如請求項2所述之自動防護檢測系統，其中，該模擬測試單元更包括一與該工業電腦電連接並可輸出數據之顯示模組。
4. 如請求項3所述之自動防護檢測系統，其中，該模擬測試單元更包括一與該工業電腦電連接並可輸入數據之輸入模組。
5. 如請求項4所述之自動防護檢測系統，其中，該模擬測試單元更包括一傳輸組件，該傳輸組件之一端與該軌道列車控制設備電連接，另一端與該繼電器模組陣列電連接。
6. 如請求項5所述之自動防護檢測系統，其中，該模擬測試單元更包括一與該工業電腦電連接並可提供運作電力之電源供應模組。
7. 如請求項6所述之自動防護檢測系統，其中，該模擬測試單元更包括一組合機櫃，該組合機櫃與該傳輸組件連接並可供軌道列車控制設備容置。
8. 如請求項1所述之自動防護檢測系統，其中，該第一訊號單元更包括一與該通訊傳收模組電連接並可接收該第一模擬訊號之號誌模擬組件。
9. 如請求項1所述之自動防護檢測系統，其中，該第二訊號單元更包括一與該動力模組電連接並可接受該第二模擬訊號之列車速度模擬組件。
10. 如請求項9所述之自動防護檢測系統，其中，該列車速度模擬組件具有至少一與該動力模組連接並可輸出轉速之轉速計。