[发明专利]一种用于检测列车内机车位置的系统及方法

说明书

本发明公开了一种用于检测列车内机车位置的系统，包括：信号采集模块，其具备至少两个采集器，采集器间隔安装在列车到达位置检测点的钢轨内侧，每个采集器用于在当前列车驶过该当前位置时输出含有列车前后相邻轮对间轴距信息的采集信号；机车检测模块，其用于接收每个采集器传输的采集信号，基于此，确定当前列车前后相邻轮对间的单位轴距，并实时诊断每组轮对是否与前一组轮对属于同一转向架，得到正在驶过检测点的车厢的固定轴距，以及根据固定轴距，利用预设的不同车厢类型轴距判别阈值，确定当前车厢的类别，其中，车厢类型包括客车、货车和电力机车。本发明能够实时识别高速运行中的列车内不同类别的车厢，实现列车内机车位置的实时检测。

技术领域

本发明涉及铁路轨道交通领域，尤其是涉及一种用于检测列车内机车位置的系统及方法。

背景技术

电气化铁路接触网采用单相工频交流供电方式，为了降低电力系统三相供电网的电压不平衡度以及提高电网利用率，电气化铁路采用分段分相供电，即在电压相位不同的两个供电臂之间嵌入一段无电的中性区，每个供电臂与中性区之间通过锚段关节平滑过渡。在电气化铁路运营中，为了减小接触网电分相区的不利影响，大多采用车载自动过分相或地面自动过分相。

车载自动过分相本质上是一种断电过分相，断电区较长，有一定的速度损失大、牵引力丢失严重，且过电压现象严重，威胁着电气设备的安全运行。地面自动过分相装置无论采用机械开关还是电子开关进行自动过分相操作，都需要快速并准确地获取列车内的电力机车位置信息，作为地面自动过分相装置换相切换动作的判断依据。

目前，地面自动过分相装置中列车机车位置的检测方式主要有计轴检测法、轨道电路检测法、接触网线索电流检测法等多种方式。但这些方法存在难以区分针对具有复杂编制的行驶列车中的动力车(机车)与非动力车(货车或客车)等问题，在地面自动过分相系统用的应用受到限制。

另外，现有地面自动过分相装置中列车机车位置的检测方式也有如下其他方式：其一、采用计轴传感器实现列车位置识别，存在难以区分机车与拖车、易造成计轴传感器存在错码现象而使得地面自动过分相装置不能准确识别列车位置等问题；其二、将阅读器设置在电力机车上，阅读器和车载过分相设备相连，电力机车通过换相点时，阅读器与电子标签无线连接通讯，获知列车机车位置，但由于阅读器与电子标签的特定位置设置，该车载过分相设备仅适用于车载场景，而无法应用于设置在中性区的地面自动过分相系统；其三、利用用于检测承力索电流的开孔型传感器，将该传感器安装于监测点处的承力索，即将承力索穿过该传感器，而当列车经过时，传感器二次侧感生出电流，从而驱动光纤发射头，输出列车位置信息，但这种方式存在无成熟检测设备，易受上、下行列车会车干扰，从而无法准确识别列车位置；其四、将两分段中性段的接触网设置为三个锚段关节，通过设在两个中性段上的电流互感器检测机车电流有无情况，判断机车所在中性段实际位置，作为自动过分相断路器分合操作依据，但这种方式在换相操作控制开关未闭合前，无法通过该方案检测机车位置，因而需要配合其他检测，并且该方案需要将现有的接触网改造为三个锚段关节，工程量大。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于检测列车内机车位置的系统，包括：信号采集模块，其具备至少两个采集器，所述采集器间隔安装在列车到达位置检测点，每个采集器用于在当前列车驶过该采集器位置时输出含有列车内前后相邻轮对间轴距信息的采集信号；机车检测模块，其用于接收所述每个采集器传输的所述采集信号，基于此，确定当前列车内前后相邻轮对间的单位轴距，并实时诊断每组轮对是否与前一组轮对属于同一转向架，得到正在驶过所述信号采集模块的车厢的固定轴距，而后，根据所述固定轴距，利用预设的不同车厢类型轴距判别阈值，确定当前车厢的类别，其中，车厢类型包括客车、货车和机车。

优选地，所述机车检测模块，其用于根据来自不同采集器的所述采集信号，确定当前轮对压过相邻采集器的时间差，并根据所述时间差，由所述相邻采集器的间隔距离得到列车速度；而后，从每个所述采集信号内识别出所述当前轮对对应的有效输出信号与前一轮对对应的有效输出信号间的轴距时间间隔，根据所述列车速度和所述轴距时间间隔，计算所述当前轮对与其前一轮对间的所述单位轴距。