[发明专利]一种检测轨道信号感应线圈通断的装置、系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种轨道信号检测装置、系统及其方法，尤其是涉及一种应用于检测轨道信号感应线圈通断的装置、系统及其方法。

背景技术

轨道信号感应线圈用于感应轨道电路中所传输的电流信号，并将该信号转换为电压信号输出到解码单元，以获得列车运行许可信息。轨道电路用于列车占用检测并提供连续的运行许可信息。列车通过轨道信号感应线圈感应钢轨电流并转换为电压信号，对该信号进行处理后获得列车运行所需的色灯信号、速度等级信号等，辅助列控系统控制列车的运行。当钢轨中没有轨道电路电流信号或者感应线圈断开时，对解码单元而言，都表现为没有接收到信号，从而不能识别线圈断开这种运行故障，给列车的有效运行和安全运行带来隐患。同时，在轨道信号的解码处理中，当针对感应信号的预处理电路失效时，也体现为没有接收到信号，从而不能检测该部分电路是否正常。

国内轨道电路主要有2种制式，分别为国产移频制式信号和ZPW2000制式信号。国产移频制式信号的频率范围是450Hz～950Hz，ZPW2000制式信号的频率范围是1650Hz～2650Hz。感应线圈某一时刻所接收到的信号是这两种信号中的一种。感应线圈是一个无源电感，对线圈通断的检测通常通过耦合一个特定形式的信号到线圈回路并检查该信号是否存在来实现。

在已有的方案中，通过在接收回路中叠加脉冲信号，实现对线圈的检测。解码单元按照一定周期发送一个幅值远大于轨道信号的脉冲信号，该信号经过光耦隔离后通过电容耦合到感应线圈上。解码处理单元通过幅度门限比较检测该脉冲信号是否存在，如果存在则判定为线圈和预处理电路正常，否则判定故障。该方案的技术原理如附图1所示。

但是现有技术由于采用定期发送脉冲信号以及时域检测的方法，因此存在如下技术缺陷：

（1）现有技术中，脉冲信号只能通过间隔方式发送，如果发送周期过短则会影响原始信号和幅值门限判断，因此不能实现对感应线圈的实时检测；

（2）现有技术中，脉冲信号的谐波成分在频域上与输入的原始信号有重叠，导致原始信号失真，影响解码的可靠性；

（3）现有技术中，基于时域的幅值门限比较方法抗干扰能力较差，轨道信号中的各种尖峰干扰都可能造成检测结果的错误。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种检测轨道信号感应线圈通断的装置、系统及其方法，通过在接收回路中叠加正弦特征信号，可实时检测和判断感应线圈的通断并检查耦合解码单元的正常与否，有效地解除了列车潜在的运行安全隐患。

为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种检测轨道信号感应线圈通断的装置的技术实现方案，一种检测轨道信号感应线圈通断的装置，所述装置包括耦合解码单元，所述耦合解码单元进一步包括解码处理单元和变压器耦合单元。所述变压器耦合单元的副边与所述解码处理单元、以及外部的感应线圈形成信号接收回路。对所述变压器耦合单元的原边施加连续的正弦特征信号，并通过所述变压器耦合单元将所述正弦特征信号耦合至所述感应线圈上，所述解码处理单元通过检测所述感应线圈上的接收信号实现对所述感应线圈通断的实时检测。

优选的，所述耦合解码单元进一步包括I系耦合解码单元和II系耦合解码单元，所述解码处理单元进一步包括I系解码处理单元和II系解码处理单元，所述变压器耦合单元进一步包括I系变压器和II系变压器。所述I系变压器的副边与所述外部的感应线圈形成第一信号接收回路，对所述I系变压器的原边施加连续的I系正弦特征信号，并通过所述I系变压器将所述I系正弦特征信号耦合至所述感应线圈上。所述I系解码处理单元对所述感应线圈上的接收信号进行检测，从而判断所述感应线圈的通断。所述II系变压器的副边与所述外部的感应线圈形成第二信号接收回路，对所述II系变压器的原边施加连续的II系正弦特征信号，并通过所述II系变压器将所述II系正弦特征信号耦合至所述感应线圈上。所述II系解码处理单元对所述感应线圈上的接收信号进行检测，从而判断所述感应线圈的通断。

优选的，所述I系解码处理单元和II系解码处理单元均包括DSP和预处理电路。所述接收信号经过所述预处理电路进行包括滤波在内的处理后输出至所述DSP进行检测和处理。

优选的，所述I系解码处理单元和II系解码处理单元的接收信号为：r=s+x1+x2；

其中，s为所述感应线圈的感应信号，x1为所述I系正弦特征信号经所述I系变压器耦合后的信号，x2为所述II系正弦特征信号经所述II系变压器耦合后的信号；

当只有所述I系耦合解码单元工作时，所述接收信号为：r=s+x1；