[发明专利]采用激光对射仪的高可靠多功能计轴器系统和方法

说明书

本发明公开一种采用激光对射仪的高可靠多功能计轴器系统和方法，计轴器由现有计轴器和扩展激光对射仪组成，具备良好的可实现性。扩展激光对射仪以激光对射探测器为核心，包括激光发射端、激光接收端、CC2500通信模块、主控模块。计轴器增设激光对射仪辅助计轴，克服了现有电磁计轴器易受电磁干扰、低速行驶时性能变差的缺点；通信模块下载列车自动监控系统ATS相关列车的轴数，计轴器计轴、激光对射仪辅助计轴，相互比对轴数，提高了计轴器的可靠性；结合激光对射仪，拓展了侵线检查、排除外来物体干扰和故障诊断功能。

技术领域

本发明属地铁计轴器的技术范畴；特别是指立足现有地铁计轴器，采用激光对射仪的高可靠多功能计轴器系统和方法。

背景技术

截止2012年12月，杭州公交出行分担率每况愈下令人沮丧：2000年，地面公交平均时速15.3km，出行分担率22.2％；2011年，地面公交平均时速12.3km，出行分担率降至谷底20％。2013年2月22日，杭州提出用10年左右的时间使公交成为市民出行的首选，2021年公交分担率定量指标≥50％。就现有工程技术和土地资源而言，提高公交出行分担率的主角非地铁莫属。地铁运量大、占地少、快速、便利、正点、能耗低、乘坐舒适和安全。

1969年，北京建成中国第一条地铁；2013年5月，我国16座城市开通地铁。2012年10月，全长48km的杭州地铁1号线运营，当年日均客流量23.24万人次；采用交流变频B型车、四动二拖、六辆编组、定员1240人，设计最高时速80km/h、标准行车间隔120s。2013年，杭州公交出行分担率逆袭上升3.20％，一举扭转日渐式微的颓势。2013年，地铁运送市民8483.1万人次；2014年，14450.4万人次；2015年，17629.5万人次。2015年5月1日，创下单日125.33万人次的客流峰值。显然，地铁在公共出行分担率上扮演着举足轻重的角色。2022年亚运会召开前，全市十条线路投运，总里程192km覆盖全市9个区。地铁速度远逊高铁，但列车间隔远小高铁，通常两车间隔时间≤120s，甚至90s或更短。

基于轨道电路的传统地铁列车运行控制(Track-circuit Based Train Control，TBTC)被基于通信的地铁列车运行控制(Communication Based Train Control，CBTC)取代；高铁列车运行控制与地铁类同。CBTC系统中，检查轨道区段空闲/占用的技术和设备是保障列车安全运行的核心支撑技术和装备；遵循的标准是铁道部科技司、电务局颁布实施的《TB/T 2296-2011铁路信号计轴设备通用技术要求》。2011年7月23日，永嘉至温州路段的D3115动车追尾惨剧击穿了列车安全运行的底线，彰显改进轨道区段空闲/占用检查技术和设备的急迫性、必要性；目前，得到实际应用的轨道区段空闲/占用检查设备是轨道电路和计轴设备。

轨道电路采用列车车轴为导体，列车车轴短路带电轨道，产生列车占用轨道区段的信号。轨道电路的工况与钢轨的状态息息相关，依赖钢轨才能作出“空闲/占用”判断，传输“空闲/占用”信号；一旦钢轨生锈或氧化接触不良，轨道电路的正常工作往往难以为继，道床枕木的温湿度变化亦会导入轨道电路工况的不确定性。轨道电路分路不良及红光带顽疾長期困扰工程技术人员和运行维护员工，借助轨面打磨喷涂、3V化或高压脉冲、多特征轨道电路等补救措施，轨道电路的固有缺陷虽得到某种程度的缓解，但消除其固有缺陷的根本之道始终难觅踪迹。一言蔽之，轨道电路受外界因素的影响大，故障率高、可靠性差，逐渐被边缘化的江湖地位实至名归。