專利名稱:微機計軸閉塞裝置的制作方法
本發明涉及一種用于鐵路站間的微機計軸閉塞裝置。
我國單線鐵路運輸的特點是站間距離短，列車成對運行，追蹤系數小等。通常采用的半自動閉塞不能檢查列車完整到達，必須依靠運轉車長和車站值班員以人工對標方式來確認列車的完整到達。這樣列車交會時間長，限制了區間通過能力的提高。
聯幫德國勞倫茨公司研制并投入使用的計軸閉塞裝置，采用分立元件和較多的繼電器，由計軸器、多頻多路、濾波器、接口電路等構成，能夠自動檢查列車完整到達，提高了區間通過能力，但該裝置設備復雜，成本高，功能較少。
本發明的目的是研制一種站間閉塞裝置，采用微機技術，用計軸方式自動檢查列車完整到達，使得閉塞設備簡單，并能提高區間通過能力和行車的安全程度。
發明是這樣實現的，方向電路采用微機和數個有極、無極繼電器的邏輯關系構成的具有軟件硬件冗余特征的電路，由微機按時序進行程序控制，方向繼電器采用偏極繼電器。發車站的方向繼電器勵磁電路必須檢查接車站在接車狀態，且由接車站提供所需一定極性的電源后方能保持吸起，出站信號機方能開放。方向繼電器吸起后經延時由本站電源供電，并切斷接車站方向繼電器的供電通路，接車站無權改變運行方向，從而防止單線區間有對開迎面列車的可能，保證了行車安全。
本發明的站間通道傳輸接口采用數字調頻方式，并采用了由微機編碼的差錯控制技術，提高了傳輸的可靠性。
本發明的計軸器利用微機根據機車車輛輪軸通過計軸點磁頭時接收信號的變化率來檢知輪軸;微機對其接收信號進行多次采樣運算，求得現時刻磁頭接收信號的平均值，判斷其值是否低于規定的極限值，若是則報警，否則取每個磁頭在現時刻接收信號的平均值，乘以輪軸通過磁頭時的最小變化率，作為鑒別輪軸通過磁頭的靈敏度值。每當接收信號低于該值，即產生一個脈沖，送入微機進行鑒向和運算。
本發明采用兩套磁頭，AD轉換接口和微機程序控制來完成鑒向。
本發明的計軸器也可獨立使用，取代軌道電路的作用。這時一個區段的兩個計軸點磁頭的接收信號通過微機交叉相互校驗，其結果不為零就表示該區段占用。
本發明采用了微機，設備簡單，所用繼電器數量少，體積小，價格約為聯幫德國計軸閉塞裝置價格的1/3。通道傳輸可與閉塞電話線共用一對，不必加設載波電話，就可做到互不干擾，采用編碼傳輸，信息容量大，傳輸可靠性高，提高了區間通過能力和行車的安全程度。
發明的具體實施由下面的實施例與附圖給出。
圖1是站間計軸自動閉塞系統圖。
圖2是方向電路及動態繼電器電路圖。
圖3是計軸器原理框圖。
圖4為駛入一個輪軸時磁頭接收信號變化圖。
圖5為駛出一個輪軸時磁頭接收信號變化圖。
圖1表明A、B兩站的主要設備及其系統內各設備之間的相互關聯。每個站主要包括在無岔軌道區段內的計軸點上裝設兩套檢知列車輪軸的磁頭(1，2)，傳感器發送和接收及其接口(5)，微機(7)，接口電路(8)，方向電路(9)，動態繼電器(11)，通道傳輸接口(6)以及車站聯鎖條件(13)。
圖2中描述的方向電路由微機進行程序控制，為減少繼電器誤動，方向繼電器(10)，延時繼電器(24)和區間占用繼電器(12)均采用偏極繼電器，方向繼電器一定由對方站提供固定極性的電源方能吸起。
本裝置用于單線區段辦理閉塞有嚴格的方向性，一經辦理閉塞后不能隨意改變其運行方向。如以A站向B站發車為例，即A站為發車站，B站為接車站。(圖2所示A站狀態為已取得發車權后狀態)當發車站微機查詢確認本站值班員辦理了發車進路時，即列車發車方向繼電器(39)吸起，列車發車方向復示繼電器(14)吸起，自動切斷向接車站提供方向電源的通路，同時構成電容器(23)經電阻器(22)、區間占用繼電器(12)接點、二極管(25)的充電回路以及電容器(29)經電阻器(28)、區間占用繼電器(12)接點、二極管(30)的充電回路，并且微機程序查詢列車方向復示繼電器(14)在吸起狀態，方向繼電器(10)未給吸起條件是否處于定位狀態，延時繼電器(24)是否在落下狀態，并確認區間空閑，區間占用繼電器(12)在吸起狀態，設備工作正常，一切符合要求后，立即向接車站發送請求發車的編碼信息。接車站接到此信息后，并查詢本站方向繼電器(10)在落下狀態，區間占用繼電器(12)在吸起狀態，未辦理出發進路即列車發車方向復示繼電器(14)在落下狀態，確認可以接車時，向發車站發送同意發車信息。發車站收到同意發車信息后微機(7)打開電子開關三極管(21)導通，電容器(23)經區間占用繼電器(12)的接點，三極管(21)、二極管(26)、方向繼電器(10)的線圈而放電，使方向繼電器(10)吸起，它吸起后轉由接車站電源供電保持吸起，發車站取得了發車權，可以開放出站信號機。由于發車站的方向繼電器(10)吸起切斷了向接車站的方向繼電器(10)的供電通路，強迫接車站處于接車狀態。當發車站的方向繼電器(10)吸起后由微機延時輸出使電子開關三極管(27)導通，電容器(29)經區間占用繼電器(12)的接點、三極管(27)、二極管(31)、延時繼電器(24)線圈放電，使延時繼電器(24)吸起，發車站的方向繼電器(10)轉向由本站電源供電，接車站無權也無法改變其運行方向，防止了區間有對開列車的可能性，保證了行車安全。接入車站電氣集中信號繼電器(42)電路中的方向繼電器(10)和區間占用繼電器(12)的條件滿足后，出站信號機方能開放，列車一經出發自動關閉，區間表示占用，A、B兩站處于閉塞狀態。列車完整到達接車站后，微機判斷區間確實空閑后，方能解除閉塞。
辦理閉塞后，列車出發前若需改變運行方向，經電話兩站聯系后，發車站按下帶鉛封的取消按鈕(38)，即可解除閉塞。
若發車站出站信號機開放后，列車尚未出發之前，而接車站車輛因故溜入區間，即可向發車站發出報警信號，并可自動關閉或人工關閉出站信號機，且兩站處于閉塞狀態。
為了表示區間空閑與占用，設置了區間占用繼電器(12)。它是由偏極繼電器和電子元件組成的動態繼電器。電容器(34)經電阻器(33)、二極管(35)經常充電，由微機控制。在區間空閑未辦理接發車時，微機定時中斷，按一定時間間隔給區間占用繼電器提供脈沖信號，使其保持吸起。為防止瞬間干擾造成誤動，電容器(37)使區間占用繼電器(12)緩放，其時間大于兩個采樣時間。當微機查詢有車溜入區間或設備發生故障以及無岔區段軌道電路故障，微機則不給區間占用繼電器提供脈沖信號，使其落下，顯示區間占用。當列車進入區間后，軸數寄存器不為零，將區間占用繼電器(12)吸起的中斷服務程序停止，不送脈沖信號，區間占用繼電器落下，兩站均不能開放出站信號機。當列車到達對方站，軸數寄存器為零，又恢復中斷服務程序，使區間占用繼電器重新吸起，表示區間空閑。
圖1、圖2中所示的通道傳輸接口(6)，采用了差錯控制技術，就是對傳輸信息進行抗干擾編碼，閉塞信息的編碼必須有冗余位，除信息數量位以外還要增加一些監督位。在本發明各種信息的編碼中，任何兩個碼的漢明距離在3以上，并設有奇偶校驗等。當列車到達接車站后，接車站向發車站傳送數據時，采用自動接收應答系統。它是一種反饋糾錯方式，即當接收端收到多次數據進行一致性校驗后有錯時，即向發送端發送請求重發信息，發送端收到此信息后重發數據，直到接收端收到正確有效的數據方停止收發。但在規定的時間內仍收不到正確有效數據，發車站就報警，同樣程序處理就給存貯列車軸數的單元存入一個實際不可能出現的大數，表示區間占用。這樣就可以避免列車進入區間時，發生通道線路斷線，接車站收不到發車站的軸數，同時發生列車到達接車站因故不計數，從而產生誤判列車出清區間的危險性。
本發明計軸信息、閉塞信息和音頻電話可共用一對站間傳輸線。為避免三者相互干擾，在傳輸線上加扼流圈(17，18)，防止音頻電話(19)及鈴流信號竄入方向電路而引起誤動。通道傳輸接口(6)通過濾波器(20)再接至傳輸線，濾去頻帶外干擾信號，二極管(15)是將兩站的電源隔開，電阻器(16)是根據不同站間距離調節方向電路電源電壓用的，亦起限流作用。
圖3為計軸器原理框圖，利用模數轉換技術以及微機的程序處理來完成鑒向和計數的功能。當列車進入磁頭(1，2)所在的軌道區段(40)時，微機(7)即對經過接收器(45，46)處理過的磁頭接收信號進行數次采樣，并進行運算求得平均值，然后校驗此平均值是否已低于規定的極限值，若是則報警、顯示故障性質。這種檢測校驗在無車時也定時進行，以達到對磁頭及外線進行動態測試，保證設備完全可靠運用。將每個磁頭在現時刻接收信號的平均值，乘以輪軸通過磁頭時的最小變化率作為檢測有無輪軸通過的靈敏度值。當輪軸通過磁頭時，接收信號低于該靈敏度值即判為有一個輪軸通過，微機記錄一個數。當列車離開此軌道區段時即停止計數。軌道電路的軌道繼電器(41)的接點和調車條件(53)通過光電耦合器(52)和三態緩沖門(50)作為微機進行計數或停止計數的控制條件。
對于運行方向鑒別如圖3所示，本發明采用磁頭(1，2)，接收器(45，46)，模數轉換器(49)，鎖存器(51)和微機程序處理來完成的。磁頭(1，2)交錯安裝在兩根鋼軌上，微機(7)輸出一個固定頻率經放大器(43)放大后送給磁頭，模數轉換器(49)將接收器(45，46)送來的模擬量轉換成數字量，通過微機程序不斷檢測這些數字量，對數值大小的變化進行記憶處理，并判別其在相位上的差別，從而確認有無輪軸通過以及判定是駛入或駛出區間。若定義接收信號低于靈敏度值時為1，相反為0時，則輪軸駛入或駛出時接收信號的變化如圖4、圖5。
微機對磁頭接收信號記錄處理結果如圖4，則認為駛入一個輪軸，如圖5則認為駛出一個輪軸，分別進行計數，存入規定的存貯單元，作為判定站間區間占用或出清之用。
當計軸器單獨使用起軌道電路作用時，如圖3所示，用四個磁頭分成二個計軸點，磁頭(1，2)作為一個計軸點，磁頭(3，4)組成另一個計軸點。當輪軸通過磁頭時，接收器(45，46，47，48)將信號傳給模數轉換器(49)，信號由模擬量轉換成數字量再送給微機進行鑒向和運算。當兩個計軸點中任何一個所計軸數不為零或所計軸數不相等時，即表示該軌道區段被列車占用，當兩個計軸點所計軸數相等即表示該區段空閑。微機對每一個計軸點計一個軸或程序每循環一次時，對兩個計軸點所計軸數是否相等進行一次判斷。這樣就可對兩個計軸點所劃分的軌道區段進行占用或空閑的檢測。根據這一原理只要增加磁頭就可為站內提供相當于軌道電路的計軸區段。
權利要求
1.用于鐵路站間的微機計軸閉塞裝置，含有方向電路[9]、通道傳輸設備，計軸器，其特征在于具有a、微機[7]與數個繼電器的邏輯關系構成的方向電路[9]，b、微機[7]控制的站間通道傳輸接口[6]，c、微機[7]、模數轉換接口與磁頭[1，2]構成的計軸器，計軸器檢知輪軸的依據是計軸點磁頭[1，2]接收信號的變化率，以計軸點磁頭接收信號的平均值乘以輪軸通過磁頭[1，2]時的最小變化率作為鑒別輪軸通過磁頭[1，2]的靈敏度值。
2.根據權利要求
1所述的微機計軸閉塞裝置，其特征在于站間通道傳輸接口〔6〕采用了由微機編碼的差錯控制技術。
3.根據權利要求
1或2所述的微機計軸閉塞裝置，其特征在于所述的方向電路〔9〕采用微機控制繼電器與晶體管開關組成的邏輯電路。
4.根據權利要求
1所述的微機計軸閉塞裝置，其特征在于所述的計軸器可以是一個單獨使用的獨立體。
專利摘要
本發明涉及一種用于鐵路站間的微機計軸閉塞裝置。本發明采用微機與數個繼電器的邏輯關系構成的方向電路來確定發車方向；微機、模數轉換接口與磁頭構成的計軸器對輪軸進行鑒向和運算，從而完成對區間占用的監督；微機控制的站間通道傳輸接口采用差錯控制技術對站間信息及軸數進行數字編碼傳輸，以提高傳輸的可靠性，從而提高了區間通過能力，保證了行車安全。
文檔編號B61L1/00GK86103414SQ86103414
公開日1987年1月31日 申請日期1986年5月20日
發明者王永生, 高藝, 薛云仙, 何麗泉, 張國元 申請人:鐵道部通信信號公司西安器材研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan