[发明专利]重力感应式计轴设备及用其检测轨道区段状态的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种铁路交通管理设备及其管理方法，尤其是一种重力感应式计轴设备及用 其检测轨道区段状态的方法。

背景技术：

轨道区段状态的检测即是对轨道的各区段进行检测，从而进行判别各区段是处于占用状 态还是处于空闲状态。当前检测轨道区段状态的常用设备是轨道电路，但由于轨道电路采用 钢轨做电路通道，绝缘性能不好，对线路绝缘性要求很高，受外界干扰、道床和钢轨的状况 影响较大，在检测轨道区段状态时存在分路不良、“红光带”等问题，致使出现误判现象。 在半自动闭塞没有区段轨道检测设备，列车的完整到达全凭人工确认，阻碍了铁路运输能力 的进一步提高。因此，目前主要是采用电磁感应式计轴设备来解决轨道电路分路不良、“红 光带”等问题，它是利用电磁式磁头感应列车车轮经过的信号来判断轨道区段是否有车占用 的计轴设备。但是在实际应用中，电磁式磁头会因钢轨振动、车辆轮对变化以及电磁干扰等 因素影响，特别是受铁锹等非轮轴金属物体和单轨车的影响更大，往往会造成轨道电路误判 ，不能有效解决轨道电路分路不良、“红光带”等问题。

发明内容：

本发明要解决的主要技术问题是：提供一种重力感应式计轴设备，该重力感应式计轴设 备是采用重力感应式传感器作为车轮计轴传感器，实现对轨道区段状态的安全检测。它不会 因钢轨振动、车辆轮缘厚度变化而对输出产生影响，其抗干扰能力强，不受非轮轴金属物体 的影响，能有效解决轨道电路分路不良、“红光带”等因素带来的误判问题。

本发明要解决的另一个技术问题是：提供一种用重力感应式计轴设备检测轨道区段状态 的方法，该方法能够使重力感应式计轴设备准确判断轨道区段的空闲、占用状态。

解决上述主要技术问题的技术方案是：一种重力感应式计轴设备，包括位于线路上的车 轴检测器、位于室内的计轴信息处理系统、输入输出子系统以及电源，所述的车轴检测器主 要由安装在线路钢轨腰部上的传感器单元、安装在设备箱内的车轮电子检测器组成，其中， 每个传感器单元是由3～7个重力感应式传感器组成的重力感应式传感器单元，车轮电子检测 器主要由计轴CPU单元、信号处理单元、传感器电源单元和状态检测单元组成，传感器电源 单元的输出端与传感器单元的输入端连接，传感器单元的输出端与信号处理单元的输入端连 接，信号处理单元的输出端和状态检测单元的输出端分别与计轴CPU单元的输入端连接；所 述的计轴信息处理系统主要由CPU单元、通信单元和I/O单元组成，CPU单元带有网络接口并 通过该网络接口相互连接，通信单元带有CAN数据接口并与车轮电子检测器的计轴CPU单元相 互连接、带有数据串口与外部的数据设备相连，该通信单元和I/O单元分别与CPU单元连接； 所述的输入输出子系统包括动态驱动组合单元、继电器和按钮，继电器的输入端通过动态驱 动组合单元与计轴信息处理系统的I/O单元的输出端连接，继电器和按钮的输出端与计轴信 息处理系统的I/O单元的输入端连接。

本发明的进一步技术方案是：所述的重力感应式计轴设备还包括分别位于室内和线路上 的计轴信息处理系统与车轴检测器数据通迅子系统，该子系统包括有通道防雷单元和传输线 ，所述的通道防雷单元通过传输线分别与计轴信息处理系统的通信单元、车轴检测器的计轴 CPU单元进行连接；所述的传输线采用普通信号电缆线，采用CAN总线通信方式，并多个设备 共用一组芯线。

本发明的另一个技术方案是：一种用重力感应式计轴设备检测轨道区段状态的方法，该 方法是在线路各计轴点的钢轨上安装由3～7个重力感应式传感器组成的传感器单元感知钢轨 本身在车轮重力载荷作用下发生的弹性应力变化，并产生与该弹性应力变化相对应的车轮信 号，该车轮信号被传输到车轮电子检测器的信号处理单元进行处理后，转换为脉冲波形，脉 冲波形再传输到计轴CPU单元；车轮电子检测器的计轴CPU单元对脉冲波形进行采集计数，并 进行数据信息对比和计算出列车运行信息，然后将该列车运行信息发送到计轴信息处理系统 的通信单元；计轴信息处理系统接收到车轮电子检测器的计轴CPU单元发送来的列车运行信 息，并将列车运行信息进行判别和比较处理，从而进行判别轨道区段状态；

所述的重力感应式传感器的主要输入参数为：P≥(600～1000)kg，V＝(0～300)km/h，

上式中，P为车轮重力载荷，V为列车速度。

采用本发明之重力感应式计轴设备对轨道区段状态进行检测的基本检测原理是：