[发明专利]地面自动过分相机车位置检测系统及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及电气化铁路牵引供电的技术领域，具体说是一种地面自动过分相机车位置检测系统及检测方法。

背景技术

铁路运输是我国经济发展的大动脉。尽管近几年我国铁路建设实现了高速发展，但目前铁路运输能力仍不能满足社会发展需求，仍需扩大铁路网络规模及实现铁路现代化。根据铁道部2008 年调整后发布的《中长期铁路网规划》，预计2020 年全国铁路营业里程达到12 万公里以上。规划建设新线由1.6 万公里调整为4.1 万公里，增建复线建设规模由1.3 万公里调整为1.9 万公里，既有线路电气化建设规模由1.6 万公里调整为2.5万公里，总投资规模由1.5 万亿元调整为5 万亿元。其中，我国将建立省会城市及大中城市间的快速客运通道，规划“四纵四横”等客运专线以及经济发达和人口稠密地区城际客运系统。其中高速化和重载化要求是我国电气化铁路的发展方向。到2020年，全国电气化总里程将达到72000 km，，电化率超过60%，将承担铁路运输80%以上的运量。电气化铁路将成为我国铁路运输的主体，在铁路网中的地位及对铁路运输和安全的影响将日益重要和突出。电力机车准确、可靠运行关系到总体运输安全。

电气化铁路采用单相供电方式，设置有变电所、分区所等供电设施，机车通过接触网取电，由于采用换相供电方式，一般每隔20-30公里左右构成一个独立供电区，使得接触网上需要设置供电分区的电分相，当电力机车通过分相段时，需要进行机车断电切换通过分相区，这就会影响机车运行工况，机车司机在操作过程中高度紧张，稍有疏忽就会产生弓网间过渡电弧、严重时会导致烧损分相设施，引起相间短路，造成变电所保护跳闸形成行车中断事故。

采用自动过分相系统是解决上述问题，保障电力机车操作简便、行车安全、准时、可靠的关键技术之一。

自动过分相技术目前主要有车载自动过分相和地面过分相两种模式。

车载过分相是在电力机车上设置自动过分相控制装置，通过机车与地面信号的配合，通过分相时自动切换机车断路器实现自动过分相。

地面过分相是通过地面分相控制开关与地面机车位置信号配合，当机车通过分相时根据机车位置自动切换地面控制断路器实现自动过分相。

地面自动过分相系统的主要功能是当电力机车通过分相区时，机车无需任何操作，地面检测到机车后，根据机车位置、运行速度自动通过供电控制切换方式，使得机车平滑地由一相电源切换为另一相电源供电，实现了电力机车通过分相区的自动化，车辆上也无需任何设备及任何操作，大大降低了司机的工作强度，也有效提高了牵引供电的可靠性。

地面自动过分相的技术难点在于：快速准确检出机车运行实际位置，为控制系统提供动作依据。

目前地面过分相机车位置检测方式主要有计轴检测、红外对射检测、雷达反射检测等几种，其中计轴检测方式应用最广。

计轴检测设备一般由安装在轨道外侧的多个磁头传感器、采集板、计轴板、继电器输出及复位单元和电源等组成，当机车轮对通过磁头传感器时，传感器会形成机车到达占用信号，经采集板、计轴板通过继电器输出机车位置信号。

计轴检测方法安全可靠，但工程量大，实施成本高，并且需区分单机和多机牵引工况，与自动过分相控制设备接口复杂。

红外对射检测设备一般由红外发射器、红外接收器或红外组合收发器组成，当列车经过时，机车阻挡或反射信号，红外接收器形成机车到达输出信号。该检测方式设备简单，但易受外部环境影响，尤其现场粉尘影响将大大降低其可靠性。

雷达反射检测设备由雷达发射机、接收天线、接收机、信号输出单元和电源等部分组成。当列车经过时，机车阻挡形成反射信号，经过信号处理接收机形成机车到达信号经输出单元发出信号。该检测方式原理较为简单，但雷达探测距离近、回波信号微弱、易受相邻信号源干扰，全天候工况下可靠性相对较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种地面自动过分相机车位置检测系统及检测方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是: