[发明专利]轨道交通计轴仿真系统及用其进行仿真的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铁路实验实训教学系统，特别是一种轨道交通计轴仿真系统。

背景技术

随着通信、计算机网络技术的飞速发展，基于无线通信的列车自动控制(CBTC)系统由于具备可以缩短列车之间的行车间隔，提高行车效率、车一地之间的信息交换，不再依赖于传统的轨道电路、列车位置由列车自己测定、列车与控制中心之间保持不间断地双向通信、不同编组的列车，可以以最高的密度，运行于同一线路、从以硬件为基础的系统，向以软件为基础的系统演变的特点，在城市轨道交通的信号系统中得到了广泛的应用。在采用基于无线通信的列车运行控制系统(或者对于非通信列车)的城轨线路，当无线通信故障的情况时，由于轨道电路的投资相对较高，近年来，作为城市轨道交通CBTC系统的后备模式，普遍采用计轴设备替代轨道电路，用计轴设备检查列车的位置，构成“降级”信号。

计轴设备作为轨道电路的替代品，当列车运行自动控制(ATC)系统故障的情况下，由其构成联锁、闭塞系统，以确保列车运行安全。有些城市轨道交通在运营初期，列车运行自动控制(ATC)系统的ATP子系统还不能运用，所以，基于计轴设备的信号系统可以作为后备的信号系统，投入运营。对于CBTC系统车载信号，车载信号作为主体信号；但是对于非通信列车或CBTC发生故障时，没有车载信号，列车只能由司机操纵，根据地面信号的显示运行，而设置于道岔区域的地面信号联锁控制，还是依赖于计轴器来检测轨道区段的空间。

可见，计轴设备无论是在铁路还是在城市轨道交通信号系统中都处于非常重要的地位，计轴设备的原理与维护方法的掌握，也是铁路高职院校人才培养的一个重要目标。

存在的问题是：

1．目前，适用于教学与实训的计轴设备非常缺乏；

2．真实的计轴设备由于造价高、安装难度大，而且真实计轴设备计算机处理过程为内部运算，运算过程对于学生来说不够直观，因而不适合应用在铁路院校的教学与实训中；

3．在学校环境中，多采用将真实站场模拟至沙盘上的模式，线路与列车运行状况并不是真实的，所以安装真实计轴室外设备比较困难。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提供一套轨道交通计轴仿真系统及用其进行仿真的方法，以克服已有技术所存在的上述不足，满足铁路院校实验实训教学需求。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种轨道交通计轴仿真系统，包括轨旁模块、数据处理模块和计算机，所述轨旁模块包括传感器和电子单元，传感器通过电缆与电子单元连接，所述电子单元、数据处理模块与计算机相互之间通过电缆连接；

所述传感器是监测模拟区段内车轮轮对探测点和模拟区段的分界点，安装在模拟区段钢轨的驶入端和驶出端，用于采集进出模拟区段的轮轴信息和判定列车运行方向，并将信息传送给电子单元；

所述电子单元包括核算器板和模拟板，用于处理计算进出模拟区段的轮轴数，并将模拟车轮信息转换成数字车轮脉冲送到数据处理模块；

所述数据处理模块用于向监测模拟区段内的传感器进行数据轮询，处理来自电子单元的数据，判定区段占用状况，向计算机发送区段占用或空闲的信息；

所述数据处理模块包括信号处理电路及计数处理电路，信号处理电路与计数处理电路通过标准通信协议的串口接口连接；

信号处理电路用于：向监测模拟区段内的传感器进行数据轮询，处理来自电子单元的数据。

计数处理电路用于：判定区段占用状况，向计算机发送区段占用或空闲的信息；

所述计算机用于：接收数据处理模块送来的区段占用或空闲的信息，显示模拟列车进入监测区段时的轮轴数以及驶出监测区段时的轮轴数并进行对比分析，如进、出轮轴数不一致时发出提示警告。

其进一步的技术方案是：所述传感器为漫反射式避障传感器-磁头，每个轮对识别点设置两套紧密相依的磁头：一套设在模拟区段的驶入端，一套设在模拟区段的驶出端。

其更进一步的技术方案是：所述核算器板采用HP961计数器，计数器的输入端和输出端分别与安装在模拟区段驶入端和驶出端的磁头连接，输入端用于计数器的递增计数，输出端用于计数器的递减计数。

本发明的另一技术方案是：采用轨道交通计轴仿真系统进行仿真的方法，包括下述步骤：

（1）取一段等比例钢轨模型作为一个模拟区段，分别将两个传感器放置模拟区段两头轨道旁，一头作为驶入端，另一头作为驶出端；

（2）将计数器接上电源220V，此时计数器显示为零；