[发明专利]铁路钢轨断轨监测系统

说明书

本发明揭示了一种铁路钢轨断轨监测系统，所述断轨监测系统包括至少两个收发器、服务器，部分或全部收发器作为管理模块；将待监测钢轨分为至少一钢轨监测区间；各钢轨监测区间分布设置至少两个收发器；各收发器分为至少一组，每组包括至少两个收发器，每组收发器以钢轨作为导线进行接力载波通讯，直至管理模块收到设定数据，由管理模块将数据发送至服务器。本发明提出的铁路钢轨断轨监测系统，可对钢轨断轨进行实时监测，确保铁路交通的安全性。

技术领域

本发明属于铁路通讯技术领域，涉及一种钢轨断轨监测系统，尤其涉及一种半自动闭塞区间钢轨断轨监测系统。

背景技术

随着我国铁路事业的快速发展和列车速度的提高，对铁路运输的安全和效率提出了更高的要求。因此，对铁路运营线上的钢轨进行实时断轨检测，确保断轨发生时能够满足“故障一安全”的原则成为一个重要课题。现有的高铁和普速铁路自动闭塞区段，铁路信号设备已全部安装了轨道电路，实现了钢轨断轨检查。但半自动闭塞区段区间只在进站信号机外方1200米～1400米安装了接近轨道电路，从车站的接近轨道电路受电端处至相邻站的接近轨道电路受电端处整个区间没有安装轨道电路，钢轨发生断轨就无法得到检查，完全靠人员巡视检查去发现。

钢轨作为地面基础设备，其工作状态好坏直接影响列车运输安全。列车通过断裂的钢轨会带来巨大安全隐患，甚至会导致脱轨、颠覆等重大行车事故的发生。因断轨致列车脱轨、颠覆重大行车事故告诉我们，加强钢轨断裂检测，对保障列车安全运行具有十分重要意义。

因此，有必要研制非闭塞区段断轨监测系统，实时在线对钢轨断轨进行检测，发生断轨时及时报警，防止钢轨断轨致列车脱轨颠覆事故。

1、基于轨道电路原理

基于轨道电路原理的实时断轨检测方法的显著特征是:以钢轨作为电路,通过传递并接受电信号(电压或电流)来判断是否发生断轨。和轨道电路一样,尽管基于轨道电路原理的实时断轨检测方法具有受道床条件影响大的缺点,但因其原理和技术相对比较成熟而显出较强的可行性。

2、牵引回流断轨检测方法

牵引回流断轨检测方法使用完整的牵引回流电路作为基础。任何一根钢轨中的电流只有在钢轨断裂时被阻断。在任何情况下,异常的电流通过相邻钢轨的短接线而绕过断裂处回流至变电站。由此造成的不平衡电流可以被检测。但其依赖牵引回流的存在,即只能检测牵引变电所供电臂上列车和变电所之间的断轨。另外，牵引回流实时断轨检测方法实现困难在于必须根据实际线路的牵引回流电路网络,分析清楚各种负荷条件下(列车负荷大小、列车位置)所有钢轨上的牵引回流分布情况。

3、光纤实时断轨检测方法

光纤实时断轨检测方用由环氧树脂胶带贴于轨道上的标准单模光纤进行检测。光纤的一端接光源,另一端为接收器。如果钢轨发生折断,光纤将随之发生破裂,光线将不能到达接收器,由此判断发生断轨,如图所示

光纤断轨检测方法被证明是非常可靠的断轨检测方法，但其安装和维修工作困难难于在实际中运用。

类似光缆，使用一根电缆和一根钢轨作为检测通道，钢轨断轨时回路电流变化明显，原理非常简单，但沿线铺设电缆工程十分庞大，很难实际运用。

4、超声波断轨检测

在一段轨道的中部装声波发生装置,左右两端相隔一定距离安装声波接收装置。相邻区间信号靠自然衰耗隔离.当发射装置发出声波后,声波沿着钢轨向左右传播.如果遇到有裂缝或者断轨,接收装置接收不到或者接受到的信号明显减少,据此可以判定钢轨是否折断或者破损。

超声波遇到焊缝将有部分能量反射回去,作用距离有限。要增加检测距离，必须加大发射器功率，对电池供电设备很不利。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种铁路钢轨断轨监测方式，以便克服现有铁路钢轨断轨监测存在的上述缺陷。

发明内容