一種駝峰編組站測長設備及方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于鐵路信號技術領域，特別設及一種駝峰編組站測長設備及方法。
【背景技術】
[0002] 駝峰測長設備是用來測定鐵路編組場內各條調車線空余長度的測量裝置。它是駝 峰控制系統的重要基礎設備之一，調車線的空余長度是選擇減速器出口速度的重要依據， 如果測長設備出現不準確，就會導致超速連掛或者開天窗的現象，影響解體效率，甚至出現 安全事故。
[0003] 目前，國內外鐵路編組站應用的測長系統，不管是工頻測長還是音頻測長，他們的 原理都是測量測長軌道電路的阻抗，運個阻抗隨著測長軌道電路上停留車輛位置不同而變 化，從而推算出測長軌道電路的長度，也就是我們需要的股道空閑長度。
[0004] 運種測量方案的核屯、是測長軌道電路阻抗與空閑長度的函數關系，現有的做法是 按照典型情況設置一種或者幾種函數關系，然后進行匹配計算。存在問題在于測長軌道電 路的參數是一個時變系統，比如兩條鋼軌之間的道確泄漏電阻、軌間電容，不但與線路的自 身條件(道確成分、枕木類別及單位長度數量、搶枕扣件的絕緣性能等)有關，與車輛與鋼軌 的接觸情況(輕車、重車、軌面生誘不潔等)有關，而且隨著氣候等外部因素(濕度、溫度、道 床污染情況)的影響變化較大。軌道電路參數的改變使測長軌道電路的阻抗發生變化，必然 造成測長系統測量的誤差。運是運種測量方式的固有缺陷，無法解決。統計過某個編制場的 實際使用情況，同樣的實際空閑軌道長度，在天晴時測量的空閑長度是下雨時測量的一倍， 對于現場作業造成很大的困難。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是提供一種駝峰編組站測長設備及方法，W解決現有技術方案測量 不準確的問題。
[0006] 本發明的技術方案是，一種駝峰編組站測長設備，包括多頻信號源，該多頻信號源 的輸出端接入功放電路，功放電路的輸出端接入隔離變壓器，
[0007] 所述測長設備還包括數字鑒相器，該數字鑒相器連接隔離濾波器，所述隔離濾波 器的第一輸入端與所述隔離變壓器的第一輸出端連接，所述隔離變壓器的第一輸出端作為 所述測長設備的第一輸出端，
[000引所述隔離濾波器的第二輸入端作為所述測長設備的第二輸出端，
[0009] 所述隔離變壓器的第二輸出端接地，
[0010] 所述測長設備還包括中央處理DSP，該中央處理DSP與上位機接口連接，
[0011] 所述測長設備的第一輸出端接入測長軌道電路中一根軌道的一端，所述測長設備 的第二輸出端接入測長軌道電路中另一根軌道的相對應的另一端。
[0012] -種駝峰編組站測長方法，采用W下方法：
[0013] 設置一個信號發生器，每隔一個時間間隔Tl,輸出一個包含多種頻率的電信號，將 該電信號送到軌道電路的一端，同時也輸入到一個時延測量電路的第一輸入端；
[0014] 軌道電路的另外一端接入所述時延測量電路的第二輸入端；
[0015] 所述時延測量電路獲得時延At,
[0016] 根據基于電信號在測長軌道電路的時延At與軌道空閑長度L的函數關系：
[0017] A t = L/V (1)
[001引其中，At為傳輸時延，L為軌道空閑長度，V為電磁波在軌道電路的傳輸速度，
[0019] V=CV 據，C 為光速，
[0020] e為材料的相對介電常數，與鋼軌的材料有關，可通過系統標定獲得，
[0021] 根據公式(1)獲得測長軌道的軌道空閑長度L。
[0022] -種駝峰編組站測長方法，采用所述的測長設備，包括W下步驟：
[0023] 多頻信號源每隔一個時間間隔Tl,輸出一個包含多種頻率的電信號，將該電信號 送到軌道電路的一端，同時也輸入到隔離濾波器的第一輸入端；
[0024] 軌道電路的另外一端接入所述隔離濾波器的第二輸入端；
[00巧]隔離濾波器和數字鑒相器組成時延測量電路，
[0026] 所述時延測量電路獲得時延A t，
[0027] 根據基于電信號在測長軌道電路的時延At與軌道空閑長度L的函數關系：
[002引 At = L/V (1)
[0029] 其中，A t為傳輸時延，L為軌道空閑長度，V為電磁波在軌道電路的傳輸速度，
[0030] V=CA露，C 為光速，
[0031] e為材料的相對介電常數，與鋼軌的材料有關，可通過系統標定獲得，
[0032] 根據公式(1)獲得測長軌道的軌道空閑長度L。
[0033] 與現有技術對比，本發明的優點有：
[0034] a)測量精度高，測量誤差小于1米，遠高于現有設備10米的誤差指標。
[0035] b)測量結果穩定性好，不受季節、天氣、車輛、軌道等環境因素的影響。
[0036] C)測量結果實時性好，一次精確測量的結果在毫秒級就可W得出。而現有設備需 要對多次測量結果進行比對和運算才能得出結果，一般需要10秒鐘才有一個比較可靠的結 果。
[0037] d)可W測量連掛車輛的走行速度。由于可W實時測量空閑長度，運樣就可W測量 出連掛車輛的速度，運是現有測長設備不能實現的。目前編組站使用多普勒雷達來測量運 個數據，如果運個設備上線，多普勒雷達就不需要了。
[0038] e)能耗低。現有的測量設備是將大電流一直輸送到軌道電流，功耗很大，一個股道 需要1千瓦W上。該設備使用間歇式測量，只是瓦級的能耗。
【附圖說明】
[0039] 圖1是本發明測長設備組成原理示意圖。
【具體實施方式】
[0040] 如圖1所示，本發明的駝峰編組站測長設備，包括多頻信號源，該多頻信號源的輸 出端接入功放電路，功放電路的輸出端接入隔離變壓器，所述測長設備還包括數字鑒相器， 該數字鑒相器連接隔離濾波器，所述隔離濾波器的第一輸入端與所述隔離變壓器的第一輸 出端連接，所述隔離變壓器的第一輸出端作為所述測長設備的第一輸出端，所述隔離濾波 器的第二輸入端作為所述測長設備的第二輸出端，所述隔離變壓器的第二輸出端接地，所 述測長設備還包括中央處理DSP，該中央處理DSP與上位機接口連接，所述測長設備的第一 輸出端接入測長軌道電路中一根軌道的一端，所述測長設備的第二輸出端接入測長軌道電 路中另一根軌道的相對應的另一端。
[0041] 本發明的編制站設備房或者室外設備箱里設置測長器，測長器的兩根信號線用塞 釘接入測長軌道電路的頭部。測長器內部，由多頻信號源、功放、隔離變壓器、隔離濾波器、 數字鑒相器、中央處理DSP組成。
[0042] 基于電信號在測長軌道電路的時延與空閑長度的函數關系：
[0043] A t = L/V
[0044] 其中；
[0045] At為傳輸時延，
[0046] L為空閑長度，
[0047] V為電磁波在軌道電路的傳輸速度，V=CZs氣C為光速，e為材料的相對介電常數。
[0048] 由于鋼軌的相對介電常數跟鋼軌的材料有關，一旦鋼軌已經敷設就不會變化，在 實際工程中可W標定。從上式可W看出，我們只要能夠測量At就可W推算出空閑長度。
[0049] 具體技術方案是設置一個信號發生器，每隔一定時間，間歇輸出一個包含多種頻 率的電信號，將該信號送到軌道電路的一端，同時也輸入到時延測量電路的一個輸入端;軌 道電路的另外一端接入時延測量電路的另外一個輸入端。
[0050] 每種頻率的信號可認為是測量的度量標尺，稱之為"測尺"。測尺頻率越大，測量精 度越高。由于測尺信號的周期重復性，使用一把測尺不能實現長度的準確測量。因而使用一 組(兩個或W上)測尺一起對=進行測量，可同時保證測量的精度和范圍，得到準確測量值。 時延測量電路通過測量兩個輸入端的每種頻率信號的相位差，可W計算出精確的時延。
[0051] 系統的標定是在軌道空閑的情況下，在某個確定長度的位置將軌道電路短接，測 量出該情況下的時延，從而推算出材料的相對介電常數。
[0052] 空閑軌道長度可W通過已經標定的相對介電常數和時延來推算。
【主權項】
1. 一種駝峰編組站測長設備，其特征在于，包括多頻信號源，該多頻信號源的輸出端接 入功放電路，功放電路的輸出端接入隔離變壓器， 所述測長設備還包括數字鑒相器，該數字鑒相器連接隔離濾波器，所述隔離濾波器的 第一輸入端與所述隔離變壓器的第一輸出端連接，所述隔離變壓器的第一輸出端作為所述 測長設備的第一輸出端， 所述隔離濾波器的第二輸入端作為所述測長設備的第二輸出端， 所述隔離變壓器的第二輸出端接地， 所述測長設備還包括中央處理DSP，該中央處理DSP與上位機接口連接， 所述測長設備的第一輸出端接入測長軌道電路中一根軌道的一端，所述測長設備的第 二輸出端接入測長軌道電路中另一根軌道的相對應的另一端。2. -種駝峰編組站測長方法，其特征在于，采用W下方法： 設置一個信號發生器，每隔一個時間間隔Tl,輸出一個包含多種頻率的電信號，將該電 信號送到軌道電路的一端，同時也輸入到一個時延測量電路的第一輸入端； 軌道電路的另外一端接入所述時延測量電路的第二輸入端； 所述時延測量電路獲得時延A t， 根據基于電信號在測長軌道電路的時延A t與軌道空閑長度L的函數關系： A t = L/V (1) 其中，A t為傳輸時延，L為軌道空閑長度，V為電磁波在軌道電路的傳輸速度， 為光速， e為材料的相對介電常數，與鋼軌的材料有關，可通過系統標定獲得， 根據公式(1)獲得測長軌道的軌道空閑長度L。3. -種駝峰編組站測長方法，其特征在于，采用如權利要求1所述的測長設備，包括W 下步驟： 多頻信號源每隔一個時間間隔Tl,輸出一個包含多種頻率的電信號，將該電信號送到 軌道電路的一端，同時也輸入到隔離濾波器的第一輸入端； 軌道電路的另外一端接入所述隔離濾波器的第二輸入端； 隔離濾波器和數字鑒相器組成時延測量電路， 所述時延測量電路獲得時延A t， 根據基于電信號在測長軌道電路的時延A t與軌道空閑長度L的函數關系： A t = L/V (1) 其中，A t為傳輸時延，L為軌道空閑長度，V為電磁波在軌道電路的傳輸速度， V二C/、;:，C為光速， e為材料的相對介電常數，與鋼軌的材料有關，可通過系統標定獲得， 根據公式(1)獲得測長軌道的軌道空閑長度L。
【專利摘要】本發明公開了一種駝峰編組站測長設備，包括多頻信號源，該多頻信號源的輸出端接入功放電路，功放電路的輸出端接入隔離變壓器，所述測長設備還包括數字鑒相器，該數字鑒相器連接隔離濾波器，所述隔離濾波器的第一輸入端與所述隔離變壓器的第一輸出端連接，所述隔離變壓器的第一輸出端作為所述測長設備的第一輸出端，所述隔離濾波器的第二輸入端作為所述測長設備的第二輸出端，所述隔離變壓器的第二輸出端接地，所述測長設備還包括中央處理DSP，該中央處理DSP與上位機接口連接，所述測長設備的第一輸出端接入測長軌道電路中一根軌道的一端，所述測長設備的第二輸出端接入測長軌道電路中另一根軌道的相對應的另一端。
【IPC分類】B61K9/02
【公開號】CN105644585
【申請號】
【發明人】許永童, 謝勇, 許用疆
【申請人】上海蘭寶傳感科技股份有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年2月25日