[發明專利]無絕緣軌道電路調諧區設備故障在線診斷方法

有效

• 申請號: 201210003914.4
• 申請日: 2012-01-06
• 公開（公告）號: CN102556118A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 趙林海;張才林
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: B61L1/20
• 分類號: B61L1/20;B61L1/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明關于鐵路領域，涉及的是一種故障診斷方法，特別是指一種無絕緣軌道電路調諧區設備故障在線診斷方法。

技術背景

列車在線路上運行，其行車安全的保障和運行效率的提高是由相應的列車運行控制系統來實現的。軌道電路作為該系統的關鍵設備之一，在列車定位、完整性檢查以及地-車間行車命令的連續傳輸等方面發揮著重要作用。目前，無絕緣軌道電路以其抗干擾能力強、易于實現牽引回流等優點，在全國范圍內得到了廣泛應用。所謂無絕緣軌道電路是以鐵路線路的兩根鋼軌為導體，在電路兩端分別接入信號發送設備和接收設備，并通過在軌道電路兩端設置相應的調諧區，以電氣絕緣節代替傳統的機械絕緣節來實現相鄰軌道電路間信號隔離的一種電路。該電路中發送設備根據線路上列車的運行位置和軌道電路狀態確定列車運行的目標速度，并以此選定相應的調制低頻頻率，產生載頻一定的FSK信號，使其在鋼軌中傳輸。在列車進入該無絕緣軌道電路之后，由相應機車信號設備接收該信號，并解調出該信號中的調制低頻信息，最終經譯碼得到相應的列車目標速度。

無絕緣軌道電路調諧區的基本結構主要包括一段長度為29m的鋼軌線路，其兩端分別針對相鄰軌道電路信號的不同載頻頻率所設置的調諧單元和調諧區中部并接在鋼軌間的空心線圈等設備。在實際應用中，上述設備能使調諧區對其兩側相鄰軌道電路的不同載頻的軌道電路信號，都表現出并聯諧振的效果，使其相應的視入阻抗趨向于無窮，進而使相鄰軌道電路從電氣性能上得到隔離，以有效防止相鄰軌道電路信號的越區傳輸，確保列車運行安全。

由以上調諧區基本工作原理可知，只要調諧單元或空心線圈等調諧區設備發生故障，都會破壞原有的并聯諧振關系，進而大大降低相鄰軌道電路間傳輸信號的隔離效果，使得相鄰區段軌道電路信號得以越過調諧區而串入本區段，造成信號的越區傳輸，形成所謂的鄰區段頻率干擾，使得車載機車信號設備給出相應的信號降級顯示，直接影響到列車的運行效率，甚至可能會危及行車安全。因此，對調諧區各設備進行在線診斷具有十分重要的意義。

現有的調諧區設備故障診斷方法主要有兩種，其中現場普遍應用的一種方法是，只針對調諧單元，利用發送端調諧單元故障會使調諧區接收端電壓降低約一半，而接收端調諧單元故障會使調諧區接收端電壓升高約5-7倍這一規律，通過在接收設備中設置相應的故障檢測門限來實現對調諧單元的故障診斷。該方法在實際運用過程中，由于會受到道砟電阻等軌道電路參數波動以及補償電容和空心線圈等軌道電路設備故障的影響，使得該方法的虛警率和誤報率較高。同時，該方法也無法對空心線圈故障進行診斷，存在一定的局限性。另一種方法是利用各鐵路局綜合檢測車的定期巡檢，通過檢查本軌道電路信號中是否混有相鄰軌道電路信號來間接判斷調諧區的狀態。該方法的主要不足是只能確定調諧區是否發生故障，而不能進行故障定位，同時還需要由專業人員與專用的軟、硬件設備相配合，因而存在檢測性能較低、檢測成本相對較高的問題。此外，綜合檢測車通常只能間隔15天左右開行一次，即在檢測及時性上也存在不足。可見，隨著鐵路的高速發展和運輸量的加大，傳統的調諧區設備故障診斷方法已經不能滿足軌道電路調諧區進行狀態監測和故障診斷的要求。

發明內容

為了解決上述現有技術的不足，本發明提供一種無絕緣軌道電路調諧區設備故障在線診斷方法。此診斷方法具有功能全面、檢測準確度高、適應性強、實現方法簡單、實時性好等特點，能夠滿足當前對軌道電路調諧區進行狀態監測和故障診斷的需求。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種無絕緣軌道電路調諧區設備故障在線診斷方法，

基于機車信號記錄器獲取機車信號感應電壓幅值包絡、分路點位置、列車速度以及軌道電路信號載頻信息；

對上述數據做預處理，得到軌道電路長度、補償電容個數及其位置點和機車信號感應電壓歸一化幅值包絡；

對機車信號感應電壓歸一化幅值包絡進行分段擬合及構建相應特征向量；

構建神經網絡，利用上述特征向量訓練神經網絡并對無絕緣軌道電路調諧區設備進行故障診斷；

將所述調諧區設備故障診斷結果經機車信號遠程監測系統發送至相應的地面監測客戶端。

本發明相比現有方法具有如下優點：

1.該故障診斷方法能準確定位調諧區故障設備，即不但能夠實現調諧單元故障診斷，而且對于現有方法所無法實現的空心線圈故障診斷也具有良好的診斷效果。

2.該故障診斷方法具有完善的數學理論依據，且基于機車信號感應電壓幅值包絡對調諧區各設備故障情況進行全局分析，比現有方法診斷結果更準確。