鐵路信號動態檢測技術分析討論

摘 要：隨著鐵路的高速發展，需要不斷的提高信號動態檢測技術來保障列車高效、安全運行。該文主要分析了國內外鐵路信號檢測的現狀，并概述動態信號檢測系統可實現的功能以及分析動態檢測系統的工作原理。

關鍵詞：動態信號 檢測數據 采集功能

中圖分類號：U284 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（b）-00-01

在鐵路運營管理過程中，通信信號系統是保證安全、效率和質量的重要手段，隨著經濟的發展，對鐵路的要求也逐步提高，只有不斷的提高列車的速度和密度才能滿足增長的旅客要求，這就對信號系統的建設和維護提出了更高的要求。

1 鐵路信號動態監測技術的發展現狀

1.1 國外鐵路信號檢測現狀

縱觀全球，在鐵路事業發展發達的國家如日本、德國和意大利等，為保障列車的安全行駛都采用了綜合檢測系統，而在此系統中比重最大的是信號檢測，它是保證鐵路正常運行、設備正常運轉的關鍵技術。例如日本采用的East-i信號，德國所采用的GeoRail-Xpress綜合檢測系統，意大利從2001年開始使用阿基米德號高速綜合檢測技術，其檢測時速可以達到220 km/h。在鐵路運輸高度發達的日本，早在東海道新干線建設的初期就使用綜合檢測技術，該系統包含了音頻級AF軌道電路、ATC以及ATS三種軌道電路制。

1.2 國內鐵路信號檢測現狀

回顧我國的鐵路信號檢測系統發展歷程可發現，最開始的研究開始于上世紀八十年代，動態信號檢測系統也取得了較大的進步，從最開始的單一測試項目、非智能測試和單機運行的模式逐步發展成為綜合測試、智能測試的組網運行。在國內使用較多、最為普遍的是TJDX-2000A信號動態檢測系統，該系統在信號動態檢測中可以實現故障設備的準確定位，對得到的檢測數據能進行綜合積累和分析，通過建立各種數據庫來應對各類突發事故，可以實現現場維修，對設備的使用率也有較大的提高，確保了列車的安全行駛。在鐵路的不斷發展壯大過程中，信號動態檢測系統也有了更為普遍的使用，其重要性逐步獲得了從業人員的認可，也為相關部門采用，在推廣的過程中，政府部門對于該系統還制定了相關的規章制度來促進其發展。

2 動態信號檢測的功能分析

在動態信號安全檢測技術中，如果是新線路驗收，可實現對檢測數據的綜合分析處理來提取所需的信息。在投入使用的線路檢測中，可對日常的運行進行檢測，綜合處理分析獲取的數據資料。該系統的主要功能有：實現軌道電路的檢測、

基礎數據管理、對點式應答器及其報文檢測、對車載ATP或LKJ工作狀態檢測、檢測數據綜合分析與處理。

對軌道電路的檢測可以分為對軌道電路傳輸特性的檢測和對軌道電路補償電容的檢測兩個方面。該系統檢測軌道電路傳輸、頻譜等特性包括連續檢測軌道電路信息以及防干擾分析檢測功能。其基礎數據管理功能可以實現對數據如應答器報文、信號機、軌道電路等的操作，包括建立、存儲、修改以及維護等多種功能。在防止偏差和漏洞方面，其還能通過數據的核對功能來實現。

對點式應答器的檢測項目包含其工作狀態、位置、連接關系，也可檢測上傳信號的強度、頻率等，信號檢測系統還可核對錄入應答器報文和接受的報文。該系統還可以記錄車載ATP和LKJ的內部工作狀況，還可實現分析事故原因、應答器報文以及電路信號等數據。對列車運行的信息控制也是對車載ATP工作狀態的反映，這就方便分析車載ATP和LKJ的工作狀態，對分析判斷其他的檢測數據資料也有輔助作用。總的來說，該系統對于綜合分析處理檢測數據、實現綜合管理，也可以實現對各項檢測數據的回放和記錄，能實時評價、分析列車設備的工作狀態。

3 動態信號檢測的技術原理分析

動態信號檢測技術的工作原理包括動態信號數據的采集、補償電容數據采集和點式應答器數據采集三個方面。

3.1 動態信號數據采集

動態信號數據的采集包括感應信號的處理、顯示開關量的處理、速度里程的處理和路況處理。

處理感應信號，首先是調理由列車感應線圈獲得的信號，經過濾波、合并數據和分析DSP數據后得到主信號，排除相鄰信號間的干擾作用。其次，使用頻譜分析檢測來對主信號作相關數字分析，獲得數據如幅度、頻率、載頻和低頻信號等，然后確定信號的電燈信息，對軌道電路的頻率特性和傳輸特性進行檢測分析。點燈電壓出入列車信號后作電平轉換和光電隔離處理，單片機對獲得的數據進行頻譜分析后制定低頻點燈信號，通過這些合成而獲得信號顯示數據，對機車信號的檢測分析是靠繼電器電路實現輸出。對于處理速度里程，主要是GPS接收、軸頭脈沖以及里程坐標的確定。其中GPS又包含了接收、放大、譯碼、RS-232接口和定位，通過單片機對數據進行處理而獲得相關參數，如經度、維度和速度等來實現列車的定位。速度的計算是通過安裝的軸頭速度傳感器獲得，該傳感器可以將位移轉化為電脈沖，經過計算得出速度。路況信息的提供是依靠電子脫落信號，通過對信號進行濾波等處理后使用乘法器合成，將獲得的修正數據與數據庫內的線路進行對比分析，隧道庫、曲線庫以及橋梁等都通過圖形描繪。

3.2 補償電容數據采集

信號發送設備、發送傳感器、信號檢測設備以及接受感應器組成了補償電容數據的采集。一般情況下檢測設備和發送設備都會安裝在車內部，發送傳感器則是安裝在列車底部，其位置與軌道垂直，接受傳感器也位于徹底，具體位置在兩條軌道中心位置的上方。對列車運動的檢測，由列車輪、軌道、補償電容三個設備形成電磁回路，通過與發送傳感器發射的信號產生電磁感應而影響其變化，接收感應器對變化進行監測然后輸入計算機進行分析，從而完成了對軌道電路補償電容的動態檢測。

3.3 點式應答器數據采集

主機、連接電線和車載天線組成了點式應答器的數據采集。接收設備一般安裝在列車底部，通過電線與查詢主機相連，查詢主機位于車內，其通過RS-485通信與數據處理主機相連。整個數據采集的過程是通過天線對地面進行信號發射，地面應答器在信號的激活下運行，將報文數據輸入查詢主機進行解碼，獲得的數據最后輸入到處理主機。

總之，信號動態檢測系統是由檢測技術與設備組成，其目的是為了保證動態信號控制過程的狀態良好，保證列車運行的高效、安全。這也是鐵路發展中不變的主題。鐵路信號動態檢測系統的應用，避免了事故的發生，提高了效率，對鐵路的發展起到了極大的促進作用。

參考文獻

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