一種冗余容錯(cuò)計(jì)軸處理裝置及其處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鐵路計(jì)軸系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種冗余容錯(cuò)計(jì)軸處理裝置及其處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在鐵路行車指揮、運(yùn)行、調(diào)度作業(yè)過(guò)程中，為了檢查列車占用鋼軌線路狀態(tài)，往往采用軌道電路檢查軌道區(qū)間或者道岔區(qū)段的空閑與占用情況，作為鐵路信號(hào)系統(tǒng)的基礎(chǔ)單元，然而采用上述軌道電路存在著:易短路、施工難度大、故障率高、維護(hù)成本大等缺點(diǎn)。
[0003]近些年來(lái)興起了計(jì)軸系統(tǒng)，計(jì)軸系統(tǒng)就是把計(jì)軸傳感器里的信號(hào)解釋為行車軸數(shù)，并傳送到控制室主機(jī)上進(jìn)行運(yùn)算處理，計(jì)算出軌道區(qū)段占用或者出清狀態(tài)，取代了軌道電路系統(tǒng);計(jì)軸器是用于任何鐵路區(qū)段車輛自動(dòng)計(jì)軸，不受地理環(huán)境、鋼軌生銹、地面水泡、鋼軌和道渣電阻及軌道長(zhǎng)度影響和限制，具備可靠性高、抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn)，但是現(xiàn)今的計(jì)軸系統(tǒng)也存在一些缺點(diǎn)與不足。
[0004]例如在公開號(hào)為CN101039834A中所設(shè)計(jì)的定向容錯(cuò)計(jì)軸的方法中，每個(gè)計(jì)軸點(diǎn)采用了雙傳感器布局，它的假設(shè)條件為其中一只傳感器損壞時(shí)，可使用另外一只傳感器做判斷，以保證系統(tǒng)的可用性。在公開號(hào)為CN101337552A中所設(shè)計(jì)的2取2乘2方案中，同樣每個(gè)計(jì)軸點(diǎn)也采用了雙傳感器布局，其系統(tǒng)架構(gòu)采用了冗余安全控制系統(tǒng)的理念，對(duì)于雙計(jì)軸傳感器常規(guī)計(jì)算時(shí)，只是用一個(gè)，在判斷正負(fù)一軸干擾時(shí)，可以對(duì)兩個(gè)傳感器進(jìn)行一取二比較。以上兩項(xiàng)發(fā)明在實(shí)際中都未見(jiàn)到應(yīng)用，其原因在于考慮到其結(jié)果的高風(fēng)險(xiǎn)而在實(shí)際使用中并未能實(shí)施。例如。在CN10139834A中出現(xiàn)兩個(gè)傳感器計(jì)數(shù)不同，并非傳感器損壞，此時(shí)可能出現(xiàn)兩個(gè)判斷結(jié)果1.占用2.空閑，此時(shí)，如果系統(tǒng)判斷定為軌道區(qū)段占用，安全沒(méi)問(wèn)題，但是沒(méi)有實(shí)現(xiàn)發(fā)明者提交可用性的目的;此時(shí)如果系統(tǒng)判定為軌道區(qū)段空閑，有可能空閑是錯(cuò)誤的，后果可能很嚴(yán)重。CN101337552A的設(shè)計(jì)中，其采用的2取2乘2架構(gòu)，其中乘2結(jié)構(gòu)是為了提高可用性。如果因?yàn)楦蓴_等因素出現(xiàn)一套空閑，一套占用時(shí)，它采用的是空閑結(jié)果，在此架構(gòu)下如果出現(xiàn)一個(gè)傳感器丟軸，其后果可能造成計(jì)軸系統(tǒng)丟車的嚴(yán)重安全隱患。
[0005]因此，研究一種結(jié)構(gòu)和性能均能有效保證鐵路計(jì)軸系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的冗余容錯(cuò)計(jì)軸處理裝置具有重要的研究意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)容錯(cuò)計(jì)軸方法中存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于:提供一種冗余容錯(cuò)計(jì)軸處理裝置及其處理方法，其具有:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、運(yùn)行安全穩(wěn)定可靠、可應(yīng)用于地鐵、有軌電車等在復(fù)雜環(huán)境中使用等優(yōu)點(diǎn)，利用此種方法既克服了單點(diǎn)丟軸，多軸可能造成的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也解決了單點(diǎn)丟軸，多軸造成的錯(cuò)誤占用帶來(lái)的不可用性的問(wèn)題。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0008]—種冗余容錯(cuò)計(jì)軸處理裝置，其特征在于:該處理裝置包括車輪探測(cè)組件、計(jì)軸組件、區(qū)段處理組件;所述車輪探測(cè)組件包括設(shè)置于軌道區(qū)段計(jì)軸點(diǎn)的傳感器，每個(gè)計(jì)軸點(diǎn)上傳感器的數(shù)量為兩個(gè)，分別布置于軌道的兩條鐵軌上;所述計(jì)軸組件用于對(duì)傳感器檢測(cè)得到車輪的輪軸信號(hào)進(jìn)行處理并轉(zhuǎn)換為車輪輪軸數(shù)量的數(shù)字信號(hào);所述區(qū)段處理組件用于對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理并判斷比較該軌道區(qū)段為占用或者空閑的運(yùn)行狀態(tài)。
[0009]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，相鄰軌道區(qū)段的區(qū)段信息采用通信單元的CAN數(shù)據(jù)交換總線進(jìn)行交換。
[0010]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，該處理裝置還包括主電源組件和從電源組件構(gòu)成的冗余供電模塊。
[0011]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，該處理裝置還包括與所述冗余供電模塊配合連接的防雷組件。
[0012]本發(fā)明上述一種冗余容錯(cuò)計(jì)軸處理裝置的處理方法包括如下步驟:
[0013]1)安裝在軌道區(qū)段上的每個(gè)傳感器檢測(cè)車輪的輪軸信號(hào)，并將該信號(hào)發(fā)送至計(jì)軸組件;計(jì)軸組件接收上述輪軸信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換為車輪輪軸數(shù)量的數(shù)字信號(hào)，并將該數(shù)字信號(hào)發(fā)送至區(qū)段處理組件；
[0014]2)區(qū)段處理組件接收計(jì)軸組件的數(shù)字信號(hào)，并根據(jù)各個(gè)傳感器檢測(cè)的車輪輪軸數(shù)量予以判斷該軌道區(qū)段為占用或者空閑的運(yùn)行狀態(tài)；
[0015]3)在步驟2)中，若安裝在軌道進(jìn)口端同一計(jì)軸點(diǎn)處的兩個(gè)傳感器檢測(cè)的車輪輪軸數(shù)量不一致時(shí)，將所述軌道進(jìn)口端的傳感器檢測(cè)得到的車輪輪軸數(shù)量最大值作為參考，區(qū)段處理組件將所述車輪輪軸數(shù)量最大值與軌道出口端的同一計(jì)軸點(diǎn)處兩個(gè)傳感器檢測(cè)的車輪輪軸數(shù)量進(jìn)行比較，若車輪輪軸數(shù)量最大值等于軌道出口端同一計(jì)軸點(diǎn)處的兩個(gè)傳感器檢測(cè)的車輪輪軸數(shù)量，則認(rèn)定該軌道區(qū)段為空閑的運(yùn)行狀態(tài);反之，則認(rèn)定為占用狀態(tài)；
[0016]若安裝在軌道出口端同一計(jì)軸點(diǎn)處的兩個(gè)傳感器檢測(cè)的車輪輪軸數(shù)量不一致時(shí)，將所述軌道出口端的傳感器檢測(cè)得到的車輪輪軸數(shù)量最小值作為參考，區(qū)段處理組件將上述車輪輪軸數(shù)量最小值與軌道入口端同一計(jì)軸點(diǎn)處的兩個(gè)傳感器檢測(cè)的車輪輪軸數(shù)量進(jìn)行比較，若車輪輪軸數(shù)量最小值等于軌道入口端同一計(jì)軸點(diǎn)處的兩個(gè)傳感器檢測(cè)的車輪輪軸數(shù)量，則認(rèn)定該軌道區(qū)段為空閑的運(yùn)行狀態(tài);反之，則認(rèn)定為占用狀態(tài)。
[0017]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，在步驟3)中，當(dāng)計(jì)軸點(diǎn)的兩個(gè)傳感器計(jì)數(shù)不同時(shí)，且不滿足軌道區(qū)段空閑原則時(shí)，則通過(guò)與此計(jì)軸點(diǎn)相關(guān)的另一個(gè)相鄰區(qū)段狀態(tài)來(lái)判斷有效的傳感器計(jì)數(shù);如果計(jì)數(shù)不同的計(jì)軸點(diǎn)鄰區(qū)段是空閑狀態(tài)，則認(rèn)定該軌道區(qū)段為空閑的運(yùn)行狀態(tài)，反之，則認(rèn)定為占用的運(yùn)行狀態(tài)。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)中的容錯(cuò)計(jì)軸方法或裝置相比，采用本發(fā)明的冗余容錯(cuò)計(jì)軸處理裝置及其處理方法具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0019](1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理，采用“入多出少四取三”和“相鄰區(qū)段狀態(tài)比較”的原則，有效確保了軌道區(qū)段狀態(tài)的判斷，提高了安全性和可用性。
[0020](2)安全性高，提高了軌道區(qū)段狀態(tài)判斷的準(zhǔn)確性，并且可廣泛應(yīng)用于地鐵、有軌電車等在復(fù)雜環(huán)境中。
[0021](3)生產(chǎn)和維護(hù)成本低。
【附圖說(shuō)明】
[0022]附圖1為本發(fā)明冗余容錯(cuò)計(jì)軸處理裝置應(yīng)用于三個(gè)軌道區(qū)段的計(jì)軸結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]其中43，(:，0 4，F(xiàn)為計(jì)軸傳感器，Jl，J2，J3為三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的計(jì)數(shù)器，T1，T2，T3為三個(gè)計(jì)軸點(diǎn)的通信單元，G1，G2為2個(gè)軌道區(qū)段處理單元，CAN1，CAN2為數(shù)據(jù)交換總線，
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖1對(duì)本發(fā)明的冗余容錯(cuò)計(jì)軸處理裝置及其處理方法作以詳細(xì)說(shuō)明。
[0025]一種冗余容錯(cuò)計(jì)軸處理裝置，其特征在于:該處理裝置包括車輪探測(cè)組件、計(jì)軸組件、區(qū)段處理組件;所述車輪探測(cè)組件包括設(shè)置于軌道區(qū)段計(jì)軸點(diǎn)的傳感器，每個(gè)計(jì)軸點(diǎn)上傳感器的數(shù)量為兩個(gè)，分別布置于軌道的兩條鐵軌上;所述計(jì)軸組件用于對(duì)傳感器檢測(cè)得到車輪的輪軸信號(hào)進(jìn)行處理并轉(zhuǎn)換為車輪輪軸數(shù)量的數(shù)字信號(hào);所述區(qū)段處理組件用于對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理并判斷比較該軌道區(qū)段為占用或者空閑的運(yùn)行狀態(tài)。相鄰軌道區(qū)段的區(qū)段信息采用通信單元的CAN數(shù)據(jù)交換總線進(jìn)行交換。該處理裝置還包括主電源組件和從電源組件構(gòu)成的冗余供電模塊。該處理裝置還包括與所述冗余供電模塊配合連接的防雷組件。
[0026]本發(fā)明的