基于激光技术的轨道电路分路不良检测系统设计.pdfVIP

设计研究 铁道机车车辆工人 第9期2011年9月 文章编 号 ：1007—6042(2011)09—0001—04 基于激光技术的轨道电路分路不 良检测系统设计 吴 刚 黄 东 宁 辉 (西南交通大学电气工程学院 四川 成都 610031) 摘 要 ：分析 了轨道分路不 良形成的原 因，阐述 了激光探测 器的基 本原理 ，以及 在检测轨道分路不 良方面的应用。 关键词 ：轨道 电路 ；分路不 良；激光 ；检测 中图分类号 ：U284．2：4 文献标 识码 ：B 轨道电路是 以铁路钢轨作为导体 ，两端 的钢轨绝缘 (或电气绝缘)为分 界，并用导线连接信号源和接收设备构成 的电路 ，它主要由钢轨、连接线、绝 缘节 、送电端、接收端、继 电器及指示灯组成 。如果 电路 的某个环节 出现故 障 ，就会造成轨道 电路分路不 良…。这对行车 的危害是极其严重 的，可直 接导致信号错误 ，联锁失效 ，更严重 的是引起撞车事故。 轨道电路分路不 良的原 因有 多种 ，主要与列车分路 电阻、钢轨表面生 锈 、粉尘污染、气候环境等 因素有关 。针对这些 问题 ，目前采取 的主要措施 有 3V化 25Hz相敏轨道电路、高压脉冲轨道 电路等改进型轨道 电路 ，计轴 设备 、表面除锈等 …。本文在利用主动红外监测装置解决分路不 良的基础 上 ，应用激光探测装置来解决该问题 。 1 激光探测装置简介 ． 激光探测装置属于主动入侵探测类 ，它包含激光发射端和激光接收端 两部分。激光发射端由激光发射器 、调制激励 电源及相应 的方向调整机构 组成 ；激光接收端 由激光接 收器 、光电信号处理器 以及相应 的支撑机构组 成。激光发射端发射出的定向强激光束 ，具有方向性好、频率单一、相位一 致的优点 ，是其他光源无可 比拟 的。这是一个 以不可见调制激光光束 (单 束或多束)形成警戒线 ，采用遮挡报警 的方式对周界、平面和立体空间进行 封闭检测 的激光入侵防范系统 。 激光入侵探测系统与同类主动探测器相 比，对恶劣气候环境的适应性 显著增强。在同样 的气候条件下，激光的传输衰减远小于其他 同类探测器 ， 穿透雨雾能力强 ，探测距离可达数百米至几公里 ，极大地减少 了气候环境所 — — 1 — — 设计研究 铁道机车车辆工人 第9期2011年9月 产生的误报警 。激光单色性强，方向性好 ，相互之 间无 串扰 ，可满足较高等 级的安全性要求。 2 总体方案 系统前端利用激光探测是否有车辆进入轨道 ，经单片机处理后 ，通过 CAN总线 ，将检测到的状态发送到室内控制 中心 。室内控制 中心根据各个 终端送上来的信息，分析后确定是否有车辆进入 。如果有车辆进入则通过 声音提示和 LED显示该段轨道被占用 ，使值班人员能及时、准确 、主动地 了 解分路不 良区段的使用情况，提高可靠性，可有效地缓解因分路不 良区段 威胁行车安全而造成的压力 。 3 系统硬件设计 3．1 室外监测终端设计 室外设备叫做监测 点，分发射端 CAN收发器 异 和接收端 ，每个发射端可向两个方 向 复籀滤门 机 光电 发射激光，且方向可调节。发射端 向 星 离隔 每个方向可发射 2束激光 ，大大加强 电源 —- 了系统 的可靠性。接收端如 图 1所 示 ，可接受来 自两个方 向的激光 。当 图 1 室外接收端 车辆经过 时，由于车辆遮挡激光 ，接 cAN收发器 —_． 收端产生一个 rrrL