高速鐵路軌道電路數據的動態檢測及分析

李永菲

【摘 要】在鐵路發展的過程中，通信技術也在不斷地發展，軌道電路為信號系統的主要設備，具有重要的作用。軌道電路屬于信號軌旁設備，綜合檢測列車每天都進行日常檢查，積累了大量的檢測數據。基于此，對指定區段中的固定時間軌道電路檢測數據進行選擇，對高速鐵路軌道電路數據進行分析，預測今后發展趨勢，為今后養護維修提供數據支持。

【關鍵詞】高速鐵路;軌道電路;電路數據;動態監測

【中圖分類號】U284.2 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）12-0073-02

在人類生產、實踐范圍不斷擴大的過程中，也實現了自動化的生產過程。在國民生產建設過程中，鐵路的重要性凸顯。現代鐵路信號系統包括計算機、自動控制、微電子學等技術，使數據收集、傳輸、處理與過程控制聯合成為一體，朝著智能化、數字化、自動化的現代化控制領域發展。在鐵路運輸的過程中，軌道電路為行車信號自動控制的基礎設備，能夠保證行車的安全，避免在行車的過程中出現事故。軌道電路為自動閉塞核心，其性能會對自動閉塞系統性能造成影響。此外，惡劣的環境對設備造成影響，導致軌道鐵路故障。所以，對高速鐵路軌道電路數據的檢測具有重要作用。

1 軌道電路動態檢測的原理

圖1為軌道電路的監測原理，其屬于列車第一輪對分路，通過STM天線，利用分路電流信號實現感應信號的創建，從而在動態條件下非接觸地實現軌道電壓的測量技術。

利用電磁感應，能夠通過STM線圈接收軌道電路鋼軌的傳輸電流信號，使其轉變為電壓信號的頻率特征相同，通過系統信號的連接，實現檢測系統的設計，對STM線圈感應電動勢有效值進行計算，公式如下：

Erms=4.44NfBPKAε

其中，4.44為常數，與安裝STM線圈的高度相關;N指項圈圈數;BPK指磁場強度變化率;f指電流信號頻率。在安裝STM線圈之后，上述都是固定值。

信號檢測系統能夠基于帶通濾波、電平變換、有效值轉換等方式使收集的信號轉變為滿足需求處理芯片，以此實現數字濾波，創建主信號、臨線、干擾和鄰區段的網絡，利用頻域分析技術處理主感應數字，實現處理結構的設計，并且展現結果和存儲。

2 線路故障的數據統計

軌道電路為鐵路是否空閑進行監督，能夠聯系列車的運行和信號設備。軌道電路會由于道渣層厚度、材料、枕木材料與數量等因素導致軌道參數發生改變，能夠在最優狀態下使軌道電路進行工作。調整軌道電路的過程比較復雜，例如BES型25 Hz相敏軌道電路，不僅能夠計算軌道區段工作曲線，還要充分考慮適配器等其他設備是否會影響繼電器的工作相位，以此對軌道區段反復地調整。但是由于軌道電路工作導致出現問題較多，比如調整大范圍，那么在使用時會存在較大的誤差。因此，就要設計軌道電路參數，利用軌道電路對數據儀表進行調整。錄入軌道電路電氣的特征和參數，展現軌道變壓器、軌道發送器、適配器扼流線圈等調整端子的正確使用方法，有效提高軌道電路的調整效率和精準度。

基于“不開窗”條件下進行測量，保證車輛能夠正常地行駛。但是，此時牽引電流要避免軌道電路的干擾。以濾波技術和A/D轉變實現通過單片機作為核心動態檢測的設計。在最開始設計的時候，對區間限號的相對復雜性進行充分考慮，站內25 Hz相敏軌道電路信號為主要的測量對象，這個時候干擾源為50 Hz牽引電流和諧波。圖2為檢測硬件框圖，測量標準滿足《中國鐵路部信號維護規則技術標準》，電壓測量的誤差≤±2%，電流測量的誤差≤±2%，抗50 Hz干擾≥60 dB。

根據信號動態檢測的特點，在分析信號檢測數據的過程中主要包括實時分析和對比分析兩種方法。實時分析指的是將檢測結果作為基礎的校驗標準，監測數據是否超限。對比分析主要是分析檢測結果，并且分析工作過程中信號設備的變化過程，綜合分析檢測參數和設備狀態，以此對設備發生問題的主要原因進行判斷。在信號動態檢測過程中，軌道電路為主要的檢測項目，主要問題包括干擾、臨界、失格3種。

統計某高速鐵路軌道電路2011—2016年故障問題，并且尋找影響安全的因素。此高速鐵路開通且運行后，軌道電路問題較少。2013年之后，問題數量有所提高，到2016年才開始降低。從2013—2015年的問題數量峰值可知，軌道電路的設備運行不穩定，需要加強設備的維護與更新。2017年，軌道電路的數量問題逐漸減少。高速鐵路軌道電路問題的統計與預測如圖3所示。

對選擇軌道電路區段監測數據和總體變化情況進行分析，其時間跨度比較大，無法掌握軌道電路電壓連續變化的情況。為了分析軌道電路電壓的連續變化情況，利用某鐵路局集團公司的5個區段中2014—2016年檢測數據，實現入口與出口電壓的數據處理，從而得出圖4和圖5。通過圖4和圖5可知，圓圈中表示電壓抬升后軌道電路電壓，發生在2014年7月—2015年7月，整體時間段中具有平穩的軌道電路電壓。方框中具有明顯的軌道電路電壓變化幅度，除此之外，其他時間段的軌道電路是比較穩定的。利用現場反饋表示，要在相應時間段調整軌道電路電壓。

3 結語

為了有效支持電路的監測，對信號設備檢測數據進行分析具有重要的作用。對歷史數據進行分析能夠得到軌道電路電壓發生變化的情況，結合已經得出的監測數據，對軌道電路數據趨勢分析，了解電路變化，分析軌道電路電壓的波動因素。探尋智能化數據分析方法，以及時、精準、有效地提供分析結果。如果能夠和通信信號檢測數據結合，利用聯動分析，則為解決故障問題的主要途徑。

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