計軸器在城市軌道交通控制系統中的應用研究

齊未強

摘 要 近幾年我國城市化建設進程正在不斷加快，交通軌道運輸范圍也在拓寬，其中無線通信自控系統能夠全面提高軌道交通安全性。因此，本文將從計軸器技術原理出發，討論其中轉換磁頭、電子檢測元件、計軸主板等設備的應用，并結合技術優勢，研究計軸器應用范圍，為相關行業發展提供可靠的理論支持。

關鍵詞 計軸器；城市軌道；城市軌道

引言

計軸器是目前我國城市軌道交通運作過程中的關鍵組成設備，在實際操作時能夠通過磁場變化而實現輪軸脈沖，通過電子盒的二次分析，最終保證數據對控制組件的精準傳輸，最終由控制單元做出科學判斷，運營人員以此為基礎可以實現對列車實時運行情況的控制與管理，確保交通運輸的安全。

1 計軸器技術原理

計軸工作是城市軌道交通實現高效運行的關鍵組成內容之一，計軸器內部設備元件涵蓋了：控制單元、主板、PDCU、計軸電子盒和軌道磁頭等等。該技術應用原理為：首先把軌道磁頭設計在軌道軌腰當中，這樣計軸器就能夠在實際運行時發揮自身效果，讓系統中的接收端口收集并建立起一種來自于發送端的固定磁場效應。在這個過程中，如果有列車中的任意一個車輪穿過傳感器，那么該磁場結構就會發生一定程度上的變化，最終構成一種輪軸脈沖形式，然后再利用軌道周邊的電子盒整合出來的數據進行二次計算和調整，最后把結果信息通過電纜傳輸方式傳達給控制單元組件，控制單元會以此為基礎再采取科學的運算，最終得到完整的列車軸數。技術人員可以對當前計軸區段內的具體運行狀態進行了解后，把對應信息第一時間輸出到整個系統中的控制設備里，然后控制設備開始接收到區段的運行數據，就會對軌道信號燈進行控制，列車運行人員就能夠以此來識別是否需要落實前方計軸區段任務，運營人員能夠通過該技術對列車的現階段狀態采取有效的監管以及控制。

2 計軸器在城市軌道交通控制系統中的應用

2.1 計軸器元件組成

（1）轉換磁頭。根據實際應用情況可知，計軸器當中的轉化磁頭操作時，是利用電磁互感原理，對城市內運行的所有列車轉動輪所導致線圈范圍內磁場變化進行處理，進一步實現對范圍內產生的磁能的轉化作用，使其能夠最終變為有效的電能。該轉化裝置能夠通過設備反饋磁感應，將這種高頻電流發射到兩端磁頭，然后二者作用演變出的交變磁場最后會穿過鋼軌，最終在接收磁頭發生作用。發送線圈后城市交通鐵軌軌腰處所帶來的磁通效果會繞鋼軌一周后轉化為同性能的兩個磁通，這兩個磁通最終會截然相反的路徑橫穿接收之前的線圈，并且其性能會伴隨著列車運行情況而不斷出現改變[1]。

（2）電子檢測元件。電子檢測器除了能夠實現對磁頭的供電以及監控作用外，其還能夠應用于對輪軸脈沖的檢測、集成、計算等工作，同時電子檢測元件可以向計軸主機輸出計數以及監控情況的報文數據。電子檢測器的組成電子單元通常都是由模擬板、母板運算板兩種協同構成。模擬板主要負責產生并輸出原始信號、放大后對傳送信號進行接收、生成車輪脈沖等內容。

（3）計軸主板。計軸主機也是整個設備當中的計軸評估器，通常情況下被叫作AC，其主板組成是由：ACE子架、電源主板、數據集成、軌道監測組件、串行板、計軸并行板等多個組件協同構成，其中串行板用于計軸主機之間的連接，另外還可以對指定系統運行狀態采取一體化監測。控制診斷板在分析過程中所接收到的信息均是來自磁頭內部儲存。數據處理以及檢測主板是整個計軸器的中央組成單元，其能夠以微處理器為核心構成了故障—安全型微機系統，為軌道的控制提供雙通道的監控與比較處理。

2.2 計軸器應用優勢

計軸器之所以在目前城市軌道控制得到了廣泛應用，與其精準度高、性能強等優勢有直接聯系。從實際應用情況來看，其特點為：①計軸器在運行時自身性能并不伴隨道床電阻影響而發生變化；②城市軌道經過長時間運作后，鋼軌表面很容易出現生銹問題，但采用計軸器后，生銹問題不會影響到整體列車運維工作開展；③計軸器應用范圍不受軌道區段長短約束，其最高防護范圍長度可達到25km左右；④計軸器運行時產生的牽引回流以及接地線連接效率均不受環境限制；⑤磁頭的轉化能力更強且能夠在很大程度上抵抗外界干擾；⑥當前我國科學技術日漸成熟，其中列車行駛速度也在不斷提高，采用計軸器就能夠很好地在高速環境中完成工作；⑦計軸器中使用的軟硬件都運用的是模塊化組成設計，因此能夠根據現場具體情況實現動態配置；⑧具備響應效率較好的自我預警系統以及風險報警裝置。

2.3 計軸器應用范圍

現階段我國技術人員研制出已經可以投入使用的計軸器能夠適用于半自動閉塞以及全自動閉塞范圍內。例如：可以對鐵路道口軌道進行防護、變速箱內部的高軸阻監測、速度檢驗、鉤車數量判斷，還可以實現對行車的一體化精準指揮、為列車運行過程轉變為自動化，提供可靠的校正里程數據依靠。從本質上來看計軸器的作用基本與軌道電路相似，都是利用自身性能開展對軌道區間空閑設備的檢測工作。但分析實際應用效果不難發現，計軸器使用后的檢測效率以及控制成果能夠達到了同程度建設的軌道電路應用效果的5～8倍，從應用范圍以及應用結果來看，計軸器性能與軌道電路相對比具有更加顯著的優勢[2]。

3 結束語

綜上所述，計軸器是目前對軌道電路的有效替換，隨著技術發展的日漸成熟，該設備已經開始在城市軌道交通的信號系統中得到了廣泛投入使用。技術人員通過對計軸器的合理使用，能夠使其代替軌道電路信息交流的作用，改善傳統城市軌道控制模式，建立起一個封閉性較強、機構嚴密的控制系統，最終為列車運行的安全提供可靠保障。上文中簡要討論了計軸器的組成以及應用，從計軸系統及計軸器的工作原理出發，分析了計軸器在城市軌道系統應用過程中的種種優勢，介紹了計軸器自身具備的多種性能，相關人員可以此為基礎進行下一步研究，確保我國計軸器技術的應用與發展實現可持續化。

參考文獻

[1] 周燦，伍川輝，鄺建.基于PXI-5105研發的計軸器磁場干擾測試分析系統[J].電子測量技術，2018，41（07）：89-94.

[2] 顏仲華.計軸在城市軌道交通中的應用[J].科技創新與應用，2014，（10）：275.