计轴器在城市轨道交通控制系统中的应用探讨

计轴器在城市轨道交通控制系统中的应用探讨

刘卫阳

长沙市轨道运营有限公司     410000

摘要：计轴器是当今应用较为广泛的轨道区间空闲和占用检查设备，对铁路运营安全性起到了决定性作用，因此，计轴器受扰将严重影响列车的正常运营与人员安全。与此同时，依靠高架轴部分，能够保证软硬件系统的整体性能，保证指挥中心能够不间断地实现双向通信效果，这是城市轨道交通行业工作人员高度重视的一个原因。

关键词：计轴器；轨道交通；控制系统；应用；

引言

基于通信的列车控制是一种基于移动闭塞的列车运行控制技术，广泛应用于我国城市轨道交通信号控制领域。计轴设备是CBTC系统中保证行车安全的基础设备之一，计轴信息与列车位置的融合是CBTC系统功能实现的基础，与CBTC系统的安全性和效率密切相关，计轴信息与列车位置融合的主流方案是由区域控制中心系统来实现的。

1系统总体结构

1.1车轴传感器

轴传感器，即整个设备的芯内复盖信号发射和接收线圈，结合车轮铁磁体的作用，确保发射线圈和接收线圈之间存在耦合关系，并在此时停留在车轮结构上， 在电气意义上可能会发生相应的变化，车轮超过磁头的次数被转换为脉冲以产生轴信号，因此被业界人士称为磁头。为了突出轴传感器部分的性能，它必须具有以下功能：传感器作为一种极其先进的传输技术，通过对有效数据实行转变利用技术等一系列的处理过程，以此满足广大客户的各类需求，从而保证机电自动化控制能够顺利实施。通常情况下，机电自动化行业主要利用传感器的自动管控功能完成各类任务。现如今，由于信息化以及机械化技术的完美结合，能够通过合理使用传感器技术来提升实际的应用范围，而传感器技术为了进一步提升机电自动化控制的应用范围，也在不断开展创新工作，在传统技术的基础上，完善了各项技术的缺陷，促使信息技术在开展传输工作时的传输方式不再单一。现如今，传感器技术的迅猛发展，为自动化控制技术的应用奠定了良好的基础。

1.2电子单元

电子接线盒的电子单元主要位于与设备传感器相同的位置，并且接线盒打开在其所属电路之外。分析电子机组的存在价值，首先合理调整所采集室内数据信息所需的电压结构，然后将信号电压传递给发射头方。同时，在使用电子设备时，计数器轴传感器磁头可以接收在中检测到的数据信号，此时显示的数据信号一方面能够满足有效的远程传输效果，另一方面便于主机系统对其进行有效控制在电子单元的内部环境中，预处理传感器信息所需的所有电子组件，如DSP、ZpR等。，是必不可少的。为了将所有电力传输到已安装的轴，并及时传输所有数据信息，工作人员必须在所有检测地点设置两对电缆，一对作为数据传输线，另一对作为电源线。

2计轴器工作机理

定线计数装置的基本原理是将进入定线和离开定线的数目与受监视的轨道段两端的计数点进行比较，以确定该轨道段是否处于忙碌状态。在感应线圈两端添加变压器U1电压信号，使变压器I1电流穿过线圈，I1在线圈中产生变压器H1磁场。当金属体作为测量的物体(也称为目标)接近线圈时，根据电磁感应原理，可以看出金属体中产生了自旋电流I2，I2产生反向磁场H2来抵消H1的一部分，线圈必须增加I1的值从等效的角度来看，线圈的电感值发生了变化。当然，I2越大，l变化越大，也就是说，它们是I2的功能。I2的大小取决于测量的金属主体和x轴之间的距离。当车轮经过计轴磁头的感应线圈时，磁头的电感值发生变化，通过检测电路输出变化信号就可判断是否有车轮经过。每个计轴器单元主要包括一个感应线圈与一个测量电路。当钢轨中产生包含计轴器工作频率的干扰电流时，会产生穿过计轴磁头线圈的交变磁场，使得线圈上产生感应电压，而该感应电压的频率与工作频率相同，滤波器无法将其滤除，当该幅值达到一定程度就会影响检测电路的输出信号，从而使得车轮未经过磁头时，电路依然发出高电平信号，导致主机判断有车辆经过，从而闭锁区间，造成运营事故，因此，计轴磁头受扰的核心原因是车辆产生了工作频率的干扰信号，且其大小超过了计轴器厂家设计的受扰限值。

图1基本原理示意

3计轴器的应用

3.1计轴器监测

轴监测包括两部分:外部设备和内部设备。外部设备由车轮传感器、电子探测器和连接电缆组成；内部设备由中央单元和计量轴继电器组成。计数器轴监控是通过计算和比较通过安装在轨道段两端的计数器轴点时产生的脉冲信号来确认轨道段的占用和释放情况。每个计数轴点都与两组车轮传感器交错。列车轮对通过时，磁场因感应和相互作用而变化，产生轴脉冲信号，由于两个车轮传感器的位移，产生的轴脉冲信号随时间不同，满足前后的重叠特性，从而确定对当火车离开并且车轮进入轴传感器的作用区域时，个人计算机开始计算轴。当轴穿过已安装轴的磁性头时，它同时开始确定工作方向以及轴的数量是累积还是递减。如果不计算进入该地区的树木数量，这意味着该地区是自由的，没有列车运行；如果输入区段中的树数被计算在内，而输出区段中的树数未被计算在内，则表示该区段中有一列正在运行的火车，并且该区段繁忙；如果起始截面中的轴数等于输入截面中的轴数，即轴减操作的结果为0，则表示该截面中没有剩馀的车辆，且列车已离开该截面；如果输出段中的轴数与输入段中的轴数不相等(即，除轴操作的结果不是0)，则表示段中剩馀的车辆为。

3.2合理管控温度

随着科学技术的迅猛发展，计轴器的应用范围也在不断提升。此种技术可以通过温度的变化形成更加先进的温度计轴器，并根据实际情况，利用两种更加科学合理的方式（接触法以及非接触法）对温度进行实时检测。与此同时，温度计轴器能够在实际检测过程中提升热量，实际温度不仅能够在温度计上显示出来，还能在第一时间内了解并掌握此种方式的缺陷，尤其是针对计轴器以及各个零件的热量。除此之外，温度计轴器还能够根据计轴器的实际热度以及腐蚀情况控制计轴器的具体发展情况，并利用计轴器的辐射情况对物体进行实际测量，详细分析各个信息数据对电力的影响，并运用电力技术将信息数据转换成温度，防止最终显示的检测结果出现较为严重的误差。

3.3视频监控技术

在轨道段的各个轴点安装摄影机，以便实时监视仪表轴点。当两组车轮传感器的磁场在计数轴点连续切割产生有效的轴脉冲信号时，视频监控系统对磁场切割进行识别比较，确认是列车和机车车轮对通过，如果是输出的驱动信号，驱动计数中心单元的轴板处理分析轴脉冲信号；计数器轴板根据轴信号相位确定列车的行车方向，并计算通过计数轴点的车轮轴数， 将轨道段占用/空闲信息导出到输出板，然后触发GJ计数器轴继电器动作。

结束语

伴随着我国城市轨道交通行业的稳定发展，为了能够确保系统保持较强安全性以及稳定运行状态，那么从业人员可以借助计轴设备。轨道交通控制系统已然成了影响社会经济蓬勃发展的重要因素，计轴器作为轨道交通自动化控制设备的感受器官，通过其效率更为优秀的感知功能，能够在第一时间内识别、分析以及处理各类信息数据，确控制系统内的各项指令能够准确传递。不论是人们的出行还是货物运输，都要充分利用先进的科学技术手段提高轨道设施和列车设备的自动化控制能力和软件系统的智能水平，从而助力我国城市轨道交通朝着智能化、信息化方向发展。

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