摘 要：隨著鐵路的高速發(fā)展，需要不斷的提高信號動態(tài)檢測技術(shù)來保障列車高效、安全運行。該文主要分析了國內(nèi)外鐵路信號檢測的現(xiàn)狀，并概述動態(tài)信號檢測系統(tǒng)可實現(xiàn)的功能以及分析動態(tài)檢測系統(tǒng)的工作原理。

關(guān)鍵詞：動態(tài)信號 檢測數(shù)據(jù) 采集功能

中圖分類號：U284 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（b）-00-01

在鐵路運營管理過程中，通信信號系統(tǒng)是保證安全、效率和質(zhì)量的重要手段，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，對鐵路的要求也逐步提高，只有不斷的提高列車的速度和密度才能滿足增長的旅客要求，這就對信號系統(tǒng)的建設(shè)和維護提出了更高的要求。

1 鐵路信號動態(tài)監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 國外鐵路信號檢測現(xiàn)狀

縱觀全球，在鐵路事業(yè)發(fā)展發(fā)達(dá)的國家如日本、德國和意大利等，為保障列車的安全行駛都采用了綜合檢測系統(tǒng)，而在此系統(tǒng)中比重最大的是信號檢測，它是保證鐵路正常運行、設(shè)備正常運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵技術(shù)。例如日本采用的East-i信號，德國所采用的GeoRail-Xpress綜合檢測系統(tǒng)，意大利從2001年開始使用阿基米德號高速綜合檢測技術(shù)，其檢測時速可以達(dá)到220 km/h。在鐵路運輸高度發(fā)達(dá)的日本，早在東海道新干線建設(shè)的初期就使用綜合檢測技術(shù)，該系統(tǒng)包含了音頻級AF軌道電路、ATC以及ATS三種軌道電路制。

1.2 國內(nèi)鐵路信號檢測現(xiàn)狀

回顧我國的鐵路信號檢測系統(tǒng)發(fā)展歷程可發(fā)現(xiàn)，最開始的研究開始于上世紀(jì)八十年代，動態(tài)信號檢測系統(tǒng)也取得了較大的進(jìn)步，從最開始的單一測試項目、非智能測試和單機運行的模式逐步發(fā)展成為綜合測試、智能測試的組網(wǎng)運行。在國內(nèi)使用較多、最為普遍的是TJDX-2000A信號動態(tài)檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)在信號動態(tài)檢測中可以實現(xiàn)故障設(shè)備的準(zhǔn)確定位，對得到的檢測數(shù)據(jù)能進(jìn)行綜合積累和分析，通過建立各種數(shù)據(jù)庫來應(yīng)對各類突發(fā)事故，可以實現(xiàn)現(xiàn)場維修，對設(shè)備的使用率也有較大的提高，確保了列車的安全行駛。在鐵路的不斷發(fā)展壯大過程中，信號動態(tài)檢測系統(tǒng)也有了更為普遍的使用，其重要性逐步獲得了從業(yè)人員的認(rèn)可，也為相關(guān)部門采用，在推廣的過程中，政府部門對于該系統(tǒng)還制定了相關(guān)的規(guī)章制度來促進(jìn)其發(fā)展。

2 動態(tài)信號檢測的功能分析

在動態(tài)信號安全檢測技術(shù)中，如果是新線路驗收，可實現(xiàn)對檢測數(shù)據(jù)的綜合分析處理來提取所需的信息。在投入使用的線路檢測中，可對日常的運行進(jìn)行檢測，綜合處理分析獲取的數(shù)據(jù)資料。該系統(tǒng)的主要功能有：實現(xiàn)軌道電路的檢測、

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、對點式應(yīng)答器及其報文檢測、對車載ATP或LKJ工作狀態(tài)檢測、檢測數(shù)據(jù)綜合分析與處理。

對軌道電路的檢測可以分為對軌道電路傳輸特性的檢測和對軌道電路補償電容的檢測兩個方面。該系統(tǒng)檢測軌道電路傳輸、頻譜等特性包括連續(xù)檢測軌道電路信息以及防干擾分析檢測功能。其基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理功能可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)如應(yīng)答器報文、信號機、軌道電路等的操作，包括建立、存儲、修改以及維護等多種功能。在防止偏差和漏洞方面，其還能通過數(shù)據(jù)的核對功能來實現(xiàn)。

對點式應(yīng)答器的檢測項目包含其工作狀態(tài)、位置、連接關(guān)系，也可檢測上傳信號的強度、頻率等，信號檢測系統(tǒng)還可核對錄入應(yīng)答器報文和接受的報文。該系統(tǒng)還可以記錄車載ATP和LKJ的內(nèi)部工作狀況，還可實現(xiàn)分析事故原因、應(yīng)答器報文以及電路信號等數(shù)據(jù)。對列車運行的信息控制也是對車載ATP工作狀態(tài)的反映，這就方便分析車載ATP和LKJ的工作狀態(tài)，對分析判斷其他的檢測數(shù)據(jù)資料也有輔助作用。總的來說，該系統(tǒng)對于綜合分析處理檢測數(shù)據(jù)、實現(xiàn)綜合管理，也可以實現(xiàn)對各項檢測數(shù)據(jù)的回放和記錄，能實時評價、分析列車設(shè)備的工作狀態(tài)。

3 動態(tài)信號檢測的技術(shù)原理分析

動態(tài)信號檢測技術(shù)的工作原理包括動態(tài)信號數(shù)據(jù)的采集、補償電容數(shù)據(jù)采集和點式應(yīng)答器數(shù)據(jù)采集三個方面。

3.1 動態(tài)信號數(shù)據(jù)采集

動態(tài)信號數(shù)據(jù)的采集包括感應(yīng)信號的處理、顯示開關(guān)量的處理、速度里程的處理和路況處理。

處理感應(yīng)信號，首先是調(diào)理由列車感應(yīng)線圈獲得的信號，經(jīng)過濾波、合并數(shù)據(jù)和分析DSP數(shù)據(jù)后得到主信號，排除相鄰信號間的干擾作用。其次，使用頻譜分析檢測來對主信號作相關(guān)數(shù)字分析，獲得數(shù)據(jù)如幅度、頻率、載頻和低頻信號等，然后確定信號的電燈信息，對軌道電路的頻率特性和傳輸特性進(jìn)行檢測分析。點燈電壓出入列車信號后作電平轉(zhuǎn)換和光電隔離處理，單片機對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析后制定低頻點燈信號，通過這些合成而獲得信號顯示數(shù)據(jù)，對機車信號的檢測分析是靠繼電器電路實現(xiàn)輸出。對于處理速度里程，主要是GPS接收、軸頭脈沖以及里程坐標(biāo)的確定。其中GPS又包含了接收、放大、譯碼、RS-232接口和定位，通過單片機對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理而獲得相關(guān)參數(shù)，如經(jīng)度、維度和速度等來實現(xiàn)列車的定位。速度的計算是通過安裝的軸頭速度傳感器獲得，該傳感器可以將位移轉(zhuǎn)化為電脈沖，經(jīng)過計算得出速度。路況信息的提供是依靠電子脫落信號，通過對信號進(jìn)行濾波等處理后使用乘法器合成，將獲得的修正數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫內(nèi)的線路進(jìn)行對比分析，隧道庫、曲線庫以及橋梁等都通過圖形描繪。

3.2 補償電容數(shù)據(jù)采集

信號發(fā)送設(shè)備、發(fā)送傳感器、信號檢測設(shè)備以及接受感應(yīng)器組成了補償電容數(shù)據(jù)的采集。一般情況下檢測設(shè)備和發(fā)送設(shè)備都會安裝在車內(nèi)部，發(fā)送傳感器則是安裝在列車底部，其位置與軌道垂直，接受傳感器也位于徹底，具體位置在兩條軌道中心位置的上方。對列車運動的檢測，由列車輪、軌道、補償電容三個設(shè)備形成電磁回路，通過與發(fā)送傳感器發(fā)射的信號產(chǎn)生電磁感應(yīng)而影響其變化，接收感應(yīng)器對變化進(jìn)行監(jiān)測然后輸入計算機進(jìn)行分析，從而完成了對軌道電路補償電容的動態(tài)檢測。

3.3 點式應(yīng)答器數(shù)據(jù)采集

主機、連接電線和車載天線組成了點式應(yīng)答器的數(shù)據(jù)采集。接收設(shè)備一般安裝在列車底部，通過電線與查詢主機相連，查詢主機位于車內(nèi)，其通過RS-485通信與數(shù)據(jù)處理主機相連。整個數(shù)據(jù)采集的過程是通過天線對地面進(jìn)行信號發(fā)射，地面應(yīng)答器在信號的激活下運行，將報文數(shù)據(jù)輸入查詢主機進(jìn)行解碼，獲得的數(shù)據(jù)最后輸入到處理主機。

總之，信號動態(tài)檢測系統(tǒng)是由檢測技術(shù)與設(shè)備組成，其目的是為了保證動態(tài)信號控制過程的狀態(tài)良好，保證列車運行的高效、安全。這也是鐵路發(fā)展中不變的主題。鐵路信號動態(tài)檢測系統(tǒng)的應(yīng)用，避免了事故的發(fā)生，提高了效率，對鐵路的發(fā)展起到了極大的促進(jìn)作用。

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