一种机车信号设备电流灵敏度测试方法

技术领域

本发明涉及机车信号设备检测技术领域，特别涉及一种机车信号设备电流灵敏度测试方法。

背景技术

机车信号灵敏度是使机车信号设备稳定译码的最小钢轨短路电流，是以输出显示(即上灯显示)为指标的项目，机车信号设备应做到在轨道电路最不利的条件下，能够正常接收主机工作电流，保证机车信号双路接收，并能够正确有效的译码，从而保证行车安全。灵敏度过高会造成车载主机易受干扰信号影响，引起译码错误，导致机车信号误动作。灵敏度过低会导致机车信号丢码，延时收码，极有可能造成较严重后果。

各电务段车载设备车间进行机车信号设备、GYK设备和动车ATP设备的检测作业时，在无轨道电路环线位置需要使用便携发码设备；目前，各车载设备车间使用的便携发码器或者发码块要么只能向一个接收线圈发码，不能构成简易环线，且作业效率低下；要么是体积较大的发码棒，不便外出作业携带。无论是发码器还是发码棒，都不能测试机车信号设备的电流灵敏度。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种机车信号设备电流灵敏度测试方法。

为达到上述目的，本发明实施例提出了机车信号设备电流灵敏度测试方法，包括准备步骤和测试步骤：所述准备步骤包括：步骤S11，量化轨道电路信号的制式、幅值和接收线圈安装高度与钢轨短路电流之间的函数关系；所述测试步骤包括：步骤S21，测量机车信号接收线圈的安装高度；步骤S22，控制发码器发送指定制式、低频、载频、幅值的轨道电路信号，通过调整所述轨道电路信号的幅值，观察机车信号设备上灯的临界点，并根据所述函数关系、测量得到的安装高度、以及所述临界点对应的发送的幅值，得到所述临界点对应的等效钢轨短路电流值作为电流灵敏度。

本发明实施例的机车信号设备电流灵敏度测试方法，基于一个发码遥控装置和一个发码器，检测人员将发码器放在一个机车信号接收线圈下部的钢轨上，在机车内使用遥控装置无线遥控发码器，发送轨道电路信号，由机车信号接收线圈接收信号，通过接线盒传送给机车信号主机板，由主机板进行译码，并执行相应操作，根据轨道电路信号的制式、幅值、机车信号安装高度所对应的等效钢轨短路电流值与机车信号设备上灯情况，测试机车信号设备电流灵敏度是否在标准范围之内，从而保证行车安全。该方法操作布置方便，无线遥控，无需将机车信号设备从车上取下进行测试，便可实现在车检测，提高了作业效率。

另外，根据本发明上述实施例的机车信号设备电流灵敏度测试方法还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述步骤S11具体包括如下步骤：使用所述机车信号接收线圈测量并记录接收线圈的安装高度H0；关闭所述发码器，使用环线发码箱发送一定制式、低频、载频和幅值的轨道电路信号，测量并记录当前钢轨短路电流值为A0，接收线圈感应信号幅值为B0；关闭所述环线发码箱，使用所述发码器发送轨道电路信号，调整信号幅值，当接收线圈感应信号幅值为B0时，记录下当前发码器发送的轨道电路信号幅值为C0；多次重复测试，得到多组数据(Hx,Ax,Bx,Cx)(x＝0,1,2…)，采用曲线拟合的方式，获取不同轨道电路信号制式下，接收线圈安装高度Hx,发码器发码信号幅值Cx与钢轨短路电流Ax之间的函数关系：

Ax＝a*Hx+b*Cx(x＝0,1,2…)

其中，Ax为钢轨短路电流值，Hx为安装高度，Cx为轨道电路信号的幅值，a和b为常系数。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述步骤S21进一步包括：

判断所述安装高度是否满足预设接收线圈底部与轨面距离范围，若不满足，则调整述发码器位置，若满足，则执行所述步骤S22。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述步骤S22进一步包括：步骤S221，建立遥控装置和发码器之间的无线通信；步骤S222，将所述发码器放置在机车信号接收线圈下部的钢轨上；步骤S223，利用所述遥控装置无线遥控所述发码器发送轨道电路信号。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述步骤S221具体包括如下步骤：所述发码器以广播的方式向外发送自己的通信地址，当所述遥控装置接收到广播信息后，选择需要建立通信连接的发码器，由所述第一无线通信模块发送连接请求数据帧；所述发码器的第二无线通信模块接收到连接请求数据帧后，停止广播并回复连接确认数据帧，从而建立无线通信。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述测试步骤还包括：步骤S23，判断所述电流灵敏度是否在预设标准范围之内。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述遥控装置包括第一控制模块、显示屏、按键、第一无线通信模块和语音模块，其中，所述显示屏和所述按键用于设置轨道电路信号的制式、低频、载频和幅值；所述语音模块用于播报当前轨道电路信号制式、灯色和上下行信息。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述发码器包括第二控制模块、第二无线通信模块、测距模块和轨道电路信号发码模块，其中，所述轨道电路信号发码模块内含发送天线，根据所述遥控装置的指令发送指定制式、低频、载频和幅值的轨道电路模拟信号；所述测距模块，用于测量所述机车信号接收线圈的安装高度，微调所述轨道电路信号的幅值。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述遥控装置为遥控装置或智能终端；所述第一无线通信模块为蓝牙模块、WiFi模块、Lora模块、NFC模块或Zigbee模块。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第二无线通信模块为为蓝牙模块、WiFi模块、Lora模块、NFC模块或Zigbee模块。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一个实施例的机车信号设备电流灵敏度测试方法的流程图；

图2是本发明一个实施例的测量机车信号接收线圈的安装高度的流程图；

图3是本发明一个实施例的遥控装置的结构示意图；

图4是本发明一个实施例的发码器的结构示意图；

图5是本发明第一个具体实施例的调节幅值确定灵敏度的折线示意图；

图6是本发明第二个具体实施例的系统实现流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图描述根据本发明实施例提出的机车信号设备电流灵敏度测试方法。

图1是本发明一个实施例的机车信号设备电流灵敏度测试方法的流程图。

如图1所示，该机车信号设备电流灵敏度测试方法包括以下准备步骤和测试步骤：

准备步骤包括：步骤S11，量化轨道电路信号的制式、幅值和接收线圈安装高度与钢轨短路电流之间的函数关系。

具体地，量化方法过程为：使用经过检验合格的机车信号接收线圈，首先测量并记录接收线圈的安装高度H0；关闭发码器，使用环线发码箱发送一定制式、低频、载频和幅值的轨道电路信号，测量并记录当前钢轨短路电流值为A0，接收线圈感应信号幅值为B0。关闭环线发码箱，使用发码器发送轨道电路信号，调整信号幅值，当接收线圈感应信号幅值为B0时，记录下此时发码器发送的轨道电路信号幅值为C0；多次重复测试，得到多组数据(Hx,Ax,Bx,Cx)(x＝0,1,2…)；采用曲线拟合的方式，获取不同轨道电路信号制式下，接收线圈安装高度Hx、发码器发码信号幅值Cx与钢轨短路电流Ax之间的函数关系Ax＝a*Hx+b*Cx(a,b为常系数)。

测试步骤包括：

步骤S21，测量机车信号接收线圈的安装高度。

具体地，发码器使用测距模块测量机车信号接收线圈的安装高度，判断安装高度是否满足预设接收线圈底部与轨面距离范围，如155±5mm(本领域技术人员可根据实际情况进行调整，在此不做具体限定)，若不满足，则调整述发码器位置，若满足，则执行步骤S22，根据此高度调整发码信号的幅值，得到准确的等效钢轨短路电流。综合考虑接收线圈安装高度对机车信号设备电流灵敏度的影响，使得测量结果更加精确。

步骤S22，控制发码器发送指定制式、低频、载频、幅值的轨道电路信号，通过调整轨道电路信号的幅值，观察机车信号设备上灯的临界点，并根据函数关系、测量得到的安装高度、以及临界点对应的发送的幅值，得到临界点对应的等效钢轨短路电流值作为电流灵敏度。

进一步地，在本发明的一个实施例中，如图2所示，步骤S22进一步包括S1进一步包括：

步骤S221，建立遥控装置和发码器之间的无线通信。

其中，如图3所示，遥控装置包括第一控制模块、显示屏、按键、第一无线通信模块、语音模块等，其中，第一控制模块主要用来协调遥控装置整体的工作；显示屏和按键提供人机交互，如按键设置轨道和显示屏显示电路信号的制式、低频、载频和幅值；第一无线通信单元用于发送控制指令，控制发码器发送轨道电路信号；语音模块用于在发送轨道电路信号时播报当前发码制式，灯色和上下行信息。

进一步地，如图4所示，发码器包括第二控制模块、第二无线通信模块、测距模块和轨道电路信号发码模块，其中，第二控制模块主要用来协调发码器的工作；第二无线通信单元主要用于接收遥控装置的控制指令；轨道电路信号发码模块内含发送天线，根据遥控装置按键指令发送指定制式、低频、载频和幅值的轨道电路模拟信号；测距模块用于测量机车信号接收线圈的安装高度，微调发码幅值。

其中，第一无线通信模块和第二无线通信模块可以为蓝牙模块、WiFi模块、Lora模块、NFC模块或Zigbee模块。

其中，测距模块可以为激光测距模块或其他能够实现测距功能的测距模块。

具体而言，每个发码器的无线通信模块的通信地址都是唯一的，发码器以广播的方式向外发送自己的通信地址。遥控装置接收到广播信息后，选择需要建立通信连接的发码器，发送连接请求数据帧。发码器接收到连接请求数据帧以后，停止广播并回复连接确认数据帧，从而建立连接，实现无线通信。也就是说，遥控装置是与发码器的第二控制模块建立通信连接，实现无线通信。

步骤S222，将发码器放置在机车信号接收线圈下部的钢轨上。

也就是说，检测人员将发码器放在一个机车信号接收线圈下部的钢轨上，其中，该机车信号接收线圈位于轨道电路信号发码模块发送天线的发送范围内。

步骤S223，利用遥控装置无线遥控发码器发送轨道电路信号。

具体地，建立无线通信连接以后，检测人员使用遥控装置在机车内部远程遥控发码器，控制发码器发送模拟的轨道信号，一人操作即可完成作业，提高检测效率和操作的便捷性。

进一步地，测试步骤还包括：S23，判断电流灵敏度是否在预设标准范围之内。

具体地，若电流灵敏度在预设标准范围，则表示该机车行车安全，若不在，则表示该机车灵敏度过高容易造成车载主机易受干扰信号影响，可能导致机车信号误动作。

可以理解为，测试步骤步骤S2的具体工作流程可为：检测人员根据测量获得的接收线圈安装高度，如0-6v范围内(具体发码幅值范围本领域技术人员根据不同产品硬件设计而不同，在此不作具体限定)检测人员控制发码器不断调整轨道信号幅值，并观察机车信号车载设备的上灯情况，确定机车信号车载设备上灯临界点，将安装高度、当前轨道信号幅值以及轨道电路信号制式输入上述函数关系公式中，计算出等效钢轨短路电流，在遥控装置的显示屏上显示测量结果，同时语音模块提示当前发码制式，灯色和上下行信息，帮助检测人员确认发码结果，从而确定机车信号车载设备的电流灵敏度并判断其是否在标准范围之内，实现在车检测，无需将机车信号设备从车上取下进行测试，也综合考虑接收线圈安装高度对机车信号设备电流灵敏度的影响，使得测量结果更加精确。

下面通过两个具体实施例对本发明进一步说明，但不作为本发明的限定。

实施例一：测试移频550Hz下机车信号设备电流灵敏度。

步骤一，发码遥控装置和发码器的控制器之间通过各自的无线通信单元建立通信；

其中，遥控装置可为智能终端，发码器以广播的方式向外发送自己的通信地址，遥控装置接收到到广播信息后，选择需要建立通信连接的发码器，发送连接请求数据帧。发码器接收到连接请求数据帧以后，停止广播并回复连接确认数据帧，从而建立连接，实现无线通信。

步骤二，将发码器放置在机车信号接收线圈附近下部的钢轨上，机车信号接收线圈位于发码器轨道电路信号发码模块发送天线的发送范围内。

步骤三，发码器的控制器使用测距模块测量机车信号接收线圈的安装高度H。

步骤四，确定在量化移频550Hz下幅值和接收线圈安装高度与钢轨短路电流之间的函数关系。

具体地，在移频550Hz下，关闭发码器，使用环线发码箱发送移频550Hz轨道电路信号，当钢轨短路电流为A0＝113mA时，机车信号接收线圈感应电压值为B0＝15.9±1.2mV。关闭环线发码箱，调整发码器发送的轨道电路信号幅值，使得机车信号接收线圈感应电压值同样为B0，记录下此时发码块轨道电路信号幅值C0。调整接收线圈安装高度H和钢轨短路电流C，重复上述步骤，测试多组数据，从而建立起移频550Hz下接收线圈安装高度H，发码器轨道电路信号幅值C与钢轨短路电流A之间的关系。

步骤五，遥控装置的控制器读取按键，设置轨道电路信号的制式、低频、载频、幅值，并将其通过无线通信单元发送至发码器的无线通信单元，发码器的无线通信单元收到指令后，将指令传送给发码器的控制器，控制器控制轨道电路信号发码模块发送指定制式、低频、载频、幅值的轨道电路信号。

步骤六，根据机车信号接收线圈的安装高度和轨道电路信号的幅值，确定等效的钢轨短路电流，并在显示屏上面进行显示。

具体地，如图5所示，调整发码器所发送轨道电路信号的幅值(时间)，根据机车信号设备上灯的临界点，确定机车信号电流灵敏度，并判断其是否在标准范围之内，若电流灵敏度在预设标准范围，则表示该机车行车安全，若不在，则表示该机车灵敏度过高容易造成车载主机易受干扰信号影响，可能导致机车信号误动作。

实施例二：如图6所示，使用手机APP作为遥控装置，测试机车信号电流灵敏度。

步骤一，手机APP和发码器的控制器之间通过各自的无线通信单元建立通信。

具体地，发码器的无线通信单元采用蓝牙模块，上电后蓝牙模块向外广播自身信息，手机打开APP，开启蓝牙，搜索发码器的蓝牙信号，根据发码器的蓝牙名称选择需要连接的发码器，发送连接请求，发码器的蓝牙模块收到连接请求后做出回复，从而建立连接，实现蓝牙无线通信。

步骤二，将发码器放置在机车信号接收线圈附近下部的钢轨上，机车信号接收线圈位于发码器轨道电路信号发码模块发送天线的发送范围内；

步骤三，发码器的控制器使用测距模块测量机车信号接收线圈的安装高度H。

步骤四，量化移频550Hz下，幅值和接收线圈安装高度与钢轨短路电流之间的函数关系，方法与上述一致。

步骤五，手机APP设置轨道电路信号的制式、低频、载频、幅值，并将其通过蓝牙发送至发码器的蓝牙无线通信单元，发码器的蓝牙无线通信单元收到指令后，将指令传送给发码器的控制器，控制器控制轨道电路信号发码模块发送指定制式、低频、载频、幅值的轨道电路信号。

步骤六，根据机车信号接收线圈的安装高度和轨道电路信号的幅值，确定等效的钢轨短路电流，并在显示屏上面进行显示。

具体地，如图5所示，调整发码器所发送轨道电路信号的幅值，根据机车信号设备上灯的临界点，确定机车信号电流灵敏度，并判断其是否在标准范围之内，若电流灵敏度在预设标准范围，则表示该机车行车安全，若不在，则表示该机车灵敏度过高容易造成车载主机易受干扰信号影响，可能导致机车信号误动作。

综上，本发明实施例提出的机车信号设备电流灵敏度测试方法，通过无线通信模块使遥控装置和发码器通信，将发码器放置于一个机车信号接收线圈下部的钢轨上后，检测人员在机车内使用遥控装置控制发码器发送模拟的轨道信号，不断调整发码幅值，根据机车信号设备上灯情况确定机车信号的电流灵敏度，一人即可完成作业，一次布置即可完成检测，无需将机车信号设备从车上取下进行测试，可实现在车检测，提高了作业效率；同时，发码器体积小，重量轻，检测人员操作布置十分方便。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。