一种跨座式单轨道岔冗余控制系统的故障监测系统

技术领域

本发明涉及轨道交通设备故障监测技术领域，尤其涉及一种跨座式单轨道岔冗余控制系统的故障监测系统。

背景技术

轻轨是城市轨道交通的重要组成部分，对于相对高差较大、坡多弯急、人口密集、交通拥挤的城市来说，轻轨能够很好地解决交通拥挤的问题。特别是跨座式单轨道岔交通轻轨，更能适应于现代城市的交通状况，因此，以跨座式单轨交通为主要形式的轻轨交通已成为城市人们出行的重要交通工具。

跨座式单轨道岔是跨座式单轨交通的三大关键技术之一，是单轨列车编组、折返和行车组织的关键设备。跨座式单轨道岔主要包括多个通过关节连接器依次连接的道岔梁、驱动道岔梁转辙的转辙机构、锁定道岔梁和解锁道岔梁的锁定机构，道岔梁固定安装在移动台车上，移动台车可滑动地设置在安装底板的走行轨上，安装底板固定安装在地面，道岔梁需要转辙时，锁定机构将道岔梁从安装底板上解锁，道岔梁转辙到位后，锁定机构将道岔梁锁定在安装底板上。跨座式单轨道岔通常具有多个工作位置，在跨座式单轨道岔的运行过程中，需要对跨座式单轨道岔的解锁、转辙和锁定进行控制。

现有跨座式单轨道岔设备的控制系统通常采用继电器逻辑控制系统，由继电器控制道岔完成给定(控制指令的生成)、解锁、转辙、锁定和表示(输出并显示各器件的状态信号)的整个过程，PLC只起设备状态辅助监测作用，未参与控制。由于现有的跨座式单轨道岔控制系统的主要控制方式采用继电器逻辑控制，元器件、线路和节点众多，控制系统复杂，且各个控制部件均为单一设置，不具备冗余功能，由于每一个元件、线路或节点都有发生故障的潜在可能，因此现有的道岔控制系统故障点位多，故障率高，一旦控制系统中的某个控制部件、线路或节点发生故障，整个控制系统就无法工作，导致系统的可靠性和稳定性较差，从而直接影响到跨座式单轨交通的运营安全和通行效率。

另外，现有的跨座式单轨道岔设备的控制系统没有故障监测功能，因此，对于跨座式单轨道岔设备及其控制系统的运行状态无法实施全面、可靠的监测。当跨座式单轨道岔及其控制系统发生故障时，维护管理人员想要查看故障情况，就必须进入跨座式单轨道岔的设备现场进行检测，因而不能及时、全面地对道岔设备故障及道岔设备的控制系统故障进行查看、分析和汇总，导致道岔设备的维护管理效率低。

综上所述，如何保证跨座式单轨道岔运行的可靠性，并对跨座式单轨道岔及其控制系统进行及时、全面的监测，是本领域目前亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种跨座式单轨道岔冗余控制系统的故障监测系统，能够在保证跨座式单轨道岔运行的可靠性的同时，对跨座式单轨道岔及其控制系统进行及时、全面的监测。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种跨座式单轨道岔冗余控制系统的故障监测系统，所述跨座式单轨道岔包括通过关节连接器依次连接的多个道岔梁、转辙机构、锁定机构；

所述冗余控制系统包括冗余供电单元、操控单元、冗余输入接口模块、双路冗余PLC控制单元、冗余输出接口模块、信号开关单元、道岔梁驱动单元和信号监测单元，所述操控单元、冗余输入接口模块、双路冗余PLC控制单元、冗余输出接口模块、信号开关单元和道岔梁驱动单元依次通信连接，所述信号监测单元的信号输出端通过所述冗余输入接口模块与所述双路冗余PLC控制单元通信连接，其中，

所述信号开关单元包括转辙继电器、锁定/解锁继电器、转辙接触器和锁定/解锁接触器；

所述信号监测单元用于监测锁定机构、转辙机构、道岔梁驱动单元以及信号开关单元中的各接触器和继电器的工作状态信号，并将监测到的工作状态信号通过所述冗余输入接口模块传输至双路冗余PLC控制单元；

所述冗余供电单元用于为所述冗余控制系统供电；

所述操控单元用于响应用户操作输出相应的控制指令，并将所述控制指令通过所述冗余输入接口模块传输至所述双路冗余PLC控制单元；

所述双路冗余PLC控制单元用于根据所述控制指令和/或所述信号监测单元监测到的工作状态信号输出相应的控制信号，并将所述控制信号通过所述冗余输出接口模块传输至所述信号开关单元；

所述信号开关单元用于根据所述控制信号控制所述道岔梁驱动单元的工作状态；

所述道岔梁驱动单元用于在所述信号开关单元的控制下驱动所述转辙机构、锁定机构工作，以实现对所述道岔梁解锁、转辙和锁定的控制；

所述故障监测系统包括故障检测模块和监测信号展示模块，所述故障检测模块的信号输入端与所述冗余控制系统的双路冗余PLC控制单元通信连接，所述故障检测模块的信号输出端与所述监测信号展示模块连接，其中，

所述故障检测模块，用于从所述双路冗余PLC控制单元获取所述信号监测单元监测到的工作状态信号以及所述双路冗余PLC控制单元输出的控制信号，对所述信号监测单元监测到的工作状态信号和双路冗余PLC控制单元输出的控制信号进行分析处理得到检测数据，并基于所述检测数据输出相应的故障信息至所述监测信号展示模块，以通过所述监测信号展示模块实时展示所述故障信息。

优选地，所述故障检测模块包括：

过程检测单元，其用于检测跨座式单轨道岔的整个运转过程所包含的各个子过程是否异常，其中，所述整个运转过程所包含的各个子过程为将道岔的给定-解锁-转辙-锁定-表示整个过程按照指令或器件动作的先后顺序分解得到；

状态检测单元，其用于检测跨座式单轨道岔的各行程开关和各继电器的状态是否异常；

接触器误动作检测单元，其用于检测跨座式单轨道岔的各接触器在没有相应动作指令时是否误动作；

接触器缓放检测单元，其用于检测跨座式单轨道岔的各接触器在线圈断电时其触点是否存在缓慢释放现象；以及

数据测量单元，其用于测量跨座式单轨道岔的维护作业中所需的各种运行数据。

优选地，

所述过程检测单元在执行检测跨座式单轨道岔的整个运转过程所包含的各个子过程是否异常时具体用于：

检测每一个子过程从开始到结束的时间得到每个子过程用时；

根据每个子过程用时和预先设定的对应的子过程用时阈值来判断每个子过程异常程度；

根据判断得到的每个子过程的异常程度输出对应的故障代码和控制信号。

优选地，

所述状态检测单元在执行检测跨座式单轨道岔的各行程开关和各继电器的状态是否异常时具体用于：

解锁到位时检测锁定行程开关是否复位，未复位则输出相应故障代码；

锁定到位时检测解锁行程开关是否复位，未复位则输出相应故障代码；

曲臂在N位时检测R位行程开关是否复位，未复位则输出相应故障代码；

曲臂在R位时检测N位行程开关是否复位，未复位则输出相应故障代码；

道岔梁在N位时检测R位行程开关是否复位，未复位则输出相应故障代码；

道岔梁在R位时检测N位行程开关是否复位，未复位则输出相应故障代码；

检测到热继电器、防雷保护器、相序继电器动作则输出相应故障代码。

优选地，

所述接触器误动作检测单元在执行检测跨座式单轨道岔的各接触器在没有相应动作指令时是否误动作时具体用于：

在接触器没有相应动作指令时，判断该接触器是否处于缓放检测过程中，如果该接触器处于缓放检测过程中，则不执行误动作检测，如果该接触器未处于缓放检测过程中，则检测该接触器的触点是否存在误动作，如果存在，则输出相应的误动作故障代码。

优选地，

所述接触器缓放检测单元在执行检测跨座式单轨道岔的各接触器在线圈断电时其触点是否存在缓慢释放现象时具体用于：

检测跨座式单轨道岔的各接触器从其线圈控制指令断开到其触点断开所用的时间，得到各接触器的缓放用时；

根据各接触器的缓放用时和预先设定的对应的缓放用时阈值来判断各个接触器的缓放异常程度；

根据判断得到的各个接触器的缓放异常程度输出对应的故障代码和控制信号。

优选地，

所述数据测量单元在执行测量跨座式单轨道岔的维护作业中所需的各种运行数据时具体用于：

通过数据测量程序自动、实时进行时间测量、温湿度测量和电机运行参数测量，并根据测量结果输出相应的故障代码和控制信号，其中，

所述时间测量包括：测量道岔维护作业中需要的总转辙时间、每个锁定机构解锁时间、总解锁时间、臂转辙时间、梁转辙时间、每个锁定机构锁定时间和总锁定时间；

所述温湿度测量包括：测量控制柜内的温度和湿度；

所述电机运行参数测量包括：测量各电机的电压、电流和转速。

优选地，

所述双路冗余PLC控制单元包括双路冗余PLC主站系统和双路冗余PLC从站系统，所述双路冗余PLC主站系统通过Profibus总线与所述双路冗余PLC从站系统冗余通信连接，所述操控单元和信号开关单元分别与所述双路冗余PLC从站系统通信连接；

所述双路冗余PLC主站系统包括配置相同的第一PLC主站和第二PLC主站，所述第一PLC主站和第二PLC主站通过同步光纤冗余通信连接；

所述双路冗余PLC从站系统包括配置相同的第一PLC从站和第二PLC从站，所述第一PLC从站和第二PLC从站通过Profibus总线冗余通信连接。

优选地，

所述第一PLC主站包括第一主站电源模块和第一主站CPU模块，所述第一主站电源模块和第一主站CPU模块通过第一主站背板总线通信连接；

所述第二PLC主站包括第二主站电源模块和第二主站CPU模块，所述第二主站电源模块和第二主站CPU模块通过第二主站背板总线通信连接；

所述第一主站CPU模块和第二主站CPU模块通过同步光纤冗余通信连接；

所述第一PLC从站包括第一从站电源模块、第一从站接口模块、第一信号输入模块和第一信号输出模块，所述第一从站电源模块、第一从站接口模块、第一信号输入模块和第一信号输出模块通过第一从站背板总线通信连接；

所述第二PLC从站包括第二从站电源模块、第二从站接口模块、第二信号输入模块和第二信号输出模块，所述第二从站电源模块、第二从站接口模块、第二信号输入模块和第二信号输出模块通过第二从站背板总线通信连接；

所述第一主站CPU模块、第二主站CPU模块分别通过Profibus总线与第一从站接口模块、第二从站接口模块冗余通信连接；

所述第一信号输入模块通过所述第一从站背板总线与第一从站接口模块冗余通信连接，所述第一信号输出模块通过所述第一从站背板总线与第一从站接口模块冗余通信连接；

所述第二信号输入模块通过所述第二从站背板总线与第二从站接口模块冗余通信连接，所述第二信号输出模块通过所述第二从站背板总线与第二从站接口模块冗余通信连接；

所述第一信号输入模块和第二信号输入模块分别通过所述冗余输入接口模块与所述操控单元通信连接；

所述第一信号输出模块和第二信号输出模块分别通过所述冗余输出接口模块与所述信号开关单元通信连接。

优选地，所述冗余供电单元包括三相电源模块、第一隔离变压器、第二隔离变压器、第一电源转换模块、第二电源转换模块、冗余供电切换模块、正常驱动电源接口、应急操作电源接口和应急驱动电源接口，其中，

所述第一隔离变压器的初级线圈、第二隔离变压器的初级线圈、正常驱动电源接口和应急驱动电源接口分别与所述三相电源模块的输出端连接，所述第一隔离变压器的次级线圈与所述应急操作电源接口连接，所述第一电源转换模块的输入端和第二电源转换模块的输入端分别与所述第二隔离变压器的次级线圈连接，所述第一电源转换模块的输出端和第二电源转换模块的输出端分别与所述冗余供电切换模块的输入端连接。

本发明的有益效果：

本发明通过冗余供电单元、操控单元、双路冗余PLC控制单元、信号开关单元、道岔梁驱动单元和信号监测单元的配合构建的冗余控制系统能够实现对跨座式单轨道岔的给定、解锁、转辙、锁定和表示的全过程自动控制，道岔控制系统的主要控制部件采用双路冗余PLC控制单元实现冗余控制，且道岔控制系统的主要控制部件的供电采用冗余供电方式进行供电，相对于现有的采用继电器逻辑控制的跨座式单轨道岔控制系统，元器件、线路和节点大大减少，道岔控制系统硬件架构更加简单，有效减少故障点位，故障率大大降低，道岔控制系统可靠性和稳定性大大提高，有效保证跨座式单轨道岔运行的可靠性的；同时，本发明通过故障检测模块来对信号监测单元监测到的工作状态信号和双路冗余PLC控制单元输出的控制信号进行分析处理得到检测数据，并根据检测数据输出相应的故障信息至监测信号展示模块，通过监测信号展示模块实时展示故障信息，实现了对跨座式单轨道岔及其控制系统的及时、全面的监测。

本发明的附加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

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是本发明一实施例中故障监测系统的原理框图；

图2是本发明一实施例中故障检测程序流程图；

图3是本发明一实施例中过程检测程序流程图；

图4是本发明一实施例中状态检测程序流程图；

图5是本发明一实施例中接触器误动作检测程序流程图；

图6是本发明一实施例中接触器缓放检测程序流程图；

图7是本发明一实施例中数据测量程序流程图；

图8是本发明一具体实例中双路冗余PLC控制单元的电路原理图。

图9是本发明一具体实例中冗余供电单元的原理框图；

图10是本发明一具体实例中冗余供电单元的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1-10所示，本发明实施例提供一种跨座式单轨道岔冗余控制系统10的故障监测系统20。

该跨座式单轨道岔包括通过关节连接器依次连接的多个道岔梁(一般为4个或5个)、转辙机构、锁定机构。需要说明的是，跨座式单轨道岔的具体结构属于现有技术，在此不再赘述。

如图1所示，本实施例中，冗余控制系统10包括冗余供电单元1、操控单元2、冗余输入接口模块3、双路冗余PLC控制单元4、冗余输出接口模块5、信号开关单元6、道岔梁驱动单元7和信号监测单元8，操控单元2、冗余输入接口模块3、双路冗余PLC控制单元4、冗余输出接口模块5、信号开关单元6和道岔梁驱动单元7依次通信连接，信号监测单元8的信号输出端通过冗余输入接口模块3与双路冗余PLC控制单元4通信连接，其中，

信号开关单元6包括转辙继电器61、锁定/解锁继电器62、转辙接触器63和锁定/解锁接触器64；

信号监测单元8用于监测锁定机构、转辙机构、道岔梁驱动单元7以及信号开关单元6中的各接触器和继电器的工作状态信号，并将监测到的工作状态信号通过冗余输入接口模块3传输至双路冗余PLC控制单元4；

冗余供电单元1用于为冗余控制系统10供电；

操控单元2用于响应用户操作输出相应的控制指令，并将控制指令通过冗余输入接口模块3传输至双路冗余PLC控制单元4；

双路冗余PLC控制单元4用于根据控制指令和/或信号监测单元8监测到的工作状态信号输出相应的控制信号，并将控制信号通过冗余输出接口模块5传输至信号开关单元6；

信号开关单元6用于根据控制信号控制道岔梁驱动单元7的工作状态；

道岔梁驱动单元7用于在信号开关单元6的控制下驱动转辙机构、锁定机构工作，以实现对道岔梁解锁、转辙和锁定的控制；

故障监测系统20包括故障检测模块201和监测信号展示模块202，故障检测模块201的信号输入端与冗余控制系统10的双路冗余PLC控制单元4通信连接，故障检测模块201的信号输出端与监测信号展示模块202连接，其中，

故障检测模块201，用于从双路冗余PLC控制单元4获取信号监测单元8监测到的工作状态信号以及双路冗余PLC控制单元4输出的控制信号，对信号监测单元8监测到的工作状态信号和双路冗余PLC控制单元4输出的控制信号进行分析处理得到检测数据，并基于检测数据输出相应的故障信息至监测信号展示模块202，以通过监测信号展示模块202实时展示故障信息。

具体地，本实施例中，冗余输入接口模块3用于把接收到的控制指令分配到双路冗余PLC控制单元4的一对PLC，冗余输出接口模块5用于将双路冗余PLC控制单元4的一对PLC的对应输出连接到一起后再传输至信号开关单元6。冗余输入接口模块3和冗余输出接口模块5的设置便于系统接线，也使系统接线更加规范，同时也对系统中线路节点起到一定的保护作用。

具体地，本实施例中转辙继电器61和锁定/解锁继电器62的信号输入端分别与冗余输出接口模块5连接；

转辙继电器61的信号输出端与转辙接触器63的信号输入端连接，转辙接触器63的控制端与转辙驱动电机71的信号输入端连接；

锁定/解锁继电器62的信号输出端与锁定/解锁接触器64的信号输入端连接，锁定/解锁接触器64的控制端与锁定/解锁驱动电机72的信号输入端连接。

需要说明的是，转辙继电器61、锁定/解锁继电器62、转辙接触器63和锁定/解锁接触器64的数量均不限于一个，其数量根据道岔类型来确定，不同类型的道岔的锁定机构数量和转辙机构数量不同，因此，不同道岔的转辙驱动电机71和锁定/解锁驱动电机72的数量不同，对应的用于驱动转辙驱动电机71的转辙继电器61、转辙接触器63和用于驱动锁定/解锁驱动电机72的锁定/解锁继电器62、锁定/解锁接触器64的数量也不同。

本实施例中，信号开关单元6通过继电器+接触器实现，双路冗余PLC控制单元4的控制信号控制继电器的输出，通过继电器输出的小电流控制接触器的大电流，通过接触器驱动大电流的电机工作。

本实施例中，转辙继电器61和锁定/解锁继电器62采用固态继电器，相比于现有的道岔控制系统中采用的中间继电器，其具有寿命高、灵敏度高、转换快速、电磁干扰小等特点，且能够实现输入和输出的可靠隔离。

冗余控制系统10中，操控单元2根据用户操作生成相应的控制指令，并通过冗余输入接口模块3传输至双路冗余PLC控制单元4，或者操控单元2根据预设的控制程序输出相应的控制指令，并通过冗余输入接口模块3传输至双路冗余PLC控制单元4，双路冗余PLC控制单元4根据控制指令和/或信号监测单元8监测到的工作状态信号输出相应的控制信号至冗余输出接口模块5，控制信号经冗余输出接口模块5传输至信号开关单元6，信号开关单元6根据控制信号控制道岔梁驱动单元7的工作状态(启动或停止)，道岔梁驱动单元7在信号开关单元6的控制信号的控制下驱动转辙机构、锁定机构工作，从而实现对道岔梁解锁、转辙和锁定的控制。

本实施例的跨座式单轨道岔冗余控制系统10的故障监测系统20的工作原理如下：

道岔工作过程中，通过故障检测模块201从双路冗余PLC控制单元4获取信号监测单元8监测到的工作状态信号以及双路冗余PLC控制单元4输出的控制信号，对信号监测单元8监测到的工作状态信号和双路冗余PLC控制单元4输出的控制信号进行分析处理得到检测数据，并基于检测数据输出相应的故障信息至监测信号展示模块202，接着通过监测信号展示模块202实时展示故障信息，从而在保证跨座式单轨道岔运行的可靠性的同时，对跨座式单轨道岔及其控制系统进行及时、全面的监测。

本实施例通过冗余供电单元1、操控单元2、双路冗余PLC控制单元4、信号开关单元6、道岔梁驱动单元7和信号监测单元8的配合构建的冗余控制系统10能够实现对跨座式单轨道岔的给定、解锁、转辙、锁定和表示的全过程自动控制，道岔控制系统的主要控制部件采用双路冗余PLC控制单元4实现冗余控制，且道岔控制系统的主要控制部件的供电采用冗余供电方式进行供电，相对于现有的采用继电器逻辑控制的跨座式单轨道岔控制系统，元器件、线路和节点大大减少，道岔控制系统硬件架构更加简单，有效减少故障点位，故障率大大降低，道岔控制系统可靠性和稳定性大大提高，有效保证跨座式单轨道岔运行的可靠性的；同时，本发明通过故障检测模块201来对信号监测单元8监测到的工作状态信号和双路冗余PLC控制单元4输出的控制信号进行分析处理得到检测数据，并根据检测数据输出相应的故障信息至监测信号展示模块202，通过监测信号展示模块202实时展示故障信息，实现了对跨座式单轨道岔及其控制系统的及时、全面的监测。

本实施例中的信号监测单元8主要用于监测锁定机构、转辙机构和道岔梁驱动单元7的工作状态信号，监测到的工作状态信号传输至双路冗余PLC控制单元4，以便双路冗余PLC控制单元4更加准确可靠地对锁定机构、转辙机构和道岔梁驱动单元7的工作状态进行控制。

具体地，信号监测单元8可以包括用于检测锁定机构的解锁到位信号的解锁检测传感器、检测锁定机构的锁定到位信号的锁定检测传感器、用于检测转辙机构的转辙到位信号的转辙检测传感器、用于检测道岔梁在转辙过程中的位移信号的位移检测传感器、用于检测道岔梁驱动单元7中各驱动电机的电压电流的电压传感器和电流传感器，以及检测单轨道岔所在位置的环境温度和湿度信号的温湿度传感器。

通过解锁检测传感器和锁定检测传感器来分别检测道岔梁是否解锁/锁定到位，通过转辙检测传感器来检测道岔梁是否转辙到位，通过位移检测传感器来检测道岔梁在转辙过程中的位移的多少，以便实时了解道岔梁的转辙情况。另外，通过电流传感器和电压传感器来检测电机的工作电流和工作电压，从而便于用户判断电机是否工作正常；通过温湿度检测传感器来检测单轨道岔的控制系统的控制柜内部环境温度和湿度信号，从而便于用户更好地了解单轨道岔各电气部件的工作环境，从而更科学地规划和实施设备检修和维护计划。

在其他一些实施例中，信号监测单元8还可以包括用于监测信号开关单元6中的接触器和继电器的工作状态信号的触点开闭监测电路，监测到的信号开关单元6中的接触器和继电器的工作状态信号用来判断接触器和继电器的工作状态是否正常，以便于准确可靠地控制其工作状态和进行故障判断。

根据跨座式单轨道岔的工作原理，可以理解，只有在解锁到位的情况下，才自动触发或手动执行道岔梁的转辙操作，只有在道岔梁转辙到位的情况下，才自动触发或手动执行道岔梁的锁定操作，只有在锁定到位的情况下，才输出相应的可通车指示。

具体地，在本实施例中，解锁检测传感器、锁定检测传感器和转辙检测传感器均采用行程开关，位移检测传感器采用红外对射式距离传感器。

如图1所示，在一个实施例中，操控单元2包括集中操控中心21和现场操控模块22，集中操控中心21和现场操控模块22分别通过冗余输入接口模块3与双路冗余PLC控制单元4通信连接。

具体地，集中操控中心21是能够对轨道交通的各运行线路的各个跨座式单轨道岔进行集中控制的控制室，其通过有线或无线通信方式与冗余输入接口模块3远程通信连接，再经冗余输入接口模块3与双路冗余PLC控制单元4远程通信连接实现控制指令的远程传输，从而实现对各个跨座式单轨道岔的控制和监测，现场操控模块22安装在各个跨座式单轨道岔所在地现场的控制柜内，便于用户根据需要(例如集中操控中心21的通信线路出现故障无法远程控制时或道岔设备出现故障需要手动控制以便检修维护时)在现场对各个跨座式单轨道岔的道岔梁的解锁、转辙和锁定进行控制。

具体地，集中操控中心21和现场操控模块22均可以包括用于接收用户操作的多个控制按钮，例如解锁控制按钮、转辙控制按钮、锁定控制按钮等。

在一个实施例中，冗余控制系统10还包括应急控制单元11，应急控制单元11包括应急操作开关模块111和应急控制接触器112，应急操作开关模块111与应急控制接触器112的信号输入端连接，应急控制接触器112的控制端与道岔梁驱动单元7的信号输入端连接。

应急控制单元11的设置，便于在集中操控和现场操控均失灵或出现紧急情况需要对跨座式单轨道岔进行应急操控时对对应的跨座式单轨道岔进行控制。为了实现应急控制，应急控制单元11的应急操作开关模块111直接通过应急控制接触器112与道岔梁驱动单元7连接，通过应急操作开关模块111控制应急控制接触器112的动作直接对道岔梁驱动单元7进行控制，从而实现道岔梁的应急解锁、转辙和锁定，进一步保障跨座式单轨道岔的安全、可靠运行。

具体地，应急操作开关模块111可以包括用于接受用户操作的多个应急控制按钮，例如应急解锁控制按钮、应急转辙控制按钮、应急锁定控制按钮等。

如图1所示，在一个实施例中，道岔梁驱动单元7包括用于驱动转辙机构的转辙驱动电机71和用于驱动锁定机构的锁定/解锁驱动电机72，转辙驱动电机71和锁定/解锁驱动电机72分别与信号开关单元6的控制端连接。

本实施例中，转辙机构通过转辙驱动电机71来驱动，通过控制转辙驱动电机71的正反转及不同的转动圈数来实现不同工作位置的转辙，锁定机构通过同一个锁定/解锁驱动电机72的正反转来驱动从而实现对道岔梁的解锁和锁定。

在一个实施例中，双路冗余PLC控制单元4包括双路冗余PLC主站系统和双路冗余PLC从站系统，双路冗余PLC主站系统通过Profibus总线与双路冗余PLC从站系统冗余通信连接，操控单元2和信号开关单元6分别与双路冗余PLC从站系统通信连接。

由于现场的输入信号和需要控制的目标对象较多，而PLC的输入输出触点有限，本实施例的双路冗余PLC控制单元4采用双路冗余PLC主站系统+双路冗余PLC从站系统的方式实现，双路冗余PLC从站系统主要负责建立现场设备与双路冗余PLC主站系统之间的通讯通道，并实现对现场设备的信号采集和控制，双路冗余PLC主站系统负责从双路冗余PLC从站系统采集信号并进行信号处理，输出对应的控制信号给双路冗余PLC从站系统。

在一个实施例中，双路冗余PLC主站系统包括配置相同的第一PLC主站和第二PLC主站，第一PLC主站和第二PLC主站通过同步光纤冗余通信连接；

双路冗余PLC从站系统包括配置相同的第一PLC从站和第二PLC从站，第一PLC从站和第二PLC从站通过Profibus总线冗余通信连接。

本实施例中，PLC主站和PLC从站均采用冗余PLC控制，当其中一个PLC主站或从站发生故障时，两套PLC自动无缝切换，不中断道岔设备运转，不影响轨道交通运营，极大的提高了可靠性。

在一个实施例中，

第一PLC主站包括第一主站电源模块和第一主站CPU模块，第一主站电源模块和第一主站CPU模块通过第一主站背板总线通信连接；

第二PLC主站包括第二主站电源模块和第二主站CPU模块，第二主站电源模块和第二主站CPU模块通过第二主站背板总线通信连接；

第一主站CPU模块和第二主站CPU模块通过同步光纤冗余通信连接。

在一个实施例中，

第一PLC从站包括第一从站电源模块、第一从站接口模块、第一信号输入模块和第一信号输出模块，第一从站电源模块、第一从站接口模块、第一信号输入模块和第一信号输出模块通过第一从站背板总线通信连接；

第二PLC从站包括第二从站电源模块、第二从站接口模块、第二信号输入模块和第二信号输出模块，第二从站电源模块、第二从站接口模块、第二信号输入模块和第二信号输出模块通过第二从站背板总线通信连接；

第一主站CPU模块、第二主站CPU模块分别通过Profibus总线与第一从站接口模块、第二从站接口模块冗余通信连接；

第一信号输入模块通过第一从站背板总线与第一从站接口模块冗余通信连接，第一信号输出模块通过第一从站背板总线与第一从站接口模块冗余通信连接；

第二信号输入模块通过第二从站背板总线与第二从站接口模块冗余通信连接，第二信号输出模块通过第二从站背板总线与第二从站接口模块冗余通信连接；

第一信号输入模块和第二信号输入模块分别通过冗余输入接口模块3与操控单元2通信连接；

第一信号输出模块和第二信号输出模块分别通过冗余输出接口模块5与信号开关单元6通信连接。

如图8所示，在一个实施例中，第一、第二主站电源模块(图中P1，P3)采用西门子PS407 4A电源模块，第一、第二主站CPU模块(图中P2，P4)采用西门子CPU412-5H模块，第一、第二从站电源模块(图中P5，P13)采用西门子PS307 5A电源模块，第一、第二从站接口模块(P6、P7，P14、P15，其中，P6、P7为一个PLC从站中冗余设置的两个从站接口模块，P14、P15为另一个PLC从站中冗余设置的两个从站接口模块)均采用西门子IM153-2接口模块，第一、第二信号输入模块采用SM321 DI16输入模块(P9～P12和P17～P20分别为两个PLC从站的信号输入模块)，第一、第二信号输出模块采用西门子SM322DO16输出模块(P8、P16分别为两个PLC从站的信号输出模块)。

如图9所示，在一个实施例中，冗余供电单元1包括三相电源模块101、第一隔离变压器102、第二隔离变压器103、第一电源转换模块104、第二电源转换模块105、冗余供电切换模块106、正常驱动电源接口107、应急操作电源接口108和应急驱动电源接口109，其中，

第一隔离变压器102的初级线圈、第二隔离变压器103的初级线圈、正常驱动电源接口107和应急驱动电源接口109分别与三相电源模块101的输出端连接，第一隔离变压器102的次级线圈通过应急操作电源接口108与应急操作开关模块111连接，第一电源转换模块104的输入端和第二电源转换模块105的输入端分别与第二隔离变压器103的次级线圈连接，第一电源转换模块104的输出端和第二电源转换模块105的输出端分别与冗余供电切换模块106的输入端连接，应急驱动电源接口109与应急控制接触器112连接，正常驱动电源接口107与信号开关单元6连接。

具体地，三相电源模块101用于将外部的三相交流电接入该控制系统；

第一隔离变压器102用于将380V交流电转换为220V交流电后通过应急操作电源接口108为应急操作开关模块111供电；

第二隔离变压器103用于将380V交流电转换为220V交流电后为第一电源转换模块104的输入端和第二电源转换模块105供电；

第一电源转换模块104和第二电源转换模块105为冗余设置的直流供电模块，其用于将220V交流电转换为双路冗余PLC控制单元4及其他直流用电设备工作所需的24V直流电；

冗余供电切换模块106用于实现双电源自动切换，使第一电源转换模块104和第二电源转换模块105的其中一个处于工作状态为PLC等直流用电设备供电；

应急驱动电源接口109用于为应急控制接触器112提供380V交流电，以通过应急控制接触器112控制道岔梁驱动单元7的应急供电；

正常驱动电源接口107用于为信号开关单元6提供380V交流电，以通过信号开关单元6控制道岔梁驱动单元7的正常供电。

如图10所示，K24a和k24b分别为第一电源转换模块104和第二电源转换模块105，DYRY电源冗余模块为冗余供电切换模块106，BYQem为第一隔离变压器102，BYQ为第二隔离变压器103。

在一个实施例中，故障检测模块201包括：

过程检测单元2011，其用于检测跨座式单轨道岔的整个运转过程所包含的各个子过程是否异常，其中，整个运转过程所包含的各个子过程为将道岔的给定-解锁-转辙-锁定-表示整个过程按照指令或器件动作的先后顺序分解得到；

状态检测单元2012，其用于检测跨座式单轨道岔的各行程开关和各继电器的状态是否异常；

接触器误动作检测单元2013，其用于检测跨座式单轨道岔的各接触器在没有相应动作指令时是否误动作；

接触器缓放检测单元2014，其用于检测跨座式单轨道岔的各接触器在线圈断电时其触点是否存在缓慢释放现象；以及

数据测量单元2015，其用于测量跨座式单轨道岔的维护作业中所需的各种运行数据。

在本实施例中，故障检测模块201的功能通过故障检测程序实现，该故障检测程序的执行流程如图2所示的故障检测程序流程图所示，故障检测模块201的各个子功能的程序并行执行。

可以理解，故障检测模块201中实现各个子功能的功能单元(过程检测单元2011，状态检测单元2012，接触器误动作检测单元2013，接触器缓放检测单元2014和数据测量单元2015)同样通过相应的计算机程序实现，其中，过程检测程序流程如图3所示，状态检测程序流程如图4所示，接触器误动作检测程序流程如图5所示，接触器缓放检测程序流程如图6所示，数据测量程序流程如图7所示。

在一个实施例中，过程检测单元2011在执行检测跨座式单轨道岔的整个运转过程所包含的各个子过程是否异常时具体用于：

检测每一个子过程从开始到结束的时间得到每个子过程用时；

根据每个子过程用时和预先设定的对应的子过程用时阈值来判断每个子过程异常程度；

根据判断得到的每个子过程的异常程度输出对应的故障代码和控制信号。

具体地，检测道岔整个运转过程中的每一个小过程是否异常时，将道岔“给定-解锁-转辙-锁定-表示”的整个过程按指令或器件动作的先后顺序分解成若干个小过程，检测每一个小过程从开始到结束的时间，然后根据用时情况来判断过程异常程度并做不同处理。轻微异常报警告代码，不断开给定指令，道岔继续运转。严重异常报故障代码，断开给定指令，道岔停止运转。由于道岔运转过程中发生异常，一定是某一个或几个小过程发生了异常导致，因此将这些小过程分解得越细、越多、越小就越能准确地反映出具体的故障点位或回路。本系统将道岔整个运转过程分解成了130+个小过程进行检测，在实际应用中，这种过程检测方法对道岔设备运转过程的故障分析和处置非常有效、快速且准确。

本实施例中，以单开道岔为例，过程检测程序流程如图3所示，过程检测程序逻辑如下：

道岔每次转辙开始，即给定N位(定位)或R位(反位)时首先复位过程检测数据，然后接通N位或R位给定保持标志，直到有N位或R表示、检测总超时或故障时才切断N位或R位给定保持标志，接着用N位或R位给定保持标志启动过程检测计时器(时基1MS，计时20S，道岔实际转辙时间为15S内)，当N位或R位保持标志断开时复位过程检测计时器，然后检测每一个小过程从开始到结束所用的时间，最后根据用时情况来判断过程异常程度并做不同处理，轻微异常报警告，道岔继续运转，严重异常报故障，道岔停止运转。由于每一个小过程的正常用时不一样，因此其过程检测的警告和故障标准也不同。

如图3所示，过程检测程序中每个子过程异常程度的判断过程，以及根据判断得到的每个子过程的异常程度输出对应的故障代码和控制信号的过程如下：

向转N位转辙的解锁时解锁接触器动作检测，即检测从解锁指令形成到每一个解锁接触器动作用时，用时0.6～1.0S报警告，超过1.0S报故障；解锁时锁定行程开关脱开检测，即检测从解锁接触器动作到其对应锁定行程开关脱开用时，用时0.6～1.0S报警告，超过1.0S报故障；解锁时解锁行程开关接通检测，即检测从解锁接触器动作到其对应解锁行程开关接通用时，用时1.8～2.3S报警告，超过2.3S报故障；转N位时N位转辙接触器动作检测，即检测从N位转辙指令形成到N位接触器动作用时，用时0.6～1.0S报警告，超过1.0S报故障；转N位时曲臂R位行程开关脱开检测，即检测从N位接触器动作到曲臂R位行程开关脱开用时，用时1.0～1.5S报警告，超过1.5S报故障；转N位时道岔梁R位行程开关脱开检测，即检测从N位接触器动作到道岔梁R位行程开关脱开用时，用时1.0～1.5S报警告，超过1.5S报故障；转N位时曲臂N位行程开关接通检测，即检测从N位接触器动作到曲臂N位行程开关接通用时，用时8.0～9.0S报警告，超过9.0S报故障；转N位时道岔梁N位行程开关接通检测，即检测从N位接触器动作到道岔梁N位行程开关接通用时，用时8.0～9.0S报警告，超过9.0S报故障；锁定时锁定接触器动作检测，即检测从锁定指令形成到每一个锁定接触器动作用时，用时0.6～1.0S报警告，超过1.0S报故障；锁定时解锁行程开关脱开检测，即检测从锁定接触器动作到其对应解锁行程开关脱开用时，用时0.6～1.0S报警告，超过1.0S报故障；锁定时锁定行程开关接通检测，即检测从锁定接触器动作到其对应锁定行程开关接通用时，用时1.8～2.3S报警告，超过2.3S报故障。向R位转辙的过程检测与转N位的类似。

如图4所示，在一个实施例中，以单开道岔为例，状态检测单元2012在执行检测跨座式单轨道岔的各行程开关和各继电器的状态是否异常时具体用于：

解锁到位时检测锁定行程开关是否复位，未复位则输出相应故障代码；

锁定到位时检测解锁行程开关是否复位，未复位则输出相应故障代码；

曲臂在N位时检测R位行程开关是否复位，未复位则输出相应故障代码；

曲臂在R位时检测N位行程开关是否复位，未复位则输出相应故障代码；

道岔梁在N位时检测R位行程开关是否复位，未复位则输出相应故障代码；

道岔梁在R位时检测N位行程开关是否复位，未复位则输出相应故障代码；

检测到热继电器、防雷保护器、相序继电器动作则输出相应故障代码。

具体地，检测跨座式单轨道岔的上述各行程开关和上述各继电器的状态是否异常时，如果异常则报相应故障代码，并断开给定指令，使道岔设备停止运转。

在一个实施例中，接触器误动作检测单元2013在执行检测跨座式单轨道岔的各接触器在没有相应动作指令时是否误动作时具体用于：

在接触器没有相应动作指令时，判断该接触器是否处于缓放检测过程中，如果该接触器处于缓放检测过程中，则不执行误动作检测，如果该接触器未处于缓放检测过程中，则检测该接触器的触点是否存在误动作，如果存在，则输出相应的误动作故障代码。

具体地，如果接触器误动作则会给道岔设备造成严重的安全隐患、安全事故或设备损坏，因此，检测道岔各接触器在没有相应动作指令时是否误动作时，接触器误动作是报相应的误动作故障代码，在断开给定指令的同时，通过断开总接触器的方式来断开电机的动力电源，从而使道岔设备彻底停止运转，保护道岔设备。

本实施例中，以单开道岔为例，该道岔有4个道岔梁，每个道岔梁的解锁/锁定分别通过对应的一个解锁/锁定接触器(1#-4#解锁/锁定接触器)控制，接触器误动作检测程序流程如图5所示，接触器误动作检测程序逻辑如下：

由于接触器每次断电时其触点都有缓慢释放过程，但在接触器缓放过程中是满足误动作检测条件的，即接触器在没有相应动作指令时其触点是接通的，因此接触器误动作检测首先要判断接触器是否处于缓放检测过程中，如果是则不执行误动作检测，如果不是才能执行误动作检测。然后分别检测解锁总接触器、锁定总接触器、1#-4#解锁/锁定接触器、N位转辙接触器、R位转辙接触器在没有相应指令时如果有误动作情况，则报相应误动作故障代码，断开给定指令，同时通过断开总接触器的方式来断开电机的动力电源，使道岔设备彻底停止运转，保护道岔设备。

在一个实施例中，接触器缓放检测单元2014在执行检测跨座式单轨道岔的各接触器在线圈断电时其触点是否存在缓慢释放现象时具体用于：

检测跨座式单轨道岔的各接触器从其线圈控制指令断开到其触点断开所用的时间，得到各接触器的缓放用时；

根据各接触器的缓放用时和预先设定的对应的缓放用时阈值来判断各个接触器的缓放异常程度；

根据判断得到的各个接触器的缓放异常程度输出对应的故障代码和控制信号。

具体地，由于任何接触器从线圈断电到其触点断开都需要一定的时间，这个时间一般在0.01秒-0.03秒之间，如果这个时间过大将导致道岔电机停止时机明显滞后，造成锁定机构和转辙机构运转越过行程开关，甚至撞击机械背板或止挡等部位，对机械系统造成损伤或损坏。因此本系统设计了接触器缓放检测功能，检测道岔各接触器在线圈断电时其触点是否存在缓慢释放现象时，检测道岔各接触器从其线圈指令断开到其触点断开所用的时间，然后根据用时情况来判断缓放程度并做不同处理。轻微缓放报警告代码，不断开给定指令，道岔继续运转。严重缓放报故障代码，断开给定指令，道岔停止运转。

本实施例中，接触器缓放检测程序流程如图6所示，接触器缓放检测程序逻辑如下：

道岔每次转辙开始，即给定N位或R位时首先复位缓放检测数据，然后启动缓放检测计时器(时基1MS，计时20S，道岔实际转辙时间为15S内)，接着检测各接触器从其线圈指令断开到其触点断开所用的时间，最后根据用时情况来判断缓放程度并做不同处理。通过在道岔现场多次试验采集数据，得知用时正常值在0.01秒-0.03秒之间，当用时达0.3秒时锁定机构已经撞击锁槽背板，因此缓放标准设计为：用时0.1S内判断为正常；0.1S-0.2S之间判断为轻微缓放报警告，道岔继续运转；0.2S以上判断为严重缓放报故障，道岔停止运转。

在一个实施例中，数据测量单元2015在执行测量跨座式单轨道岔的维护作业中所需的各种运行数据时具体用于：

通过数据测量程序自动、实时进行时间测量、温湿度测量和电机运行参数测量，并根据测量结果输出相应的故障代码和控制信号，其中，

时间测量包括：测量道岔维护作业中需要的总转辙时间、每个道岔梁解锁时间、总解锁时间、臂转辙时间、梁转辙时间、每个道岔梁锁定时间和总锁定时间；

温湿度测量包括：测量控制柜内的温度和湿度；

电机运行参数测量包括：测量各电机的电压、电流和转速。

具体地，本实施例中，以单开道岔为例，该道岔有4个道岔梁，每个道岔梁的解锁/锁定分别通过对应的一个解锁/锁定接触器(1#-4#解锁/锁定接触器)控制，通过数据测量程序自动、实时检测道岔维护作业中需要的各种运行数据，包括总转辙时间、1#-4#解锁时间、总解锁时间、臂转辙时间、梁转辙时间、1#-4#锁定时间、总锁定时间、温度、湿度、电压、电流、转速等数据。避免了人工测量的误差和局限性，极大地提高了测量的速度、准确性和实时性。

本实施例中，数据测量程序流程如图7所示，数据测量程序逻辑如下：

总转辙时间检测从给定到表示的时间，超15S报故障，道岔停止运转；1#-4#解锁时间检测1#-4#解锁接触器从动作到断开的时间；总解锁时间检测从解锁指令到解锁到位的时间，超5S报故障，道岔停止运转；臂转辙时间检测从转辙接触器动作到曲臂到位形成的时间；梁转辙时间检测从转辙接触器动作到梁到位形成的时间；1#-4#锁定时间检测1#-4#锁定接触器从动作到断开的时间；总锁定时间检测从锁定指令到锁定到位的时间，超5S报故障，道岔停止运转；检测控制柜内的温度和湿度；检测各电机的电压、电流和转速。

本实施例中，故障检测模块201根据检测数据输出相应的故障信息至监测信号展示模块202，从而通过监测信号展示模块202实时展示故障信息，使得道岔监控管理人员能够实时查看到故障信息。

具体地，监测信号展示模块202可以采用触摸屏，触摸屏内安装有对应的监测显示软件系统，主要包括状态、故障、记录、测量、过程、标准、故障代码表、设置和同步时间、说明等13个页面。具有状态显示、故障代码显示和查询、接触器缓放数据显示、故障代码表显示、动作记录及操作记录显示和历史记录查询、测量数据显示、过程数据显示、标准值显示、设置和同步时间、说明文档显示等功能，其中，

状态页：显示继电器、接触器、行程开关等元件及系统、授权、警告、故障、误动作故障、应急等信号的当前状态，显示2个冗余PLC的运行状态和主备状态，显示触摸屏与2个冗余PLC之间的连接和通讯状态。按功能用不同的颜色加以区分，绿色：继电器和接触器；蓝色：行程开关；橙色:PLC内部变量；黄色:警告；红色:故障和误动作故障。系统指示灯闪烁时代表PLC运行正常，常亮或不亮都代表PLC运行不正常。

故障页：逆序显示最近出现的40个故障代码，代码断电保。显示接触器缓放检测数据,上限20秒,缓放检测报警告和故障时会在相应的接触器旁边显示警告或故障标志，配合接触器缓放数据，能直观准确地掌握接触器缓放的异常情况。

记录页：显示各种信号或元件当天的动作记录和操作记录。这个记录不是周期性采集记录，而是当信号或元件的状态发生改变时才会记录，“↑”表示状态从“断”转换为“通”,“↓”表示状态从“通”转换为“断”。动作记录包含所有信号或元件的记录，但操作记录只包含授权、给定、表示、警告、故障、误动作故障等与操作相关的记录。记录保存30天，可任意查询30天内的历史记录。实际使用中，动作记录显示和查询功能，对接触不良、时有时无类型的道岔设备故障的分析和排查十分有效。

测量页：显示道岔维护作业中需要用到的常用测量数据、转辙次数和PLC上电运行时间，时间测量中报超时故障时有相应的故障标志指示。包括：总转辙时间、1#-4#解锁时间、总解锁时间、臂转辙时间、梁转辙时间、1#-4#锁定时间、总锁定时间、温度、湿度、电压、电流、转速等数据。自动测量功能避免了人工测量的误差和局限性，极大地提高了测量的速度、准确性和实时性，也为智能运维系统提供数据支撑做好准备。

过程页：显示本次转辙的全部过程检测数据,上限20秒,过程超时较少报警告,超时较多报故障，报警告和故障时会在相应的过程旁边显示警告或故障标志。由于本系统将道岔整个运转过程分解成了130+个小过程进行检测，因此在实际应用中，过程页对于道岔设备运转过程的故障分析和处置非常直观、有效、快速且准确。

标准页：显示过程检测和缓放检测中报警告和故障的设定标准值，便于了解过程和缓放超时的严重程度和判断标准。

故障代码表页：系统集成了故障代码表显示功能，点击“代码”按钮，打开故障代码表1-5的显示页面，不再需要翻看手机或纸质的代码表，提高了工作效率。

设置和同步时间页：设置触摸屏时间并同步至PLC。使用一段后，触摸屏和PLC的时间可能与实际时间不一致，将导致动作记录、故障记录等的时间与实际时间出现差异，给故障分析和排查带来困扰，因此本系统设计了设置和同步时间功能。其原理是：在设置和同步时间页面中显示触摸屏的当前日期和时间，点击日期和时间的内容可直接修改触摸屏的日期和时间，然后调用触摸屏的宏指令将触摸屏的日期和时间传输至PLC的对应变量中，同时启动PLC中的时间写入程序，从而将触摸屏的时间同步至PLC。在任意页面右上角的时间显示位置点击，即可进入设置和同步时间页。

说明页：显示触摸屏监控系统的使用说明。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。