專利名稱：一種控制軌道繼電器的控制系統(tǒng)和控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鐵路領(lǐng)域，尤其涉及一種控制軌道繼電器的控制系統(tǒng)和控制方法。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)一般采用軌道電路的方式來檢測列車軌道區(qū)段的占用情況。軌道電路利用鐵路線路的兩段鋼軌作為導(dǎo)體來傳遞信息，用以檢測列車是否占用軌道區(qū)段，并能發(fā)送軌道是否空閑等信息，因此起著信息傳輸通道作用。但是，由于下雨、潮濕等原因會導(dǎo)致鋼軌生銹，從而導(dǎo)致現(xiàn)有的軌道電路不能準(zhǔn)確地判斷軌道區(qū)段是否被占用，從而也就不能在分路不良的情況下準(zhǔn)確地實現(xiàn)對軌道繼電器的控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中不能在分路不良的情況下準(zhǔn)確地控制軌道繼電器的缺陷， 提供一種控制軌道繼電器的控制系統(tǒng)和控制方法，其能夠在分路不良的情況下準(zhǔn)確地控制軌道繼電器。本發(fā)明提供一種控制軌道繼電器的控制系統(tǒng)，所述軌道繼電器為二元二位繼電器，所述二元二位繼電器包括軌道線圈和局部線圈，所述軌道線圈由軌道電源供電，所述局部線圈由局部電源供電，其中，該控制系統(tǒng)包括上位機(jī)、控制單元、電控開關(guān)和軌道繼電器狀態(tài)獲取單元，所述電控開關(guān)控制所述局部電源對所述局部線圈的供電，所述控制單元分別與所述軌道繼電器狀態(tài)獲取單元和所述上位機(jī)電連接，其中所述上位機(jī)用于接收關(guān)于軌道區(qū)段當(dāng)前是處于占用狀態(tài)還是處于空閑狀態(tài)的信息，基于軌道區(qū)段當(dāng)前處于占用狀態(tài)的信息或處于空閑狀態(tài)的信息向所述控制單元相應(yīng)地發(fā)送使所述電控開關(guān)斷開或接通的命令；所述控制單元基于從所述上位機(jī)接收到的使所述電控開關(guān)斷開或接通的命令來控制所述電控開關(guān)的通斷，接收所述軌道繼電器狀態(tài)獲取單元所獲取的所述軌道繼電器的當(dāng)前狀態(tài)，并將所述當(dāng)前狀態(tài)反饋給所述上位機(jī)；所述上位機(jī)還基于軌道區(qū)段當(dāng)前是處于占用狀態(tài)還是空閑狀態(tài)的信息來判斷所述軌道繼電器的狀態(tài)是否已經(jīng)成功改變。本發(fā)明還提供一種控制軌道繼電器的控制方法，所述軌道繼電器為二元二位繼電器，所述二元二位繼電器包括軌道線圈和局部線圈，所述軌道線圈由軌道電源供電，所述局部線圈由局部電源供電，該方法包括接收關(guān)于軌道區(qū)段當(dāng)前是處于占用狀態(tài)還是空閑狀態(tài)的信息；基于軌道區(qū)段當(dāng)前是處于占用狀態(tài)還是空閑狀態(tài)的信息來控制所述局部電源對所述局部線圈的供電；以及獲取所述軌道繼電器的當(dāng)前狀態(tài)，并基于軌道區(qū)段當(dāng)前是處于占用狀態(tài)還是空閑狀態(tài)的信息來判斷所述軌道繼電器的狀態(tài)是否已經(jīng)成功改變。通過采用所述的控制系統(tǒng)和控制方法，由于上位機(jī)能夠接收關(guān)于軌道區(qū)段當(dāng)前是處于占用狀態(tài)還是空閑狀態(tài)的信息并且能夠基于軌道區(qū)段當(dāng)前是處于占用狀態(tài)還是空閑狀態(tài)的信息向所述控制單元相應(yīng)地發(fā)送使所述電控開關(guān)斷開或接通的命令，而軌道繼電器狀態(tài)獲取單元則能夠獲取軌道繼電器的當(dāng)前狀態(tài)且將該當(dāng)前狀態(tài)通過控制單元反饋給上位機(jī)，上位機(jī)則能夠基于軌道區(qū)段當(dāng)前是處于占用狀態(tài)還是空閑狀態(tài)的信息來判斷所述軌道繼電器的狀態(tài)是否已經(jīng)成功改變，因此，本發(fā)明能夠在分路不良的情況下準(zhǔn)確地控制軌道繼電器。


圖1是現(xiàn)有軌道電路的電路示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的控制軌道繼電器的控制系統(tǒng)的框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明又一實施方式的控制軌道繼電器的控制系統(tǒng)的框圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的軌道繼電器狀態(tài)獲取單元的電路示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的軌道繼電器狀態(tài)獲取單元的另一電路示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的控制軌道繼電器的控制方法的框圖。
具體實施例方式在結(jié)合附圖來詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的控制軌道繼電器的控制系統(tǒng)和控制方法之前，首先簡單介紹一下現(xiàn)有的軌道電路。在當(dāng)前的鐵路領(lǐng)域中，一般都將二元二位繼電器用作軌道繼電器。二元二位繼電器是一種交流感應(yīng)式繼電器，其具有可靠的頻率選擇性和相位選擇性，對軌端絕緣破損和外界牽引電流或其他頻率電流的干擾能可靠地進(jìn)行保護(hù)。二元二位繼電器通常包括軌道線圈和局部線圈，而且在現(xiàn)有的軌道電路中，軌道線圈由軌道電源供電，局部線圈由局部電源供電，圖1所示的是現(xiàn)有的采用二元二位繼電器的25HZ相敏軌道電路，該軌道電路通過分頻器獲得分別為二元二位繼電器的軌道線圈和局部線圈供電的軌道電源和局部電源。接下來參照圖2來詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的控制軌道繼電器的控制系統(tǒng)，其中，這里的軌道繼電器也是二元二位繼電器。如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的控制軌道繼電器的控制系統(tǒng)包括上位機(jī)101、控制單元103、電控開關(guān)106和軌道繼電器狀態(tài)獲取單元102，所述控制單元103分別與所述軌道繼電器狀態(tài)獲取單元102和所述上位機(jī)101電連接。在圖2中， 電控開關(guān)106用于控制局部電源104對軌道繼電器107的局部線圈(未示出)的供電。其中，所述上位機(jī)101用于接收關(guān)于軌道區(qū)段當(dāng)前是處于占用狀態(tài)還是空閑狀態(tài)的信息，基于軌道區(qū)段當(dāng)前是處于占用狀態(tài)還是空閑狀態(tài)的信息向所述控制單元103相應(yīng)地發(fā)送使所述電控開關(guān)106斷開或接通的命令；所述控制單元103則基于從所述上位機(jī)101接收到的使所述電控開關(guān)106斷開或接通的命令來控制所述電控開關(guān)106的通斷，以及接收所述軌道繼電器狀態(tài)獲取單元102所獲取的所述軌道繼電器107的當(dāng)前狀態(tài)并將該當(dāng)前狀態(tài)反饋給上位機(jī)101 ；上位機(jī)101則基于軌道區(qū)段當(dāng)前是處于占用狀態(tài)還是空閑狀態(tài)的信息來判斷所述軌道繼電器107的狀態(tài)是否已經(jīng)成功改變。其中，上位機(jī)101可以為工控機(jī)。電控開關(guān)106可以為小型繼電器，例如固態(tài)繼電器或其他類型的繼電器。圖2中的局部電源104、軌道繼電器107和軌道電源105共同構(gòu)成了現(xiàn)有技術(shù)中的軌道電路。下面詳細(xì)介紹一下圖2所示的實施方式的工作原理。首先上位機(jī)101接收關(guān)于軌道區(qū)段當(dāng)前是處于占用狀態(tài)還是空閑狀態(tài)的信息，其中，上位機(jī)101可以從例如服務(wù)器、下位機(jī)等接收關(guān)于軌道區(qū)段當(dāng)前是處于占用狀態(tài)還是空閑狀態(tài)的信息，并且上位機(jī)101可以通過CAN總線或其他總線與下位機(jī)、服務(wù)器等進(jìn)行通信。之后，上位機(jī)101基于所述信息向所述控制單元103發(fā)送接通還是斷開電控開關(guān)106的命令。之后，若上位機(jī)101接收的信息是當(dāng)前軌道區(qū)段占用，則控制單元103斷開電控開關(guān)106從而使得局部電源104不向軌道繼電器I07的局部線圈供電，從而信號燈(未示出)亮紅燈；若上位機(jī)101接收到的信息是軌道區(qū)段的當(dāng)前狀態(tài)為空閑，則控制單元103接通電控開關(guān)106從而使得局部電源104 向軌道繼電器107的局部線圈供電，應(yīng)當(dāng)注意的是，此時局部電源104、軌道繼電器107和軌道電源105共同構(gòu)成了現(xiàn)有技術(shù)中的軌道電路，因此，此時信號燈(未示出)是亮紅燈還是亮綠燈還取決于現(xiàn)有技術(shù)中的軌道電路的檢測，即如果現(xiàn)有技術(shù)中的軌道電路檢測到軌道區(qū)段當(dāng)前為占用狀態(tài)，則信號燈亮紅燈，反之，信號燈亮綠燈。這種控制方式體現(xiàn)了鐵路 “故障導(dǎo)向安全”的原則。在根據(jù)本發(fā)明的再一優(yōu)選實施方式中，軌道電源105是持續(xù)地為軌道繼電器107 的軌道線圈提供使軌道繼電器107接通所需的電流的電源，例如18V的交流電源，即軌道電源105對軌道繼電器107的軌道線圈的供電并不因外界環(huán)境的影響(例如，軌道區(qū)段上有列車進(jìn)入)而中斷，這樣，就能夠通過根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)來單獨控制軌道繼電器107， 即當(dāng)電控開關(guān)接通則信號燈亮綠燈，當(dāng)電控開關(guān)斷開則信號燈亮紅燈。這樣，即便在電控開關(guān)106閉合從而使得局部電源104能夠為軌道繼電器107的局部線圈供電的情況下，現(xiàn)有技術(shù)中的軌道電路也不起作用。另外，所述局部電源104可以為110V、25Hz的交流電源。在根據(jù)本發(fā)明的再一優(yōu)選實施方式中，如果希望僅通過現(xiàn)有技術(shù)中的軌道電路 (即由局部電源104、軌道繼電器107和軌道電源105構(gòu)成的電路)來檢測軌道區(qū)段是否被占用，則可以使電控開關(guān)106處于一直接通的狀態(tài)，這樣，就能夠僅采用現(xiàn)在技術(shù)的軌道電路來檢測軌道區(qū)段的占用情況。由于本領(lǐng)域技術(shù)人員對現(xiàn)有技術(shù)的軌道電路(如圖1所示)是熟知的，所以這里不再進(jìn)行描述。在根據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實施方式中，如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)還可以包括連接在所述控制單元103和所述電控開關(guān)106之間的連接電路302，其中該連接電路 302可以是起到光隔、驅(qū)動等作用的任何電路，例如TLP523型號的光耦電路，該光耦電路用于接收來自控制單元103的邏輯信號以驅(qū)動電控開關(guān)106。另外，在根據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實施方式中，如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)還可以包括手動開關(guān)301，當(dāng)手動開關(guān)301閉合時，就只能通過現(xiàn)有技術(shù)的軌道電路來控制軌道繼電器107的接通與斷開。另外，如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)還可以包括復(fù)示繼電器303，該復(fù)示繼電器303的狀態(tài)隨著軌道繼電器107狀態(tài)的改變而改變，即復(fù)示繼電器303的狀態(tài)始終與軌道繼電器107的狀態(tài)相同，這樣所述軌道繼電器狀態(tài)獲取單元102就可以通過采集所述復(fù)示繼電器303的狀態(tài)來獲取軌道繼電器107的狀態(tài)并將采集到的狀態(tài)發(fā)送給所述控制單元103。應(yīng)當(dāng)理解的是，復(fù)示繼電器303與軌道繼電器107的連接方式是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的，所以本文并未詳細(xì)描述，而只是在圖3中用實線簡單地示意兩者的連接。
另外，在根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式中，軌道繼電器狀態(tài)獲取單元102可以定期獲取軌道繼電器107的狀態(tài)并通過控制單元103將所獲取的狀態(tài)反饋給上位機(jī)101 ；軌道繼電器狀態(tài)獲取單元102也可以在控制單元103的控制下定期獲取軌道繼電器107的狀態(tài)并將該狀態(tài)通過控制單元103反饋給上位機(jī)101。而上位機(jī)101則可以通過有線(例如，雙絞線、同軸電纜、光纖等)或者無線通信的方式將接收到的軌道繼電器107的狀態(tài)上傳給服務(wù)器等，從而使得鐵路工作人員能夠?qū)崟r了解軌道繼電器107的狀態(tài)。
如圖4所示，其示意性地示出了軌道繼電器狀態(tài)獲取單元102的電路圖，該軌道繼電器狀態(tài)獲取單元102包括電阻器Rl、電阻器R2、電阻器R3和光耦Gl，其中，電阻器Rl的一端通過復(fù)示繼電器303的節(jié)點RelayO連接到電源Vcc，電阻器Rl和電阻器R2的公共端子連接到光耦Gl的端子1，電阻器R2的另一端接地，電阻器R3 —端接電源Vcc、另一端連接到光耦Gl的端子2，光耦Gl的端子4接地，光耦Gl的端子2作為軌道繼電器狀態(tài)獲取單元102的輸出端子\。圖4所示的軌道繼電器狀態(tài)獲取單元102的工作原理是當(dāng)復(fù)示繼電器303的節(jié)點RelayO閉合時，輸出端子V。的輸出電平為低電平，而當(dāng)復(fù)示繼電器303的節(jié)點RelayO斷開時，輸出端子Vtl的輸出電平為高電平。當(dāng)然，軌道繼電器狀態(tài)獲取單元102也可以采用如圖5所示的電路，圖5所示的電路與圖4所示的電路的區(qū)別在于電阻器R3位于光耦Gl的端子4與地之間，并且光耦Gl的端子4作為軌道繼電器狀態(tài)獲取單元102的輸出端子％。這樣，當(dāng)復(fù)示繼電器303的節(jié)點 RelayO閉合時，輸出端子V。的輸出電平為高電平，而當(dāng)復(fù)示繼電器303的節(jié)點RelayO斷開時，輸出端子Vtl的輸出電平為低電平。下面結(jié)合圖6來詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的控制軌道繼電器的控制方法，其中所述軌道繼電器為二元二位繼電器，所述二元二位繼電器包括軌道線圈和局部線圈，所述軌道線圈由軌道電源供電，所述局部線圈由局部電源供電，該方法包括S51 接收關(guān)于軌道區(qū)段當(dāng)前是處于占用狀態(tài)還是空閑狀態(tài)的信息；S52 基于軌道區(qū)段當(dāng)前是處于占用狀態(tài)還是空閑狀態(tài)的信息控制所述局部電源對所述局部線圈的供電；以及S53、獲取所述軌道繼電器的當(dāng)前狀態(tài)，并基于軌道區(qū)段當(dāng)前是處于占用狀態(tài)還是空閑狀態(tài)的信息判斷所述軌道繼電器的狀態(tài)是否已經(jīng)成功改變。以上以示例的方式給出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不背離本發(fā)明精神和范圍的情況下，可以對本發(fā)明進(jìn)行各種修改和變形，例如，軌道電源105和局部電源104并不局限于上面給出的示例，它們可以是任意適當(dāng)類型的電源， 例如，局部電源104為110V、25Hz的電源而軌道電源為18V的交流電源。當(dāng)然，還應(yīng)當(dāng)理解的是，110V、25Hz電源和18V交流電源僅是示例，根據(jù)二元二位軌道繼電器的參數(shù)的不同， 其他數(shù)值的電源也是可取的。另外，根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)和控制方法不僅適用于上述的二元二位繼電器，而且還適用于其他類型的繼電器(例如，整流繼電器)，當(dāng)將根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)和控制方法應(yīng)用于整流繼電器(例如JZ)(C-480型繼電器)時，可以將電控開關(guān) 106設(shè)置在整流繼電器的供電電源和整流繼電器的線圈之間，從而通過電控開關(guān)106來控制供電電源對整流繼電器的線圈的供電，以實現(xiàn)對整流繼電器的控制。
權(quán)利要求
1.一種控制軌道繼電器的控制系統(tǒng)，所述軌道繼電器為二元二位繼電器，所述二元二位繼電器包括軌道線圈和局部線圈，所述軌道線圈由軌道電源供電，所述局部線圈由局部電源供電，其中，該控制系統(tǒng)包括上位機(jī)、控制單元、電控開關(guān)和軌道繼電器狀態(tài)獲取單元， 所述電控開關(guān)控制所述局部電源對所述局部線圈的供電，所述控制單元分別與所述軌道繼電器狀態(tài)獲取單元和所述上位機(jī)電連接，其中所述上位機(jī)用于接收關(guān)于軌道區(qū)段當(dāng)前是處于占用狀態(tài)還是空閑狀態(tài)的信息，基于軌道區(qū)段當(dāng)前是處于占用狀態(tài)還是空閑狀態(tài)的信息向所述控制單元相應(yīng)地發(fā)送使所述電控開關(guān)斷開或接通的命令；所述控制單元基于從所述上位機(jī)接收到的使所述電控開關(guān)斷開或接通的命令來控制所述電控開關(guān)的通斷，接收所述軌道繼電器狀態(tài)獲取單元所獲取的所述軌道繼電器的當(dāng)前狀態(tài)并將所述當(dāng)前狀態(tài)反饋給所述上位機(jī)；所述上位機(jī)還基于軌道區(qū)段當(dāng)前是處于占用狀態(tài)還是空閑狀態(tài)的信息來判斷所述軌道繼電器的狀態(tài)是否已經(jīng)成功改變。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其中，該控制系統(tǒng)還包括連接在所述控制單元和所述電控開關(guān)之間的連接電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其中，所述軌道電源為能夠提供使所述軌道繼電器接通所需的電流的電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項權(quán)利要求所述的控制系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)還包括與所述電控開關(guān)并聯(lián)的手動開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)還包括復(fù)示繼電器，所述軌道繼電器狀態(tài)獲取單元用于通過采集所述復(fù)示繼電器的狀態(tài)來獲取所述軌道繼電器的狀態(tài)， 并將獲取到的狀態(tài)發(fā)送給所述控制單元。
6.一種控制軌道繼電器的控制方法，所述軌道繼電器為二元二位繼電器，所述二元二位繼電器包括軌道線圈和局部線圈，所述軌道線圈由軌道電源供電，所述局部線圈由局部電源供電，該方法包括接收關(guān)于軌道區(qū)段當(dāng)前是處于占用狀態(tài)還是空閑狀態(tài)的信息；基于軌道區(qū)段當(dāng)前是處于占用狀態(tài)還是空閑狀態(tài)的信息來控制所述局部電源對所述局部線圈的供電；以及獲取所述軌道繼電器的當(dāng)前狀態(tài)，并基于軌道區(qū)段當(dāng)前是處于占用狀態(tài)還是空閑狀態(tài)的信息來判斷所述軌道繼電器的狀態(tài)是否已經(jīng)成功改變。
全文摘要
本發(fā)明針對目前不能在分路不良的情況下準(zhǔn)確控制軌道繼電器的缺陷，提供一種控制軌道繼電器的控制系統(tǒng)和控制方法。根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)包括上位機(jī)、控制單元、電控開關(guān)和軌道繼電器狀態(tài)獲取單元，電控開關(guān)控制局部電源對局部線圈的供電，控制單元分別與軌道繼電器狀態(tài)獲取單元和上位機(jī)電連接，上位機(jī)接收軌道區(qū)段當(dāng)前是處于占用狀態(tài)還是空閑狀態(tài)的信息，基于該信息向控制單元發(fā)送使電控開關(guān)斷開或接通的命令，控制單元基于從上位機(jī)接收的使電控開關(guān)斷開或接通的命令控制電控開關(guān)的通斷并接收軌道繼電器狀態(tài)獲取單元獲取的軌道繼電器的當(dāng)前狀態(tài)，上位機(jī)基于軌道區(qū)段當(dāng)前是處于占用狀態(tài)還是空閑狀態(tài)的信息判斷軌道繼電器的狀態(tài)是否已成功改變。
文檔編號G05B19/418GK102541024SQ20121001992
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者華澤璽, 周江村, 李代偉, 樊國智, 王迎春, 趙彥星, 鄭九方 申請人:中國神華能源股份有限公司, 成都睿感科技有限公司, 朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司, 西南交通大學(xué)