高速铁路轨道电路数据的动态检测及分析

高速铁路轨道电路数据的动态检测及分析
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在铁路发展的过程中，通信技术也在不断地发展，轨道电路为信号系统的主要设备，具有重要的作用。

轨道电路属于信号轨旁设备，综合检测列车每天都进行日常检查，积累了大量的检测数据。

基于此，对指定区段中的固定时间轨道电路检测数据进行选择，对高速铁路轨道电路数据进行分析，预测今后发展趋势，为今后养护维修提供数据支持。

高速铁路;轨道电路;电路数据;动态监测
U284.2 A 1674-0688（20__）12-0073-02
在人类生产、实践范围不断扩大的过程中，也实现了自动化的生产过程。

在国民生产建设过程中，铁路的重要性凸显。

现代铁路信号系统包括计算机、自动控制、微电子学等技术，使数据收集、传输、处理与过程控制联合成为一体，朝着智能化、数字化、自动化的现代化控制领域发展。

在铁路运输的过程中，轨道电路为行车信号自动控制的基础设备，能够保证行车的安全，避免在行车的过程中出现事故。

轨道电路为自动闭塞核心，其性能会对自动闭塞系统性能造成影响。

此外，恶劣
的环境对设备造成影响，导致轨道铁路故障。

所以，对高速铁路轨道电路数据的检测具有重要作用。

1 轨道电路动态检测的原理
图1为轨道电路的监测原理，其属于列车第一轮对分路，通过STM天线，利用分路电流信号实现感应信号的创建，从而在动态条件下非接触地实现轨道电压的测量技术。

利用电磁感应，能够通过STM线圈接收轨道电路钢轨的传输电流信号，使其转变为电压信号的频率特征相同，通过系统信号的连接，实现检测系统的设计，对STM线圈感应电动势有效值进行计算，公式如下：
Erms=4.44NfBPKAε
其中，4.44为常数，与安装STM线圈的高度相关;N指项圈圈数;BPK指磁场强度变化率;f指电流信号频率。

在安装STM线圈之后，上述都是固定值。

信号检测系统能够基于带通滤波、电平变换、有效值转换等方式使收集的信号转变为满足需求处理芯片，以此实现数字滤波，创建主信号、临线、干扰和邻区段的网络，利用频域分析技术处理主感应数字，实现处理结构的设计，并且展现结果和存储。

2 线路故障的数据统计
轨道电路为铁路是否空闲进行监督，能够联系列车的运行和信号设备。

轨道电路会由于道渣层厚度、材料、枕木材料与数量等因素导致轨道参数发生改变，能够在最优状态下使轨道电路进行工作。

调整轨道电路的过程比较复杂，例如BES型25 Hz相敏轨道电路，不仅能够计算轨道区段工作曲线，还要充分考虑适配器等其他设备是否会影响继电器的工作相位，以此对轨道区段反复地调整。

但是由于轨道电路工作导致出现问题较多，比如调整大范围，那么在使用时会存在较大的误差。

因此，就要设计轨道电路参数，利用轨道电路对数据仪表进行调整。

录入轨道电路电气的特征和参数，展现轨道变压器、轨道发送器、适配器扼流线圈等调整端子的正确使用方法，有效提高轨道电路的调整效率和精准度。

基于“不开窗”条件下进行测量，保证车辆能够正常地行驶。

但是，此时牵引电流要避免轨道电路的干扰。

以滤波技术和A/D转变实现通过单片机作为核心动态检测的设计。

在最开始设计的时候，对区间限号的相对复杂性进行充分考虑，站内25 Hz相敏轨道电路信号为主要的测量对象，这个时候干扰源为50 Hz牵引电流和谐波。

图2为检测硬件框图，测量标准满足《中国铁路部信号维护规则技术标准》，电压测量的误差≤±2%，电流测量的误差≤±2%，抗50 Hz干扰≥60 dB。

根据信号动态检测的特点，在分析信号检测数据的过程中主要包括实时分析和对比分析两种方法。

实时分析指的是将检测结果作为基础的校验标准，监测数据是否超限。

对比分析主要是分析检测结果，并且分析工作过程中信号设备的变化过程，综合分析检测参数和设备状态，以此对设备发生问题的主要原因进行判断。

在信号动态检测过程中，轨道电路为主要的检测项目，主要问题包括干扰、临界、失格3种。

统计某高速铁路轨道电路20__—20__年故障问题，并且寻找影响安全的因素。

此高速铁路开通且运行后，轨道电路问题较少。

20__年之后，问题数量有所提高，到20__年才开始降低。

从20__—20__年的问题数量峰值可知，轨道电路的设备运行不稳定，需要加强设备的维护与更新。

20__年，轨道电路的数量问题逐渐减少。

高速铁路轨道电路问题的统计与预测如图3所示。

对选择轨道电路区段监测数据和总体变化情况进行分析，其时间跨度比较大，无法掌握轨道电路电压连续变化的情况。

为了分析轨道电路电压的连续变化情况，利用某铁路局集团公司的5个区段中20__—20__年检测数据，实现入口与出口电压的数据处理，从而得出图4和图5。

通过图4和图5可知，圆圈中表示电压抬升后轨道电路电压，发生在20__年7月—20__年7月，整体时间段中具有平稳的轨道电路电压。

方框中
具有明显的轨道电路电压变化幅度，除此之外，其他时间段的轨道电路是比较稳定的。

利用现场反馈表示，要在相应时间段调整轨道电路电压。

3 结语
为了有效支持电路的监测，对信号设备检测数据进行分析具有重要的作用。

对历史数据进行分析能够得到轨道电路电压发生变化的情况，结合已经得出的监测数据，对轨道电路数据趋势分析，了解电路变化，分析轨道电路电压的波动因素。

探寻智能化数据分析方法，以及时、精准、有效地提供分析结果。

如果能够和通信信号检测数据结合，利用联动分析，则为解决故障问题的主要途径。

参考文献
[1]梁磊.高铁轨道电路异常闪红现象分析及解决方案研究[J].南方农机，20__，49（14）：145-146.
[2]杨世武，魏学业，范博，等.基于数据的轨道电路故障诊断的混合算法[J].北京交通大学学报，20__，36（2）：40-46.
[3]田铭兴，赵斌，闵永智.基于轨道电路原理的新型实时断轨检测方法[J].兰州交通大学学报，20__，32（1）：58-62.
[4]孟景辉，于宝庆，杨树忠，等.信号设备动静态检测数据融合分析方法[J].中国铁路，20__，15（10）：19-21.
[5]谢保锋，林濤，鲁恩斌.基于数据融合的轨道电路工作状态综合分析系统[J].中国铁路，20__（6）：54-58.
[6]倪伟，景小军，袁霞.计轴轨道电路信号检测采集模块的设计与实现[J].工业控制计算机，20__，29（11）：31-32.。