基于新型微机联锁系统中的轨道状态检测电路的研究
[摘 要]轨道状态检测电路经历了很长的发展阶段，早期只能将轨道之中是否有车和无车两种情况表达出来，直到微机联锁技术的出现，该种情况才有所好转。本文根据以往工作经验，对整个电路原理以及轨道状态检测电路的定义进行总结，并从故障和安全特性分析、具体工作原理、维修工作的开展、实例分析四方面，论述了新型微机联锁系统中的轨道状态检测电路研究。
[关键词]新型微机；联锁系统；状态检测
中图分类号：F230-4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）13-0228-01
前言
轨道状态检测电路是整个微机联锁系统的重要组成部分之一，传统轨道电路在防雷、灵敏度等方面均存在很大缺陷。为了将这些缺陷弥补，研究人员提出了二取二的交流式连续轨道建设的想法，该种检测电路主要是对继电器之中的阻抗特征进行全面模拟，确保其与传统的交流式连续轨道电路兼容性保持一致。另外，在二取二系统结构应用上，各个分路的灵敏度检测水平显得更高。
1、电路原理以及轨道状态检测电路的定义
1.1电路及原理
当220V交流电压经过送电变压器降压之后，施加到两根钢轨之上，此时，受电变压器会将钢轨中的交流电压带到检测电流的输入端，之后轨道上的交流电压会通过检测电路的有序调整，向计算机供给直流电。若轨道上并没有车辆行驶，检测到的电压应该以直流为主；若轨道有列车行驶，其检测电路的输出值需要低于某一个阈值。除此之外，检测电路还应该根据直流电压的大小情况，对内轨道的占用情况进行判断，最终实现微机联锁运算。在电路设计过程中，主要的设计原则就是确保使用安全，当电路元件发生故障之后，电路会将信号转移到安全区域之中，具体的检测电路图如图1所示。为了让电路体现出更高的安全性，在设计时可以采取如下措施：首先，提升电路的抗干扰能力，其输入阻抗需要与变压器的输出阻抗相匹配。其次，为了避免现场或者是控制室之中出现直流电压，可以加装一个隔离变压器。
1.2电路状态定义
首先定义的内容为轨道区段内的有车占用，由于部分轨道的使用时间较长，可能会出现很多故障，进而导致其产生很多的氧化物，增大钢轨和车轮之中的接触电阻。当车轨占用轨道上交流残压较高时，整个定义检测电路之中的输入电压将会低于2.7V，输出电压低于0.7V，此时说明轨道有车占用。其次，当检测电路输入电压处于2.7V和13.5V之间时，与之相对应的输出电压为0.7V到4.5V，此种状态被人们称之为非正常中间值。此时，如果轨道之中的氧化物增加，或者是钢轨出现接触不良状态，工作人员需要在第一时间内采取维修措施。如果输入电压高于13.5V，低于15V，与之相对应的输出电压也会变成4.5V到5V之间，此时该区段属于无车空闲阶段。最后，当输入电压高于15V时，输出电压也会超过5V，此种情况被人们定义为线路超压值。当送电变压器输出端电压出现超压情况之后，非正常的中间值会与空闲电压值相符，此时需要工作人员对其实施检修操作[1]。
2、新型微机联锁系统中的轨道状态检测电路研究
2.1故障和安全特性分析
首先是线路断线，即R1和R2始终处于断开状态，此时的隔离变压器也会断线运行，这其中还包括整流桥，这些零部件的输出电平数量均为0；另外，C4也会处于断开状态，没有涉及到滤波，而且输出的直流电平也会出现下降趋势。当上述情况发生之后，均可以证明轨道被占用，或者出现了一些非正常的中间值，为系统导向提供安全环境。其次是元件短路，即C1和C2短路，隔离变压器的输入端也会处于短路状态，输入电压为0，同样不会产生输出电压。再加上整流桥同样处于短路状态，直流电压输出量同样为0，这也可以说明轨道正在被占用，系统导向处于安全状态。最后是线路混线，当线路出现混线情况时，整个信号也会被加入到输入端之中，B1会将整个直流电压隔离开来，让整个电压输出变为零，为系统导向安全提供基础条件。
2.2具体工作原理
轨道电压的升压主要通过电缆盒实现，在经过保险丝之后实现阻抗调整，此时，第一隔离器和第二隔离器均会发挥出作用，进而实现变压器的有效隔离。并最终以电流耦合的形式，将轨道电压传输到第一电压之中，实现内电路的有效调整。另外，该设计以二取二的结构为主，将一路输入的轨道电压转换成两路输出，分别运送到两个处理器之中，任何单元器件的故障模式都不会导致处理器输出问题。另外，两个微处理器CPU可以对电压信号波形进行有效的分析比较，之后对电路中的隔离器失效模式进行全面判断，实现电路维修效率的全面提升。
2.3维修工作的开展
整体来看，在设备故障出现过程中存在一定的规律特性，但其中也包含一些随机因素，如果按照具体的故障表现类型，可分为潜伏性故障和非潜伏性故障。当潜伏性故障发生之后，具体的现象无法及时的表现出来，只有与其他故障组合到一起之后方能展示，如电源单极接地等等。非潜伏故障则是在电路本身自检技术的作用下便能够发现的故障。作为一名合格的检修人员，无论是任何的故障现象和故障原因，均需要通过工作经验的不断积累和学习，才能对故障类型进行准确判断。
2.4实例分析
图2为二取二交流连续式轨道电路的电路图，其中涉及到的电路有阻抗调整电路1、隔离器、自检电路等等。阻抗调整电路1输出的电压会通过隔离器、自检电路以及转换器，最终来到输入端，实现对输出端电压的全面调整。之后，阻抗调整电路1同样会通过第二隔离器、第二自检电路等与输入端形成连接。通过该程序作用，第三隔离器也会加入其中，同时对第一电压进行调整。相关数据显示，阻抗调整电路1等效输入阻抗为480欧姆，并对交流式的轨道电路进行模拟，将继电器的阻抗特征展示出来。另外，在第一隔离器设计上，主要应用的是电流型的隔离变压器，而第二隔离器则采用电压型隔离变压器，二者的工作模式不同，可进一步提升电路的抗共模干扰能力。第一CPU以及第二CPU在运转上主要包括单片机、AD转换单片机和DSP处理器等等[2]。
总结
综上所述，在新型微机联鎖系统作用下，轨道状态检测电路可以向计算机系统提供实际的轨道状态情况，还能将故障识别功能展示出来，帮助工作人员快速开展维修工作。除此之外，该电路还能通过计算机的输入端口，实现整个线路的自行检测，为轨道信号检测的安全性提供了充分保障。
参考文献
[1]同建榜.铁路信号微机联锁系统整体防雷技术研究[J].科技风，2018（33）：100.
[2]赵志敏.城轨列控系统仿真平台中联锁站的设计和实现研究[J].电子设计工程，2018，26（14）：72-76+81.