轨道电路道碴泄漏电阻车载测试方法及其测试设备

摘要

本发明涉及一种轨道电路道碴泄漏电阻车载测试方法及其测试设备，该测试方法根据测得出“机车感应电压—距离”曲线，并充分利用一些已知条件，对“机车感应电压—距离”数据进行多点拟合的优化计算，就能得到各区段轨道电路的道碴漏泄电阻值。该测试设备包括电源部分、微处理器部分、串行接口部分、模拟量输入通道、开关量输入通道、速度脉冲输入通道、外部存储器和实时时钟电路、人机接口电路。这种测算方法具有合理数学理论依据，算法本身具备一定的抗噪声性能，测算的准确度和精确度能满足一般工程设计及维护的需要，测试过程简便、快捷、智能化，测试过程不影响被测设备正常工作和行车作业。

主权项

1.一种轨道电路道碴泄漏电阻车载测试方法，其特征在于：第1步：获取机车信号感应电压、里程和频率数据，由车载测试系统存储的信息帧中，读取“机车信号感应电压-里程”数据，以及与这些数据对应的信号载频值；第2步：判断轨道电路里程的起始点和结束点，相邻轨道电路区段的信号载频值是不同的，判断出轨道电路里程的起始点和结束点，即确定轨道电路的接收端和发送端里程；第3步：根据信号频率确定单位钢轨阻抗，根据该区段轨道电路的信号载频值，通过查表确定单位钢轨阻抗值；第4步：确定轨道电路区段长度，轨道电路里程的起始点和结束点确定轨道电路的区段长度1；第5步：取从接收端起到整个区段2/3处的机车信号感应电压-里程数据用于后续计算，取靠近轨道电路接收端的，占该段轨道电路总长2/3的数据进行计算；第6步：判断计算模式是模式1，还是模式2，如果是模式1，转至第7步执行；如果为模式2，则转至第8步执行，模式1采用单纯形法进行最优化计算，需要进行迭代计算，算法精度高，适用任意长度的轨道电路，但是算法复杂，对微处理器的运算速度要求较高；模式2采用最小二乘法进行最优化计算，不需要进行迭代计算，算法简单，执行速度快，但仅适用于轨道电路长度大于500米的轨道电路区段；第7步：根据选定的机车信号感应电压-里程数据以及公式(1)，采用单纯形法对三个未知变量进行优化计算，公式(1)如下：式中：x为列车分路地点距轨道电路接收端的距离，单位：Km；      l为被测轨道电路区段的长度，单位：Km；      Z_DXS^&为轨道电路发送端的等效内阻抗，单位为：Ω；U_x为列车在距接收端x处分路时，机车信号感应电压有效值，单位为V；U₀为列车在接收端分路时，机车信号感应电压有效值，单位为V；z_g^&为被测轨道电路区段的单位钢轨阻抗，单位：Ω/Km；r_d为被测轨道电路区段的单位道碴漏泄电阻，单位：Ω·Km；在公式(1)的变量中，r_d是待解变量。U_x、U₀、x、l能够根据实测“机车感应电压—距离”数据得到，轨道电路发送端等效阻抗Z_DXS&通常为感性，其相角在0～π/2之间变化，其幅值通常在0～5Ω之间变化，钢轨阻抗Z_g^&可根据各区段实测信号频率并参照部颁标准得到，P60钢轨在各信号频率下的单位钢轨阻抗可通过查表得到；公式(1)中有3个未知变量待解，即道碴漏泄电阻r_d、发送端等效阻抗Z_DXS^&的相角和幅值，而U_x-x数据有多组，通常车载测试系统每隔1米测得的一组值，一个轨道电路区段能有数百组数据，根据最优化理论，采用单纯形法对这三个未知变量进行综合寻优，可得到与实测机车感应电压一距离曲线拟合最好、均方误差最小的三个变量值，其中计算得出的道碴漏泄电阻值就是该区段轨道电路道碴漏泄电阻的最终计算值；第8步：根据公式(2)计算r_d第9步：将计算得到r_d的作为本区段轨道电路的单位道碴漏泄电阻值。