CN111284527B - 一种智能划轴系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能划轴系统，包括：控制器；多个译码器；多个继电器组；多个插座，所述插座的输入端与所述继电器组的输出端连接，所述插座的输出端与AzS350U计轴系统室内运算单元的VESBA板的对应于一个磁头的电压测量孔连接；所述插座用于接收并执行来自所述控制器的控制信号，以对所述电压测量孔输出划轴信号。通过本智能划轴系统，操作人员可以直接实施各个区域的划轴操作，不需要去到现场进行划轴，很大程度上减轻了操作人员的劳动强度，缩短了计轴故障处理时间，且其电路设计可以有效减小设备的体积和重量，相对于传统的划轴板，可以减轻操作人员的负担。

Description

一种智能划轴系统

技术领域

本发明涉及列车线路维护领域，尤其涉及一种智能划轴系统。

背景技术

AzS350U计轴系统是城市轨道交通信号系统的重要组成设备，该设备主要利用安装在钢轨的闭环传感器监督列车车轮对经过数。当进入计轴区段的轮对经过数与离开区段的轮对经过数相等时，认为该区段为出清状态，否则视为占用状态。它的功能是实时检测列车在轨道上位置，是实现联锁功能的基础。

当AzS350U计轴系统出现故障或断电维护，例如更换板块，之后，相应区段需要列车经过故障区段后，区段才能变成出清状态。若一个磁头故障，将会影响两个区段，列车需要经过组成这两个区段的三个磁头方可完成出清。这一列车的操作可以由操作人员的划轴操作来代替，该划轴操作需操作人员到室外使用划轴板对故障区段进行逐一划轴出清，但现有的划轴操作存在以下缺点：

1.由于每个区间平均为2-3公里左右，操作人员行走距离远，故障处理方法耗时较长。尤其是全站操作时，处理时间可能超过2小时，严重影响相关停电作业，如电源屏、UPS、计轴机柜的年检，的时间。

2.室外轨道布局与计轴磁头安装位置错综复杂，现场操作人员容易出现位置与方向判断错误，造成划轴错误，需重新划轴，导致故障扩大化。

3.使用传统划轴板操作时，容易出现该计轴磁头再次受干扰，需返回上一个磁头处重新划轴，严重影响作业时间。

4.人工室外划轴后，始终存在最后一个区段轴数锁闭而保持占用状态、无法出清，必须执行预复位后安排列车降级压道出清，影响地铁线路的正常运营服务。

5.传统划轴板宽大、粗糙、笨重、不易携带，处理计轴故障十分不便。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提供一种智能划轴系统，很大程度上减轻了操作人员的劳动强度，缩短了计轴故障处理时间，减轻操作人员的负担。

为解决上述技术问题，本发明基于以下技术方案进行实施：

一种智能划轴系统，包括：控制器；多个译码器，所述译码器的输入端与所述控制器连接；多个继电器组，所述继电器组的控制端与所述译码器的输出端连接；多个插座，所述插座的输入端与所述继电器组的输出端连接，所述插座的输出端与AzS350U计轴系统室内运算单元的VESBA板的对应于一个磁头的电压测量孔连接；所述插座用于接收并执行来自所述控制器的控制信号，以对所述电压测量孔输出划轴信号。

进一步的，所述插座的输出端设置有第一插针、第二插针和第三插针，分别用于插入AzS350U计轴系统室内运算单元的VESBA板的对应于一个磁头的第一电压测量孔、零电压测量孔和第二电压测量孔；所述插座用于输出所述划轴信号，以使得所述第一电压测量孔和第二电压测量孔的电压被先后置零。

进一步的，所述插座的输出端还设置有用于定位的第四插针，所述第四插针没有与电路连接；所述第一插针、第二插针和第三插针的位置位于同一直线上；所述第四插针不处于所述直线上。

进一步的，还包括：触摸显示屏，其输入端与所述控制器连接，用于接收用户输入的选择信号，并发送至所述控制器，或接收并显示来自所述控制器的划轴结果。

进一步的，所述控制器为STM32F103C8T6单片机。

进一步的，所述译码器为74LS154N译码器。

进一步的，所述继电器组中设置有多个SIP1A05干簧继电器。

进一步的，所述触摸显示屏为TJC3224T024_011RN串口屏。

进一步的，所述选择信号包括选择区域；所述控制器还用于在接收到用户的所述选择区域时，控制所述插座对所述选择区域中的所述电压测量孔输出划轴信号。

进一步的，所述控制器还用于在接收到用户的所述选择信号时，将所述选择信号回传给所述触摸显示屏；所述触摸显示屏还用于接收回传的所述选择信号并将其与用户输入的原始触摸信号进行比对，在比对一致后将所述选择信号发送至所述控制器进行执行。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明公开了一种智能划轴系统，通过设置控制器、译码器和继电器组以实现大量划轴信号的收发，同时通过基于AzS350U计轴系统室内运算单元的 VESBA板设计的对应插座进行信号输出，操作人员可以直接实施各个区域的划轴操作，不需要去到现场进行划轴，很大程度上减轻了操作人员的劳动强度，缩短了计轴故障处理时间，且其电路设计可以有效减小设备的体积和重量，相对于传统的划轴板，可以减轻操作人员的负担。

应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例) 中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中所述的AzS350U计轴系统的原理图。

图2是本发明实施例中所述的智能划轴系统的功能模块连接示意图。

图3是本发明实施例中所述的控制器STM32芯片以及触摸显示屏的电路连接示意图。

图4是本发明实施例中所述的译码器的电路连接示意图。

图5是本发明实施例中所述的32pin插头的电路连接示意图。

图6是本发明实施例中所述的90个插座的部分电路连接示意图。

图7是本发明实施例中所述的90个插座的另一部分电路连接示意图。

图8是本发明实施例中所述的插座的结构示意图。

图9是本发明实施例中所述的智能划轴系统的软件设计流程示意图。

图10是本发明实施例中所述的智能划轴系统的防错设计流程示意图。

图中标记为：

控制器-1；译码器-2；继电器组-3；插座-4；第一插针-41；第二插针-42；第三插针-43；第四插针-44；触摸显示屏-5。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为使本发明实施例技术方案更加清楚，下面首先对AzS350U计轴系统室内出清工作原理进行介绍：

在AzS350U计轴系统室内运算单元的VESBA板(放大滤波板)上，每个磁头均有两个通道，根据该两个通道的感应到轮对经过的先后顺序，判断轮对的运行方向，如图1所示，TA1磁头对应的通道电压分别为U1、U2，TA2磁头对应的通道电压为U3、U4。如轮对运行方向自TA1运行至TA2，当室外轮对经过TA1 磁头时，U1、U2电压会先后低于1.3V；室外轮对经过TA2磁头时，U3、U4电压会先后低于1.3V。根据该原理，在室内VESBA板上按顺序使U1、U2、U3、U4接通0V的低电平，即相当于在室内模拟列车经过，完成划轴处理操作。根据上述工作原理，可进行下面实施例中的智能划轴系统的开发。

图2公开了一个实施例，该实施例公开了一种智能划轴系统，包括控制器1，多个译码器2，多个继电器组3和多个插座4。具体的，译码器2的输入端与控制器1连接，继电器组3的控制端与译码器2的输出端连接，插座4的输入端与继电器组3的输出端连接，插座4的输出端与AzS350U计轴系统室内运算单元的VESBA板的对应于一个磁头的电压测量孔连接，插座4用于接收并执行来自控制器的控制信号，以对电压测量孔输出划轴信号。具体的，本智能划轴系统还包括触摸显示屏5，其输入端与控制器1连接，用于接收用户输入的选择信号，并发送至控制器1，或接收并显示来自控制器1的划轴结果。

具体的本实施例的一种实施方式中，参照图3-7示出的电路图，控制器1 采用STM32F103C8T6单片机，译码器2采用6个74LS154N译码器，继电器组3 中设置有90个SIP1A05干簧继电器，触摸显示屏5采用TJC3224T024_011RN串口屏，并设置采用3个32pin的插头以连接90个插座4，以满足对计轴设备机柜中的多层多块VESBA板的连接需求。

具体的在本实施例中，插座4的结构图参照图8，插座4设置有第一插针 41、第二插针42和第三插针43，分别用于插入AzS350U计轴系统室内运算单元的VESBA板的对应于一个磁头的第一电压测量孔、零电压测量孔和第二电压测量孔，VESBA板的示意图如图1中所述，如上所述，VESBA板的每一磁头都对应有两个电压测量孔和一个接地孔，如TA1对应的U1、U2和0V，或TA2对应的 U3、U4和0V，以TA1磁头为例，第一插针41、第二插针42和第三插针43分别用于与U1、0V和U2连接。具体的，插座4用于输出划轴信号，以使得第一电压测量孔和第二电压测量孔的电压被先后置零，例如通过控制器1发送的信号实现U1、U2两个测量孔的电压先后为零，即低于1.3V，从而实现对TA1磁头的出清，实现该磁头的划轴操作。

具体的在本实施例中，插座4上还设置有用于定位的第四插针44，第四插针44没有与电路连接；第一插针41、第二插针22和第三插针43的位置位于同一直线上；第四插针44不处于该直线上。第四插针44可以有效防止操作人员插错插孔，达到了出色的防呆设计的效果。具体的在本实施例中，第一插针41、第二插针22、第三插针43和第四插针44均用2mm香蕉插针与VESBA板插孔匹配，且四个插针都带有膨胀片，增强插针与插孔的接触性。且插座4内填充有自由树脂材料。

具体的在本实施例中，触摸显示屏所接收的选择信号包括选择区域；控制器还用于在接收到用户的选择区域时，控制插座对选择区域中的电压测量孔输出划轴信号。具体的，参见图9，本划轴系统的主体软件设计上主要分为运营模式和检修模式，对于正线与存车线接口位置的计轴区段，出现故障后影响正线且不能以列车压道出清，需设置运营模式，将故障区段出清正线，保留在就近的存车线内。在检修模式下，所有区段划轴后将会全部出清，不保留ECC区内任何紫光带。因此，用户可以选择不同的模式以及不同的区域已实现可选择的划轴操作。

具体的在本实施例中，控制器还用于在接收到用户的选择信号时，将选择信号回传给触摸显示屏；触摸显示屏还用于接收回传的选择信号并将其与用户输入的原始触摸信号进行比对，在比对一致后将选择信号发送至控制器进行执行，具体的本系统，在主控芯片(即控制器)与HMI(即触摸显示屏)之间进行防错设计，避免HMI与主控芯片之间通信出错，导致划轴结果错误，需在程序中增加了防错设计，软件实施流程可以参见图10。

本实施例中公开的智能划轴系统具有以下优点：

(一)实用性

本实施例中公开的智能划轴系统弥补了市场上该类工具的空白，设计灵感完全源自AzS350U计轴系统室内板件工作原理，经过数次修改、完善，该工具完全能够满足计轴故障时室内划轴的功能需求，同时经试用后，很大程度上减轻了操作人员的劳动强度，缩短了计轴故障处理时间，相当实用。

经对比，未使用室内智能划轴系统时，计轴故障处理按照一个ECC设备区9 公里长、人员正常跑步10KM/H来计算，理论上需要54min才能完成一个无道岔区间的计轴故障处理，由于隧道内环境复杂，实际上耗时比18min还要长得多。使用室内人工划轴装置后，仅需5min即可完成，工作效率提高10倍以上。

(二)通用性

本实施例中公开的智能划轴系统能够在多条城市轨道交通线路上使用，包括广州地铁四、五、广佛线，天津地铁一号线、青岛地铁三号线、南京地铁、北京地铁，等等，具有很强的通用性。

(三)安全性

本实施例中公开的智能划轴系统增加了防错程序的设计，同时该工具的试用避免了现场操作人员下隧道来回跑动的风险，最大程度保证了作业人员的人身安全，提高了故障处理效率。

(四)便捷性

传统划轴板是一个宽大、笨重的钢板，而本智能划轴系统体积较小、重量较轻、实用简单，即便是一个女性处理人员也能轻易的携带，操作简单，同时不易出错，对使用人员没有太高要求。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本发明实施例中所公开的实施例描述的各示例的方法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可查看存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明构思在现有技术基础上通过逻辑分析、推理或者根据有限的实验可以得到的技术方案，均应该在由本权利要求书所确定的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种智能划轴系统，其特征在于，包括：

控制器；

多个译码器，每个所述译码器的输入端与所述控制器连接；

多个继电器组，每个所述继电器组的控制端与一个所述译码器的输出端连接；

多个插座，每个所述插座的输入端与一个所述继电器组的输出端连接，所述插座的输出端与AzS350U计轴系统室内运算单元的VESBA板的对应于一个磁头的电压测量孔连接；所述插座用于接收并执行来自所述控制器的控制信号，以对所述电压测量孔输出划轴信号；

所述插座的输出端设置有第一插针、第二插针和第三插针，分别用于插入AzS350U计轴系统室内运算单元的VESBA板的对应于一个磁头的第一电压测量孔、零电压测量孔和第二电压测量孔；

所述插座用于输出所述划轴信号，以使得所述第一电压测量孔和第二电压测量孔的电压被先后置零。

2.根据权利要求1所述的智能划轴系统，其特征在于，所述插座的输出端还设置有用于定位的第四插针，所述第四插针没有与电路连接；所述第一插针、第二插针和第三插针的位置位于同一直线上；所述第四插针不处于所述直线上。

3.根据权利要求1所述的智能划轴系统，其特征在于，还包括：

触摸显示屏，其输入端与所述控制器连接，用于接收用户输入的选择信号，并发送至所述控制器，或接收并显示来自所述控制器的划轴结果。

4.根据权利要求1所述的智能划轴系统，其特征在于，所述控制器为STM32F103C8T6单片机。

5.根据权利要求1所述的智能划轴系统，其特征在于，所述译码器为74LS154N译码器。

6.根据权利要求1所述的智能划轴系统，其特征在于，所述继电器组中设置有多个SIP1A05干簧继电器。

7.根据权利要求3所述的智能划轴系统，其特征在于，所述触摸显示屏为TJC3224T024_011RN串口屏。

8.根据权利要求3所述的智能划轴系统，其特征在于，所述选择信号包括选择区域；所述控制器还用于在接收到用户的所述选择区域时，控制所述插座对所述选择区域中的所述电压测量孔输出划轴信号。

9.根据权利要求3所述的智能划轴系统，其特征在于，所述控制器还用于在接收到用户的所述选择信号时，将所述选择信号回传给所述触摸显示屏；所述触摸显示屏还用于接收回传的所述选择信号并将其与用户输入的原始触摸信号进行比对，在比对一致后将所述选择信号发送至所述控制器进行执行。