专利名称：一种控制轨道继电器的控制系统和控制方法
技术领域：
本发明涉及铁路领域，尤其涉及一种控制轨道继电器的控制系统和控制方法。
背景技术：
目前，国内一般采用轨道电路的方式来检测列车轨道区段的占用情况。轨道电路利用铁路线路的两段钢轨作为导体来传递信息，用以检测列车是否占用轨道区段，并能发送轨道是否空闲等信息，因此起着信息传输通道作用。但是，由于下雨、潮湿等原因会导致钢轨生锈，从而导致现有的轨道电路不能准确地判断轨道区段是否被占用，从而也就不能在分路不良的情况下准确地实现对轨道继电器的控制。
发明内容
本发明针对现有技术中不能在分路不良的情况下准确地控制轨道继电器的缺陷， 提供一种控制轨道继电器的控制系统和控制方法，其能够在分路不良的情况下准确地控制轨道继电器。本发明提供一种控制轨道继电器的控制系统，所述轨道继电器为二元二位继电器，所述二元二位继电器包括轨道线圈和局部线圈，所述轨道线圈由轨道电源供电，所述局部线圈由局部电源供电，其中，该控制系统包括上位机、控制单元、电控开关和轨道继电器状态获取单元，所述电控开关控制所述局部电源对所述局部线圈的供电，所述控制单元分别与所述轨道继电器状态获取单元和所述上位机电连接，其中所述上位机用于接收关于轨道区段当前是处于占用状态还是处于空闲状态的信息，基于轨道区段当前处于占用状态的信息或处于空闲状态的信息向所述控制单元相应地发送使所述电控开关断开或接通的命令；所述控制单元基于从所述上位机接收到的使所述电控开关断开或接通的命令来控制所述电控开关的通断，接收所述轨道继电器状态获取单元所获取的所述轨道继电器的当前状态，并将所述当前状态反馈给所述上位机；所述上位机还基于轨道区段当前是处于占用状态还是空闲状态的信息来判断所述轨道继电器的状态是否已经成功改变。本发明还提供一种控制轨道继电器的控制方法，所述轨道继电器为二元二位继电器，所述二元二位继电器包括轨道线圈和局部线圈，所述轨道线圈由轨道电源供电，所述局部线圈由局部电源供电，该方法包括接收关于轨道区段当前是处于占用状态还是空闲状态的信息；基于轨道区段当前是处于占用状态还是空闲状态的信息来控制所述局部电源对所述局部线圈的供电；以及获取所述轨道继电器的当前状态，并基于轨道区段当前是处于占用状态还是空闲状态的信息来判断所述轨道继电器的状态是否已经成功改变。通过采用所述的控制系统和控制方法，由于上位机能够接收关于轨道区段当前是处于占用状态还是空闲状态的信息并且能够基于轨道区段当前是处于占用状态还是空闲状态的信息向所述控制单元相应地发送使所述电控开关断开或接通的命令，而轨道继电器状态获取单元则能够获取轨道继电器的当前状态且将该当前状态通过控制单元反馈给上位机，上位机则能够基于轨道区段当前是处于占用状态还是空闲状态的信息来判断所述轨道继电器的状态是否已经成功改变，因此，本发明能够在分路不良的情况下准确地控制轨道继电器。
图1是现有轨道电路的电路示意图；图2是根据本发明一种实施方式的控制轨道继电器的控制系统的框图；图3是根据本发明又一实施方式的控制轨道继电器的控制系统的框图；图4是根据本发明的轨道继电器状态获取单元的电路示意图；图5是根据本发明的轨道继电器状态获取单元的另一电路示意图；图6是根据本发明一种实施方式的控制轨道继电器的控制方法的框图。
具体实施例方式在结合附图来详细描述根据本发明的控制轨道继电器的控制系统和控制方法之前，首先简单介绍一下现有的轨道电路。在当前的铁路领域中，一般都将二元二位继电器用作轨道继电器。二元二位继电器是一种交流感应式继电器，其具有可靠的频率选择性和相位选择性，对轨端绝缘破损和外界牵引电流或其他频率电流的干扰能可靠地进行保护。二元二位继电器通常包括轨道线圈和局部线圈，而且在现有的轨道电路中，轨道线圈由轨道电源供电，局部线圈由局部电源供电，图1所示的是现有的采用二元二位继电器的25HZ相敏轨道电路，该轨道电路通过分频器获得分别为二元二位继电器的轨道线圈和局部线圈供电的轨道电源和局部电源。接下来参照图2来详细描述根据本发明的控制轨道继电器的控制系统，其中，这里的轨道继电器也是二元二位继电器。如图2所示，根据本发明的控制轨道继电器的控制系统包括上位机101、控制单元103、电控开关106和轨道继电器状态获取单元102，所述控制单元103分别与所述轨道继电器状态获取单元102和所述上位机101电连接。在图2中， 电控开关106用于控制局部电源104对轨道继电器107的局部线圈(未示出)的供电。其中，所述上位机101用于接收关于轨道区段当前是处于占用状态还是空闲状态的信息，基于轨道区段当前是处于占用状态还是空闲状态的信息向所述控制单元103相应地发送使所述电控开关106断开或接通的命令；所述控制单元103则基于从所述上位机101接收到的使所述电控开关106断开或接通的命令来控制所述电控开关106的通断，以及接收所述轨道继电器状态获取单元102所获取的所述轨道继电器107的当前状态并将该当前状态反馈给上位机101 ；上位机101则基于轨道区段当前是处于占用状态还是空闲状态的信息来判断所述轨道继电器107的状态是否已经成功改变。其中，上位机101可以为工控机。电控开关106可以为小型继电器，例如固态继电器或其他类型的继电器。图2中的局部电源104、轨道继电器107和轨道电源105共同构成了现有技术中的轨道电路。下面详细介绍一下图2所示的实施方式的工作原理。首先上位机101接收关于轨道区段当前是处于占用状态还是空闲状态的信息，其中，上位机101可以从例如服务器、下位机等接收关于轨道区段当前是处于占用状态还是空闲状态的信息，并且上位机101可以通过CAN总线或其他总线与下位机、服务器等进行通信。之后，上位机101基于所述信息向所述控制单元103发送接通还是断开电控开关106的命令。之后，若上位机101接收的信息是当前轨道区段占用，则控制单元103断开电控开关106从而使得局部电源104不向轨道继电器I07的局部线圈供电，从而信号灯(未示出)亮红灯；若上位机101接收到的信息是轨道区段的当前状态为空闲，则控制单元103接通电控开关106从而使得局部电源104 向轨道继电器107的局部线圈供电，应当注意的是，此时局部电源104、轨道继电器107和轨道电源105共同构成了现有技术中的轨道电路，因此，此时信号灯(未示出)是亮红灯还是亮绿灯还取决于现有技术中的轨道电路的检测，即如果现有技术中的轨道电路检测到轨道区段当前为占用状态，则信号灯亮红灯，反之，信号灯亮绿灯。这种控制方式体现了铁路 “故障导向安全”的原则。在根据本发明的再一优选实施方式中，轨道电源105是持续地为轨道继电器107 的轨道线圈提供使轨道继电器107接通所需的电流的电源，例如18V的交流电源，即轨道电源105对轨道继电器107的轨道线圈的供电并不因外界环境的影响(例如，轨道区段上有列车进入)而中断，这样，就能够通过根据本发明的控制系统来单独控制轨道继电器107， 即当电控开关接通则信号灯亮绿灯，当电控开关断开则信号灯亮红灯。这样，即便在电控开关106闭合从而使得局部电源104能够为轨道继电器107的局部线圈供电的情况下，现有技术中的轨道电路也不起作用。另外，所述局部电源104可以为110V、25Hz的交流电源。在根据本发明的再一优选实施方式中，如果希望仅通过现有技术中的轨道电路 (即由局部电源104、轨道继电器107和轨道电源105构成的电路)来检测轨道区段是否被占用，则可以使电控开关106处于一直接通的状态，这样，就能够仅采用现在技术的轨道电路来检测轨道区段的占用情况。由于本领域技术人员对现有技术的轨道电路(如图1所示)是熟知的，所以这里不再进行描述。在根据本发明的又一优选实施方式中，如图3所示，根据本发明的控制系统还可以包括连接在所述控制单元103和所述电控开关106之间的连接电路302，其中该连接电路 302可以是起到光隔、驱动等作用的任何电路，例如TLP523型号的光耦电路，该光耦电路用于接收来自控制单元103的逻辑信号以驱动电控开关106。另外，在根据本发明的又一优选实施方式中，如图3所示，根据本发明的控制系统还可以包括手动开关301，当手动开关301闭合时，就只能通过现有技术的轨道电路来控制轨道继电器107的接通与断开。另外，如图3所示，根据本发明的控制系统还可以包括复示继电器303，该复示继电器303的状态随着轨道继电器107状态的改变而改变，即复示继电器303的状态始终与轨道继电器107的状态相同，这样所述轨道继电器状态获取单元102就可以通过采集所述复示继电器303的状态来获取轨道继电器107的状态并将采集到的状态发送给所述控制单元103。应当理解的是，复示继电器303与轨道继电器107的连接方式是本领域技术人员熟知的，所以本文并未详细描述，而只是在图3中用实线简单地示意两者的连接。
另外，在根据本发明的又一实施方式中，轨道继电器状态获取单元102可以定期获取轨道继电器107的状态并通过控制单元103将所获取的状态反馈给上位机101 ；轨道继电器状态获取单元102也可以在控制单元103的控制下定期获取轨道继电器107的状态并将该状态通过控制单元103反馈给上位机101。而上位机101则可以通过有线(例如，双绞线、同轴电缆、光纤等)或者无线通信的方式将接收到的轨道继电器107的状态上传给服务器等，从而使得铁路工作人员能够实时了解轨道继电器107的状态。
如图4所示，其示意性地示出了轨道继电器状态获取单元102的电路图，该轨道继电器状态获取单元102包括电阻器Rl、电阻器R2、电阻器R3和光耦Gl，其中，电阻器Rl的一端通过复示继电器303的节点RelayO连接到电源Vcc，电阻器Rl和电阻器R2的公共端子连接到光耦Gl的端子1，电阻器R2的另一端接地，电阻器R3 —端接电源Vcc、另一端连接到光耦Gl的端子2，光耦Gl的端子4接地，光耦Gl的端子2作为轨道继电器状态获取单元102的输出端子\。图4所示的轨道继电器状态获取单元102的工作原理是当复示继电器303的节点RelayO闭合时，输出端子V。的输出电平为低电平，而当复示继电器303的节点RelayO断开时，输出端子Vtl的输出电平为高电平。当然，轨道继电器状态获取单元102也可以采用如图5所示的电路，图5所示的电路与图4所示的电路的区别在于电阻器R3位于光耦Gl的端子4与地之间，并且光耦Gl的端子4作为轨道继电器状态获取单元102的输出端子％。这样，当复示继电器303的节点 RelayO闭合时，输出端子V。的输出电平为高电平，而当复示继电器303的节点RelayO断开时，输出端子Vtl的输出电平为低电平。下面结合图6来详细描述根据本发明的控制轨道继电器的控制方法，其中所述轨道继电器为二元二位继电器，所述二元二位继电器包括轨道线圈和局部线圈，所述轨道线圈由轨道电源供电，所述局部线圈由局部电源供电，该方法包括S51 接收关于轨道区段当前是处于占用状态还是空闲状态的信息；S52 基于轨道区段当前是处于占用状态还是空闲状态的信息控制所述局部电源对所述局部线圈的供电；以及S53、获取所述轨道继电器的当前状态，并基于轨道区段当前是处于占用状态还是空闲状态的信息判断所述轨道继电器的状态是否已经成功改变。以上以示例的方式给出了根据本发明的优选实施方式，但是本领域技术人员应当理解，在不背离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变形，例如，轨道电源105和局部电源104并不局限于上面给出的示例，它们可以是任意适当类型的电源， 例如，局部电源104为110V、25Hz的电源而轨道电源为18V的交流电源。当然，还应当理解的是，110V、25Hz电源和18V交流电源仅是示例，根据二元二位轨道继电器的参数的不同， 其他数值的电源也是可取的。另外，根据本发明的控制系统和控制方法不仅适用于上述的二元二位继电器，而且还适用于其他类型的继电器(例如，整流继电器)，当将根据本发明的控制系统和控制方法应用于整流继电器(例如JZ)(C-480型继电器)时，可以将电控开关 106设置在整流继电器的供电电源和整流继电器的线圈之间，从而通过电控开关106来控制供电电源对整流继电器的线圈的供电，以实现对整流继电器的控制。
权利要求
1.一种控制轨道继电器的控制系统，所述轨道继电器为二元二位继电器，所述二元二位继电器包括轨道线圈和局部线圈，所述轨道线圈由轨道电源供电，所述局部线圈由局部电源供电，其中，该控制系统包括上位机、控制单元、电控开关和轨道继电器状态获取单元， 所述电控开关控制所述局部电源对所述局部线圈的供电，所述控制单元分别与所述轨道继电器状态获取单元和所述上位机电连接，其中所述上位机用于接收关于轨道区段当前是处于占用状态还是空闲状态的信息，基于轨道区段当前是处于占用状态还是空闲状态的信息向所述控制单元相应地发送使所述电控开关断开或接通的命令；所述控制单元基于从所述上位机接收到的使所述电控开关断开或接通的命令来控制所述电控开关的通断，接收所述轨道继电器状态获取单元所获取的所述轨道继电器的当前状态并将所述当前状态反馈给所述上位机；所述上位机还基于轨道区段当前是处于占用状态还是空闲状态的信息来判断所述轨道继电器的状态是否已经成功改变。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其中，该控制系统还包括连接在所述控制单元和所述电控开关之间的连接电路。
3.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述轨道电源为能够提供使所述轨道继电器接通所需的电流的电源。
4.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的控制系统，其中，所述控制系统还包括与所述电控开关并联的手动开关。
5.根据权利要求4所述的控制系统，其中，所述控制系统还包括复示继电器，所述轨道继电器状态获取单元用于通过采集所述复示继电器的状态来获取所述轨道继电器的状态， 并将获取到的状态发送给所述控制单元。
6.一种控制轨道继电器的控制方法，所述轨道继电器为二元二位继电器，所述二元二位继电器包括轨道线圈和局部线圈，所述轨道线圈由轨道电源供电，所述局部线圈由局部电源供电，该方法包括接收关于轨道区段当前是处于占用状态还是空闲状态的信息；基于轨道区段当前是处于占用状态还是空闲状态的信息来控制所述局部电源对所述局部线圈的供电；以及获取所述轨道继电器的当前状态，并基于轨道区段当前是处于占用状态还是空闲状态的信息来判断所述轨道继电器的状态是否已经成功改变。
全文摘要
本发明针对目前不能在分路不良的情况下准确控制轨道继电器的缺陷，提供一种控制轨道继电器的控制系统和控制方法。根据本发明的控制系统包括上位机、控制单元、电控开关和轨道继电器状态获取单元，电控开关控制局部电源对局部线圈的供电，控制单元分别与轨道继电器状态获取单元和上位机电连接，上位机接收轨道区段当前是处于占用状态还是空闲状态的信息，基于该信息向控制单元发送使电控开关断开或接通的命令，控制单元基于从上位机接收的使电控开关断开或接通的命令控制电控开关的通断并接收轨道继电器状态获取单元获取的轨道继电器的当前状态，上位机基于轨道区段当前是处于占用状态还是空闲状态的信息判断轨道继电器的状态是否已成功改变。
文档编号G05B19/418GK102541024SQ20121001992
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月20日 优先权日2012年1月20日
发明者华泽玺, 周江村, 李代伟, 樊国智, 王迎春, 赵彦星, 郑九方 申请人:中国神华能源股份有限公司, 成都睿感科技有限公司, 朔黄铁路发展有限责任公司, 西南交通大学