本发明涉及应用于动车组的自动过分相控制系统，具体的说是该系统自检的方法及实现电路。
背景技术
目前在我国电气化铁路上车速160km/h以上的动车组（例如crh1系列、crh2系列、crh3c、crh5、crh380系列等动车组）使用的自动过分相方式是以地面埋点作为定位信息的车载自动过分相方式。该方式是通过安装在机车转向架上的车载接收感应器接收地面的定位信息并将信息通过信号调理电路输入到自动过分相控制系统的主控制单元以此触发自动过分相控制系统向机车的车载微机输出自动过分相控制信号，其后由车载微机控制机车实现过分相操作。
当自动过分相控制系统上电、正常通过分相区、屏蔽接收信号结束后进行自检。系统通过“自检”会对接收信号调理电路、输入电路和输出电路中各电子元器件进行检测同时会对车载接收感应器的工况（断路或短路）进行检测，检测的结果会通过高低电平的形式传送给车载微机。当自检后发现自动过分相控制系统中某个电子元器件故障或车载接收感应器的工况异常，自动过分相控制系统会以输出高电平的形式告知车载微机自动过分相控制系统已故障并通过系统面板上基于led的人机交互显示板告知司机系统的故障点同时切断系统对车载微机的输出进而车载微机会提示司机改用手动方式实现机车区间运行余下的过分相操作。当自检后发现系统没有任何故障点时系统对车载微机的输出会继续保持低电平，自动过分相控制系统继续工作。
目前，在中国铁路上应用于动车组的自动过分相控制系统为广铁集团科研所研制的系统，如gfx-3a型等（几乎占有100%的份额）。该系统有可进行“自检”的电路，但其存在一些问题，如下：1）自检电路只能对系统每个感应接收回路进行过自检，当故障时通过led对外显示（回路有故障时led一直不停的闪烁），但是不能准确定位故障位置。这就无法对系统故障后的维修给出有针对性的指示，维修人员需要对每条接收回路及相应器件逐个进行排查。2）自检电路对车载接收感应器工况的检测只有“断路”检测而没有“短路”检测。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种动车组自动过分相控制系统自检的方法及实现电路，以解决存在的问题并确保系统“自检”可以安全、有效地实现。
为了解决目前存在的问题并实现稳定、可靠的系统自检，本发明采用以下技术方案：动车组自动过分相控制系统的自检方法，其特征在于：包括如下步骤：
s1：启动自动过分相控制系统，自动过分相控制系统的主控单元驱动用于控制“强迫”信号与“预告/恢复”信号是否对机车控制系统输出的电子继电器，使其常闭触点断开以控制自动过分相控制系统的输出信号无法对机车控制系统输出；
s2：在静态下检测自动过分相控制系统中光电耦合电路是否有输出，如有，则进行s10，否则，进行s3；
s3：在静态下检测自动过分相控制系统中比较器电路是否有输出，如有，则进行s10，否则，进行s4；
s4：自动过分相控制系统的主控单元驱动用于控制接收信号是否接入系统主控单元的电子继电器，使其常闭触点断开并与常开触点闭合以此控制系统中的dc24v电源接入车载接收感应器两个输入端（车载接收感应器通过两个信号输入端将感应到的信号输入到动车组自动过分相控制系统主控单元）中的一端，通过车载接收感应器线圈产生回路后从车载接收感应器的另一个输入端输出，然后进入自动过分控制系统，并对比该进入信号与预设的车载接收感应器断线检测门限电压值的大小，若该进入信号大，则进行s5，否则，进行s10；
s5：继续对比s4中的进入信号与预设的车载接收感应器短路检测门限电压值的大小，若该进入信号大，则进行s10，否则，进行s6；
s6：动车组自动过分相控制系统的主控单元模拟“i端向前”、“ii端向前”输出到自动过分相控制系统中光电耦合电路，并检测动态下光电耦合电路是否有输出，若有，则进行s7，否则，进行s10；
s7：自动过分相控制系统的主控单元模拟“强迫”信号和“预告/恢复”输出到自动过分相控制系统中光电耦合电路，并检测动态下光电耦合电路是否有输出，若有，则进行s8，否则，进行s10；
s8：结束自检，自动过分相控制系统的主控单元驱动用于控制“强迫”信号与“预告/恢复”信号是否对机车控制系统输出的电子继电器，使其常闭触点再次闭合以控制自动过分相控制系统的输出信号可以输出到机车控制系统；
s9：自动过分相控制系统恢复正常工作；
s10：自动过分相控制系统向机车控制系统进行故障输出，并按协议控制led信号灯闪烁。
进一步的：s1和s8中所述的输出信号包括“强迫”信号和“预告/回复”信号。
进一步的：s6中所述的模拟“i端向前”、“ii端向前”输出信号输出的是dc110v信号。
一种动车组自动过分相控制系统的自检实现电路，包括动车组自动过分相控制系统主控单元，其特征在于：还包括断线及短路检测自检电路、光电耦合器自检电路和人机交互电路；
所述断线及短路检测自检电路包括：用于t1车载接收感应器断线、短路检测的比较器1、用于t2车载接收感应器断线、短路检测的比较器2、用于t3车载接收感应器断线、短路检测的比较器3以及用于t4车载接收感应器断线、短路检测的比较器4；用于产生断线检测比较门限和短路检测比较门限的分压电阻；所述各比较器的比较端与相应的分压电阻连接，将分压电阻的电压值作为比较电压；
所述比较电路包括：用于t1车载接收感应器断线、短路检测的比较器1、用于t2车载接收感应器断线、短路检测的比较器2、用于t3车载接收感应器断线、短路检测的比较器3以及用于t4车载接收感应器断线、短路检测的比较器4；所述各比较器和系统主控单元的输入口电连接形成比较器的静态检测；
所述光电耦合电路分别与主控单元的信号输出和回读点形成回路，所述光电耦合电路有四条，分别对应的信号为“i端向前”、“ii端向前”、“强迫”、和“预告/回复”信号；
所述人机交互电路包括与主控单元相连接的显示板，显示板上设有故障指示灯。
本发明的优点是：本发明的自检方法可以针对动车组自动过分相控制系统进行有效的自检，且不但有“断路”检测还有“短路”检测。检测效果好，同时可以准确定位故障位置。有效的对系统故障后的维修给出有针对性的指示，维修人员只要针对该故障点进行排查，避免了对每条接收回路及相应器件逐个进行排查，节省了人工，提高了效率。本发明所述的实现电路结构简单，适应性强。
附图说明
图1是动车组自动过分相控制系统自检方法流程图；
图2是动车组自动过分相控制系统自检方法电路实现的原理框图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图1-2对本发明作进一步具体实施的详细说明。
本发明一种动车组自动过分相控制系统的自检方法，包括如下步骤：
s1：启动自动过分相控制系统，自动过分相控制系统的主控单元驱动用于控制“强迫”信号与“预告/恢复”信号是否对机车控制系统输出的电子继电器，使其常闭触点断开以控制自动过分相控制系统的输出信号无法对机车控制系统输出；
s2：在静态下检测自动过分相控制系统中光电耦合电路是否有输出，如有，则进行s10，否则，进行s3；
s3：在静态下检测自动过分相控制系统中比较器电路是否有输出，如有，则进行s10，否则，进行s4；
s4：自动过分相控制系统的主控单元驱动用于控制接收信号是否接入系统主控单元的电子继电器，使其常闭触点断开并与常开触点闭合以此控制系统中的dc24v电源接入车载接收感应器两个输入端（车载接收感应器通过两个信号输入端将感应到的信号输入到动车组自动过分相控制系统主控单元）中的一端，通过车载接收感应器线圈产生回路后从车载接收感应器的另一个输入端输出，然后进入自动过分控制系统，并对比该进入信号与预设的车载接收感应器断线检测门限电压值的大小，若该进入信号大，则进行s5，否则，进行s10；
s5：继续对比s4中的进入信号与预设的车载接收感应器短路检测门限电压值的大小，若该进入信号大，则进行s10，否则，进行s6；
s6：动车组自动过分相控制系统的主控单元模拟“i端向前”、“ii端向前”输出到自动过分相控制系统中光电耦合电路，并检测动态下光电耦合电路是否有输出，若有，则进行s7，否则，进行s10；
s7：自动过分相控制系统的主控单元模拟“强迫”信号和“预告/恢复”输出到自动过分相控制系统中光电耦合电路，并检测动态下光电耦合电路是否有输出，若有，则进行s8，否则，进行s10；
s8：结束自检，自动过分相控制系统的主控单元驱动用于控制“强迫”信号与“预告/恢复”信号是否对机车控制系统输出的电子继电器，使其常闭触点再次闭合以控制自动过分相控制系统的输出信号可以输出到机车控制系统；
s9：自动过分相控制系统恢复正常工作；
s10：自动过分相控制系统向机车控制系统进行故障输出，并按协议控制led信号灯闪烁。
优选的：s1和s8中所述的输出信号包括“强迫”信号和“预告/回复”信号。
优选的：s6中所述的模拟“i端向前”、“ii端向前”输出信号输出的是dc110v信号。
本发明还提供了一种动车组自动过分相控制系统的自检实现电路，包括动车组自动过分相控制系统主控单元，：还包括断线及短路检测自检电路、光电耦合器自检电路和人机交互电路；
所述断线及短路检测自检电路包括：用于t1车载接收感应器断线、短路检测的比较器1、用于t2车载接收感应器断线、短路检测的比较器2、用于t3车载接收感应器断线、短路检测的比较器3以及用于t4车载接收感应器断线、短路检测的比较器4；用于产生断线检测比较门限和短路检测比较门限的分压电阻；所述各比较器的比较端与相应的分压电阻连接，将分压电阻的电压值作为比较电压；
所述比较电路包括：用于t1车载接收感应器断线、短路检测的比较器1、用于t2车载接收感应器断线、短路检测的比较器2、用于t3车载接收感应器断线、短路检测的比较器3以及用于t4车载接收感应器断线、短路检测的比较器4；所述各比较器和系统主控单元的输入口电连接形成比较器的静态检测；
所述光电耦合电路分别与主控单元的信号输出和回读点形成回路，所述光电耦合电路有四条，分别对应的信号为“i端向前”、“ii端向前”、“强迫”、和“预告/回复”信号；
所述人机交互电路包括与主控单元相连接的显示板，显示板上设有故障指示灯。
优选的：比较器1、比较器2、比较器3、比较器4的输出端与动车组自动过分相控制系统主控单元的输入端相连接形成比较器的静态自检电路；光电耦合电路1、光电耦合电路2、光电耦合电路3、光电耦合电路4的输出端与动车组自动过分相控制系统主控单元的输入端相连接形成光电耦合电路的静态自检电路；现有的24v输出通过电阻9、电阻10的串联后接回24v地；电阻9与电阻10分压后的电压通过二极管3接入比较器1、比较器2、比较器3、比较器4的比较输入端形成车感器断线比较门限输入；24v控制输出通过电阻11、电阻12的串联后接回24v地；电阻11与电阻12分压后的电压通过二极管4接入比较器1、比较器2、比较器3、比较器4的比较输入端形成车感器短路比较门限输入；常有的24v与电子继电器j1相连接，电子继电器j1与整流桥1相连接，然后整流桥1与比较器1相连接，比较器1的输出端接入动车组自动过分相控制系统主控单元的输入端；以此来进行车感器1的断线与短路的自检测；t2、t3、t4的断线与短路自检测电路结构组成与t1相同在此不做赘述；
动车组自动过分相控制系统主控单元的“强迫”信号输出点与电子继电器j3相连接，电子继电器又与动车组自动过分相控制系统输入、输出端子相连接，以此来控制自检时“强迫”信号的输出；动车组自动过分相控制系统主控单元的“预告/恢复”信号输出点与电子继电器j4相连接，电子继电器又与动车组自动过分相控制系统输入、输出端子相连接，以此来控制自检时“预告/恢复”信号的输出；
主控单元dc110v输出口与光电耦合电路1和光电耦合电路2相连接，然后与动车组自动过分相控制系统主控单元的“i端向前输入点”和“ii端向前输入点”相连接；“强迫”信号输出点与光电耦合电路3相连接，然后接入动车组自动过分相控制系统主控单元的“强迫”信号回读点；“预告/恢复”信号输出点与光电耦合电路4相连接，然后接入动车组自动过分相控制系统主控单元的“预告/恢复”信号回读点；通过这些电路连接实现系统中光电耦合电路的动态自检；
动车组自动过分相控制系统主控单元通过i/o口与人机交互显示板的“正常指示灯”相连接实现自检后故障定位的“闪灯”输出；
动车组自动过分相控制系统主控单元的dc110输出通过电子继电器j5与人机交互显示板“工作指示灯”及动车组自动过分相控制系统输入、输出端子相连接实现自检后故障信号的显示和对外输出；
动车组自动过分相控制系统主控单元通过i/o口与电子继电器j1、电子继电器j2、电子继电器j3、电子继电器j4、电子继电器j5的驱动线圈相连接控制自检时电子继电器的触点从“常闭”倒向“常开”，以便进行自检。
本发明中，对于动车组自动过分相控制系统的自检是按高优先级到低优先级依次进行的。当优先级高的自检步骤显示故障并对车载微机进行故障电平（dc110v）输出时自检结束并切断系统“强迫”信号和“预告/恢复”信号对车载微机的输出同时车载微机通知司机切换到手动过分相，其后的自检不再进行，如果没有故障自检继续。自检全部结束后，如无故障系统恢复工作状态进行工作。系统自检的优先级由高到低依次为：静态光电耦合电路自检、比较器自检；车载接收感应器断线自检；车载接收感应器短路自检；动态下光电耦合电路自检。
参见图2，当动车组自动过分相控制系统自检开始后系统的主控单元通过i/o控制电子继电器j3和j4这两个继电器的常闭节点1、2断开，以此切断系统“强迫”信号和“预告/恢复”信号对车载微机的输出。
系统的主控单元通过i端向前输入点、ii端向前输入点、“强迫”信号回读点和“预告/恢复”信号回读点的电平（高、低）输入情况判断系统中的光电耦合电路1、光电耦合电路2、光电耦合电路3、光电耦合电路4静态下是正常还是故障。只要有一路输入为高电平说明静态下系统的四路光电耦合电路有故障，此时系统的主控单元通过i/o控制电子继电器j5使其1、2触点断开3、4触点闭合，以此来对车载微机进行故障电平（dc110v）输出并使系统面板上的“工作”指示灯由“亮”变“灭”，同时系统的主控单元控制系统面板上的“正常”指示灯以1hz频率周期闪亮7次，然后自检结束并保持“强迫”信号和“预告/恢复”信号无法对车载微机输出。如果输入保持初始的低电平说明系统的四路光电耦合电路静态下正常，自检继续。
通过比较器1、比较器2、比较器3、比较器4对系统主控单元的输入情况判断系统中四路比较器是正常还是故障。只要有一路输入为高电平说明静态下系统的四个比较器有故障，此时系统的主控单元通过i/o控制电子继电器j5使其1、2触点断开3、4触点闭合，以此来对车载微机进行故障电平（dc110v）输出并使系统面板上的“工作”指示灯由“亮”变“灭”，同时系统的主控单元控制系统面板上的“正常”指示灯以1hz频率周期闪亮8次，然后自检结束并保持“强迫”信号和“预告/恢复”信号无法对车载微机输出。如果输入保持初始的低电平说明系统的四个比较器正常，自检继续。
系统的主控单元通过i/o控制电子继电器j1和j2使两个继电器的4和6触点、1和3触点连接，这样dc24v就从4个车载接收感应器一端进入经车载接收感应器线圈从另一端出，以t1车载接收感应器为例就是从t11进从t12出。由于t1、t2、t3、t4四个车载接收感应器的断线检测和短路检测方法相同因此以车载接收感应器t1为例进行车载接收感应器的断线检测方法和短路检测方法的说明。主控单元中常有的dc24v通过电阻9和电阻10分压产生2.4v左右的比较器门限1（车载接收感应器断线检测门限），系统内的dc24v通过电阻9和电阻10的分压，将分压值经过二极管3后接入比较器的比较端。系统主控单元控制输出（只有需要进行车载接收反应器短路检测时才输出，不做短路检测时为dc0v）dc24v通过电阻11和电阻12分压产生一个电压值并通过二极管4接入比较器的比较端。由于二极管的单向导通性当两个分压值都接入比较器的比较端时比较器比较端的电压值为系统主控单元控制输出dc24v通过电阻11和电阻12分压产生的电压值。当断线时从t12环回的电压为0v小于比较器门限1，所以比较器1对主控单元的输入保持初始的低电平既判断出t1车载接收感应器线圈断线，此时系统的主控单元通过i/o控制电子继电器j5使其1、2触点断开3、4触点闭合，以此来对车载微机进行故障电平（dc110v）输出并使系统面板上的“工作”指示灯由“亮”变“灭”，同时系统的主控单元控制系统面板上的“正常”指示灯以1hz频率周期闪亮1次，然后自检结束并保持“强迫”信号和“预告/恢复”信号无法对车载微机输出。如果比较器输出给主控单元的电平为高电平说明t1车载接收感应器没有断线，自检继续。系统的主控单元控制输出dc24v并通过电阻11和电阻12分压产生12v的比较器门限2，由于二极管3和二极管4的相互作用此时的比较器门限（车载接收感应器短路检测门限）输入呈现为11.3v左右。当t1车载接收感应器线圈短路时t1车载接收感应器线圈的阻值接近0欧姆，所以进入比较器1的环回电压为电阻1和电阻5分压的12v，大于11.3v，比较器输出高电平给主控单元说明t1车载接收感应器短路，此时系统的主控单元通过i/o控制电子继电器j5使其1、2触点断开3、4触点闭合，以此来对车载微机进行故障电平（dc110v）输出并使系统面板上的“工作”指示灯由“亮”变“灭”，同时系统的主控单元控制系统面板上的“正常”指示灯以1hz频率周期闪亮9次，然后自检结束并保持“强迫”信号和“预告/恢复”信号无法对车载微机输出。因为已知车载接收感应器线圈的阻值为620欧姆，当t1车载接收感应器线圈没短路时，进入比较器1的环回电压通过电阻1、t1车载接收感应器线圈电阻和电阻5分压后的8.7v小于门限的11.3v，比较器1对主控单元的输入保持初始的低电平既判断到t1车载接收感应器线圈没有短路，自检继续。t2车载接收感应器、t3车载接收感应器和t4车载接收感应器的断线和短路检测引起的“正常”指示灯也进行相应的按协议周期闪亮，在此不做赘述。
系统的主控单元控制输出dc110v以此来模拟“i端向前”信号和“ii端向前”信号。输出的dc110v触发光电耦合电路1和光电耦合电路2输出，如果两路光电耦合电路有一路没有高电平输出到主控单元说明动态下光电耦合电路故障，系统的主控单元通过i/o控制电子继电器j5使其1、2触点断开3、4触点闭合，以此来对车载微机进行故障电平（dc110v）输出并使系统面板上的“工作”指示灯由“亮”变“灭”，同时系统的主控单元控制系统面板上的“正常”指示灯以1hz频率周期闪亮6次，然后自检结束并保持“强迫”信号和“预告/恢复”信号无法对车载微机输出。如果两路光电耦合电路均有高电平输出到主控单元说明系统的两路光电耦合正常，自检继续。主控单元控制“强迫”信号和“预告/回复”信号输出，输出的dc110v触发光电耦合电路3和光电耦合电路4输出，如果两路光电耦合电路有一路没有高电平输出到主控单元说明动态下光电耦合电路由故障，系统的主控单元通过i/o控制电子继电器j5使其1、2触点断开3、4触点闭合，以此来对车载微机进行故障电平（dc110v）输出并使系统面板上的“工作”指示灯由“亮”变“灭”，同时系统的主控单元控制系统面板上的“正常”指示灯以1hz频率周期闪亮12次，然后自检结束并保持“强迫”信号和“预告/恢复”信号无法对车载微机输出。如果两路光电耦合电路均有高电平输出到主控单元说明系统的两路光电耦合正常，自检继续。
如果以上自检结束后没有发现系统中有故障点，系统从自检状态恢复到工作状态继续正常工作。
本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，还有很多根据其权利要求确定的具体的技术性应用方案。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。