基本信息
- 项目名称：
- 25Hz相敏轨道电路综合参数测试仪设计与开发
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 25Hz相敏轨道电路以其抗干扰能力强、工作稳定可靠、故障率低维修方便等特点在我国得到广泛使用。该作品针对相敏轨道电路设计了一套完整的参数测试仪，以方便现在对轨道电路的工作状态进行在线、实时、动态的监测以确保轨道电路的安全可靠。
- 详细介绍：
- 轨道电路是实现信号设备电气化、自动化、现代化的重要基础设施。利用轨道电路可以自动检测列车、车辆的位置，控制信号机的显示；通过轨道电路可以将地面信号传递给机车从而可以控制列车的运行。25Hz相敏轨道电路的特点是既有电压的要求，又有相位的要求。现有的仪器仪表很难同时测量这项指标，因此为了实时、在线、动态的监视轨道电路的工作状态反应故障信息，同时方便信号设备安装时的标调，设计了该轨道电路参数测试仪。 该仪器不仅能实时监测所需要的二维电气参数，还能及时反应轨道电路相关器材的使用状态，能够为故障的预测、告警及维护提供帮助。以减少或避免故障的发生，确保列车的安全行驶。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 该作品适用于我国交流25Hz、50Hz相敏轨道电路综合参数测试，其功能与技术性能完全满足电化铁路区段在线、动态、实时监测轨道电路以确保安全行车、避免行车事故发生。同时能够为相敏轨道电路的安装、调试以及轨道电路故障的诊断排除提供便利。技术关键：该作品采用单片机与FPGA相结合，单片机GUI的控制以及通信的实现， FPGA的并行处理机制确保对各种轨道参数高精度实时采集。技术指标：（1）、输入阻抗：≥5000KΩ；（2）、25Hz、50Hz信号频率测量误差：±0.1 Hz；（3）、信号相位测量范围：-180°～180°；（4）、交流信号相位测量误差：±0.1°；（5）、电压测量范围：0～240V（≤1000VAC最高耐压）；（6）、25Hz、50Hz信号电压测量误差：±0.1 V。
科学性、先进性
- 该参数测试仪可直接与PC机的USB口连接进行供电以及数据的传输，方便现场的调试使用。对相敏轨道电路综合参数的采集采用隔离、非侵入的方式，既能够采集数据又不会影响轨道电路的正常使用。现有的设备需要专门的供电设备，数据显示的信息量有限，不便于对设备的历史数据进行存储以便对设备性能的评测。传统的测试仪采用单片机控制数据的采集与显示，速度受到限制，本测试仪采用单片机、FPGA相结合的方法，采用FPGA进行参数的采集，速度快、精度高、实时性好。采用USB 与PC机通信，能快速准确反映当前轨道电路的状态参数。能够通过PC进行历史参数的记录，方便对轨道电路的故障进行诊断及性能评测。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 技术转让
作品可展示的形式
- 实物、产品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 截止2000年底，中国铁路营业里程已达到68000km 以上,复线率达到30%左右,电气化率达到20% 左右。目前在一万多公里的电气化铁路上,有近90% 的车站采用25Hz相敏轨道电路(大同至秦皇岛的区间也采用),因此,该制式成为电气化区段铁路站内轨道电路的首选。“九五”铁路电务装备政策还作出规定:电气化区段站内采用25Hz相敏轨道电路。随着电气化铁路的发展,列车全面提速及重载列车的开行,使25Hz相敏轨道电路被广泛采用在站内和区间,它为保证行车安全起到了应有的作用。但目前,在采用25Hz相敏轨道电路的现场,由于无相应的精确可靠的测试工具,给25Hz相敏轨道电路的日常维护和测试带来许多不便, 甚至会因此影响设备的正常工作。因此现场急需能“ 在线”动态测试25Hz相敏轨道电路的仪表该测试仪不仅能够对固定的轨道电路进行实时的监测、及时发现故障、给出告警。还能够用于轨道电路的现场安装、调试。该仪器功能完善、操作简便易行、适用范围广，市场前景极其广阔。
同类课题研究水平概述
- 国内研究现状： （1）宋庆宁于2009年7月发表在《铁道通信信号》的论文《在25H z相敏轨道电路断轨 (断线) 监督检查方案的探讨》中阐述了导致25Hz轨道电路断线的因素及解决方案； （2）郑利、邹国顺等人在论文《以单片机为核心的25Hz相位测试仪》中设计了一款针对97型25Hz相敏轨道电路的参数测试机，由于受到控制器运算速度的影响，测量的精度受到很大的限制；
