[实用新型]列车光纤光栅计轴系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种计轴系统，具体地说是涉及一种将光纤通信技术应用在轨道区段上的列车光纤光栅计轴系统。

背景技术

近年来，我国轨道交通的现代化程度不断加强，运力不断提高，运输要求加大，与其相对应的行车控制技术得到了进一步的提升。轨道占用/空闲的状态是信号控制的重要组成部分。但是，传统的轨道电路和计轴设备属于电气或电磁系统，在抗电磁干扰、使用性能、应用成本等方面以及环境对使用的影响存在较多问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于光纤光栅传感器，能够计算列车轮轴数量、判断列车通过时的方向、速度和轮对的健康情况以及计算车辆重量的列车光纤光栅计轴系统。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型在轨道区段中至少一个送端和至少一个受端的钢轨上，均安装至少两个光纤光栅传感器；上述的光纤光栅传感器与光纤接续盒相连接，光纤接续盒通过光缆与光解调器相连接，光解调器与数据处理计算机相连接，数据处理计算机与信号控制设备相连接。

轨道区段包括一个送端和至少一个受端，在上述的送端和受端均安装至少两个光纤光栅传感器。

在上述的送端和受端均安装两个主光纤光栅传感器。

在送端和受端均安装两个主光纤光栅传感器和一个辅助光纤光栅传感器。

采用上述技术方案的本实用新型，利用光纤光栅传感器采集轨道占用/空闲的状态，结合光纤通信技术和计算机技术，将机车车辆压入引起的钢轨应变转化为光纤光栅中心波长的变化，从而达到计轴的目的，同时还可以判断列车通过时的方向、速度和轮对的健康情况以及计算车辆重量。光纤光栅传感技术具有成本低、易装配、体积小、精度高、附加损耗小、可重复性好、不受电磁干扰等特点，较好地解决了国内外的电磁感应计轴技术存在的易受干扰、压不死、不可靠、结构复杂、成本高昂的缺陷。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构图。

具体实施方式

如图1所示，轨道区段只有一个送端和一个受端时，本实用新型在送端和受端中的钢轨底部均安装两个主光纤光栅传感器Z1、Z2、Z3、Z4和一个辅助光纤光栅传感器F1、F2。上述送端的光纤光栅传感器Z1、Z2、F1与光纤接续盒I相连接，受端的光纤光栅传感器Z3、Z4、F2与光纤接续盒II相连接。光纤接续盒I、II均通过光缆与光解调器相连接，光解调器与数据处理计算机相连接，数据处理计算机与信号控制设备相连接。

在本实施例中，光纤光栅传感器包括两个主光纤光栅传感器，两个主光纤光栅传感器分别起到列车计轴和判断车轮方向的作用。

本实用新型的工作原理是：列车轮轴进入送端，通过光纤光栅传感器Z1、Z2时，钢轨和其固定在一起的光纤光栅传感器Z1、Z2受到压力拉伸变形，其中光纤光栅中心波长将发生变化。光纤光栅传感器Z1、Z2将传感信号送入光纤接续盒，再分别经过铠装光缆引入室内光解调器，由光解调器将解调结果送至数据处理计算机，系统根据Z1、Z2受力的先后和传感信号解调后的脉冲计算出列车的轮轴数、运行方向、速度和车辆重量：若光纤光栅传感器Z1先受力产生脉冲，那么就可判断列车行进的方向为Z1-Z2。数据处理计算机将处理结果送至信号控制设备，以达到计轴、判断列车通过时的方向、速度和轮对的健康情况以及计算车辆重量的目的。同时，数据处理计算机同时计算送端产生的脉冲和受端产生的脉冲，判断两者是否相等。若相等，则说明该轨道中空闲；若不相等，则说明此时还有列车在该轨道中，该轨道处于占用状态。

需要指出的是，当轨道区段有一个送端和多个受端，或者，轨道区段有多个送端和多个受端时，在每个送端和受端均安装至少两个光纤光栅传感器。而轨道送端和受端安装的光纤光栅数量可根据实际需要进行设定，可以为两个、四个或甚至更多个，既可以仅安装两个主光纤光栅传感器，也可以再安装一个辅助光纤光栅传感器，其中，一个辅助传感器是为了判别列车平衡性、单轨小车和起冗余辅助作用的。