軌道計軸式電路分路系統的制作方法

軌道計軸式電路分路系統的制作方法
【專利摘要】一種軌道計軸式電路分路系統，由安裝在軌道閉塞區間兩端的車輪傳感器產生的四個計軸脈沖信號，系統對四路計軸脈沖信號進行自動判別，對進出軌道閉塞區間的車軸進行計數，當進出軌道閉塞區間的車軸數量相同或者小于誤差值時，自動使軌道閉塞區間占用信號無效。計軸脈沖信號由脈沖干擾消除單元濾除窄脈沖干擾和信號邊沿的抖動干擾，進一步提高了抗干擾能力。且脈沖干擾濾除單元過濾的過濾的正窄脈沖最大寬度能夠通過改變正向電流驅動器的流出驅動電流大小或者正向抗干擾電容的大小進行調整；過濾的負窄脈沖最大寬度能夠通過改變反向電流驅動器的流出驅動電流大小或者反向抗干擾電容的大小進行調整。所述系統用于替換現有的軌道分路電路。
【專利說明】
軌道計軸式電路分路系統
技術領域
[0001]本發明涉及軌道計軸設備技術領域，尤其是一種軌道計軸式電路分路系統。
【背景技術】
[0002]軌道電路軌面因為不良導電物影響造成軌道電路分路不良，列車或者機車占用軌道時控制該軌道區段的軌道繼電器不能正常動作，造成信號聯鎖失效。采用計軸傳感器方案時，機械傳感器依靠彈簧控制電極觸點的通斷來產生列車到來的信號，容易產生接點接觸不良和信號抖動干擾;紅外傳感器的紅外線易被灰塵和雜物遮擋，且易受其他光照的干擾產生干擾脈沖;超聲的壓電轉換器由于必須裸露在外，無法進行有效的防護，同時也易受到施工工人等其他障礙物的干擾影響，產生干擾脈沖;渦流線圈感應、磁頭傳感器感應容易受到金屬雜物的影響，例如，當鐵路施工人員持鐵鍬滑過磁頭傳感器時，容易對磁頭判別造成干擾，輸出干擾脈沖。上述各種傳感器在車輪進入或者退出檢測區間時，由于車輛經過造成的傳感器震動、車輪自身振動以及傳感器自身觸點抖動等原因，也會造成傳感信號邊沿產生抖動脈沖。

【發明內容】

[0003]為了解決現有軌道電路分路不良的問題，本發明提供了一種軌道計軸式電路分路系統，包括第一車輪傳感器、第二車輪傳感器、第三車輪傳感器、第四車輪傳感器、計軸分路單元。
[0004]所述第一車輪傳感器、第二車輪傳感器、第三車輪傳感器、第四車輪傳感器分別輸出第一計軸脈沖信號、第二計軸脈沖信號、第三計軸脈沖信號、第四計軸脈沖信號;所述第一計軸脈沖信號、第二計軸脈沖信號、第三計軸脈沖信號、第四計軸脈沖信號送至計軸分路單元，所述計軸分路單元輸出軌道閉塞區間占用信號。
[0005]所述計軸分路單元包括計數脈沖產生模塊、計數器模塊、比較模塊、清零信號產生豐旲塊。
[0006]所述計數脈沖產生模塊的功能是:當第一計軸脈沖信號和第二計軸脈沖信號滿足車軸的進入邏輯狀態，或者是第三計軸脈沖信號和第四計軸脈沖信號滿足車軸的進入邏輯狀態時，加計數脈沖輸出端輸出一個加計數脈沖；當第一計軸脈沖信號和第二計軸脈沖信號滿足車軸的駛出邏輯狀態，或者是第三計軸脈沖信號和第四計軸脈沖信號滿足車軸的駛出邏輯狀態時，減計數脈沖輸出端輸出一個減計數脈沖。
[0007]所述計數器模塊的功能是:計數脈沖產生模塊輸出一個加計數脈沖時其輸出加I，計數脈沖產生模塊輸出一個減計數脈沖時其輸出減I。
[0008]所述比較模塊的功能是:當計數器模塊的輸出大于X時，輸出的軌道閉塞區間占用信號有效，否則輸出的軌道閉塞區間占用信號無效;所述X為大于等于I的整數。
[0009]所述清零信號產生模塊的功能是:當軌道閉塞區間占用信號從有效變為無效時，延時產生一個清零脈沖使計數器模塊輸出變為O。
[0010]所述軌道計軸式電路分路系統還包括第一脈沖干擾濾除單元、第二脈沖干擾濾除單元、第三脈沖干擾濾除單元、第四脈沖干擾濾除單元。
[0011]所述第一計軸脈沖信號、第二計軸脈沖信號、第三計軸脈沖信號、第四計軸脈沖信號分別經第一脈沖干擾濾除單元、第二脈沖干擾濾除單元、第三脈沖干擾濾除單元、第四脈沖干擾濾除單元濾除干擾波形后再送至計軸分路單元。
[0012]所述第一脈沖干擾濾除單元、第二脈沖干擾濾除單元、第三脈沖干擾濾除單元、第四脈沖干擾濾除單元為結構參數相同的脈沖干擾濾除單元;所述脈沖干擾濾除單元包括正向充放電電路、反向充放電電路、數據選擇器。
[0013]所述正向充放電電路和反向充放電電路的輸入信號為脈沖干擾濾除單元的輸入脈沖。
[0014]所述數據選擇器為二選一數據選擇器;所述數據選擇器的二個數據輸入端分別連接至正向充放電電路、反向充放電電路的輸出端;所述數據選擇器的數據輸出端為脈沖干擾濾除單元的輸出脈沖端;所述數據選擇器由輸出脈沖進行數據選擇控制。
[0015]所述正向充放電電路包括正向電流驅動器、正向抗干擾電容、正向抗干擾施密特電路;所述正向電流驅動器的輸入端為正向充放電電路輸入端，輸出連接至正向抗干擾施密特電路輸入端;所述正向抗干擾電容的一端連接至正向抗干擾施密特電路輸入端，另外一端連接至脈沖干擾濾除單元的公共地或者是供電電源。
[0016]所述反向充放電電路包括反向電流驅動器、反向抗干擾電容、反向抗干擾施密特電路;所述反向電流驅動器的輸入端為反向充放電電路的輸入端，輸出連接至反向抗干擾施密特電路輸入端;所述反向抗干擾電容的一端連接至反向抗干擾施密特電路輸入端，另外一端連接至脈沖干擾濾除單元的公共地或者是供電電源。
[0017]所述正向抗干擾施密特電路輸出端為正向充放電電路輸出端，反向抗干擾施密特電路輸出端為反向充放電電路輸出端。
[0018]所述正向電流驅動器輸入為高電平時，輸出端為電流驅動且流出驅動電流;所述正向電流驅動器輸入為低電平時，輸出端為電壓驅動且輸出低電平;所述反向電流驅動器輸入為低電平時，輸出端為電流驅動且流出驅動電流;所述反向電流驅動器輸入為高電平時，輸出端為電壓驅動且輸出低電平。
[0019]所述正向電流驅動器輸入為高電平時，輸出端為電流驅動且流出恒流驅動電流；所述反向電流驅動器輸入為低電平時，輸出端為電流驅動且流出恒流驅動電流。
[0020]所述數據選擇器輸出信號與正向抗干擾施密特電路輸入信號之間為同相關系時，數據選擇器輸出信號與反向抗干擾施密特電路輸入信號之間為反相關系;所述數據選擇器輸出信號與正向抗干擾施密特電路輸入信號之間為反相關系時，數據選擇器輸出信號與反向抗干擾施密特電路輸入信號之間為同相關系。
[0021]所述數據選擇器由輸出脈沖進行數據選擇控制的具體方法是，當數據選擇器輸出信號與正向抗干擾施密特電路輸入信號之間為同相關系、數據選擇器輸出信號與反向抗干擾施密特電路輸入信號之間為反相關系時，輸出脈沖的低電平控制數據選擇器選擇正向抗干擾施密特電路的輸出信號送到數據選擇器的輸出端，高電平控制數據選擇器選擇反向抗干擾施密特電路的輸出信號送到數據選擇器的輸出端；當數據選擇器輸出信號與正向抗干擾施密特電路輸入信號之間為反相關系、數據選擇器輸出信號與反向抗干擾施密特電路輸入信號之間為同相關系時，輸出脈沖的低電平控制數據選擇器選擇反向抗干擾施密特電路的輸出信號送到數據選擇器的輸出端，高電平控制數據選擇器選擇正向抗干擾施密特電路的輸出信號送到數據選擇器的輸出端。
[0022]所述脈沖干擾濾除單元能夠過濾的正窄脈沖寬度通過改變正向電流驅動器的流出驅動電流大小或者正向抗干擾電容的大小來進行控制，能夠過濾的負窄脈沖寬度通過改變反向電流驅動器的流出驅動電流大小或者反向抗干擾電容的大小來進行控制。
[0023]本發明的有益效果是:所述軌道計軸式電路分路系統對4路計軸脈沖信號進行自動判別，對進出軌道閉塞區間的車軸進行計數，當進出軌道閉塞區間的車軸數量相同或者小于誤差值時，自動使軌道閉塞區間占用信號無效;計軸脈沖信號由脈沖干擾濾除單元濾除窄脈沖干擾和信號邊沿的抖動干擾，進一步提高了系統的抗干擾能力，且脈沖干擾濾除單元過濾的過濾的正窄脈沖最大寬度能夠通過改變正向電流驅動器的流出驅動電流大小或者正向抗干擾電容的大小進行調整;過濾的負窄脈沖最大寬度能夠通過改變反向電流驅動器的流出驅動電流大小或者反向抗干擾電容的大小進行調整。
【附圖說明】
[0024]圖1為車輪傳感器安裝位置實施例；
[0025]圖2為軌道計軸式電路分路系統實施例結構框圖；
[0026]圖3為計軸分路單元實施例結構框圖；
[0027]圖4為第一計軸脈沖信號和第二計軸脈沖信號滿足車軸的進入邏輯狀態示例波形；
[0028]圖5為第一計軸脈沖信號和第二計軸脈沖信號滿足車軸的駛出邏輯狀態示例波形；
[0029]圖6為第三計軸脈沖信號和第四計軸脈沖信號滿足車軸的駛出邏輯狀態示例波形；
[0030]圖7為第三計軸脈沖信號和第四計軸脈沖信號滿足車軸的進入邏輯狀態示例波形；
[0031 ]圖8為加計數脈沖或者減計數脈沖產生電路實施例；
[0032]圖9為脈沖干擾濾除單元實施例；
[0033]圖10為脈沖干擾濾除單元實施例的波形；
[0034]圖11為正向電流驅動器和反向電流驅動器實施例1電路；
[0035]圖12為正向電流驅動器和反向電流驅動器實施例2電路；
[0036]圖13為正向電流驅動器和反向電流驅動器實施例3電路。
【具體實施方式】
[0037]以下結合附圖對本發明作進一步說明。
[0038]如圖1所示為車輪傳感器安裝位置實施例。圖1實施例中，第一車輪傳感器201安裝在右道軌102的內側，處于車軸線BI上。在機車、列車的行進中，當車輪車軸行進車軸線BI位置時，第一車輪傳感器201感應到車輪并輸出有效的第一計軸脈沖信號。第一車輪傳感器201可以安裝在右道軌外側或者內側，也可以安裝在左道軌對稱位置的外側或者內側，即必須處于同一車軸線BI上。
[0039]圖1實施例中，第二車輪傳感器202安裝在右道軌102的內側，處于車軸線B2上。在機車、列車的行進中，當車輪車軸行進車軸線B2位置時，第二車輪傳感器202感應到車輪并輸出有效的第二計軸脈沖信號。第二車輪傳感器202可以安裝在右道軌外側或者內側，也可以安裝在左道軌對稱位置的外側或者內側，即必須處于同一車軸線B2上。
[0040]圖1實施例中，第三車輪傳感器203安裝在右道軌102的內側，處于車軸線B3上。在機車、列車的行進中，當車輪車軸行進車軸線B3位置時，第三車輪傳感器203感應到車輪并輸出有效的第三計軸脈沖信號。第三車輪傳感器203可以安裝在右道軌外側或者內側，也可以安裝在左道軌對稱位置的外側或者內側，即必須處于同一車軸線B3上。
[0041]圖1實施例中，第四車輪傳感器204安裝在右道軌102的內側，處于車軸線B4上。在機車、列車的行進中，當車輪車軸行進車軸線B4位置時，第四車輪傳感器204感應到車輪并輸出有效的第四計軸脈沖信號。第四車輪傳感器204可以安裝在右道軌外側或者內側，也可以安裝在左道軌對稱位置的外側或者內側，即必須處于同一車軸線B4上。
[0042]上述各車輪傳感器可以選擇機械傳感器、紅外傳感器、超聲壓電轉換器、渦流線圈感應傳感器、磁頭傳感器等各種計軸傳感器中的同一種類型的傳感器，也可以選擇不同的傳感器。優選其中同一種類型的傳感器同時作為第一車輪傳感器201、第二車輪傳感器202、第三車輪傳感器203和第四車輪傳感器204。
[0043]如圖2所示為軌道計軸式電路分路系統實施例結構框圖。圖2所示系統實施例中，第一車輪傳感器201、第二車輪傳感器202、第三車輪傳感器203、第四車輪傳感器204輸出的第一計軸脈沖信號M1、第二計軸脈沖信號M2、第三計軸脈沖信號M3、第四計軸脈沖信號M4被送至計軸分路單元500，計軸分路單元500輸出軌道閉塞區間占用信號Jl。
[0044]如圖3所示為計軸分路單元實施例結構框圖，包括計數脈沖產生模塊501、計數器模塊502、比較模塊503、清零信號產生模塊504。
[0045]第一車輪傳感器201、第二車輪傳感器202安裝在軌道閉塞區間的一端用于檢測機車(列車)是否從該端進入或者駛出，第三車輪傳感器203、第四車輪傳感器204安裝在軌道閉塞區間的另外一端用于檢測機車(列車)是否從該端進入或者駛出。
[0046]如圖4所示為第一計軸脈沖信號和第二計軸脈沖信號滿足車軸的進入邏輯狀態示例波形，圖5所示為第一計軸脈沖信號和第二計軸脈沖信號滿足車軸的駛出邏輯狀態示例波形。
[0047]圖1實施例中，機車(列車)從第一車輪傳感器201、第二車輪傳感器202安裝端進入軌道閉塞區間時，先有第一計軸脈沖信號Ml，后有第二計軸脈沖信號M2，且車輪傳感器安裝位置的車軸線BI與車軸線B2的距離小于機車(列車)的車輪直徑，保證了 Ml有效信號消失前M2即開始有效。判別第一計軸脈沖信號Ml和第二計軸脈沖信號M2滿足車軸的進入邏輯狀態的條件是:在第二計軸脈沖信號M2有效期間，第一計軸脈沖信號Ml從有效變為無效。圖4中，實施例中信號Ml、信號M2都為低電平有效，在信號M2的低電平期間，信號Ml從低電平變為高電平滿足車軸的進入邏輯狀態，加計數脈沖輸出端Hl輸出一個加計數脈沖，減計數脈沖輸出端LI不輸出脈沖。
[0048]機車(列車)從第一車輪傳感器201第二車輪傳感器202安裝端駛出軌道閉塞區間時，先有第二計軸脈沖信號M2，后有第一計軸脈沖信號Ml，且M2有效信號消失前Ml即開始有效。判別第一計軸脈沖信號Ml和第二計軸脈沖信號M2滿足車軸的駛出邏輯狀態的條件是:在第一計軸脈沖信號Ml有效期間，第二計軸脈沖信號M2從有效變為無效。圖5中，實施例中信號M1、信號M2都為低電平有效，在信號Ml的低電平期間，信號M2從低電平變為高電平滿足車軸的進入邏輯狀態，減計數脈沖輸出端LI輸出一個減計數脈沖，加計數脈沖輸出端Hl不輸出脈沖。
[0049]如圖6所示為第三計軸脈沖信號和第四計軸脈沖信號滿足車軸的駛出邏輯狀態示例波形，圖7所示為第三計軸脈沖信號和第四計軸脈沖信號滿足車軸的進入邏輯狀態示例波形。
[0050]圖1實施例中，機車(列車)從第三車輪傳感器203、第四車輪傳感器204安裝端駛出軌道閉塞區間時，先有第三計軸脈沖信號M3，后有第四計軸脈沖信號M4，且車輪傳感器安裝位置的車軸線B3與車軸線B4的距離小于機車(列車)的車輪直徑，保證了M3有效信號消失前M4即開始有效。判別第三計軸脈沖信號M3和第四計軸脈沖信號M4滿足車軸的輸出邏輯狀態的條件是:在第四計軸脈沖信號M4有效期間，第三計軸脈沖信號M3從有效變為無效。圖6中，實施例中信號M3、信號M4都為低電平有效，在信號M4的低電平期間，信號M3從低電平變為高電平滿足車軸的進入邏輯狀態，減計數脈沖輸出端LI輸出一個減計數脈沖，加計數脈沖輸出端Hl不輸出脈沖。
[0051 ]機車(列車)從第三車輪傳感器203、第四車輪傳感器204安裝端進入軌道閉塞區間時，先有第四計軸脈沖信號M4，后有第三計軸脈沖信號M3，且M4有效信號消失前M3即開始有效。判別第三計軸脈沖信號M3和第四計軸脈沖信號M4滿足車軸的駛出邏輯狀態的條件是:在第三計軸脈沖信號M3有效期間，第四計軸脈沖信號M4從有效變為無效。圖7中，實施例中信號M3、信號M4都為低電平有效，在信號M3的低電平期間，信號M4從低電平變為高電平滿足車軸的進入邏輯狀態，加計數脈沖輸出端Hl輸出一個加計數脈沖，減計數脈沖輸出端LI不輸出脈沖。
[0052]如圖8所示為加計數脈沖或者減計數脈沖產生電路實施例。圖8中，C51、R51、D51組成的微分電路可以將K2信號中的上升沿轉換為一個正脈沖;反相器F51將負計軸脈沖信號轉換為正計軸脈沖信號。設圖8中Kl為M2，K2為Ml，則與非門F52的輸出為加計數脈沖Hll;設圖8中Kl為M3，K2為M4，則與非門F52的輸出為加計數脈沖Hl 2;加計數脈沖Hl 1、加計數脈沖Η12均為負脈沖;計數脈沖產生模塊501中，當加計數脈沖Hll、加計數脈沖Η12中任何一個有負脈沖輸出時，加計數脈沖Hl輸出負脈沖。
[0053 ] 設圖8中KI為Ml，Κ2為M2，則與非門F52的輸出為減計數脈沖L11;設圖8中KI為Μ4，Κ2為M3，則與非門F52的輸出為減計數脈沖L12;減計數脈沖L11、減計數脈沖L12均為負脈沖;計數脈沖產生模塊501中，當減計數脈沖LU、減計數脈沖L12中任何一個有負脈沖輸出時，減計數脈沖LI輸出負脈沖。
[0054]計數器模塊502為可逆計數器，其CP+為加計數脈沖輸入端，CP-為加減數脈沖輸入端。計數器模塊502的輸出Q送至比較模塊503。設圖3中的X等于I;當計數器模塊502的輸出Q大于I時，輸出的軌道閉塞區間占用信號Jl有效，說明軌道閉塞區間有機車(列車)；Jl有效時控制軌道繼電器線圈失電，接通紅燈電路或者使信號機顯示險阻禁行。當計數器模塊502的輸出Q小于等于I時，輸出的軌道閉塞區間占用信號Jl無效，說明軌道閉塞區間沒有機車(列車)；Jl無效時控制軌道繼電器線圈得電，接通綠燈電路或者使信號機顯示平安通行。X用于容許計軸信號出現偶發錯誤(有偶發干擾脈沖或者脈沖丟失)時，軌道閉塞區間占用信號Jl能夠正常發出。X越大，其容許計軸信號出現偶發錯誤的容許度越大。
[0055]清零信號產生模塊504在軌道閉塞區間占用信號從有效變為無效時，延時產生一個清零脈沖使計數器模塊503的輸出變為O。以X等于I為例，當計數器模塊503的輸出從2變為I時，軌道閉塞區間占用信號從有效變為無效，清零信號產生模塊504延時產生一個清零脈沖使計數器模塊503的輸出變為O。正常情況下，機車(列車)通過軌道閉塞區間時，計數器模塊503的輸出會從O加計數至機車(列車)的車軸數量，然后再減計數歸O。延時產生一個清零脈沖的作用是:正常情況下，如果當計數器模塊503的輸出從2變為I，軌道閉塞區間占用信號從有效變為無效時，機車仍有車軸在軌道閉塞區間，此時清零信號產生模塊504馬上產生一個清零脈沖使計數器模塊503的輸出變為O，則機車(列車)的剩余車軸駛出軌道閉塞區間后，計數器模塊503的輸出從O減去I，出現錯誤計軸結果，會造成比較模塊503輸出錯誤判斷結果。如果延時一定時間再將清零脈沖輸出至計數器模塊503，使計數器模塊503延時后再清0，只要保證延時的時間比機車(列車)的剩余車軸駛出軌道閉塞區間所需要的時間長，則機車(列車)全部車軸駛出軌道閉塞區間后，計數器模塊503的輸出為0，保證所述系統對下一機車(列車)的正常計軸。當計軸信號出現偶發錯誤(有偶發干擾脈沖或者脈沖丟失)，機車(列車)全部車軸駛出軌道閉塞區間后，計數器模塊503的輸出小于等于X，清零信號產生模塊504在軌道閉塞區間占用信號從有效變為無效時，延時產生一個清零脈沖使計數器模塊503的輸出從小于等于X的值變為0，同樣可以保證所述系統對下一機車(列車)的正常計軸。
[0056]計軸分路單元的功能可以采用各種中規模邏輯電路來實現，還可以采用CPLD、FPGA、PAL、GAL等器件來實現。
[0057]如圖9所示為脈沖干擾濾除單元實施例，包括脈沖干擾濾除單元包括正向充放電電路、反向充放電電路、數據選擇器。圖9實施例中，正向電流驅動器、正向抗干擾電容、正向抗干擾施密特電路分別為電流驅動器Ul 1、電容Cl 1、施密特電路Fl I，組成了正向充放電電路;反向電流驅動器、反向抗干擾電容、反向抗干擾施密特電路分別為電流驅動器U21、電容C21、施密特電路F21，組成了反向充放電電路。電容C11的一端接施密特電路Fl I的輸入端，另外一端連接至公共地;電容C21的一端接施密特電路F21的輸入端，另外一端連接至公共地。Pl為輸入脈沖端，P2為輸出脈沖端。
[0058]圖9實施例中，數據選擇器Tll為二選一數據選擇器，二個數據輸入信號與輸出信號之間都是同相關系，施密特電路Fl 1、施密特電路F21則分別為同相施密特電路和反相施密特電路，因此，數據選擇器Tll輸出與施密特電路Fll輸入信號之間為同相關系，數據選擇器Tll輸出與施密特電路F21輸入信號之間為反相關系。數據選擇器Tll的功能為:當選擇控制端A = O時，輸出Y = Dl ；當選擇控制端A=I時，輸出Y = D2。數據選擇器Tll的輸出端Y(即脈沖輸出端P2)直接連接至數據選擇器Tll的選擇控制端A，輸出脈沖P2為低電平時，控制數據選擇器T11選擇施密特電路Fl I的輸出信號A3送到數據選擇器的輸出端Y;輸出脈沖P2為高電平時，控制數據選擇器Tll選擇施密特電路F21的輸出信號A4送到數據選擇器的輸出端Y。
[0059]圖10為脈沖干擾濾除單元實施例的波形，包括輸入脈沖Pl和施密特電路Fll輸出A3、施密特電路F21輸出A4、輸出脈沖P2的波形。圖9中，當輸入脈沖PI長時間維持為低電平時，Al點為低電平，施密特電路Fll的輸出A3為低電平；當輸入脈沖Pl長時間維持為高電平時，Al點為高電平，A3為高電平。當輸入脈沖Pl從高電平變成低電平時，電流驅動器Ull的輸出Al立即變成低電平電位，A3立即從高電平變成低電平。當輸入脈沖Pl從低電平變成高電平時，Al電位因電流驅動器Ull輸出的驅動電流向電容Cll充電而上升，當充電時間達到Tl，Al電位上升達到并超過施密特電路FlI的上限門檻電壓時，A3從低電平變成高電平；當Pl的正脈沖寬度小于Tl，充電時間小于Tl，A1電位未達到施密特電路Fll的上限門檻電壓時Pl即變成低電平，Al電位立即變成低電平電位，A3維持低電平狀態。圖10中，Pl和A3的初始狀態為低電平。正窄脈沖11、正窄脈沖12、正窄脈沖13的寬度均小于Tl，A1電位無法經充電達到或超過施密特電路Fll的上限門檻電壓，對A3狀態沒有影響;Pl的正脈沖14的寬度大于Tl，因此，在PI的正脈沖14的上升沿過時間TI后，A3從低電平變為高電平。PI的正脈沖14的下降沿使A3從高電平變為低電平，Pl的正脈沖15的寬度大于Tl，在正脈沖15上升沿過時間Tl后，A3從低電平變為高電平。Pl正脈沖15的下降沿使A3從高電平變為低電平，Pl的正脈沖16、正脈沖17、正脈沖18的寬度均小于TI，因此，正脈沖16、正脈沖17、正脈沖18對A3沒有影響，A3維持低電平狀態。Pl的正脈沖19的寬度大于Tl，在正脈沖19上升沿過時間Tl后，A3從低電平變為高電平。
[0060 ]圖9中，當輸入脈沖PI長時間維持為低電平時，A2點為高電平，施密特電路F21的輸出A4為低電平；當輸入脈沖Pl長時間維持為高電平時，A2點為低電平，A4為高電平。當輸入脈沖Pl從低電平變成高電平時，電流驅動器U21的輸出A2立即變成低電平電位，A4立即從低電平變成高電平。當輸入脈沖Pl從高電平變成低電平時，A2電位因電流驅動器U21輸出的驅動電流向電容C21充電而上升，當充電時間達到T2，A2電位上升達到施密特電路F21的上限門檻電壓時，A4從高電平變成低電平；當Pl的負脈沖寬度小于T2，充電時間小于T2，A2電位未上升達到施密特電路F21的上限門檻電壓時，Pl即變成高電平，A2立即變成低電平電位，A4維持高電平狀態。圖10中，Pl和A4的初始狀態為低電平。Pl的正脈沖11的上升沿使A4從低電平變為高電平，Pl的負脈沖20的寬度大于T2，在負脈沖20下降沿過時間T2后，A4從高電平變為低電平。Pl的正脈沖12的上升沿使A4從低電平變為高電平，Pl的負脈沖20、負脈沖21的寬度均小于T2，因此，負脈沖20、負脈沖21對A4沒有影響，A4維持低電平狀態。負脈沖23、負脈沖24、負脈沖25、負脈沖26的寬度均小于T2，A2電位無法經充電達到或高于施密特電路F21的上限門檻電壓，對A4狀態沒有影響;Pl的負脈沖27的寬度大于T2，因此，在Pl的負脈沖27的下降沿過時間T2后，A4從高電平變為低電平。在PI的負脈沖27的上升沿，A4從低電平變為高電平。
[0061 ]施密特電路Fll的輸出A3在輸入脈沖Pl為低電平時保持低電平，在輸入脈沖Pl由低電平變為高電平后過時間Tl才變為高電平。施密特電路F21的輸出A4在輸入脈沖Pl為高電平時保持高電平，在輸入脈沖Pl由高電平變為低電平后過時間T2才變為低電平。或者說，在A3為高電平時，A4必定為高電平;在A4為低電平時，A3必定為低電平。
[0062]圖10中，A3、A4的初始狀態均為低電平，數據選擇器Tll的輸出Y為低電平，數據選擇器Tl I選擇A3作為輸出Y且在A3為低電平的期間維持。當A3在邊沿30從低電平變為高電平時，輸出Y變為高電平，數據選擇器T11選擇A4作為輸出Y，此時A4必定為高電平，維持輸出Y的高電平狀態。當A4在邊沿31從高電平變為低電平時，輸出Y變為低電平，數據選擇器T11選擇A3作為輸出Y，此時A3必定為低電平，維持輸出Y的低電平狀態。當A3在邊沿32從低電平變為高電平時，輸出Y變為高電平，數據選擇器T11選擇A4作為輸出Y，此時A4必定為高電平，維持輸出Y的高電平狀態。
[0063]脈沖干擾濾除單元將Pl信號中的窄脈沖11、窄脈沖12、窄脈沖13、窄脈沖23、窄脈沖24、窄脈沖25、窄脈沖26都過濾掉，而正寬脈沖14(包括正脈沖14、正脈沖15、正脈沖16、正脈沖17和正脈沖18，負脈沖23、負脈沖24、負脈沖25、負脈沖26為干擾脈沖)、負寬脈沖27能夠通過，使P2信號中出現相應的正寬脈沖28和負寬脈沖29。輸出脈沖P2與輸入脈沖Pl同相，而輸出的寬脈沖28上升沿比輸入的正寬脈沖14上升沿滯后時間Tl，下降沿滯后時間T2。
[0064]正脈沖11、正脈沖12、正脈沖13為正窄脈沖，其中正脈沖11為干擾脈沖，正脈沖12、正脈沖13為連續的抖動脈沖。時間Tl為脈沖干擾濾除單元能夠過濾的最大正窄脈沖寬度。Tl即為正向充電時間。Tl受到電流驅動器Ull的流出驅動電流大小、電流驅動器Ull的低電平電位、電容Cll大小、施密特電路Fll的上限門檻電壓共同影響。通常情況下，調整Tl的值可以通過改變電流驅動器Ul I的流出驅動電流大小和電容Cl I大小來進行。
[0065]負脈沖23、負脈沖24、負脈沖25、負脈沖26，其中負脈沖23為干擾脈沖，負脈沖24、負脈沖25、負脈沖26為連續的抖動脈沖。時間T2為脈沖干擾濾除單元能夠過濾的最大負窄脈沖寬度。T2即為反向充電時間。T2受到電流驅動器U21的流出驅動電流大小、電流驅動器U21的低電平電位、電容C21大小、施密特電路F21的上限門檻電壓共同影響。通常情況下，調整T2的值可以通過改變電流驅動器U21的流出驅動電流大小和電容C21大小來進行。
[0066]圖9中，電容Cll接公共地的一端還可以改接在脈沖干擾濾除單元的供電電源端；同樣地，電容C21接公共地的一端也可以單獨或者與電容Cl I一起改接在脈沖干擾濾除單元的供電電源端。
[0067]圖9中，施密特電路Fl1、施密特電路F21還可以同時或者單獨選擇反相施密特電路，數據選擇器Tll的輸入D1、D2與輸出Y之間還可以同時或者單獨為反相關系。當施密特電路F11、施密特電路F21同時或者單獨選擇反相施密特電路，數據選擇器Tll的輸入Dl、D2與輸出Y之間同時或者單獨為反相關系時，需要滿足下面的條件，即:當數據選擇器Tll輸出Y與施密特電路F11正向充放電電路輸入信號之間為同相關系時，數據選擇器T11輸出Y與施密特電路F21輸入信號之間為反相關系;此時Y的低電平控制選擇施密特電路Fll的輸出送到數據選擇器Tll的輸出端，Y的高電平控制選擇施密特電路F21的輸出送到數據選擇器Tll的輸出端。當數據選擇器Tll輸出Y與施密特電路Fll輸入信號之間為反相關系時，數據選擇器Tll輸出Y與施密特電路F21輸入信號之間為同相關系;此時Y的低電平控制選擇施密特電路F21的輸出送到數據選擇器Tll的輸出端，Y的高電平控制選擇施密特電路Fll的輸出送到數據選擇器Tll的輸出端。
[0068]圖11為正向電流驅動器和反向電流驅動器實施例1電路。開漏輸出同相驅動器F12、電阻Rll組成正向電流驅動器。Pl為低電平時，同相驅動器F12輸出Al為低電平;Pl為高電平時，同相驅動器Fl2為開漏輸出，電源+VCC經電阻Rl I流出驅動電流。
[0069]開漏輸出反相驅動器F22、電阻R21組成反向電流驅動器。Pl為高電平時，反相驅動器F22輸出A2為低電平;Pl為低電平時，反相驅動器F22為開漏輸出，電源+VCC經電阻R21流出驅動電流。
[0070]同相驅動器F12、反相驅動器F22可以選擇各種集電極開路、漏極開路的集成電路。
[0071]圖12為正向電流驅動器和反向電流驅動器實施例2電路。三極管V21、電阻R22、電阻R23組成反向電流驅動器，Pl為高電平時，三極管V21飽和導通，反向電流驅動器輸出A2為低電平;PI為低電平時，三極管V21截止，電源+VCC經電阻R22流出驅動電流。
[0072]三極管VI1、三極管V12、電阻R12、電阻R13、電阻R14組成正向電流驅動器，Pl為低電平時，三極管V12截止，三極管Vll飽和導通，正向電流驅動器輸出Al為低電平;Pl為高電平時，三極管Vl 2飽和導通，三極管Vl I截止，電源+VCC經電阻Rl 2流出驅動電流。圖12中的三極管V12、電阻R14組成的反相電路也可以用其他反相器來替代。
[0073]圖12中，正向電流驅動器和反向電流驅動器提供的流出驅動電流均不是恒定大小的驅動電流。
[0074]圖13為正向電流驅動器和反向電流驅動器實施例3電路。三極管V25、三極管V26、穩壓管D25、電阻R25、電阻R26組成反向電流驅動器，其中，三極管V26、穩壓管D25、電阻R25組成反向恒流電路。Pl為高電平時，三極管V25飽和導通，反向電流驅動器輸出A2為低電平；Pl為低電平時，三極管V25截止，電源+VCC經三極管V26流出恒流驅動電流。
[0075]三極管V15、三極管V16、三極管V17、穩壓管D15、電阻R15、電阻R16、電阻R17組成正向電流驅動器，其中，三極管V16、穩壓管D15、電阻R15組成正向恒流電路。Pl為低電平時，三極管V17截止，三極管V15飽和導通，正向電流驅動器輸出Al為低電平;Pl為高電平時，三極管V17飽和導通，三極管V15截止，電源+VCC經三極管V16流出恒流驅動電流。圖13中的三極管V17、電阻R17組成的反相電路也可以用其他反相器來替代。
[0076]所述正向抗干擾施密特電路、反向抗干擾施密特電路均為施密特電路，輸入信號為電容上的電壓，因此，要求施密特電路具有高輸入阻抗特性。施密特電路可以選擇具有高輸入阻抗特性的CMOS施密特反相器⑶40106、74HC14，或者是選擇具有高輸入阻抗特性的CMOS施密特與非門CD4093、74HC24等器件。CMOS施密特反相器或者CMOS施密特與非門的上限門檻電壓為與器件相關的固定值。用施密特反相器或者施密特與非門構成同相施密特電路，需要在施密特反相器或者施密特與非門后面增加一級反相器。
[0077]施密特電路還可以選擇采用運算放大器來構成，采用運算放大器來構成施密特電路可以靈活地改變上限門檻電壓、下限門檻電壓。同樣地，采用運算放大器來構成施密特電路時，需要采用具有高輸入阻抗特性的結構與電路。
[0078]數據選擇器可以選擇74HC151、74HC152、74HC153、CD4512、CD4539等器件構成二選一數據選擇器，也可以用門電路構成二選一數據選擇器。
[0079]施密特電路、數據選擇器還可以與計軸分路單元一起采用CPLD、FPGA來實現其功會K。
【主權項】
1.一種軌道計軸式電路分路系統，其特征在于: 包括第一車輪傳感器、第二車輪傳感器、第三車輪傳感器、第四車輪傳感器、計軸分路單元； 所述第一車輪傳感器、第二車輪傳感器、第三車輪傳感器、第四車輪傳感器分別輸出第一計軸脈沖信號、第二計軸脈沖信號、第三計軸脈沖信號、第四計軸脈沖信號； 所述第一計軸脈沖信號、第二計軸脈沖信號、第三計軸脈沖信號、第四計軸脈沖信號送至計軸分路單元，所述計軸分路單元輸出軌道閉塞區間占用信號。2.根據權利要求1所述的軌道計軸式電路分路系統，其特征在于: 所述計軸分路單元包括計數脈沖產生模塊、計數器模塊、比較模塊、清零信號產生模塊； 所述計數脈沖產生模塊的功能是:當第一計軸脈沖信號和第二計軸脈沖信號滿足車軸的進入邏輯狀態，或者是第三計軸脈沖信號和第四計軸脈沖信號滿足車軸的進入邏輯狀態時，加計數脈沖輸出端輸出一個加計數脈沖；當第一計軸脈沖信號和第二計軸脈沖信號滿足車軸的駛出邏輯狀態，或者是第三計軸脈沖信號和第四計軸脈沖信號滿足車軸的駛出邏輯狀態時，減計數脈沖輸出端輸出一個減計數脈沖； 所述計數器模塊的功能是:計數脈沖產生模塊輸出一個加計數脈沖時其輸出加I，計數脈沖產生模塊輸出一個減計數脈沖時其輸出減I; 所述比較模塊的功能是:當計數器模塊的輸出大于X時，輸出的軌道閉塞區間占用信號有效，否則輸出的軌道閉塞區間占用信號無效;所述X為大于等于I的整數； 所述清零信號產生模塊的功能是:當軌道閉塞區間占用信號從有效變為無效時，延時產生一個清零脈沖使計數器模塊輸出變為O。3.根據權利要求2所述的軌道計軸式電路分路系統，其特征在于: 還包括第一脈沖干擾濾除單元、第二脈沖干擾濾除單元、第三脈沖干擾濾除單元、第四脈沖干擾濾除單元； 所述第一計軸脈沖信號、第二計軸脈沖信號、第三計軸脈沖信號、第四計軸脈沖信號分別經第一脈沖干擾濾除單元、第二脈沖干擾濾除單元、第三脈沖干擾濾除單元、第四脈沖干擾濾除單元濾除干擾波形后再送至計軸分路單元。4.根據權利要求3所述的軌道計軸式電路分路系統，其特征在于: 所述第一脈沖干擾濾除單元、第二脈沖干擾濾除單元、第三脈沖干擾濾除單元、第四脈沖干擾濾除單元為結構參數相同的脈沖干擾濾除單元； 所述脈沖干擾濾除單元包括正向充放電電路、反向充放電電路、數據選擇器； 所述正向充放電電路和反向充放電電路的輸入信號為脈沖干擾濾除單元的輸入脈沖；所述數據選擇器為二選一數據選擇器;所述數據選擇器的二個數據輸入端分別連接至正向充放電電路、反向充放電電路的輸出端； 所述數據選擇器的數據輸出端為脈沖干擾濾除單元的輸出脈沖端;所述數據選擇器由輸出脈沖進行數據選擇控制。5.根據權利要求4所述的軌道計軸式電路分路系統，其特征在于:所述正向充放電電路包括正向電流驅動器、正向抗干擾電容、正向抗干擾施密特電路;所述正向電流驅動器的輸入端為正向充放電電路輸入端，輸出連接至正向抗干擾施密特電路輸入端;所述正向抗干擾電容的一端連接至正向抗干擾施密特電路輸入端，另外一端連接至脈沖干擾濾除單元的公共地或者是供電電源； 所述反向充放電電路包括反向電流驅動器、反向抗干擾電容、反向抗干擾施密特電路；所述反向電流驅動器的輸入端為反向充放電電路的輸入端，輸出連接至反向抗干擾施密特電路輸入端;所述反向抗干擾電容的一端連接至反向抗干擾施密特電路輸入端，另外一端連接至脈沖干擾濾除單元的公共地或者是供電電源； 所述正向抗干擾施密特電路輸出端為正向充放電電路輸出端，反向抗干擾施密特電路輸出端為反向充放電電路輸出端。6.根據權利要求5所述的軌道計軸式電路分路系統，其特征在于:所述正向電流驅動器輸入為高電平時，輸出端為電流驅動且流出驅動電流;所述正向電流驅動器輸入為低電平時，輸出端為電壓驅動且輸出低電平;所述反向電流驅動器輸入為低電平時，輸出端為電流驅動且流出驅動電流;所述反向電流驅動器輸入為高電平時，輸出端為電壓驅動且輸出低電平。7.根據權利要求6所述的軌道計軸式電路分路系統，其特征在于:所述正向電流驅動器輸入為高電平時，輸出端為電流驅動且流出恒流驅動電流;所述反向電流驅動器輸入為低電平時，輸出端為電流驅動且流出恒流驅動電流。8.根據權利要求6所述的軌道計軸式電路分路系統，其特征在于:所述數據選擇器輸出信號與正向抗干擾施密特電路輸入信號之間為同相關系時，數據選擇器輸出信號與反向抗干擾施密特電路輸入信號之間為反相關系;所述數據選擇器輸出信號與正向抗干擾施密特電路輸入信號之間為反相關系時，數據選擇器輸出信號與反向抗干擾施密特電路輸入信號之間為同相關系。9.根據權利要求8所述的軌道計軸式電路分路系統，其特征在于:所述數據選擇器由輸出脈沖進行數據選擇控制的具體方法是，當數據選擇器輸出信號與正向抗干擾施密特電路輸入信號之間為同相關系、數據選擇器輸出信號與反向抗干擾施密特電路輸入信號之間為反相關系時，輸出脈沖的低電平控制數據選擇器選擇正向抗干擾施密特電路的輸出信號送到數據選擇器的輸出端，高電平控制數據選擇器選擇反向抗干擾施密特電路的輸出信號送到數據選擇器的輸出端；當數據選擇器輸出信號與正向抗干擾施密特電路輸入信號之間為反相關系、數據選擇器輸出信號與反向抗干擾施密特電路輸入信號之間為同相關系時，輸出脈沖的低電平控制數據選擇器選擇反向抗干擾施密特電路的輸出信號送到數據選擇器的輸出端，高電平控制數據選擇器選擇正向抗干擾施密特電路的輸出信號送到數據選擇器的輸出端。10.根據權利要求5— 9中任一項所述的軌道計軸式電路分路系統，其特征在于:所述脈沖干擾濾除單元能夠過濾的正窄脈沖寬度通過改變正向電流驅動器的流出驅動電流大小或者正向抗干擾電容的大小來進行控制，能夠過濾的負窄脈沖寬度通過改變反向電流驅動器的流出驅動電流大小或者反向抗干擾電容的大小來進行控制。
【文檔編號】B61L1/16GK105966421SQ201610421440
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月15日
【發明人】凌云, 肖伸平, 曾紅兵, 湯彩珍
【申請人】湖南工業大學