计轴器在城市轨道交通控制系统中的应用研究

齐未强

摘 要 近几年我国城市化建设进程正在不断加快，交通轨道运输范围也在拓宽，其中无线通信自控系统能够全面提高轨道交通安全性。因此，本文将从计轴器技术原理出发，讨论其中转换磁头、电子检测元件、计轴主板等设备的应用，并结合技术优势，研究计轴器应用范围，为相关行业发展提供可靠的理论支持。

关键词 计轴器；城市轨道；城市轨道

引言

计轴器是目前我国城市轨道交通运作过程中的关键组成设备，在实际操作时能够通过磁场变化而实现轮轴脉冲，通过电子盒的二次分析，最终保证数据对控制组件的精准传输，最终由控制单元做出科学判断，运营人员以此为基础可以实现对列车实时运行情况的控制与管理，确保交通运输的安全。

1 计轴器技术原理

计轴工作是城市轨道交通实现高效运行的关键组成内容之一，计轴器内部设备元件涵盖了：控制单元、主板、PDCU、计轴电子盒和轨道磁头等等。该技术应用原理为：首先把轨道磁头设计在轨道轨腰当中，这样计轴器就能够在实际运行时发挥自身效果，让系统中的接收端口收集并建立起一种来自于发送端的固定磁场效应。在这个过程中，如果有列车中的任意一个车轮穿过传感器，那么该磁场结构就会发生一定程度上的变化，最终构成一种轮轴脉冲形式，然后再利用轨道周边的电子盒整合出来的数据进行二次计算和调整，最后把结果信息通过电缆传输方式传达给控制单元组件，控制单元会以此为基础再采取科学的运算，最终得到完整的列车轴数。技术人员可以对当前计轴区段内的具体运行状态进行了解后，把对应信息第一时间输出到整个系统中的控制设备里，然后控制设备开始接收到区段的运行数据，就会对轨道信号灯进行控制，列车运行人员就能够以此来识别是否需要落实前方计轴区段任务，运营人员能够通过该技术对列车的现阶段状态采取有效的监管以及控制。

2 计轴器在城市轨道交通控制系统中的应用

2.1 计轴器元件组成

（1）转换磁头。根据实际应用情况可知，计轴器当中的转化磁头操作时，是利用电磁互感原理，对城市内运行的所有列车转动轮所导致线圈范围内磁场变化进行处理，进一步实现对范围内产生的磁能的转化作用，使其能够最终变为有效的电能。该转化装置能够通过设备反馈磁感应，将这种高频电流发射到两端磁头，然后二者作用演变出的交变磁场最后会穿过钢轨，最终在接收磁头发生作用。发送线圈后城市交通铁轨轨腰处所带来的磁通效果会绕钢轨一周后转化为同性能的两个磁通，这两个磁通最终会截然相反的路径横穿接收之前的线圈，并且其性能会伴随着列车运行情况而不断出现改变[1]。

（2）电子检测元件。电子检测器除了能够实现对磁头的供电以及监控作用外，其还能够应用于对轮轴脉冲的检测、集成、计算等工作，同时电子检测元件可以向计轴主机输出计数以及监控情况的报文数据。电子检测器的组成电子单元通常都是由模拟板、母板运算板两种协同构成。模拟板主要负责产生并输出原始信号、放大后对传送信号进行接收、生成车轮脉冲等内容。

（3）计轴主板。计轴主机也是整个设备当中的计轴评估器，通常情况下被叫作AC，其主板组成是由：ACE子架、电源主板、数据集成、轨道监测组件、串行板、计轴并行板等多个组件协同构成，其中串行板用于计轴主机之间的连接，另外还可以对指定系统运行状态采取一体化监测。控制诊断板在分析过程中所接收到的信息均是来自磁头内部储存。数据处理以及检测主板是整个计轴器的中央组成单元，其能够以微处理器为核心构成了故障—安全型微机系统，为轨道的控制提供双通道的监控与比较处理。

2.2 计轴器应用优势

计轴器之所以在目前城市轨道控制得到了广泛应用，与其精准度高、性能强等优势有直接联系。从实际应用情况来看，其特点为：①计轴器在运行时自身性能并不伴随道床电阻影响而发生变化；②城市轨道经过长时间运作后，钢轨表面很容易出现生锈问题，但采用计轴器后，生锈问题不会影响到整体列车运维工作开展；③计轴器应用范围不受轨道区段长短约束，其最高防护范围长度可达到25km左右；④计轴器运行时产生的牵引回流以及接地线连接效率均不受环境限制；⑤磁头的转化能力更强且能够在很大程度上抵抗外界干扰；⑥当前我国科学技术日渐成熟，其中列车行驶速度也在不断提高，采用计轴器就能够很好地在高速环境中完成工作；⑦计轴器中使用的软硬件都运用的是模块化组成设计，因此能够根据现场具体情况实现动态配置；⑧具备响应效率较好的自我预警系统以及风险报警装置。

2.3 计轴器應用范围

现阶段我国技术人员研制出已经可以投入使用的计轴器能够适用于半自动闭塞以及全自动闭塞范围内。例如：可以对铁路道口轨道进行防护、变速箱内部的高轴阻监测、速度检验、钩车数量判断，还可以实现对行车的一体化精准指挥、为列车运行过程转变为自动化，提供可靠的校正里程数据依靠。从本质上来看计轴器的作用基本与轨道电路相似，都是利用自身性能开展对轨道区间空闲设备的检测工作。但分析实际应用效果不难发现，计轴器使用后的检测效率以及控制成果能够达到了同程度建设的轨道电路应用效果的5～8倍，从应用范围以及应用结果来看，计轴器性能与轨道电路相对比具有更加显著的优势[2]。

3 结束语

综上所述，计轴器是目前对轨道电路的有效替换，随着技术发展的日渐成熟，该设备已经开始在城市轨道交通的信号系统中得到了广泛投入使用。技术人员通过对计轴器的合理使用，能够使其代替轨道电路信息交流的作用，改善传统城市轨道控制模式，建立起一个封闭性较强、机构严密的控制系统，最终为列车运行的安全提供可靠保障。上文中简要讨论了计轴器的组成以及应用，从计轴系统及计轴器的工作原理出发，分析了计轴器在城市轨道系统应用过程中的种种优势，介绍了计轴器自身具备的多种性能，相关人员可以此为基础进行下一步研究，确保我国计轴器技术的应用与发展实现可持续化。

参考文献

[1] 周灿，伍川辉，邝建.基于PXI-5105研发的计轴器磁场干扰测试分析系统[J].电子测量技术，2018，41（07）：89-94.

[2] 颜仲华.计轴在城市轨道交通中的应用[J].科技创新与应用，2014，（10）：275.