【正文】 器構(gòu)成相互熱機并聯(lián)運用系統(tǒng) (或稱 +)，保證接收系統(tǒng)的高可靠運用。滿足條件后， CPU1 通過查表得到該編碼條件所對應的上下邊頻數(shù)值，控制移頻發(fā)生器，產(chǎn)生相應 FSK 信號。另外，采用光電耦合 2 S 也實現(xiàn)了外部編碼控制電路與處理器數(shù)字電路的隔離。由 B 點送入方波信號，當 +24 V 編碼條件電源構(gòu)通時，即可從 “ 讀取光耦 ” 受光器一點獲得與 B 點相位相同的方波信號，送至處理器，實現(xiàn)編碼條件的讀取。 圖 31通用型發(fā)送器原理框圖 微處理器、可編程邏輯器件及作用 采用雙 CPU、雙軟件、雙套檢測電路、閉環(huán)檢查； CPU 采用 80C196，由它構(gòu)成移頻發(fā)生器，控制產(chǎn)生移頻信號，它還擔負著輸出信號檢測等功能； FPGA 可編程邏輯器件，由它構(gòu)成移頻發(fā)生器，并行 I/O 擴展接口頻率計數(shù)器等 [8]。檢測結(jié)果符合規(guī)定后，即產(chǎn)生控制輸出信號，經(jīng) “ 控制與門 ” 使 “ FSK” 信號送至濾波環(huán)節(jié)，實現(xiàn)方波 —— 正弦波變換。ZPW2021 A 型無絕緣軌道電路發(fā)送器在使 用中產(chǎn)生 18 種低頻信號 8種載頻 (上下行各四種 ) 的高精度、高穩(wěn)定的移頻信號；供自動閉塞、機車信號和超速防護使用。主軌道電路的發(fā)送器由編碼條件控制產(chǎn)生表示不同含義的低頻調(diào)制的移頻信號，該信號經(jīng)電纜通道 (實際電纜和模擬電纜 ） 傳給匹配變壓器及調(diào)諧單元，因為鋼軌是無絕緣的，該信號既向主軌道傳送，也向調(diào)諧區(qū)小軌道傳送，主軌道信號經(jīng)鋼軌送到軌道電路受電端，然后經(jīng)室外設備調(diào)諧單元、匹配變壓器、電纜通道，進入室內(nèi)設備將信號傳至本區(qū)段接收器。 設備耗電情況：發(fā)送器在正常工作時負載為 400Ω ，功出為 1 電平的情況下，耗電為；當功出短路時耗電小于 ；接收器正常工作時耗電小于 500mA。 11 Hz。防雷設備設在電纜模擬網(wǎng)絡盒內(nèi)，縱向為低轉(zhuǎn)移系數(shù)的防雷變壓器，橫向為帶劣化顯示的壓敏電阻。 (3)防雷系統(tǒng) 防雷系統(tǒng)由兩部分構(gòu)成：室外防雷、室內(nèi)防雷。 (6)調(diào)諧區(qū)設備引接線 采用 3600 mm、 1600mm 鋼包銅引接線構(gòu)成。 (3)匹配變壓器 一般條件下，按 ~?km 道碴電阻設計，實現(xiàn)軌道電路與 SPT 傳輸電纜的匹配連接。調(diào)諧區(qū)小軌道信號由運行前方相鄰軌道電路接收器處理 ,并將處理結(jié)果形成小軌道電路繼電器執(zhí)行條件送至本區(qū)段接收器 ,本區(qū)段接收器同時接收到主軌道移頻信號及小軌道電路繼電器執(zhí)行條件 ,判斷無誤后驅(qū)動軌道電路繼電器吸起 ,由此來判斷區(qū)段的空閑與占用狀況。調(diào)諧區(qū)對于本區(qū)段頻率信號顯示呈現(xiàn)零阻抗 ,可靠地短路相鄰區(qū)段信號 ,防止越區(qū)傳輸 ,從而實現(xiàn)相鄰區(qū)段信號的電氣絕緣。實現(xiàn)對拍頻干擾的防護 ； 通過系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化 ,提高了軌道電路傳輸長度 ； 提高機械絕緣節(jié)軌道電路傳輸長度 ,實現(xiàn)與電氣絕緣節(jié)軌道電路等長傳輸 。 本次設計完成對中繼站閉塞分區(qū)的工程設計的部分圖紙。 ZPW2021A 無絕緣移頻自動閉塞是在法國 UM71 無絕緣軌道電路技術引進、國產(chǎn)化基礎上，結(jié)合國情，進行提高系統(tǒng)安全性、系統(tǒng)傳輸性能及系統(tǒng)可靠性的技術再開發(fā)。以 UM71 軌道電路構(gòu)成的自動閉塞稱為 UM71 自動閉塞。 UM71 無絕緣軌道電路是從法國引進的軌道電路制式， UM71 的 U 為通用， M 為調(diào)制， 71 為 1971 年研制成功。在我國鐵路鄭武線、京鄭線、廣深線、沈山線等線路上使用著 U— T 系統(tǒng) (機車信號有采用 TVM300 的，也有采用其他機車信號和自動停車裝置的。將此信號用兩根鋼軌作為傳輸通道來控制通過信號機的顯示，達到自動指揮列車運行的目的。其主要技術特點是 ： 充分肯定、保持 UM71 無絕緣軌道電路的技術特點和優(yōu)勢 ； 解決了調(diào)諧區(qū)斷軌檢查 ,實現(xiàn)軌道電路全程電氣折斷檢查 ； 減少了調(diào)諧區(qū)分路死區(qū) ； 實現(xiàn)對調(diào)諧單元斷線故障的檢查 。電氣絕緣節(jié)長度改進為 29m,電氣絕緣節(jié)由空芯線圈、 29m 長軌和調(diào)諧單元構(gòu)成。小軌道電路的發(fā) 送器由編碼條件控制產(chǎn)生表示不同含義的低頻調(diào)制的移頻信號 ,該信號經(jīng)電纜通道傳給匹配變壓器及調(diào)諧單元 ,由于鋼軌是無絕 緣的 ,該信號既向主軌道傳送 ,又向調(diào)諧區(qū)內(nèi)的小軌道傳送 ,主軌道信號經(jīng)鋼軌送到軌道電路受電端 ,然后經(jīng)調(diào)諧單元、匹配變壓器、電纜通道 ,把信號傳到本區(qū)段接收器。 (2)機械絕緣節(jié) 由 “ 機械絕緣節(jié)空芯線圈 ” 與調(diào)諧單元并接而成，其節(jié)特性與電氣絕緣節(jié)相同。根據(jù)工程需要，傳輸電纜長度可按 、 15km 考慮。 (2)接收器 ZPW2021A 型無絕緣軌道電路將軌道電路分為主軌道電路和調(diào)諧區(qū)短小軌道電路兩部分，并將短小軌道電路視為列車運行前方主軌道電路的所屬 “ 延續(xù)段 ” 。室內(nèi)防雷采用縱向與橫向雷電防護。 表 21 載頻頻率 下行： 17001 Hz 上行： 20211 Hz 17002 Hz 20212 Hz 23001 Hz 26001 Hz 23002 Hz 26002 Hz 頻偏： 177。 直流電源電壓范圍 直流電源電壓范圍： ~。 表 22 軌道電路傳輸長度 Rd *Ω \Km 載頻（ HZ） 1700 1500 824 674 574 424 2021 1500 824 674 574 424 2300 1500 824 624 524 424 2600 1460 774 624 524 424 第 3 章 系統(tǒng)組成及原理 ZPW2021A 型無絕緣軌道電路分為主軌道電路和調(diào)諧區(qū)小軌道電路兩部分，小軌道電路視為列車運行前方主軌道電路的所屬 “ 延續(xù)段 ” 。 發(fā)送器 發(fā)送器的作用 ZPW2021 A 型無絕緣軌道電路發(fā)送器，在區(qū)間適用于非電化和電化區(qū)段的多信息無絕緣軌道電路區(qū)段，在車站適用于非電化和電化區(qū)段站內(nèi)移頻電碼化發(fā)送。移頻鍵控信號 FSK 分別送至CPU CPU2 進行頻率檢測。當發(fā)送輸出 端短路時，經(jīng)檢測使 “ 控制與門 ” 有 10S 的關閉 (裝死或休眠保護 )?？紤]故障一安全，電路中設置了讀取 光耦、控制光耦。以此實現(xiàn)故障 安全，電路詳細分析略。 移頻信號產(chǎn)生 低頻、載頻編碼條件通過并行輸入 /輸出接口分別送到兩個處理器后，首先判斷該條件是否有，僅有一路。經(jīng)檢測后，兩處理器各產(chǎn)生一個控制信號，經(jīng)過 “ 控制與門 ” ，將 FSK 信號送至方波正弦變換器。 檢查軌道電路完好，減少分路死區(qū)長度，還用接收門限控制實現(xiàn)對 BA 斷線的檢查。 安全與門：將兩路處理器輸出的動態(tài)信號變成驅(qū)動繼電器 (或執(zhí)行條件 )的直流輸出。兩套處理器對外部四路信號進行單獨的運算，判決處理。電路中增加了安全與門的反饋檢查，如果處理器有動態(tài)輸出，那么安全與門就應該有直流輸出，否則就認為安全與門故障，接收盒也報警 。兩套軟件硬件對信號單獨處理，把結(jié)果相互校核，實現(xiàn)故障 安全。 對小軌道電路正反向的調(diào)整。 衰耗盤電路原理說明 衰耗盤內(nèi)設有衰耗調(diào)整電路與工作指示燈及報警電路。 (1)軌道輸入電路 主軌道信號 V1V2 自 C1C2 變壓器 B1 輸入， B1 變壓器其阻抗約為 36～ 55 Ω(1700— 2600Hz) 穩(wěn)定接收器輸入阻抗，阻抗選擇較低，以便抗干擾。故短小軌道電路的調(diào)整按正、反兩方向進行。 (1)作用：用作對通過傳輸電纜引入室內(nèi)雷電沖擊的防護 (橫向、縱向 )。壓敏電阻應具有模塊化、阻燃、有劣化指示、可帶電插及可靠性較高的特點。電原理圖 (如圖 35)。將武漢方面繪制在圖紙左側(cè)。 (3)預告標 雙線自動閉塞區(qū)間反方向按自動站間閉塞運行，反方向進站信號機前方設置預告標。 區(qū)間起始和終止頻率應與站內(nèi)車站正線電碼化頻率統(tǒng)一，三接近區(qū)段應與接車進路不同，發(fā)車進路應與一離去區(qū)段不同。 區(qū)間電纜徑路圖 區(qū)間電纜徑路圖 (見附錄 B2)包括：沒跟電纜長度、芯數(shù)和 備用芯數(shù)；室外信號設備串接順序和電纜徑路；電纜連接的設備類型。 室內(nèi)閉塞設備布置 區(qū)間移頻柜設備布置 移頻柜布置圖如圖附錄 B3 所示。每個車站按上下行方向分別設一個區(qū)間 “ +1” 發(fā)送器，它們設在站內(nèi)電碼化檢測柜中。 區(qū)間組合排列布置 (1)每個閉塞分區(qū)用一個組合。 電路 圖設計 閉塞分區(qū)電路圖 閉塞分區(qū)電路圖 (見附錄 B6)主要包括編碼電路、系統(tǒng)防雷網(wǎng)絡等，其系統(tǒng)原理原理框圖如圖 (附錄 B7)。正方向運行時， QZJ↑ 、 QFJ↓ 。 +1FS 同樣由 QZJ 1GJ LXJ3F ZXJ2F1 和 LUXJ2F1 構(gòu)成低頻編碼條件。回線從 BA 另一端引出，經(jīng) → → QFJ6↓→17317GGJ4↑ /DJF1↑→ QZJ6↑→ FBJ3↓→ FBJ5↓ ,接至 +1FS 的 S2 端子上。同時， 1JS 主機部分和 2JS 并機部分將由 SH 送來的 17277G 小軌道信號進行處理，由于與 17277 屬不同站控制本軌道 XGJ 的動作，再通過站間聯(lián)系電路，用本區(qū)段的 XGJ 的接點作為 17277G 的 XGJ 勵磁條件，從而將 17277 的小軌道信息間接地傳到 17277G.。 1JS主機部分和 2JS 并機部分分別將從 SH 接收的主軌道信號和間接從 17277GJS 傳來的小軌道繼電器執(zhí)行條件進行處理，形成對 QGJ 動作的控制信號，分別由 1JS 主機部分的 G(Z)、 GH(Z)和 2JS 并機部分的 G(B)、 GH(B)送到 SH，從而控制接于 SH 端子a c30 上的 QGJ 的動作。列車速度是分級控制的。 L5 碼：準許列車按規(guī)定速度運行，表示前方至少 7 個閉塞分區(qū)空閑。 L3 碼：準許列車按規(guī)定速度運行，表示運行前方 5 個及以上閉塞分區(qū)空閑，機車信號機顯示一個綠色燈。 LU2 碼：要求列車減速到規(guī)定的速度等級越過接近的地面信號機，并預告次一架地面信號機顯示一個黃色燈光，機 車信號機顯示一個黃色燈光。 U3 碼：要求列車減速到規(guī)定的速度等級越過接近的地面信號機，表示接近的地面信號機顯示一個黃色燈光，并預告次一架信號機為進站或出站信號機且顯示 —— 個紅色燈光，機車信號機顯示一卟黃色燈光 (僅適用于雙紅燈防護的自動閉塞區(qū)段 )。 HU 碼：要求及時采取停車措施，機車信號機顯示一個半紅半黃色燈光。這些端子板主要用于區(qū)間組合架端子連接、接收主機和并機相連，構(gòu)成區(qū)間信號點編碼電路、發(fā)碼電路、接收電路、報警電路，且各端子固定使用。 區(qū)間綜合柜零層有 32 個 18 柱端子板，用于區(qū)間移頻發(fā)送、接收的本架組匣側(cè)面端子與室外電纜聯(lián)系，區(qū)間信號機電燈本架組匣側(cè)面端子與室外電纜的聯(lián)系，站間聯(lián)系電路本架組匣側(cè)面端子與室外電纜的聯(lián)系，以及用于室內(nèi)、外電纜的過路連接 (見附錄 B10)。 隨著鐵路建設的跨越式發(fā)展，對機車信號設備顯示的準確性和工作的可靠性提出了更高的要求，機車信號正朝著主體化的方向發(fā) 展，研制和發(fā)展適合我國鐵路ZPW2021 無絕緣軌道電路的機車信號成為了迫切需要。 中國高速鐵路不可能完全照搬任何一國的高速鐵路技術體系，只有立足于自我，堅持博采眾長， 把借鑒、消化、吸收國際上先進、成熟、可靠的技術與研發(fā)、試驗驗證、自主創(chuàng)新相結(jié)合，系統(tǒng)集成，才能形成符合我國國情、路情的世界一流高速客運專線技術體系，才能經(jīng)得起運營的考驗，歷史的檢驗。我 的設計 漏洞較多 ，但是 崔 老師仍然細心地糾正圖紙中的錯誤。 在 論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在 這里請接受我誠摯的謝意！ 附 錄 附錄 A 外 文 Technology Features Reasearch of Japanese Railway Signal System This paper begins with the developing history and technical classification of railway transportation, introduces the railway control system used in Japan, analyzes its technology features respectively from the aspects of electronic, puter and munication technology, and at last proposes the technical developing direction of future train control system. Introduction In the early days of railways, there was no signaling system. A station attendant showed the signal of go or