【正文】 applying the latest information and control technology in place of the conventional signaling system applied for over 100 years. The future autonomous train control systems will consist of an onboard system only, without a ground system, because of the application of the ADS technology. ADS technology information technology and munication technology is the key to realize the future train control system. 中文譯文 日本鐵路信號(hào)系統(tǒng)的 技術(shù)特點(diǎn)考索 本文從鐵路運(yùn)輸?shù)臍v史發(fā)展和技術(shù)的分類 ， 介紹了日本的鐵路控制系統(tǒng) ， 分別從電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)分析其工藝特點(diǎn)等方面的研究進(jìn)展 ， 最后提出了技術(shù)開發(fā)未來方向的列車控制系統(tǒng) 。 中國(guó)高速鐵路不可能完全照搬任何一國(guó)的高速鐵路技術(shù)體系，只有立足于自我，堅(jiān)持博采眾長(zhǎng)， 把借鑒、消化、吸收國(guó)際上先進(jìn)、成熟、可靠的技術(shù)與研發(fā)、試驗(yàn)驗(yàn)證、自主創(chuàng)新相結(jié)合，系統(tǒng)集成，才能形成符合我國(guó)國(guó)情、路情的世界一流高速客運(yùn)專線技術(shù)體系，才能經(jīng)得起運(yùn)營(yíng)的考驗(yàn)，歷史的檢驗(yàn)。 區(qū)間綜合柜零層有 32 個(gè) 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(hào)機(jī)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)。 HU 碼：要求及時(shí)采取停車措施，機(jī)車信號(hào)機(jī)顯示一個(gè)半紅半黃色燈光。 LU2 碼：要求列車減速到規(guī)定的速度等級(jí)越過接近的地面信號(hào)機(jī)，并預(yù)告次一架地面信號(hào)機(jī)顯示一個(gè)黃色燈光，機(jī) 車信號(hào)機(jī)顯示一個(gè)黃色燈光。 L5 碼：準(zhǔn)許列車按規(guī)定速度運(yùn)行，表示前方至少 7 個(gè)閉塞分區(qū)空閑。 1JS主機(jī)部分和 2JS 并機(jī)部分分別將從 SH 接收的主軌道信號(hào)和間接從 17277GJS 傳來的小軌道繼電器執(zhí)行條件進(jìn)行處理，形成對(duì) QGJ 動(dòng)作的控制信號(hào)，分別由 1JS 主機(jī)部分的 G(Z)、 GH(Z)和 2JS 并機(jī)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(dòng)作?；鼐€從 BA 另一端引出，經(jīng) → → QFJ6↓→17317GGJ4↑ /DJF1↑→ QZJ6↑→ FBJ3↓→ FBJ5↓ ,接至 +1FS 的 S2 端子上。正方向運(yùn)行時(shí)， QZJ↑ 、 QFJ↓ 。 區(qū)間組合排列布置 (1)每個(gè)閉塞分區(qū)用一個(gè)組合。 室內(nèi)閉塞設(shè)備布置 區(qū)間移頻柜設(shè)備布置 移頻柜布置圖如圖附錄 B3 所示。 區(qū)間起始和終止頻率應(yīng)與站內(nèi)車站正線電碼化頻率統(tǒng)一，三接近區(qū)段應(yīng)與接車進(jìn)路不同，發(fā)車進(jìn)路應(yīng)與一離去區(qū)段不同。將武漢方面繪制在圖紙左側(cè)。壓敏電阻應(yīng)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(diǎn)。故短小軌道電路的調(diào)整按正、反兩方向進(jìn)行。 衰耗盤電路原理說明 衰耗盤內(nèi)設(shè)有衰耗調(diào)整電路與工作指示燈及報(bào)警電路。兩套軟件硬件對(duì)信號(hào)單獨(dú)處理，把結(jié)果相互校核，實(shí)現(xiàn)故障 安全。兩套處理器對(duì)外部四路信號(hào)進(jìn)行單獨(dú)的運(yùn)算，判決處理。 檢查軌道電路完好，減少分路死區(qū)長(zhǎng)度，還用接收門限控制實(shí)現(xiàn)對(duì) BA 斷線的檢查。 移頻信號(hào)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(gè)處理器后，首先判斷該條件是否有，僅有一路?？紤]故障一安全，電路中設(shè)置了讀取 光耦、控制光耦。移頻鍵控信號(hào) FSK 分別送至CPU CPU2 進(jìn)行頻率檢測(cè)。 表 22 軌道電路傳輸長(zhǎng)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(yùn)行前方主軌道電路的所屬 “ 延續(xù)段 ” 。 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。 (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(yùn)行前方主軌道電路的所屬 “ 延續(xù)段 ” 。 (2)機(jī)械絕緣節(jié) 由 “ 機(jī)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。電氣絕緣節(jié)長(zhǎng)度改進(jìn)為 29m,電氣絕緣節(jié)由空芯線圈、 29m 長(zhǎng)軌和調(diào)諧單元構(gòu)成。將此信號(hào)用兩根鋼軌作為傳輸通道來控制通過信號(hào)機(jī)的顯示，達(dá)到自動(dòng)指揮列車運(yùn)行的目的。 UM71 無絕緣軌道電路是從法國(guó)引進(jìn)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。 ZPW2021A 無絕緣移頻自動(dòng)閉塞是在法國(guó) UM71 無絕緣軌道電路技術(shù)引進(jìn)、國(guó)產(chǎn)化基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)情，進(jìn)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(shù)再開發(fā)。實(shí)現(xiàn)對(duì)拍頻干擾的防護(hù) ； 通過系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化 ,提高了軌道電路傳輸長(zhǎng)度 ； 提高機(jī)械絕緣節(jié)軌道電路傳輸長(zhǎng)度 ,實(shí)現(xiàn)與電氣絕緣節(jié)軌道電路等長(zhǎng)傳輸 。調(diào)諧區(qū)小軌道信號(hào)由運(yùn)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(shí)接收到主軌道移頻信號(hào)及小軌道電路繼電器執(zhí)行條件 ,判斷無誤后驅(qū)動(dòng)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。 (6)調(diào)諧區(qū)設(shè)備引接線 采用 3600 mm、 1600mm 鋼包銅引接線構(gòu)成。防雷設(shè)備設(shè)在電纜模擬網(wǎng)絡(luò)盒內(nèi)，縱向?yàn)榈娃D(zhuǎn)移系數(shù)的防雷變壓器，橫向?yàn)閹Я踊@示的壓敏電阻。 設(shè)備耗電情況：發(fā)送器在正常工作時(shí)負(fù)載為 400Ω ，功出為 1 電平的情況下，耗電為；當(dāng)功出短路時(shí)耗電小于 ；接收器正常工作時(shí)耗電小于 500mA。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(hào) 8種載頻 (上下行各四種 ) 的高精度、高穩(wěn)定的移頻信號(hào)；供自動(dòng)閉塞、機(jī)車信號(hào)和超速防護(hù)使用。 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(cè)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(hào)，它還擔(dān)負(fù)著輸出信號(hào)檢測(cè)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(kuò)展接口頻率計(jì)數(shù)器等 [8]。另外，采用光電耦合 2 S 也實(shí)現(xiàn)了外部編碼控制電路與處理器數(shù)字電路的隔離。 接收器 接收器作用 接收器接收端及輸出端均按雙機(jī)并聯(lián)運(yùn)用設(shè)計(jì)，與另一臺(tái)接收器構(gòu)成相互熱機(jī)并聯(lián)運(yùn)用系統(tǒng) (或稱 +)，保證接收系統(tǒng)的高可靠運(yùn)用。 載頻選擇電路：根據(jù)要求，利用外部的接點(diǎn)，設(shè)定主機(jī) ,并機(jī)載頻信號(hào)，由處理器進(jìn)行判決，確定接收盒的接收頻率。如果接收盒收到的信號(hào)電壓過低，就認(rèn)為是列車分路。 給出有關(guān)發(fā)送、接收用電源電壓、發(fā)送功出電壓、軌道輸入輸出 GJ， XGJ 測(cè)試條件。變壓器 B1 其匝比為 116： (1～ 146)。通過 、 2*2km 六節(jié)電纜模擬網(wǎng)絡(luò)，補(bǔ)償實(shí)際 SPT 數(shù)字信號(hào)電纜，使補(bǔ)償電纜和實(shí)際電纜總距離為 10km，以便于軌道電路的調(diào)整和構(gòu)成改變列車運(yùn)行方向電路。 圖 35電纜模擬網(wǎng)絡(luò)電路原理 第 4 章 復(fù)線區(qū)間自動(dòng)閉塞系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及說明 區(qū)間信號(hào)設(shè)備平面布置圖設(shè)計(jì) 區(qū)間信號(hào)平面圖 區(qū)間信號(hào)設(shè)備平面布置圖如圖附錄 B1 所示。預(yù)告標(biāo)設(shè)置在反向進(jìn)站信號(hào)機(jī)外方 900、 1000 及 1100m 處 [12]。其中： FS— 發(fā)送； JS— 接收； F— 1 F為分線電纜盒，數(shù)字為電纜盒的順序編號(hào)，設(shè)備臨近站上行咽喉用偶數(shù)，下行咽喉用奇數(shù)，從咽喉側(cè)向站外編號(hào)。 區(qū)間綜合柜設(shè)備布置 區(qū)間組合架放置電纜模擬網(wǎng)絡(luò)，并實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外設(shè)備連接，室外電纜由零層引入 (見附錄 B4)。 17297G 軌道電路的主發(fā)送器 1FS 的低頻編碼條件由 QZJ 1GJ LXJ3FZXJ2F1 和 LUXJ2F1 構(gòu)成。與 1FS 不同的是， +1FS 低頻編碼條件是由 FBJF1↓ 接入 +1FS 的。 若為反向運(yùn)行，則軌道電路發(fā)送端和接收端換位，即原來的發(fā)送端變?yōu)榻邮斩耍瓉淼慕邮斩俗優(yōu)榘l(fā)送端。連續(xù)式機(jī)車信號(hào)接收設(shè)備，接收地面 ZPW2021A 信息，以提供列車允許行駛的速度值。 L2 碼：準(zhǔn)許列車按規(guī)定速度運(yùn)行，表示運(yùn)行前方 4 個(gè)及以上閉塞分區(qū)空閑，機(jī)車信號(hào)機(jī)顯示一個(gè)綠色燈光。 UUS 碼：要求列車限速運(yùn)行，表示列車接近的地面信號(hào)機(jī)開放經(jīng) 18 號(hào)及以上道岔側(cè)向位置進(jìn)路，且次一架 信號(hào)機(jī)開放經(jīng)道岔的直向或 18 號(hào)及以上道岔側(cè)向位置進(jìn)路；或表示列車接近設(shè)有分歧道岔線路所的地面信號(hào)機(jī)開放經(jīng) 18 號(hào)及以上道岔側(cè)向位置進(jìn)路，機(jī)車信號(hào)機(jī)顯示一個(gè)雙半蘋色閃光燈光。區(qū)間移頻柜零層端子配線表見圖附錄 B8 所示，它是根據(jù)區(qū)間信號(hào)點(diǎn)電路圖繪制的，在表中填入?yún)^(qū)間移頻柜各端子引向區(qū)間組合架的各端子的端子號(hào) [2]。采用數(shù)字信號(hào)處理 (DSP)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)車信號(hào)波形的譜分析，利用可靠的硬件和軟件技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)車信號(hào)的安全性、實(shí)時(shí)性和高精度要求。他治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)木袷俏矣肋h(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。 使用應(yīng)答來發(fā)送接收數(shù)據(jù)信號(hào)， ATSP 系統(tǒng) 通過軌道 傳輸有關(guān)下一站 距 火車 的 距離信息，然后 系統(tǒng) 將這些信息生成火車的速度檢查模式。 對(duì)于 這些系統(tǒng)，大部分在固定閉 塞 或移動(dòng)閉塞 的 系統(tǒng) 階段， 列車位置定位是由軌道電路或 板載列車定位設(shè)備 ， 這些信息的傳播途徑是軌道電路或 無線通訊 。 該 閉塞 系統(tǒng) 被用在 ATS 就 是基于軌道電路和固定閉塞的信號(hào)設(shè)備。信號(hào)系統(tǒng)用于改善安全和應(yīng)付交通量的增加 。 ATSP(自動(dòng)停車保護(hù) )信號(hào)系統(tǒng)有效地防止了 事故 。 崔 老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從查閱資料 到 設(shè)計(jì) 方 案的確定和修改，提供中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。目前，站前技術(shù)已經(jīng)取得全面突破，站后技術(shù)引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新工作已經(jīng)進(jìn)入重點(diǎn)突破階段，初步形成適合中國(guó)國(guó)情路情的高速鐵路自主技術(shù)體系。 配線圖表設(shè)計(jì) 區(qū)間移頻柜、組合柜、綜合柜零層端子配線表 區(qū)間移頻柜零層有 10 個(gè) 3*18 柱端子板，每塊端子板給一個(gè)區(qū)間信號(hào)點(diǎn)使用。 U2 碼：要求列車減速到規(guī)定的速度等級(jí)越過接近的地面信號(hào)機(jī)，并預(yù)告次一架地面信號(hào)機(jī)顯示兩個(gè)黃色燈光，機(jī)車信號(hào)機(jī)顯示一個(gè)帶 “ 2” 字的黃色燈光。機(jī)車信號(hào)機(jī)顯示一個(gè)綠色燈。 低頻信息碼傳輸列表的設(shè)計(jì) ZPW2021A 發(fā)送器發(fā)出的低頻信息都具有速度的含義。分別由 1JS 主機(jī)部分的 G(Z)、 GH(Z)和 2JS 并機(jī)部分 G(B)GH(B)送至 SH。 若 1FS 出現(xiàn)故障， FBJ↓ ,則 +1FS 被接入電路，以替代發(fā)生故障的 1FS。 (見附錄 B5)。雙機(jī)并用由工廠生產(chǎn)時(shí)完成。此區(qū)間的分割點(diǎn)在 1729 17434 信號(hào)機(jī)處。軌道區(qū)段的命名依據(jù)所防護(hù)的信號(hào)機(jī)名稱： 17297G 的序號(hào)是 17297 號(hào)信號(hào)機(jī)所防護(hù)的閉塞分區(qū)，閉塞分區(qū)較長(zhǎng)需加設(shè)分割點(diǎn)，既由兩段軌道電路組成，按運(yùn)行方向編為 17297AG 和 17297BG。 (3)電纜模擬網(wǎng)絡(luò)電路原理簡(jiǎn)要說明 “ 電纜模擬網(wǎng)絡(luò) ” 可視為室外電纜的一個(gè)延續(xù)。 圖 34 站防雷和電纜模擬網(wǎng)絡(luò)盤 防雷電纜模擬網(wǎng)絡(luò)盤設(shè)于網(wǎng)絡(luò)接口柜內(nèi)或設(shè)于無絕緣防雷電纜模擬網(wǎng)絡(luò)組匣 內(nèi)。同時(shí)在衰耗盤內(nèi)還設(shè)有相應(yīng)測(cè)試端，以便給出有關(guān)發(fā)送、接收用電源電壓、發(fā)送功出電壓、軌道輸入輸出 GJ， XGJ 測(cè)試條件。 衰耗盤 衰耗盤作用 對(duì)主軌道電路的接收端輸入電平調(diào)整。 如果雙處理器的結(jié)果不一致，安全與門輸出不能構(gòu)成，且同時(shí)報(bào)警。 CPUl 、 CPU2：是微機(jī)系統(tǒng)，完成主機(jī)，并機(jī)載頻判決，信號(hào)采樣 ,信息判決和輸出驅(qū)動(dòng)等功能 [10]。為保證 “ 故障一安全 ” ，CPUl,CPU2 及用于 “ 移頻發(fā)生器 ” 的 “ 可編程邏輯器件 ” 分別采用各自獨(dú)立的時(shí)鐘源。任一光耦的發(fā)光源，受光器發(fā)生短線或擊穿等故障時(shí)， “ 讀取光耦 ” 一點(diǎn)都得不到動(dòng)態(tài)的交流