【正文】 在信號狀態(tài)和列車位置之間有著重要的關(guān)系 。 (ATS S)系統(tǒng) （ 列車自動停止裝置 ） 2021 被日本國鐵運(yùn)用 以防止列車相撞。 鐵路信號系統(tǒng) 1830 年第一個鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)在利物浦和曼徹斯特之間開始運(yùn)作。 ATC(列車自動控制 )的開發(fā)目的是解決 ATSP 的問題。車站值班員只能通過手勢來指揮列車的通過或停車 ，但是人們往往會犯一些錯誤而引起事故。 另外，感謝石家莊鐵道大學(xué)給予我這樣一次機(jī)會，去完成一個課題的設(shè)計，并在這個過程當(dāng)中，給予我們各種方便，使我們在即將離校的最后一段時間里，能夠更多學(xué)習(xí)一些實踐應(yīng)用知識，增強(qiáng)了我們實踐操作和動手應(yīng)用能力，提高了獨立思考的能力。本文的設(shè)計工作是在崔躍華老師的悉心指導(dǎo)下完成的，從設(shè)計的選題、設(shè)計方法的制定、相關(guān)設(shè)備的選擇到圖紙的繪制，各個方面都離不開崔躍華老師熱情耐心的幫助和教導(dǎo)。基于 ZPW2021 無絕緣軌道電路的機(jī)車信號的安全性、可靠性、實時性和高精度可以滿足我國鐵路發(fā)展的需要。 第 5 章 結(jié)論與展望 近幾年，我們在學(xué)習(xí)消化吸收世界高速鐵路先進(jìn)成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)總結(jié)了多年來我國客運(yùn)專線工程技術(shù)、科研試驗成果，針對高速鐵路建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)問題，又進(jìn)一步開展了研究、試驗、驗證、預(yù)設(shè)計、工程設(shè)計咨詢，技術(shù)裝備的自主創(chuàng)新和各系統(tǒng)集成研究攻關(guān)。 區(qū)間組合柜零層有 4 個 4 柱電源端子板， 5 塊 熔斷器、一塊 18 柱端子板用于將各種電源引入?yún)^(qū)間組合柜。 本閉塞分區(qū)的編碼表見 (附錄 B8)。 UU 碼：要求列車限速運(yùn)行，表示列車接近的地面信號機(jī)開放經(jīng)道岔側(cè)向位置進(jìn) 路，機(jī)車信號機(jī)顯示一個雙半黃色燈光。 表 41 主體化機(jī)車信號的 14個低頻信息定義 序 號 1 2 3 4 5 6 信 息 名 稱 L5 碼 L4 碼 L3 碼 L2 碼 L 碼 LU 碼 LU2 碼 U 碼 機(jī)車信號顯示 L 綠 L 綠 L 綠 L 綠 L 綠 LU 綠黃 U 黃 U 黃 頻率 Hz 地面信號顯示 L L L L L L L LU 序號 7 8 9 10 11 12 13 14 信 息 名 稱 U2S 碼 U2 碼 U3 碼 UUS 碼 UU 碼 HB 碼 HU 碼 H 碼 機(jī)車信號顯示 U2S 黃閃 U2 黃 2 U 黃 UUS 雙黃閃 UU 雙黃 HUS 紅黃閃 HU 紅黃 H 紅 頻 率 Hz 地面信號顯示 LU 或U LU 或U U U U U U H U2S 碼：要求列車減速到規(guī)定的速度籌級越過接近的地面信號機(jī)，并預(yù)告次一架地面信號機(jī)顯示一個黃色閃光和 —— 個 黃色燈光，機(jī)車信號機(jī)顯示一個帶 “ 2” 字的黃色閃光燈光。 L 碼：準(zhǔn)許列車按規(guī)定速度運(yùn)行，機(jī)車信號機(jī)顯示一個綠色燈光。 L4 碼：準(zhǔn)許列車按規(guī)定速度運(yùn)行，表示前方至少 6 個閉塞分區(qū)空閑。機(jī)車上裝有測速設(shè)備，可以測出列車實際行駛速度。 作為其軌道繼電器 (QGJ)勵磁的必要檢查條件 (XGJ、 XGJH)之一。這是由 QZJ 和 QFJ 的第 8 組接點來實現(xiàn)的。 1JS 主機(jī)部分和 2JS 并機(jī)部分收到 17317GJS的 XG、 XGH 和 SH 從 ZIN 送入的本軌道主軌道信號后，對其進(jìn)行處理，形成對 QGJ的控制信號。經(jīng)過低頻編碼條件控制產(chǎn)生的移頻信 號從 +1FS 的。回線從 BA 另一端引出，經(jīng) → → QFJ6↓→ 17317GGJ4↑ /DJF1↑→ QZJ6↑→ FBJ1↑ 接至 1FS 的 S2 端子上。發(fā)送報警繼電器 FBJ 接于 1FS 的端子 FBJ1 及 FBJ2 上。 ① 1LQ 閉塞分區(qū)選用 1LQ 型組合 (X1LQ、 S1LQ)； ② U 閉塞分區(qū)選用 U 型組合； ③ LU 閉塞分區(qū)選用 LU 型組合； ④ L 閉塞分區(qū)選用 L 型組合； ⑤ L(F)閉塞分區(qū)無站間聯(lián)系時選用 L(F)型組合； ⑥ L(JF)閉塞分區(qū)有站間聯(lián)系時選用 L(JF)型組合。 1~9 層為站內(nèi)防雷和電纜模擬網(wǎng)絡(luò)組匣，每個組匣可放置 4 個閉塞分區(qū)的模擬網(wǎng)絡(luò)單元 (8 個 )占用 D1~D16 塊 18 柱端子板，并且這些層由 至室外調(diào)諧單元連接的室外電纜配線從 D1~D8 開始占用，由 至室內(nèi)的配線從D8~D16 開始分配 [12]。其中端子板 1 供17297BG 閉塞分區(qū)使用；端子板 2 供 17320AG 閉塞分區(qū)使用。 每個方向干線電纜有三根，分別為發(fā)送、接收、站間聯(lián)系用。 (6)相鄰兩站區(qū)間分割標(biāo)志及設(shè)備管轄范圍 兩站管轄區(qū)自動閉塞設(shè)備的管轄范圍按閉塞分區(qū)整體劃分，分割點兩側(cè)的設(shè)備分 別由兩端車站管轄。 (4)載頻配置 下行區(qū)間： 1700、 2300HZ(分 2 型 )，按 1700(1)、 2300(1)、 1700(2)、 2300(2)順序設(shè)置。 17297G 的小軌在 17317 號信號機(jī)內(nèi)方由 17317G 的接收器予以處理，將處理結(jié)果送本軌道電路，作為軌道繼電器勵磁條件。在區(qū)間信號設(shè)備平面布置圖上應(yīng)標(biāo)注通過信號機(jī)的編號和坐標(biāo)，每個 閉塞分區(qū)的長度、載頻配置、補(bǔ)償電容的容量和數(shù)量，相鄰車站分割點，反向運(yùn)行預(yù)告標(biāo)等。站防雷和電纜模擬網(wǎng)絡(luò)原理框圖 。 (2)站防雷電路原理簡要說明 室外電纜會帶來雷電沖擊信號，為保護(hù)模擬網(wǎng)絡(luò)及室內(nèi)發(fā)送、接收設(shè)備，采用橫 向與縱向雷電護(hù)。為提高 A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣精度，短小軌道電路信號經(jīng)過 1： 3 升壓變壓器 B2 輸出至接收器 (如圖 34)。次級通過變壓器抽頭連接，可構(gòu)成 1～ 146 共 146 級變化，按 調(diào)整表調(diào)整接收電平。工作指示燈及報警電路用于給出發(fā)送、接收故障報警和軌道占用指示燈等 [11]。 給出發(fā)送、接收故障報警和軌道占用指示燈等。 處理器、數(shù)據(jù)存儲器 (隨機(jī)存取儲存器 )、程序存儲器 (EPROM)、譯碼器、輸出電路、報警電路、輔助電路、上電復(fù)位及“看門狗”的電路。 圖 33 接收器工作原理圖 載頻讀取 接收器載頻讀取與發(fā)送器的低頻載頻電路類似，載頻通過相應(yīng)端子接通 24V 電源確定，通過光電耦合器將靜態(tài)的直流信號轉(zhuǎn)換成動態(tài)的交流信號，由雙處理器進(jìn)行識別和處理，并實現(xiàn)外界電路與數(shù)字電路的隔離。安全與門收到兩路方波后，就轉(zhuǎn)換成直流電壓帶動繼電器。 接收盒根據(jù)外部所確定載頻條 件，送至兩處理器，通過各自識別 ， 比較確認(rèn) — 致，視為正常，不 — 致時，視為故障并報警。 接收器工作原理如圖 33 其中主軌道 A/D、小軌道 A/D 為模數(shù)轉(zhuǎn)換器，并機(jī)輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換成計算機(jī)能處理的數(shù)字信號。 用于對主軌道電路移頻信號的解調(diào)，并配合與送電端相連接調(diào)諧區(qū)短小軌道電路的檢查條件，動作軌道繼電器。并由 CPU1 進(jìn)行自檢，由 CPU2 進(jìn)行互檢，條件不滿足，將由兩個處理器構(gòu)成故障報警 [9]。對于 18 路低頻選擇電路，該電路分別設(shè)置，共 18 個。 “ 控制光耦 ” 與 “ 讀取光耦 ” 的設(shè)置，實現(xiàn)了對電路元件故障的動態(tài)檢查。 低頻和載頻編碼條件的讀取 低頻和載頻編碼條件讀取時，為了消除配線干擾采用 “ 功率型 ” 電路 ,考慮到 “ 故障一安全 ” 原則，應(yīng)將 24 V 直流電源變換成交流，呈動態(tài)檢測方式，并將外部編碼控制電路與處理器等數(shù)字電路有效隔離，如圖 33。功放輸出的 FSK信號送至兩 CPU 進(jìn)行功出電壓檢測。有足夠的輸出功率，且能根據(jù)需要調(diào)節(jié)發(fā)送電平；能對移頻信號特征實現(xiàn)自檢，故障時給出報警 “ N+1” 冗余運(yùn)用的轉(zhuǎn)換條件。調(diào)諧區(qū)小軌道信號由運(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 (XGJ XGJH)送至本區(qū)段接收器，本區(qū)段接收器同時接收道主軌道移頻信號及小軌道電路繼電器執(zhí)行條件，判決無誤后驅(qū)動軌道電路繼電器 GJ 吸起，并由此來判斷區(qū)段的空閑與占用情況。 軌道電路 分路靈敏度為 ，分路殘壓小于 等于 140mA(帶內(nèi) )。 輸出功率： 70W(400Ω 負(fù)載 )。 ZPW2021A型無絕緣軌道電路系統(tǒng)主要技術(shù)條件 發(fā)送器 低頻頻率： +n ， n=0~17 即 、 、 、 Hz、 Hz、 Hz、 Hz、 18 Hz、 Hz、 Hz、 Hz、 Hz、 Hz、 Hz、 Hz、 Hz、 Hz、 29 Hz。室外橫向防雷設(shè)在匹配變壓器內(nèi)，為壓敏電阻。用于 BA、 SVA、 SVA’ 等設(shè)備與鋼軌間的連接。 (4)補(bǔ)償電容 根據(jù)通道參數(shù)兼顧低道碴電阻道床傳輸，考慮容量，使傳輸通道趨于阻性，保證軌道電路良好傳輸性能。 ZPW2021A 型無絕緣軌道電路由室內(nèi)、室外及系統(tǒng)防雷三部分組成 [5]。在調(diào)諧區(qū)內(nèi)增加小軌道電路 ,同時實現(xiàn)了全程斷軌檢測 [4]。軌道電路調(diào)整按固定軌道電路長度與允許最小道碴電阻方式進(jìn)行提高了一般軌道電路系統(tǒng)工作穩(wěn)定性 ； 采用國產(chǎn)信號數(shù) 字電纜代替法國 ZC03 電纜 ,減小銅芯線經(jīng) ,減少備用芯組 ,加大傳輸距離 ,提高軌道電路系統(tǒng)技術(shù)性能價格比 ； 采用長鋼包銅引接線取代 70mm2,銅引接線 ,利于防護(hù)和維修 [2]； 發(fā)送、接收設(shè)備四種載頻頻率通用 ,減少電碼化器材種類 ,減少運(yùn)轉(zhuǎn)備用數(shù)量 ,既有利于維護(hù) ,又可降低工程造價 ； 發(fā)送、接收設(shè)備均有比較完善的檢測功能 ,發(fā)送器可以實現(xiàn) “ N+1” 冗余 ,接收器可以實現(xiàn)雙機(jī)互為冗余。分別有： (1)區(qū)間信號平面圖 (2)區(qū)間電纜徑路圖 (3)區(qū)間移頻柜、綜合柜設(shè)備布置圖 (4)區(qū)間組合柜設(shè)備布置圖 (5)閉塞分區(qū)電路圖 (6)閉塞分區(qū)原理圖 (7)低頻信息碼傳輸序列表 (8)移頻柜 .組合柜零層端子配線表 (9)區(qū)間綜合柜零層端子配線圖 (10)電源屏間及室內(nèi)電源電纜配線圖，設(shè)備主要采用 ZPW2021A，主要介紹了 ZPW2021A 的工作原理、設(shè)備構(gòu)成及相關(guān)圖紙的設(shè)計方法 [3]。 ZPW2021A 無絕緣移頻軌道電路充分肯定、保持了 UM71 無絕緣軌道電路整體結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢，并在傳輸安全性、傳輸長度、系統(tǒng)可靠性以及結(jié)合國情提高技術(shù)性能價格比、降低工程造 價上，都有了提高，一般表示為 ZPW2021A(UM)。 UM71 自動閉塞設(shè)備與 TVM300 機(jī)車信號及超速防護(hù)設(shè)備組成的多信息區(qū)間列車間隔自動調(diào)整系統(tǒng)簡稱為 U— T 系統(tǒng)。 第 1 章 緒 論 目前為了保證行車安全，加強(qiáng)信號設(shè)備管理 .檢測信號設(shè)備的運(yùn)用質(zhì)量和更好的進(jìn)行科學(xué)的故障分析，所以大量的新技術(shù)、新設(shè)備在鐵路信號系統(tǒng)尤其是區(qū)間信號系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用，使鐵路信號設(shè)備的技術(shù)水平得到了很大的提高 [1]。 U— T 系統(tǒng)可以在交流電氣化區(qū)段或非電氣化區(qū)段使用。 ZPW2021A(UM)移頻自動閉塞是以移頻軌道電路為基礎(chǔ)的自動閉塞，它選用頻率參數(shù)作為控制信息，采用頻率調(diào)制的方法，把低頻信息 (F0)調(diào)制到較高頻率 (載頻 f0)上 [2]，以形成振幅不變、頻率隨低頻信息的幅度作周期性變化的調(diào)制信號。 第 2 章 ZPW2021A 無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)的概況 ZPW2021A型無絕緣軌道電路的特點 ZPW2021A 型無絕緣軌道電路系統(tǒng) ,采用 1700Hz2600Hz 載頻段、 FSK 制式軌道電路 傳輸特性、主要參數(shù)及計算機(jī)技術(shù) ,滿足機(jī)車信號為主體信號的自動閉塞及列車超速防護(hù)系統(tǒng)要求。 ZPW2021A型無絕緣軌道電路系統(tǒng)構(gòu)成 ZPW2021A 型無絕緣軌道電路系統(tǒng) ,采用電氣絕緣節(jié)來實現(xiàn)相鄰軌道電路區(qū)段的隔離 。 ZPW2021A 型無絕緣軌道電路分為主軌道電路和調(diào)諧區(qū)內(nèi)的小軌道電路兩個部分 ,并將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 ” 。 室外部分 (1)調(diào)諧區(qū) 按 29m 設(shè)計，調(diào)諧區(qū)包括調(diào)諧單元和空芯線圈，實現(xiàn)兩相鄰軌道電路電氣隔絕。 (5)傳輸電纜 SPT 型鐵路信號數(shù)字電纜， ，一般條件下，電纜長度按 10km 考慮。 室內(nèi)部分 (1)發(fā)送器 用于產(chǎn)生高穩(wěn)定高精度的移頻信號源，采用微電子器件構(gòu)成。縱向防雷設(shè) 在空心線圈處，通過中心抽頭接地。 載頻頻率：見表 21。 接收器 軌道電路 調(diào)整狀態(tài)下：主軌道接收電壓不小于 240mv；主軌道繼電器電壓不小于 20V(1700Ω 負(fù)載，無并機(jī)接入狀態(tài)下 )；小軌道接收電壓不小于 42mv；小軌道繼電器或執(zhí)行條件電壓不小于 20V(1700Ω 負(fù)載，無并機(jī)接入狀態(tài)下 )。 傳輸長度見 22。該系統(tǒng) “ 電氣 — 電氣 ” 和 “ 電氣 — 機(jī)械 ” 兩種絕緣節(jié)結(jié)構(gòu)電氣性能相同 [7]。 發(fā)送器的原理框圖及電路原理簡要說明 同一載頻編碼條件，低頻編碼條件源，以反碼形式分別送入兩套微處理器 CPU中，其中 CPU1 產(chǎn)生包括低頻控制信號 Fc 的移頻信號。兩 CPU 對 FSK 信號的低頻、載頻和幅度特征檢測符合要求后