(毕业论文)韩家岭站轨道电码化研究

(毕业论文)韩家岭站轨道电码化研究 、2012 届电气与电子工程专 业 自动化 铁道信号 学 号 学生姓名 指导教师 完成日期 201年 月 日 毕业成绩单学生姓名学号班级电专业 铁道信号 毕业设计题目指导教师姓名指导教师职称评 定 成 绩指导教师得分评阅人得分答辩小组组长得分成绩：院长签字：年月日班级电0802-1专业自动化 铁道信号 承担指导任务单位电气与电子工程分院导师姓名导师职称讲师一、主要内容查阅相关参考书及文献资料，请教老师及同学，了解铁路轨道电路电码化的工作原理，并且结合实例以韩家岭作为实际研究对象。结合所查的资料及自己的理解，整理设计方案，绘制设计中所涉及的示意图、各单元电路图，把设计过程以文字和图形的方式在毕业论文中进行论述。具体内容：1.对轨道电路电码工作原理进行分析；2.韩家岭各部分电码化的控制电路，以及常用设备；3.结合实例分析电码化电路中可能出现的故障以及其分析启发；二、基本要求简单介绍轨道电电码化的作用，分类、应用场合，应用种类，实施方法，以及存在问题等。重点理解轨道电路中站内电码化的控制电路，画出示意图并给与相应的文字说明。三、主要技术指标 或研究方法 1.电码化基本控制的原理理解； 2. ZPW-2000电码化设备的参数； 3. AutoCAD图符合绘图标准；四、应收集的资料及参考文献列车运行与区间控制系统、叠加方式站内轨道电码化五、进度计划第1周-第2周：收集资料第3周-第6周：电码化电路应用解析第7周-第11周：韩家岭各部分电码化的控制电路CAD图制作第12周-第16周：电码化的常见故障及案例分析教研室主任签字时间2012年2月13日毕业开题报告题目学生姓名学号200班级0802-1专业 一、课题研究背景随着我国经济建设的飞速发展，铁路运量陡增，行车密度和速度不断提高，安全与效率矛盾日益尖锐。在1987年底和1988年初，铁路连续发生了数次重大事故，原有的车站“正线电码化”技术已经不能适应运输需要，必须对其进行改造、更新，在尽可能短的时间内研究出简单、易行、适应性强的技术方案。车站股道电码化技术就是在这样的情况下应运而生的，主要包括两种制式：一种是采用的切换发码方式；另一种是叠加发码方式。因实施切换发码方式的电码化会造成轨道电路不能自动恢复，故目前大量运用的是后一种叠加发码方式的电码化。“叠加式”是在电码化过程中在轨条内同时发送动作轨道电路和动作机车信号两种信息的方式，移频信号可以以“叠加”方式发往轨道。实现闭环电码化前的站内电码化是两个技术叠加合成，存在两层皮问题，系统发出的机车信号信息仅仅是叠加在轨道电路上，而其信息是否确实发送到了轨道上，并未得到有效的检测有的检测报警电路只是检测发送设备本身是否正常工作，而不能检测整个系统的工作是否完好。随着列车运行速度进一步提高，靠地面信号机的显示已不足以保证行车安全，装备主体机车信号已势在必行的情况下，要实现机车信号主体化，控制列车运行的多种信息由地面信号设备通过轨道向列车的车载信号设备发出，这就对地面信息发送设备的安全性和可靠性提出了更高的要求，对地面设备来说，首先应实现地面设备信息发送的闭环检测，即能够实时检测信息是否确实发送至轨道，若检测出信息未能发至轨道，系统将立即作出反应，向列车发出足以保证运行安全的信息，并发出设备故障报警。、主要工作和采用的方法查阅大量相关资料，整理站内电码化的工作原理， 制定设计方案，在老师的指导下分阶段完成设计。、预期达到的结果完成各种轨道电码化控制电路图，实现站内电码化运行的示意图、文字解析，完成轨道电码化常见故障图示、文字解析以及得到的启发等。指导教师签字时 间年月日二线制电化区段25 Hz相敏轨道电路预叠加ZPW2000电码化AbstractCoding in the station is an important part of the operations of the railway, insurance motorcycle continuously receive ground control and warning safety information. This paper Hanjialing, focusing on the train during the operation of the control circuit, including the pre-overlay hair code control circuit line section of the control circuit, shares channel transmission circuits, alarm circuits, changing frequency circuit, failure analysis and inspired.The failure analysis common fault recovery and sending code error case, Hanjialing structural features, given its failure to produce the possibility of corrective measures to get inspired. Next, introduce Hanjialing the use of the Coding superimposed manner, the two-wire electro-chemical section 25Hz, phase sensitive track circuit pre-superposition of ZPW-2000 electrical code of the way, introduced a one of the commonly used equipment combinations of equipment layout and electrical code set of capacitance calculation.Keywords: Coding in the station control circuit the way causing troublestacking pattern 目 录第1章 绪论1第2章 电码化系统设计22.1 系统设计原则22.2 主要技术条件3 安全注意事项32.3 韩家岭站工程电码化控制电路4 韩家岭站工程电码化的特点4 韩家岭站工程电码化载频设置4 韩家岭站工程电码化电路的站场布置:5 预叠加电码化原理5 正线区段控制电路6第3章 韩家岭站电码化控制83.1 正线股道及到发线股道叠加电码化示意图8 电码化电路设计8 控制电路8 转换开关电路10 发送器编码及报警继电器电路12 改频继电器及发送器自动改频电路143.2 韩家岭至应县电码化类型16 二线制电码化设备构成16 站内叠加电码化电容设置193.3 电码化电路改进方法一20 改进措施223.4 电码化电路改进法二23 问题提出23 原因分析23 电路原理24 适用其他电路分析24 电路强化效果243.5 电码化故障案例一24 故障现象24 故障分析25 启示263.6 电码化故障案例二26 故障现象26 故障处理26 故障分析27 启示28第4章 总结与展望29参考文献30致 谢31附 录32附录A32附录B40第1章 绪论站内电码化技术主要应用于铁路站内，它能保证站内电码化轨道电路连续不断地向机车车载设备发送所需的电码化信息，是行车指挥系统的基础设备之一。它主要包括两种制式：一种是采用的切换发码方式；另一种是叠加发码方式。因实施切换发码方式的电码化会造成轨道电路不能自动恢复，故目前大量运用的是后一种叠加发码方式的电码化。“叠加式”是在电码化过程中在轨条内同时发送动作轨道电路和动作机车信号两种信息的方式，移频信号可以以“叠加”方式发往轨道。要满足正线区段电码化在时间上不允许有中断时间，原来的“车站股道电码化”的叠加发码方式必须改为“预先叠加发码的方式”。采用“预先叠加发码”的发送盒有两路独立输出，分别通过各轨道区段的条件进行叠加。每路发送供电时机始于上一段轨道占用，止于下一段轨道占用，在任一瞬间均有相邻的两个区段同时发码，一个是本区段的，另一个是下一个区段的。分别由发送盒的两路输出通过相应条件发往轨道，对下一个区段实现了“预先叠加发码”，故此方式在发码时间上能确保无中断 1 。自1988年，在全路推行车站股道电码化工作中，电码化专题组曾按部科技司下达的科研任务的要求，研制了多种轨道电路的多种机车信号电码化，并在全路已推广数千车站。但因当时没有提出适应超速防护装置的需要，即对发码连续性的要求，故该制式是只在满足列车运行速度100 km/h以下时，保证机车信号稳定工作的前提下，同时解决轨道电路的自动恢复问题，故而采用了脉动切换和叠加的发码方式，但不符合铁路提速后电码化的要求。由于列车运行速度的提高，其制动更加困难，冒进信号的可能性比现在更大。而现有的向机车信号或超防设备提供信息的电码化技术和设备已不能满足提速列车的要求，因此实施适应在提速区段使用的预叠加电码化技术和设备势在必行。第2章 电码化系统设计2.1 系统设计原则 正线区段（包括无岔和道岔区段）为“逐段预先发码”，保证列车在正线区段行驶的全过程，地面电码化能不间断地发送机车信号信息。侧线区段为占用叠加发码。 自动闭塞区段正线接、发车进路的发码设备应采用冗余系统，侧线股道采用单套设备的占用叠加电码化。 半自动闭塞区段正线接、发车进路的发码设备应采用冗余系统，侧线股道采用单套设备的占用叠加电码化。接近区段可采用与电码化相应的自动闭塞轨道电路。 电码化发送设备载频设置：国产移频发送设备：一般在下行方向为750 Hz，上行方向为650 Hz。ZPW2000发送设备载频设置：一般在下行方向为1700 Hz，上行方向为2000 Hz。 接车进路、发车进路分别设置一套ZPW2000系列发送设备2 。 为满足主体化机车信号和列车超速防护的需要，在非电化区段，入口电流也按电化区段统一标准，即1700 Hz、2000 Hz、2300 Hz为500 mA，2600 Hz为450 mA。 在25 Hz相敏轨道电路既有器材不变的前提下，考虑了受电端ZPW2000系列信号最大串入量后，电码化轨道电路在道碴电阻为1.0 ?km，并安装补偿电容时极限长度可达1.2 km，入口电流能够满足机车信号接收灵敏度的要求。 改进480轨道电路送、受电端变压器，电码化轨道电路在道碴电阻为1.0 ?km，并安装补偿电容时极限长度可达1.2 km，入口电流能够满足机车信号接收灵敏度的要求。 当同时发送25Hz（或50Hz）轨道电路信息、ZPW2000系列信息时，电缆内的合成电压不超过电缆允许的最高耐压500 V。 逐段预叠加发码时，任一瞬间每一路发送只接向一段电码化轨道电路，从而确保了入口电流值及发送不超负荷。各轨道电路虽采用并联接入的叠加发码方式，仍能确保彼此互不相混。 25 Hz电码化轨道电路室外送、受电端轨道变压器端子固定，只需送电端室内调整接近区段可采用与电码化相应的自动闭塞轨道电路保证机车信号稳定工作的前提下，同时解决轨道电路的自动恢复问题。 50 Hz交流连续式电码化轨道电路室外送电端轨道电源变压器和受电端BZ4U轨道中继变压器端子固定，只需送电端室内调整。 为实现叠加发码而采用的隔离设备，当出现铁路信号技术中规定的任何故障时，能确保ZPW2000系列机车信号信息串入轨道继电器（包括JRJC170/240二元二位轨道继电器和JZXC480轨道继电器）两端电压，不使继电器错误励磁，故隔离设备故障后电码化信息不会使继电器错误励磁，即隔离设备具有“故障-安全”性能。ZPW2000ZPW2000 3 。 韩家岭站工程电码化载频设置 1 下行正线正向接车进路与反方向发车进路合用1个发送盒，载频设定为1700Hz；下行正线正向发车进路与反方向接车进路合用1个发送盒，正向发车进路载频采用2300Hz，反方向接车进路载频采用1700Hz，由改频继电器实现载频频率自动转换； 2 上行正线正向接车进路与反方向发车进路合用1个发送盒，载频设定2000Hz-1；上行正线发车进路与反方向接车进路合用1个发送盒，正线发车进路载频采用2600Hz-1，反方向接车进路载频采用2000Hz，由改频继电器实现载频频率自动转换； 3 侧线股道下行发车方向载频按2300Hz、1700Hz的规律交替布置，上行发车方向载频按2600Hz、2000Hz的规律交替布置。 4 在非电化区段，入口电流也按电化区段统一标准，即1700 Hz、2000 Hz、2300 Hz为500 mA，2600 Hz为450 mA。发码区段的送受电端均设置室内隔离盒及室外隔离盒，用来实现25Hz轨道电源与ZPW2000移频信号共用传输通道而互不干扰。不使继电器错误励磁，故隔离设备故障后电码化信息不会使继电器错误励磁，即隔离设备具有“故障-安全”性能。 4 。控制继电器的恢复条件或时机，即它供电电路的切断，按接点电路设计的一般原理，知“当它的任务完成时即为它的恢复时机”，不难看出，当列车进入不由它控制发码的区段时，例如接车进路驶入股道或发车进路驶入区间时，即可切断它的供电电路。图2-3 预叠加电码化示意图另外要保证区段瞬间分路后，由于信号已关闭，为保证不使以后的列车冒进后能错误收到码，此时也应使MJ恢复到落下位置。由于电码化继电器MJ的“开放信号”的必备条件当列车进入内方后将自动关闭，故MJ吸起的必备条件应是“曾开放信号”，同时应有自闭电路。由图可知，任一瞬间只有相邻的两个CJ吸起，例如列车驶入5DG，此时5DG的5CJ和IGD的IGCJ条件具备从而使5CJ和IGDCJ均吸起。而3DG由于3CJ而切断供电电路落下。如使相邻的两个区段分别由不同的发送盒发送，列车冒进信号时，内方区段不得发码的要求，每一进路需设置一个允许发码的控制继电器，必备条件当列车进入内方后将自动关闭，故MJ吸起的必备条件应是“曾开放信号”，同时应有自闭电路，则既能保证相邻的轨道电路的送、受电端不相混，又能保证发送盒任一瞬间只向一个区段发送，从而保证了入口电流和能正确选定发送盒应有的最小发送功率要求。第3章 韩家岭站电码化控制3.1 正线股道及到发线股道叠加电码化示意图图3-1 正线股道及到发线股道叠加电码化示意图FS电码化发送设备；GLQ电码化隔离器；CJ电码化传输继电 电码化电路设计电码化电路的设计原则：首先是发码条件；其次是发码时机；再其次是恢复时机；最后是电路的完善，如是否需要缓吸、缓放或加强型继电器等等。预叠加电码化电路，一般由三大部分组成：信号、进路检查电路 控制电路 ；转换开关电路；发码电路 5 。 控制电路信号、进路检查电路只限经道岔直向接车进路或自动闭塞区段经道岔直向发车进路的电码化。这个电路由接车电码化继电器JMJ、发车电码化继电器FMJ组成。根据铁路车站股道电码化技术条件的规定，道岔区段电码化应检查列车是否冒进信号以及列车进路为道岔直向接车或道岔直向发车，该进路不单检查这两个条件，并要作记录供转换开关电路使用。 接车电码化继电器JMJ作用：为控制发码时机而设置，在电气集中车站站内正线接车进路电码化时设计。它在进站信号机开放后、列车压入接车进路内方第一段轨道区段后励磁吸起。当列车进入股道，GJF失磁落下切断XJMJ的KZ电源，则XJMJ失磁落下复原，结束接车进路电码化。接车电码化继电器XJMJ励磁吸起，证明通向股道直股接车进路的电码化条件已经具备，XJMJ，证明不具备电码化条件。接车电码化继电器JMJ电路如图：图3-2 接车电码化继电器JMJ电路图中X方向股道正线接车。XJMJ继电器有一条励磁电路和一条自闭电路。XJMJ继电器的励磁必须检查以下条件：进站信号必须处于开放状态XLXJ吸起；直股接车X正线信号继电器XZXJ吸起；进路内的股道区段无车占用IGJF；那么，XJMJ继电器励磁吸起并经过其本身第一组前接点和进路内所有道岔区段其中之一被占用，即3DGJF、5DGJF、之中有一个在落下状态；将XLXJF、XZXJ条件短路后自闭。在XJMJ继电器的线圈两端并接电阻R、电容C的作用是增加该继电器的缓放时间，防止因小车跳动导致轨道电路瞬间失去分路，而使XJMJ失磁错误落下，中止电码化。发车电码化继电器FMJ作用：为控制发码时机而设置，在自动闭塞区段的电气集中车站内，经道岔直向的发车进路实施电码化时设计。它在出站信号机开放、列车接近压入发车进路内方第一段轨道区段后励磁吸起。发车电码化继电器FMJ电路如图3-3所示，XFMJ继电器同样由一条励磁电路和一条自闭电路组成。XFMJ继电器的励磁必须检查以下条件：X出站信号必须处于开放状态XLXJ；建立经道岔直向的发车进路，上行正线信号继电器SZXJ在励磁吸起状态；下行一离去区段空闲X1LQJ；那么，XFMJ继电器励磁吸起并经过其本身第一组前接点和发车进路内任一轨道区段有车占用，即12 DGJF、4-6DGJF之中有一个在落下状态；将XLXJ、SZXJ条件短路后自闭进路内的股道区段无车占用IGJF；那么，XJMJ继电器励磁吸起并经过其本身第一组前接点和进路内所有道岔区段其中之一被占用，即3DGJF、5DGJF、之中有一个在落下状态，实现进路，XFMJ继电器同样由一条励磁电路和一条自闭电路组成。图3-3 发车电码化继电器FMJ电路在XFMJ继电器的线圈两端并接电阻R、电容C的作用也是增加该继电器的缓放时间，防止因小车跳动导致轨道电路瞬间失去分路使XFMJ失磁错误落下，中止电码化。当列车占用上行一离去区段时，X1LQJ失磁落下，切断继电器的KZ电源，使XFMJ失磁落下复原，结束发车进路电码化。发车电码化继电器XFMJ励磁吸起，证明I股道经道岔直向的发车进路的电码化条件已经具备，XFMJ，证明不具备电码化条件。 转换开关电路转换开关电路由传输继电器GCJ和电码化继电器 JMJ或FMJ 组成。该电路负责验证轨道电路转发机车信号信息的条件，并控制向钢轨发码及轨道电路恢复的时机。 1 经道岔直向接车进路的传输继电器GCJ电路接车进路的传输继电器GCJ电路如图3-4所示，正线的GCJ电路由两条励磁电路构成，它没有自闭电路。I股道正线接车进路内实施电码化的每一段轨道电路，迎着列车运行方向发码时，设置一个GCJ。这些传输继电器工作时，负责将电码化的发送设备接通至室外轨道传输网络。XJMJ吸起，证明该进路已经具备实施电码化条件；X3JGJ落下，证明列车已占用接近区段，此时3DG区段实施电码化的时机已到，代表本区段的传输继电器GCJ励磁吸起，当列车压入本轨道区段3DGJ落下后，3DG轨道区段的GCJ的第一条励磁电路被切断，第二条励磁电路接通，同时建立下一个区段的3GCJ第一条励磁电路，当列车压入下一个轨道区段5DGJ落下后，3DG轨道区段的GCJ的第二条励磁电路被切断复原，该区段的电码化结束。5DGJ落下重复上面3DG区段的电码化过程。当列车进入股道后，GJF失磁落下，进路内道岔区段 或无岔区段 的电码化结束，电路全部复原。 发送器编码及报警继电器电路以下行正线正向接车进路与反方向发车进路共用的发送器编码及发送报警继电器电路为例。正向发车进路的编码，由离去口的闭塞分区的占用情况来控制；反向接车进路的编码，由出站信号机的出发情况来控制；反向发车进路的编码，统一发27.9Hz码 F2端子 。当XI出站信号机开放直股出发信号且列车运行前方第二离去占用时，XILXJ、24DBJ吸起，2LQJ落下，发U码；当XI出站信号机开放直股出发信号且列车运行前方第二离去空闲，实现3DG轨道区段的预发码，当列车压入3DG轨道区段时，3DGJCJ保持吸起，发送器继续向3DG轨道区段发码，此时5DGJCJ也励磁吸起，开放直股出发信号且列车运行前方第二离去占用时，XILXJ、24DBJ吸起，2LQJ落下，发U码。图3-7 发送器编码及报警继电器电路 1 发送报警继电器电路对应每个发送器，均设1个发送报警继电器 FBJ 。当发送器正常工作时让FBJ吸起，通过FBJ的两组前接点将发送器的移频信息接到发送通道上；当发送器故障时让FBJ落下，通过FBJ的两组后接点将站内+1备用发送器的移频信息接到发送通道上，同时发送器发出移频报警信号，通知车站值班人员去维修发送设备 6 。 2 发送器编码电路正向接车进路的编码，由出站信号机出发情况及离去口的闭塞分区的占用情况来控制；正向发车进路的编码，由离去口的闭塞分区的占用情况来控制；反向接车进路的编码，由出站信号机的出发情况来控制；反向发车进路的编码，统一发27.9Hz码 F2端子 。如图所示。当下行正线反方向发车时，SIFMJ吸起，发F2码信息。否则，SIFMJ落下，当XI出站信号机未开放出站信号时，XILXJ落下，发HU码；当XI出站信号机开放弯股出发信号时，XILXJ吸起，24DBJ落下，发UU码；当XI出站信号机开放直股出发信号且列车运行前方第二离去占用时，XILXJ、24DBJ吸起，2LQJ落下，发U码；当XI出站信号机开放直股出发信号且列车运行前方第二离去空闲，第三离去占用时，XILXJ、24DBJ、2LQJ吸起，3LQJ落下，发LU码；当XI出站信号机开放直股出发信号且列车运行前方第二、第三离去均空闲时，XILXJ、24DBJ、2LQJ、3LQJ均吸起，发L码。 改频继电器及发送器自动改频电路图3-8 改频继电器及发送器自动改频电路每条正线正向发车进路和逆向接车进路共用1个发送器，但正向发车进路和逆向接车进路的载频不同；对于每条正线均设置1个逆向改频继电器NGFJ，用其接点来控制发送器自动改变载频。如图所示，以XNGPJ为例。XNGPJ常态落下，通过其落下接点接通发送器的正向发车载频2600Hzl。当XN进站信号机开放正线接车信号，XNJMJ吸起，XNGPJ励磁吸起，此时通过其吸起接点将发送器的载频切换为逆向接车载频2000Hz，在列车压入XN进站信号机内方至IIG1股道区段期间，XNJMJ一直保持吸起，当列车先后压人IIG1及IIG2股道区段时，XNJMJ落下，IIG1GJF、IIG2GJF也相继落下，此时XNGPJ的励磁电路被切断，但通过IIG1GJF、IIG2GJF的落下接点接通其自保电路，XNGPJ保持吸起，直至列车出清IIG1及IIG2股道区段，IIG1GJF、IIG2GJF吸起之后，XNGPJ落下，又通过其落下接点将发送器载频切换为正向发车载频2600Hz，从而实现了发送器载频自动切换功能。以下行正线接车及逆向发车传输通道为例。每条接、发车进路分别设2个发送通道。正线接车及逆向发车共用的发送器，通过其发送报警继电器XJMSIFMFBJ的两组前接点、SIFMJ的两组后接点、防雷单元以及两条发送通道向接车进路的轨道区段发送移频信息。当列车压人进站外方第3接近区段时，3DGJCJ吸起，发送器经防雷单元的III1、III2由下面的发码通道向3DG轨道区段发码，实现3DG轨道区段的预发码，当列车压入3DG轨道区段时，3DGJCJ保持吸起，发送器继续向3DG轨道区段发码，此时5DGJCJ也励磁吸起，发送器经防雷单元的II1、II2由上面的发码通道向5DG轨道区段发码，实现5DG轨道区段的预发码。依次类推，当列车压入IG1外方相邻的轨道区段时，IG1XJCJ吸起，发送器经下面的发码图6正线接车及逆向发车发码当列车压入IG1股道区段时，XJMJ随之落下，切断了IG1股道外方接车进路轨道区段的发码通道，接车进路电码化到此结束；此时IG1XJCJ保持吸起，发送器继续向IG1轨道区段发码，IG2XJCJ励磁吸起，发送器经上面的发码通道向IG2轨道区段预发码。这样，满足任一瞬间都有两相邻区段在发码，保证了机车信号在时间和空间上的连续。同理，正线接车及逆向发车共用的发送器，通过其发送报警继电器XJMSIFMFBJ的2组前接点、SIFMJ的2组前接点、防雷单元以及2条发送通道向逆向发车进路的轨道区段发送移频信息。图3-9 发送器发码通道侧线股道电码化采用压人叠加方式发码。当股道无车时，股道复示继电器GJF吸起，当车压入股道时，GJF落下，用GJF的落下接点直接接通发送器到股道的发码通道。侧线股道两端的发送器同时经各自的发送通道向股道发码，机车信号接受设备可以根据上、下行运行方向自动选频。侧线股道发送器的编码只有两种，当出站信号列车信号未开放时，LXJ落下，用其落下接点接通HU码，当出站信号列车信号开放时，LXJ吸起，用其吸起接点接通UU码。当自动闭塞区段车站股道有效长超过轨道电路极限长度而需分割为2个轨道区段，以及正向发车进路与反向接车进路共用发送器且载频自动切换时，ZPW2000ZPW2000系列预叠加电码化主要包括下面六种类型：二线制电化区段25 Hz相敏轨道电路预叠加ZPW2000电码化。二线制非电化区段25 Hz相敏轨道电路预叠加ZPW2000电码化。二线制非电化区段480轨道电路预叠加ZPW2000电码化。四线制电化区段25Hz相敏轨道电路预叠加ZPW2000电码化。四线制非电化区段25 Hz相敏轨道电路预叠加ZPW2000电码化。四线制非电化区段480轨道电路预叠加ZPW2000电码化。二线制电化区段25 Hz相敏轨道电路预叠加ZPW2000电码化。电化区段正线采用预叠加发码方式，股道采用叠加发码方式。电化区段电码化设备由ZPW2000系列移频发送，送、受电端室内、外隔离器，轨道变压器、HF325型防护盒等构成。图3-10 ZPW2000发送器检测盘发送器发送器4172发送+24直流电源515024电源65、71发送报警继电器FBJ1-1、FBJ1-2723、252发送报警继电器FBJ2-1、FBJ2-282移频报警继电器YBJ94移频报警继电器YB+109、111发送报警条件BJ_1,BJ_21119、212发送报警条件BJ_3,BJ_41224、26、28检测预留.2 NGLU 型室隔离盒图3-13 NGLU型室隔离盒结构特征 外形尺寸:（长宽高） 245 mm89 mm156 mm。 重量：2.9 kg 。NGLU型室隔离盒原理框图图3-14 NGLU型室隔离盒原理框图 设置原则当电码化轨道电路长度超过300 m时，须设置电容补偿。 载频 限于1700 Hz、2000 Hz图3-17 股道电容布置示意L 900 m N 9 A 0 9+0 9电容容量：80 F 限于2300 Hz、2600 Hz图3-18 轨道电路加补偿电容举例L 920 m N9 A1 9+1 10电容容量：60 F 数量： N+N：百米位数A：个位、拾位数为0时为0 个位、拾位数不为0时为1ZPW2000ZPW2000ZPW200030，而移频电压同样可由轨道变压器升压。 3 HLCY电感电容盒端子使用不当，造成谐振电路未工作在谐振点，移频干扰电压大。 4 室内二元二位继电器的轨道线圈3、4问并联的1 F电容材质不良。另一方面移频电压又经BG 1 14025轨道变压器升压，由25Hz轨道电路电缆送往室内。BG114025轨道变压器1次侧串联的HLCY电感电容盒，与室内二元二位继电器轨道线圈3、4间并联的电容形成谐振电路，以滤除移频电压，消除对25Hz轨道电路的干扰。移频电压经BG1-14025轨道变压器升压后，若在1次侧形成的电压过高，轨道变压器长时间的超耐压工作，极易使轨道变压器烧坏，造成故障。处理故障时思路要宽，不要只局限于一种思维。以该故障为例，不应局限于在局部查找故障点，平时应多注意提高故障处理水平，要多学、多练、多想 8 。当下行正线反方向发车时，SIFMJ吸起，发F2码信息。否则，SIFMJ落下，当XI出站信号机未开放出站信号时，XILXJ落下，发HU码；当XI出站信号机开放弯股出发信号时，XILXJ吸起，24DBJ落下，发UU码；当XI出站信号机开放直股出发信号且列车运行前方第二离去占用时，XILXJ、24DBJ吸起，2LQJ落下，发U码；当XI出站信号机开放直股出发信号且列车运行前方第二离去空闲，第三离去占用时，XILXJ、24DBJ、2LQJ吸起，3LQJ落下，发LU码；当XI出站信号机开放直股出发信号且列车运行前方第二平时该开关处在闭合状态，当测量股道轨道电路残压或处理股道及正线道岔、无岔区段轨道电路故障时，此时正线的信号已开放，只需与车站值班员联系，将该开关断开即可。图3-19 改进问题分析 改进措施 1 可适当降低移频发码电压。在保证机车信号人口电流的前提下，将咽喉区轨道电路区段发送器发送电平调整为3级，股道区段发送器发送电平调整为4级，大幅度降低发码电压。 2 考虑到一般情况下多为轨道电路受电端发码，按照铁路信号维护规则 技术标准 关于25Hz轨道电路调整的要求，统一将轨道电路受电端轨道变压器变比调整为1：18，进一步降低变压器1次侧移频电压。若在1次侧形成的电压过高，轨道变压器长时间的超耐压工作，极易使轨道变压器烧坏，造成故障。 3 调整HLCY电感电容盒使用端子。将原使用的1、3端子改为使用1、2端子，即改为串联电感元件。 4 测试、检查室内二元二位继电器的轨道线圈3、4间并联的1 F电容。通过轨道电路测试盘测试，若电压有波动甚至打表，则可判断为该电容已故障，应予以更换。3.4 电码化电路改进法二 问题提出目前，部分站段使用的站内股道电码化测试残压，以及当股道轨道电路故障时，必须先拔掉继电器，甩开站内电码化，才能进行测试和处理故障，否则无法进行。因此，给工作带来很大麻烦。再者，来回插拔继电器很容易损坏继电器插座隔墙，不利于安全。尤其是当站内股道电路故障，或正线信号开放后，该正线上的道岔和无岔区段故障时，由于必须先拔掉继电器，然后才能处理，势必拖延处理故障的时间。甚至，当站内股道电路故障时不知如何处理，容易在分线盘上测残压造成错觉。因此必须尽快解决这个问题。 原因分析通过对站内股道电码化电路的理论分析，现在对两个问题进行了研究。测量分路残压当列车占用股道区段时，由于GJ落下导致GJF落下，使该股道的SCJ及XCJ不停地脉动，无条件地向股道发送移频信号。虽然有0.6s的时间可使轨道电路恢复，但在这么短的时间内轨道分路残压是无法测量的。图3-20 原因分析当单线半自动闭塞区段采用双接近轨道电路时，一般设置接近信号机，接近信号机点黄灯时，表示进站信号机在关闭状态或是点亮两个黄灯，接近信号机点绿黄灯时，表示进站信号机开放一个黄色灯光或是黄闪黄，接近信号机点绿灯时，表示进站信号机开放一个绿灯 10 。当股道电路电码化故障时，或正线信号开放后，正线上的道岔、无岔区段CJ也不停地脉动，无条件地向股道或正线的轨道区段发送移频信号，导致轨道电路很难处理。 电路原理电路的动作原理：当断开开关，使BJFQ和AJFQ，则使MJJ，即切断KF电源，MDY使SCJ、XCJ（同时落下），另外控制台MBD亮红灯，控制台站内电码化电铃响，XCJ则切断电码化电路，恢复原轨道电路。 适用其他电路分析该电路的修改对新型移频正线电码化电路同样适用。不仅解决了站内股道电码化问题，也解决了正线电码化问题。电路分析简述如下。测试残压:正线股道占用区段测试残压和股道轨道电路故障处理时，断开该开关（电路动作同上）切断KFMDY，使SCJ、XCJ（同时落下），使原轨道电路恢复，便于测试和查找故障。 电路强化效果当正线接车信号或正线出站信号开放，或通过信号开放后，正线上的道岔、无岔区段故障时，同样断开该开关，切断KFMDY，使该区段的CJ落下，从而使该道岔、无岔区段恢复原轨道电路状态，方便故障查找，节省故障处理时间。该开关应设在本移频架组合的前侧面的空板上，既方便操作，又能随时观察到继电器的状态。平时该开关处在闭合状态，只有测量股道分路残压，及处理股道轨道电路故障时，以及当正线信号开放后，正线上的道岔、无岔区段故障时才使用。当分路残压测试完毕或故障处理完毕时，应立即将它恢复到闭合状态。电路进行修改后，经过运用，状态良好，大大缩短了故障处理时间。为减少故障延时，发挥了良好的作用。3.5 电码化故障案例一 故障现象IG红光带，在处理过程中自然恢复。故障处理： 1 值班人员在控制台上确认故障现象后，到机械室用万用表测量IG受端分线盘端子电压为25V，甩开端子软线测量室外电缆电压为40V，判断为室内设备故障。在值班人员恢复分线盘端子软线时，故障消失。测量分线盘电压为28V，未找到故障点。 2 故障虽然消失但原因不明，实际故障点未找到。本着“三不放过”的原则，继续进行查找。 3 在微机监测设备上查阅工 故障时的轨道电压曲线，确实有79V的电压，曲线比较零乱，包含跳动的杂波。 4 对照日常测试记录未发现有何异常，又重点检查了室内防护盒、隔离器，室外钢丝绳、接续线等接触部位，接触均良好。 5 在室外人为封连轨道电路，红光带出现后，观察微机监测的轨道电路电压曲线和故障当日的曲线一致，除了幅度稍有差距。 6 观察工G轨道电压曲线时，发现在故障消失后电压经常发生波动，电压相差1.6V，经过一段时间后恢复到正常状态。因此怀疑故障和器材质量有关，是软性故障。机车进站以后轨道电压下降，一段时间没车后电压即恢复正常。因此在电压降低时需重点对轨道电容进行测试，当换下C电容后轨道电压恢复正常，判断为电容软击穿。 故障分析 1 故障发生后，值班人员判断存在失误，只是根据经验判断为室内故障。因该股道为25Hz相敏轨道电路叠加UM7l发码区段 预发码 ，设备故障时用MF14万用表测量到的25V、40V电压均为UM71发码电压，并非25Hz相敏轨道电路电压，所以数值不能反映故障实质。 2 故障消除后，利用微机监测观察IG轨道电压曲线时，发现其电压略有波动，平常电压为27.6V，部分时间下降到26V。这1.6V的变化是在机车进站后开始的，由此考虑到IG区段的器材有可能存在材质问题。 3 处理人员在IG电压为27.6V时，把所有能测试的部位进行了测量，并做详细记录；在电压下降后，再次进行测量。经对比发现，C电容存在软击穿 IG上共有9个电容 。也就是当电容两端的电荷积累到一定程度之后，如果电容的质量不好，内部的电解质发生变化而产生的一种“电容击穿短路”现象。当电容失去外加电压，自然放电完毕后电解质可暂时复原，容量也可恢复正常，实际表现为电容耐压不足。这种“软故障”在检修中不易发现，往往忽视，因此应该引起注意。 6 电容C软击穿在平常状态不影响轨道电路正常使用，只有当有较高电压到来并超过电容的耐压值时才会被击穿，而且不同类型的机车经过时，该电容击穿程度不一致，有时造成红光带，有时造成电压下降。 7 对C电容进行更换后，观察IG电压，一直稳定在27.6V，有机车经过时也未出现变化，证明判断正确，故障得到了处理。 启示站内轨道电路发码制式由切换发码改成叠加发码。分线盘端子既有25Hz轨道电路信息，又有发码信息，值班人员使用普通万用表，测量分线盘电压不能准确判断故障性质及范围。正确处理站内25Hz相敏轨道电路叠加发码区段故障的参考方法如下。 1 站内股道发生故障后，故障处理人员应先断开室内发送器熔断器，每个股道上、下行各设1个，均应断开。 2 在正线电码化区段，如果在信号开放后轨道电路故障，故障区段也发码，其中进站至股道区段分别使用接车发送器，出发区段使用发车发送器，断开相应发送器熔断器。 3 在发码区段轨道电路故障后，也可用故障抢险柜内的具有选频功能的“轨道电路故障测试仪”，选用25Hz挡，来测试轨道电路电压、电流，可以消除发码电压的干扰。这样不必断开送受端发码设备，然后按非发码区段故障查找法进行查找。3.6 电码化故障案例二 故障现象图3-22 站场布置列车在正线通过后，在一离去停车。据司机反映，机车在正常接收L码时突然变为UU码，机车自动制动停车。 故障处理 1 值班人员接通知后，先对XI LQ的室内功出、载频、低频、频偏、接收电压、串频电压。及入口电流等进行了测试，均未发现异常。 2 调阅微机监测的回放数据，故障发生时机车运行前方的区段和信号机显示均未发现异常。 3 在机务段打印了机车运行曲线图，确定该机车在现场一离去区段距离上逆进站信号机S外方大约50m处，发生了L码突变UU码，叉分析了XI LQG的编码电路，并对XI LQG的发送器FSQ进行监测，一切正常。 4 考虑到机车运行曲线图的坐标和站场的实际坐标可能稍有偏差，处理人员扩大了查找范围，查阅XI出发进路有关发码电路图纸，发现XFSQ的编码电路中接入了SZXJ的接点条件，经逻辑分析，正常行车不存在问题。 5 再次查看微机监测回放资料，发现当列车出清XI 出发进路上的第1个道岔区段时，车站办理了X-DZ的长调车进路，由此想到该调车进路可能影响到XLFSQ的编码电路控制条件。 6 初步分析后，要点模拟了故障发生时的状态，测量有关区段电码低频，故障现象再一次出现，由此对XJFSQ的编码电路和XI FMJ的励磁电路提出了修改意见。经有关部门审批后，修改了电路，经试验后良好，故障得到处理。 故障分析 1 电路分析。XIFSQ的编码电路在正向出发信号时，接人了SIZXJ的接点条件，原因是当进路上的道岔均在正线位置时，出发进路才发码，当SIZXJ接点落下时，判断为机车去次要方向，发双黄码。然而这样考虑，发送器还有问题。XIFSQ会发送UU码，而 h发进路是不应出现UU码的。SIZXJ的吸起需检查X进路上所有道岔的DBJ的吸起条件，而列车为正线通过，按常理SIZXJ应该一直吸起，XIFSQ不会发UU码。这种故障在一般情况下不会被发现。 2 办理过程分析。车站办理了XDD。的长凋车进路，需要利用正线道岔38/40号道岔的反位。当值班员按下始终端按钮后，选岔电路开始动作，38/40道岔的1DQJ吸起，2DQJ转极，DBJ随之落下，使SNZXJ落下。而恰好该站的出发进路较长，XI至SN的距离为909m，因SNZXJ落下，XIFSQ发UU码，此时列车还未驶入一离去。因机车的车载信号反应较灵敏，机车立即接收到UU码，列车自动制动 因机车接收到UU码意味着机车运行前方有道岔，且开通道岔侧向位置，UU码对列车速度要求很低，只有65km/h 。但因列车有一定的制动距离，列车驶出了出发进路，停在了一离去，此时一离去电码正常，司机向车站反映后又继续运行。 3 原电路图中XIFMJ的励磁电路中未检查SIZXJ的吸起条件，这是不合理的。如果X开放而SIZXJ不吸起，即证明XI开放的不是直道出发，此时XI出发进路应该不发码，XFMJ不应该吸起。 4 在XI发送器的编码电路中接入SIZXJ的接点条件也是错误的。当SIZXJ落下时，原电路XIFSQ错发UU码，是不合理的，因SIZXJ落下就证明了不是直股发车进路，X进路不需要发码。以上2处电路的错误，导致了发码的故障。在修改电路时，XIFMJ的励磁电路中加入了SIZXJ条件，而将XIFSQ编码电路中的SIZXJ前接点和后接点用短路线封连，拆除其后接点的配线 原接UU码 。具体电路修改图如图所。图3-23 故障分析 启示 1 施工设计应根据站场的实际情况全面考虑，特别是非正常作业的情况。 2 联锁试验尤其是电码化的联锁试验，一定要细致彻底，不仅要做好正常状态下的各种试验，对其他的作业过程也要加以考虑。 3 处理故障时思路要宽，不要只局限于一种思维。以该故障为例，不应局限于在XLQ查找故障点，平时应多注意提高故障处理水平，要多学、多练、多想。 4 平时日常维修和故障处理过程中要利用好微机监测设备，它对指导维修、消灭故障隐患、处理故障有非常重大的帮助。 5 机车运行曲线坐标和现场实际坐标应核对一致，有助于分析问题，避免误导。第4章 总结与展望随着我国经济建设的飞速发展，铁路运量陡增，行车密度和速度不断提高，安全与效率的矛盾日益尖锐。在1987年底和1988年初，铁路连续发生了数次重大事故，原有的车站“正线电码化”技术已经不能适应运输需要，必须对其进行改造、更新，在尽可能短的时间内研究出简单、易行、适应性强的技术方案。车站股道电码化技术就是在这样的情况下应运而生的，主要包括两种制式：一种是采用的切换发码方式；另一种是叠加发码方式。因实施切换发码方式的电码化会造成轨道电路不能自动恢复，故目前大量运用的是后一种叠加发码方式的电码化。“叠加式”是在电码化过程中在轨条内同时发送动作轨道电路和动作机车信号两种信息的方式，移频信号可以以“叠加”方式发往轨道。车站股道电码化自在1988年起在全路推行以来，已推广数千车站，但因当时没有提出适应超速防护装置的需要，即对发码连续性的要求，只是在满足列车运行速度100 km/h以下时，保证机车信号工作，同时解决轨道电路的自动恢复问题，但不符合预叠加电码化的要求。要满足正线区段电码化在时间上不允许有中断时间，原来的“车站股道电码化”的叠加发码方式必须改为“预先叠加发码的方式”。采用“预先叠加发码”的发送盒有两路独立输出，分别通过各轨道区段的条件进行叠加。每路发送供电时机始于上一段轨道占用，止于下一段轨道占用，在任一瞬间均有相邻的两个区段同时发码，一个是本区段的，另一个是下一个区段的。铁路行业标准轨道电路通用技术条件中轨道电路定义为：利用铁路线路的钢轨作为导体传递信息的电路系统。通过轨道电路，可以检测轨道上有无列车（车辆）占用，能发送关于轨道是否空闲与是否完整的信息，起着一个信息发送器的作用，同时还起着通过信号机之间，以及地面设备与机车设备之间信息发送与接收传输通道的作用。因而它是铁路列车运行实现自动控制和远程控制的基础设备之一。站内轨道电路是车站电气集中的基础设备，它的主要功能就是反映轨道区段是否被列车或车列占用。平时站内轨道电路不发送车载信息，这样就可以保证当列车冒进车站信号时，车载设备接收不到信息，这是一条必须遵守的安全原则。但是，当列车正常驶入车站时，为了保证车载设备能够正常工作，在适当的时机，相应站内轨道电路不许转发或叠加车载信息。这就是电码化。铁道部颁布的铁路车站电码化技术条件中对电码化进行了严格定义。“电码化”即“由轨道电路转发或叠加机车信号信息技术的总称”。参考文献1 中国铁路通信信号公司. 铁道信号设计规范. 北京中国铁道出版社19952 北京全路通信信号研究设计院. ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞系统技术培训教材. 北京中国铁道出版社19973 赵怀东王改素. ZPW-2000A型自动闭塞设备安装与维护. 北京中国铁道出版社20104 高继祥.铁路信号运营基础. 北京:中国铁道出版社,19985 赵志熙. 车站信号控制系统. 北京 中国铁道出版社1993. 126 阮振铎. 铁道信号设计与施工. 北京中国铁道出版社19917 钟华. AutoCAD 2004标准教程. 北京中国宇航出版社19938 齐进宽. ZPW-2000A模拟试验电路及常见故障分析. 铁道通信信号,2005.9 黄堂.，王效通，结构设计原理M. 北京中国铁道出版社,10李国平，桥梁预应力混凝土设计技术及原理 M. 北京中国出版社,2005.11Online changes of train control system without train stopping J. The academic journal of Tongji University,2005. 12IEEE Standard for Communication-Based Train Control Performance and Function Requirements, IEEE Std ,2005.致 谢衷心感谢我的导师胡立强讲师。本文的设计工作是在胡立强老师的悉心指导下完成的，从设计的选题、到选题的材料、CAD图的制作、分析各个方面都离不开胡老师热情耐心的帮助和教导。 胡老师平日里工作繁，但在我做毕业设计的每个阶段，从查阅资料设计案的确定和修改，提供中期检查，后期详细设计等整个过程中都给予了我悉心的指导。我的设计，但是老师仍然细心地纠正图中的错误。他治学严谨的精神是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。 附 录附录A外 文Technology Features Research of Railway Signal System This paper begins with the developing history and technical classification of railway transportation, introduces the railway control system, analyzes its technology features respectively from the aspects of electronic, computer and communication technology, and at last proposes the technical developing direction of future train control system.1、Introduction In the early days of railways, there was no signaling system. A station attendant showed the signa