必考大題(機車信號與電碼化)

機車信號機車信號是保障鐵路行車安全，提高列車運行效率的重要設(shè)備之一目錄機車信號概述1主體化機車信號23區(qū)間信號與列車運行控制系統(tǒng)機車信號的功能和作用

機車信號是一種能夠自動復(fù)示列車運行前方地面信號機顯示的機車車載系統(tǒng)，它可以反應(yīng)列車的運行條件，通過對接收到的地面信號進行處理，得到列車運行前方信號的顯示信息，并將該信息通過相應(yīng)的顯示機構(gòu)顯示出來由于我國地形和氣候條件比較復(fù)雜，尤其在山區(qū)、林區(qū)、隧道以及多霧、雨雪等惡劣天氣的條件下，司機不能在規(guī)定舉例內(nèi)確定前方信號機的顯示進而產(chǎn)生危險冒進信號。同時機車信號還可以為其他的列車運行監(jiān)控設(shè)備（自動停車、列車超速防護等）提供所需的一些必要信息，例如可以為自動停車裝置提供信號點燈信息等，進而也就進一步提高列車運行的安全性?？梢姍C車信號咋保障行車安全、提高鐵路運輸效率以及改善機車乘務(wù)員的勞動強度方面有十分重要的意義。機車信號的構(gòu)成

機車信號是單方向控制設(shè)備，只能從地面向車上傳遞的信息，不能反向傳輸，無論何種機車信號，其構(gòu)成是基本相同的。

信息顯示信息譯碼信息鑒別機車電源信息接收通道地面發(fā)送設(shè)備鋼軌區(qū)間信號與列車運行控制系統(tǒng)區(qū)間信號與列車運行控制系統(tǒng)機車信號一般由信息源（地面信息發(fā)送設(shè)備）、信息接收（電磁感應(yīng)方式接收）、信息處理（核心部分）、信息顯示（預(yù)告式信息顯示）和機車電源（直流50V）等幾部分組成。機車信號基本技術(shù)要求：(1)在規(guī)定的氣候和列車震動的環(huán)境中，設(shè)備可以穩(wěn)定可靠的工作。(2)應(yīng)裝有足夠顯示數(shù)目的機車信號機，以直觀地反映地面信號機的顯示。(3)配合有音響信號，在機車信號變換為較限制顯示是鳴響，提醒司機。(4)滿足“故障-安全”要求，在故障時不允許信號顯示。(5)安裝在限定的機車車輛限界和建筑限界內(nèi)。(6)在必須停車和減速情況下，如果司機在接到報警后未能停車，應(yīng)使自動停車對列車進行制動。(7)在機車信號變換為較限制顯示并發(fā)出音響信號時，利用按一下警惕按鈕的操作證明司機已經(jīng)注意到機車信號顯示的變換。

區(qū)間信號與列車運行控制系統(tǒng)我國機車信號的分類

從我國機車信號的發(fā)展過程來看接近連續(xù)式連續(xù)式點式機車信號在鐵路線路固定點上設(shè)置相應(yīng)的地面設(shè)備在進站信號機和線路所得通過信號機前方1200范圍內(nèi)，設(shè)置一段軌道電路以及相應(yīng)的機車信號設(shè)備用于鐵路自動閉塞，在鐵路的各個自動閉塞分區(qū)都設(shè)置相應(yīng)的軌道電路及機車信號發(fā)送設(shè)備，不間斷傳遞到車上區(qū)間信號與列車運行控制系統(tǒng)主體化機車信號

以前的各種制式機車信號普遍存在安全性，可靠性差，是有斷碼現(xiàn)象出現(xiàn)，抗干擾差，顯示正確率低，信息量小等，多種制式機車信號不能通用，不能適應(yīng)長交路。機車信號與自動停車裝置結(jié)合使用時，受功能所限，仍然依靠司機確認和干預(yù)，人機關(guān)系處理不好，冒進信號‘超速行駛等事故時有發(fā)生，因此一直不敢確定機車信號為主體信號。

鐵道部科技運函【2004】114號文件發(fā)布了《主體機車信號系統(tǒng)技術(shù)條件（暫行）》，這表明：由于列車運行速度的不斷提高，對主體化機車信號系統(tǒng)的需求提到緊迫的日程；主體化機車信號的概念正在正是確立并具體化區(qū)間信號與列車運行控制系統(tǒng)主體化機車信號正是為運用于提速區(qū)段為滿足車載列控系統(tǒng)要求而研制的，目前主要應(yīng)用的是JT1-CZ2000型主體化機車信號車載設(shè)備。JT1-CZ2000型主體化機車信號有如下技術(shù)特點(1)采用“二乘二取二”的容錯安全機構(gòu)。(2)采用32位浮點高速DSP運算，頻域處理和時域處理結(jié)合技術(shù)。(3)具備UM2000數(shù)字編碼信息接收功能(4)采用主機雙套設(shè)備、雙套電源、雙路接收線圈等冗余技術(shù)和LED機車信號顯示器。(5)采用帶有動態(tài)控制電燈電源的故障-安全電源，進一步提高了系統(tǒng)的安全性。(6)既有記錄功能，為故障分析、查找及維護管理創(chuàng)造了條件。(7)在傳統(tǒng)的并行輸出基礎(chǔ)上，預(yù)留了串行輸出，可支持大信息量的雙向傳輸。(8)在傳統(tǒng)并行基礎(chǔ)上預(yù)留串行，支持大信息量及雙向傳輸。(9)可采用便攜式機車信號測試儀對機車信號主機設(shè)備進行閉環(huán)自動測試。區(qū)間信號與列車運行控制系統(tǒng)主體化機車信號的結(jié)構(gòu)

主要由機車信號主機（含機車記錄器）、機車信號帶電電源接線盒（一體化主機包含在主機內(nèi)）、機車信號雙路接收線圈、機車信號顯示器構(gòu)成，機車信號顯示器可選用LED機車信號顯示器或陣點式機車信號顯示器。鋼軌信號接收線圈機車信號主機通過接線盒處理解調(diào)譯碼機車信號顯示區(qū)間信號與列車運行控制系統(tǒng)主體化機車信號車載系統(tǒng)技術(shù)條件總則(1)機車信號顯示符合信息定義的規(guī)定。(2)機車信號接收信息時間不大于2S，信息從無到有應(yīng)變不大于4S(3)機車信號靈敏度符合表4-2(4)作為通用機車信號使用時，靈敏度和應(yīng)變時間符合TB/-1997標準(5)根據(jù)機車運行方向信息，兩端接收線圈應(yīng)采用雙斷方式自動切換。(6)車載設(shè)備在地面提供載頻切換信息碼時，應(yīng)自動實現(xiàn)載頻切換或鎖定。(7)任何信息掉碼大于10S，只接受切換信息（25.7HZ),其他信息停止接收。(8)在收到UU/UUS碼后如果接收不到信息，在點白燈前，只接收HU/HUS碼；在點白燈后只接收載頻切換信息碼。(9)車載設(shè)備應(yīng)該設(shè)置載頻切換裝置，切換裝置應(yīng)設(shè)載頻指示燈，顯示切換后載頻組。區(qū)間信號與列車運行控制系統(tǒng)(10)在下述條件下操作載頻切換需人工介入：1、機車連掛后始發(fā)2、主機上電后或故障復(fù)位后3、接收載頻切換信息碼失效后4、非主體機車信號區(qū)段(11)載頻指示燈在主機上電或故障復(fù)位后顯示滅燈，人工操作后用穩(wěn)定燈光指示載頻組切換結(jié)果，自動切換載頻后用閃爍燈光指示載頻切換結(jié)果。(12)車載設(shè)備應(yīng)具有良好的可測試性，通過便攜式測試設(shè)備，在車上可實現(xiàn)對車載系統(tǒng)進行功能測試。(13)車載設(shè)備在TB/T3021-2001標準規(guī)定的環(huán)境條件下應(yīng)可以可靠工作。區(qū)間信號與列車運行控制系統(tǒng)機車信號靈敏度載頻（HZ）1700200023002600機車信號靈敏度310±31275±28255±26235±24接收線圈的頻率響應(yīng)頻率（HZ)255506507598501700200023002600軌道短路電流（mA）1050113906950310275255235接收電壓（mV）9.3±7.5%15.9±7.5%14.6±7.5%12.4±7.5%10.0±7.5%100±7.5%100±7.5%100±7.5%100±7.5%區(qū)間信號與列車運行控制系統(tǒng)接收線圈、機車信號主機、顯示器、機車信號記錄板、電源，也都有各自技術(shù)條件，詳見《區(qū)間信號與列車控制系統(tǒng)》幾個重要準則：

1、接收線圈在開路下測試，直流電阻誤差小于5%，在1000HZ條件下測試，電感量誤差小于5%2、車載主機熱備冗余切換時間不大于0.5S3、電源額定輸入DC110V主體式機車信號與地面信號顯示關(guān)系序號12345678910信息名稱L3碼L2碼L碼LU碼LU2碼U碼U2S碼U2碼U3碼UUS碼頻率（HZ）10.312.511.413.615.816.920.214.722.418.1機車信號顯示綠綠綠綠黃黃黃黃2閃黃2黃雙黃閃前方地面顯示LLLLUUUUUUUU速度等級110101001001101010101001001101下接區(qū)間信號與列車運行控制系統(tǒng)序號1112131415信息名稱UU碼HB碼HU碼H碼載頻切換頻率（HZ）1824.626.82925.7無碼無碼機車信號顯示雙黃紅黃閃紅黃紅紅白前方地面顯示UUHUHU速度等級001101001100100001區(qū)間信號與列車運行控制系統(tǒng)主體化機車信號主要設(shè)備工作原理主體機車信號機軌面信息隔離放大器A/D轉(zhuǎn)換DSP芯片處理LED顯示區(qū)間信號與列車運行控制系統(tǒng)JT1-CZ2000型主機的結(jié)構(gòu)原理框圖主機板A主機板B信號記錄板并處切換機構(gòu)監(jiān)控裝置顯示機構(gòu)接收線圈2接收線圈12*CAN/1*RS485并口輸出2*CAN/1*RS485并口輸出TAX2箱外部切換控制點燈輸出串口通信區(qū)間信號與列車運行控制系統(tǒng)主機板原理主機板采用底板加小插板的嵌入式結(jié)構(gòu)，即分成主機板底板和CPU板。其中底板主要是電源轉(zhuǎn)換、點燈輸出與反饋、設(shè)置線等部分，而譯碼處理、輸出控制等主要電路都集中到CPU板上，便于維護和軟件升級。主機的每塊主機板采用二取二容錯安全結(jié)構(gòu)，即每塊主機板有2路獨立接收譯碼通道，2路得譯碼輸出結(jié)果進行比較，比較一致才有有效輸出。區(qū)間信號與列車運行控制系統(tǒng)二取二結(jié)構(gòu)

譯碼DSP1(隔離+A/D+DSP）譯碼DSP1(隔離+A/D+DSP）輸出控制CPU2雙口RAM1*CAN/1*RS485雙口RAM1*CAN總線輸出控制CPU150V動態(tài)點燈電源繼電器及光耦輸出反饋檢查關(guān)斷2關(guān)斷1區(qū)間信號與列車運行控制系統(tǒng)譯碼與控制每塊主機板對應(yīng)一路接收線圈繞組，信號輸入部分由以往的變壓器隔離改為隔離放大器，避免了原來變壓器的離散性以及不可靠因素。主機板內(nèi)兩路DSP同時從各自的A/D電路接收信號，譯碼結(jié)果通過雙口RAM與輸出控制部分進行數(shù)據(jù)交換。信息輸出主機板預(yù)留有CAN總線或RS485輸出，可與監(jiān)控設(shè)備進行大容量信息傳輸。當(dāng)采用RS485總線時，每個主機板電路上都有一發(fā)一送兩個RS485驅(qū)動芯片，可以支持全雙工通信，但需依據(jù)后級設(shè)備的要求具體的通信方式。當(dāng)采用CAN總線方式輸出時，如下圖所示，每個主機板上CPU1、CPU2各輸出一路CAN總線信號。

機車信號與LKJ系統(tǒng)的接口RS485總線A下一級接收設(shè)備ACPU1CPU2CPU1CPU2RS總線B下一級接收設(shè)備B并行口點燈輸出主機板A主機板B區(qū)間信號與列車運行控制系統(tǒng)CAN總線輸出示意圖下一級接收設(shè)備A下一級接收設(shè)備B主機板A主機板BCPU1CPU2CPU1CPU2區(qū)間信號與列車運行控制系統(tǒng)雙套熱備冗余方式JT1-CZ2000機車信號系統(tǒng)設(shè)備的雙套熱備是指由機車信號主機內(nèi)雙套主機板、接線盒中的雙路電源、雙路接收線圈共同組成的雙套熱備系統(tǒng)。主機完成雙套熱備輸出。信號接收處理原理軌道電路信號通過機車信號雙路接收線圈感應(yīng)接收，雙路接收線圈每路信號各對應(yīng)一個主機板，由主機板中的兩路接收電路同時接收。進入主機板的信號隔離放大器進行隔離，然戶A/D轉(zhuǎn)換，有DSP芯片進行處理、譯碼、DSP芯片采用高速32位浮點運算芯片。移頻接收主要采用頻譜分析方法，經(jīng)過頻譜計算、頻譜譯碼校核等過程接收信息。區(qū)間信號與列車運行控制系統(tǒng)機車信號記錄板基礎(chǔ)信號記錄板采用與機車信號一體化設(shè)計方式，記錄板以插件形式插在機車信號主機箱內(nèi)，對機車信號的輸入輸出信息進行直接的采集，有利于簡化整體結(jié)構(gòu)以及保持整個系統(tǒng)的電磁兼容性，避免因外部連接線對機車信號系統(tǒng)整體系統(tǒng)的電氣特征和可靠性造成不利影響。記錄板采用大容量CF卡保持數(shù)據(jù)。機車信號記錄板由兩大部分組成。一是車載部分，二是地面數(shù)據(jù)處理部分，通過U盤作為轉(zhuǎn)存介質(zhì)，通過USB接口進行讀取、轉(zhuǎn)換、顯示、回放、分析，以文本及圖形方式提供友好的人機界面，并提供自動統(tǒng)計、分析列表、打印輸出等功能。區(qū)間信號與列車運行控制系統(tǒng)車載部分信號采集隔離輸入電源轉(zhuǎn)換串行接口CF卡接口USB/網(wǎng)口數(shù)據(jù)保存時鐘芯片無線通信模式選擇中央處理器接收線圈數(shù)字量信號SOVTAX2主機箱

CAN總線

（預(yù)留）區(qū)間信號與列車運行控制系統(tǒng)記錄板的地面處理系統(tǒng)打印機（可選）PC機打印機調(diào)制解調(diào)器

站內(nèi)電碼化站內(nèi)電碼化1概述1.1站內(nèi)電碼化作用及分類1.2站內(nèi)電碼化主要技術(shù)條件2逐段預(yù)疊加電碼化2.1主要技術(shù)指標2.2空間連續(xù)2.3電碼化原理站內(nèi)電碼化3閉環(huán)站內(nèi)電碼化3.1功能描述3.2主要技術(shù)條件3.3補償電容3.4電碼化原理3.4.1正線閉環(huán)電碼化檢測3.4.2到發(fā)線股道電碼化檢測站內(nèi)電碼化概述站內(nèi)電碼化就是在車站站內(nèi)由相應(yīng)的軌道電路轉(zhuǎn)發(fā)或疊加機車信號的信息。是保證鐵路運輸安全的一項重要技術(shù)，它對于加強站內(nèi)行車安全以及機車信號的發(fā)展一直起著重要作用。站內(nèi)電碼化1.1站內(nèi)電碼化作用及分類一般分為切換方式和疊加方式切換方式：利用相應(yīng)的繼電器，在平時固定接向軌道電路設(shè)備，而當(dāng)進行電碼化時轉(zhuǎn)接到相應(yīng)的發(fā)碼設(shè)備疊加方式：將電碼化的發(fā)碼信息直接接入軌道電路中而不切斷原軌道電路站內(nèi)電碼化1.2站內(nèi)電碼化主要技術(shù)條件（1）站內(nèi)電碼化范圍為經(jīng)道岔直向的接車進路，為該進路中的所有區(qū)段和自動閉塞區(qū)段經(jīng)道岔直向的發(fā)車進路中的所有軌道電路區(qū)段，經(jīng)道岔側(cè)向的接車進路中的股道區(qū)段；（2）滿足“故障—安全”原則；（3）已發(fā)碼的區(qū)段當(dāng)區(qū)段空閑后，軌道電路應(yīng)能自動恢復(fù)到調(diào)整狀態(tài)；（4）列車冒進信號時，其占用的所有咽喉區(qū)段不應(yīng)發(fā)碼。站內(nèi)電碼化逐段預(yù)疊加站內(nèi)電碼化隨著列車運行速度的不斷提高，傳統(tǒng)的切換式站內(nèi)電碼化技術(shù)已不能適應(yīng)列車對機車信號正常運用的要求，站內(nèi)正線掉碼嚴重，尤其在段區(qū)段，對提速造成一定的安全隱患。因此，逐段預(yù)疊加電碼化勢在必行，有著廣大的應(yīng)用前景?！爸鸲巍本褪且粋€區(qū)段接著一個區(qū)段地發(fā)送信息；“預(yù)”就是當(dāng)列車占用某一區(qū)段時，其列車運行前方與該區(qū)段相鄰的下一個區(qū)段也開始發(fā)碼；“疊加”就是軌道電路信息與機車信號信息在傳輸通道內(nèi)同時存在。站內(nèi)電碼化逐段預(yù)疊加站內(nèi)電碼化2.1主要技術(shù)指標（1）用于單雙線自動閉塞和半自動閉塞區(qū)段的正線接發(fā)車進路；（2）在正線運行時，保證連續(xù)不斷地向機車發(fā)送電碼化信息；（3）電碼化軌道電路除新增的接口設(shè)備外，原軌道電路不增減設(shè)備；（4）符合“故障—安全”原則；（5）電碼化軌道電路不降低原有軌道電路的基本技術(shù)性能。站內(nèi)電碼化2.2空間連續(xù)采用逐段預(yù)先發(fā)碼技術(shù)只能解決時間上的不間斷，但在過絕緣節(jié)時由于受到鋼絲繩和機車信號接收線圈的安裝位置所限，在絕緣節(jié)兩邊均有一小段實際上機車線圈根本收不到或收不到足夠的電碼化信息，造成接受上的盲區(qū)，稱為空間不連續(xù)。站內(nèi)電碼化鋼絲繩距軌縫約0.6~0.8m，而機車接收線圈距第一輪對的距離最大可達到1m。因此，第一輪對從A點開始至軌縫相當(dāng)于接受線圈自B點至C點的范圍內(nèi)，當(dāng)線圈在B~C間，因軌道內(nèi)無電流造成信息中斷。只有當(dāng)線圈已越過軌縫1m或者第一輪對已過軌縫時，前方區(qū)段被分路，鋼軌內(nèi)的電流大于或者等于規(guī)定的入口電流值，線圈重新可靠接收。這一接受盲區(qū)為1.6m~1.8m。站內(nèi)電碼化ABC站內(nèi)電碼化解決措施：對鋼絲繩的安裝方式進行特殊處理。原跨軌的鋼絲繩先在軌道外側(cè)沿軌條方向迂回2m再接向鋼軌。鋼絲繩之所以采取單根迂回方式，是為了克服出現(xiàn)鋼絲繩與相鄰軌道的軌條因故相混時，改變原軌道電路的相位交叉。站內(nèi)電碼化2.3逐段預(yù)疊加電碼化原理如圖所示，正線接車進路共有WG、ADG、BDG、CDG、G五段軌道電路，發(fā)送盒的兩路獨立輸出，分別通過各自的傳輸繼電器CJ條件向WG、ADG、BDG、CDG、G進行疊加。而CJ的供電始于上一軌道區(qū)段占用，止于下一段軌道區(qū)段的占用，在任一瞬間均有相鄰的兩個CJ吸起，一個是本區(qū)段，另一個是下一區(qū)段。分別由發(fā)送盒的兩路輸出通過相應(yīng)的CJ發(fā)往軌道，對于下一個區(qū)段實現(xiàn)了預(yù)先疊加發(fā)碼。站內(nèi)電碼化站內(nèi)電碼化閉環(huán)站內(nèi)電碼化就是具有閉環(huán)檢測功能的站內(nèi)電碼化。系統(tǒng)主要有五大部分設(shè)備構(gòu)成：電碼化發(fā)送設(shè)備；電碼化閉環(huán)檢測設(shè)備；軌道電路設(shè)備；電碼化和軌道電路接口設(shè)備；電碼化和軌道電路信息傳輸媒介。站內(nèi)電碼化站內(nèi)閉環(huán)電碼化3.1功能描述（1）為主體機車信號提供安全信息傳輸設(shè)備；（2）除滿足信息傳輸?shù)墓δ苄枨笸?，還必須滿足“故障—安全”原則；（3）實現(xiàn)監(jiān)測、故障報警的功能；（4）系統(tǒng)設(shè)置維護終端，可實現(xiàn)對系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測、故障報警功能。站內(nèi)電碼化3.2主要技術(shù)條件（1）閉環(huán)電碼化系統(tǒng)是由閉環(huán)電碼化系統(tǒng)設(shè)備和載頻自動切換鎖定設(shè)備構(gòu)成的系統(tǒng)；（2）閉環(huán)電碼化系統(tǒng)應(yīng)該滿足“故障—安全”原則；（3）閉環(huán)電碼化系統(tǒng)應(yīng)采取鄰線干擾防護措施；（4）鋼軌內(nèi)應(yīng)提供正確的機車信息（5）閉環(huán)電碼化系統(tǒng)應(yīng)與區(qū)間自動閉塞制式一致。站內(nèi)電碼化3.3補償電容作用：是ZPW-2000電碼化傳輸通道趨于阻性，保證ZPW-2000電碼化具有良好傳輸性能，同時盡可能降低對原有站內(nèi)軌道電路影響。設(shè)置原則：軌道電路長度超過300m，需設(shè)置電容補償。電容選擇：1700HZ、2000HZ容量：80μF2300HZ、2600HZ容量：60μF設(shè)置方法：按一下公式計算站內(nèi)電碼化其中∑=N+A；N是百米位數(shù)；A是個位、十位為0時為0，個位、十位不為0時為1；?是等間距長度，軌道電路兩端與第一個電容距離為?/2，安裝允許誤差±0.5m站內(nèi)電碼化站內(nèi)電碼化3.4.1正線閉環(huán)電碼化檢測1）發(fā)碼和檢測將正線分為三個區(qū)段