三区间信号自动控制.ppt

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1、一 区间闭塞基本概念,2,1.1 概述,区间的概念 定义：铁路线路以车站（线路所）为分界点划分为若干区间。 区间界限：进站信号机柱或站界标的中心线。,3,甲站,站间区间,乙站,站内,站内,1.1 概述,4,1.1 概述,区间信号自动控制,5,1.1 概述,目的： 保证列车在区间内的行车安全。 在保证列车行车安全的前提下，提高列车运行效率。 实现方法：闭塞 区间信号自动控制的关键技术 列车定位技术。 车与地面之间双向通信技术。 列车完整性检测。,8,1.1 概述,9,站间闭塞,自动闭塞,人工闭塞,半自动闭塞,站间自动闭塞,空间间隔闭塞,固定自动闭塞,准移动自动闭塞,移动自动闭塞,1.1 概述,1

2、0,站间闭塞 定义：以站间区间为闭塞单位，在一个站间区间内，任意时刻同方向上只允许有一辆列车运行的闭塞方法。 分类：,站间闭塞,人工闭塞,半自动闭塞,站间自动闭塞,1.2 站间闭塞,11,1.2 站间闭塞,人工闭塞： 定义：人工检查区间状态和办理或交接占用区间凭证。 分类：,人工闭塞,电话闭塞（备用制式）,电报闭塞,电气路签闭塞（标准制式）,电气路牌闭塞,12,1.2 站间闭塞,半自动闭塞： 定义：人工办理闭塞手续，列车凭信号显示发车，列车出站后，出站信号机自动关闭。 分类：,继电半自动闭塞,64D型继电半自动闭塞,64F型继电半自动闭塞,64Y型继电半自动闭塞,路签/路牌半自动闭塞,无线半自

3、动闭塞,半自动闭塞,13,系统构成： 优点：运行效率高于人工闭塞。,1.2 站间闭塞,14,站间自动闭塞： 定义：车站之间能自动向区间发车，不需要人工办理闭塞手续的闭塞方式。此闭塞方式既属于站间闭塞方式，也属于自动闭塞方式。 优点：运行效率高于半自动闭塞。,1.2 站间闭塞,15,1.3 自动闭塞,自动闭塞： 定义：根据列车运行和线路状态自动变换信号显示，而使列车凭信号显示行车的闭塞方法。 分类：,自动闭塞,站间自动闭塞,固定自动闭塞,准移动自动闭塞,移动自动闭塞,16,1.3 自动闭塞,固定自动闭塞： 定义：将一个区间划分为若干个闭塞分区，根据列车运行和闭塞分区状态，自动变换通过信号机的显示

4、，司机凭信号显示行车的闭塞方法。,17,1.3 自动闭塞,特点： 追踪目标点固定 制动点固定 空间最小间隔长度固定 分类： 按通过信号机的显示： 二显示,18,1.3 自动闭塞,三显示 四显示,19,1.3 自动闭塞,按实现方式： 不对称脉冲自动闭塞 极频自动闭塞 （微电子）交流计数电码自动闭塞 计轴自动闭塞 移频自动闭塞 4/8/18信息移频自动闭塞 UM71自动闭塞 ZPW-2000A自动闭塞 UM2000自动闭塞,20,准移动自动闭塞 系统设置同固定自动闭塞 特点： 追踪目标点固定 制动点不固定 空间间隔长度不固定 虚拟闭塞 特点： 利用计算机虚拟技术，按准移动自动闭塞方式实现闭塞功能。

5、 在特定条件下，运行效率接近移动自动闭塞。,1.3 自动闭塞,21,1.3 自动闭塞,移动自动闭塞： 定义：区间不是固定的划分为若干个闭塞分区，而是利用先进的卫星定位技术、通信技术和自动控制技术，使前后列车自动保持一定的（合适）间隔。 特点： 追踪目标点不固定 制动点不固定 空间间隔长度不固定 优点：行车密度更大，通过能力更强。,二 区间信号自动控制 关键技术,23,2.1 概述,关键技术分类 列车定位技术 精确性 覆盖性 可靠性和安全性 可维护性 列车-地面双向通信 实时性 可靠性 安全性 列车完整性检测 实时性 可靠性 安全性,24,2.2 列车定位技术,列车定位技术分类,25,2.2 列

6、车定位技术,26,2.2 列车定位技术,27,2.3 列车-地面双向通信,应用特点 类似于航空指挥通信。 环境不同：列车与地面之间有隧道、山区、高层建筑 指挥范围方面不同：列车经历几公里到几百公里范围内必有车站，区间又有多个列车在运行，车站又有不少列车停留；此外，列车又有电气化干扰等。 要求 高可靠性 实时性 安全可用性,28,2.3 列车-地面双向通信,分类,29,2.4 列车完整性检查,方法 轨道电路方式 无线方式 由列车尾部发出无线电信号给本列车的机车上车载装置，一旦此信号中断，则可以认为列车完整性出现问题。 加速度对比,30,2.4 列车完整性检查,列车制动气管压力方式 列车司机通过检

7、查列车制动气管压力是否有突变来判断，或者通过某种电子装置检测其压力变化来确定，因为在正常状态，列车管压力是平稳的，若发生列车车辆车钩断裂而分成两部分时，压力即会发生异常。,31,2.5 查询应答器,功能对照,32,2.5 查询应答器,车载查询器： 能量发送线路； 信息接收线路； 车载信息接收处理器 地面应答器： 能源接收器； 存储数据器； 谐振发射线路。,33,2.5 查询应答器,构成: 在线路上按照一定的间隔沿线布置应答器，应答器可以安装在轨道一侧，也可以安装在两根钢轨之间，在应答器的内部存储包括：定位、限速、坡度等数据信息。 优点：信息量大（距离、目标速度、线路速度等）。 缺点：机车只有通

8、过地面应答点，才能得到列车前行信息，影响区间通过能力。,34,基本原理: 第一组线圈：机车线圈发送一定高频电流，地面线圈接收，故地面应答器无须供电。 第二组线圈：地面信息经并串转换调制高频震荡器，产生调频波经地面发送线圈发送；机车接收经放大、鉴频、串并变换，把信息送到计算机。,2.5 查询应答器,35,2.5 查询应答器,安全性 为了保证位置信息的安全性，在编码时，预置在地面应答器中的信息设置了循环冗余校验码(CRC)码，通过对接收到的信息进行“三选二”，甚至“五选四”，保证了其传输的安全性。 查询-应答器还可以与其他定位方式结合起来使用，通过智能处理剔除不合理的数据，进一步提高位置信息的安全

9、性。 不同的应用环境、不同的用途，应答器中的编码内容和长度都可能存在不同。,36,2.5 查询应答器,作用 作为列车定位信标。 作为线路地理信息车-地通信的信道。 把一些固定的地理信息，如：列车运行前方的弯道曲率及长度、坡道坡度及长度、限速区段长度及限速值等固定信息和位置信息一起存储在应答器中，传输到列车上。 在以轨道电路作为ATC控制信息传输通道的线路上，可以大大降低轨道电路需传输的信息量，从而降低ATC信号的传输频率，改善信息传输距离。,37,2.5 查询应答器,分类,38,2.5 查询应答器,典型应用 查询-应答器列车定位在欧洲应用比较广泛，欧洲查询-应答器EUROBALISE的信号特征

10、参数为： 车载查询器中产生能量信号频率的信号频率为：27.095MHz。 地面应答器的编码器将存储器中的信息进行编码后，以4.237MHz的中心频率及282KHz的上下边频对进行移频键控调制后发送。 欧洲铁联对EUROBALISE的编码要求中规定了长码和短码两种，长码为1024个bit位，短码为341个bit位。 为了保证位置信息的安全性，在编码时，预置在地面应答器中的信息设置了75bit的循环冗余校验码(CRC)码；编码信息的码率为565Kbps，短码的适用速度为500km/h以内，长码的适用速度为300km/h以内。,39,2.6 轨道电缆,功能对照,40,2.6 轨道电缆,构成 地面：

11、两根回线是交叉设置，其中一根固定在钢轨中间的枕木上，而另一个则固定在一个钢轨的轨颈底部。 两根电缆在每隔一定距离（如100米）相互交叉一次。 这种交叉有下列作用： 避免轨道牵引回流对轨道电缆可能造成的干扰，提高其信息传输可靠性 作为列车定位的依据。,41,2.6 轨道电缆,我国 在大瑶山隧道内由于常年流水不断，严重影响了隧道内轨道电路的正常应用。 经过铁道部有关部门的合作开发与研制，设计了由交叉式轨道电缆向运行列车提供移频信息、由计轴闭塞设备检查列车占用的信号系统，较好地解决了困扰该区段列车运行的技术难题。 在该系统中，交叉式轨道电缆仅负责向列车单方向传送机车信号信息，并没有列车定位的功能。,

12、42,2.7 GPS定位原理,定义 GPS是全球定位系统(Global Positioning System)的简称，是利用空间卫星作为导航台完成无线电定位的系统，可以提供高精度、可连续的、实时的、三维坐标、三维速度分量的定位系统。,43,2.8 惯性导航,功能划分,44,2.9 轨道电路概述,轨道电路工作原理及用途 定义：以铁路线路的两根钢轨为导体，两端加以电气绝缘或电气分割，并接上发送设备和接收设备构成的电路。,45,原理： 调整状态： 定义：轨道电路空闲，线路完好，受电端工作正常时的轨道电路状态。 电流流经钢轨和GJ，GJ吸起 ，信号开放。 分路状态： 定义：两轨条间被列车轮对短路或其它

13、导体连接，使轨道电路受电端设备能够反应轨道被占用的轨道电路状态。 轨道电路被轮对分路，轮对电阻小于RGJ，URX电压增加，IGJ电流下降，GJ落下，信号关闭。 断轨状态： 定义：轨道电路的钢轨被折断（电气切断），轨道电路受电设备能反映钢轨断轨时的轨道电路状态。 IGJ近似为0，GJ落下 ，信号关闭。,2.9 轨道电路概述,46,2.9 轨道电路概述,作用： 检查轨道电路控制区段的状态（是否有车占用） 将地面轨道电路信号与机车设备相联系，进一步实现列车运行控制。,47,轨道电路分类 按工作原理： 闭路式 开路式 电源和GJ在同一端，平时GJ落下，有车占用时GJ吸起。 优点：反应迅速，耗电少，适用

14、于驼峰、半自动闭塞。 缺点：平时不能检查轨道电路的完整性。,2.9 轨道电路概述,48,2.9 轨道电路概述,按牵引电流通过方式： 单轨条轨道电路：以一根钢轨做牵引电流回线。 缺点：限制轨道长度，要增加防护设备。 优点：设备简单。,49,2.9 轨道电路概述,双轨条轨道电路：以两根钢轨作为牵引电流的回线， 通过扼流变压器传递牵引电流。 优点：与单轨条相比，性能稳定，轨道极限长度大。 缺点：结构复杂，成本高，因两钢轨牵引电流不平衡，而在附加线圈上产生干扰电动势，故在送、受端加防护设备。,50,按闭塞分区的分隔方法： 绝缘节式轨道电路 相邻闭塞分区用绝缘节进行分隔。 优点：设备简单。 缺点：可靠性

15、不高，给无缝线路的运用造成困难，降低了轨道强度，电化区段要增加相应的防护措施。,2.9 轨道电路概述,发送设备,接收设备,发送设备,接收设备,51,无绝缘式轨道电路 无电气分隔：相邻轨道电路的发送和接收设备连在钢轨同一点，以不同的信息特征（载频）来区分。,2.9 轨道电路概述,52,2.9 轨道电路概述,有电气分隔： 利用LC谐振槽路的阻抗特性原理来实现电气隔离。 工作原理： F1设置L1C1谐振单元 F2设置L2C2C3谐振单元 对于F2频率: L1C1串联谐振=短路L2C2C3呈容性=C2，并与26米的钢轨电感L对F2并联谐振=高阻。进而，使频率F2只能在本区段传递而不能向F1区段传递。

16、对于F1频率:原理同上。,53,2.9 轨道电路概述,按道岔区段轨道电路连接方式： 并联式：利用道岔跳线和道岔绝缘使道岔区段（直、弯股）形成并联电路。 要求：GJ要装在能够检查跳线完整的轨道上，并采用双跳线。 缺点：不能检查钢轨的完整性。（断轨时，有车占用也不能使轨道电路分路）。,GJ,54,2.9 轨道电路概述,串联式： 利用道岔跳线和绝缘节使道岔区段形成串联电路。 优点：检查钢轨完整性。 缺点：结构复杂，钢轨绝缘和跳线多，维护困难。,55,按信号电流性质： 直流：连续式和脉冲式 不对称脉冲自动闭塞 极频自动闭塞 交流： 50Hz、25Hz相敏轨道电路 （微电子）交流计数电码自动闭塞 移频自

17、动闭塞 4/8/18信息移频自动闭塞 UM71自动闭塞 ZPW-2000A自动闭塞 UM2000自动闭塞,2.9 轨道电路概述,56,2.9 轨道电路概述,25Hz相敏轨道电路 特点：轨道电路的信号电源由铁磁分频器供给25Hz交流电，以区分50Hz牵引电流。 接收采用二元二位相敏轨道继电器。 二元二位继电器的轨道线圈由送电端25Hz电源经轨道传输后供电。 二元二位继电器的局部线圈由25Hz局部分频器供电。 平时，轨道电路空闲，且只有当轨道线圈电压和局部线圈电压的相位角接近或等于90度时，继电器才吸起。与此不同的其他情况都会使继电器落下。 可见，25Hz相敏轨道电路既有对频率的选择性（区别电力5

18、0Hz牵引电流）又有对相位的选择性。,57,2.9 轨道电路概述,传送信号性质 模拟轨道电路 数字轨道电路 调频方式(FM)的数字轨道电路 信息编码： 调制信号为： =0.88+0.64i *k(Hz) 式中，i=0，1，2，26；k=0 或1。 对载频信号用调制信号以FM方式进行调频。 信息量：2的27次方。27bit分配如下： 6bit作为循环冗余校验码(CRC)； 4bit作为划分坡度等级的信息； 6bit作为目标距离信息； 8bit作为速度等级信息； 3bit作为地址码。 特点：采用电气隔离方式，相邻区段信号串扰较小、频带窄，但增加信息量较困难。 应用：秦-沈客运专线,58,2.9 轨

19、道电路概述,最小移频键控(MSK)方式的数字轨道电路 信息编码：将信息转换成一系列脉冲时序信号，高电平表示“1”，低电平表示“0”，然后通过MSK调制方式进行信息传输，高电平脉冲经调制后，产生载频；低电平脉冲经调制后，产生载频，把这一系列载频经功放后，发送到钢轨线路。 叠加数字信息轨道电路 工作原理： 这种轨道电路的移频信息作为行车的速度等级，叠加的数字信号传递给超速防护系统作为线路参数的信息。 应用：在京九线商丘阜阳段进行了安装。,59,轨道电路一次参数 轨道电路的钢轨线路等效为均匀分布参数的传输线。,2.10 轨道电路的电气特性,R,L,C,X,三 自动闭塞系统设计基础,61,3.1 自动

20、闭塞概述,我国的铁路信号自动闭塞技术条件中规定 三显示自动闭塞分区的最小长度范围为 10001 200m。 技规规定“列车在任何线路坡道上紧急制动距离限制： 运行速度不超过 120km/ h的列车为800m； 运行速度120140km/h的旅客列车为1100 m； 运行速度140-160 km/h的旅客列车为1 400 m； 运行速度160-200km/h的旅客列车为2000 m CRH3在350KM/H时制动距离是6500米，380KM/H是8500米,62,3.1 自动闭塞概述,自动闭塞： 定义：根据列车运行和线路状态自动变换信号显示，而是列车凭信号显示行车的闭塞方法。 分类：,自动闭塞,

21、站间自动闭塞,固定自动闭塞,准移动自动闭塞,移动自动闭塞,63,3.2 固定自动闭塞,固定自动闭塞 定义： 自动闭塞利用通过信号机将一个区间划分为若干个闭塞分区，通过轨道电路将列车和通过信号机的显示联系起来，使信号机的显示依列车运行和闭塞分区状态自动变换的系统。,站间区间,站内,站内,64,工作原理： 通过信号机显示随列车位置自动改变。 禁止信号利用轨道电路传送，其它信号可利用架空线，也可用轨道电路传送。 利用轨道电路传送信息，每个信号点要同时具备收、发设备。,信息接收,译码,执行,编码,信息发送,信息形成,信息接收,译码,执行,编码,信息发送,信息形成,编码,信息发送,信息形成,红信息条件,

22、3.2 固定自动闭塞,65,信息接收,译码,执行,编码,信息发送,信息形成,信息接收,译码,执行,编码,信息发送,信息形成,编码,信息发送,信息形成,红信息条件,3.2 固定自动闭塞,66,信息形成：信息源对自闭系统提供所需信息。 信息编码：根据给定条件取出相应信息。 信息发送：调制、放大。 信息接收：解调。 信息译解：译解出信号内容，控制执行单元。 执行：通常是安全型继电器，控制通过信号机显示并作为本信号发送设备发码条件。,信息编码,信息发送,通道或钢轨线路,信息接收,信息译解,信息形成,执行,运行方向,给定值,3.2 固定自动闭塞,67,按行车组织方法： 双线单向：两条线路，单向行车单向装

23、有信号机。 单线双向：一条线路，双向行车双向都装有信号机。 双线双向：两条线路，双向行车，正方向有通过信号机，反方向靠机车信号显示行车。,3.2 固定自动闭塞,68,按信息传递方式 有线路：架空线、电缆。 无线路：轨道电路。 按自动闭塞设备放置方式 分散式：区间每架通过信号机处。 集中式：集中到车站。便于维修，改善工作条件。,3.2 固定自动闭塞,69,按信息特征 信号极性（极频） 频率（移频） 数目（交流计数） 列车牵引方式 非电气化区段 电气化区段,3.2 固定自动闭塞,70,四显示自动闭塞 预告前方三个闭塞分区的状态：L、LU（警惕）、U（限速）、H、U/U 显示取决于本区段和运行前方相

24、邻两区段轨道电路状态： 本空闲、前空闲、前前空闲：L； 本空闲、前空闲、前前占用：LU； 本空闲、前占用：U 本占用：H 速度等级：L160/160km/h；LU160/115km/h；U115/0km/h；H0km/h,3.2 固定自动闭塞,71,3.2 固定自动闭塞,设计原则： 两个相邻闭塞分区的长度满足从规定速度到0的制动距离； 每个闭塞分区长度满足每个速度级差的制动距离； 按制动性能最差的列车来计算。,72,要求：每个闭塞分区的长度大于高速列车从最高速降低 到通过黄灯允许速度所需要的距离和从黄灯允许速度降低到红灯前停车所需的制动距离。理想情况，两距离相等，故每个闭塞分区长度大于高速列车

25、制动距离的一半。 追踪间隔时分：,3.2 固定自动闭塞,73,3.2 固定自动闭塞,多信息自动闭塞 速度显示大于三级的固定自动闭塞系统 地面显示：L，LU，U，H 以车载系统的信号显示为主 设计原则： 按照需要设计速度等级的划分； 若干相邻闭塞分区的长度满足从规定速度到0的制动距离； 每个闭塞分区长度满足每个速度级差的制动距离； 按制动性能最差的列车来计算。 举例： 广州准高速铁路速度等级5级：160145120900km/h,74,3.3准移动自动闭塞,概述 准移动闭塞方式的列控系统采取目标距离控制模式（又称连续式一次速度控制）。 目标距离控制模式根据目标距离、目标速度及列车本身的性能确定列

26、车制动曲线，不设定每个闭塞分区速度等级，采用一次制动方式。 追踪目标点：前行列车所占用闭塞分区的始端，当然会留有一定的安全距离。 制动计算点：根据目标距离、目标速度及列车本身的性能计算决定的 。,75,3.3准移动自动闭塞,特点 目标点相对固定，在同一闭塞分区内不依前行列车的走行而变化，而制动的起始点是随线路参数和列车本身性能不同而变化的。 空间间隔的长度是不固定的 。 其追踪运行间隔要比固定闭塞小一些。 闭塞分区是用轨道电路或计轴装置来划分的，它具有列车定位和占用轨道的检查功能。,76,3.4移动自动闭塞,概述 定义：区间不是固定的划分为若干个闭塞分区，而是利用先进的卫星定位技术、通信技术和

27、自动控制技术，使前后列车自动保持一定的（合适）间隔。 追踪目标点：前行列车的尾部，再留有一定的安全距离。 制动计算点 ：根据目标距离、目标速度及列车本身的性能计算决定的。 空间间隔的长度是不固定的。 追踪运行间隔要比准移动闭塞更小一些 。 一般采用无线通信和无线定位技术来实现。,77,3.4移动自动闭塞,特点 实现列车和轨旁设备实时双向通信且信息量大。 减少轨旁设备，便于安装、维修，降低运营成本。 便于缩短列车编组、使列车高密度运行，实现线路列车双向运行而不增加设备，有利于特殊情况下的反向运行。 适用于各种类型和车速的列车，克服了地车间的信息跳变，增加行驶平稳性和舒适度。 实现节能控制、优化列

28、车运行统计处理、缩短运行时分等多目标控制。 可带来信息利用的增值和功能扩展。 具有高实时性和响应性。,78,3.4移动自动闭塞,方式 MBv0方式 只考虑前行列车的位置，不考虑前行列车的速度（停车） 最小间隔： L=v2（v2/2a2+t2）+L v2 -后续列车的运行速度； a2-后续列车的减速度； t2-后续列车的空走时间； L-停车的富裕间隔；,79,3.4移动自动闭塞,MBv方式 考虑前行列车的位置与速度。 保证在前行列车非常用制动停车，后续列车能以常用制动停车。 最小间隔： L=v2（v2/2a2+t2）- v1（v1/2a1+t1）+L v2 、v1-前行、后续列车的运行速度； a

29、2、a1-前行、后续列车的减速度； t2、t1-前行、后续列车的空走时间； L-停车的富裕间隔；,80,故障与安全 故障与故障升级 故障：当一个系统或一个逻辑单元电路工作时，若系统的输出功能与设计时所规定的功能不一致，而导致错误结果，则系统就会出现故障。 故障升级：在铁路信号设备出现的所有故障中，有一类会造成比未发生该故障时更高等级风险的现象。 直接升级 ：故障时即发出比正常时的风险更高的信号显示，如应发出黄灯显示由于故障而转为发绿灯显示。 间接升级：由于发生故障在设备内部留下了隐患，造成安全防护能力降低、潜在风险增加 。,3.5 铁路信号的安全性,四 自动闭塞系统技术基础,82,4.1 微电

30、子交流计数电码自动闭塞,信息特征 改造的原因： 交流计数信息量少，电码周期长，应变时间长，维修困难等。为适应四显示以及进侧线机车信号显示等要求，需要增加信息量。 信息形成： 困难：原有交流计数很难增加信息量，延长信号周期会增加系统应变时间。 解决方案：在原有交流计数信息数目的基础上，增加一个时间特征。,83,信息特征 调制方式：频移键控（FSK） 信号载频：上行：650Hz,850Hz;下行：550Hz,750Hz 调制低频：11Hz，15Hz，20Hz和26Hz 频偏：55Hz 信号定义：11Hz-L;15Hz-L;20Hz-L;26Hz-U;0-H,4.2 移频自动闭塞,84,非电化移频自

31、动闭塞 发送设备：根据本信号点的显示条件，完成低频编码，并生成由低频调制的移频波，经功率放大后输出。 接收设备：从钢轨上接收移频波，通过限幅、鉴频等电路，恢复调制低频信号波形，并由选频放大器选出低频信息，动作执行元件。 电源设备：提供本信号点信号机点灯、发送、接收设备所需的电源。 执行电路：LJ、UJ、DSJ电路。,4.2 移频自动闭塞,85,4.2 移频自动闭塞,86,概述 主要技术条件 信息特征：FSK键控频移信号。 频率参数：载频中心频率550、650、750和850Hz四种。 中心频率设置：上行线650Hz、850Hz，下行线550Hz、750Hz。 低频调制频率(Hz)：7、8、8.

32、5、9、9.5、11、12.5、13.5、15、16.5、17.5、18.5、20、21.5、22.5、23.5、24.5、26等18种。 频偏：f=55Hz 该系统适用于非电化和电化分散、集中式安装自动闭塞区段使用。 系统具有较强的抗干扰能力，最不利信干比可达11，抗工频及谐波干扰能力，最不利信干比可达15以上。具有较强的抗雷电冲击能力、抗电磁干扰能力和抗高频辐射能力。 18种低频信号代表了18种信息，可以使地面信号机和机车信号的显示具有速差的意义；有了多种速度信息就使列车超速防护系统的控制更精确。,4.3 18 信息移频自动闭塞,87,设备构成 连续式信息传输 介绍：我国目前京-郑、郑-武

33、和广-深采用的都是法国UM71无绝缘轨道电路，属于TVM300列车控制系统。其整个系统属于4显示自动闭塞系统。 参数: 载频：上行：2000Hz、2600Hz；下行：1700Hz、2300Hz。 调制低频：从10.3Hz-29Hz,间隔1.1Hz，共18个。 频偏：11Hz。 调制方式：FSK。,4.4 UM71四显示自动闭塞,88,UM71连续式信号点设备构成 集中式自动闭塞，包括发送器、匹配变压器、调谐单元、空芯线圈、接收器和轨道继电器。,4.4 UM71四显示自动闭塞,89,信息含义：UM71调制低频，分别对应不同的信号显示和速度信息。,/,4.4 UM71四显示自动闭塞,90,点式信息

34、传输 构成：信号发生器、环线和检测设备。 信息频率：从1318Hz每隔140.8Hz,一个单频信号，至3712Hz，共18个。其中：1740、2022、2304、2585Hz信号，由于和连续信息靠近而未被采用，故只有14个有效信息。 信息含义： 我国郑-武线的UM71点式信息含义。,4.4 UM71四显示自动闭塞,91,4.5 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路,ZPW-2000A型无绝缘轨道电路 信息特征： 调制方式：频移键控(FSK) 。 载频频率: 下行：1700-1(1701.4Hz)、 1700-2(1698.7Hz)、2300-1(2301.4Hz)、2300-2(2298.7 H

35、z) 。 上行：2000-1(2001.4 Hz)，2000-2(1998.7Hz)，2600-1(2601.4 Hz)、2600-2(2598.7 Hz)。 频偏：11Hz。 调制低频：从10.3 Hz到29 Hz，每隔1.1 Hz,共18个。,92,4.5 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路,补偿电容： 电容值： 载频为1700 Hz时和2000 Hz时，补偿电容为50F; 载频为2300Hz时补偿电容为46F; 载频为2600Hz时，补偿电容值为40F。 经过电容补偿，在道碴电阻值为1.0km条件下， 载频为1700Hz时的轨道电路最大允许长度为1450m， 载频为2600Hz的轨道电路

36、最大允许长度为1300m。,93,4.5 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路,技术特点 ： 解决了调谐区段无检查问题，实现了轨道电路全程断轨检查。 减小了调谐区分路死区。 实现了对调谐单元断线故障的检查。 通过系统参数优化，提高了轨道电路的传输长度。 实现了机械绝缘节轨道电路与电气绝缘节轨道电路等长度传输。 提高了系统性能价格比，降低了工程造价。,94,4.5 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路,ZPW-2000A与UM71轨道电路的比较表,95,4.5 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路,站内电码化（锁频）： 25.7Hz低频信息，车压上后发2秒钟。 接车： 经道岔侧向接车： 机车信号接收到

37、并显示UU信息。 接收任意“1”载频下的，调制低频为25.7Hz信号。 进入股道后收到“1”载频后，则收且仅收该载频信息。 发车： 经道岔侧向发车： 机车信号接收到并显示UU信息。 接收任意“2”载频下的，调制低频为25.7Hz信号。 接收该方向的所有载频信息。,96,4.5 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路,五 继电半自动闭塞系统,98,5.1 概述,单线继电半自动闭塞系统构成及基本要求 定义：人工办理闭塞手续，列车凭信号显示发车，出站信号机自动关闭。 发展：58型-60型- 64型。64型分64D型用于单线；64F型用于复线和64Y型用于单线带预办，即：发车站发出的列车进入区间后，接车站

38、即可向发车站请求预办发车手续，当列车进站后，接车站列车即可发出，从而节约时间、提高运输效率。,99,构成： 两站各有一台闭塞机，用闭塞线连接，同时为检测列车出发和到达，进站信号机内方设一段短小轨道电路，长约25m。,5.1 概述,100,基本要求： 检查区间状态：在区间空闲，接车站同意接车、并取消接车站发车权的情况下，才能开放出站信号机。 列车发出后，出站信号机自动关闭，在再次办理手续之前，出站信号机不得开放。 列车到达接车站，由车站值班员检查列车完整性，关闭进站信号机，解除闭塞。 闭塞系统设计符合故障-安全原则。,5.1 概述,101,64D型继电半自动闭塞办理手续及传递信息 办理手续： 正

39、常办理 发车站向接车站请求发车。 接车站同意接车。 发车站在得到接车站同意后，闭塞机开通，区间闭塞，发车站出站信号机开放，列车出发占用区间，出站信号机自动关闭，并通知接车站列车已出发。 接车站开放进站信号机，列车进入接车站。 接车站确认列车完整到达，解除闭塞，双方闭塞机复原。,5.1 概述,102,取消闭塞： 在下列情况下，经双方同意，由发车站解除闭塞，使双方闭塞机复原。 发车站请求发车后，接车站同意前。 发车站请求发车，接车站同意后，发车站出站信号机开放前。,事故复原： 在下列情况下，经双方同意，发生事故的一方，打开铅封，办理事故复原。 闭塞机电源断电，需要重新恢复，或轨道电路等设备故障，引

40、起闭塞机不能正常复原。 发车站开放信号后，由于运行情况变更停止发车或特殊运营情况。,5.1 概述,六 道口防护,104,6.1 概述,定义与分类 铁路与公路平面交叉之处称谓道口。 道口分为有人看守道口和无人看守道口两种 。 分类： 道口自动通知设备将列车接近道口的情况自动通知道口值班人员及公路上的车辆和行人。 道口自动信号当列车接近道口时，自动向公路方向显示停止通行的信号。 道口遮断信号当道口发生危及行车安全情况时，用以向列车发出停车指示的信号。 手动或自动的道口栏木阻止车辆和行人通过道口。,105,6.1 概述,106,6.1 概述,107,当列车接近道口时，道口防护设备开始动作 时刻的列车

41、所处地点至道口间的线路区段称为道口接近区段。 道口接近区段的长度直接影响列车运行安全和公路交通的通过能力： 接近区段过短就会危及行车安全。 接近区段过长则会阻塞公路，降低公路交通的通过能力。,6.2 道口接近区段长度的确定,七 机车信号,109,7.1 机车信号概述,机车信号功能和作用 功能： 机车信号是一种能够自动复示列车运行前方地面信号显示的机车车载系统。为机车提供运行速度信息。 作用： 复示运行前方地面信号机显示，提高司机确认信号的可靠性。 为其它列控系统提供必要的信号信息（灯位信息，速度等级信息等）。,110,系统构成 信息源：自动闭塞系统的地面信息发送设备。 机车电源：采用机车发电机

42、和机车蓄电池浮充的方式，提供10V/50V，直流电源。,7.1 机车信号概述,111,信息接收： 功能：接收地面自动闭塞系统信息源发送的信号。 方式：主要采用电磁感应方式，此外还有电气接触式，光电式，红外线式和无线式等。 原理：地面钢轨与机车信号感应器进行电磁耦合。信号电流在钢轨周围形成交变磁场，使机车信号感应器接收线圈产生感应电动势。 优点：动作可靠，性能稳定，维修和调整方便。 信息处理： 信息鉴别：根据信号制式，鉴别出所传输信号的信息特征。 信息译解：根据信号的信息特征，根据相应自动闭塞系统的规定，得到相应的机车信号的灯光显示。,7.1 机车信号概述,112,信息显示： 用于显示前方地面信

43、号机的电灯情况。（显示信息处理结果）。 三显示：L、U、HU、UU、H、B。 四显示：L、LU、U、U2、HU、UU、H、B。,7.1 机车信号概述,强调：速差信息为85/55A，65/45A的信息显示分别为：U,U2。 HU和H差别：接近红灯，越过红灯。 H和B差别：HU无：H ；允许信号无：B。,113,7.1 机车信号概述,机车信号显示含义,114,7.1 机车信号概述,机车信号显示含义,115,7.1 机车信号概述,116,7.1 机车信号概述,117,7.1 机车信号概述,118,7.1 机车信号概述,强调： “L2码”、“L3码”信息为列车运行速度小于或等于200km/h自动闭塞区

44、段列车超速防护系统所用，对于该区段上列车运行速度小于或等于160km/h的列车其机车信号信息定义与，“L码”信息相同。 在列车运行速度小于或等于160km/h、列车制动到停车需要3个闭塞分区的特殊区段，“LU2码”信息作为第一级减速速度等级的机车信号信息使用。,119,7.1 机车信号概述,机车信号低频信息分配（UM71信号） UM71 27.9Hz低频专属于自动闭塞区段反方向按站间行车的轨道电路占用检查，不得用作机车信号信息。,120,移频机车信号主要技术条件： 使用50v直流电源，允许变化范围40v-60v。 采用6显示信号机构，其信号显示如表6-3所示。 信号显示的应变时间T为：非电化区

45、段1.5sT3.0s,绿灯变白灯不大于3.0s;电化区段2.5sT4.0s, 绿灯变白灯不大于4.0s。 非电化区段机车信号感应器的底部距钢轨轨面其标准1505mm，线圈中心距钢轨轨面中心为0mm5mm，电化区段移频规定安装高度为距轨面1355mm。 适应环境温度为-20C-+55C。 电路满足铁路信号的故障-安全要求。 系统能与自动停车装置结合使用。,7.2 移频机车信号,121,移频机车信号系统构成 移频机车信号的系统组成包括：感应器、信号显示机构、电源盒和电子总箱等五部分 。,7.2 移频机车信号,122,必要性 随着铁路的发展，列车运行速度的提高，列车运行交路的延长，在一个机车运行交路

46、内可能包含有多种不同的信号制式，要想使机车在整个运行交路内机车信号都能够保持连续不间断地复示前方地面信号的显示，就必须解决机车信号的通用性问题，研制出适合与国内铁路各种闭塞制式的通用型机车信号。 种类 包括通用式和兼容式。,7.4 通用式机车信号,123,7.4 通用式机车信号,124,7.4 通用式机车信号,125,7.4 通用式机车信号,126,7.4 通用式机车信号,127,7.4 通用式机车信号,128,7.5.1 站内电码化的作用和分类 定义： “站内电码化”就是由车站站内轨道电路转发或叠加机车信号信息技术的总称 。,7.5 站内电码化,129,作用：由于站内轨道电路多为工频交流轨道

47、电路，使得 机车信号在站内不能复示运行前方信号机的显示，为保持机车信号显示的连续性，就必须对站内轨道电路实行电码化，即使站内轨道电路根据相应的条件，在适当的时机，转发或叠加发送机车信号信息。 分类：分为切换方式和叠加方式两种。 切换方式又包括：固定切换和脉动切换； 叠加方式主要有叠加和逐段叠加预发码等方式。,7.5 站内电码化,130,主要技术条件 电码化范围： 经道岔直向的接车进路，为该进路中的所有区段; 经道岔直向的发车进路中的所有轨道电路区段; 经道岔侧向的接车进路中的股道区段，应实施电码化。,7.5 站内电码化,131,电码化电路必须满足“故障安全”原则， 在最不利条件下，入口电流应满足机车信号的工作需要。 已发码的区段，当区段空闲后，轨道电路应能自动恢复到调整状态。 列车冒进信号时，其占用的所有咽喉区段不应发码。 有效电码中断的最长时间，应不大于机车信号允许中断的最长时间。,7.5 站内电码化,132,作业： 1.什么是闭塞?实现闭塞又几种方法? 2.人工闭塞和半自动闭塞有那些区别? 3.移动闭塞与自动闭塞相比有那些区别? 4.什么是二、三和四显示自动闭塞? 5.在什么运行情况下应用四显示自动闭塞? 6.如何确定列车最小间隔时间? 谢谢！,