毕业论文-编组站推峰机车无线遥控系统20118.doc

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1、毕业设计（论文）中文题目： 编组站推峰机车无线遥控系统 学习中心（函授站）： 哈尔滨铁路局函授站 专 业： 电气工程及其自动化 姓 名： 刘金涛 学 号： 12617978 指导教师： 张岩 北京交通大学远程与继续教育学院2019年10月- 1 -北京交通大学毕业设计（论文）中文摘要编组站推峰机车推峰速度的控制是编组站驼峰自动化的重要环 节，现行的控制方法是由司机根据主体信号进行手动控制。但在大型 的编组站具有多条推送线的情况下釆取手动控制，难以很好的实现多条推送线之间协调运作，不适应大型编组站货物流量较大和解编效率 要求较高的特点，再加上编组站不良环境的影响，使得手动控制也存 在着一些安全隐

2、患。本文在研究无线遥控的基础上，应用经典的闭环控制和PID控制理论建立了控制推峰机车推峰速度的调速模型，并引入了新的定位模 块，提高了推峰机车控制系统的安全性与稳定性。本文还介绍了利用 测试电路对系统硬件的输入输出功能进行了功ig仿真。此项无线遥控 机车技术在信号防护、列车控制、重载运输等方面具有广阔的应用前景。关键词 编组站 推峰机车 无线遥控 低恒速 新定位技术 Abstract:The automatic control for humping speed in marshalling station is an important sector of marshalling stati

3、ons automation. The current way of control depends on drivers manual control ordered by main signal. But the manual control cant accomplish the coordinating among the tracks of hump in some large marshalling stations, which have a great amount of goods and high efficiencys demand of marshalling. Oth

4、erwise, bad weather makes the manual control exist some problems of security in marshalling station.Based on the research of radio remote control, this paper establishes a speed model by using the theories of classical closed-loop control and PID control The new location technology is introduced int

5、o this model That promotes the systems security and credibility. And this paper also introduces the simulation of system input and output function. This radio remote control technology has broadness foreground in application of signal protection, trains control, railway heavy haul traffic and etc.Ke

6、ywords: marshalling station, humping train, radio remote control,low-constant speed,new location technology- 3 -目 录前言.9第一章 概述.10第一节 编组站简介 10第二节 编织站自动化的作用 .11第三节 国内外发展概况 11第二章 系统介绍14第一节 系统功能 14第二节 技术方案 16第三节 技术指示 17第三章 系统工作原理19第四章 建模方式20第一节 相关知识介绍20第二节 建模过程，流程推导，公式推导30第三节 软件流程 37第五章 系统架构42第一节 车载部分43第

7、二节 地面部分45第三节 模拟电路47第六章 系统应用前景50附录 55参考文献59前言：铁路货物运输以其运送能力强、运程远、运价低，连续作业等特点，成为当今世界上货物运输的重要方式。尤其在我国，由于幅员辽阔，地形复杂，人口众多，生产力还不是很发达，使得铁路运输在国民经济中的地位尤其突出。编组站是铁路运输的重要环节，在编组站进行大量的调车作业。提高编组站调车作业的质量和效率，对整个铁路网的通过能力、改编能力、作业安全等都起着重要作用随着流通领域的开放、改革和国民经济的飞速发展，作为国民经济命脉的铁路运输也呈现前所未有的繁忙景象。各大编组场，特别是像郑州北这样的枢纽编组场均达超饱和状态，在这种情

8、况下，如何运用现有站场设备，提高站场通过能力，增加站场的解编能力，使铁路运输畅行无阻，是我们应着重解决的问题。而在驼峰编解作业中，推峰机车的作业是一个重要环节。若能使机车根据溜放作业状况来选择最佳的推峰速度，即实现变速推送，同时使预推作业的停车点尽可能接近峰顶，缩短进入主推的运行时间，则能大大提高驼峰解体效率缩短车体在峰顶上的滞留时间，要实现这一目标，就要在机车上加装无线遥控系统，使站场工作人员根据站场实际状态与车流状态通过无线电台来指挥推峰机车的工作，使其在确保安全与满足站场要求的前提下，能发挥出较髙的工作效益。我国第一个应用推峰机车无线遥控系统的站场是北京的丰西编组场，在近二十年的时间里经

9、过三代人的努力，推峰机车遥控系统，从全硬件逻辑电路控制到微计算机控制，从音频编码发展到数字编码，不断地得到改进与发展，郑州北枢纽编组场所使用 的全计算机制式的推峰机车无线遥控系统的研制成功，使我们在这一领域中又前进了一大步，为我国驼峰自动化做出了巨大贡献。在电子数字信息高度发展的今天，电子技术日新月异，对驼峰自动化系统安全性、稳定性、可维护性以及建设维护费用等方面有了更高的要求，并逐步要求完善自动化驼峰的数字化与信息化。近年来，嵌入式系统在工业控制方面得到越来越广泛的应用和发展，使得控制系统的功能不断强大，并可以利用高级语言对 控制程序进行编制和调试,提高了系统设计的灵活性与可扩充性另外，现代

10、计算机控制理论也不断应用于工业控制领域，成为当今的工业控制与计算机紧密的结合起来。本文将结合原先的经典闭环控制理论和PID控制理论，在推峰机车实际动力机构的基础上建立推峰机车以低恒速推峰的调速模型。- 5 -北 京 交 通 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ）第一章概述第一节编组站简介编组站是铁路网上办理货物列车解体，编组作业，并为此设 有比较完善的调车设备的车站。其主要设备有到发线(场）、调车 线(场）、驼峰、牵出线以及机务段和车辆段等。编组站按其在铁路网上所起的作用可分为路网性、区域性和 地方性等类别：按采用的调车设备类型可分为自动化、机械化和 非机械化等类别；按其调车设备的设置和数量可

11、分为单向编组站 (上、下行方向共享一套调车设备)和双向编组站(上、下行方向各 设一套调车设备)：按每套调车设备主要车场的相互位置又可分为 横列式布置(到发场与调车场并列布置)、纵列式布置(到达场、调 车场、出发场顺序纵列布置)和混合式布置(到达场和调车场纵列 布置，出发场和调车场并列布置)等类别。编组站的主要布置图形有单向横列式、单向混合式、单向纵 列式和双向纵列式。编组站的主要任务是根据列车编组计划的要求，大量办理各 种货物列车的解体和编组作业，并且按照运行图规定的时刻正点 接发车。在铁路上，编组站是铁路运输的重要生产基地，大量装载货 物的重车和卸货回送的空车，在这里汇集后被编成各种列车开往

12、 各自的目的地-从这个意义上讲，编组站实际上是一个编组列车 的工厂在铁路的各种车站中，编组站拥有的技术设备较多，作业量 大，作业过程也比较复杂，车辆在站的停留时间也较长。这些， 都直接影响到运输生产指标的好坏。因此，编组站在路网上的布 局是否合理，编组站的工作组织，技术设备是否完善与先进，对 于加速机车车辆周转，完成货物运输任务，降低运输成本都有重 要作用。因此，铁路必须十分重视编组站的建设和发展，积极促进编 组站设备和作业的逐步现代化。- 6 -北 京 交 通 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ）第二节编组站自动化的作用 1.到达场 2.编组场 3.出发及通过车场 4.与车辆段联合布置的机

13、务段配置方案 5.车辆段 6.机务段 7.驼峰 8.整备设备/无线遥控系统采用了计算机控制机车，使系统工作于既能控制机车工作，又能监视机车的工作状态，这在我国还是首创。不仅应用在自动化驼峰，在半自动化驼峰也同样发挥其作用，在现场的应用中，不仅明显的提髙了解体效率，也减轻了司机的工作强度，因此，很受车站、司机的欢迎，该系统在推广应用中，不断的进行向更完善的方向改进，目前已形成系列产品。最新型的 T*Y3型无线机车遥控系统在结构、性能方向，均有较大的提高。第三节国内外发展概况推峰机车遥控系统是编组站自动化系统的重要组成部分之一，工业发达国家均很重视此项技术的研究及应用。目前，在美国，日本，德国，法

14、国，加拿大及原苏联等主要工业国家的主要编组站均使用了此项技术- 1：国外情况美国是较早应用该项技术的国家之一。目前在自动化的编组 站中均使用推峰机车遥控系统。在美国，生产推峰机车遥控设备 的公司主要有两家，一家是美国联合道岔信号公司（UMION SWITCH&SIGNAL DIVISION),家是通用铁路信号公司（GENERAL RAILWAY SIGNAL COMPANY)而目前，由于市场饱和，只有美国联 合道岔信号公司提供的20世纪70年代定性的产品。该种产品使 用无线遥控方式，控制命令是采用调制编码，可以控制驼峰的4 台推峰机车工作，控制对象的选择是由值班员人工选取。机车推 峰速度控制在

15、1 一5km/h范围内变动。机车工作情况不反馈给值班 员。该系统主要是配合美国生产的调车机车使用。若与其他系统 构成编组站自动化系统时必须增加其他设备配合使用。系统是由分离器件及集成电路组成，未采用计算机技术。在日本，从20世纪60年代就开始研制及应用推峰机车遥控 系统，它使用的系统在制式上与美国有相近的地方，成为SLC的无线遥控系统，使用电码传送方式，可呼叫4台工作机车，由值班员或计算机选择工作机车并发送控制指令，同样没有机车工作 信息的反馈装置，系统也是由分离器件及集成电路组成。在加拿大，以引进美国技术为主，也在自动化编组站应用机车遥控系统，而在近年新建的自动化编组站上，推峰机车遥控系统有

16、了新的发展，开始应用微处理机技术。在西欧，近年来，在自动化编组站广泛的使用推峰无线机车遥控技术，并且在技术水平上有了进一步的发展。如在德国马胜 (MASCHEN)自动化编组站釆用的推峰机车遥控系统，己应用20世 纪80年代的计算机技术，将微处理机应用在机车控制中，并具有 自控功能，是目前国际上较先进的技术方案。在原苏联，据资料介绍是釆用中频感应方式(40kHZW调频信 号)的推峰机车遥控系统,需要在整个到达场铺设电缆作为命令的 传输通道。从国外的情况看，绝大部分国家均采用无线遥控方式。认为此种方式运营费用最小，而且工作灵活，施工方便（在站场中铺 设电缆少，工程量最少)，各个国家均根据本身的具体

17、运营条件提 出各自认为最合理的方案。而且今年，随着技术的进一步发展， 国际上己将遥控技术及计算机技术相结合，是推峰机车无线遥控 系统有了新的发展。在国际上认为，应用推峰机车遥控系统将能 使编组站的解体效率提高10%左右。若采用推峰机车自动控制系 统，可使编组站解体效率提高15%左右但是，目前国外使用的方式均需值班员选择推峰机车进行工作，只有部分于计算机接口 的可以通过计算机进行选择，需要通过人为措施保证推峰作业的 安全。机车均为反馈信息给值班员，值班员在推峰作业过程中必 须通过其他途径了解推峰机车工作情况，这与我国编组站作业的 要求有一定的差距。2：国内情况我国在推峰机车遥控技术要就方面起步较

18、晚，从1976年开始 进行研制。在研制工作中可以分为两个阶段：第一阶段为 19761984,第二阶段为1986年至目前。在第一阶段主要是根据 我国编组站的工作特点，对推峰机车遥控系统的工作基本方案， 机车遥控系统对提高编组站解体效率的作用以及设备的研制进行 了大量的工作，结合我国编组站的特点，研制适合我国国情的遥 控设备打下了基础。到目前为止，我国研制出的新型推峰机车遥 控系统均是上述方案基础上发展完善。我国的第一代产品是根据 我国当时的电子工业水平，应用分离器件及中小规模集成电路组 成。系统的全部功能釆用逻辑电路实现，这与国外20世纪70年 代的同类技术水平相当。其主要功能如下；(1) 在预

19、推作业时，可以实现定速推送及定距离停车。(2) 在主推作业时，是按驼峰信号条件给出 Skm/h, 7km/h, lOkm/h三种推峰速度及迂回线送车，后 退，停车等控制功能，为信号显示带冒控制的方式。根据我国编组站作业特点：作业量大，有的站场大车组较 多，推峰速度高，推峰速度要求变化较大的特点，在系统的设计 思路及系统功能上要比国外设计考虑更多的安全防护条件。为此, 在如下两方面作了特殊考虑：(1) 方案设计了对象选择设备,推峰机车不需值班员确定， 而是通过办理推峰进路自动选出推峰机车。保证在任 何时候机车也不会错误工作。系统的工作是与地面信 号设备及车列的推峰进路具有连锁功能，是值班员控 车

20、手续简便，并能安全的办理推峰作业。(2) 为了能使值班员了解推峰机车的工作状态，确认推峰 机车工作正确，在推峰机车工作时，可通过无线通道 将机车收到的控制指令及机车的实际的推峰速度显示 在驼峰值班员控制台上，使值班员能更好的了解机车 作业全过程，更好的掌握推峰速度。在第一代遥控系统研制期间，研究人员与现场运用人员共同 对遥控系统的实际运用进行了测试，证明了在编组站应用遥控系 统控制机车进行推峰作业，明显的提高了解体效率，通过我国第 一代推峰机车遥控系统的研制与应用，使大家认识了它在提高解 编效率上所起的作用。但是，自1986年开始，我国开始使用新型调车机车（东风7 型)，而且编组站自动化控制技

21、术又有了新的发展。原有的推峰机 车遥控系统在功能扩展及工作灵活性等方面受到了限制，因此， 在原有系统功能基础上研制新的推峰机车遥控系统以适应新型推 峰机车工作要求及自动化控制技术的发展是很必要的。为此，我国从1986年开始开展了新型推峰机车遥控的研究工作。从20世纪80年代开始，微机技术飞速发展，应用的领域不 断扩大。由于我国执行了对外开放及经济改革政策，引进了国外 先进的计算机技术，是国内的计算机工业有了很大发展。现在国 内以能生产出性能优越的工业控制微机，它们可以应用与机载及 车载条件，在较恶劣的条件下能稳定可靠工作，并且性能价格比 也日趋合理。因此，研制采用微机控制的机车遥控系统己有可能

22、- 同时，作为“七五”国家重点攻关科研工程的郑州北站上行场自 动化工程，要求釆用国内或国际的新技术。在这样的条件下，从 1986年开始，结合郑州北站上行场工程及东风7型内燃机车开展 了釆用工业控制微机技术的驼峰机车无线遥控技术的研究工作， 并在1989年完成了全部研制及试运营工作-通过了国家级的技术 鉴定。90年代以来，数字电子技术和计算机控制技术又有了长足的 发展，为了适应新时期对编组站自动化控制系统的功能的可扩充 性和安全稳定性的要求，我国又准备研制新定位系统的机车无线 遥控系统，该项系统采用新型的点式应答器和GPS技术，并在原 有系统硬件的基础上进行了相应的改进，能提髙系统设备运行的 稳

23、定性，节省施工建设成本和后期维护费用。第二章系统介绍第一节系统功能推峰机车无线遥控系统主要用于驼峰场对推峰机车实行推送 速度控制。其工作范围是从推峰机车与到达场之间进行解体作业 的列车连挂后开始,直至列车解体完毕为止的整个推送作业过程。 包括列车解体过程的预先推送作业及主推作业。系统在推送解体 过程中有如下功能：- 9 -北 京 交 通 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ）(1) 定速度控制：在预先推送过程中，机车遥控的预先 推送命令可使机车自动起动、加速，并保持一个固 定的速度运行。在系统中，可根据预推作业的要求 确定其推送速度，先分为快推送和慢推送两个等级。 当前快推送为10km/h,慢

24、推送为Skm/K(2) 定距离停车控制：为了保证车载预先推送作业中较 准确、安全的停在要求的停车位置，设置了定距离 停车控制功能-在具有双推送线的驼峰场，要求列 车停在峰顶信号机前方。在具有四推送线的驼峰场, 根据电气集中电路要求，列车停在四条推送线的内 方。在列车进入预推停车控制区段时，机车上的遥 控设备自动记录机车走行距离，并按照设计的停车 曲线自动减速在制定的距离（在四推送线驼峰场 列车进入推送线不超过40米，在双推送线驼峰场列 车进入峰顶，距峰顶信号机50米10米）停车。(3) 停车控制：在主推作业或预先推送作业时，机车受 到停车控制命令或控制命令传送发生中断超过规定 时间，遥控系统均

25、使机车制动停车。(4) 变速度控制：在主推作业时，为提高解体效率，要 求实现变速溜放。即值班员可根据解体作业的要求, 随时要求机车改变推峰速度。在本系统中，值班员 可以通过控制台上的控制速度按钮给出八种主推送 控制速度，给定的控制速度数值可根据站场作业的 要求进行调整。郑州北站上行场规定为：12km/h、 10km/h、7km/h、5km/h、3km/h；禁溜线送车时规 定为：5km/h、3km/h两种速度：在机车后退作业时， 车速不大于7km/h。值班员还可以通过控制台的控 制按钮同时发送控制命令及开放驼峰信号。(5) 机车启动时，若机车启动困难，能自动停车、转换 方向，使列车自动后退一定距

26、离后再重新起车。(6) 机车在调速控制时，可以模拟司机提升或降低控制 器手柄。不同机车类型选用相应的接口电路以适应 其工作性能，无需改变整机即可适用于现有的各种 内燃调车机车车型。(7) 在调速及停车过程中，能实现七个等级的压力自保 制动，最大的制动力可根据工作需要进行调整。目 前在郑州北站的东风7型内燃调车机车上使用了四个等级的压力自保制动。其制动压力分别调整在以 一级制动为0.6kgf/cm2左右、二级制动为 l.Okgf/cm2左右、三级制动为1.8kgf/cm2左右、四 级制动为2. 5 kgficm1左右，能实现主级制动及逐级 缓解，其制动及缓解时间符合使用要求。(8) 机车由前进变

27、后退或由后退变前进，均首先实行停 车控制。只有在停车状态下才能改变换行方向-(9) 在司机室设有控制命令及遥控设备工作显示器，为 司机监视车上的系统工作过程提供依据。显示器显 示的内容有：地面发送的控制命令内容，机车实际 走行速度、预先推送作业过程中的定距离停车显示、 机车前进或后退表示、调速控制挡位的变化情况及 制动压力等级显示等内容。(10) 在值班室控制台及机房设备上均设有机车工作回执 表示信息显示，一旦设备发生故障均能使值班员及 机房维修人员及时发现。(11) 系统与推送线、到达场及编组站的信号联锁，保证 遥控命令的发送及接收与驼峰信号及驼峰辅助信号 相符合(12) 推峰作业过程中，系

28、统可对作业进行监控并对系统 工作的重要信息进行记录及保存。在作业过程中， 机车设备可以不断向地面送回推峰机车的作业工 况。在驼峰信号楼控制台上有遥控工作显示，包括 机车是否使用遥控、使用遥控后的实际推峰速度、 推峰作业的股道及推送线等，使值班员了解遥控设 备的工作全过程。对上述信息进行存盘保存，一旦 推峰作业发生故障时，可根据存盘数据分析。同时, 地面设备及机车设备均有必要的故障报警功能。第二节技术方案推峰机车遥控系统在功能上由三部分组成。即遥控对象选择 设备：控制命令发送及检测信息接收设备；机车控制设备。由遥控对象选择设备来确定遥控哪条股道上的机车来进行推 峰作业，可以釆用由每条股道入口处的

29、股道号发送箱送出股道代 码信息，机车通过机车股道号接收装置接收股道代码，从而进行 股道号识别，另外也可采用在机车经过的股道入口处及出口处安 装无源点式应答器，由点式应答器发送股道代码信息，再由机车 上的感应器接收，实现定位操作。控制命令发送设备由地面主机和天线组成，负责发送包括股 道选择编码和命令控制编码在内的机车遥控信息，接收由机车发 回的回执信息，对遥控信息和回执信息进行记录比较，如出现问 题可及时报警，地面主机釆用双机热备，可以在发生故障时自动 切换。机车控制设备由车载主机、车载感应器、电台天线组成。车 载主机接收由地面发送的控制信息并控制机车进行实际的推峰作 业，通过车载感应器釆集的数

30、据来调控机车的走行速度，在司机 显示器上显示各种遥控命令信息和机车实际走行状态，不断向地 面设备发送回执信息。第三节技术指标系统控制指标：(1) 无线遥控距离多2500m(2) 地面控制驼峰机车推峰速度的变化范围为04.167m/s(每 变化0.278m/s为一个控制等级X(3) 驼峰机车推峰速度精度：90%以上速度误差小于 土 0.278m/s。(4) 系统可同时控制四台推峰机车进行作业。(5) 系统可根据不同编组站的要求，实现四推双溜作业方式、 双推双溜作业方式以及双推单溜作业方式。(6) 遥控系统上的车载设备可根据遥控命令，应能够完成机车 的自动起动、速度自动调整、后退、制动、停车与自动

31、鸣 笛等一系列功能。并可靠的实现司机手动操纵与计算机控 制操纵的相互转换。(7) 推送作业启动困难时，车上设备可停车，按1.39m/s速度 自动后退(后退距离根据用户要求确定),然后再重新启动， 重新启动两次失败，即改为司机手动工作。(8) 预推作业时，预推速度可根据用户要求在l.lm/s3.33m/s 间选用。为使车列在预推作业时准确安全地停在预定位置， 系统通过检查轨道电路条件，设置有减速区段及停车区段(停车区段根据站场涉及确定）。(9) 在推送作业过程中，设备正常运行，设备应在2s时间内对 控制命令变化做出响应。 (10)在推峰作业过程中，控制命令中断超过4s,机车应自动停- 11 -北

32、 京 交 通 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ）车。(11)当机车控制装置故障时，机车遥控工作指示器应可向司机 提供正确的命令显示，作为司机控车工作的辅助信息。 系统工作指标：(1) 地面设备工作电源为220VAC10%,频率为50Hz,功率 彡500W;车上设备工作电源为110VDC30%,在机车瞬 间电压降为85或升到140时，保证设备正常工作，功率 彡200W。(2) 设备可应用于电气化区段及非电气化区段的驼峰编组场。第三章系统工作原理 第一节系统结构概述推峰机车推峰速度无线遥控系统由地面子系统和车载子系统 构成，系统的结构框图如图（1)所示：图（1)系统结构框图 本系统的地面设备和

33、机车设备均采用微处理器及有关接口电 路构成。控制命令及表示信息的传送是釆用无线传送方式在一- 12 -北 京 交 通 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ）编组场选用一组双工无线通道，同时控制进行主推送作业的机车 及进行预推送作业的机车进行作业。为了保证推送作业的安全， 遥控系统与到达场信号条件电路及驼峰信号开放条件电路构成联 锁关系。下面分别就遥控对象选择设备、地面发送设备及机车设 备等介绍系统的工作原理。(一）遥控对象选择设备：推峰机车遥控系统可根据站场作业程序，在值班员排通推峰 进路，开放推峰信号后，自动选出工作机车。机车只有在进行推 峰作业时才会接收到与其作业相符的控制命令。这样，只要

34、值班 员办理进路正确，无需记忆机车，就能保证推峰机车工作正确。 为达到此目的在系统中釆用机车与地面信号联锁的方法实现。其 工作原理如下:一种是在到达股道入口处(脱轨器前方）设置股道 报号发送箱，它接收作业股道识别码发送装置送出的信息，并不 断向轨道送入股道号代码信息。当机车进入股道与待解车列连挂 时，必须经过股道号发送点，由车上工作股道识别编码接收器将 股道代码接收,并经接口电路处理送到机车设备的计算机内寄存, 作为机车所在地址。另一种是在到达股道入口处（脱轨器前方） 设置点式应答器，它能接收车载设备（车载感应器）发出的能量, 当机车进入股道与待解车列连挂时，必须经过该点式应答器，当 机车经过

35、该点式应答器时，通过车载感应器的触发，应答器接收 能量（电磁感应原理)，并利用该能量，将预先写在应答器EPROM 中的编码以无线信号的形式发出，由车载感应器接收，并解读， 后经接口电路处理送到机车设备内的计算机内寄存，作为机车所 在的地址。此时，若值班员办理该机车的推峰进路并开放了推峰 信号,遥控系统的地面设备将根据地面联锁条件及信号开放条件， 通过无线电台送出相应的股道号代码及控制命令。此代码必须与 等待推峰作业的机车设备计算机内记忆的股道代码一致，此时机 车设备才能正确接收到值班员发出的控制命令。未办理推峰进路 的机车由于接收到的股道号代码与峰顶电台送出的股道代码不同 而不会错误接收控制命

36、令这样就保证了推峰作业的安全。本系 统釆用的是点式应答器方式来实现机车定位的。在进行遥控对象选择的过程中，由地面设备通过天线向机车 设备发送相应的股道号代码和控制命令，其发送编码的编码格式 及发送方式原理如下：1. 编码格式：- 14 -每一台推送线发送的码为一独立码，四条推送线的发送码型 及接收码型均是相同结构。编码方式为数字码，采用奇偶校验方 式判错。地面工作系统处于不断发送及守候接收状态。地面发送 的控制命令编码与机车回发的表示信息编码结构相同，在码的编 制上，考虑今后的发展，留有一定的余量。地面发送编码及机车 发送编码，每条推送线均由14个信息位组成，由主控制机通过调 制解调器分两次送

37、入电台发送。其编码结果如图（2)所示。起位 |特征| 信息位 |奇偶|止位图（2)地面发送的控制命令码如图（3)所示地址码 控制码 车辆码图（3)地址码：由于在驼峰场列车解体过程中，有三至四台机车同 时工作。为了正确选出工作机车，系统是通过地址码来选择机车。 当机车进入被解体列车所在股道，将从地面收到股道工作编码， 计算机将机车的股道编号记忆。此时，机车接收到的控制命令编 码的地址码内容与机车计算机记忆的股道编号相符，机车设备才 能接收地面发送的控制命令内容。否则，机车无线电台虽然接收 到地面发送的载频信息，但控制主机是不工作的，保证机车不会 发生错误工作。控制命令码:控制命令编码是地面设备向

38、机车发送控制命令。 编码方式不仅要求满足遥控系统目前采用值班员给定推峰速度控 制机车工作的遥控方式的要求，并预留出今后推峰速度直接由计 算机送出的自控方式对信息的要求。控制命令编码可以送出预先 推送作业中的慢预推、快预推、预推减速、预推停车等命令，主 推送作业的315km/h的速度命令、禁溜线慢推送（3km/h)、禁 溜线快推送（5km/h)、后退、停车、急停、下峰等命令。并还留 有一定的信息余量待今后使用。车辆编码：为了能使机车在主推送作业中合理使用动力，保 证机车走行速度的控制精度，在机车进行推送作业过程中，地面 将不断的向机车送出实际推送的车辆数，使机车设备可根据不同 的牵引车辆数确定其

39、控制机车工作的控制程序，选择合理的牵引 动力,保证解体列车的速度变化平稳及速度的控制精度。车辆数的编码中按每5辆车为一个代码。目前考虑推车最多车辆为65 辆，留有增加车辆的余量，在正常工作时，列车每解体减少5辆 车将变化一次车辆发送代码，告知机车设备前方推送的实际车辆 数，直至解体剩余5辆车-既发送的最少车辆代码为5辆车。 机车送的表示信息码如图（4)所示：地址码 表示信息码机车速度码图地址码；当机车设备确认地面发送的控制命令编码中的地址 码与机车接收的股道号一致，并确认机车己执行控制命令，机车 将向地面送车工作正确的地址码表示，其编码与地面发送的地址 码完全相同。地面设备只有接受到正确的地址

40、码才能将机车工作 状态显示在地面设备及控制台上，若不一致将会报警告诉工作错 误。控制命令表示码：机车在执行了控制命令后，将把执行的结 果送回地面进行比较。控制命令表示码方式及含意与地面发送的 控制命令码完全相同机车走行速度码：当机车进行主推送作业时，遥控设备工作 正常，它将不断把机车的走行速度送到地面设备，使地面计算机 及值班员监视机车的作业速度速度代码为从015kin/h，每隔 lkm/h为一个代码，这样，可在地面设备及控制台上显示出机车 主推时，由停车直至要求的速度的整个推峰解体速度变化过程。2. 发送方式：系统设计是按四推双溜推峰作业方式，地面设备要同时控制 四条推送线上的机车进行遥控工

41、作，同时还考虑了双推双溜方式 的驼峰编组站及只有一台机车作业的驼峰场的作业要求。编组站 中，由于很多作业均采用了无线电通话指挥系统，为了满足编组 站无线通道的组网要求，机车无线遥控系统应选用最少的信道来 实现控制功能，本系统选用了一组双工无线频道同时控制四台机 车的作业，因此对每台机车发送的控制命令是釆用时间分隔工作 的方法把控制电码载入无线电载频。车上设备接收到地面发送的 控制命令后将立即把机车执行结果的表示信息回送给地面设备，其发送及接收信息的时间分配如图（5)所示，从图（5)所示可 知，对于每条推送线，地面发送信息及机车回发信息均有固定发 送时间，处于同步工作状态。图（5)发送及接收信息

42、的时间分配地面设备处于载频常发状态，机车接到控制命令之后发送， 这样在四台机车同时工作，其每台机车的回发信息是不会相互千 扰，保证釆用无线双工频道可同时控制四台机车的遥控设备。本 系统的同步工作方式是通过软件来实现的控制信息选用数字编 码方式。C二）地面发送设备系统的地面信息采集、发送及系统监测由无线电台、控制计 算机、记轴踏板、推峰进路联锁条件、控制台的控制命令按钮及 显示等构成。它的工作受站场联锁电路控制，并与过程控制计算 机交换有关的工作信息，完成对机车推峰工作的遥控及测试。地 面框图如图（6)所示：- 15 -北 京 交 通 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ）遥控计算机釆用工业控制

43、微机及接口设备组成。遥控计算机 从联锁电路采样，由接口电路选出推峰作业股道：由控制台按钮 状态或过程控制系统给定速度，确定控制命令的内容及驼峰信号 的显示；由过程控制计算机送入的钩计划作业单取得的车辆总数 及实际溜放车数进行比较处理，确定机车推送的实际车辆数，然 后转换为控制机车工作的控制编码发送给机车，做为机车动力控 制的一个依据，以保证推送速度控制的精度。同时，又从无线电 台接收到机车遥控工作时的必要表示信息。这些发送及接收的信 息，经遥控计算机进行处理，将有关数据显示在显示器上并存盘 记录1同时向驼峰信号楼控制台送出有关信息。在系统发生故障 或使用发生问题时，可以显示分析系统工作过程，在

44、系统不进行 控制工作时，可对硬件进行自检测试。遥控计算机通过标准串行 接口或网络与过程控制计算机进行有关信息交换。(三）机车设备系统的机车速度控制设备是由无线电车载台、机车控制计算 机、股道号识别接收设备、机车执行工作接口，制动控制接口设 备，速度传感器、显示器及电源等组成。机车设备的框图如图（7) 所示：图(7)- 16 -北 京 交 通 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ）机车控制计算机采用工业控制机。机车控制计算机不断从车 载电台接收控制命令，并从股道号识别接收设备取得机车所在股 道编码信息。这两个信息在机车控制计算机中进行比较判识，若 两者不同，则机车控制计算机不执行地面送出的控制命

45、令；只有 两者完全一致时，才认为地面发送的控制命令是本机车的控制命 令，机车显示器才会显示与地面信号一致的控制命令。此时，只 要司机按压遥控按钮，同意进行遥控作业，机车将通过机车控制 计算机执行控制命令。当机车控制计算机接收到控制命令后，它 将与速度传感器采集的实际推峰速度进行比较，同时控制机车执 行工作接口工作，并从执行工作接口釆样比较，使机车按控制命 令工作，当机车控制计算机确认机车工作正确，将在显示器上显 示有关内容，并把有关显示条件釆样进行比较，在全部无误的前 提下，机车控制计算机通过车载电台向地面设备送出执行结果的 正确表示。如果机车设备发生故障，机车控制计算机将根据故障 情况向司机报警，同时通过车载电台向地面送出故障信息。机车显示器是为司机监视遥控设备工作是否正常而设定的。 显示器显示的内容包括有地面送出的控制命令内容，机车在遥控 工作状态下的机车工作有关显示。在系统工作不正常时，它还具 有音响报警及灯光报警，提醒司机釆取应急措施。速度传感器是对机车速度取样的设备，其结构原理是在机车 车轮的轮轴上安装一个光栅圆盘，盘面有栅孔，光栅的一面有发 光光源，光栅的另一面装有接收装置。当光栅圆盘随机车轮轴转 动时，从光