铁道信号新技术概论
学习摘要
铁二院通号处
信号所
李卫锋
2006.4.7 成都
目 录
第一章 新型信号设备基础.......................................................... 1
一节、新型继电器 .................................................................. 1
二节、组合式色灯信号机 ...................................................... 1
三节、新型轨道电路 .............................................................. 1
四节、新型道岔转换与锁闭设备 .......................................... 2
五节、智能电源屏 .................................................................. 3
六节、应答器 .......................................................................... 3
第二章 车站计算机联锁 .............................................................. 4
一节、双机热备型 .................................................................. 4
二节、三取二型 ...................................................................... 7
三节、二乘二取二型 .............................................................. 9
四节、用于平面调车的计算机联锁 .................................... 11
第三章 新型自动闭塞 ................................................................ 13
一节、8信息移频自动闭塞 ZY·Y1-8型 ........................... 13
二节、18信息移频自动闭塞 ............................................... 13
三节、UM71系列无绝缘自动闭塞 ..................................... 14
四节、计轴闭塞 .................................................................... 15
第四章 机车信号和列车超速防护系统 ................................... 17
一节、机车信号 .................................................................... 17
二节、列车超速防护系统 .................................................... 18
第五章 行车调度指挥自动化系统 ........................................... 19
一节、传统调度集中和调度监督的发展 ............................ 19
二节、TDCS的发展 ............................................................. 20
三节、新一代分散自律调度集中(CTC)的发展 ............ 21
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第一章新型信号设备基础
一节、新型继电器
一、 JSBXC1-850形可编程时间继电器(原JSBXC-850的改进版);
二、 JRJC1-70/240型交流二元二位继电器,二元指两个相互独立又相互作用的
交变电磁系统,二位指吸起和落下两种状态;是JRJC-66/345的改进版,用于电气化25HZ轨道电路;
三、 动态继电器
铁科:JAC-1000(是JDXC-1000的改进,JDXC-1000已停止生产),单门驱动;JARC-1000为双门驱动,用于双机热备计算机联锁;
通号公司:JDXC-1700(单门),JSDXC1-1700(双门,用于车站)、JSDXC2-1700(双门,用于驼峰),JSDPC-820。
二节、组合式色灯信号机
信号机构采用组合型式,一个灯位为一个独立单元,配一种颜色,使用时根据需要进行组合,故称为组合式色灯信号机。使用最多的是XSZ-135型。 三节、新型轨道电路
一、97型25HZ相敏轨道电路
局部电源超前轨道电源90o,当轨道线圈和局部线圈电源满足规定的相位和和频率要求时,GJ吸起,轨道电路处于调整状态,表示轨道电路空闲。
缺点:返还系数较低,约50%,不利于提高轨道电路的传输性能;易发生接点卡阻,列车压入时轨道继电器不能可靠落下;抗干扰能力差,当电力机车升弓、降弓、加速或减速时,在轨道电路中产生较大的50HZ脉冲干扰,可能造成继电器误动作
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二、JXW-25型微电子相敏轨道电路
25HZ微电子相敏轨道电路接收器收到25HZ轨道信号,且局部电压超前轨道电压一定的范围的角度时,微电子接收器使执行继电器吸起。
三、无绝缘轨道电路
无绝缘轨道电路在其分界处不设钢轨绝缘,而是采用不同的方法予以隔离。按原理分三种:电气隔离式(谐振式),自然衰耗式(曾用于半自动闭塞区段),强制衰耗式(用于ZP·W1-18型无绝缘自动闭塞)。
1、UM71轨道电路
BA1(调协单元)、BA2、SVA(空心线圈)与26米长的钢轨构成电气调谐区(又称电气绝缘节),取消了机械绝缘节,实现了相临轨道电路的隔离。
电气调谐区长26米,是轨道电路的死区段,在死区段内失去对车辆占用的检查。这个死区段对列车的运行没有妨碍,也不影响机车信号的连续显示。只是短于26米的轨道车或最外轴短于26米的单机正好停在调协区才会失去检查的功能。
电气调谐区长26米之所以确定为26米,是与轨道电路的栽频和频偏的选择、调协单元元件参数的选择及钢轨材质参数等因数有关,成为UM71轨道电路的固有问题。ZPW-2000A与UM71大致相同。
2、UM2000轨道电路
是数字编码无绝缘轨道电路,将单频信息改为27位数字编码,其中有效信息21位,信息量达221,大大增加了信息的传输量,能满足分段连续速度模式曲线列控的需要。
与TVM430构成列控系统,采用分散自律模块化结构,在各站设车站控制中心,区间设无人值守中继站。
采用数字调频方式,27位数字编码中有效位21位(秦沈线实际使用18位,预留3位)。前六位为循环冗余校验码(CRC),中间18位为实际使用码,其中坡度信息4位(可按坡度划分16个等级),目标距离信息6位(按5米精度划分),速度信息8位,最后3位为预留信息位。
四节、新型道岔转换与锁闭设备
一、道岔外锁闭装置锁闭道岔是把尖轨或可动心轨等道岔的可动部分固定在某个开通位置,当 通过时不受外力作用而改变。
内锁闭是当道岔由转辙机转换至某个特定位置后,在转辙机内部进行锁闭,由转辙机动作杆经外部杆件对道岔实现位置固定,是对道岔可动部分进行间接锁闭。
外锁闭是当道岔由转辙机转换至某个特定位置后,通过本身所依附的锁闭装置,直接把尖轨与基本轨或心轨与翼轨密贴夹紧并锁闭。
由于外锁闭道岔的两根尖轨之间没有连接杆,在道岔的转换过程中,两根尖轨是分别动作的,所以又称分动外锁闭。
二、S700K型电动转辙机
产品代号来至德文“Simens-700-Kugelgewinde”,其含义是为“西门子-具有6860N(700kgf)保持力-带有滚珠丝杠”的电动转辙机。
三、ZD(J)9系列电动转辙机
根道岔的不同转换动程和转换力以及交流、直流不同供电方式开发的系列产品。具有转换力大、效率高等特点。既适用于多点牵引分动外锁闭道岔的转换,也可用于尖轨联动的内锁闭道岔的转换。
四、ZY系列电液转辙机
是采用电动机驱动、液压传动方式来转换道岔的一种转辙装置。 ZY(J)1、ZY(J)2、ZY(J)3、和ZYJ7是整体式
ZY(J)4、ZY(J)5、ZY(J)6是分体式(液压站和转辙机主机分设) ZYK型是快速型
ZYJ5型是挤岔保护型
ZYJ6型是挤岔断表示型
提速道岔选用ZYJ7的数量原则:
9号的尖轨:ZYJ7+SH6
12号的尖轨:ZYJ7+SH6,心轨:ZYJ7+SH6
18号的尖轨:ZYJ7+SH6+SH6,心轨:ZYJ7+SH6
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30号的尖轨:2个ZYJ7+4个SH6,心轨:1个ZYJ7+2个SH6
五节、智能电源屏
继电集中电源屏:5kV·A小站、5kV·A中站、10kV·A中站、15kV·A大站、30kV·A大站;
计算机联锁电源屏:5kV·A、10kV·A、15kV·A、20kV·A、30kV·A 驼峰电源屏:15kV·A、30kV·A
区间电源屏:8信息、18信息、UM71(单相、三相)
三相交流转辙机电源屏:5kV·A、10kV·A、15kV·A、30kV·A
25HZ轨道电源屏:小站(800V·A)、中站(1600V·A)、中站(2000V·A)、大站(4000V·A)四种,分别适用于不超过20、40、60、和120个轨道区段的车站。
PMZ型分PMZII(天津铁路信号厂,零间断)、PMZ3型(切换时间不大于0.15s)。 PNX(北京特锐铁电设备有限公司,20xx年8月30日通过铁道部鉴定)型分PNX1(工频)、PNX2(工频与高频电力电子结合)、PNX3(北京电铁通信信号勘测设计院,20xx年8月通过了铁道部技术鉴定。高频电力电子为主);
DSXD型(全部电力电子技术),零切换,且可带电插拔,能满足各类车站、区间信号设备的供电要求。
PDZ型(铁通康达公司)综合智能型采用两路交流电源输入的H型供电模式; PZ型(华为技术公司,PZ系列铁路信号智能电源屏20xx年6月通过铁道部技术审查,20xx年6月通过铁道部科技成果鉴定。20xx年11月区间屏(满足ZPW--2000自动闭塞设备需求)通过铁道部鉴定。)智能信号电源系统利用高频开关电源研制的技术平台,具有综合化、模块化、智能化、网络化的优点,可以满足铁路信号系统的供电要求,具有较高的性能价格比。
六节、应答器
采用电磁感应原理将数据传给经过它的列车的一种高速度、大容量的点式传输设备,用在特定地点实现机车与地面间的相互通信。主要用于列车运行控制, 15/2/2006——10/1/2014 3
定位停车,列车报车次号,列车抄号,车种识别,进路预排,特殊路段临时限速,过岔、弯道及下破道的限速,报公里标位置等各种控制系统或管理信息系统中。在列车运行控制系统中,应答器作为一种列车定位方式及传达数据的重要方式,应用较为广泛。
应答器是列车超速防护(ATP)系统的重要部件,用在特定地点实现车地间的数据交换,为列车提供ATP所需的各种点式信息,包括进路长度、 岔区长度、闭塞分区长度、坡度、曲线等,确保列车在高速运行下的安全。根据CTCS2级和CTCS2级的要求,应答器应作为该信号系统的定位校核设备。
应答器系统由地面设备和车栽设备两部分组成。地面设备主要是无源应答器、有源应答器及其连接的地面电子单元(LEU);车载设备即车载接收器,包括车载天线、解码器、载频发生器与功率放大器。
第二章 车站计算机联锁
铁科院通号所研制的TYJL-II型、TYJL-TR9型于19xx年12月通过铁道部技术鉴定。
通号总公司研究设计院研制的DS6-11型、DS6-20型于19xx年1月通过铁道部技术鉴定。
北方交通大学研制的JD-IA型于20xx年5月通过铁道部技术鉴定。
卡斯柯公司研制的VPI型于20xx年8月通过铁道部技术鉴定。
在计算机联锁里,没有到发线出岔、千分之六下破道延续进路、非进路调车的继电电路时的结合电路的概念,也不存在方向电路、方向电源的电路层次结构,对于长进路依次解锁、中途返回解锁等都能合理地实现
一节、双机热备型
1、TYJL-II
为分布式多微机系统,主要由监控机(又称上位机,双机)、控制台、联锁机(双机)、执表机(双机)、继电接口电路、电务维修机、电源屏和室外设备组成。 15/2/2006——10/1/2014 4
防雷和接地(2007-09-07日补充)
机房一般采用带屏蔽的活动地板,地板下敷设两根地线,防雷地线和逻辑地线。逻辑地线采用长300mm、宽7mm、厚1.5mm铜条,由微机引出的逻辑地都焊接在铜条上。防雷地线采用长300mm、宽7mm、厚1.1mm铜条,由配电柜引出的防雷地都焊接在铜条上。防雷地线电阻小于4Ω,逻辑地线电阻小于1Ω,两种地线间距不应小于20m。
2、DS6-11
采用高可靠的工业控制微机,运用网络通信技术构成的多微机分布式系统,由控制台子系统、监测子系统、联锁子系统、输入输出接口等部分组成。 系统供电和接地
设备使用交流220v电源,由信号电源屏单独引一路电源供给。两台1.4KV·A UPS热备供电。输入和输出接口采用直流24V电源,输入板及状态板电源由信号电源屏输出的DC24V电源供给,输出板24V电源由计算机系统提供。采用动态板时需另配一路动态板局部电源,电压为32V。
本系统要求单独为计算机提供两根地线。一根为安全工作地线,另一根为防雷地线。安全工作地线接地电阻要求小于4Ω,防雷地线接地电阻要求小于10Ω。两种地线及与其他地线间距不应小于20m,地线上不得搭接其他设备。
3、JD-IA
采用最新的计算机技术、总线技术、网络技术的可靠的联锁系统。属于分布式计算机控制系统,其特点是分散控制、集中管理。系统包括人机对话层、联锁运算层、执行层。
电源
交流220v电源引入联锁系统之前由电源引入线处的防雷单元防雷、变压器隔离(若采用有隔离变压器的电源屏则不需要)。采用在线式UPS,A机和B机采用不同的UPS,微机监测系统的电源也需单独UPS供电,以避免系统之间的干扰。联锁A系统和联锁B系统的直流电源相互独立,对电源进行抗干扰、净化处理。联锁机柜中的采集、输出驱动电路都采用了光电隔离器件,将外界信号与计算机系统隔离开,保证系统不受外界传导干扰。
防雷
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除了引入的防雷进行防雷处理外,组合架、分线盘引至联锁机柜的所有配线都经过防雷接口柜,在该柜的每根入线上并联防雷器,以保护联锁机柜中的采集接口电路板。
地线要求
本系统要求两根地线,一根为保护地线,另一根为防雷地线。保护地线接地电阻要求小于4Ω,防雷地线接地电阻要求小于10Ω,一般需单设。两种地线及直线间距不应小于20m,且分槽走线。引接线电阻应达到毫欧级。
当采用贯通地线时,将联锁机柜的所有柜体连为一个等电位体后与贯通地线的一点连接。
4、VPI型计算机联锁系统
是卡斯柯信号有限公司(CASCO)引进阿尔斯通集团信号公司(ALSTOM Signling INC,即,美国的GRS公司)的VPI(Vital processor Interlocking,安全型计算机联锁系统)专利技术,结合中国铁路运营技术要求进行二次开发,满足铁路专用要求的、高可靠的安全型信号联锁系统。
由人机界面(MMI模块),联锁机、网络接口、系统维护台(SM)、与室外设备接口电路及电源组成,较大车站可增设值班元台(GPC)。
接地
地线由防雷地线和设备地线。防雷地线电阻小于4Ω,设备地线电阻小于1Ω,两种地线间距不应小于20m。接地线引入室内时,引接线要有绝缘护套防护。 电源
系统工作模块的电源采用UPS供电。交流电源:50HZ,220±22
11V,10A,UPS
净化。
5、CIS-1
是卡斯柯公司在从原美国GRS公司(现阿尔斯通集团交通运输部所属美国公司)引进的VPI计算机联锁的基础上研制而成的新一代计算机联锁系统,是建立在计算机技术、网络通信技术、电子控制技术的基础上的新型铁路车站控制系统,适合于中国铁路信号,能够满足大、中型铁路站场改造需要,能够与其他计算机系统进行数据传输的新型网络计算机联锁系统,适用于400组联锁道岔以下的铁路车站,能够灵活、方便地构成区域性计算机联锁系统,系统内各设备之间的通 15/2/2006——10/1/2014 6
信可以通过光缆连接。
适应包括铁道部标准站及单钩溜放、连续溜放、局部控制、自动化驼峰推送控制、计轴闭塞结合、站中心双出岔控制、客货场转场作业、站内道口、非进路调车、调监接口、机务段联系、特殊信号显示等十余种特殊联锁。
系统结构由MMI子系统、联锁子系统等8个子系统及接口设备组成,用两台共享式集线器和双网段隔离的以太网将所有设备连接起来,成为一个网络化的计算机联锁系统。
机房、信号机械室和运转室按照机房标准设计,设防静电地板、双层密封窗、空调,夏季室内温度不超过25度。
系统设备使用交流220V电源,总容量不超过3KV·A,由信号专用电源屏单独引一路稳压电源向系统供电,经系统电源防雷柜和UPS送至配电柜。 接地
系统要求单独设置一根石墨地线,接地电阻要求小于1Ω,该地线的埋设地点与其他设备的地线间距不应小于20m,该地线不得与其他设备的地线混用。 二节、三取二型
我国通过技术鉴定的有铁科院的TYJL-TR9、通号集团公司的DS6-20型
1、TYJL-TR9(97年通过鉴定)
与TYJL-II相比,最大的区别在于它从输入模块、主处理器模块到输出模块全面实现三重系,以保证系统中任何部分的单永久性故障或瞬间故障时系统仍能无差错、不间断地工作。通过网络接口可与远程诊断、调度监督、TDCS、TMIS等系统接口。
由容错联锁主机、监控机、控制台、电务维修机、系统电源、接口架及继电器组合架,以及配套的计算机监测系统(可选用)、远程诊断设备、调度监督系统等组成。
电源系统包括:配电柜、UPS、采集驱动电源(IO电源)。
防雷
信号线上的防雷
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每条信号线上增加一级防雷,防雷元件插接在接口架端子上,提高系统的抗雷击能力。
通信上的防雷
监控机和联锁机之间的通信采用光缆通信,避免在通道中存在雷击干扰;维修机到集线器的RJ45网线两端增加防雷单元;避免通信线与信号线之间的交叉。
电源防雷
主要安装在配电柜中,配电柜的输入电源安装了防雷设备,用OBO防雷元件。地线接在系统的防雷地线上。
系统接地
分别为防雷地线和逻辑地线。防雷地线电阻小于4Ω,逻辑地线电阻小于1Ω,两种地线的接地要采用10mm的电源线,并且不得与其他地线共用和交叉。
2、TYJL-ECC
铁科院通号所引进德国西门子公司铁路信号专用故障——安全计算机,借助成熟的计算机联锁软件,研制出新一代容错计算机联锁控制系统。它适合应用高速铁路、客运专线、联锁区域控制、联锁列控一体化控制等领域。
联锁系统的应用软件主要包括:联锁主机、联锁机I/O,监控机、远程维护、区域控制通信、CAD、结合设计、联锁防真测试、各种通信、与其他系统的接口通信和数据处理的软件,是一个庞大而复杂的软件系统。
2、DS6-20型
系统结构分为操作层、联锁运算层、直接控制层。
操作层包括控制显示模块、监测模块、通信模块、他们分别为车站值班员提供操作人机界面,为电务值班人员管理人机界面,与调度集中、TDCS基层网(调度监督)以及其他管理信息系统提供通信界面。
联锁运算层接收来自操作层的人机命令和直接控制层的现场设备状态信息,完成联锁逻辑运算,并向操作层发送表示信息,向直接控制层输出控制命令。
直接控制层是联所系统与现场设备的界面,晚场现场信息的采集和输出命令的执行。
硬件系统由控制显示分机及控制台、监测分机及外部设备、联锁分机、输入采集分机、输出控制模块、通信模块、继电器结合电路7部分组成。
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三节、二乘二取二型
联锁机有2套,每套内有双CPU,其中一套为热备状态。 1、EI32-JD(C++语言编写)
采用日本信号株式会社研制的硬件系统(EI32电子联锁系统硬件),北京交通大学研制的软件系统。
属于分布式计算机控制系统,也称集散型测控系统,其特点是分散控制,集中信息管理。系统包括人机会话层(操作表示层)、联锁运算层、执行层。在微机室设联锁机柜、综合机柜、电务维修终端。
电源
两路交流220v电源由信号电源屏独立提供。在引入联锁系统之前进行防雷、抗干扰、净化处理。
(1) 电源防雷、抗干扰措施
电源引入线装设防雷单元
采用隔离变压器隔离
采用在线电源式UPS电源
(2) 电源系统配置、
电源供给:A、B操作表示机,操作表示机、倒机单元,电务维修机、电务维修终端设备(打印机、显示器),车务终端设备(显示器、音箱等)。两套24V开关电源。
两套电源一套给联锁机、驱采机、采集、驱动电路供电,当该套电源故障自动切换到另一套电源。
两套24V开关电源的220V接入分别来自不同的UPS。
地线
本系统要求两根地线,一根为保护地线,另一根为防雷地线。设备保护地线接地电阻要求小于4Ω,一般需单设。设备防雷地线接地电阻要求小于10Ω,可与信号防雷地共用。两种地线及直线间距不应小于20m,且分槽走线。引接线电阻应达到毫欧级。
当采用贯通地线时,将联锁机柜的所有柜体连为一个等电位体后与贯通地线的 15/2/2006——10/1/2014 9
一点连接。
2、DS6-K5B
联锁计算机和输入输出电路采用日本京三公司的K5B型产品,在软件中保留了K5B的管理程序,删除了K5B原来的联锁程序,而将DS6-11型计算机联锁的联锁程序移植到K5B的系统中。
系统由控制台操纵表示设备、控显分机、监测机、联锁机、电子终端、继电器接口电路和电源组成。
防雷和接地
本系统要求提供一根保护地线。此地线的埋设及接地电阻值,应符合铁道部颁发的TB/T 3027-2002《计算机联锁技术条件》,即:
接地体及与其他地线接地体间距不应小于20m;
此地线不得与电力、通信等设备的接地线合用;
接地电阻要求小于4Ω;
采用浮地方式方式防雷。
联锁主机和电子终端电路的安装采取了多重绝缘措施。供计算机逻辑电路工作的5V电源对地浮空。输入输出接口电路工作的24V电源由计算机系统24V电源供给,形成闭合的回路,且对地浮空。在室内环境条件下,满足上述隔离要求,在输入输出端口不设防雷元件。
一根为安全工作地线,另一根为防雷地线。安全工作地线接地电阻要求小于4Ω,防雷地线接地电阻要求小于10Ω。两种地线及与其他地线间距不应小于20m,地线上不得搭接其他设备。
区域计算机联锁
整个控制区域只在中心站设一套联锁主机,控制操作与联锁逻辑运算集中在中心站完成,其他车站不设联锁主机和控制台,只设电子终端和接口设备。各站电子终端间采用光纤构成的安全局域网连接,传输信息高速、安全,切不需设另外专用传输设备。
区域联锁的控制范围内,切不需设另站间闭塞和场间联系电路,实现车站区间一体化,进一步提高安全保障性能。配置设备监视装置,在中心站能自动监测、记录全线内设备的运用情况,能完成故障定位和故障排除。
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能在整个控制区域集中控制和调度,全面掌握全线列车运行和车站运用状态,合理指挥行车,保证列车安全、正点运营,并能提高列车通过能力,平时车站不需办理行车操作能够节省人力。另外可节省大量室外电缆,降低工程投资。
3、iLOCK型计算机联锁系统
卡斯柯信号有限公司(CASCO)引进ALSTOM 成熟的安全型专用计算机联锁技术,结合既有的通过铁道部检测和认证的VPI系统联锁软件及人机界面等开发成果,完成了iLOCK型计算机联锁系统的技术国产化工作。
iLOCK型计算机联锁系统在一般的二取二安全结构的基础上,在增加独立的故障、安全校验模块,采用NISAL专利技术,构成智能安全型计算机联锁系统。 系统构成
由联锁处理子系统(IPS)、人机界面子系统(MMI),值班元子系统(GPC)、诊断维护子系统(SDM,含微机监测——可选)、网络冗余子系统(RNET)、电源子系统(PWR)组成。
本系统个站(场)之间的联系、站间列车运行方向电路实现完成数字接口,与继电半自动闭塞接口时仅保留个别继电器,简化了场间联系及自动闭塞、半自动闭塞的接口设计。
系统要求设备接地电阻要求小于4Ω。
区域计算机联锁
是以计算机联锁基本模块构成的,用于控制成段多个车站(或区域内多个车场)信号联锁及站间闭塞(场间联系)的信号系统。
原则上选择区段内大站作为区域联锁中心站,集中处理主站、从站和站(场)间联锁逻辑;小站作为计算机联锁的从站(也可称作遥控站),仅设置区域联锁逻辑控制器ZLC、应急控制终端和微机监测等设备,通过冗余安全 通道与中心站交换信息。
四节、用于平面调车的计算机联锁
平面调车区集中联锁(简称调车集中)是一种能满足平面调车作业的集中联锁新制式,她既保证了平面调车作业的安全,又提高了效率,填补了我国平面调 15/2/2006——10/1/2014 11
车集中的空白,弥补了一般电气集中不适应平面调车作业的缺陷。
一、平面调车区及其作业特点
(一)、平面调车区
平面调车区是指以调车作业为主或调车作业较多的区域,他不同于驼峰调车场,不起峰。分以下几种情况:
1、编组线调车区
为纯调车作业区,担负着车列的编组,有较多的平面溜放作业。
2、编发线调车区
部分编组线兼作发车线,这在电气集中设计最为困难,若采用一般电气集中就无法溜放,影响调车作业的效率。
3、发车线调车区
利用到发线和相邻的编组线、货物线进行编组作业,装设电气集中后限制了溜放作业的进行。
(二)、平面溜放作业
平面溜放包括单钩溜放、连续溜放和多组溜放。
平面溜放与驼峰溜放不同,其作业复杂的多,他是随推随溜,分钩地点不定,随时准备在分路道岔前折返运行,在溜放过程中还可能随时向股道推送和取车。多组溜放就更为复杂。
二、平面调车设备组成及功能
(一)室外设备
1、单钩溜放
室外不增加任何设备,只是调车信号机具有月白光显示。
2、连续溜放
分路道岔采用快动转辙机,并有道岔位置表示器,轨道电路采用高分路灵敏度的。
(二)、室内设备
为带平面溜放功能的计算机联锁,既完成车站的联锁功能又具有单钩溜放和连续溜放功能。控制台上设有溜放用的按钮和表示灯。与一般的联锁不同之处就是编制进路命令程序和溜放程序。进路命令程序完成进路命令的存储、检查、修 15/2/2006——10/1/2014 12
改、增加、删除和取消,溜放程序用以完成溜放作业。
第三章 新型自动闭塞
一节、8信息移频自动闭塞 ZY·Y1-8型
采用集成电路,在电路结构上采用电气化和非电气化通用,当电气化改造时,只需将轨道变压器改为扼流变压器,在接收端增加一个滤波盘即可。
载频为550HZ、650HZ、750HZ、850HZ
低频信息现有12个,为11HZ为L码,13.5HZ为LU码,15HZ为U码,16.5HZ为U2码,17.5HZ为U2S码,20HZ为UU码,21.5HZ为UUS码,24.5HZ为HB码,26.5HZ为HU码,30HZ为反方向运行用,8HZ站内轨道电路用,另一种备用。
非电化的系统构成由移频柜、防雷柜(或移频防雷电缆网络组匣)、电缆、轨道变压器箱、通过信号机组成。
工作流程为DY→FS→ZFL(室内防雷单元)→DLM(电缆模拟网络)→DL(电缆)→GFL(轨道防雷单元)→钢轨→GFL→DL→DLM→ZFL→SGB(衰耗隔离表示盘)→JS
DY、FS、JS、SGB设在移频柜内,ZFL设在防雷柜内,DLM设在室内,也可以设在信号点处的变压器箱内。GFL设信号点处的变压器箱内。
二节、18信息移频自动闭塞
分ZY·Y1-18(ZP·WD型)和ZY·Y2-18(ZP·DJ型)。
系统构成,FS盘,JS盘,DY盘均自带检测电路,故没有检测盘,FS盘带FBJ,JS盘、DY盘带检测接口,所有JS盘、DY盘接口串接在一起带一个BJ。由柜内1DY送电,顺序检查12个DY盘和12个JS盘表示工作正常的开关条件,接通1DY中的光耦开关,供总故障检测BJ用。
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三节、UM71系列无绝缘自动闭塞
1、UM71无绝缘移频自动闭塞
法国高速(TGV)自动闭塞,地面采用UM71无绝缘轨道电路,机车采用TVM300型系统,不设地面信号机,以速差式机车信号作为主体信号,具有超速防护功能。
2、WG21A型无绝缘移频自动闭塞
轨道电路调谐原理的和电气调谐区长度,中心载频、偏频、低频频率,以及调整方法均与UM71相同,室外设备也完全相同,只是对UM71室内设备进行了微电子改造。
3、ZPW-2000A型无绝缘自动闭塞
轨道电路传输安全上,解决了轨道电路全路断轨检查、调协区死区长度、调协单元断线检查、排频干扰防护等技术难题。延长了轨道电路的传输长度。采用单片微机和数字信号处理技术,提高了抗干扰能力。
特点:
(1) 解决了调谐区断轨检查后,实现了对轨道电路全程断轨的检查,大幅度减
少了调协区死区长度(20米减少到5米以内),实现了对调协单元的断线检查和对排频干扰防护,提高了传输安全性。
(2) 将1.0Ω·km道碴电阻的轨道电路传输长度提高到了1300m,将电气-机械绝
缘节的轨道电路传输长度提高到了1300m,,改善了低道床电阻轨道电路工作的适应性。
(3) 用SPT国产数字信号电缆取代法国的ZCO3型电缆,线径由1.13mm降到1.0mm,
减少了备用芯组,加大了传输距离(从7.5km提高到10km),降低了工程造价.调谐区设备的70mm2铜引接线用钢包铜线取代,方便了维修.
(4) 用单片微机和数字信号处理芯片代替晶体管分立元件和小规模集成电路,
提高了发送移频信号频率的精度和接收移频信号的抗干扰能力.
(5) 系统中发送器采用“N+1”冗余,接收器采用成对双机并联运用,提高了系
统的可靠性,大幅度提高了单一电子设备故障不影响系统正常工作的“系统无故障工作时间”。
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轨道电路分为主轨道电路和调谐区短小轨道电路(29米)组成。
室外设备:
(1) 电气绝缘节(调谐区)由调谐单元、空心线圈及29米钢轨组成,用于实现
两轨道电路的电气隔离。两端各设一个调谐单元BA,中间设置空心线圈SVA。
(2) 机械绝缘节空心线圈(进、出站口处)SVA‘.(BA、SVA、SVA‘引接线采用
1600mm、3600mm钢包铜线)
(3) 匹配变压器:根据传输通道参数和载频频率进行设计,实现了轨道电路与
SPT传输电缆的匹配连接。
(4) 补偿电容器:作用
A、
B、
C、
D、 保证轨道电路的传输距离 保证了接收端信号有效信干比 实现了对断轨状态的检查 保证了钢轨两端两侧接地条件下,轨道电路分路及断轨检查性能。
室内设备:
发送器、接收器、衰耗盘、发送检测盘和电缆模拟网络等。
发送器、接收器、衰耗盘、发送检测盘安装在移频柜上,电缆模拟网络安装在综合柜上。
四节、计轴闭塞
1、 计轴自动站间闭塞
系统构成是在现有64D型半自动闭塞设备的基础上增加计以下设备:
(1) 计轴设备
采用德国SEL公司的Zp30CA型计轴器,每个区间安装两套,分别设在两进站信号机内方2~3米处。
Zp30CA由车轮传感器SK30(磁头)和电子连接盒EAK30CA(计轴运算处理器)组成。SK30包括SK1和SK2两组磁头,每组磁头又由1个发送磁头(TX)和1个接收磁头(RX)组成。SK30的两组磁头安装在同一侧钢轨上,其作为采集列车轮轴信息。
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EAK30CA由两块发送接收板、两块CPU、1块调制解调器板和1块电源板以及接线端子等组成。
(2) 计轴专用电源
用于提供分机EAK DC 120工作电源和动作区间轨道继电器QGJ的DC 26V或DC 28V电源,及点亮控制台区间空闲表示灯和占用表示灯的DC 24V电源。
(3) 计轴检测盒
对应每一个EAK设一个,用于计轴检测设备工作状态,并提供区间占用、本站计轴故障、临站计轴故障、本站计轴复零、临站计轴复零、检测盒工作灯及通道通信状态监督灯等计轴设备工作状态指示。
(4) 结合电路
主要由计轴使用继电器、计轴停止继电器、区间轨道继电器、列车到达继电器、计轴复零继电器、切断计轴复零继电器继电器等组成。每个咽喉一套。
2、定点计轴自动闭塞
系统由微机计轴设备(主机ACE、分机EAK、传感器)、方向电路、信号控制网络、站间传输设备、区间表示盘、不停电电源设备、通道构成。运用条件为350km/h以下。
一个ACE有两个接口,每个接口可连8个EAK(每个计轴点一个)(国产计轴和SEL-70型计轴设备只能1对1),所以一个ACE可控制16个轨道继电器,反映闭塞分区的占用或空闲。
3、CLC型计轴加环线系统
用于京广线南段的大瑶山及南岭隧道采用4信息移频自动闭塞区段。
在的基础上,通过系统结合设计,采用计轴设备替代轨道电路检测闭塞分区的空闲与占用,沿两根钢轨敷设的轨道环线电缆,替代轨道电路向机车传递连续式机车信号信息,并且将车站计轴设备及系统其它信息(包括车站信号设备信息)与DMIS基层广域网相连,实现站间行车和设备信息的实时透明显示,以及维修部 15/2/2006——10/1/2014 16
门的设备远程诊断,同时为上层实时信息监视系统和信息管理系统提供基础信息,从而形成一种新系统。
第四章 机车信号和列车超速防护系统
一节、机车信号
1、机车信号信息分类(按机车接收信息的时机分)
(1)
(2) 点式:非自动闭塞线路上某些固定地点设置,现已淘汰。 连续式:整条线路上能连续不断地反映线路状态和运行条件(用于
自动闭塞);
(3) 接近连续式:接近区段和站内连续反映地面信号显示。
2、数字化通用机车信号
分为JT1型(SJ-93型)及JT2型(SJ-94型)两种,前者为单套主机,后者为单套主机。19xx年通过铁道部鉴定。
功能:
接收各种机车信号,全部数字化处理与控制,具有接收和处理各种制式机车信号的功能,能自动识别和接收UM71,4信息,8信息,18信息移频自动闭塞,25HZ、50HZ、75HZ交流计数和微电子交流计数轨道电路传递的信息。
为实现各种制式的显示,采用8显示信号机构,其灯位从上到下为:L,LU,U,U2,UU,HU,H,B。另外,还可附加速度等级的信息供超速防护设备用。当区间绝缘节两端具有频率或时间区分时,还可为超防设备提供过绝缘节信号。
3、JT1-CZ2000 型机车信号
通用机车信号系统不具备双机热备冗余功能,不符合“故障-安全”原则,难以作为主体化机车信号的车载设备。
JT1-2000解决了数字通用机车信号存在的问题,满足了主体化机车信号的需要。它的多制式并行接收处理、动态控制安全点灯电源、双路双线圈同时接收、系统冗余结构、记录信号原始波形、地面数据处理软件等技术具有创新性。车载 15/2/2006——10/1/2014 17
系统设备已经于20xx年10月通过铁道部技术鉴定。
车载系统由主体化机车信号主机(含机车信号记录器)、机车信号带电源接线盒、机车信号双路双线圈、机车信号显示器(双面点阵双面8色灯LED式)构成。 二节、列车超速防护系统
目前,研制或引进已投入运营的或进行试验的超速防护系统有:
(1)
(2)
(3)
(4) 京广线郑武段投入运营的TVM430系统; 广深线投入运营的ZLSK和LSK系统; 京九线商阜段实验的LCF系统; 通过北京环行铁道试验线试验的为秦沈客运专线研发的点连式
LSK-2000和LCF-2000系统;
(5) 在秦沈客运专线投入运营的TVM430系统;
在川黔线还进行过引进的瑞典ABB公司的查询应答器ATP试验。
就全国铁路而言,还没有建立起完整的列车运行控制系统。
中国的CTCS分级:
0级为既有线现状:由通用机车信号+运行监控记录装置组成的系统;
1级:主体化机车信号+加强型运行监控记录装置组成的系统;
2级:基于轨道电路(模拟或数字轨道电路)传输信息的列车运行控制系统; 3级:基于无线传输信息(GSM-R)并采用轨道电路等方式检查列车占用的列车运行控制系统;
4级:完全基于无线传输信息(GSM-R)的列车运行控制系统;
列车制动距离:
120km/h——800m
140km/h——1100m
160km/h——1400m
200km/h——2000m
ATP系统由地面信号设备(含列车占用检查、运行位置定位、信息传输等)和车载信号设备共同构成的系统。
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在列车占用检查、运行位置定位上,一般采用轨道电路或计轴等信号设备;
在信息传输上,一般采用模拟轨道电路、数字轨道电路、轨道环线、应答器以及无线通信设备;
车载设备当今主要采用车载安全型计算机软硬件为核心、多冗余系统构成。 驾驶操作包括列车加速仍由司机完成,而防止“两冒-一超”的安全性操作由系统自动完成。
ATP的功能:
停车点防护、超速防护、列车间隔制动(移动闭塞时)、测速测距、车门控制。
第五章 行车调度指挥自动化系统
本系统主要包括列车运行计划编制和调整、列车运行监视和管理以及列车运行控制三大部分。
列车运行计划编制和调整、列车运行监视和管理是TDCS的主要内容, 列车运行控制则是调度集中的核心。因此本系统主要由TDCS和调度集中组成。 调度监督是TDCS系统的重要基础设备。
行车调度指挥自动化系统的发展
从技术上分为继电式、全电子化式、微机化和计算机网络集成四个阶段; 从功能上分为调度监督、调度集中和综合调度管理三种类型;
在我国的发展经历了传统调度集中和调度监督、TDCS和新一代分散自律调度集中三个阶段。
一节、传统调度集中和调度监督的发展
宝成线宝凤段D4型单线调度集中于19xx年开通,是在我国第一条正式开通的微机化调度集中;
大秦线采用的是D5型双线调度集中;
兰新线哈柳段引进了CTC4000型调度集中;
广深准高速工程中运用了全微机调度集中;
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20xx年11月,西宁分局哈尔盖-格尔木开通了ITC-2000型调度监督/调度集中系统;
20xx年秦沈客运专线运用了D6型全微机调度集中。
传统调度集中没有很好地解决调车作业对行车的影响,没有得到应有的发展,目前,运营里程1800余公里,不到设备里程的3%。
调度监督获得了较快的发展,运营里程1.9万余公里,战到设备里程的30%,另外分界口和枢纽近80处。
1987卡斯柯公司引进美国GRS公司的DSS3000双线调度监督设备,在津浦线济南泰安段试用,19xx年正式投入使用;
DJ4型微机调度监督系统是第四代调度监督设备,于19xx年通过铁道部技术鉴定。
TY-DL型微机调度监督系统开始是作为枢纽调度监督系统发展的,后扩展到分界口和区段,于19xx年通过铁道部技术鉴定。
区段调度监督系统:
调度所内设有调度监督总机、表示盘、显示器、列车运行图记录仪、列车车次输入终端、电务维修终端、区间信号检测设备、电源等。
一套设备可监督24个车站,被监督车站可以沿分布,也可星形分布。
分局调度监督系统:
是一套局域网,一个典型的客户机/服务器组成,此外还有行车调度台、系统工程师台、系统维护台、各种辅助调度台。
二节、TDCS的发展
19xx年开始研制,右铁道部、各铁路局、铁路分局,以及基层车站(另外还有枢纽和编组站、区段、分界口、港口和口岸、大企业站和煤炭装卸点)构成四级网络。
主要系统接口有:基层调度监督和铁路分局中心的接口,分局中心与局中心的接口,局中心与部中心的接口,TDCS与TMIS的接口,TDCS与现有其他系统的接口。
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分局TDCS系统组成:
数据库服务器、、通信前置机、大屏显示系统、行调台、计划员台、值班主任台、主任助理台、网管工作站、打印设备、远程维护接入、电务段终端接入、电务分处终端、主管领导终端、TMIS接口计算机以及局域网等设备组成。 车站有车站值班员台。
三节、新一代分散自律调度集中(CTC)的发展
车站设自律机来完成按列车运行计划和站细进行正常接发车作业并完成协调列车和调车冲突的功能,实现列车和调车的统一控制,这一原则叫“分散自律”控制原则。具备了调车进路远程控制和智能化控制的功能,它有效地解决了车站和行车调度指挥中心频繁交换控制权进行调车的问题,适应我国铁路运输的特点。 分散自律控制的基本模式是车站自律控制子系统按照列车运行调整计划和站细自动自主控制列车进路。同时,在分散自律条件下人工办理的列车、调车进路也必须受自律条件的约束。调车自律控制允许调度指挥中心通过助理调度员办理无人车站的调车作业;对于有人车站,也允许车站通过车站调车控制终端办理本站调车作业。
分局CTC调度所系统硬件结构:
数据库服务器、CTC应用服务器(双机热备)、通信前置服务器、大屏显示系统、行调工作站、助理调度员工作站、综合维修工作站、主任台、CTC维护工作站、网管工作站、打印设备、远程维护接入、TMIS接口计算机以及局域网等设备组成。
车站硬件:
车站自律机、车务终端、打印机、综合维修终端、电务维修终端、电源设备、防雷设备、联锁系统接口设备和无线系统接口设备等。
20xx年8月开始研制CTC,20xx年11月第一套FZK-CTC在青藏公司西宁-哈尔盖区段投入试运行。20xx年5月经铁道部技术正式审查后全面投入正式运用。 CTC应充分利用TDCS的车次号自动输入较核、运行图自动描绘、调度命令自动下达等技术成果,重点研发调车分散自律和进路控制智能化功能。
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CTC系统的配套系统:
(1) 网络安全防护
边界访问安全(防火墙需求)和防御黑客入侵(入侵检测系统)以及病毒传播防护。
(2) 调度命令无线传输系统
该系统可以通过既有的无线列调系统把调度命令、行车凭证、调车作业单、进路预告信息传输到机车。该系统的运用,将原来车站值班员、调车人员完成的工作由设备自动完成,为分散自律的无人化创造了必要条件。
系统组成:
TDCS设备、无线列调设备、TDCS无线车次号车站接收解码器、机车运行安全监控记录装置、TDCS无线车次号数据采集编码器、调度命令车站转接器、调度命令机车装置等构成。
调度所设备利用分局既有TDCS设备;
车站设备利用车站既有TDCS设备及无线列调车站台、TDCS无线车次号车站接收解码器,增加调度命令车站转接器;
机车设备利用既有无线列调机车台及监控记录装置、车次号解码器,增加机车装置;
系统主要具备以下功能:
(1) 调度员向辖区内的运行列车发送调度命令,在CTC区段调度员向辖区内的
运行列车发送行车凭证;
(2) 车站值班员向辖区内的运行列车发送行车凭证;
(3) TDCS可自动向辖区内的运行列车进路预告信息;
(4) 列车接收调度命令后能自动确认和手动确认,并将确认信息送发送方显示;
(5) 调度命令发送方未收到自动确认,应自动重发,自动重发后仍未收到自动
确认,应提示调度命令发送方发送失败;
(6) 机车装置判断是发给本次列车的调度命令,在显示操作终端上显示;
(7) 机车装置提示司机手动确认调度命令,司机根据需要选择打印;
(8) TDCS设备和机车装置应存储调度命令并记录操作过程;
(9) 机车装置收不到来自监控装置的机车号和车次号时,应显示所有接收到的 15/2/2006——10/1/2014 22
调度命令,但不发送自动确认信息;
(10)系统中各终端的提示应具有语音提示功能,对各种命令的提示音应有区分;
(11)机车装置可向车站发送调车请求。
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