[毕业设计精品]ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞系统 毕业设计

毕业设计 1 摘 要 ZPW-2000 型自 动闭 塞是一 种 具有 国际 先 进 水平的新型自 动闭 塞， 它对 于保 证区间 行 车 安全，提高 区 段通 过 能力，起着非常 显 著的作用。 ZPW-2000 移 频 自 动闭 塞有着 诸 多 优 点， 它 克服了 UM71 系 统 在 传输 安全性和 传输长 度上存在的 问题 ，解 决 了 轨 道 电 路全程 断轨检查 ， 调谐区 死 区长 度， 调谐单 元 断线检查 ，拍 频 干 扰 防 护 等技 术难题 。延 长 了 轨 道 电 路 长 度。采用 单 片机和 数 字信 号处 理技 术 ，提高了抗干 扰 能力。 本 设计对 ZPW-2000 型无 绝缘轨 道 电 路的系 统结构组 成，系 统 的 电 路原理，系 统测试 和 轨 道 电 路的 调 整以及自 动闭 塞系 统 在 站 间 站 内 的 应 用都做出了 详细 的 说 明，重点 设计 了 ZPW-2000 系 统 的的 内 部 电 路 结构 ，包括 电气绝缘节 ， 发 送器，接收器，衰耗 盘 ，防雷模 拟网络盘 ，匹配 变压 器，补偿电 容等，文章主要分 别设计 了他 们 的 内 部各 个 模 块 的 电 路 结构 ， 阐 述了其作用和 构 成原理 . 关键词 ZPW-2000； 移 频 ； 自 动闭 塞 ； Abstract ZPW type - 2000 automatic block is an internationally advanced level of new automatic block, it is to ensure safety, improve the interval, the carrying capacity plays a very significant role. ZPW - 2000 frequency shift automatic block has many advantages, it overcomes the UM71 system in transmission safety and transmission length, solve the problems existing in the whole course of track circuit fault zone, tuning, dead zone length tuning unit break check, frequency interference protection, etc. Extend the length of track circuit. The MCU and digital signal processing technology, improve the anti-interference ability. The design of ZPW type - 2000 without insulation track circuit system structure, system of the circuit principle, system test track circuit and the adjustment and automatic block system in standing between the application within the station has made a detailed description of the key design, ZPW - 2000 the system of internal circuit structure, including electrical insulation, transmitter and receiver, the attenuation, lightning, matching simulating network transformer, compensation capacitor, etc, this paper respectively their interior design of each module circuit structure, expounds its function and principle. Key words ZPW type - 2000； frequency shift； automatic block； 毕业设计 2 目 录 第 1 章 绪 论 . 错误 !未定义书签。 第 2 章 ZPW-2000A 无绝缘移频自动闭塞系统的概况 2.1 ZPW-2000A 型无绝缘轨道电路的特点 . 错误 !未定义书签。 2.2 ZPW-2000A 型无 绝缘轨 道 电 路系 统构 成 . 错误 !未定义书签。 2.2.1 室外部分 . 错误 !未定义书签。 2.2.2 室 内 部分 . 错误 !未定义书签。 2.3 ZPW-2000A 型无绝缘轨道电路系统主要技术条件 2.3.1 发送器 . 错误 !未定义书签。 2.3.2 接收器 . 错误 !未定义书签。 2.3.4 轨道电路 . 错误 !未定义书签。 第 3 章 系统组成及原理 . 错误 !未定义书签。 3.1 发送器 . 错误 !未定义书签。 3.1.1 发 送器的作用 . 错误 !未定义书签。 3.1.2 发 送器的原理框 图 及 电 路原 理 简 要 说 明 . 错误 !未定义书签。 3.1.3 微 处 理器、可 编 程 逻辑 器件及作用 . 错误 !未定义书签。 3.1.4 低 频 和 载频编码条 件的 读 取 . 错误 !未定义书签。 3.1.5 移频信号产生 . 错误 !未定义书签。 3.2 接收器 . 错误 !未定义书签。 3.2.1 接收器作用 .10 3.2.2 接收器工作原理 . 错误 !未定义书签。 3.2.3 载频读 取 . 错误 !未定义书签。 3.2.4 微 处 理器 电 路 . 错误 !未定义书签。 3.3 衰耗盘 . 错误 !未定义书签。 3.3.1 衰耗盘作用 . 错误 !未定义书签。 3.3.2 衰耗盘电路原理说明 . 错误 !未定义书签。 3.4 站防 雷和电缆模拟网络盘 . 错误 !未定义书签。 第 4 章 复线区间自动闭塞系统的设计及说明 . 错误 !未定义书签。 4.1 区间信号设备平面布置图设计 . 错误 !未定义书签。 4.1.1 区间信号平面图 . 错误 !未定义书签。 4.2 室内闭塞设备布置 . 错误 !未定义书签。 4.2.1 区间 移 频柜设备 布置 . 错误 !未定义书签。 4.2.2 区间综 合 柜设备 布置 . 错误 !未定义书签。 4.2.3 区间组 合排列布置 . 错误 !未定义书签。 4.3 电路图设计 . 错误 !未定义书签。 4.3.1 闭塞分区电路图 . 错误 !未定义书签。 4.3.2 低频信息码传输列表的设计 . 错误 !未定义书签。 4.4 配线图表设计 4.4.1 区间移频柜、组合柜、综合柜零层端子配线表 . 错误 !未定义书签。 4.4.2 区间电源屏及室内电源配线图 . 错误 !未定义书签。 第 5 章 结论与展望 . 错误 !未定义书签。 致谢 . 3 毕业设计 3 参考文献 错误 !未定义书签。 第 1 章 绪 论 目前为了保证行 车安全，加强信号设备管理 .检测信号设备的运用质量和更好的进行科学的故障分析，所以大量的新技术、新设备在铁路信号系统尤其是区间信号系统中得到广泛的应用，使铁路信号设备的技术水平得到了很大的提高 1。 UM71 无绝缘轨道电路是从法国引进的轨道电路制式， UM71 的 U 为通用， M 为调制， 71 为 1971 年研制成功。以 UM71 轨道电路构成的自动闭塞称为 UM71 自动闭塞。 UM71自动闭塞设备与 TVM300机车信号及超速防护设备组成的多信息区间列车间隔自动调整系统简称为 U T 系统。 U T 系统可以在交流电气化区段或非电气化 区段使用。在我国铁路郑武线、京郑线、广深线、沈山线等线路上使用着 U T 系统 (机车信号有采用 TVM300 的，也有采用其他机车信号和自动停车装置的。 ZPW-2000A 无绝缘移频自动闭塞是在法国 UM71 无绝缘轨道电路技术引进、国产化基础上，结合国情，进行提高系统安全性、系统传输性能及系统可靠性的技术再开发。 ZPW-2000A 无绝缘移频轨道电路充分肯定、保持了 UM71 无绝缘轨道电路整体结构上的优势，并在传输安全性、传输长度、系统可靠性以及结合国情提高技术性能价格比、降低工程造价上，都有了提高，一般表示为 ZPW2000A(UM)。 ZPW-2000A(UM)移频自动闭塞是以移频轨道电路为基础的自动闭塞，它选用频率参数作为控制信息，采用频率调制的方法，把低频信息 (F0)调制到较高频率 (载频 f0)上 2，以形成振幅不变、频率随低频信息的幅度作周期性变化的调制信号。将此信号用两根钢轨作为传输通道来控制通过信号机的显示，达到自动指挥列车运行的目的。 本次设计完成对中继站闭塞分区的工程设计的部分图纸。分别有： (1)区间信号平面图 (2)区间电缆径路图 (3)区间移频柜、综合柜设备布置图 (4)区间组合柜设备布置图 (5)闭塞分区电 路图 (6)闭塞分区原理图 (7)低频信息码传输序列表 (8)移频柜 .组合柜零层端子配线表 (9)区间综合柜零层端子配线图 (10)电源屏间及室内电源电缆配线图，设备主要采用 ZPW-2000A，主要介绍了 ZPW-2000A 的工作原理、设备构成及相关图纸的设计方法 3。 毕业设计 4 毕业设计 5 第 2 章 ZPW-2000A 无绝缘移频自动闭塞系统的概况 1.1 2.1 ZPW-2000A 型无绝缘轨道电路的特点 ZPW-2000A 型无绝缘轨道电路系统 ,采用 1700Hz-2600Hz 载频段、 FSK 制式轨道电路传输特性、主要参数及计算机技术 ,满足 机车信号为主体信号的自动闭塞及列车超速防护系统要求。其主要技术特点是： 充分肯定、保持 UM71 无绝缘轨道电路的技术特点和优势； 解决了调谐区断轨检查 ,实现轨道电路全程电气折断检查； 减少了调谐区分路死区； 实现对调谐单元断线故障的检查 ；实现对拍频干扰的防护； 通过系统参数优化 ,提高了轨道电路传输长度； 提高机械绝缘节轨道电路传输长度 ,实现与电气绝缘节轨道电路等长传输 ；轨道电路调整按固定轨道电路长度与允许最小道碴电阻方式进行提高了一般轨道电路系统工作稳定性； 采用国产信号数字电缆代替法国 ZC03 电缆 ,减小铜芯 线经 ,减少备用芯组 ,加大传输距离 ,提高轨道电路系统技术性能价格比； 采用长钢包铜引接线取代 70mm2,铜引接线 ,利于防护和维修 2； 发送、接收设备四种载频频率通用 ,减少电码化器材种类 ,减少运转备用数量 ,既有利于维护 ,又可降低工程造价； 发送、接收设备均有比较完善的检测功能 ,发送器可以实现“ N+1”冗余 ,接收器可以实现双机互为冗余。 1.2 2.2 ZPW-2000A 型无绝缘轨道电路系统构成 ZPW-2000A 型无绝缘轨道电路系统 ,采用电气绝缘节来实现相邻轨道电路区段的隔离。电气绝缘节长度改进为 29m,电气绝 缘节由空芯线圈、 29m 长轨和调谐单元构成。调谐区对于本区段频率信号显示呈现零阻抗 ,可靠地短路相邻区段信号 ,防止越区传输 ,从而实现相邻区段信号的电气绝缘。在调谐区内增加小轨道电路 ,同时实现了全程断轨检测 4。 ZPW-2000A 型无绝缘轨道电路分为主轨道电路和调谐区内的小轨道电路两个部分 ,并将小轨道电路视为列车运行前方主轨道电路的所属“延续段”。小轨道电路的发送毕业设计 6 器由编码条件控制产生表示不同含义的低频调制的移频信号 ,该信号经电缆通道传给匹配变压器及调谐单元 ,由于钢轨是无绝缘的 ,该信号既向主轨道传送 ,又向调谐 区内的小轨道传送 ,主轨道信号经钢轨送到轨道电路受电端 ,然后经调谐单元、匹配变压器、电缆通道 ,把信号传到本区段接收器。调谐区小轨道信号由运行前方相邻轨道电路接收器处理 ,并将处理结果形成小轨道电路继电器执行条件送至本区段接收器 ,本区段接收器同时接收到主轨道移频信号及小轨道电路继电器执行条件 ,判断无误后驱动轨道电路继电器吸起 ,由此来判断区段的空闲与占用状况。 ZPW-2000A 型无绝缘轨道电路由室内、室外及系统防雷三部分组成 5。 2.2.1 室外部分 (1)调谐区 按 29m 设计，调谐区包括调谐单元和空芯线圈 ，实现两相邻轨道电路电气隔绝。 (2)机械绝缘节 由“机械绝缘节空芯线圈”与调谐单元并接而成，其节特性与电气绝缘节相同。 (3)匹配变压器 一般条件下，按 0.251.0 km 道碴电阻设计，实现轨道电路与 SPT 传输电缆的匹配连接。 (4)补偿电容 根据通道参数兼顾低道碴电阻道床传输，考虑容量，使传输通道趋于阻性，保证轨道电路良好传输性能。 (5)传输电缆 SPT 型铁路信号数字电缆， 1.0mm，一般条件下，电缆长度按 10km 考虑。根据工程需要，传输电缆长度可按 12.5km、 15km 考虑。 (6)调谐区设备 引接线 采用 3600 mm、 1600mm 钢包铜引接线构成。用于 BA、 SVA、 SVA等设备与钢轨间的连接。 2.2.2 室内部分 (1)发送器 用于产生高稳定高精度的移频信号源，采用微电子器件构成。 (2)接收器 ZPW-2000A 型无绝缘轨道电路将轨道电路分为主轨道电路和调谐区短小轨道电路两部分，并将短小轨道电路视为列车运行前方主轨道电路的所属“延续段”。 毕业设计 7 (3)防雷系统 防雷系统由两部分构成：室外防雷、室内防雷。室外横向防雷设在匹配变压器内，为压敏电阻。纵向防雷设在空心线圈处，通过中心抽头接地。室内 防雷采用纵向与横向雷电防护。防雷设备设在电缆模拟网络盒内，纵向为低转移系数的防雷变压器，横向为带劣化显示的压敏电阻。 1.3 2.3 ZPW-2000A 型无绝缘轨道电路系统主要技术条件 2.3.1 发送器 低频频率： 10.3+n 1.1Hz， n=017 即 10.3Hz、 11.4Hz、 12.5Hz、 13.6 Hz、 14.7 Hz、 15.8 Hz、 16.9 Hz、 18 Hz、 19.1 Hz、 20.2 Hz、 21.3 Hz、 22.4 Hz、 23.5 Hz、 24.6 Hz、 25.7 Hz、 26.8 Hz、 27.9 Hz、 29 Hz。 载频频率：见表 2-1。 表 2-1 载频频率 下行： 1700-1 1701.4 Hz 上行： 2000-1 2001.4 Hz 1700-2 1698.7 Hz 2000-2 1998.7 Hz 2300-1 2301.4 Hz 2600-1 2601.4 Hz 2300-2 2298.7 Hz 2600-2 2598.7 Hz 频偏： 11 Hz。 输出功率： 70W(400负载 )。 2.3.2 接收器 轨道电路调整状态下：主轨道接收电压不小于 240mv；主轨道继电器电压不小毕业设计 8 于 20V(1700负载，无并机接入状态下 )；小轨道接收电压不小于 42mv；小轨道继电器或执行条件电压不小于 20V(1700负载，无并机接入状态下 )。 2.3.3 直流电源电压范围 直流电源电压范围： 23.5V24.5V。 设备耗电情况：发送器在正常工作时负载为 400，功出为 1 电平的情况下，耗电为5.55A；当功出短路时耗电小于 10.5A；接收器正常工作时耗电小于 500mA。 2.3.4 轨道电路 分路灵敏度为 0.15，分路残压小于等于 140mA(带内 )。 传输长度见 2-2。 表 2-2 轨道电路传输长度 Rd * Km 载频 （ HZ） 1.0 0.6 0.5 0.4 0.3 1700 1500 824 674 574 424 2000 1500 824 674 574 424 2300 1500 824 624 524 424 2600 1460 774 624 524 424 毕业设计 9 毕业设计 10 毕业设计 11 第 3 章 系统组成及原理 ZPW-2000A 型无绝缘轨道电路分 为主轨道电路和调谐区小轨道电路两部分，小轨道电路视为列车运行前方主轨道电路的所属“延续段”。主轨道电路的发送器由编码条件控制产生表示不同含义的低频调制的移频信号，该信号经电缆通道 (实际电缆和模拟电缆 ） 传给匹配变压器及调谐单元，因为钢轨是无绝缘的，该信号既向主轨道传送，也向调谐区小轨道传送，主轨道信号经钢轨送到轨道电路受电端，然后经室外设备调谐单元、匹配变压器、电缆通道，进入室内设备将信号传至本区段接收器。调谐区小轨道信号由运行前方相邻轨道电路接收器处理，并将处理结果形成小轨道电路继电器执行条件 (XGJ XGJH)送至本区段接收器，本区段接收器同时接收道主轨道移频信号及小轨道电路继电器执行条件，判决无误后驱动轨道电路继电器 GJ 吸起，并由此来判断区段的空闲与占用情况。该系统“电气 电气”和“电气 机械”两种绝缘节结构电气性能相同 7。 1.4 3.1 发送器 3.1.1 发送器的作用 ZPW-2000 A 型无绝缘轨道电路发送器，在区间适用于非电化和电化区段的多信息无绝缘轨道电路区段，在车站适用于非电化和电化区段站内移频电码化发送。ZPW-2000 A 型无绝缘轨道电路发送器在使用中产生 18 种低频信号 8 种载频 (上 下行各四种 ) 的高精度、高稳定的移频信号；供自动闭塞、机车信号和超速防护使用。有足够的输出功率，且能根据需要调节发送电平；能对移频信号特征实现自检，故障时给出报警“ N+1”冗余运用的转换条件。 3.1.2 发送器的原理框图及电路原理简要说明 同一载频编码条件，低频编码条件源，以反码形式分别送入两套微处理器 CPU中，其中 CPU1 产生包括低频控制信号 Fc 的移频信号。移频键控信号 FSK 分别送至CPU1、 CPU2 进行频率检测。检测结果符合规定后，即产生控制输出信号，经“控制与门”使“ FSK”信号送至滤波环节，实现 方波 正弦波变换。功放输出的 FSK 信号送至两 CPU 进行功出电压检测。两 CPU 对 FSK 信号的低频、载频和幅度特征检测符合要求后发送报警继电器励磁，并使经过功放的 FSK 信号输出。当发送输出端短路时，毕业设计 12 经检测使“控制与门”有 10S 的关闭 (装死或休眠保护 )。 图 3-1 通用型发送器原理框图 3.1.3 微处理器、可编程逻辑器件及作用 采用双 CPU、双软件、双套检测电路、闭环检查； CPU 采用 80C196，由它构成移频发生器，控制产生移频信号，它还担负着输出信号检测等功能； FPGA 可编程逻辑器件，由它构成移频 发生器，并行 I/O 扩展接口频率计数器等 8。 3.1.4 低频和载频编码条件的读取 低频和载频编码条件读取时，为了消除配线干扰采用“功率型”电路 ,考虑到“故障一安全” 原则，应将 24 V 直流电源变换成交流，呈动态检测方式，并将外部编码控制电路与处理器等数字电路有效隔离，如图 3-3。 图 3-2 低频编码条件的读取 毕业设计 13 依“编码继电器接点” 接入“编码条件电源” (+24 V)，为消除配线干扰，采用+24 V 电源及电阻 R 构成“功率型电路。考虑故障一安全，电路中设置了读取光耦、控制光耦。由 B 点送入方波信号 ，当 +24 V 编码条件电源构通时，即可从“读取光耦” 受光器一点获得与 B 点相位相同的方波信号，送至处理器，实现编码条件的读取。“控制光耦”与“读取光耦”的设置，实现了对电路元件故障的动态检查。任一光耦的发光源，受光器发生短线或击穿等故障时，“读取光耦” 一点都得不到动态的交流信号。以此实现故障 -安全，电路详细分析略。另外，采用光电耦合 2 S 也实现了外部编码控制电路与处理器数字电路的隔离。对于 18 路低频选择电路，该电路分别设置，共18 个。对于载频电路则接四种频率及 1 、 2 型设置，共 6 个。 3.1.5 移频信号产生 低频、载频编码条件通过并行输入 /输出接口分别送到两个处理器后，首先判断该条件是否有，仅有一路。满足条件后， CPU1 通过查表得到该编码条件所对应的上下边频数值，控制移频发生器，产生相应 FSK 信号。并由 CPU1 进行自检，由 CPU2 进行互检，条件不满足，将由两个处理器构成故障报警 9。为保证“故障一安全” ，CPUl,CPU2 及用于“移频发生器” 的“可编程逻辑器件” 分别采用各自独立的时钟源。经检测后，两处理器各产生一个控制信号，经过“控制与门” ，将 FSK 信号送至方波正弦变换器。 1.5 3.2 接收器 3.2.1 接收器作用 接收器接收端及输出端均按双机并联运用设计，与另一台接收器构成相互热机并联运用系统 (或称 0.5+0.5)，保证接收系统的高可靠运用。 用于对主轨道电路移频信号的解调，并配合与送电端相连接调谐区短小轨道电路的检查条件，动作轨道继电器。 实现对与受电端相连接调谐区短小轨道电路移频信号的解调，给出短小轨道电路执行条件送至相邻轨道电路接收器。 检查轨道电路完好，减少分路死区长度，还用接收门限控制实现对 BA 断线的检查。 3.2.2 接收器工作原理 接收器由本接收“主 机”及另一接收“并机”两部分构成。 毕业设计 14 接收器工作原理如图 3-3 其中主轨道 A/D、小轨道 A/D 为模数转换器，并机输入的模拟信号转换成计算机能处理的数字信号。 CPUl 、 CPU2：是微机系统，完成主机，并机载频判决，信号采样 ,信息判决和输出驱动等功能 10。 安全与门：将两路处理器输出的动态信号变成驱动继电器 (或执行条件 )的直流输出。 载频选择电路：根据要求，利用外部的接点，设定主机 ,并机载频信号，由处理器进行判决，确定接收盒的接收频率。 接收盒根据外部所确定载频条件，送至两处理器，通过各自识别，比较 确认 致，视为正常，不 致时，视为故障并报警。外部送进来的信号，分别经过主机、并机两路模数转换器转换成数字信号。两套处理器对外部四路信号进行单独的运算，判决处理。表明接收信号符合幅度、载频、低频要求时，就输出 3 kHz 的方波，驱动安全与门。安全与门收到两路方波后，就转换成直流电压带动继电器。 如果双处理器的结果不一致，安全与门输出不能构成，且同时报警。电路中增加了安全与门的反馈检查，如果处理器有动态输出，那么安全与门就应该有直流输出，否则就认为安全与门故障，接收盒也报警。如果接收盒收到的信号电压过低，就认 为是列车分路。 图 3-3 接收器工作原理图 毕业设计 15 3.2.3 载频读取 接收器载频读取与发送器的低频载频电路类似，载频通过相应端子接通 24V 电源确定，通过光电耦合器将静态的直流信号转换成动态的交流信号，由双处理器进行识别和处理，并实现外界电路与数字电路的隔离。 3.2.4 微处理器电路 微处理器电路采用双处理器 ,双软件。两套软件硬件对信号单独处理，把结果相互校核，实现故障 -安全。处理器采用数字信号处理器 TMS320C32 。 处理器、数据存储器 (随机存取储存器 )、程序存储器 (EPROM)、译码器、 输出电路、报警电路、辅助电路、上电复位及“看门狗”的电路。 1.6 3.3 衰耗盘 3.3.1 衰耗盘作用 对主轨道电路的接收端输入电平调整。 对小轨道电路正反向的调整。 给出有关发送、接收用电源电压、发送功出电压、轨道输入输出 GJ， XGJ 测试条件。 给出发送、接收故障报警和轨道占用指示灯等。 在“ N+1”冗余运用中实现接收器故障转换时主轨道继电器和小轨道继电器的落下延时。 3.3.2 衰耗盘电路原理说明 衰耗盘内设有衰耗调整电路与工作指示灯及报警电路。衰耗调整电路用于对主轨道电路的接收端输入电 平以及小轨道电路正反向的调整。工作指示灯及报警电路用于给出发送、接收故障报警和轨道占用指示灯等 11。同时在衰耗盘内还设有相应测试端，以便给出有关发送、接收用电源电压、发送功出电压、轨道输入输出 GJ， XGJ测试条件。 (1)轨道输入电路 主轨道信号 V1V2 自 C1C2 变压器 B1 输入， B1 变压器其阻抗约为 36 55 (1700 2600Hz) 稳定接收器输入阻抗，阻抗选择较低，以便抗干扰。变压器 B1 其匝比为116： (1 146)。次级通过变压器抽头连接，可构成 1 146 共 146 级变化，按调整毕业设计 16 表调整接收 电平。 (2)小轨道电路输入电路 根据方向电路变化，接收端将接至不同的两端短小轨道电路。故短小轨道电路的调整按正、反两方向进行。正方向调整用 a11 a23 端子，反方向调整用 C11 C23端子，负载阻抗为 3.3k 。为提高 A/D 模数转换器的采样精度，短小轨道电路信号经过 1： 3 升压变压器 B2 输出至接收器 (如图 3-4)。 图 3-4 ZPW.PS 型衰耗盘调整电路原理图 1.7 3.4 站防雷和电缆模拟网络盘 防雷电缆模拟网络盘设于网络接口柜内或设于无绝缘防雷电缆模拟网络组匣内。 (1)作用：用作对通过传输电 缆引入室内雷电冲击的防护 (横向、纵向 )。通过 0.5、0.5、 1、 2、 2、 2*2km 六节电缆模拟网络，补偿实际 SPT 数字信号电缆，使补偿电缆和实际电缆总距离为 10km，以便于轨道电路的调整和构成改变列车运行方向电路。 (2)站防雷电路原理简要说明 室外电缆会带来雷电冲击信号，为保护模拟网络及室内发送、接收设备，采用横毕业设计 17 向与纵向雷电护。 横向雷电防： 采用 280V 左右防护等级压敏电阻。压敏电阻应具有模块化、阻燃、有劣化指示、可带电插及可靠性较高的特点。 纵向雷电防护： 对于线对地间的纵向雷电信号目前 采用加三极放电管保护，加低转移系数防雷变压器防护和室外加站间贯通地线防护。站防雷和电缆模拟网络原理框图。 (3)电缆模拟网络电路原理简要说明 “电缆模拟网络”可视为室外电缆的一个延续。电原理图 (如图 3-5)。 图 3-5 电缆模拟网络电路原理 毕业设计 18 第 4 章 复线区间自动闭塞系统的设计及说明 1.8 4.1 区间信号设备平面布置图设计 4.1.1 区间信号平面图 区间信号设备平面布置图如图附录 B1 所示。在区间信号设备平面布置图上应标注通过信号机的编号和坐标，每个闭塞分区的长度、载频配置、补偿电容的 容量和数量，相邻车站分割点，反向运行预告标等。 (1)两站间的线路 先根据公里标画出两站信号楼的位置。将武汉方面绘制在图纸左侧。 (2)轨道区段的划分及命名 ZPW 2000A 型无绝缘轨道电路将轨道电路分为主轨道电路和调谐区小轨道电路两部分，并将小轨视为列车运行前方主轨道电路的所属“延续段”。 17297G 的小轨在17317 号信号机内方由 17317G 的接收器予以处理，将处理结果送本轨道电路，作为轨道继电器励磁条件。轨道区段的命名依据所防护的信号机名称： 17297G 的序号是17297 号信号机所防护的闭塞分区，闭 塞分区较长需加设分割点，既由两段轨道电路组成，按运行方向编为 17297AG 和 17297BG。 (3)预告标 双线自动闭塞区间反方向按自动站间闭塞运行，反方向进站信号机前方设置预告标。预告标设置在反向进站信号机外方 900、 1000 及 1100m 处 12。 (4)载频配置 下行区间： 1700、 2300HZ(分 1、 2 型 )，按 1700(1)、 2300(1)、 1700(2)、 2300(2)顺序设置。 上行区间： 2000、 2600HZ(分 1、 2 型 )，按 2000(1)、 2600(1)、 2000(2)、 2600(2)顺序设 置。 区间起始和终止频率应与站内车站正线电码化频率统一，三接近区段应与接车进路不同，发车进路应与一离去区段不同。 (5)补偿电容容量、数量和间距 设计时，根据载频频率、最低道床电阻值轨道电路传输状态的要求确定。 (6)相邻两站区间分割标志及设备管辖范围 两站管辖区自动闭塞设备的管辖范围按闭塞分区整体划分，分割点两侧的设备分毕业设计 19 别由两端车站管辖。此区间的分割点在 17297、 17434 信号机处。 1.9 4.1 区间信号设备平面布置图设计 4.1.1 区间信号平面图 区间电缆径路图 (见附录 B2)包括：没跟电缆长度、芯数 和备用芯数；室外信号设备串接顺序和电缆径路；电缆连接的设备类型。其中： FS发送； JS接收； F1 F为分线电缆盒，数字为电缆盒的顺序编号，设备临近站上行咽喉用偶数，下行咽喉用奇数，从咽喉侧向站外编号。 每个方向干线电缆有三根，分别为发送、接收、站间联系用。 电缆径路的选择根据所属车站信号楼所在的位置，并注意芯线分配原则。 1.10 4.2 室内闭塞设备布置 4.2.1 区间移频柜设备布置 移频柜布置图如图附录 B3 所示。每架的上、下两个闭塞分区的接收构成并机17297BG 闭塞分区的接收与 17320AG 闭塞分区的 接收构成并机。其中端子板 1 供17297BG 闭塞分区使用；端子板 2 供 17320AG 闭塞分区使用。双机并用由工厂生产时完成。每个车站按上下行方向分别设一个区间“ +1”发送器，它们设在站内电码化检测柜中。 4.2.2 区间综合柜设备布置 区间组合架放置电缆模拟网络，并实现室内外设备连接，室外电缆由零层引入 (见附录 B4)。 19 层为站内防雷和电缆模拟网络组匣，每个组匣可放置 4 个闭塞分区的模拟网络单元 (8 个 ZPW.ML)占用 D1D16 块 18 柱端子板，并且这些层由 ZPW.ML 至室外调谐单元连接的室外电缆配线从 D1D8 开始占用，由 ZPW.ML 至室内的配线从 D8D16 开始分配 12。 D17D26 供站间联系电路用。 4.2.3 区间组合排列布置 (1)每个闭塞分区用一个组合。 毕业设计 20 (2)组合类型的选用： (进站信号点红灯，出站点绿灯 )。 1LQ 闭塞分区选用 1LQ 型组合 (X1LQ、 S1LQ)； U 闭塞分区选用 U 型组合； LU 闭塞分区选用 LU 型组合； L 闭塞分区选用 L 型组合； L(F)闭塞分区无站间联系时选用 L(F)型组合； L(JF)闭塞分区有站间联系时选用 L(JF)型组合。 (见附录 B5)。 1.11 4.3 电 路图设计 4.3.1 闭塞分区电路图 闭塞分区电路图 (见附录 B6)主要包括编码电路、系统防雷网络等，其系统原理原理框图如图 (附录 B7)。 17297G 轨道电路的主发送器 1FS 的低频编码条件由 QZJ1、 1GJ1、 LXJ3F1、 ZXJ2F1和 LUXJ2F1 构成。发送报警继电器 FBJ 接于 1FS 的端子 FBJ-1 及 FBJ-2 上。正常情况下， FBJ。正方向运行时， QZJ、 QFJ。经过低频编码条件控制产生的移频信号从 1FS 的端子 S1 引出，经过 FBJ4 QZJ5 QFJ5，再经 17297G 的站防雷与电缆模拟络 ZPW.PMD，到匹配变压器 ZPW.BP 的 L1 端子，并从 V1 端子送至电气绝缘节的调谐单元 BA。回线从 BA 另一端引出，经 ZPW.BP ZPW.PMD QFJ6 17317GGJ4 /DJF1 QZJ6 FBJ1接至 1FS 的 S2 端子上。 若 1FS 出现故障， FBJ ,则 +1FS 被接入电路，以替代发生故障的 1FS。 +1FS 同样由 QZJ1、 1GJ1、 LXJ3F1、 ZXJ2F1 和 LUXJ2F1 构成低频编码条件。与 1FS 不同的是，+1FS 低频编码条件是由 FBJF1接入 +1FS 的。经过低频编码条件控制产生的移频 信号从 +1FS 的。 端子 S1 引出，经过 FBJ6 FBJ4 QZJ5 QFJ5，再经过站防雷与电缆模拟络 ZPW.PMD，到匹配变压器 ZPW.BP 的 L1 端子，并从 V1 端子送至电气绝缘节的调谐单元 BA。回线从 BA 另一端引出，经 ZPW.BP ZPW.PMD QFJ6 17317GGJ4 /DJF1 QZJ6 FBJ3 FBJ5 ,接至 +1FS 的 S2 端子上。 从轨道电路接收端的 BA 两端接收到的信号，经 ZPW.BP ZPW.PMD QFJ QZJ ,送至衰耗盘 SH， SH 由端子 C5、 C7 和 b5、 b7 分 别将主轨道信号和小轨道信号送入1JS 主机部分的端子 ZIN(Z)、 XIN(Z)和 2JS 并机部分的 ZIN(B)、 XIN(B).同时，自17317G JS引来的 XG、 XGH经 QFJF分别接至 1JS主机部分和 2JS并机部分的 XGJ(Z)、XGJH(Z)和 XGJ(B)、 XGJH(B)。 1JS 主机部分和 2JS 并机部分收到 17317GJS 的 XG、 XGH毕业设计 21 和 SH 从 ZIN 送入的本轨道主轨道信号后，对其进行处理，形成对 QGJ 的控制信号。分别由 1JS 主机部分的 G(Z)、 GH(Z)和 2JS 并机部分 G(B)GH(B)送至 SH。同时， 1JS主机部分和 2JS 并机部分将由 SH 送来的 17277G 小轨道信号进行处理，由于与 17277属不同站控制本轨道 XGJ 的动作，再通过站间联系电路，用本区段的 XGJ 的接点作为17277G 的 XGJ 励磁条件，从而将 17277 的小轨道信息间接地传到 17277G.。 若为反向运行，则轨道电路发送端和接收端换位，即原来的发送端变为接收端，而原来的接收端变为发送端。这是由 QZJ 和 QFJ 的第 5、 6、 7、 8 组接点来实现的。此时，由于 17297G 的列车运行方向前方的 17277G 为邻站控制，所以通过 17277G 的XGJ 的第 1、 2 组 接点将 17297G 的小轨道信号间接地传到 17297G 的接收器。 1JS 主机部分和 2JS并机部分分别将从 SH接收的主轨道信号和间接从 17277GJS传来的小轨道继电器执行条件进行处理，形成对 QGJ 动作的控制信号，分别由 1JS 主机部分的 G(Z)、GH(Z)和 2JS 并机部分的 G(B)、 GH(B)送到 SH，从而控制接于 SH端子 a30、 c30 上的QGJ 的动作。同时， 1JS 主机部分和 2JS 并机部分将由 SH 送来的 17317G 小轨道信号进行处理，并将处理结果形成小轨道电路继电器执行条件 (XG、 XGH)送到 17317G 的接收器 。作为其轨道继电器 (QGJ)励磁的必要检查条件 (XGJ、 XGJH)之一。 4.3.2 低频信息码传输列表的设计 ZPW-2000A 发送器发出的低频信息都具有速度的含义。列车速度是分级控制的。连续式机车信号接收设备，接收地面 ZPW-2000A 信息，以提供列车允许行驶的速度值。机车上装有测速设备，可以测出列车实际行驶速度。列车实际行驶速度若比列车允许行驶速度高 7km h 时，则无论在哪个速度等级运行，都将产生紧急制动。 L5 码：准许列车按规定速度运行，表示前方至少 7 个闭塞分区空闲。机车信号机显示一个绿色灯。 L4 码：准许列车按规定速度运行，表示前方至少 6 个闭塞分区空闲。机车信号机显示一个绿色灯。 L3 码：准许列车按规定速度运行，表示运行前方 5 个及以上闭塞分区空闲，机车信号机显示一个绿色灯。 L2 码：准许列车按规定速度运行，表示运行前方 4 个及以上闭塞分区空闲，机车信号机显示一个绿色灯光。 L 码：准许列车按规定速度运行，机车信号机显示一个绿色灯光。 LU 码：准许列车按规定速度注意运行，机车信号机显示一个半绿半黄灯光。 LU2 码：要求列车减速到规定的速度等级越过接近的地面信号机，并预告次一架地面信号机显示一个黄色灯光， 机车信号机显示一个黄色灯光。 毕业设计 22 U 码：要求列车减速到规定的速度等级越过接近的地面信号机，机车信号机显示一个黄色灯光。 表 4-1 主体化机车信号的 14 个低频信息定义 序 号 1 2 3 4 5 6 信 息 名 称 L5 码 L4 码 L3 码 L2 码 L 码 LU 码 LU2 码 U 码 机车信号显示 L 绿 L 绿 L 绿 L 绿 L 绿 LU 绿黄 U 黄 U 黄 频率 Hz 21.3 23.5 10.3 12.5 11.4 13.6 15.8 16.9 地面信号显示 L L L L L L L LU 序号 7 8 9 10 11 12 13 14 信 息 名 称 U2S 码 U2 码 U3 码 UUS 码 UU 码 HB 码 HU 码 H 码 机车信号显示 U2S 黄闪 U2 黄 2 U 黄 UUS 双黄闪 UU 双黄 HUS 红黄闪 HU 红黄 H 红 频 率 Hz 20.2 14.7 22.4 19.1 18.0 24.6 26.8 29.0 地面信号显示 LU 或 U LU 或 U U U U U U H U2S 码：要求列车减速到规定的速度筹级越过接近的地面信号机，并预告次一架地面信号机显示一个黄色闪光和 个黄色灯光，机车信号机显示一个带“ 2”字的黄色闪光灯光。 U2 码：要求列车减速到规定的速度等级越过接近的地面信号机，并预告次一架地面信号机显示两个黄色灯光，机车信号机显示一个带“ 2”字的黄色灯光。 U3 码：要求列车减速到规定的速度等级越过接近的地面信号机，表示接近的地面信号机显示一个黄色灯光，并预告次一架信号机为进站或出站信号机且显示 个红色灯光，机车信号机显示一卟黄色灯光 (仅适用于双红灯防护的自动闭塞区段 )。 UUS 码：要求列车限速运行，表示列车接近的地面信号机开放经 18 号及以上道岔侧向位置进路，且次一 架信号机开放经道岔的直向或 18 号及以上道岔侧向位置进路；或表示列车接近设有分歧道岔线路所的地面信号机开放经 18 号及以上道岔侧向位置进路，机车信号机显示一个双半苹色闪光灯光。 UU 码：要求列车限速运行，表示列车接近的地面信号机开放经道岔侧向位置进路，机车信号机显示一个双半黄色灯光。 HB 码：表示列车接近的进站或接车进路信号机开放引导信号或通过信号机显示毕业设计 23 容许信号，机车信号机显示一个半红半黄色闪光灯光。 HU 码：要求及时采取停车措施，机车信号机显示一个半红半黄色灯光。 H 码：要求立即采取紧急停车措施，机车信号显示 一个红色灯光。 本闭塞分区的编码表见 (附录 B8)。 1.12 4.4 配线图表设计 4.4.1 区间移频柜、组合柜、综合柜零层端子配线表 区间移频柜零层有 10 个 3*18 柱端子板，每块端子板给一个区间信号点使用。这些端子板主要用于区间组合架端子连接、接收主机和并机相连，构成区间信号点编码电路、发码电路、接收电路、报警电路，且各端子固定使用。区间移频柜零层端子配线表见图附录 B8 所示，它是根据区间信号点电路图绘制的，在表中填入区间移频柜各端子引向区间组合架的各端子的端子号 2。 区间组合柜零层有 4 个 4 柱电源端子板， 5 块熔断器、一块 18 柱端子板用于将各种电源引入区间组合柜。配线图如图附录 B9 所示。 区间综合柜零层有 32 个 18 柱端子板，用于区间移频发送、接收的本架组匣侧面端子与室外电缆联系，区间信号机电灯本架组匣侧面端子与室外电缆的联系，站间联系电路本架组匣侧面端子与室外电缆的联系，以及用于室内、外电缆的过路连接 (见附录 B10)。 4.4.2 区间电源屏及室内电源配线图 区间电源屏及室内电源配线图如图附录 B11 所示，它表示区间电源屏与区间移频柜电源零层端子、区间综合柜零层端子、区间组合柜零层端子、配电盘的联系。 毕业设计 24 第 5 章 结论与展望 近几年，我们在学习消化吸收世界高速铁路先进成熟技术的基础上，系统总结了多年来我国客运专线工程技术、科研试验成果，针对高速铁路建设的关键技术问题，又进一步开展了研究、试验、验证、预设计、工程设计咨询，技术装备的自主创新和各系统集成研究攻关。目前，站前技术已经取得全面突破，站后技术引进消化吸收再创新工作已经进入重点突破阶段，初步形成适合中国国情路情的高速铁路自主技术体系。 随着铁路建设的跨越式发展，对机车信号设备显示的准确性和工作的可靠性提出了更高的要求，机车信号正朝着主体化的方向 发展，研制和发展适合我国铁路ZPW-2000 无绝缘轨道电路的机车信号成为了迫切需要。采用数字信号处理 (DSP)技术实现对机车信号波形的谱分析，利用可靠的硬件和软件技术实现机车信号的安全性、实时性和高精度要求。基于 ZPW-2000 无绝缘轨道电路的机车信号的安全性、可靠性、实时性和高精度可以满足我国铁路发展的需要。随着我国铁路的大力发展， ZPW-2000无绝缘轨道电路和主体化机车信号得到大力推广，国产主体机车信号的时代已经到来。 中国高速铁路不可能完全照搬任何一国的高速铁路技术体系，只有立足于自我，坚持博采众长 ，把借鉴、消化、吸收国际上先进、成熟、可靠的技术与研发、试验验证、自主创新相结合，系统集成，才能形成符合我国国情、路情的世界一流高速客运专线技术体系，才能经得起运营的考验，历史的检验。 毕业设计 25 2 致谢 作完了毕业设计，对我来说，面对一张张别人看来微不足道的成就，心中感慨万千。一种无名的冲动促使我写下了这段感谢信，因为我知道，我今天的所谓“成就”是与老师们的支持关心和帮助是密切联系，不可分割的。 首先我必须感谢在这几年里所有帮助和教过我的老师们，感谢你们教我知识，传我文化，使我从无知中走向成熟，善思，并懂得 了一些专业知识，为我以后的道路奠定了良好的基石。 其次，我要特别感谢我的指导老师，正是他一周三次的循循善诱，谆谆教导，使我在课题设计和论文撰写过程中，既得到了知识和能力上的提高，也培养了我勤奋刻苦，努力认真的作风，使我受益匪浅。从一开始接到论文题目到最后系统的实现，再到论文文章的完成，每走一步对我来说都是新的尝试和学习机会，这也是我在函授学习期间完成的最大的一项课题及项目。在这段时间里，我学到了很多知识也有很多感受。同时感谢自动控制教研室的各位老师在我学习、生活中给予我的帮助，关心和照顾。 最后，我要感谢内 江铁路机械学校的全体老师，感谢他们在我专科学习期间对我的培养和教育。谢谢！ 毕业设计 26 参考文献 1 中国铁路通信信号公司 . 铁道信号设计规范 M. 北京 :中国铁道出版社 2 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 M. 北京 :中国铁道出版社 3 赵怀东 ,王改素 . ZPW-2000A 型自动闭塞设备安装与维护 M. 北京 :中国铁道出版社 ,2010 4 董昱 .区间信号与列车运行控制系统 M. 北京 :中国铁道出版社 ,2008 5 张擎 . 电气集中工程设计 指导 M. 北京 :中国铁道出版社 ,1991 6 高继祥 .铁路信号运营基础 M. 北京 :中国铁道出版社 ,1998 7 赵志熙 . 车站信号控制系统 M. 北京 : 中国铁道出版社 ,1993. 12 8 王秉文 . 6502 电气集中工程设计 M. 北京 :中国铁道出版社 ,1997 9 阮振铎 . 铁道信号设计与施工 M. 北京 :中国铁道出版社 10 钟华 . AutoCAD 2004 标准教程 M. 北京 :中国宇航出版社 11 张跃峰 ,陈通 . AutoCAD R14M. 北京 :清华大学 出版社 ,1999 12 齐进宽 . ZPW-2000A 模拟试验电路及常见故障分析 M. 铁道通信信号 ,2005. 13 Online changes of train control system without train stopping J. The academic journal of Tongji University,2005. 14 Lovegrove, Keith. Railroad identity, design and cultureJ.New York, NY.2005. 第 1 章 绪 论 目前为了保证行车安全，加强信号设备管理 .检测信号设备的运用质量和更好的进行科学的故障分析，所以大量的新技术、新设备在铁路信号系统尤其是区间信号系统中得到广泛的应用，使铁路信号设备的技术水平得到了很大的提高 1。 UM71 无绝缘轨道电路是从法国引进的轨道电路制式， UM71 的 U 为通用， M 为调制， 71 为 1971 年研制成功。以 UM71 轨道电路构成的自动闭塞称为 UM71 自动闭塞。 UM71 自动闭塞设备与 TVM300 机车信号及超速防护设备组成的多信息区间列车间隔自动调整系统简称 为 U T 系统。 U T 系统可以在交流电气化区段或非电气毕业设计 27 化区段使用。在我国铁路郑武线、京郑线、广深线、沈山线等线路上使用着 U T 系统 (机车信号有采用 TVM300 的，也有采用其他机车信号和自动停车装置的。 ZPW-2000A 无绝缘移频自动闭塞是在法国 UM71 无绝缘轨道电路技术引进、国产化基础上，结合国情，进行提高系统安全性、系统传输性能及系统可靠性的技术再开发。 ZPW-2000A 无绝缘移频轨道电路充分肯定、保持了 UM71 无绝缘轨道电路整体结构上的优势，并在传输安全性、传输长度、系统可靠性以及结合国情提高技术性能价格比、降低工程造价上，都有了提高，一般表示为 ZPW2000A(UM)。 ZPW-2000A(UM)移频自动闭塞是以移频轨道电路为基础的自动闭塞，它选用频率参数作为控制信息，采用频率调制的方法，把低频信息 (F0)调制到较高频率 (载频 f0)上 2，以形成振幅不变、频率随低频信息的幅度作周期性变化的调制信号。将此信号用两根钢轨作为传输通道来控制通过信号机的显示，达到自动指挥列车运行的目的。 本次设计完成对中继站闭塞分区的工程设计的部分图纸。分别有： (1)区间信号平面图 (2)区间电缆径路图 (3)区间移频柜、综合 柜设备布置图 (4)区间组合柜设备布置图 (5)闭塞分区电路图 (6)闭塞分区原理图 (7)低频信息码传输序列表 (8)移频柜 .组合柜零层端子配线表 (9)区间综合柜零层端子配线图 (10)电源屏间及室内电源电缆配线图，设备主要采用 ZPW-2000A，主要介绍了 ZPW-2000A 的工作原理、设备构成及相关图纸的设计方法 3。 毕业设计 28 第 2 章 ZPW-2000A 无绝缘移频自动闭塞系统的概况 2.1 ZPW-2000A 型无绝缘轨道电路的特点 ZPW-2000A 型无绝缘轨道电路系统 ,采用 1700Hz-2600Hz 载频段、 FSK 制式轨道电路传输特性、主要参数及计算机技术 ,满足机车信号为主体信号的自动闭塞及列车超速防护系统要求。其主要技术特点是 ： 充分肯定、保持 UM71 无绝缘轨道电路的技术特点和优势 ； 解决了调谐区断轨检查 ,实现轨道电路全程电气折断检查 ； 减少了调谐区分路死区 ； 实现对调谐单元断线故障的检查 ；实现对拍频干扰的防护 ； 通过系统参数优化 ,提高了轨道电路传输长度 ； 提高机械绝缘节轨道电路传输长度 ,实现与电气绝缘节轨道电路等长传输 ；轨道电路调整按固定轨道电路长度与允许最小道碴电阻方式进行提高了一般轨道电路系统工作稳定性 ； 采用国产信号数字电缆代替法国 ZC03 电缆 ,减小铜芯线经 ,减少备用芯组 ,加大传输距离 ,提高轨道电路系统技术性能价格比 ； 采用长钢包铜引接线取代 70mm2,铜引接线 ,利于防护和维修 2； 发送、接收设备四种载频频率通用 ,减少电码化器材种类 ,减少运转备用数量 ,既有利于维护 ,又可降低工程造价 ； 发送、接收设备均有比较完善的检测功能 ,发送器可以实现 “ N+1” 冗余 ,接收器可以实现双机互为冗余。 2.2 ZPW-2000A 型无绝缘轨道电路系统构成 ZPW-2000A 型无绝缘轨道电路系统 ,采用电气绝缘节来实现相邻 轨道电路区段的隔离。电气绝缘节长度改进为 29m,电气绝缘节由空芯线圈、 29m 长轨和调谐单元构成。调谐区对于本区段频率信号显示呈现零阻抗 ,可靠地短路相邻区段信号 ,防止越区传输 ,从而实现相邻区段信号的电气绝缘。在调谐区内增加小轨道电路 ,同时实现了全程断轨检测 4。 ZPW-2000A 型无绝缘轨道电路分为主轨道电路和调谐区内的小轨道电路两个部分 ,并将小轨道电路视为列车运行前方主轨道电路的所属 “ 延续段 ” 。小轨道电路的发毕业设计 29 送器由编码条件控制产生表示不同含义的低频调制的移频信号 ,该信号经电缆通道传给匹配变压器及调谐单 元 ,由于钢轨是无绝缘的 ,该信号既向主轨道传送 ,又向调谐区内的小轨道传送 ,主轨道信号经钢轨送到轨道电路受电端 ,然后经调谐单元、匹配变压器、电缆通道 ,把信号传到本区段接收器。调谐区小轨道信号由运行前方相邻轨道电路接收器处理 ,并将处理结果形成小轨道电路继电器执行条件送至本区段接收器 ,本区段接收器同时接收到主轨道移频信号及小轨道电路继电器执行条件 ,判断无误后驱动轨道电路继电器吸起 ,由此来判断区段的空闲与占用状况。 ZPW-2000A 型无绝缘轨道电路由室内、室外及系统防雷三部分组成 5。 2.2.1 室外部分 (1)调谐区 按 29m设计，调谐区包括调谐单元和空芯线圈，实现两相邻轨道电路电气隔绝。 (2)机械绝缘节 由 “ 机械绝缘节空芯线圈 ” 与调谐单元并接而成，其节特性与电气绝缘节相同。 (3)匹配变压器 一般条件下，按 0.251.0km道碴电阻设计，实现轨道电路与 SPT 传输电缆的匹配连接。 (4)补偿电容 根据通道参数兼顾低道碴电阻道床传输，考虑容量，使传输通道趋于阻性，保证轨道电路良好传输性能。 (5)传输电缆 SPT 型铁路信号数字电缆， 1.0mm，一般条件下，电缆长度按 10km 考虑。根据工程需要，传输电缆 长度可按 12.5km、 15km考虑。 (6)调谐区设备引接线 采用 3600 mm、 1600mm 钢包铜引接线构成。用于 BA、 SVA、 SVA 等设备与钢轨间的连接。 2.2.2 室内部分 (1)发送器 用于产生高稳定高精度的移频信号源，采用微电子器件构成。 (2)接收器 ZPW-2000A 型无绝缘轨道电路将轨道电路分为主轨道电路和调谐区短小轨道电路两部分，并将短小轨道电路视为列车运行前方主轨道电路的所属 “ 延续段 ” 。 毕业设计 30 (3)防雷系统 防雷系统由两部分构成：室外防雷、室内防雷。室外横向防雷设在匹配变压器内，为压 敏电阻。纵向防雷设在空心线圈处，通过中心抽头接地。室内防雷采用纵向与横向雷电防护。防雷设备设在电缆模拟网络盒内，纵向为低转移系数的防雷变压器，横向为带劣化显示的压敏电阻。 2.3 ZPW-2000A 型无绝缘轨道电路系统主要技术条件 2.3.1 发送器 低频频率： 10.3+n 1.1Hz， n=017 即 10.3Hz、 11.4Hz、 12.5Hz、 13.6 Hz、 14.7 Hz、 15.8 Hz、 16.9 Hz、 18 Hz、 19.1 Hz、 20.2 Hz、 21.3 Hz、 22.4 Hz、 23.5 Hz、 24.6 Hz、 25.7 Hz、 26.8 Hz、 27.9 Hz、 29 Hz。 载频频率：见表 2-1。 表 2-1 载频频率 下行： 1700-1 1701.4 Hz 上行： 2000-1 2001.4 Hz 1700-2 1698.7 Hz 2000-2 1998.7 Hz 2300-1 2301.4 Hz 2600-1 2601.4 Hz 2300-2 2298.7 Hz 2600-2 2598.7 Hz 频偏： 11 Hz。 输出功率： 70W(400 负载 )。 2.3.2 接收器 轨道电路调整状态下：主轨道接收电压不小于 240mv；主轨道继电器电压不小于 20V(1700 负载，无并机接入状态下 )；小轨道接收电压不小于 42mv；小轨道继电器或执行条件电压不小于 20V(1700 负载，无并机接入状态下 )。 2.3.3 直流电源电压范围 直流电源电压范围： 23.5V24.5V。 设备耗电情况：发送器在正常工作时负载为 400 ，功出为 1 电平的情况下，耗电为5.55A；当功出短路时耗电小于 10.5A；接收器正常工作时耗电小于 500mA。 2.3.4 轨道电路 分路灵敏度为 0.15 ，分路残压小于等于 140mA(带内 )。 传输长度见 2-2。 毕业设计 31 表 2-2 轨道电路传输长度 Rd * Km 载频（ HZ） 1.0 0.6 0.5 0.4 0.3 1700 1500 824 674 574 424 2000 1500 824 674 574 424 2300 1500 824 624 524 424 2600 1460 774 624 524 424 毕业设计 32 第 3 章 系统组成及原理 ZPW-2000A 型无绝缘轨道电路分为主轨道电路和调谐区小轨道电路两部分，小轨道电路视为列车运行前方主轨道电路的所属 “ 延续段 ” 。主轨道电路的发送器由编码条件控制产生表示不同含义的低频调制的移频信号，该信号经电缆通道 (实际电缆和模拟电缆 ） 传给匹配变压器及调谐单元，因为钢轨是无绝缘的，该信号既向主轨道传送，也向调谐区小轨道传送，主轨道信号经钢轨送到轨道电路受电端，然后经室外设备调谐单元、匹配变压器、电缆通道，进入室内设备将信号传至本区段接收器。调谐区小轨道信号由运行前方相邻轨道电路接收器处理， 并将处理结果形成小轨道电路继电器执行条件 (XGJ XGJH)送至本区段接收器，本区段接收器同时接收道主轨道移频信号及小轨道电路继电器执行条件，判决无误后驱动轨道电路继电器 GJ 吸起，并由此来判断区段的空闲与占用情况。该系统 “ 电气 电气 ” 和 “ 电气 机械 ” 两种绝缘节结构电气性能相同 7。 3.1 发送器 3.1.1 发送器的作用 ZPW-2000 A 型无绝缘轨道电路发送器，在区间适用于非电化和电化区段的多信息无绝缘轨道电路区段，在车站适用于非电化和电化区段站内移频电码化发送。ZPW-2000 A 型无绝缘 轨道电路发送器在使用中产生 18 种低频信号 8 种载频 (上下行各四种 ) 的高精度、高稳定的移频信号；供自动闭塞、机车信号和超速防护使用。有足够的输出功率，且能根据需要调节发送电平；能对移频信号特征实现自检，故障时给出报警 “ N+1” 冗余运用的转换条件。 3.1.2 发送器的原理框图及电路原理简要说明 同一载频编码条件，低频编码条件源，以反码形式分别送入两套微处理器 CPU中，其中 CPU1 产生包括低频控制信号 Fc 的移频信号。移频键控信号 FSK 分别送至CPU1、 CPU2 进行频率检测。检测结果符合规定后，即产生控制输出 信号，经 “ 控制与门 ” 使 “ FSK” 信号送至滤波环节，实现方波 正弦波变换。功放输出的 FSK信号送至两 CPU 进行功出电压检测。两 CPU 对 FSK 信号的低频、载频和幅度特征检测符合要求后发送报警继电器励磁，并使经过功放的 FSK 信号输出。当发送输出毕业设计 33 端短路时，经检测使 “ 控制与门 ” 有 10S 的关闭 (装死或休眠保护 )。 图 3-1 通用型发送器原理框图 3.1.3 微处理器、可编程逻辑器件及作用 采用双 CPU、双软件、双套检测电路、闭环检查； CPU 采用 80C196，由它构成移频发生器，控制产生移频信号，它还担负着输 出信号检测等功能； FPGA 可编程逻辑器件，由它构成移频发生器，并行 I/O 扩展接口频率计数器等 8。 3.1.4 低频和载频编码条件的读取 低频和载频编码条件读取时，为了消除配线干扰采用 “ 功率型 ” 电路 ,考虑到 “ 故障一安全 ” 原则，应将 24 V 直流电源变换成交流，呈动态检测方式，并将外部编码控制电路与处理器等数字电路有效隔离，如图 3-3。 图 3-2 低频编码条件的读取 毕业设计 34 依 “ 编码继电器接点 ” 接入 “ 编码条件电源 ” (+24 V)，为消除配线干扰，采用+24 V 电源及电阻 R 构成 “ 功率型电路。考虑故障一安全 ，电路中设置了读取光耦、控制光耦。由 B 点送入方波信号，当 +24 V 编码条件电源构通时，即可从 “ 读取光耦 ” 受光器一点获得与 B 点相位相同的方波信号，送至处理器，实现编码条件的读取。 “ 控制光耦 ” 与 “ 读取光耦 ” 的设置，实现了对电路元件故障的动态检查。任一光耦的发光源，受光器发生短线或击穿等故障时， “ 读取光耦 ” 一点都得不到动态的交流信号。以此实现故障 -安全，电路详细分析略。另外，采用光电耦合 2 S 也实现了外部编码控制电路与处理器数字电路的隔离。对于 18 路低频选择电路，该电路分别设置，共 18 个。对于载频电路 则接四种频率及 1 、 2 型设置，共 6 个。 3.1.5 移频信号产生 低频、载频编码条件通过并行输入 /输出接口分别送到两个处理器后，首先判断该条件是否有，仅有一路。满足条件后， CPU1 通过查表得到该编码条件所对应的上下边频数值，控制移频发生器，产生相应 FSK 信号。并由 CPU1 进行自检，由 CPU2 进行互检，条件不满足，将由两个处理器构成故障报警 9。为保证 “ 故障一安全 ” ，CPUl,CPU2 及用于 “ 移频发生器 ” 的 “ 可编程逻辑器件 ” 分别采用各自独立的时钟源。经检测后，两处理器各产生一个控制信号， 经过 “ 控制与门 ” ，将 FSK 信号送至方波正弦变换器。 3.2 接收器 3.2.1 接收器作用 接收器接收端及输出端均按双机并联运用设计，与另一台接收器构成相互热机并联运用系统 (或称 0.5+0.5)，保证接收系统的高可靠运用。 用于对主轨道电路移频信号的解调，并配合与送电端相连接调谐区短小轨道电路的检查条件，动作轨道继电器。 实现对与受电端相连接调谐区短小轨道电路移频信号的解调，给出短小轨道电路执行条件送至相邻轨道电路接收器。 检查轨道电路完好，减少分路死区长度，还用接收门限控制实现对 BA 断线的检查。 3.2.2 接收器工作原理 接收器由本接收“主机”及另一接收“并机”两部分构成。 毕业设计 35 接收器工作原理如图 3-3 其中主轨道 A/D、小轨道 A/D 为模数转换器，并机输入的模拟信号转换成计算机能处理的数字信号。 CPUl 、 CPU2：是微机系统，完成主机，并机载频判决，信号采样 ,信息判决和输出驱动等功能 10。 安全与门：将两路处理器输出的动态信号变成驱动继电器 (或执行条件 )的直流输出。 载频选择电路：根据要求，利用外部的接点，设定主机 ,并机载频信号，由处理器进行判决，确定接收盒的接收频率。 接收盒根 据外部所确定载频条件，送至两处理器，通过各自识别 ， 比较确认 致，视为正常，不 致时，视为故障并报警。外部送进来的信号，分别经过主机、并机两路模数转换器转换成数字信号。两套处理器对外部四路信号进行单独的运算，判决处理。表明接收信号符合幅度、载频、低频要求时，就输出 3 kHz 的方波，驱动安全与门。安全与门收到两路方波后，就转换成直流电压带动继电器。 如果双处理器的结果不一致，安全与门输出不能构成，且同时报警。电路中增加了安全与门的反馈检查，如果处理器有动态输出，那么安全与门就应该有直流输出，否则就认为安全与门 故障，接收盒也报警。如果接收盒收到的信号电压过低，就认为是列车分路。 图 3-3 接收器工作原理图 毕业设计 36 3.2.3 载频读取 接收器载频读取与发送器的低频载频电路类似，载频通过相应端子接通 24V 电源确定，通过光电耦合器将静态的直流信号转换成动态的交流信号，由双处理器进行识别和处理，并实现外界电路与数字电路的隔离。 3.2.4 微处理器电路 微处理器电路采用双处理器 ,双软件。两套软件硬件对信号单独处理，把结果相互校核，实现故障 -安全。处理器采用数字信号处理器 TMS320C32 。 处理器、数据存储器 (随机存取储存器 )、程序存储器 (EPROM)、译码器、输出电路、报警电路、辅助电路、上电复位及“看门狗”的电路。 3.3 衰耗盘 3.3.1 衰耗盘作用 对主轨道电路的接收端输入电平调整。 对小轨道电路正反向的调整。 给出有关发送、接收用电源电压、发送功出电压、轨道输入输出 GJ， XGJ 测试条件。 给出发送、接收故障报警和轨道占用指示灯等。 在 “ N+1” 冗余运用中实现接收器故障转换时主轨道继电器和小轨道继电器的落下延时。 3.3.2 衰耗盘电路原理说明 衰耗盘内设有衰耗调整电路与工作指示灯 及报警电路。衰耗调整电路用于对主轨道电路的接收端输入电平以及小轨道电路正反向的调整。工作指示灯及报警电路用于给出发送、接收故障报警和轨道占用指示灯等 11。同时在衰耗盘内还设有相应测试端，以便给出有关发送、接收用电源电压、发送功出电压、轨道输入输出 GJ， XGJ 测试条件。 (1)轨道输入电路 主轨道信号 V1V2 自 C1C2 变压器 B1 输入， B1 变压器其阻抗约为 36 55 (1700 2600Hz) 稳定接收器输入阻抗，阻抗选择较低，以便抗干扰。变压器 B1 其匝比为 116： (1 146)。次级通过变压器抽头连 接，可构成 1 146 共 146 级变化，按毕业设计 37 调整表调整接收电平。 (2)小轨道电路输入电路 根据方向电路变化，接收端将接至不同的两端短小轨道电路。故短小轨道电路的调整按正、反两方向进行。正方向调整用 a11 a23 端子，反方向调整用 C11 C23端子，负载阻抗为 3.3k 。为提高 A/D 模数转换器的采样精度，短小轨道电路信号经过 1： 3 升压变压器 B2 输出至接收器 (如图 3-4)。 图 3-4 ZPW.PS 型衰耗盘调整电路原理图 3.4 站防雷和电缆模拟网络盘 防雷电缆模拟网络盘设于网络接口柜内或设于无绝缘防 雷电缆模拟网络组匣内。 (1)作用：用作对通过传输电缆引入室内雷电冲击的防护 (横向、纵向 )。通过 0.5、0.5、 1、 2、 2、 2*2km六节电缆模拟网络，补偿实际 SPT 数字信号电缆，使补偿电缆和实际电缆总距离为 10km，以便于轨道电路的调整和构成改变列车运行方向电路。 (2)站防雷电路原理简要说明 室外电缆会带来雷电冲击信号，为保护模拟网络及室内发送、接收设备，采用横毕业设计 38 向与纵向雷电护。 横向雷电防： 采用 280V 左右防护等级压敏电阻。压敏电阻应具有模块化、阻燃、有劣化指示、可带电插及可靠性较高的特点 。 纵向雷电防护： 对于线对地间的纵向雷电信号目前采用加三极放电管保护，加低转移系数防雷变压器防护和室外加站间贯通地线防护。站防雷和电缆模拟网络原理框图 。 (3)电缆模拟网络电路原理简要说明 “ 电缆模拟网络 ” 可视为室外电缆的一个延续。电原理图 (如图 3-5)。 图 3-5 电缆模拟网络电路原理 毕业设计 39 第 4 章 复线区间自动闭塞系统的设计及说明 4.1 区间信号设备平面布置图设计 4.1.1 区间信号平面图 区间信号设备平面布置图如图附录 B1 所示。在区间信号设备平面布置图上应标注通过信号机 的编号和坐标，每个闭塞分区的长度、载频配置、补偿电容的容量和数量，相邻车站分割点，反向运行预告标等。 (1)两站间的线路 先根据公里标画出两站信号楼的位置。将武汉方面绘制在图纸左侧。 (2)轨道区段的划分及命名 ZPW 2000A 型无绝缘轨道电路将轨道电路分为主轨道电路和调谐区小轨道电路两部分，并将小轨视为列车运行前方主轨道电路的所属 “ 延续段 ” 。 17297G 的小轨在 17317 号信号机内方由 17317G 的接收器予以处理，将处理结果送本轨道电路，作为轨道继电器励磁条件。轨道区段的命名依据所防护的信号机名称： 17297G 的序号是 17297 号信号机所防护的闭塞分区，闭塞分区较长需加设分割点，既由两段轨道电路组成，按运行方向编为 17297AG 和 17297BG。 (3)预告标 双线自动闭塞区间反方向按自动站间闭塞运行，反方向进站信号机前方设置预告标。预告标设置在反向进站信号机外方 900、 1000 及 1100m处 12。 (4)载频配置 下行区间： 1700、 2300HZ(分 1、 2 型 )，按 1700(1)、 2300(1)、 1700(2)、 2300(2)顺序设置。 上行区间： 2000、 2600HZ(分 1、 2 型 )，按 2000(1)、 2600(1)、 2000(2)、 2600(2)顺序设置。 区间起始和终止频率应与站内车站正线电码化频率统一，三接近区段应与接车进路不同，发车进路应与一离去区段不同。 (5)补偿电容容量、数量和间距 设计时，根据载频频率、最低道床电阻值轨道电路传输状态的要求确定。 (6)相邻两站区间分割标志及设备管辖范围 两站管辖区自动闭塞设备的管辖范围按闭塞分区整体划分，分割点两侧的设备分毕业设计 40 别由两端车站管辖。此区间的分割点在 17297、 17434 信号机处。 4.1.2 区间电缆径路图 区间电缆径路图 (见附录 B2)包括：没 跟电缆长度、芯数和备用芯数；室外信号设备串接顺序和电缆径路；电缆连接的设备类型。其中： FS 发送； JS 接收； F 1 F为分线电缆盒，数字为电缆盒的顺序编号，设备临近站上行咽喉用偶数，下行咽喉用奇数，从咽喉侧向站外编号。 每个方向干线电缆有三根，分别为发送、接收、站间联系用。 电缆径路的选择根据所属车站信号楼所在的位置，并注意芯线分配原则。 4.2 室内闭塞设备布置 4.2.1 区间移频柜设备布置 移频柜布置图如图附录 B3 所示。每架的上、下两个闭塞分区的接收构成并机17297BG 闭塞分区的接收与 17320AG 闭塞分区的接收构成并机。其中端子板 1 供17297BG 闭塞分区使用；端子板 2 供 17320AG 闭塞分区使用。双机并用由工厂生产时完成。每个车站按上下行方向分别设一个区间 “ +1” 发送器，它们设在站内电码化检测柜中。 4.2.2 区间综合柜设备布置 区间组合架放置电缆模拟网络，并实现室内外设备连接，室外电缆由零层引入 (见附录 B4)。 19 层为站内防雷和电缆模拟网络组匣，每个组匣可放置 4 个闭塞分区的模拟网络单元 (8 个 ZPW.ML)占用 D1D16 块 18 柱端子板，并且这些层由 ZPW.ML 至室外调谐单元连接的室 外电缆配线从 D1D8 开始占用，由 ZPW.ML 至室内的配线从D8D16 开始分配 12。 D17D26 供站间联系电路用。 4.2.3 区间组合排列布置 (1)每个闭塞分区用一个组合。 (2)组合类型的选用： (进站信号点红灯，出站点绿灯 )。 1LQ 闭塞分区选用 1LQ 型组合 (X1LQ、 S1LQ)； 毕业设计 41 U 闭塞分区选用 U 型组合； LU 闭塞分区选用 LU 型组合； L 闭塞分区选用 L 型组合； L(F)闭塞分区无站间联系时选用 L(F)型组合； L(JF)闭塞分区有站间联系时选用 L(JF)型组合。 (见附录 B5)。 4.3 电路图设计 4.3.1 闭塞分区电路图 闭塞分区电路图 (见附录 B6)主要包括编码电路、系统防雷网络等，其系统原理原理框图如图 (附录 B7)。 17297G 轨道电路的主发送器 1FS 的低频编码条件由 QZJ1、 1GJ1、 LXJ3F1、ZXJ2F1 和 LUXJ2F1 构成。发送报警继电器 FBJ 接于 1FS 的端子 FBJ-1 及 FBJ-2 上。正常情况下， FBJ 。正方向运行时， QZJ 、 QFJ 。经过低频编码条件控制产生的移频信号从 1FS 的端子 S1 引出，经过 FBJ4 QZJ5 QFJ5 ，再经 17297G 的站 防雷与电缆模拟络 ZPW.PMD，到匹配变压器 ZPW.BP 的 L1 端子，并从 V1 端子送至电气绝缘节的调谐单元 BA。回线从 BA 另一端引出，经 ZPW.BP ZPW.PMD QFJ6 17317GGJ4 /DJF1 QZJ6 FBJ1 接至 1FS 的 S2 端子上。 若 1FS 出现故障， FBJ ,则 +1FS 被接入电路，以替代发生故障的 1FS。 +1FS 同样由 QZJ1、 1GJ1、 LXJ3F1、 ZXJ2F1 和 LUXJ2F1 构成低频编码条件。与 1FS 不同的是， +1FS 低频编码条件是由 FBJF1 接入 +1FS 的。经过低频编码条 件控制产生的移频信号从 +1FS 的。 端子 S1 引出，经过 FBJ6 FBJ4 QZJ5 QFJ5 ，再经过站防雷与电缆模拟络 ZPW.PMD，到匹配变压器 ZPW.BP 的 L1 端子，并从 V1 端子送至电气绝缘节的调谐单元 BA。回线从 BA 另一端引出，经 ZPW.BP ZPW.PMD QFJ617317GGJ4 /DJF1 QZJ6 FBJ3 FBJ5 ,接至 +1FS 的 S2 端子上。 从轨道电路接收端的 BA 两端接收到的信号，经 ZPW.BP ZPW.PMD QFJQZJ ,送至衰耗盘 SH， SH 由端子 C5、 C7 和 b5、 b7 分别将主轨道信号和小轨道信号送入 1JS 主机部分的端子 ZIN(Z)、 XIN(Z)和 2JS 并机部分的 ZIN(B)、 XIN(B).同时，自 17317G JS 引来的 XG、 XGH 经 QFJF 分别接至 1JS 主机部分和 2JS 并机部分的XGJ(Z)、 XGJH(Z)和 XGJ(B)、 XGJH(B)。 1JS 主机部分和 2JS 并机部分收到 17317GJS的 XG、 XGH 和 SH 从 ZIN 送入的本轨道主轨道信号后，对其进行处理，形成对 QGJ的控制信号。分别由 1JS 主机部分的 G(Z)、 GH(Z)和 2JS 并机部分 G(B)GH(B)送至毕业设计 42 SH。同时， 1JS 主机部分和 2JS 并机部分将由 SH 送来的 17277G 小轨道信号进行处理，由于与 17277 属不同站控制本轨道 XGJ 的动作，再通过站间联系电路，用本区段的 XGJ 的接点作为 17277G 的 XGJ 励磁条件，从而将 17277 的小轨道信息间接地传到 17277G.。 若为反向运行，则轨道电路发送端和接收端换位，即原来的发送端变为接收端，而原来的接收端变为发送端。这是由 QZJ 和 QFJ 的第 5、 6、 7、 8 组接点来实现的。此时，由于 17297G 的列车运行方向前方的 17277G 为邻站控制，所以通过 17277G的 XGJ 的第 1、 2 组接点将 17297G 的小轨道信号间接地传到 17297G 的接收器。 1JS主机部分和 2JS 并机部分分别将从 SH 接收的主轨道信号和间接从 17277GJS 传来的小轨道继电器执行条件进行处理，形成对 QGJ 动作的控制信号，分别由 1JS 主机部分的 G(Z)、 GH(Z)和 2JS 并机部分的 G(B)、 GH(B)送到 SH，从而控制接于 SH 端子a30、 c30 上的 QGJ 的动作。同时， 1JS 主机部分和 2JS 并机部分将由 SH 送来的 17317G小轨道信号进行处理，并将处理结果形成小轨道电路继电器执行条件 (XG、 XGH)送到 17317G 的接收器。作为其轨道继电器 (QGJ)励磁的必要检查条件 (XGJ、 XGJH)之一。 4.3.2 低频信息码传输列表的设计 ZPW-2000A 发送器发出的低频信息都具有速度的含义。列车速度是分级控制的。连续式机车信号接收设备，接收地面 ZPW-2000A 信息，以提供列车允许行驶的速度值。机车上装有测速设备，可以测出列车实际行驶速度。列车实际行驶速度若比列车允许行驶速度高 7km h 时，则无论在哪个速度等级运行，都将产生紧急制动。 L5 码：准许列车按规定速度运行，表示前方至少 7 个闭塞分区空闲。机车信号机显示 一个绿色灯。 L4 码：准许列车按规定速度运行，表示前方至少 6 个闭塞分区空闲。机车信号机显示一个绿色灯。 L3 码：准许列车按规定速度运行，表示运行前方 5 个及以上闭塞分区空闲，机车信号机显示一个绿色灯。 L2 码：准许列车按规定速度运行，表示运行前方 4 个及以上闭塞分区空闲，机车信号机显示一个绿色灯光。 L 码：准许列车按规定速度运行，机车信号机显示一个绿色灯光。 LU 码：准许列车按规定速度注意运行，机车信号机显示一个半绿半黄灯光。 LU2 码：要求列车减速到规定的速度等级越过接近的地面信号机，并预告次一架地面信号机显 示一个黄色灯光，机车信号机显示一个黄色灯光。 毕业设计 43 U 码：要求列车减速到规定的速度等级越过接近的地面信号机，机车信号机显示一个黄色灯光。 表 4-1 主体化机车信号的 14 个低频信息定义 序 号 1 2 3 4 5 6 信 息 名 称 L5 码 L4 码 L3 码 L2 码 L 码 LU 码 LU2 码 U 码 机车信号显示 L 绿 L 绿 L 绿 L 绿 L 绿 LU 绿黄 U 黄 U 黄 频率 Hz 21.3 23.5 10.3 12.5 11.4 13.6 15.8 16.9 地面信号显示 L L L L L L L LU 序号 7 8 9 10 11 12 13 14 信 息 名 称 U2S 码 U2 码 U3 码 UUS 码 UU 码 HB 码 HU 码 H 码 机车信号显示 U2S 黄闪 U2 黄 2 U 黄 UUS 双黄闪 UU 双黄 HUS 红黄闪 HU 红黄 H 红 频 率 Hz 20.2 14.7 22.4 19.1 18.0 24.6 26.8 29.0 地面信号显示 LU 或U LU 或U U U U U U H U2S 码：要求列车减速到规定的速度筹级越过接近的地面信号机，并预告次一架地面信号机显示一 个黄色闪光和 个黄色灯光，机车信号机显示一个带 “ 2” 字的黄色闪光灯光。 U2 码：要求列车减速到规定的速度等级越过接近的地面信号机，并预告次一架地面信号机显示两个黄色灯光，机车信号机显示一个带 “ 2” 字的黄色灯光。 U3 码：要求列车减速到规定的速度等级越过接近的地面信号机，表示接近的地面信号机显示一个黄色灯光，并预告次一架信号机为进站或出站信号机且显示 个红色灯光，机车信号机显示一卟黄色灯光 (仅适用于双红灯防护的自动闭塞区段 )。 UUS 码：要求列车限速运行，表示列车接近的地面信号机开放经 18 号及以上道岔侧向 位置进路，且次一架信号机开放经道岔的直向或 18 号及以上道岔侧向位置进路；或表示列车接近设有分歧道岔线路所的地面信号机开放经 18 号及以上道岔侧向位置进路，机车信号机显示一个双半苹色闪光灯光。 UU 码：要求列车限速运行，表示列车接近的地面信号机开放经道岔侧向位置进毕业设计 44 路，机车信号机显示一个双半黄色灯光。 HB 码：表示列车接近的进站或接车进路信号机开放引导信号或通过信号机显示容许信号，机车信号机显示一个半红半黄色闪光灯光。 HU 码：要求及时采取停车措施，机车信号机显示一个半红半黄色灯光。 H 码：要求立即采取紧急停车措 施，机车信号显示一个红色灯光。 本闭塞分区的编码表见 (附录 B8)。 4.4 配线图表设计 4.4.1 区间移频柜、组合柜、综合柜零层端子配线表 区间移频柜零层有 10 个 3*18 柱端子板，每块端子板给一个区间信号点使用。这些端子板主要用于区间组合架端子连接、接收主机和并机相连，构成区间信号点编码电路、发码电路、接收电路、报警电路，且各端子固定使用。区间移频柜零层端子配线表见图附录 B8 所示，它是根据区间信号点电路图绘制的，在表中填入区间移频柜各端子引向区间组合架的各端子的端子号 2。 区间组合柜零层有 4 个 4 柱电源端子板， 5 块熔断器、一块 18 柱端子板用于将各种电源引入区间组合柜。配线图如图附录 B9 所示。 区间综合柜零层有 32 个 18 柱端子板，用于区间移频发送、接收的本架组匣侧面端子与室外电缆联系，区间信号机电灯本架组匣侧面端子与室外电缆的联系，站间联系电路本架组匣侧面端子与室外电缆的联系，以及用于室内、外电缆的过路连接 (见附录 B10)。 4.4.2 区间电源屏及室内电源配线图 区间电源屏及室内电源配线图如图附录 B11 所示，它表示区间电源屏与区间移频柜电源零层端子、区间综合柜零层端子、区间组合柜零层端子、配电盘的 联系。 毕业设计 45 第 5 章 结论与展望 近几年，我们在学习消化吸收世界高速铁路先进成熟技术的基础上，系统总结了多年来我国客运专线工程技术、科研试验成果，针对高速铁路建设的关键技术问题，又进一步开展了研究、试验、验证、预设计、工程设计咨询，技术装备的自主创新和各系统集成研究攻关。目前，站前技术已经取得全面突破，站后技术引进消化吸收再创新工作已经进入重点突破阶段，初步形成适合中国国情路情的高速铁路自主技术体系。 随着铁路建设的跨越式发展，对机车信号设备显示的准确性和工作的可靠性提出了更高的要求，机车信号正 朝着主体化的方向发展，研制和发展适合我国铁路ZPW-2000 无绝缘轨道电路的机车信号成为了迫切需要。采用数字信号处理 (DSP)技术实现对机车信号波形的谱分析，利用可靠的硬件和软件技术实现机车信号的安全性、实时性和高精度要求。基于 ZPW-2000 无绝缘轨道电路的机车信号的安全性、可靠性、实时性和高精度可以满足我国铁路发展的需要。随着我国铁路的大力发展，ZPW-2000 无绝缘轨道电路和主体化机车信号得到大力推广，国产主体机车信号的时代已经到来。 中国高速铁路不可能完全照搬任何一国的高速铁路技术体系，只有立足于自 我，坚持博采众长，把借鉴、消化、吸收国际上先进、成熟、可靠的技术与研发、试验验证、自主创新相结合，系统集成，才能形成符合我国国情、路情的世界一流高速客运专线技术体系，才能经得起运营的考验，历史的检验。 毕业设计 46 参考文献 1 中国铁路通信信号公司 . 铁道信号设计规范 M. 北京 :中国铁道出版社 2 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 M. 北京 :中国铁道出版社 3 赵怀东 ,王改素 . ZPW-2000A 型自动闭塞设备安装与维护 M. 北京 :中国 铁道出版社 ,2010 4 董昱 .区间信号与列车运行控制系统 M. 北京 :中国铁道出版社 ,2008 5 张擎 . 电气集中工程设计指导 M. 北京 :中国铁道出版社 ,1991 6 高继祥 .铁路信号运营基础 M. 北京 :中国铁道出版社 ,1998 7 赵志熙 . 车站信号控制系统 M. 北京 : 中国铁道出版社 ,1993. 12 8 王秉文 . 6502 电气集中工程设计 M. 北京 :中国铁道出版社 ,1997 9 阮振铎 . 铁道信号设计与施工 M. 北京 :中国铁道出版社 10 钟华 . AutoCAD 2004 标准教程 M. 北京 :中国宇航出版社 11 张跃峰 ,陈通 . AutoCAD R14M. 北京 :清华大学出版社 ,1999 12 齐进宽 . ZPW-2000A 模拟试验电路及常见故障分析 M. 铁道通信信号 ,2005. 13 Online changes of train control system without train stopping J. The academic journal of Tongji University,2005. 14 Lovegrove, Keith. Railroad identity, design and cultureJ.New York, NY.2005. 毕业设计 47 毕业设计 48 致 谢 致谢衷心感谢我的导师崔跃华讲师。本文的设计工作是在崔跃华老师的悉心指导下完成的，从设计的选题、设计方法的制定、相关设备的选择到图纸的绘制，各个方面都离不开崔跃华老师热情耐心的帮助和教导。 崔 老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从查阅资料 到 设计 方 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 漏洞较多 ，但是 崔 老师仍然细心地纠正图纸中的错误。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。 另外，感谢给予我这样一次机会，去完成一个课题的设计，并在这个过程当中，给予我们各种方便，使我们在即将离校的最后一段时间里，能够更多学习一些实践应用知识，增强了我们实践操作和动手应用能力，提高了独立思考的能力。再一次对我的母校表示感谢。 在 论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助 ，在这里请接受我诚挚的谢意！ 毕业设计 49 附 录 附录 A 外 文 Technology Features Reasearch of Japanese Railway Signal System This paper begins with the developing history and technical classification of railway transportation, introduces the railway control system used in Japan, 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 signal of go or stop by gestures. But people would make some mistakes which caused accidents. Signaling system prevents the accidents efficiently. Early signal system in Japan was Automatic Traffic Stop (ATS) devices. This device could automatically stop the train when it received the stop signal. Even if the driver ignored the alarm of the train-borne stop device, the device on the track could stop the train automatically. ATS-P (Automatic Train Stop Protection) was developed to raise efficiency. Using the responder to send a receive data signal, ATS-P system transmits information of the distance about the next stop to the train via the track, and then the system generates a train speed-checking pattern with these information. ATC (Automatic Train Control) system is developed to resolve problems of ATS-P. In ATC system, safety operation procedure will be activated to guarantee the safe performance of the train when the train operator made mistakes. To meet the needs of the modern massive high-efficient transportation, new traffic control systems are emerging such as ATACS (Advanced Train Administration Communication System), CBTC (Communication Based Train Control), etc. With the integration of railway signal and communication technology, track structure of new pattern and additional train-borne functions. 毕业设计 50 This paper proposes the features of the current railway control system in Japan with the development history of the railway signal system as background, and then shows its key technology and developments in future. 2、 Railway Signal Systems The first railway transportation system began to operate in 1830 between Liverpool and Manchester. Signal system was introduced to improve safety and to cope with the increase of traffic volume. In 1841, the signal technology was used at the two ends of the North Midland tunnel at the first time. The track circuit for the train detecting was invented in 1872. The following will analyze typical railway signal system developed by Japan National Railways (JNR) and East Japan Railway. For these systems, the level is determined by fixed block or moving block system. Train position locating is taken by the track circuit or onboard train locating device. The information is transmitted through the track circuit or radio. (ATS-S) system (Kera, 2000 is automatic train stop device which was introduced into JNR to prevent train collision. In a block section where a train is present, a track circuit detects the train posi