闭环电码化技术方案.doc

车站闭环电码化车站闭环电码化 及及 机车信号载频自动切换机车信号载频自动切换 系系 统统 技技 术术 方方 案案 北京全路通信信号研究设计院北京全路通信信号研究设计院 二二 四年十一月四年十一月 北京北京 RSCD 车站闭环电码化及机车信号载频自动切换系统技术方案 i RSCD 目目 录录 1 电码化闭环检测系统电码化闭环检测系统 1 1 1 正线电码化的闭环检测 1 1 1 1 发码 1 1 1 2 发码的切断 2 1 1 3 闭环检测 2 1 2 正线闭环化方向的切换 3 1 3 侧线股道闭环电码化 3 1 3 1 股道发码盒的配置 3 1 3 2 单套闭环电码化 3 1 3 3 双套闭环电码化 4 1 4 闭环检查的电缆配置 4 2 机车信号载频自动切换系统机车信号载频自动切换系统 5 2 1 机车信号设备 5 2 1 1 载频自动切换的时机 5 2 1 2 载频自动切换的逻辑 6 2 2 地面切换频率的发送 6 2 2 1 载频频谱的排列 6 2 2 2 自动切换换信息的发送 7 2 2 3 直向通过并有载频变化时的切换 7 车站闭环电码化及机车信号载频自动切换系统技术方案 1 RSCD 在信号系统设备中 车站电码化是一个重要的组成部分 它对于加强站内 行车安全以及机车信号的发展起着重要作用 但是到目前为止 车站电码化一直是一个薄弱环节 存在主要的问题是 机车信号信息是否确实发送到了轨道上 并未得到有效的检测 现有的检测报 警电路只是检测发送设备本身是否正常工作 而不能检测整个系统的工作是否 完好 随着列车运行速度进一步提高 装备主体机车信号已势在必行 这对地面 信息发送设备的安全可靠性提出了更高的要求 对地面设备来说 首先应实现 地面设备信息发送的闭环检测 即能够实时全程检测机车信号信息是否确实发 送至轨道 否则 系统将立即作出反应并发出设备故障报警 在 ZPW2000 包括 UM 系列 自动闭塞区段 列车通过车站有转线运行 即由上行线转下行线或由下行线转上行线 时 存在着需要由列车司机使用 开关进行机车信号接收载频切换的问题 而这种切换操作是比较复杂的 一旦 操作失误 将可能对行车安全造成威胁 因此 机车信号载频的自动切换是十 分必要的 车站闭环电码化及机车信号载频自动切换系统是为实现上述功能而设计的 1 电码化闭环检测系统电码化闭环检测系统 1 1 正线电码化的闭环检测 1 1 1 发码 a 将车站每条正线分为三个发码区 咽喉区接车进路 正线股道和发车进 路分别由三个 ZPW2000 发送盒发码 如附图一所示下行正线 车站闭环电码化及机车信号载频自动切换系统技术方案 2 RSCD b 列车进路未建立时 各发送盒对所属各区段同时发送低频为 27 9Hz 的 检测码 c 当防护该进路的信号机 图中为 X 或 XI 开放并且列车压入该进路后 由各发送盒向所属各区段同时发送与该信号机显示相应的低频信息码 d 接车进路或发车进路解锁后 恢复向各区段发送 27 9Hz 检测码 e 发送盒通过防雷调整变压器可同时向 5 个轨道电路区段发码 若车站接 车进路或发车进路多于 5 个区段时 则需增加发码设备 1 1 2 发码的切断 a 列车出清以后的区段 向轨道上发送的信息应及时切断 以防后续列车 的冒进 因此 需设一套发码切断系统 如附图一所示 b 相对于每个发码区段设一切断发码继电器 QMJ 平时在吸起状态 在 每区段的发码电路中 接入 QMJ 前接点 当列车出压入下一区段时 本区段切 断发码继电器 QMJ 落下 切断该区段的发码 c 当列车出清该进路后 发送盒恢复向所属各区段发送 27 9Hz 检测码 1 1 3 闭环检测 a 在车站正线各发码区段相对发码端的另一端分别向室内接入检测盒 对 各区段发码电路 发码电缆 发码轨道电路等进行全程闭环检测 b 检测盒未收到某区段的低频码 可判断为发送盒 防雷调整变压器 隔 离盒 轨道变压器等设备故障及发码线 发码电缆 轨道电路引接线等线路断 线故障 c 若某区段未收到发码信息时 检测盒所控制的报警检测继电器 BJJ 落下 向系统进行故障报警 必要时可关闭防护该进路的信号机 车站闭环电码化及机车信号载频自动切换系统技术方案 3 RSCD d 正线接车进路 发车进路各设一套检测盒 每套检测盒设有 8 路输入 可同时检测 8 个正线轨道区段 e 当列车压入正线接车进路或发车进路时 将检测盒的报警切断 当区段 出清进路解锁后 恢复对各区段进行闭环检测 1 2 正线闭环化方向的切换 闭环电码化系统在一般车站每条正线设三个发送盒 在工程设计中可按正 方向分别称为接车进路发送 JFS 发车进路发送 FFS 和正线股道发送 IGFS 或 IIGFS 当办理了正线反方向运行的接车或发车进路后 通过条件将发码电路和检 测电路在本发码区段内反转 1 3 侧线股道闭环电码化 1 3 1 股道发码盒的配置 a 单套发码盒 在一般车站 简单车站 即只有一进一出信号机的车站 每股道仅设一套 发码盒 当列车从不同方向接入该股道时 发码及检测系统根据接车的方向进 行切换 b 双套发码盒 在有第三方向 多方向线路接入的车站或在侧线股道有列车折返作业的车 站 相应侧线股道应在两端各设一套发码盒 1 3 2 单套闭环电码化 a 发码 以股道正方向 相对正线方向 为系统定位方向 车站闭环电码化及机车信号载频自动切换系统技术方案 4 RSCD 当向该股道的接车进路未建立时 发送盒向股道发送 27 9Hz 检测码 当向该股道的接车进路建立后且列车压入轨道后 发送盒向股道发送 2 秒钟 25 7Hz 低频码 之后发送与出站信号机相应的低频码 当建立另一方向的接车进路后 发送盒的发码方向随之切换 反方向接车并发车 列车出清股道后 发码系统恢复定位方向 b 闭环检测 在股道相对于发码端的另一端向室内接入股道检测盒 每套股道检测盒设有 8 路输入 每股道一路输入 可检测 8 个侧线股 道 股道检测盒对应每股道设一个报警检测继电器 BJJ 当股道有车占用时 系统切断该股道的检测报警 占用出清后恢复 1 3 3 双套闭环电码化 如附图二所示 a 发码 每股道两端各设一套发码盒 未向该股道建立接车进路时 两端向股道发送 27 9Hz 检测码 当向该股道的接车进路建立后且列车压入轨道后 发送盒向股道发送 2 秒钟 25 7Hz 低频码 之后发送与出站信号机相应的低频码 当股道占用出清后 恢复发送 27 9Hz 检测码 车站闭环电码化及机车信号载频自动切换系统技术方案 5 RSCD b 闭环检测 双套发送盒侧线股道闭环电码化采用分时检测方式 由侧线检测盒驱动一个分时切换继电器 QHJ 该继电器 1 分钟吸起 1 分 钟落下 分别对股道两端的发送状态进行闭环检测 每套股道检测盒设有 8 路输入 每股道一路输入 可检测 8 个侧线股道 股道检测盒对应每股道设一个报警检测继电器 BJJ 当股道有车占用时 系统切断该股道的检测报警 占用出清后恢复 1 4 闭环检查的电缆配置 a 电码化发送和接收电缆应采用内屏蔽电缆 b 发送芯线与接收芯线应使用不同四芯组 c 各股道间相同载频 如 1700 1 与 1700 1 或 2300 1 与 2300 1 发送或检 测电缆使用不同四芯组 综上所述 该电码化系统形成了一种具有闭环检测功能的车站电码化系统 由于总的发码区为数个轨道区段之和 其长度取决于车站正线咽喉区的长度 将能满足各种速度下车载设备的反应时间 2 机车信号载频自动切换系统机车信号载频自动切换系统 本系统采用轨道电路发送载频切换信息的方式实现机车信号载频的自动切 换 车站闭环电码化及机车信号载频自动切换系统技术方案 6 RSCD 2 1 机车信号设备 2 1 1 载频自动切换的时机 a 接车时切换的时机 列车仅在经道岔侧向接车或发车时进行接收载频的切换 直向通过车站 时不进行载频的切换 列车在防护经道侧向的进路的信号机外方向时 接收 UU 码 当列车压入信号机内方时 UU 码结束 在信号机接近区段取消进路进 UU 码将变为 HU 码不在自动切换逻辑内 此时机车信号将搜索任意载频上迭 加的 25 7Hz 的低频信息 若收不到 25 7Hz 的信息将不能接收任何正常码 列车经道岔侧向进入股道时 将收到该股道规定的 1 载频 如 1700 1 载 频 所迭加的 25 7Hz 的信息 并将接收载频锁定于仅接收迭加于该载频 1700 1 上的低频信息 b 发车时的切换时机 当列车由侧线经道岔侧向出站时 UU 码结束后 机车信号开始搜索任 意载频上迭加的 25 7Hz 信息 当列车收到 2 载频 如 1700 2 载频 所迭加的 25 7Hz 信息后 将接收 载频打开接收相应区间的载频 2 1 2 载频自动切换的逻辑 a 当接收到 1700 1 25 7 时 自动切换至仅接收 1700 状态 b 当接收到 2300 1 25 7 时 自动切换至仅接收 2300 状态 车站闭环电码化及机车信号载频自动切换系统技术方案 7 RSCD c 当接收到 2000 1 25 7 时 自动切换至仅接收 2000 状态 d 当接收到 2600 1 25 7 时 自动切换至仅接收 2600 状态 e 当收到 1700 2 25 7 或 2300 2 25 7 时 自动切换为接收 1700 2300 状 态 f 当收到 2000 2 25 7 或 2600 2 25 7 时 自动切换为接收 2000 2600 状 态 g 车信号载频切换时 除 1700 2300 2000 2300 进行自动切换外 接收 移频 550 750 650 850 的载频同时切换 2 2 地面切换频率的发送 2 2 1 载频频谱的排列 在机车信号实现自动切换的前提下 由于机车信号接收的载频具有唯一性 车站电码化载频的排列便可按防止邻线干扰的原则进行排列 如附图三所示 a 下行正线为 1700 2 载频 上行正线为 2000 2 载频 b 各股道按下行方向载频 2300 1Hz 1700 1Hz 交错排列 上行方向 2600 1Hz 2000 1Hz 交错排列 c 经道岔直向的正线接发车进路均不需发送切换载频信息 经道侧向进入 股道时才需发送切换载频信息 2 2 2 自动切换换信息的发送 a 接车时 以由下行进站信号机向 3G 接车为例 见附图三 列车压入 3G 时 由 X3 处发送盒向股道发送 2 秒钟 2300 1 25 7 信息 之后恢复发送 2300 1 26 8 HU 码 信息 车站闭环电码化及机车信号载频自动切换系统技术方案 8 RSCD 机车信号自动切换为仅接收 2300 1 载频的机车信号码 b 发车时 如附图四 向单数载频 1700 2300 区间发车时 发车进路的最后一个区段固定发 送 1700 2 25 7 信息 机车信号收到此信息后 自动切换为接收 1700 2300 载频 向双数载频 2000 2600 区间发车时 发车进路的最后一个区段固定发 送 2000 2 25 7 信息 机车信号收到此信息后 自动切换为接收 2000 2600 载频 2 2 3 直向通过并有载频变化时的切换 a 当车站两端区间线路有上下行的变化时 如进站时为下行 出站后为上 行区间 如附图五 载频的切换在区间第一离去区段进行 车站正线的载频宜与接近车站区间方向载频相同 如 1700 2 在列车压入区间时 在第一离去区段发送 2 秒 2000 2 25 7 后恢复正常上 行频率码 机车在进入区间收到此此信息时 即可使机车信号切换为接收上行 2000 2600 载频 b 为避免列车在离去区段因某些原因未能切换成功 而导至接收到邻线干 扰码 在这种情况下 将该第一离去区段的轨道电路划分为不超过 600 米的长 度 车站闭环电码化及机车信号载频自动切换系统技术方案 9 RSCD 综上所述 机车信号载频自动切换系统 解决了列车在上下行线间转线运 行时由人工进行切换所存在的手续繁琐 切换地点不明确 切换时机难于掌握 等问题 由于载频自动切换的实现 解决了机车信号载频邻线同载干扰的问题 为 机车信号主体化的实现打下了良好的基础 实现机车信号载频的自动切换 JT1 CZ2000 的机车信号设备才能适应 而 本系统对尚未进行改造的通用机车信号 如 JT 93 JT 94 型 不造成影响 因 此可以实现机车信号载频自动切换的平稳过渡 车站闭环电码化及机车信号载频自动切换系统技术方案 10 RSCD X X II I XI XII JC X BJJ FS JC XI BJJ QMJQMJQMJQMJ QMJQMJQMJQMJ 压入进路条件压入进路条件 X JM J DG DG DG KZ K XIFMJ DG DG DG KZ K J JMMJ J FS 2 27 7 9 9 J JMMJ J FS 2 27 7 9 9 附图一 车站闭环电码化及机车信号载频自动切换系统技术方案 11 RSCD GLQGLQ 4GJ 4G S4 S4 FS X4 FS 4GJ 4GJ 6G BJJ 8G BJJ 10G BJJ 3G BJJ 5G BJJ 7G BJJ 9G BJJ 9GJ7GJ5GJ3GJ10GJ8GJ6GJ4GJ X4 JC BQJ BQJ BQJ