20127812刘涛(音频轨道电路).doc

课程论文 城市轨道交通课程论文 题目：音频轨道电路 学号：20127812 姓名：刘涛 班级：电车2班61、 摘要音频无绝缘轨道电路实现了准移动闭塞和报文信息传输，提高线路的利用率，并在城市轨道交通得到广泛应用。本文针对2、 无绝缘轨道电路非均匀分布参数的特点，构建等效电路模型并对其进行仿真计算，分析对接收电压产生影响的各项因素。3、 一、关键词无绝缘音频轨道电路4、 1.引言5、 在近年的城市轨道交通信号系统中，工频轨道电路已经被无绝缘6、 音频轨道电路所取代，随着数字电子技术的发展，具有高可靠性，多信7、 息量的数字编码式音频轨道电路已经问世并越来越普遍地得到重视，8、 我国广州地铁一号线、上海地铁二号线等均已采用这类轨道电路1- 2。9、 无绝缘音频轨道电路与传统轨道电路相比，大大的提高了轨道电10、 路的可靠性，通过电气绝缘方法降低了轨道电路的不平衡系数，改善了11、 钢轨线路的运营质量，同时还可以通过轨道电路向车载设备传输报文12、 信息3。本文主要研究无绝缘音频轨道电路的组成原理，构建等效电路13、 二、模型并对其进行仿真计算，分析对接收电压产生影响的各项因素。14、 轨道电路的基本原理、组成： 钢轨、绝缘节、轨端接续线、发送端、接受端（轨道继电器）等 2、 作用： 钢轨传送电信息 绝缘节划分各轨道区段 轨端接续线保持电信息延续 轨道继电器反映轨道的状况 1、监督列车的占用，反映线路的空闲状况，为开放信号，建立进路或构成闭塞提供依据； 2、传递行车信息，如移频自动闭塞利用轨道电路传递不同的频率信息来反映列车的位置，决定通过信号机的显示或决定列车运行的目标速度，从 而控制列车运行3、 城轨信号轨道电路的分类1按所传送的电流特性分类4、 轨道电路可分为工频连续式轨道电路和音频轨道电路，音频轨道电路又分为模拟式和数字编码式5、6、 2按分割方式分类7、 轨道电路可分为有绝缘轨道电路和无绝缘轨道电路。8、 3按使用处所分类9、 轨道电路分为区间轨道电路和车辆段内轨道电路10、11、 4. 按轨道电路内有无道岔分类12、 车辆段内轨道电路分为无岔区段轨道电路和道岔区段轨道电路。13、14、 四、轨道电路的基本要求1、ATP地面设备宜采用报文式无绝缘轨道电路或模拟式音频轨道电路。15、16、 2、正线区段宜采用无绝缘轨道电路，道岔区段、车辆段可采用有绝缘轨道电路。17、18、 3、短轨道电路长度在50m以下。长轨道电路长度在400m以下。模糊区不大于4.5m2.无绝缘音频轨道电路的结构及其工作原理2.1 无绝缘音频轨道电路系统组成无绝缘音频轨道电路由多个分段组成，每个分段均有各自的发送器和接收器，二者通过各自的调谐单元与轨道相连接。调谐单元拥有阻抗匹配作用，它和短路棒和轨道电路终端短钢轨的等效电感对本区段使用的信号载频构成并联谐振，通过谐振使得相邻轨道区段形成电气绝缘。由于相邻区段采用不同的载频，同时短路棒对本区段的信号呈低感抗，因此减少了对相邻区段的干扰。轨道电路结构分为轨旁设备和信号室内设备两部分。轨旁设备由“S”型电缆（“S”棒）和耦合单元组成；信号室内设备主要由发送、接受部分和电源等设备。发送部分由发送器、调制器、放大器和滤波器组成；接收部分由接收器1、接收器2 和解调器19、 组成4。其结构如图1 所示。2.2 轨道电路检测工作原理发送端经过对晶振频率的多级分频达到需求值，经过滤波、放大，用电缆传送到轨旁的连接盒，再利用轨旁连接盒调整谐振频率和选择输出幅值，在发送到轨道，通过轨道将信号传送到接收端，在接收端的轨旁连接盒内调整谐振频率及选择输出电压，然后由电缆传送到室内。输入到接收器，经过解调、整形、放大等步骤，驱动轨道继电器吸气，并将信息传送给联锁计算机及ATP 电路。频率不正确或解调不正确等其他原因都会导致轨道继电器不能吸气，导致轨道处于“占用”状态5。轨道电路的空闲检测过程可分为以下三个步骤：（1）幅值计算。接收器对幅值进行计算，接收器计算接收到足够高的轨道电压幅值。（2） 调制检测。检验频率是否正确。为了提高对牵引回流谐波的抗干扰能力，要求相邻轨道电路区段的工作频率相差2kHz 以上。（3）编码检验。通过调制解调器鉴别接收的编码调制是否正确。采用不同的编码模式，频率偏移为64Hz，发送和调制频率以15ms 一格并带有位模式。通过调制轨道电路的频率，保证发送器和接收器之间的对应关系，同时提高了抗干扰能力。通过以上3 步检测符合要求时，接收器发送“轨道空闲”信号，此时轨道继电器吸起。当车辆进入轨道区段时，由于车辆轮对起分路作用，对该区段短路，使接收端的接收电压减小，轨道继电器落下，接收器发送“轨道占用”信号。通过轨旁传输电缆、钢轨和列车感应式接收线圈，向车载ATC系统传输数字式ATP 控制数据，包括：速度命令，轨道电路ID、下一轨道电路区段的频率、门控命令、特别运行数据及CRC校验码等信息。为了抵抗钢轨牵引回流中谐波电流的干扰，采用移频键控方式（FSK），频差f 值为150Hz。采用连续式发送方式，传输速率为200bit/s，这样可以保证车载ATP 至少3s 接收一个新的ATP 数据块，列车连续接收上述（3） 数据，使其在ATP 控制曲线下安全、持续运行。5.结束语随着城市轨道交通飞速发展，无绝缘音频轨道电路作为其中的一项关键技术被越来越多的应用。本文研究了无绝缘音频轨道电路的组成原理，并构建等效电路模型对其进行仿真计算，分析对接收电压产生影响的各项因素，对保证列车安全，提高运营效率有着实际意义。参考文献1孙林祥,房坚.城市轨道交通的列车定位技术J.电子工程师，2002,(07)2黄钟;上海城市轨道交通ATC 系统的发展策略J.城市轨道交通研究，2003,(01)3吴汶麒.城市轨道交通信号与通信系统M.北京：中国铁道出