城市轨道交通信号基础课件——第二章之轨道电路

1、城市轨道交通信号基础城市轨道交通信号基础 主讲：主讲： 冯博冯博 老师老师机电工程系机电工程系第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备2本章内容本章内容 轨道电路轨道电路 信号机信号机 继电器及继电电路继电器及继电电路 转辙机和道岔控制电路转辙机和道岔控制电路项目一项目一项目二项目二项目三项目三项目四项目四 计轴器和应答器计轴器和应答器项目五项目五第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备3 项目一 轨道电路 1 1掌握轨道电路的工作原理。掌握轨道电路的工作原理。2 2掌握轨道电路在轨道交通信号系统中的作用。掌握轨道电路在轨道交通信号系统中的作用。 3 3了解各种常用轨道电路的特点了

2、解各种常用轨道电路的特点 4. 4. 怎样确保轨道电路可靠工作。怎样确保轨道电路可靠工作。 知识要点知识要点 第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备4一、轨道电路的工作原理一、轨道电路的工作原理轨道电路是以钢轨为导体，两端加上机械绝缘（或电轨道电路是以钢轨为导体，两端加上机械绝缘（或电气绝缘），接上送电和受电设备所构成的电路。气绝缘），接上送电和受电设备所构成的电路。1 1、什么是轨道电路、什么是轨道电路2 2、轨道电路的组成、轨道电路的组成轨道电路是由导体（钢轨）、钢轨绝缘、送电设备、轨道电路是由导体（钢轨）、钢轨绝缘、送电设备、受电设备、限流电阻组成的。受电设备、限流电阻组成的。第

3、二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备5一、轨道电路的工作原理一、轨道电路的工作原理绝缘节轨道电阻轨道继电器轨道电源图图1 轨道电路组成示意图轨道电路组成示意图2 2、轨道电路的组成、轨道电路的组成第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备6导体导体：钢轨、接续线（减少接触电阻）绝缘节绝缘节：安装在相邻两轨道电路衔接处送电设备送电设备：电源或电子设备（能够发送一定信息）受电设备受电设备：轨道继电器、电子设备（能够接收限流电阻限流电阻：可调电阻器（调整轨道电路的电压）轨轨道道电电路路 并鉴别电流特性）传送电信息传送电信息反映轨道的状反映轨道的状况况保持电信息延续保持电信息延续划分各轨道

4、区划分各轨道区段段第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备7第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备8图图2 最简单的轨道电路最简单的轨道电路第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备9 (1)(1)导体导体 轨道交通系统的两条钢轨是传输轨道电流的导体。轨道交通系统的两条钢轨是传输轨道电流的导体。在两节钢轨的接头处为了减少钢轨与钢轨夹板问的接触电阻，在两节钢轨的接头处为了减少钢轨与钢轨夹板问的接触电阻，用接续线连接，如图用接续线连接，如图3 3所示。所示。 钢轨接续线有钢轨接续线有塞钉式塞钉式和和焊接式焊接式。塞钉式接续线如图。塞钉式接续线如图4 4所示。所示。图图3 轨端接续

5、线轨端接续线 图图4 塞钉式钢轨接续线塞钉式钢轨接续线第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备10 (2)(2)钢轨绝缘钢轨绝缘 钢轨绝缘安装在钢轨绝缘安装在相邻两个轨道电路衔接相邻两个轨道电路衔接处，以保证相处，以保证相邻轨道电路在电气上的可靠隔离。钢轨绝缘多采用机械强度高、绝缘性能邻轨道电路在电气上的可靠隔离。钢轨绝缘多采用机械强度高、绝缘性能好的材料，在钢轨与夹板间垫有槽形绝缘板，夹板螺栓与夹板之间装有绝好的材料，在钢轨与夹板间垫有槽形绝缘板，夹板螺栓与夹板之间装有绝缘套管和绝缘垫圈。在两个钢轨衔接的断面间还夹有与钢轨断面相同的轨缘套管和绝缘垫圈。在两个钢轨衔接的断面间还夹有与钢轨

6、断面相同的轨端绝缘。端绝缘。图图5 轨道绝缘节轨道绝缘节 图图6 钢轨绝缘钢轨绝缘(50Kg、60Kg)第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备11 城市轨道交通的正线多采用城市轨道交通的正线多采用无缝线路无缝线路，需要使用由电子电路构，需要使用由电子电路构成电气绝缘成电气绝缘( (又称为调谐区又称为调谐区) )来分隔相邻轨道电路。来分隔相邻轨道电路。 (3)(3)送电设备送电设备 轨道电路的送电设备可以是轨道电路的送电设备可以是电源电源，用于向轨道，用于向轨道电路供电；也可以是能够发送一定信息的电路供电；也可以是能够发送一定信息的电子设备电子设备，通过轨道电路，通过轨道电路向列车传递行

7、车信息。向列车传递行车信息。BGBG型轨道变压器主要用于轨道电型轨道变压器主要用于轨道电路供电，其一次侧为路供电，其一次侧为220v220v，二次，二次侧依据所连接的端子不同，可以侧依据所连接的端子不同，可以获得各种不同的电压值。获得各种不同的电压值。0.45-0.45-10.80 V10.80 V。轨道变压器轨道变压器图图7 扼流变压器示意图扼流变压器示意图 第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备12图图8 BG1-80型轨道变压器、型轨道变压器、 BZ4-U型中继变压器型中继变压器图图9 扼流变压器实物图扼流变压器实物图 第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备13 (4)(

8、4)受电设备受电设备 轨道电路的受轨道电路的受电设备可以是电设备可以是轨道继电器轨道继电器，用于反，用于反映轨道电路范围内有无列车、车辆映轨道电路范围内有无列车、车辆占用和钢轨是否完整；或者当轨道占用和钢轨是否完整；或者当轨道电路中包含有控制信息时，轨道电电路中包含有控制信息时，轨道电路的受电设备也可以是能够接收并路的受电设备也可以是能够接收并鉴别电流特性的鉴别电流特性的电子设备电子设备，能够根，能够根据接收到的不同特性的电流，令有据接收到的不同特性的电流，令有关继电器动作。关继电器动作。 图图10 继电器实物图继电器实物图 第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备14图图11 轨道电路

9、及其电子设备轨道电路及其电子设备第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备15(5)(5)限流电阻限流电阻 限流电限流电阻是一个可调电阻器，连阻是一个可调电阻器，连接在轨道电路电源端，用接在轨道电路电源端，用来调整来调整轨道电路的电压轨道电路的电压。当轨道电路被列车、车辆当轨道电路被列车、车辆的轮对分路时，能够防止的轮对分路时，能够防止输出电流过大而损坏电源。输出电流过大而损坏电源。图图12 可调电阻器原理图可调电阻器原理图 第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备16变阻器变阻器 轨道电路用变阻器为轨道电路用变阻器为R R2.2/2202.2/220型。阻值为型。阻值为2.22.2

10、，功率为，功率为220W220W、容许电流为、容许电流为10 A10 A、容许温度为、容许温度为105105可调电阻器可调电阻器图图13 变压器厢内可调电阻器实物图变压器厢内可调电阻器实物图 双保险双保险第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备171 1、监督列车占用、监督列车占用：利用轨道电路监督列车在正线或列车和车辆在利用轨道电路监督列车在正线或列车和车辆在 车辆段等线路的占用状态。轨道电路反映有关线路空闲时，为车辆段等线路的占用状态。轨道电路反映有关线路空闲时，为开放开放信号信号、建立进路建立进路、构成闭塞构成闭塞提供了依据；轨道电路被占用时，用于提供了依据；轨道电路被占用时，用于

11、实现控制有关信号机的自动关闭，实现信号系统的自动控制。实现控制有关信号机的自动关闭，实现信号系统的自动控制。二、轨道电路的作用二、轨道电路的作用 轨道电路用于监督线路的轨道电路用于监督线路的占用占用情况，并可以向列车情况，并可以向列车传输传输控制信息，控制信息，将列车将列车运行运行和和信号信号显示等显示等联系联系起来。对于城市轨道交通，轨道电路是信起来。对于城市轨道交通，轨道电路是信号系统的号系统的重要重要基础设备，直接影响行车安全和运输效率。基础设备，直接影响行车安全和运输效率。 轨道电路的作用主要表现在以下两方面。轨道电路的作用主要表现在以下两方面。第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基

12、础设备182 2、传输行车信息：、传输行车信息：在正线上，根据列车的不同位置，有关闭塞在正线上，根据列车的不同位置，有关闭塞分区的轨道电路传输不同的控制信息，实现对追踪列车的控制。分区的轨道电路传输不同的控制信息，实现对追踪列车的控制。带有带有编码信息编码信息的轨道电路是城市轨道交通信号系统的轨道电路是城市轨道交通信号系统车车- -地地之间信之间信息传输的通道之一。息传输的通道之一。 例如数字编码式音频轨道电路中传输的行车信息，为例如数字编码式音频轨道电路中传输的行车信息，为ATPATP系系统直接统直接提供提供控制列车运行所需的控制列车运行所需的前行列车位置前行列车位置、运行前方、运行前方信号

13、信号状态状态、线路条件等信息，以确定列车运行的目标速度，控制列、线路条件等信息，以确定列车运行的目标速度，控制列车在当前运行速度下车在当前运行速度下是否是否减速或停车。减速或停车。第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备19APCCAPZCRadioRadioATS1. 联锁控制轨旁道岔联锁控制轨旁道岔动作，并将道岔的状动作，并将道岔的状态信息传递给态信息传递给ZC(地地面区域控制器面区域控制器)。2.ZC (基于列车位基于列车位置和道岔状态信息置和道岔状态信息) 给车载传送移送授给车载传送移送授权，并将列车位置权，并将列车位置信息传递给信息传递给ATS联锁3. CC计算制动曲计算制动曲

14、线，防止列车超线，防止列车超速。速。第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备20 第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备21ATC列车在线位置列车在线位置进路条件进路条件生成移动授权终点生成移动授权终点计算制动曲线计算制动曲线制动曲线制动曲线制动控制制动控制与列车的位置、速度比较与列车的位置、速度比较列列车车位置信息位置信息基于基于线线路数据路数据和停和停车车点信息逐点信息逐次生成制次生成制动动曲曲线线车载设备车载设备车载控制设备车载控制设备防护距离防护距离车头位置车头位置车尾位置车尾位置追踪列车的停车点追踪列车的停车点停车点的信息停车点的信息XX地铁地铁二号二号线正线正线信线信

15、号系号系统原统原理示理示意图意图第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备22三、轨道电路的分类三、轨道电路的分类工频连续式轨道电路工频连续式轨道电路音频轨道电路音频轨道电路1 1、按动作电源分为：、按动作电源分为：只用于监督轨道占用，只用于监督轨道占用，不能传输列车控制信息不能传输列车控制信息模拟式音频轨道电路模拟式音频轨道电路数字编码式轨道电路数字编码式轨道电路交流轨道电路交流轨道电路直流轨道电路直流轨道电路已淘汰已淘汰（低频（低频300HZ300HZ以下，音频以下，音频3003003000HZ3000HZ，高频，高频101040KHZ40KHZ）第二章第二章 信号系统基础设备信号系统

16、基础设备23 习惯上习惯上交流轨道电路交流轨道电路就是指就是指工频工频50Hz50Hz电源的交流连续式电源的交流连续式轨道电路（轨道电路（480480型轨道电路），电源频率为型轨道电路），电源频率为25Hz25Hz和和75Hz75Hz的轨道的轨道电路，也属于交流轨道电路的范畴，要在名称上注明电源的电路，也属于交流轨道电路的范畴，要在名称上注明电源的频率。频率。小提示小提示 国产移频轨道电路：国产移频轨道电路：495495905HZ905HZ UM71UM71轨道电路：轨道电路：168916892611HZ2611HZ 道口用轨道电路：道口用轨道电路：141440KHZ40KHZ第二章第二章 信

17、号系统基础设备信号系统基础设备24 模拟式音频轨道电路模拟式音频轨道电路 采用调幅或调频方式，可以传输较多信息，不仅能采用调幅或调频方式，可以传输较多信息，不仅能监督轨道监督轨道的占用状态，还能反映的占用状态，还能反映列车运行列车运行前方三个或四个闭塞分区的占用前方三个或四个闭塞分区的占用情况。情况。 数字编码式音频轨道电路数字编码式音频轨道电路 采用数字调频方式，可以传输更多的信息，编码中包含了采用数字调频方式，可以传输更多的信息，编码中包含了速速度码度码、线路坡度码线路坡度码、闭塞分区、闭塞分区长度码长度码、纠错码纠错码等。等。第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备25开路式轨道电

18、路开路式轨道电路闭路式轨道电路闭路式轨道电路2 2、按工作方式分为：、按工作方式分为：发送、接收设备安装在发送、接收设备安装在轨道电路同一端，无车轨道电路同一端，无车占用时不构成回路占用时不构成回路发送、接收设备安装在发送、接收设备安装在轨道电路两端轨道电路两端三、轨道电路的分类三、轨道电路的分类第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备26 开路式轨道电路开路式轨道电路 发送和接收设备在轨道电路同一端，有车发送和接收设备在轨道电路同一端，有车GJGJ，无车，无车 GJGJ，遇有断轨遇有断轨GJGJ ，不能及时发现，不能及时发现图图14 开路式轨道电路开路式轨道电路 第二章第二章 信号系统

19、基础设备信号系统基础设备27 闭路式轨道电路：闭路式轨道电路： 送、受电端放两端，送、受电端放两端，平时闭合回路平时闭合回路无车无车 ，有车，有车 ，故障，故障图图15 闭路式轨道电路闭路式轨道电路 第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备28 连续式连续式 脉冲式脉冲式3 3、按电流特性分为：、按电流特性分为：传送连续交流，只能监督轨传送连续交流，只能监督轨道占用与否，不传送信息道占用与否，不传送信息传送断续电流脉冲传送断续电流脉冲三、轨道电路的分类三、轨道电路的分类交流计数电码式交流计数电码式 数字编码式数字编码式传送断续电流传送断续电流调频方式，不是单调频方式，不是单一低频调制频率

20、一低频调制频率 第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备29v 移移频式轨道电路频式轨道电路：传送：传送移移频电流频电流，在发送端用低频，在发送端用低频（几赫至几十赫）作为行（几赫至几十赫）作为行车信息去调制载频（数百车信息去调制载频（数百赫至数千赫），使移频频赫至数千赫），使移频频率随低频作周期性变化，率随低频作周期性变化，接收端将低频解调出来，接收端将低频解调出来，动作动作GJGJ。移频轨道电路可。移频轨道电路可传送多种信息的信号。传送多种信息的信号。图图16 ZPW-2000A型移频机柜实物图型移频机柜实物图第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备30有绝缘轨道电路有绝缘轨道

21、电路无绝缘轨道电路无绝缘轨道电路4 4、按轨道区段分割方式分为：、按轨道区段分割方式分为：钢轨绝缘（增加乘客不钢轨绝缘（增加乘客不舒适感，不利于牵引回舒适感，不利于牵引回流），多用于车辆段流），多用于车辆段谐振式电气隔离，正线谐振式电气隔离，正线线路上得到广泛应用线路上得到广泛应用三、轨道电路的分类三、轨道电路的分类第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备31 无绝缘轨道电路无绝缘轨道电路 无绝缘轨道电路在分界处无绝缘轨道电路在分界处不不设置钢轨绝缘设置钢轨绝缘，轨道电路电流采，轨道电路电流采用不同用不同信号频率信号频率，根据，根据谐振谐振的原的原理，使谐振回路对不同频率呈现理，使谐振回

22、路对不同频率呈现不同阻抗，实现对相邻轨道电路不同阻抗，实现对相邻轨道电路的电气隔离。这种电气隔离方式的电气隔离。这种电气隔离方式又称为又称为谐振式谐振式。无绝缘轨道电路。无绝缘轨道电路满足了城市轨道交通电化牵引和满足了城市轨道交通电化牵引和采用无缝线路的要求，采用无缝线路的要求，在正线线在正线线路上得到广泛应用路上得到广泛应用。图图17 电气绝缘节电气绝缘节第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备32区间轨道电路区间轨道电路站内轨道电路站内轨道电路5 5、按设置地点分为：、按设置地点分为：三、轨道电路的分类三、轨道电路的分类 只监督本区段空闲，只监督本区段空闲，不发送其他信息。不发送其他

23、信息。 用于正线，监督各闭用于正线，监督各闭塞分区空闲，传输有关行塞分区空闲，传输有关行车信息车信息第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备33第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备34第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备35钢轨无分支，钢轨无分支，结构简单结构简单结构复杂结构复杂无岔区段轨道电路无岔区段轨道电路道岔区段轨道电路道岔区段轨道电路6 6、按是否包含道岔，、按是否包含道岔，站内轨道电路分为：站内轨道电路分为：三、轨道电路的分类三、轨道电路的分类第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备36 无岔区段轨道电路：无岔区段轨道电路： 一般用于股道、尽头调车信号

24、机前方接近区段、进站信号一般用于股道、尽头调车信号机前方接近区段、进站信号机内方、两差置调车信号机之间。机内方、两差置调车信号机之间。 道岔区段轨道电路道岔区段轨道电路: : 包含了岔前线路、岔后直向位置线路和岔后侧向位置线路。包含了岔前线路、岔后直向位置线路和岔后侧向位置线路。根据道岔结构，不仅有关钢轨、杆件要增加绝缘，还要增加道根据道岔结构，不仅有关钢轨、杆件要增加绝缘，还要增加道岔跳线和连接线，当分支超过一定长度时，还必须设置多个受岔跳线和连接线，当分支超过一定长度时，还必须设置多个受电端。电端。第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备37图图18 道岔区段轨道电路道岔区段轨道电路

25、第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备38无抗干扰要求无抗干扰要求既要抗电化干既要抗电化干扰，又要保证扰，又要保证牵引回流畅通牵引回流畅通非电化区段轨道电路非电化区段轨道电路电化区段轨道电路电化区段轨道电路7 7、按列车牵引方式、按列车牵引方式分为：分为：三、轨道电路的分类三、轨道电路的分类第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备39 电气化区段电气化区段 钢轨内即有钢轨内即有50HZ50HZ牵引电流，又有轨道牵引电流，又有轨道电路电流。有绝缘的电路电流。有绝缘的轨道电路，必须安装轨道电路，必须安装扼流变压器，使牵引扼流变压器，使牵引电流顺利越过绝缘节。电流顺利越过绝缘节。图图1

26、9 轨道电路及变压器轨道电路及变压器第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备40 目前，我国电气化铁路：目前，我国电气化铁路：站内站内：25HZ25HZ相敏轨道电路；相敏轨道电路；区间区间：无：无绝缘移频轨道电路。绝缘移频轨道电路。知识点知识点8 8、按通道、按通道分为：分为：双轨条轨道电路双轨条轨道电路单轨条轨道电路单轨条轨道电路两根钢轨两根钢轨一条为钢轨，一条为钢轨，另一条由电缆另一条由电缆一般用于城轨交一般用于城轨交通停车场通停车场普遍采用普遍采用第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备41小提示小提示 由于城市轨道交通列车采用由于城市轨道交通列车采用直流牵引供电直流牵引供电

27、，且都是，且都是无缝线路无缝线路，因此不能采用扼流变压器分割轨道电路，一般采用因此不能采用扼流变压器分割轨道电路，一般采用“S”形导线形导线（简称（简称“S”Bond）作为轨道电路的电气绝缘。轨道电路有两种）作为轨道电路的电气绝缘。轨道电路有两种方式经方式经“S”形导线在钢轨内传输，分别为：形导线在钢轨内传输，分别为：感应式感应式和和注入式注入式。第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备42四、轨道电路的划分与命名四、轨道电路的划分与命名1 1、轨道电路的划分、轨道电路的划分大多采用无绝缘轨大多采用无绝缘轨道电路，每隔一定道电路，每隔一定距离划分一个闭塞距离划分一个闭塞分区。分区。轨道电

28、路之间采用钢轨绝轨道电路之间采用钢轨绝缘，把两个轨道电路划分缘，把两个轨道电路划分为互不干扰的独立电路单为互不干扰的独立电路单元，称为元，称为轨道电路区段轨道电路区段正线轨道电路划分正线轨道电路划分车辆段轨道电路的划分车辆段轨道电路的划分第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备43划分原则：划分原则： （1 1）有信号机的地方必须设置绝缘节，有信号机的地方必须设置绝缘节，信号机的内外方为信号机的内外方为不同的轨道电路区段。不同的轨道电路区段。 （2 2）凡是能平行运行的进路凡是能平行运行的进路，其间应设钢轨绝缘，其间应设钢轨绝缘。例如，例如，渡线道岔上的钢轨绝缘。渡线道岔上的钢轨绝缘。1

29、3渡线图图20 渡线处钢轨绝缘渡线处钢轨绝缘第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备44 （3 3）一个轨道电路内，单动不超过一个轨道电路内，单动不超过3 3组，复式交分不超过组，复式交分不超过2 2组。组。 （4 4）为提高咽喉使用效率，将轨道电路）为提高咽喉使用效率，将轨道电路适当划短适当划短，使道岔，使道岔及时解锁，排列其他进路，及时解锁，排列其他进路，但不得过短。但不得过短。小提示小提示 与一般铁路车站不同的是，城市轨道交通车辆段车库的停车与一般铁路车站不同的是，城市轨道交通车辆段车库的停车线一般划分为两段轨道电路，允许停放两列列车。线一般划分为两段轨道电路，允许停放两列列车。第

30、二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备45四、轨道电路的划分与命名四、轨道电路的划分与命名2 2、轨道电路的命名、轨道电路的命名 道岔区段和无岔区段命名方式不同道岔区段和无岔区段命名方式不同（1 1）道岔区段：）道岔区段：根据道岔编号来命名。根据道岔编号来命名。 只一组道岔，用包含的道岔编号命名，只一组道岔，用包含的道岔编号命名，如图如图2121中中: :6DG6DG 两组道岔，用两组道岔编号连缀命名，两组道岔，用两组道岔编号连缀命名，如如: :15-16DG15-16DG 三组道岔，取其中最大和最小道岔号命名，三组道岔，取其中最大和最小道岔号命名，如如: :7-10DG7-10DG 第

31、二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备46图图21 轨道电路的命名轨道电路的命名第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备47 （2）无岔区段无岔区段 停车线股道轨道电路：按照停车线股道轨道电路：按照股道编号命名股道编号命名，一般停车线，一般停车线划分为两个轨道区段，可停放两列车。例如图划分为两个轨道区段，可停放两列车。例如图2222中中l l道的两个轨道的两个轨道区段分别称为道区段分别称为1A1A、lBlB。 进、出段口处的无岔区段：进、出段口处的无岔区段：根据其功能等命名根据其功能等命名，例如图，例如图2323中进、出车辆段处的轨道电路为转换轨，分别命名为中进、出车辆段处的轨道电

32、路为转换轨，分别命名为ZHGlZHGl、ZHG2ZHG2； 第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备48图图22 停车线轨道电路的命名停车线轨道电路的命名第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备49图图23 进、出段口处的无岔区段命名进、出段口处的无岔区段命名第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备50 牵出线等处调车信号机外方的接近区段：在调车信号机名称牵出线等处调车信号机外方的接近区段：在调车信号机名称后加后加G G表示。例如图表示。例如图2424中牵出线中牵出线D15D15信号机前方的轨道电路为信号机前方的轨道电路为D15GD15G；图图24 牵出线轨道电路的命名牵出线

33、轨道电路的命名第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备51 位于咽喉区的无岔区段：以两端道岔编号写成分数形式加位于咽喉区的无岔区段：以两端道岔编号写成分数形式加G G表示。例如图表示。例如图2525中中D10D10与与D12D12间的无岔区段为间的无岔区段为3 34G4G。图图25 咽喉区轨道电路的命名咽喉区轨道电路的命名第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备52五、交流工频轨道电路五、交流工频轨道电路下面以下面以50Hz50Hz相敏轨道电路为例介绍交流工频轨道电路，相敏轨道电路为例介绍交流工频轨道电路，其结构图如图其结构图如图2626所示。所示。用于城市轨道交通的交流工频轨道电

34、路以下两种用于城市轨道交通的交流工频轨道电路以下两种：有继电式和微电有继电式和微电子式，其中不注子式，其中不注明时即指继电式明时即指继电式 PF轨道电路轨道电路50Hz相敏轨道电路相敏轨道电路第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备53图图26 50Hz相敏轨道电路结构图相敏轨道电路结构图第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备54（1 1）送电端：）送电端：安装在室内变压器箱内，轨道电源从室内通安装在室内变压器箱内，轨道电源从室内通过电缆送至送电端。过电缆送至送电端。BG5-D轨道变压器轨道变压器：升压作用：升压作用R2.2220型变阻器型变阻器：调节电流（电压）的大小：调节电流

35、（电压）的大小熔断器：熔断器：过电流保护器过电流保护器（2 2）受电端）受电端室内变压箱室内变压箱：中继变压器、变阻器、熔断器中继变压器、变阻器、熔断器室内组合架室内组合架：电容器、防雷元件、交流二元继电器：电容器、防雷元件、交流二元继电器1 1、轨道电路的组成、轨道电路的组成第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备55BGBG5 5-D-D型变压器型变压器第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备56(2)(2)受电端受电端 受电端包括安装在室受电端包括安装在室外变压器箱内的外变压器箱内的BZ-DBZ-D型中继变压器、型中继变压器、R-2R-22 2220220型变阻器、熔断器，型

36、变阻器、熔断器，安装在室内组合架上的电容器、防安装在室内组合架上的电容器、防雷元件、雷元件、交流二元继电器交流二元继电器。 受电端中，电容器受电端中，电容器C C用于隔离直流，不使牵引电流用于隔离直流，不使牵引电流进入轨道继电器的轨道线圈，并能够减少轨道电路的传进入轨道继电器的轨道线圈，并能够减少轨道电路的传输衰耗和相移；输衰耗和相移；电容器电容器CACA起补偿作用，以提高轨道继电器局部线圈的功率因数，降低起补偿作用，以提高轨道继电器局部线圈的功率因数，降低输入电流；防雷元件输入电流；防雷元件Z Z是对接的硒片，称为浪涌抑制器，用于防雷。是对接的硒片，称为浪涌抑制器，用于防雷。 第二章第二章

37、信号系统基础设备信号系统基础设备57 (3)(3)绝缘绝缘 钢轨绝缘设置于轨道电路分界处，用钢轨绝缘设置于轨道电路分界处，用于隔离相邻的轨道电路。于隔离相邻的轨道电路。 (4)(4)接续线和引接线接续线和引接线 接续线用于连接相邻钢轨，接续线用于连接相邻钢轨，引接线用于将变压器箱或电缆盒接向钢轨。引接线用于将变压器箱或电缆盒接向钢轨。 (5)(5)回流线回流线 回流线连接相邻的不同侧钢轨，为回流线连接相邻的不同侧钢轨，为牵引回流提供越过钢轨绝缘节的通路。牵引回流提供越过钢轨绝缘节的通路。1 1、轨道电路的组成、轨道电路的组成第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备582 2、工作原理、工

38、作原理 电源屏分别提供电源屏分别提供50Hz50Hz轨道电轨道电源和局部电源。源和局部电源。送电端送电端轨道电源轨道电源GJZGJZ220220、GJFGJF220220经轨道变压器降压经轨道变压器降压后送至钢轨。在后送至钢轨。在受电端受电端钢轨电压钢轨电压经中继变压器升压后送至轨道继经中继变压器升压后送至轨道继电器的轨道线圈电器的轨道线圈3-43-4端子。端子。轨道继电器的局部线圈轨道继电器的局部线圈1-21-2接局部电源接局部电源GJZGJZ220220、GJFGJF220220。第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备592 2、工作原理、工作原理 当轨道继电器当轨道继电器RGJR

39、GJ的轨道线圈的轨道线圈和局部线圈电源满足规定的和局部线圈电源满足规定的相位相位和频率和频率要求时，轨道电路处于调要求时，轨道电路处于调整状态，整状态，RGJRGJ吸起吸起，表示轨道区段，表示轨道区段空闲空闲。列车占用使轨道区段处于。列车占用使轨道区段处于分路状态时，分路状态时，RGJRGJ落下。当轨道电落下。当轨道电源和局部电源频率、相位不符合源和局部电源频率、相位不符合时，时，RGJRGJ落下。落下。 交流二元继电器的特性使交流二元继电器的特性使50Hz50Hz相敏轨道电路具有相敏轨道电路具有相位鉴别相位鉴别能力，即相敏特性，因此其抗干扰性能高。能力，即相敏特性，因此其抗干扰性能高。第二章

40、第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备60电源屏提供电源屏提供50hz50hz轨道电源和局部电源轨道电源和局部电源轨道电源轨道电源调整状态调整状态：相位、频率相符，轨道继：相位、频率相符，轨道继电器吸起，区段空闲电器吸起，区段空闲分路状态：分路状态：列车占用，轨道继电器落下列车占用，轨道继电器落下钢轨钢轨轨道继电器轨道线圈轨道继电器轨道线圈降压降压轨道变压器轨道变压器升压升压中继变压器中继变压器相位不符：相位不符：轨道继电器落下轨道继电器落下特点：具有相位鉴别能力，抗干扰性能高特点：具有相位鉴别能力，抗干扰性能高2 2、工作原理、工作原理总结总结第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备

41、61六、数字轨道电路六、数字轨道电路 数字轨道电路数字轨道电路所传输的轨道信号内包含数字信息，例如列车所传输的轨道信号内包含数字信息，例如列车运运行方向行方向、目标距离目标距离、目标速度目标速度等，能够为车载等，能够为车载ATPATP（列车自动防护列车自动防护系统系统）设备提供控制信息。下面以音频数字轨道电路为例介绍数字设备提供控制信息。下面以音频数字轨道电路为例介绍数字轨道电路。轨道电路。 音频轨道电路音频轨道电路是联锁逻辑处理单元和车载设备之间的通信接口，是联锁逻辑处理单元和车载设备之间的通信接口，实现了实现了正线区段轨道电路占用检测正线区段轨道电路占用检测以及以及地对车的地对车的ATPA

42、TP数字信号传输数字信号传输的双重功能。的双重功能。第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备621 1、设备组成、设备组成 (1)(1)轨旁设备轨旁设备 轨旁设备由轨道耦合单元、棒线和耦合环线三部分组轨旁设备由轨道耦合单元、棒线和耦合环线三部分组成，在轨道之间或者沿轨旁安装，采用互耦方式，如图成，在轨道之间或者沿轨旁安装，采用互耦方式，如图2727所示。所示。图图27 轨道耦合单元轨道耦合单元 第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备63 耦合单元耦合单元：将轨道信号连接到控制机箱的将轨道信号连接到控制机箱的接收和发送接收和发送电路，并电路，并调谐轨道电路的载频频率。每个耦合电路由

43、调谐轨道电路的载频频率。每个耦合电路由变压器和可调电容变压器和可调电容组成组成槽路。槽路。 棒线棒线：置于置于两钢轨之间两钢轨之间，端点焊接于钢轨上，形成，端点焊接于钢轨上，形成“S S”形棒线。形棒线。一匝导线构成的环线与一匝导线构成的环线与“S S棒棒”耦合，并与室内控制柜的辅助板相耦合，并与室内控制柜的辅助板相连。连。发送的轨道信号发送的轨道信号电流通过棒线感应到钢轨，由列车电流通过棒线感应到钢轨，由列车车载设备接车载设备接收。收。1 1、设备组成、设备组成第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备64 (2) (2)室内设备室内设备 室内设备主要是安装在室内控制柜内的控制机室内设备

44、主要是安装在室内控制柜内的控制机箱，如图箱，如图2828所示，每个机箱内包括多个所示，每个机箱内包括多个PCBPCB电路板，每个轨道电路电路板，每个轨道电路包括控制板、辅助板、电源板。包括控制板、辅助板、电源板。图图28 音频轨道电路机箱音频轨道电路机箱1 1、设备组成、设备组成第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备65 控制板：控制板：产生具有产生具有ATPATP（列车列车自动防护系统自动防护系统）功能的数字编码信功能的数字编码信息；息； 辅助板：辅助板：将控制板产生的将控制板产生的信息信息放大放大发送至室外，并接收来自轨道发送至室外，并接收来自轨道的信息；的信息； 电源板：电源板：

45、产生控制板和辅助板产生控制板和辅助板工作所需的电源。工作所需的电源。1 1、设备组成、设备组成 车载车载ATPATP设备设备第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备66 车载设备和地面信号控制设备关系图车载设备和地面信号控制设备关系图知识点知识点第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备6767TR上行上行27 MHz4.2 MHz下行下行应答器应答器第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备6868第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备692 2、工作原理、工作原理 (1)(1)对列车的检测对列车的检测 音频系统不问断地向轨道音频系统不问断地向轨道发送发送数字编码信息，

46、并监视其数字编码信息，并监视其接收接收器感器感应到的应到的信号信号，作为对列车占用的，作为对列车占用的检测检测。 利用音频信息的标题位利用音频信息的标题位( (前前8 8位位) )作为列车检测的信号，固定为作为列车检测的信号，固定为0111111001111110。发送端通过耦合单元发送至钢轨，接收端由轨道接收器检。发送端通过耦合单元发送至钢轨，接收端由轨道接收器检测该信号，并设置门限值。测该信号，并设置门限值。第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备70速度传感速度传感器器应答器天应答器天线线轨道电路轨道电路天线天线2 2、工作原理、工作原理第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设

47、备71 当轨道电路当轨道电路空闲空闲时，被检测到的信号幅度在门限值以上；当列时，被检测到的信号幅度在门限值以上；当列车进入轨道电路，所接收到的信号被分路，其幅度降至门限值以下，车进入轨道电路，所接收到的信号被分路，其幅度降至门限值以下，表示轨道电路被占用；表示轨道电路被占用； 由于其他原因造成轨道电路短路、断路时，如路基潮湿，也会由于其他原因造成轨道电路短路、断路时，如路基潮湿，也会使接收到的信号低于预定的阀值，或者生成错误的轨道使接收到的信号低于预定的阀值，或者生成错误的轨道IDID号。号。2 2、工作原理、工作原理第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备722 2、工作原理、工作原理

48、第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备73 按照故障按照故障- -安全原则，被检测到的信号幅度在门限值以上时安全原则，被检测到的信号幅度在门限值以上时AF-904AF-904控控制板向联锁单元传递制板向联锁单元传递“空闲空闲”信息，否则向联锁单元传递信息，否则向联锁单元传递“占用占用”信息，信息，从而完成列车检测功能从而完成列车检测功能 CTCS3信号闭塞信号闭塞 应答器应答器GSM-R无线闭塞中心无线闭塞中心 (RBC)区间联锁区间联锁第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备74 (2)(2)发送发送ATPATP（列车自动防护系统列车自动防护系统）信息）信息 音频系统与联锁系统

49、之间通过音频系统与联锁系统之间通过RS485RS485接口进行通信，接收来自联接口进行通信，接收来自联锁系统的信息，如锁系统的信息，如目标速度目标速度、目标距离目标距离等。等。2 2、工作原理、工作原理第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备75GSM-R固定网络固定网络 无线闭塞中心无线闭塞中心RBC 无线接收无线接收模块模块第二章第二章 信号系统基础设备信号系统基础设备76 再加上本轨道区段信息，如轨道电路再加上本轨道区段信息，如轨道电路IDID号、线路速度等，构号、线路速度等，构成成复合信息复合信息。辅助板将复合信息形成的报文帧，结合机笼后面的。辅助板将复合信息形成的报文帧，结合机笼后面的方向继电器以方向继电器以FSKFSK调制方式将报文送至耦合电路，经环线与调制方式将报文送至耦合电路，经环线与“S S棒棒”耦合，由车载耦合，由车载ATPATP设备接收、解码、校验，执行设备接收、解码、校验，执行ATPATP（列车自动防列车自动防护系统护系统）功能，从而完成数