《城轨通信信号基础设备应》课件-FTGS轨道电路

轨道电路模块1.FTGS轨道电路总体认知FTGS是西门子公司的遥供无绝缘音频轨道电路的德文缩写，意思是“西门子公司的遥供无绝缘音频轨道电路”。其中：F-远程供电，G-轨道电路，T-音频，S-西门子公司FTGS型轨道电路用于检测轨道电路的空闲与占用状态，并发送ATP报文。主要应用于广州地铁1号线、2号线以及深圳地铁、南京地铁等地。

FTGS含义及功能应用范围车站和区间工作频率载频频率有12个，分配给两种型号的FTGS，即FTGS46和FTGS917（常用）

。FTGS46的载频频率

4.75kHz、5.25kHz、5.75kHz、6.25kHz

FTGS917的载频频率

9.5kHz、10.5kHz、11.5kHz、12.5kHz、

13.5kHz、14.5kHz、15.5kHz、16.5kHz

FTGS应用范围及工作频率调制：频率调制（频移键控FSK）编码位模式：15种位模式（2.2～6.2），轨道电路由15个不同的位模式进行频率调制偏频：±64Hz

。

FTGS调制模式

FTGS应用类型在现场实际中，根据应用的地点不同，FTGS轨道电路分为三种类型：

标准型：用于一送一受轨道区段，一般是区间

道岔型：用于一送两受的道岔区段

中间馈电型：用于长轨道区段，一般是站台

FTGS绝缘节电气绝缘节（又称电气节）是由短路棒和轨旁盒内的调谐单元共同组成常用的短路棒：S棒、8字棒（M棒）、终端棒（半8字形）另外要注意：道岔本身和两个终端棒的分界处必须采用机械绝缘节，其它地方都采用电气绝缘节。FTGS总体结构

FTGS型轨道电路由室内设备和室外设备两部分组成，如右图所示。室内设备主要是发送器和接收器，室外设备主要为轨旁盒（内含调谐、转换单元）和电气绝缘节。轨道电路模块2.FTGS轨道电路室外设备认知

室外设备主要包括：轨旁盒和电气绝缘节。

FTGS室外设备

轨旁盒

轨旁盒是用以连接电气绝缘节与室内设备的中间设备。有两种结构，一种是S棒结构，另一种是双轨条牵引回流区段的终端棒结构，分别如右图所示。每个轨旁盒内一般可分为两部分，对称布置。一部分作为一个区段的发送端时，另一部分则作为相邻区段的接收端。FTGS室外设备-轨旁盒

轨旁盒S棒结构的轨旁盒每部分由一个调谐单元和一个转换单元组成，调谐单元接S棒，转换单元接室内设备。每个轨旁盒分别用4根电缆线与室内设备室外的短路棒相连。调谐单元调谐单元转换单元转换单元DCBA蓝红黄灰蓝红黄灰轨旁盒到室内FTGS室外设备-轨旁盒

FTGS室外设备-轨旁盒

转换单元转换单元：主要作用就是转换发送和接收模式。注意：调谐单元和转换单元根据频率的不同，型号是不一样的。也就是说相邻的两个轨旁盒里，两种单元的型号是不同的。如需更换时要选用型号一致的。FTGS室外设备-轨旁盒

调谐单元

调谐单元：顾名思议，调谐单元的作用就是调整谐振点。通过用内六角扳手调整可调电感器它使短路棒与调谐单元调谐部分达到谐振点，使发到轨面上的电压最高，接收到的相应频率电压最高。另外，选择不同的端子可以选择变压器不同的抽头，调整引入室内的电压值。FTGS室外设备-轨旁盒

调谐单元实物图FTGS室外设备-轨旁盒

电气绝缘节电气绝缘节由短路棒（如S棒）和轨旁盒内的调谐单元组成，是划分FTGS轨道区段的重要设备FTGS室外设备-电气绝缘节

S棒形状示意图FTGS室外设备-电气绝缘节

S棒实物图FTGS室外设备-电气绝缘节

8字棒示意图（又称M棒即中间馈电棒）FTGS室外设备-电气绝缘节

终端棒示意图FTGS室外设备-电气绝缘节

终端棒实物图FTGS室外设备-电气绝缘节

标准型和道岔型都采用S棒，中间馈电型采用8字棒。FTGS室外设备-电气绝缘节

S棒的电气绝缘原理FTGS室外设备-电气绝缘节

列车通过S棒时电压的变化S棒的电气绝缘原理FTGS室外设备-电气绝缘节

轨道电路模块3.FTGS轨道电路室内设备认知FTGS的所有电子组件都安装在控制站的机械室内。组匣安装在轨道电路组合架上，每个组合架分为A、B、C、D、E、F、G、H、J、K、L、M、N共13层。

其中：

A层为电源层及熔断器层；

B层为电缆补偿电阻设置层；

C层为信息输入、输出及方向转换层；

D～N

层为轨道电路标准层。每层为一个轨道电路组匣，一个轨道电路只需一个组匣，即1个组合架可安装10套FTGS轨道电路。FTGS室内设备

FTGS型轨道电路组匣主要有一送一受型和一送二受型（用于道岔区段）两种结构，它们的插件排列分别如左图所示。FTGS室内设备

标准型轨道电路的组合框架FTGS室内设备

功能：产生各种频率的音频电压位模式调制和ATP报文调制的切换向接收2板提供16.33KHz的驱动脉冲FTGS室内设备（B30发送板）输出:FSK信息送入放大滤波板;驱动脉冲至接收2板;时钟脉冲送入报文转换板;输入:轨道占用时由报文转换板输入触发信号及报文FTGS室内设备（B30发送板）功能：对发送板发来的调制音频电压进行放大滤波：滤除发送信号中的高次谐波，仅将本区段频率的信号馈入发送电缆中FTGS室内设备（B40放大滤波板）输出:经调制的FSK信息输入:由发送板送来的FSK信息;FTGS室内设备（B40放大滤波板）位置测量插孔测量值备注放大滤波板1/29~12V3/450~60V输出到轨道（在平衡电阻前）的电压功能：检测接收回来的电压的中心频率及电压幅值对接收回来的电压进行放大轨道空闲时，向解调板提供脉冲电压轨道空闲时向接收2板提供14.8v的控制电压轨道占用时向报文转换板提供“占用”信息FTGS室内设备（B33接收1板）注意:它把从室外接收到的信号分为两个通道,并分别进行检测.FTGS室内设备（B33接收1板）功能：检测接收回来的音频电压所携带的位模式当位模式检测正确时向接收2板提供控制低电平FTGS室内设备（B35解调板）注意:它把从接收1板接收到的信号也是进入双通道,分别进行检测.功能：将接收1板的输出信号和解调板送出的TTL电平进行动态AND运算如果接收1板输出14.8V高电位且解调板输出低电位，则发送板输出16.33KHz驱动脉冲可以通过板上的安全触发电路，形成16V电压提供给继电器板FTGS室内设备（B39(B34)接收2板）输入:接收1板和解调板输出:继电器板FTGS室内设备（B39(B34)接收2板）功能：两个继电器双通道工作根据接收2板提供的控制电压，使继电器吸或落下，从而判断轨道区段的占用和空闲状态输入:接收2板输出的直流16V电压输出:发送“轨道占用”或“空闲”信号到联锁和LZBFTGS室内设备（B36继电器板）注意:每个通道有一个K50型缓吸缓放继电器，两通道是一样的，联锁定时检查开关状态，两组继电器的开关状态必须一致功能：FTGS的位模式和ATP报文之间的转换FTGS室内设备（B44报文转换板）说明:

列车占用轨道区段时，发送ATP报文，并使发送方向迎着列车方向；在有列车占用轨道区段时，FTGS的位模式无效，同时，ATP报文被激活；发送板执行一个报文转换信号进行开关切换，再通过一个光耦合器，ATP报文就从报文转换板传送到发送板FTGS室内设备（B44报文转换板）功能：实现发送电缆和接收电缆的切换标准型和道岔型轨道电路，由LZB根据进路的方向直接控制方向转换板上的继电器来转换方向中间馈电型轨道电路，由LZB提供进路的方向信息给中间馈电转换板，再由中间馈电转换板根据区段的占用情况和进路方向，控制方向转换板上的继电器来转换方向FTGS室内设备（B43方向转换板）

代码板只有几根跳线，代码板上的每一个位模式对应一个频率，根据不同的位模式插件制成对应不同频率的代码板。在用于道岔轨道电路或中央馈电轨道电路时，使用第二块或第三块接收器1板而不使用代码板。FTGS室内设备（代码板）FTGS三种应用类型的结构对比室外区别标准型和道岔型都采用S棒，而中间馈电型采用8字棒。室内区别1.方向转换板的输入不同。2.道岔型比标准型多了一块接收1板和一块解调板，这是因为道岔型多了一个接收端的原因。3.中间馈电型比道岔型多一块中间馈电转换板（B45），用来实现发送端的切换。轨道电路模块4.FTGS轨道电路原理认知FTGS的FSK信号FTGS采用电气绝缘节来划分区段，为了防止相邻区段之间串频，使用了不同中心频率和不同位模式进行区分。对于某一轨道区段来说，只有收到与本区段相同的频率与位模式的信息才被响应。FTGS-917型轨道电路共使用8种频率（9.5KHz,10.5KHz,11.5KHz,12.5KHz,13.5KHz,14.5KHz,15.5KHz,16.5KHz），相邻的区段使用不同的频率作为某区段固有的中心频率。位模式是用X.Y表示：它其实把一小段时间分成几等份（如15ms为一份），在一个周期内，先是X份时间的高电平，然后是Y份时间的低电平，且要求X+Y≤8。FTGS-917型轨道电路采用15种不同的位模式(2.2、2.3、2.4、2.5、2.6；3.2、3.3、3.4、3.5；4.2、4.3、4.4；5.2、5.3；6.2)，相邻区段使用不同的位模式。最少的4bit，最多的8bit。FTGS的FSK信号位模式（bitPattern）是数码组合，以15ms为一位，用f0+64Hz为“1”，f0-64Hz为“0”，构成不同的数码组合，即带有位模式。其中，f0为某个中心频率。例如，2.2位模式即每个周期共4位，连续2bit为1，另外2bit为0，频率为：+64Hz、+64Hz、-64Hz、-64Hz、+64Hz、+64Hz……其波形如下图所示。

FTGS的FSK信号

2.2位模式FTGS的FSK信号报文式数字编码由ATP轨旁设备传输给车载设备，传输速率为200Bd（即每秒传送200个数字编码）。数字编码有效长度为136位，包括车站停车点、下一个轨道电路的制动曲线、运行方向、开门、入口速度、允许速度、紧急停车、限速区段速度、目标速度、目标距离、当前轨道电路识别、下一个轨道电路识别、轨道电路长度、下一个轨道电路的坡度、下一个轨道电路的频率等信息。FTGS报文信号关于报文编码为了确保ATP报文的发送和接收，FTGS必须能够根据列车的运行方向进行送端和受端的转换，即发送方向的切换。定义了三个发送方向：G方向（正常）、A方向（与G方向相反）、B方向（一送两受区段，反方向侧向运行）。FTGS报文信号关于报文发送方向FTGS工作原理标准型FTGS轨道电路结构图

由室内发送设备发送的FSK信号，通过轨旁单元在轨道电路始端馈入轨道，并由轨道电路终端接收传至室内接收设备，经过信号鉴别判断（幅值计算、调制检验、编码检验）,当接收器计算出接收的轨道电压的幅值足够高，并且解调器鉴别到发送的编码调制正确时，接收器产生一个“轨道空闲”状态信息，这时轨道继电器吸起表示“轨道空闲