城市轨道交通信号基础课件 -计轴+应答器

计轴设备+应答器第一节计轴设备我们将每个区间（两个站之间）划分为若干个闭塞区段，在每个闭塞区段的开始端及结束端安装计轴设备，目的是检测每个区段的占用情况，其功能与轨道电路相似。计轴设备仅能检测该区段是否被车占用，不能够给出列车具体位置。计轴设备与联锁设备相连接，为进路编排提供基础信息。在移动闭塞没有使用前，计轴设备为系统的主要设备，当移动闭塞使用后，计轴设备将成为移动闭塞的后备模式下的主要设备。计轴系统计轴器是用于完成计算车辆进出区段的轮轴数，分析计算区段是否有车占用的一种技术设备。计轴系统：计轴系统顾名思义，通过对车轮轮对的计数来判断区间的占用情况利用高频磁头发射磁场，当有列车通过时，列车轮对会切割磁力线，使接收端接收到的场强变小，从而计算有多少组轮对通过计轴设备。计轴设备用途

计轴设备和轨道电路一样，都是检查区间是否有列车或车辆占用的检查监督设备。它的特点是工作不受道床、轨道状态和气候条件等的影响，并且其控制距离可达到20km，区间无需安装钢轨绝缘节和绝缘轨距杆等设备。但是计轴设备也有缺点，它不能检查断轨，不能传输其它与行车有关的信息。

计轴设备优缺点计轴系统与轨道电路相比，具有以下优点：1.具有高可靠性，每年只有0.1%的故障率；2.由于计轴系统具有一定独立性，所以大大降低了维护成本；3.设备简单，易于维修；4.易于根据实际情况改变计轴设备布局；5.传输距离远，在没有分支的情况下，最长可传送20公里；6.通过串行输出口将信息传输给计算机联锁部分和信号机；7.大大减少了速度对检测可靠性的影响，新设备将按照CENELEC标准去做。计轴系统与轨道电路相比，具有以下缺点：1、设备需要大量的资金投入；2、不具备轨道断裂检测功能；3、由于维修车轮对的非标准化，计轴设备将无法可靠地检测到维修车；4、设备维修后需要重新复位。计轴系统的一组高频发射磁头和接收磁头由两对组成，其主要功能是判别列车运行方向。正常情况下，列车轮对会先切割SK1磁头，然后切割SK2磁头；当发生特殊情况时(例如反向行车)，列车轮对会先切割SK2磁头，再切割SK1磁头。计轴系统的计数方法：

当列车轮对切割高频磁头磁力线一次，计轴系统会记录一次。以一节车厢为例（四组轮对），当列车驶入区间时，计轴系统会记录共四次切割磁力线，只要列车没有切割前方磁头磁力线，系统会认为该车仍在区间内行驶；当列车经过前方计轴磁头时会再次切割磁力线，标志着列车已使出该区间，进入下一个区间。

每一组磁头既是新区间开始的标志，也是前一个区间结束的标志。

当两节以上编组列车运行发生车头、车体分离时，由于计数设备记录的驶出区间轮对数与驶入区间轮对数不符，前一个区间也不会开放。计轴系统的组成计轴系统包括室外轨旁系统（探测点、磁头）和室内系统（ACE）。室外轨旁系统由磁头（SK）和黄帽子（EAK）两大部分组成，其中，发送磁头、接收磁头、保护套管、紧固件、测试设备构成了磁头部分；EAK（底板、运算板、模拟板）、黄帽子、安装基础构成了黄帽子部分。室内系统由电源、计算机、串口板、并口板、诊断接口及PDCU组成。图AzLM计轴系统组成

磁头

磁头的主要功能是探测车轮。发送端和接收端构成磁场回路，切割磁力线来判断经过的轮对数。从室外的SK30H双磁头开始，磁头通过感应列车轮对切割磁力线产生电流，将感应电流传入EAK中的模拟板。磁头

磁头实物照片

黄帽子黄帽子内主要包括模拟板和ISDN版，其功能如下：1、

感应磁头2、模拟车轮脉冲转换为数字车轮脉冲3、监督磁头，监督EAK自检4、向ACE发送计数和诊断数据黄帽子

模拟板负责：生成发送信号、放大接收信号、调相、生成车轮脉冲、生成稳压输出；模拟板接着将生成的车轮脉冲发送到ISDN板。ISDN板则负责：计算车轮脉冲、判断计数方向、监督磁头工作、编码报文、使用ISDN协议向ACE机柜发送数据。黄帽子外观

黄帽子内部结构

室内设备室内系统主要包括电源板、串口板、并口板、诊断接口和计算机，其功能如下：向磁头进行数据轮询处理来自EAK的数据，占用信息向外发送轨道占用信息诊断信息重起自检电源板

串口板

并口板

CPU板

第二节应答器应答器

应答器是一种可以发送数据报文的高速数据传输设备，用于在规定地点实现车—地间的数据交换，为列车运行提供所需的信息，确保列车运行状态下的安全。应答器系统包括地面设备和车载设备。

地面应答器可以单个设置，也可以按编组形式设置，组内每个应答器均发送一组报文，所有报文综合定义了该应答器组所代表的信息含义。应答器的组成

应答器由地面、车载两部分设备构成，其中各个设备通过不同的接口连接。地面设备固定信息应答器可变信息应答器轨旁电子单元LEU车载设备查询主机车载天线天线电缆典型车载设备VICMMIMMIMMIMMII/OVICI/O编码里程计应答器天线人机界面无线天线无线天线冗余以太网车载应答器组成应答器设备向了列控车载设备传送以下信息：（1）线路基本参数：如线路坡度、轨道区段等参数；（2）线路速度信息：如线路最大允许速度、列车最大允许速度等；（3）临时限速信息：当由于施工等原因引起的对列车运行速度进限制时，向列车提供临时限速信息；（4）车站进路信息：根据车站接发车进路，向列车提供“线路坡度”、“线路速度”、“轨道区段”、等参数；（5）道岔信息：给出前方道岔侧向允许列车运行的速度；（6）特殊定位信息：如升降弓、进出隧道、鸣笛、列车定位等；（7）其他信息：固定固定障碍物信息、列车运行目标数据、链接数据等。地面应答器按照供电电源可分为无源应答器和有源应答器两种。固定信息（无源）应答器密封元件，免维护便于安装可以重复编程（无接触）可变信息（有源）应答器到LEU的标准化接口相同的外形加电缆

无源应答器原理：无源应答器没有外接电源供电，平时处于静止休眠状态；且存储着固定信息，当列车经过无源应答器上方时，地面应答器接收到车载天线传递的载频能量，获得电能量使地面应答器中的信号发生器工作，把存储在地面应答器中的数据循环发送出去，直至电能消失（即车载天线已经离去）。

用途：无源应答器（组），用于发送固定不变的数据，用于提供线路固定参数，如线路坡度、线路允许速度、轨道电路参数、链接信息等。

有源应答器

有源应答器有外接电源向其供电。有源应答器接有车站信息编码设备，因此有源应答器内的数据报文可以随外部控制条件的改变产生变化，例如设置于地面信号机旁的应答器，他将信号机的显示状态数据信息通过应答器传输给列车。对应信号机的不同显示，数据信息是可变的。

用途：传输可变信息。必须通过专用的应答器电缆与LEU设备连接，可以根据LEU设备所发送的报文，变化的向列车传送应答器报文信息。与LEU（地面电子单元）连接，用于发送来自于LEU的报文，在既有线提速区段，有源应答器设置在车站进站端和出站段，主要发送进路信息和临时限速信息。

按照安装位置分类：中心安装式、侧面安装式和立杆式安装中心安装式：应答器安装在铁路两轨中心部位，而查询器安装在机车底下的中间位置，与应答器相对应耦合侧面安装式：查询器安装在机车的侧面，与之对应，应答器也安装在一根钢轨的侧面，与通过机车的查询器相对应耦合。立杆式安装：应答器安装于路旁立杆上，其作用无线电波为无方向性，也可为有方向性，因此，道路上通过装有查询器的移动车辆时，立即可与它起耦合作用，传递相应信息。应答器的工作原理

当列车上的查询器通过地面应答器时，应答器被查询器瞬态功率激活进入工作状态，并向查询器连续发送存储于应答器中的行车数据。应答器的用途应答器设备用于向列车控制系统传送线路基本参数、线路速度、特殊定位、列车运行目标数据、临时限速、车站进路等固定和实时可变的信息，用于在特定地点实现地面与列车间的相互通信。轨旁电子单元LEU地面电子单元（简称LEU）是一种数据采集与处理单元，根据外界变化的条件，选择存储在LEU中的其中一条报文传送给地面有源应答器进行发送，或将外部发送的应答器报文直接向有源应答器传送。LEU主要用途从TCC接收报文，通过RS485/422串行接口（接口S）完成。向有源应答器发送报文，通过电缆（接口C）完成。检测外部电缆状态，包括断线、短路两种状态。记录状态信息，向TCC或BEPT提供维护数据。应答器的主要功能1、地面应答器的功能（1）无源应答器接收车载天线传递的载频能量；（2）通过车载天线向列车发送数据信息；2、应答器车载设备的功能应答器车载设备包括：车载天线、解码器、载频发生器与功率放大器等。（1）发送地面应答器需要的能量；（2）车载接收器接收、解调来自地面应答器的数据；应答器的设置和分类应答器是放置在两根钢轨中间的设备，它作为地面信号设备的重要组成部分，负责向车载设备传输地面数据。

在CBTC系统中，有些系统（如阿尔斯通）将应答器称为信标。在CBTC系统的后备模式中，增加了一些信标，其设置位置及其功能也不同于CBTC系统，可分为进路信标和信号信标。

进路信标：设置于运行前方进路设有道岔的接近轨道区段，道岔开通位置决定了列车运行的前方进路，进路的开通方向决定于道岔的定位还是反位。当道岔处于定位状态时，激励进路信标处于工作状态，将前方进路的状态告知经过列车。

信号信标：主要用来反映信号机的显示，并将显示告诉给经过列车。因此信号信标设置在信号机附近。信号信标有两种，一种绿色信标，一种是白色信标。信号机显示绿色灯光时，绿色信标工作，信号机显示白色灯光时，白色信标工作。

城市轨道交通正