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第2章与列车运行相关的设备2.1信号2.2轨道电路2.3计轴器2.4查询应答器站台安全门2.5联锁设备2.6第2章与列车运行相关的设备轨道电路是利用钢轨线路和钢轨绝缘构成的电路。它用来监督线路的占用情况,将列车运行与信号显示等联系起来,即通过轨道电路向列车传递行车信息。随着轨道电路技术的不断发展,轨道电路不仅用来检测列车是否占用,更重要的是要传输ATP信息。1.轨道电路组成和工作原理轨道电路是由钢轨作为导体,两端加上机械绝缘(或电气绝缘),接上送电和受电设备构成的电路。钢轨绝缘钢轨接续线轨道电源轨道电阻引接线轨道继电器第2章与列车运行相关的设备工作原理①当轨道电路设备、线路完好,又没有列车、车辆占用时,轨道电路的电流从电源正极经钢轨、轨道继电器线圈回到负极而构成闭合回路,继电器处于吸起状态,表示轨道区段内无车占用,此状态称为轨道电路的调整状态第2章与列车运行相关的设备②当轨道电路设备、线路完好,但是有列车、车辆占用时,因为车辆的轮对电阻比轨道继电器线圈电阻小,所以轨道电路被轮对分路后,流经继电器线圈的电流急剧变小,不足以使衔铁保持吸起状态,致使继电器失磁落下,表示轨道区段有车占用,此状态称为轨道电路的分路状态第2章与列车运行相关的设备③当轨道区段内发生轨道或线路断裂时,流经继电器的电流中断,使继电器失磁落下,此状态称为轨道电路的断轨状态。第2章与列车运行相关的设备轨道电路的作用①监督列车的占用。利用轨道电路监督列车在区间或列车和调车车列在站内的占用情况,是最常用的方法。由轨道电路对线路空闲情况的反映,为开放信号、建立进路或构成闭塞提供依据,还利用轨道电路的被占用状态关闭信号,将信号显示与轨道电路是否被占用结合起来。第2章与列车运行相关的设备②传递行车信息。例如数字编码式音频轨道电路中传送的行车信息,为ATC系统直接提供控制列车运行所需要的前行列车位置、前方信号机状态和线路条件等有关信息,以决定列车运行的目标速度,控制列车在当前运行速度下是否需要减速或停车。对于ATC系统来说,带有编码信息的轨道电路是其车地之间信息传输的通道之一。第2章与列车运行相关的设备(2)音频无绝缘数字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,实现了正线区段轨道电路占用检测以及地对车的ATP数字信号传输的双重任务。音频无绝缘数字轨道电路所传输的轨道信号内包含的数字信息第2章与列车运行相关的设备设备组成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成,在轨道之间或者沿轨旁安装,采用互耦方式轨旁连接箱送电受电环线S棒至发送电路至接收电路耦合单元第2章与列车运行相关的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箱,每个机箱内包括多个PCB电路板,每个轨道电路包括控制板、辅助板、电源板。控制板辅助板电源板至轨道联锁机笼第2章与列车运行相关的设备工作原理(1)对列车占用区段的检测(2)发送ATP信息第2章与列车运行相关的设备(3)50Hz相敏轨道电路用于城市轨道交通的交流工频轨道电路有50Hz相敏轨道电路,它们只有监督列车占用的功能,不能传输其他信息。由于城市轨道交通一般采用直流牵引,所以轨道电路可以采用50Hz电源。第2章与列车运行相关的设备50Hz相敏轨道电路的组成50Hz相敏轨道电路是由送电端、受电端、钢轨绝缘、钢轨引接线、钢轨接续线、回流线以及钢轨组成。220GJF220GJZ~~220GJF220GJZ341210A10ABG-D1A1A10A10ABZ-DCCARD送电端受电端第2章与列车运行相关的设备50Hz相敏轨道电路的工作原理电源屏分别供出50Hz相敏轨道电源和局部电源。送电端轨道电源经轨道变压器降压后送至钢轨。受电端由钢轨来的电压经中继变压器升压后送至轨道继电器RGJ的轨道线圈。轨道继电器RGJ的局部线圈接局部电源。当轨道线圈和局部线圈电源满足规定的相位和频率要求时RGJ吸起,轨道电路处于调整状态,表示轨道电路空闲。列车占用时,轨道电源被分路,RGJ落下;若频率、相位有一个不符合要求时,RGJ也落下。第2章与列车运行相关的设备第2章与列车运行相关的设备2.1信号2.2轨道电路2.3计轴器2.4查询应答器站台安全门2.5联锁设备2.6第2章与列车运行相关的设备2.3计轴器计轴器是用于计算车辆进出区段的轮轴数,分析区段是否有车占用的一种技术设备。它具有检查区段占用与空闲的功能,而且不受轨道线路道床状态等影响。它采用轨道传感器、电子连接单元和计轴运算器来记录并比较驶入和驶出轨道区段的轴数,作为检查区段的安全设备,其作用和轨道电路等效,是目前实现站间闭塞的较为理想的设备。(1)计轴器的组成计轴器由室内设备和室外设备两部分组成,室外设备由轮轴传感器(或称磁头)K1、K2和电子连接单元(EAK);室内设备由运算器、继电器等组成,或采用微型计算机构成计轴器主机系统ACE。室外设备和室内设备通过传输线路相连接。甲站乙站丙站EAKEAKEAK计轴运算器和继电器接口联锁系统K1K2K1K1K2K2(2)计轴器的原理计轴设备利用轨道传感器、计数器来记录和比较驶入和驶出轨道区段的轴数,以此确定轨道区段的占用或空闲。其工作原理是:利用电磁感应的原理,当列车出发,车轮进入轨道传感器作用区时,微机开始计轴,轮对经过传感器磁头时,计轴磁头可以探测到通过列车的轴数,向微机传送轴脉冲,并经电子连接单元EAK向计轴运算器报告。判定运行方向,确定对轴数是累加计数还是递减计数。通常情况下,2个计轴探头可以确定1个闭塞分区。计轴探头沿线路安装在钢轨之上,其位置也是闭塞分区的分界点。计轴运算器是计轴器的核心部件,收集其控制范围内的计轴探头发来的所有信息。计轴运算器计算相邻2个计轴探头报告的轴数关系,就可以确定该闭塞分区是否空闲。通常系统规定:凡进入防护区段的轮轴数进行加轴运算,凡离去防护区段的轮轴数进行递减运算。第2章与列车运行相关的设备第2章与列车运行相关的设备2.1信号2.2轨道电路2.3计轴器2.4查询应答器站台安全门2.5联锁设备2.62.4查询应答器查询应答器是一种基于电磁耦合原理而构成的高速点式数据传输设备,是ATP系统的关键部件,用于在特定地点实现地——车间的数据交换,为列车提供ATP所需的各种点式信息,包括进路长度、岔区长度、闭塞分区长度、坡度、曲线等,确保列车在高速运行状态下的安全。查询应答器系统的组成:1.地面应答器2.车载设备(1)车载查询器主机(2)车载查询器天线第2章与列车运行相关的设备地面应答器地面应答器储存特定的地面信息,通常放置在轨道中间。当列车经过地面应答器时,通过无线射频激活应答器,使其发射预置数据,从而机车获得诸如公里标、限速、坡度等信息,保障列车运行安全。第2章与列车运行相关的设备第2章与列车运行相关的设备车载查询器主机车载查询器主机检查、校验、解码和传送接收到的报文,选择激活位于机车两端的任一天线,与列车运行控制系统进行单向或双向数据传输,并具有自检和诊断功能。配合列车运行控制系统完成如下主要功能:①自动区分上、下行列车的地面信息;②生成机车信号、速度监督及自动停车;③提供电子里程标校准列车位置;④提供列车前方一定距离内的线路横纵断面的数据,如桥梁、信号机、标志牌等影响列车运行的信息;⑤向地面有源应答器发送车次号信息。车载查询器天线车载天线置于机车底部,距轨道约180~300mm。当天线的导体通过高频电流时,在其周围空间会产生电场与磁场,电磁场能离开导体向空间传播,形成辐射场。发射天线正是利用辐射场的这种性质,使车载主机传送的高频信号经过发射天线后能够充分地向空间辐射。当地面应答器被激活后,应答器在其电磁波传播的方向发射另一个高频信号,天线就会产生感应电动势。此时与天线相连的接收设备的输入端就会产生高频电流。接收效果的好坏除了电波的强弱外,还取决于天线的方向性和与接收设备的匹配情况。查询器天线的外壳通常要由硬质材料做保护,防止异物撞击。第2章与列车运行相关的设备车载查询器天线第2章与列车运行相关的设备应答器的工作原理应答器是利用无线感应原理在特定地点实现列车与地面间相互通信的一种数据传输装置。当列车上的查询器通过设置于地面的应答器时,应答器被发自车上的查询器瞬态功率激活并进入工作状态,它将存于其中的可供列车自动控制或地面指挥用的各种数据向运行中的列车连续发送。但此数据传输只在查询器与应答器的有效作用范围之内进行,当查询器随列车运行到有效作用范围之外时,应答器将不再工作,直至被下次列车上的查询器功率再次激活。第2章与列车运行相关的设备ATP/ATO查询器主机查询器天线地面应答器1地面应答器2LEU列控中心第2章与列车运行相关的设备应答器的主要特点无源应答器通常不要求提供外接电源(有源应答器除外);无源应答器可提供固定信息内容,如里程标、区间长度、限速值、坡道值等;可变编码应答器可提供实时信息,如股道号、进出站等;使用寿命长,基本无需维护,可节约维修资金;不受话路限制,传输信息量大,有利于实现系统故障-安全;不受频带限制,频率运用灵活;电磁场稳定,可以获得高质量的传输效果;一次性投资可服务于多种应用,实现少投入、多产出,经济效益显著。第2章与列车运行相关的设备查询应答器的分类按照供电来源分类按照应用功能归类区分按照安装位置分类第2章与列车运行相关的设备按照供电来源分类(1)无源型查询应答器应答器本身不具备电源,只有当查询器位于其耦合谐振位置时,从查询器送出的高频信号作为电源给应答器,使应答器中事先已存储的信息被发送出来。它相当于计算机存储系统中ROM类型。因此其信息一旦固定在应答器后,只能原封不动地读出,不可改变。列车车载设备通过时,将存储的报文发送给车载设备。(2)有源型查询应答器应答器本身具备电源,所以它存储的信息是可变的,相当于计算机存储系统中RAM类型。因此当查询器与应答器耦合谐振时,立即发出了应答器内部已存储好的随机信息。列车车载设备通过应答器时,将轨旁电子单元LEU传来的数据转换成报文发送给车载设备;检查与LEU之间的链接,列车车载设备通过时,在没有收到LEU的数据情况下,将存储的默认报文发送给车载设备。按照应用功能归类区分(1)普通型查询应答器该类应答器自应答器向查询器传送信息发送,包含安全信息和非安全信息。查询器和应答器的大小尺寸相同数据处理与控制第2章与列车运行相关的设备(2)增长型查询应答器它的查询器与普通型的类似,但应答器则比其查询器增长很多,有可能长达10倍。其专门用途是控制列车在车辆段、机械房或机务段内的定位数据处理与控制第2章与列车运行相关的设备(3)标定型查询应答器它的应答器结构连续多环,专门用于标定列车速度。数据处理与控制应答器(多个感应线圈)第2章与列车运行相关的设备按照安装位置分类(1)中心安装式应答器安装在两轨中心部位,而查询器安装在列车底下的中间位置,与应答器相对应耦合。第2章与列车运行相关的设备(2)侧面安装式查询器安装在列车的侧面,与之相应,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。第2章与列车运行相关的设备(3)立杆式安装应答器安装于路旁立杆上,其作用的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。第2章与列车运行相关的设备查询应答器的作用列车定位信标线路地理信息车——地通信的信道临时限速信息的传输通道第2章与列车运行相关的设备第2章与列车运行相关的设备2.1信号2.2轨道电路2.3计轴器2.4查询应答器站台安全门2.5联锁设备2.6它沿城市轨道站台边缘设置,将列车与站台候车区隔离。安装安全门系统,不仅可以防止候车乘客跌落或跳下站台发生危险,让乘客安全、舒适地乘坐地铁列车,而且在地铁运营中作为一种高科技产品,根据其设计的高度不同程度减少了站台区与轨道行车区之间冷热气流的交换,降低了环境控制系统的运营能耗,从而节约了运营成本,具有节能、减噪、环保功能。第2章与列车运行相关的设备
本文标题:轨道电路
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