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1、目 录一、概述11.1 前言11.2 应用领域11.3 系统参数11.4 系统属性2二、技术结构42.1 系统42.2应用42.2.1 单个轨道区段52.2.2 多个轨道区段52.2.3 道岔区段52.2.4 道岔区52.3 室外计轴点62.3.1 传感器62.3.2 安装方式82.3.3 技术参数92.3.4 传输距离102.3.5 DSS松动的识别102.4 室内计轴运算单元112.4.1 设计112.4.2 缓冲放大板122.4.3 计轴板142.4.4 继电器输出板142.4.5 计轴复位板162.4.6 电压监测板172.4.7 电源板172.4.8 采集记录板182.5 接口182
2、.5.1 轨道空闲和占用条件182.5.2 计轴器复位192.6 电源额定功率202.7 雷电防护20三、安全性分析213.1 安全性分析原则213.2 二取二计数电路213.3 继电器电路223.2.1 小型继电器的安全工作电路223.2.2 轨道空闲和占用检查电路22四、应用条件254.1 室外设备254.1.1 电气条件254.1.2 环境条件254.1.3 机械条件254.2 室内设备254.2.1 电气条件254.2.2 环境条件264.2.3 机械条件26一、概述1.1 前言为了在铁路作业中提供轨道空闲和占用条件，提芬巴赫公司开发了基于双车轮传感器（DSS）和各种处理DSS 信号电
3、子单元的计轴系统TAZ 计轴系统。该产品广泛应用于需要进行轨道空闲检测的各类铁路信号系统中，如安装有现场操纵电动转辙机（LOPS）的调车场控制系统、铁路平交道口系统（RLC）及车站联锁系统等。最新一代产品被命名为TAZ ，这是TAZ的最新升级版本，它拥有代表计轴系统技术发展水平的新功能。1.2 应用领域TAZ 电子计轴系统是被设计为可用于任何重轨和轻轨系统的轨道空闲检测设备。该产品的开发符合以下标准和规范的要求标准/规范名称发行人EBO铁路组织和作业规章Eisenbahn-bundesamt(EBA)VDV 361铁路信号设备VDV非国有铁路信号原理DIN VDE 0106电磁脉冲防护DIND
4、IN VDE 0110电子设备绝缘等级DINDIN VDE 0115铁路DINDIN VDE 0831铁路电子信号设备DINDIN VDE 0831A1铁路电子信号设备DINDIN EN 50121铁路应用：电磁兼容性CENELECDIN EN 50124铁路应用：绝缘等级CENELEC1.3 系统参数TAZ 计轴系统可以完成以下功能：1) 在电子计轴器中，完成轨道占用信息登记、对所连接的双车轮传感器（DSS）的脉冲进行计数，以及对这些脉冲的处理。2) 管理单个计轴电路，该计轴电路用于一个区段的轨道空闲或占用条件检测（计轴电路功能）。3) 适应的列车运行速度范围：0250km/h。4) 计轴电
5、路的最大计数容量为4096轴（循环计数器）。5) 一个计轴电路内部有两个计数装置，这两个计数装置同时工作，方向独立地对不同计轴点进行计入和计出。6) 一个无源安全输出接口，用于输出轨道空闲和占用条件。7) 一个故障-安全输入接口，用于系统发生故障后进行复位。1.4 系统属性1) 可用性当TAZ 计轴系统按指定的要求正常工作时，它的可用性可以描述为：一个计轴电路每计109个轴至多出现一个错轴，或每八十五年至多出现一次系统错误。当考虑关于工作可用性的失效模式时，必须考虑到每个计轴电路都有两个互相分离的计数组。在理论上，一个故障可能仅影响一个完整系统中的一个计轴电路，或者在同一线路关系的计轴点复用情
6、况下，至多能影响两个计轴电路。另外，双向运行的两条或多条线路的相邻轨道区段,其分界计轴点，也可以使用两个DSS。这样，各轨道区段的计轴系统能够做到互相独立，计轴电路之间互不影响。2) 维护成本在对监视功能（计数器动作一致性检查继电器BRKDN）进行必要的人工检测之前的维护周期内，室内设备是免维护的。室外设备要求在一年的维护周期内检查一次DSS，以便观察它的工作状态是否适当，安装固定是否安全牢靠。计轴系统的模块化结构使得需要的维修仅限于对插入式板卡的更换。在单元板卡的面板上，通过不同的LED显示重要的系统条件，使故障查找变得简化。同时得益于单元板卡面板不同的测试按钮，故障排查需要的时间也缩短了。
7、由于设备工作不需要微处理器，设备维修后不需要预留最短运行时间或离线测试时间，设备在进行复位操作后会立即投入运行。3) 系统工程设计计轴点（DSS）采用标准的方法与计轴系统连接，这种连接方法可以让电缆接线盒与室内设备之间的连接使用既有电缆。在系统工程设计时就要完成计轴点在区段上的分配（考虑计轴方向）。4) 扩展性对于每个计轴电路，都有两个独立的计数器，每个计数器都能够同时地、方向独立地通过连接的DSS 1和DSS2进行计入或计出。举个简单的例子，如一个非常短的用于股道的轨道占用检查区段。计数器有八个计数输入端，因此，一个计轴电路能够同时接入八个DSS。如果一个计轴电路需要八个以上DSS（如道岔区
8、），这些DSS可以并行连接到每个计数输入端。理论上并行连接的计轴点数量是没有限制的。然而，在正常的操作情况下，对于并行连接的计轴点不能同时驶过车轴，而且相应地，不能计划在联锁和闭塞系统的轨道占用检查区段使用这种方式。5) 计轴器复位ACR一个通过ACR键的操作能够致使计轴器复位的条件，设置在内部计轴器复位逻辑中。这是由铁路部门的可应用操作需求和规格所建的模式。不依赖于以下所列的不同复位方式，只有当隶属一个区段的所有计轴点都没有故障以及这些计轴点不被持续占用时，RESET才可以发生。可以计划使用下列的不同的RESET方式：a) 绝对复零ACR键操作之后，计轴电路的计数器被设为零，同时给出计轴区段
9、的轨道空闲条件。b) 预复零ACR键操作之后，计轴电路的计数器被设为零。而只有当下一次旅程使轨道占用，也即在计轴点DSS1计入在计轴点DSS2计出（通过完整的区段），并顺利通过，才能给出轨道空闲条件。6) 计轴点的复用缓冲放大板的一节被分配给一个计轴点（DSS）。一个缓冲放大板由两节构成，也就是说两个DSS连接一个缓冲放大板，这与缓冲放大板的一节用于那个计轴电路无关。缓冲放大板的输出信号能够连接几个计数组，采用这种方式实现DSS和缓冲放大板的多重使用。计数组的切换是由具备内在的隔离和无反射性能的光电耦合器来完成的。二、技术结构2.1 系统计轴系统包括：双车轮传感器（DSS）、缓冲放大板（BA）
10、、计轴板(AC）、继电器输出板、计轴复位板(ACR）和电源板等电子单元。在TAZ 计轴系统中，一个计轴区段所有电子单元的集合称为计轴电路。在计轴电路中，线路上DSS的安装点称为计轴点，所有处理DSS车轮信号的电子单元组成了计轴运算单元。图1显示了计轴系统的结构。图1：TAZ II电路框图2.2应用系统适用于下列场合的轨道空闲检测：a) 站内及站外轨道区段；b) 道岔区段及道岔区。一个计轴电路各个计轴点的布置取决于计轴区段线路特征。计轴区段的所有端头必须设置计轴点，由于尽头线的端头不能通过列车，因此可以不设置计轴点。2.2.1 单个轨道区段对一个轨道区段的布置案例，可以认为是采用TAZ II系统
11、组成的单个计轴电路的标准布置，见图2。轨道区段的最大长度受限于连接DSS电缆的电气技术参数。图2：单个计轴电路的标准布置2.2.2 多个轨道区段每个DSS的脉冲信号可以被相邻的计轴电路共同使用，以实现两个相邻轨道区段的轨道空闲检测。复用的DSS缓冲放大器的输出信号被接入相应区段的计数组。图3：计轴点复用的轨道区段2.2.3 道岔区段单开道岔和交分道岔都可以安装TAZ II系统。图4：单开道岔（W）和交分道岔（KW）的轨道空闲检测2.2.4 道岔区如图5所示的布置方式提供了道岔区轨道空闲检测的高效、经济的解决方案。在这种布置方式中最多可以将8个DSS接入一个计轴运算单元，并能够同时对所有车轮信号
12、进行整合和处理。图5：连接计轴点的道岔区轨道区段2.3 室外计轴点具有数千例使用业绩的提芬巴赫双车轮传感器(DSS)用于TAZ II计轴系统的计轴点中，室外计轴点单元的布置方式见图6。计轴点的DSS可以在指定点处检测车轮的轴数及运动方向。图6：计轴点设备布置示意图DSS通过信号电缆接线盒直接与信号电缆相连，该信号电缆直通室内与计轴运算单元（室内设备）连接。除了DSS，在轨旁不需要任何额外的电子单元，系统更便于维护，有利于降低系统的维护费用。2.3.1 传感器车轮传感器的内部电路由一个高频LC有源振荡器和相应的一系列附属电路构成，电路的输出端也就是电源供电端，由外部直流恒流源供电。当车轮接近传感
13、器时，车轮的铁磁介质对内部LC有阻尼作用，致使电路的工作状态发生变化，电路输出端的端电压将升高，参见图7。图7：车轮传感器工作示意图DSS由相互独立、电路分离的两个车轮传感器组成。这种个体系统独立性是出于安全方面考虑，而且不能因为任何原因被取消。使用单个车轮传感器或两个车轮传感器互相不独立，都被认为是不安全的。车轮跨越DSS，两个车轮传感器分别感应出车轮脉冲信号。两路脉冲信号必须满足有先后有重叠的特征，才被认为是有效的车轮信号，如图8所示。两路脉冲信号的相位关系代表车轮的运动方向，系统以此来识别车轮运行方向。图8：DSS工作示意图DSS的逻辑示意图参见图9。在DSS上，固定要连接一根4芯5米长
14、的柔性电缆引线，芯线固定以不同的颜色区分。如果在工程项目中需要更长的电缆引线，可以特殊定制。图9:DSS逻辑图2.3.2 安装方式DSS安装及固定方式可以经受住铁路运行时严重的环境载荷及机械载荷。DSS的预期使用寿命至少10年（激烈的损坏除外）。DSS在轨道内侧安装,在钢轨上安装的相对位置要求DSS顶面低于轨面45mm，才能够保证拾取规范中所列举的车轮信号。DSS可以有两种方式固定在钢轨上。一种是打孔固定方式，由螺栓固定在钢轨上，螺栓孔位于钢轨的中部（直径13mm），距轨面79mm，两孔间距150mm，如图10所示。另一种是夹具固定方式，由特制夹具固定在钢轨上，夹具固定于轨底，如图11所示。图
15、10：DSS的打孔固定方式图11：DSS的夹具固定方式安装DSS时，枕木的位置不必改变。DSS可以安装在道岔附近，但有限界的要求，要求岔尖钢轨侧面间距不能少于110mm。在轨旁有金属物体的情况，金属物体也要与钢轨侧面保持110mm的间距，如图12所示。DSS可用于石碴路基轨道，但DSS的安装不能受到路基石碴的影响。图12：DSS安装限界DSS的电缆引线通过特制防护管引入电缆接线盒，该防护管是一种内部带有网状钢丝压力橡胶管，能够充分抵抗人为的或是自然的外力破坏，对DSS的四芯电缆引线进行有效保护。DSS可用于安装目前全球使用的各种形状和类型的钢轨。典型的钢轨型号列于表1。地区铁轨型号德国S 41
16、，S 49,S 54,UIC 60瑞士SBB ,UIC 54(SBB ),UIC 54E(SBB ),VST 36(SBB ),VST C,SBB 澳大利亚Va, a,S33,A,B(S49),C(UIC 54),UIC 60,VA 71B波兰S 49,S 42,UIC 54,UIC 60美国90 RA,100 ASCE,100 RE,100 RA,115 RE,119 RE,132 RE,136 RE,140 RE中国43kg/m，50kg/m，60kg/m，75kg/m表1：DSS适应不同地区的钢轨型号2.3.3 技术参数只要车轮参数及轨道的磨损满足规定要求，经过DSS传感器的每个轮轴的信
17、号都可以被可靠地拾取。a) 最小车轮直径：250mmb) 最大车轮直径：2000mmc) 运行速度（传感器）：350km/hd) 轮缘高度：2536mme) 最小轴距：700mmf) 温度范围：-40+85g) 计轴可靠性：10-9次错误/轴h) MTBF：750000h轮对可以最大的速度在轨道上行驶，一般车轮的直径大于900mm。在DSS信号感应区域内的静止轮轴被采集到的是一个占用信号，不会有跳动信号产生。2.3.4 传输距离计轴点（室外设备DSS）与运算单元（室内设备）之间的最大电缆长度即为传输距离，TAZII计轴系统的设备分布由传输距离确定。计轴系统的传输距离受限于连接电缆的直流电阻，电
18、缆线对环阻最高为200欧姆。可以根据电缆线对环阻来计算传输距离。作为例子，表1列出了典型的电缆直径所对应的传输距离。在欧州，工程中使用直径为0.9mm或1.4mm的电缆，并要求使用双绞线。对应于DSS中的两个车轮传感器，一个车轮传感器使用一线对。线经d/mm环阻R/Ohms距离s/m0.920035631.020042551.42008621表1：使用典型铜缆的传输距离特殊情况下可在计轴点的接线盒中加装放大器，距离可以增加到15公里（电缆直径为1.4mm）,但放大器要有本地电源。2.3.5 DSS松动的识别DSS的松动识别功能通过两个附加的振荡回路实现，如图13所示。它们或是通过阻尼板（A）或
19、是通过衰减板（B）在振荡回路范围内产生阻尼。如果DSS松动，这种阻尼消失，传感器系统将在输出端产生一个信号。图13：松动识别原理因此，如果DSS松动、脱离钢轨、从钢轨上拆除或在轨道上安装不正确，结果会被计轴系统识别。在操作人员消除故障，并对设备复位后，受影响的计轴电路的占用状态会被消除。2.4 室内计轴运算单元2.4.1 设计室内设备（计轴单元）可以安装在机架或控制柜中，通常，这些机架或控制柜与电气集中、联锁或闭塞等信号设备一起，安装在信号机房的机械室内。设备也可以安装在室外的控制柜中，而且室外控制柜不需要安装空调。简单的欧洲插入式电子组件安装在单元机笼上（19英寸插入式机箱）。通过布置在机架
20、或控制柜汇集板上的接线端子，与外部设备的电缆连接。1) 单个计轴单元把一个区段的所有电子组件（室内设备）都安装在一个单元机箱中，电子组件之间通过单元机箱后的各种电缆进行连接，组成相对独立的单个的计轴运算单元。这种方式能够零活地适应环境。在原来的机架上，旧的轨道空闲检测设备可以用计轴设备代替。插入式的单元总宽度小于19英寸，因此，可以缩短单元机箱宽度，变为小型机箱,如图10所示。也可以在一个19英寸机箱内安装两个区段的计轴运算单元。图9：用于单个计轴单元的19英寸插入单元的正面图图10：用于单个计轴单元的小型机箱2) 多个计轴单元对于多个计轴单元情况，每个区段所使用的电子组件的种类是固定的。因此
21、可以根据各类电子组件的特点，对各区段相同的电子组件分类集中布置在同一个19英寸机箱内。单元机笼内的组件的连接靠背板来完成，由于使用了标准化的背板（84TE），因此可以降低设备接线和测试工作量，提高系统工作的可靠性。电源板插在单独的19英寸机箱内，称为电源机箱。用电线与背板连接，它给各独立的功能组供电。因此可以根据使用的计轴系统数量选择电源单元以提供不同的功率。每6个缓冲放大器板插在单独的19英寸机箱内，称为放大机箱。与室外计轴点相对应，可以连接12个DSS。计数板与继电器输出板、复位板组合成计轴单元，每4个计轴单元（一个计轴电路的组件）插在单独的19英寸机箱内，称为计轴机箱。图11：多个计轴单
22、元的设计2.4.2 缓冲放大板型号：4AB10/1105/35。一个缓冲放大板内部含有两个缓冲放大器单元，可以分配给两个DSS。一个缓冲放大器单元有两个输入，对应于一个DSS中的两个车轮传感器。DSS的双车轮传感器系统的信号通道是分开的，这样能够实现二取二的安全模式。对于相邻区段共用DSS（计轴点的复用）情况，对应的缓冲放大器也要复用，两个区段的计轴单元要同时从复用的缓冲放大器中接收DSS脉冲信号。缓冲放大器将模拟的DSS信号改造成数字信号输入到计轴单元，并且耦合连接室内及室外设备。DSS系统由缓冲放大器提供恒定的电流，车轮接近时，依靠阻尼作用，DSS系统的内部阻抗发生变化，跨接恒流源两端的电
23、压升高。根据电压降低的情况，DSS的每个子系统将产生轨道占用或空闲输出。另外，在缓冲放大板上要实现对DSS传感器系统的监测，监测内容包括断线、短路，而且根据DSS的类型，还要监测DSS在钢轨上安装的完整性。图12：DSS与缓冲放大板的连接通过双轮传感器（DSS）中的一个或两个传感器系统的阻尼作用，形成计轴电路的轨道占用输出。缓冲放大器直接工作于输出组件的继电器链路中，而且通过隔离的光电耦合器工作在计轴单元的输入端。缓冲放大板与端子板之间通常用预制的连接电缆连接。正面图LED/按键注释DSS1BRKDN 红色LED灯亮，可能DSS1第车轮传感器系统电缆断线或短路。SIM 该按键可以模拟DSS1第
24、车轮传感器系统占用。OUT 黄色LED灯亮，可能DSS1第车轮传感器系统电缆断线、短路或者占用。BRKDN 红色LED灯亮，可能DSS1第车轮传感器系统电缆断线或短路。SIM 该按键可以模拟DSS1第车轮传感器系统占用。OUT 黄色LED灯亮，可能DSS1第车轮传感器系统电缆断线、短路或者占用。DSS2DSS2与DSS1相同。2.4.3 计轴板型号：ZB8/115/1。故障-安全型电子计数单元是计轴系统的核心部件。计数方向取决于DSS中两个子系统的切换盘上的相互位置。根据驶过双车轮传感器的独立的方向，双通道电子计数器中的轴数被计入或计出。采用这种方式，也可以通过计数电路对两个或以上的DSS同时
25、进行计入或计出。当最后一个识别的计数程序是计出程序时，通过双通道计数条件的故障-安全比较，驶入与驶出的轴数相同，将给出轨道空闲输出。正面图LED/按键注释BRKDN当连接车轮传感器的电缆有故障（短路或开路）时，红色LED灯亮。当电源电压下降，红色LED灯闪亮。-Axle当有负轴发生时，红色LED灯亮。RESET该按钮可以把计轴器中的轴数清为零。Ch如果由于输入端信号边沿顺序不正确导致轨道继电器落下，黄色LED灯亮。1-256计数器持续计数时，所有黄色LED灯（1-256）闪亮。黄色LED灯（1-256）显示轴数（计入/计出）。当计出时，轴数减少。当出现负轴时，所有黄色LED灯（1-256）同时
26、闪动。Oc当计入和计出数不相等，或监视继电器设置，或计轴器占用，或传感器占用，红色LED灯亮。CL当计入和计出数相等，而且监视继电器未设置，绿色LED灯亮。Chanel/LED显示两个处理器通道中每个的信息（2取2安全系统）。2.4.4 继电器输出板型号：WST 8021。计轴设备与控制设备（6502电气集中及微机联锁）的接口是由继电器输出板来承担。由继电器单元来比较计数单元的双通道数据，并使输出置于关联安全的状态“轨道占用”或“轨道空闲”。当计轴系统出现故障时，在任何情况下，将输出“轨道占用”状态，决不会输出“轨道空闲”状态。该单元第二种功能是，当计轴系统出现故障时，由计数通道或继电器实施安
27、全关机。它将关断输出，同时强制将轨道占用条件输出到与之连接的上层控制设备中。当电路断电操作后，由相应计轴系统构成的计轴电路将进入“轨道占用”状态，并能够被ACR复零。正面图LED/按键注释BRKDN ON如果两个通道计轴器有差异，红色LED亮。光电耦合器ZB1和ZB2的信号不平衡。检查键用于检查BRKDN继电器是否有故障。SET按压该按键使BRKDN继电器落下（每年测试一次）RESET当故障或者测试后，按压该按键使BRKDN继电器吸起。CLH如果计轴器组是空闲的，CLH继电器有故障，CLH灭灯。当计轴电路占用（DSS的S和S占用），继电器CLH吸起，CLH灯亮。Oc3当计轴器空闲，继电器Oc3
28、的绿色LED灯亮起。当计轴器占用，继电器Oc3落下。Oc1/Oc2当计轴板的光电耦合器ZB1/ZB2（参见计轴器的Oc1/Oc2灯）关断时，红色LED亮起。当顺序出现一个占用，然后S空闲，然后S空闲，计轴器出现占用。CL当计轴器空闲（计轴器的LED F1和LED F2亮起，DSS系统没有占用）时，绿色LED亮起。DSS系 统的占用导致CL继电器落下，当计轴器ZB9/115产生了占用，而后相关的轨道输出空闲报告，CL继电器才能重新吸起。2.4.5 计轴复位板型号：AK 19/115。作为输入接口，计轴复位板为计轴板复位键（ACR）提供了安全的输入。外部ACR键或者单元前面板的“ACR”键不仅能够
29、引起计数器复位，且同时引起开关复原输出轨道空闲条件，并恢复轨道空闲检测功能。计数器能够正常工作是轨道空闲检测的一个基本条件。计轴器复位单元采用仿真两个轴的计入计出程序的方法，来验证计数器能否正常工作。计轴板的二轴检查在计轴器预复零的系统设计情况下将不执行，这时按压“ACR”键或外部ACR仅将计数器单元归零。当下列车通过整个计轴电路或者用缓冲放大器板上的SIM键模拟车轴，才能完成计数器的计数测试，才能够输出轨道空闲条件。一个计轴复位板能够为两个计轴电路提供上述功能，提高单元空间利用率，提供更有效的解决方式。正面图LED/按键注释ACR1按压ACR1和ACR2键，继电器Q1.1和Q1.2吸起。通A
30、CR2过继电器接点，计轴器被复位，继电器板被转换到RESET状态，然后在计轴器上模拟2轴计入计出。LED是并联在继电器Q1.1和Q1.2上的。2.4.6 电压监测板型号：AR32/1621。电压监测板AR32/1612是由继电器构成的单元，用来监测缓冲放大器的电源电压。由于DSS的双重使用，在下列情况下，电压监测板可引起与所监测的缓冲放大板相关的计轴器的电压切换，并输出轨道占用条件。a) 当缓冲放大器的电源失效或b) 缓冲放大器缺失（如卡被拿掉）。正面图LED/按键注释SPU 1-6当SPU继电器闭合，绿色LED灯亮，缓冲放大板的电源有效。ST 1-6按压ST按钮，进行相应SPU继电器的故障检
31、查。红色LED SPU灯显示SPU继电器的故障。同时，适当的计轴电路被置占用。释放ST按钮，SPU继电器重新吸起。完成SPU继电器的故障检查后，计轴电路必须通过运行人员的操作重新回到RESET状态。2.4.7 电源板电源板向计轴系统提供工作电压。系统是按照不同内部输入电压的要求而设计。电源板可以提供下列整机输入电压：a) 2072VDC（典型电压：24VDC或60VDC）b) 170265VAC（典型电压：230VAC）c) 110VAC通常，电源供电不能间断（UPS），在电源供电间断条件下，计轴设备的正常运用是不可能的。因此，要使用备用电池，当有电源故障发生时，计轴系统能够在最大可能的时间内
32、可以无限制地持续地工作。2.4.8 采集记录板型号：MC2/1608。采集记录板可以对计轴系统的内部工作状态进行采样和记录。记录信息在板内进行循环存储，可以保存1000条事件。通过RS232接口，采样或记录的信息都可以输入到计算机或相应的存储设备。计算机以超级终端方式接收并显示采集记录板输出的数据流。记录信息的内容有：1) OC3 relay off: OC3继电器落下2) OC3 relay on：OC3继电器吸起3) CL relay off：CL继电器落下4) CL relay on：CL继电器吸起5) ACC Reset：计轴电路上电重置6) ACC Quit：计轴电路停机复位7) A
33、CC Occupied：计轴电路占用8) ACC Clear：计轴电路空闲9) AX x - Axles counted (POS/NEG) yy -zz：计轴点x计入yy轴计出zz轴2.5 接口2.5.1 轨道空闲和占用条件计轴系统向与之连接的信号设备输出轨道空闲和占用条件，是通过无源继电器接点实现的。使用的是欧洲安全型小型继电器。输出继电器CL和Oc3的吸起接点串联在由更多继电器接点组成的轨道空闲检测链路中，并产生输出信号轨道空闲报告Clear。在轨道空闲情况下，继电器链路处于导通状态。此外，在这条继电器接点链路中，还有继电器CLH和BRKDN的接点，该继电器与CL和Oc相互有影响，其功能
34、之一是，在继电器电路中用来检测故障。继电器接点链路断开表现为轨道占用条件（安全状态）。继电器CL和Oc落下接点的并联产生输出信号Occupied。因而，必须在外部进行并联连接。在轨道空闲情况下，该继电器链路是断开的。这两个输出给与之连接的设备（联锁，闭塞等）提供了轨道空闲和占用报告的唯一输出信号，该信号也可以采用与读入故障安全计算机相同的方式来控制信号继电器。图13：轨道空闲条件输出2.5.2 计轴器复位为维修机构操作而设的计轴器复位键的连接有两种独立的、电气分离的输入（信号继电器）。输入一般是被单独操作控制。信号应该被持续作用至少1秒钟，然后撤销。这样才能产生计轴器复位。来自联锁的控制有下列
35、选择：1) 选择一无源继电器接点或按钮接点T1.1和T1.2（使用系统内部的供电电压进行开关），或者图14：无源开关输入2) 选择二取自联锁24V直流电压到输入的连接。图15：ACR的24V输入2.6 电源额定功率计轴系统的电源额定功率可以根据各单元板的电源额定功率进行累计。一个缓冲放大板的功率为0.96W，一个计轴板的功率为1.38W，一个继电器输出板的功率为6W。该三种单元按数量累计功率，并增加20%预留量，即为计轴系统的电源额定功率。2.7 雷电防护系统分为室内设备和室外设备，室内外设备通过电缆连接，而且跨接两个防雷分区。为了保护室内设备免遭传导雷电脉冲的冲击，因此，要在分区分界的室内侧
36、设置防雷保安器。防雷保安器的电路图如图16所示，具备多级纵横向雷电防护能力。要求防雷保安器地线接地电阻为4。图16：防雷保安器电路图对于室外设备的双车轮传感器，本身具备足够的横向防护能力，而且采用浮地工作方式，纵向雷电防护能力也很强。因此，双车轮传感器不需要进行额外的防护。三、安全性分析3.1 安全性分析原则安全性一般要求是：如果一个系统或系统的一部分，被占用或没有处在标准位置，系统能够进入安全状态。对于系统安全性没有绝对的概念，只是针对概率相对而言。因此，进行安全性分析应该依据一定的分析原则，在这个原则下才能对系统的安全性进行适当的评估。这个原则就是：a) 同一时间，只考虑发生一个故障的情况
37、，不考虑同时发生两个故障的情况。b) 当发生了一个故障时，系统能够在下一个动作或测试中检出故障，没有故障积累。3.2 二取二计数电路计数电路由模拟或数字电子电路构成。在数字电子电路中，电路输出有两种逻辑状态，如果电路出现故障，两种逻辑状态输出的概率均等，其输出所处的逻辑状态不确定。也就是说，在数字电子电路中，无法确定何种状态为安全状态，电路本身不具备固有故障-安全特性。因此，要实现电子电路的故障-安全特性，要采用两套电路输出进行裁决的组合故障-安全结构。车轮经过DSS，均要由双车轮传感器分别感应出两路车轮信号，再通过缓冲放大板的双通道电路的放大和整形，分别输出两路轴脉冲信号。两路车轮信号的感应
38、、放大和整形过程是由两个相互独立的电路完成的，并且呈现相位差，代表了车轮运行方向。计数板的内部也有两个相互独立的运算电路，每个运算电路都包括方向检测和二进制循环计数电路。每个运算电路都要接收两路轴脉冲信号，分别进行车轮运行方向判别和轴计数。两个运算电路的车轮运行方向和轴计数结果要进行比较，结果一致才能有输出。因此，从以上分析可知，计数电路是由两个电子电路构成的二取二故障-安全系统。图17：计数电路3.3 继电器电路3.2.1 小型继电器的安全工作电路大型继电器的工作安全性可以依靠重力来保证，继电器本身有一个安全状态，即为落下状态。显然，这对于小型继电器来说就不适用。对于小型继电器，可以采用一个
39、继电器的吸起接点与另一个继电器落下接点串联的电路来保证输出的安全性。图18以按钮T驱动负载SM为例，说明了小型继电器安全工作电路的原理。图18：小型继电器安全工作电路显然，若以按钮T直接连接负载SM或通过单个继电器驱动负载SM的情况下，都存在按钮或继电器接点粘连的不安全因素。使用按钮T逻辑状态相反的两组接点分别连接两个小型继电器，继电器R1的落下接点与继电器R2的吸起接点串联后连接负载SM。电路中任意一点故障均能保证安全输出。在实际的继电器电路中，甚至采用多个继电器接点串联驱动后级负载的方式，以保证电路的安全性。还有一点需要保证，若在电路中出现故障，故障点能够当时或在下一个动作周期内被检出，这
40、样才能避免故障积累。3.2.2 轨道空闲和占用检查电路图19显示了轨道空闲和占用检查电路。S1是车轮传感器S占用继电器，S2是车轮传感器S占用继电器， Oc1和Oc2分别是两个计数器占用继电器，Oc3为计数器组空闲继电器，CL是计轴器空闲继电器，CLH为计轴器占用继电器，BRKDN为计数器动作一致性检查继电器。图19：轨道空闲和占用检查电路通过Oc1和Oc2接点，在电路中BRKDN用于检查两个计数器动作的一致性，当两个计数器动作不一致时，BRKDN落下。正常情况下，两个计数器动作应该一致，因此BRKDN长期不会动作。为了检查BRKDN是否失效，设置SET BRKDN和RESET BRKDN按钮
41、，用于人工检查BRKDN的有效性。若干个车轮经过计轴区段一端的DSS进入区段，然后从区段另一端的DSS离开区段，这是一个完整过程。在这个过程中计轴设备完成了一个计轴过程，区段从空闲到占用状态，又从占用到空闲状态。轨道空闲和占用检查电路的工作过程：1) 当车轮接近DSS，之中的任意一个车轮传感器被占用时，S1或S2得电吸起，CL落下；2) 车轮前进跨越DSS，同时占用两个车轮传感器时，CLH得电吸起，并在CL落下期间自保吸起状态；3) 车轮前进完全越过DSS，计数器计入一轴，区段轴数为一，计数器切断继电器CL励磁电路的工作电源，同时Oc1和Oc2得电吸起，Oc3落下；4) 在随后的车轮计入和计出
42、过程中，除了计数器不断计数，以及S1和S2不断吸起或落下以外，其它继电器均不动作；5) 最后一个车轮完全越过DSS，计数器计出最后一轴，区段轴数变为零，计数器接通继电器CL励磁电路的工作电源，同时Oc1和Oc2失电，但要延时50mS才落下，Oc3吸起，因此CL才有机会得以吸起并自保。在电路中，导致电路或系统占用的条件均有两个，只要其中一个条件能够正常工作，就能使电路或系统处于占用状态。在电路中，任何一个继电器被机械式锁闭或不工作，始终保持吸起或落下状态时，系统均会保持占用状态。以下举例说明：1) 当CL继电器被锁闭，始终吸起时。计数器计入一轴后，Oc3落下指示区段占用。由于CL被锁闭，CLH不
43、会得电。计数器计出最后一轴后，Oc1和Oc2同时落下，但由于CLH不得电，Oc3也不能得电。所以没有机会使系统恢复空闲状态，区段永远占用。2) 当Oc1和Oc2中有一个不工作时。继电器CL落下后再也没有机会吸起。3) 当Oc1和Oc2中有一个被锁闭得电时。那么Oc3不会吸起。4) 当CLH被锁闭得电时。因为CLH的落下接点串联在轨道占用和空闲条件的输出链路中，因此永远不能输出轨道空闲状态。四、应用条件4.1 室外设备4.1.1 电气条件1) 室外设备（DSS）的电气干扰a) AC250V连续干扰b) AC1.6kV断续干扰c) 3.1kV 放电DSS对轨道牵引回电流、磁轨缓行器、涡流缓行器及磁
44、化轮对引起的问题有抵御能力。按照要求，也对闪电、上方电缆短路造成的影响不敏感。DSS可以经受与地面交互电压2kV或系统间1kV的电压试验。水密封、防尘（保护级别IP67），积雪、结冰、油污及脏物等都不能影响正常运行。2) EMC：根据EN501214（CENELEC）标准设计及试验试验程序是：直接放电、间接放电、脉冲、能量密集脉冲、无线电试验。平行布置的电缆（如电话线）不会对DSS造成影响。然而对于给设备供电的大电流的电缆如道岔电机、水泵电机等，其电缆敷设与DSS连接电缆的平行距离不能小于6cm。4.1.2 环境条件a) 温度：-40到+85b) 湿度：可以偶然浸水（IP67）c) 气压：70
45、0到1320hpa(海拔高0到2200m)4.1.3 机械条件a) 振动：频率2530Hz，加速度60g b) 载荷：垂直方向小于200kg4.2 室内设备4.2.1 电气条件1) 室内设备的电气干扰a) AC250V持续干扰b) AC1.6kV间断干扰c) 2.3kV 放电室内设备的空气流通通道根据DIN VDE 0106 Part 101设计，绝缘强度按污染等级2标准（DINVDE 0110）设计。2) EMC：根据EN501214标准设计及试验试验程序：直接放电、间接放电、脉冲、能量密集脉冲、无线电试验。3) 供电（外电源通过后备电池供电或直接供电方式）进行10次电源间断试验，电源间断时间超过1毫秒，两次试验间隔2秒。或者，电压降低20%，持续工作超过20分钟。4.2.2 环境条件温度： -25到+50湿度：相
