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1、2012届毕业设计说明书课题名称: ZPW-2000A自动闭塞技术研究2012届毕业设计任务书一 课题名称：轨道交通区间闭塞技术研究二 指导老师：傅宗纯三 设计内容与要求1. 课题概要区间闭塞是保证区间行车安全以及提高区间运输效率的一种重要技术。随着列车运行速度越来越高、行车密度越来越大，轨道交通对区间闭塞技术的要求也越来越高。到目前为止，铁路区间闭塞技术的发展大致经历了六个阶段：电报或电话闭塞、路签或路牌闭塞、半自动闭塞、自动闭塞1、准移动闭塞及移动闭塞23。（准）移动闭塞技术已在高铁及部分城市的地铁中被广泛采用。而自动闭塞是对半自动闭塞技术的总结和完善，同时又是（准）移动闭塞技术的基础，在
2、闭塞技术的发展中起到承上启下的作用。可以说，只有在准确深入理解自动闭塞技术的基础上，才有可能真正理解（准）移动闭塞。轨道电路技术是区间闭塞技术的基础和关键。从传统的有绝缘节轨道电路到先进的无绝缘节轨道电路，轨道电路的功能经历了从单纯的检测轨道占用到既能检测轨道占用又能发送行车信息的转变。研究轨道电路技术是理解先进的区间闭塞技术的前提。通过对此课题的学习和设计，使学生掌握区间自动闭塞技术的发展历程及工作原理，培养学生利用所学基本理论和自身具备的技能来分析问题的能力，提高学生运用所学专业知识并结合具体情况解决实际问题的能力。同时从我国的生产实际出发，激发学生利用自身具备的知识和技能认真工作、报效祖
3、国的爱国热情，提升学生的职业责任感和荣誉感，增强学生分析和解决问题的自信心。2. 设计内容与要求1） 了解区间闭塞技术的种类及发展历程。2） 对比分析半自动闭塞与自动闭塞技术的工作原理及其优劣。3） 分析准移动闭塞的工作原理，并对比分析准移动闭塞与自动闭塞技术的优劣。4） 分析移动闭塞的工作原理，并对比分析准移动闭塞与移动闭塞的优劣。5） 分析无绝缘轨道电路的工作原理，对比分析法国UM71与我国ZPW2000无绝缘轨道电路的优劣。四 设计参考书 1 佟立本主编.铁道概论（第五版）M.北京：中国铁道出版社，2006.2 林瑜筠主编.铁路信号新技术概论（修订版）M.北京：中国铁道出版社，2005.
4、3 林瑜筠主编.铁路信号基础M.北京：中国铁道出版社，2006.4 张铁增主编.信号工M.北京：中国铁道出版社，2002.五 设计说明书内容1. 封面2. 目录3. 内容摘要（200400字左右，中英文）4. 引言5. 正文（设计课题，内容与要求，设计方案，原理分析，设计过程及特点）6. 设计图纸7. 结束语8. 附录（图表，材料清单，参考资料）六 设计进程安排第1周：资料准备与借阅，了解课题思路。第2周：了解区间闭塞技术的发展历程。第3-6周：对比分析半自动闭塞与自动闭塞技术的工作原理及其优劣；分析准移动闭塞的工作原理，并对比分析准移动闭塞与自动闭塞技术的优劣；分析移动闭塞的工作原理，并对比
5、分析准移动闭塞与移动闭塞的优劣；分析无绝缘轨道电路的工作原理，对比分析法国UM71与我国ZPW2000无绝缘轨道电路的优劣。第7周：检查，完成说明书，打印，装订。第8周：毕业答辩准备及答辩。七 毕业设计答辩及论文要求1. 毕业设计答辩要求 答辩前三天，每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文.专题报告等必要资料交给指导教师审阅，由指导教师写出审阅意见。 学生答辩时对自述部分应写出书面提纲，内容包括课题任务，目地和意义，所采用的原始资料或参考文献，设计的基本内容和主要方法，成果结论和评价。 答辩小组质询课题的关键问题，质询与课题密切相关的基本理论，知识，设计与计算方法实验方法，测试方法，鉴别学生
6、独立工作能力，创新能力。2. 毕业设计论文要求 文字要求：说明书要求打印（图纸除外），不能手写。文字通顺，语言流畅，排版合理，无错别字，不允许抄袭。 图纸要求：按工程制图标准制图，图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注释必须使用工程文字书写。 曲线图表要求：所有曲线，图表，线路图，程序框图，示意图等不准用徒手画，必须按国家规定的标准或工程要求绘制。摘 要闭塞是铁路上防止列车对撞或追撞（追尾）的方式，是铁路上保障安全的一个较主要的方法。闭塞设备是用来保证区间或闭塞分区在同一时间内只能运行一个列车，从而保证行车安全，提高行车效率。我国铁路区间闭塞大致经历了六个阶段即电
7、报或电话闭塞、路签或路牌闭塞、半自动闭塞、自动闭塞、准移动闭塞及移动闭塞。而自动闭塞是对半自动闭塞技术的总结和完善，同时又是移动闭塞技术的基础，在闭塞技术的发展中起到承上启下的作用。UM71是从法国引进的自动闭塞技术。在其基础上，我国自行研制了ZPW -2000A型无绝缘移频自动闭塞。它保持了UM71无绝缘移频轨道电路整体结构上的优势，同时又克服了UM71系统在传输安全性和传输长度上存在的问题，解决了轨道电路全程断轨检查，调谐死区的长度、调谐单元断线检查，拍频干扰防护等防护技术难题。ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞已具有国际先进水平，它对于保证区间行车安全，提高区段通过能力，起着非常显著
8、的作用。移频轨道电路是ZPW-2000A型无绝缘轨道自动闭塞技术的基础和关键，本文对ZPW-2000A型无绝缘自动闭塞系统的结构组成、系统的电路原理做了详细的说明，重点描述了ZPW-2000A型无绝缘自动闭塞系统的内部电路结构，包括发送器、接收器、衰耗盘、站防雷和电缆模拟网络盘等，分别总结了内部各个模块的电路结构，总结了其构成和作用原理。最后研究并总结了ZPW-2000A型无绝缘轨道自动闭塞系统设备的验收的主要内容和维护检修工作的流程。 关键词 自动闭塞 ；ZPW-2000A； 移频； 轨道电路；检修；维护;AbstractOcclusion is the railway train coll
9、ision or prevent collision ( collision ) way, railway safety is a major method. The occlusive device is used to ensure the interval or block partition at the same time can only run one train, thus ensuring the driving safety, improve the driving efficiency. China railway section block has experience
10、d six stages: the telegraph or telephone occlusion, staff or signs occlusion, semi automatic block, automatic block, moving-like block and the movable block. Semi automatic and automatic block is occlusion technique is summarized and consummated, and moving block technology based, in the occlusion t
11、echnique plays a role in the development.UM71 from France to introduce automatic blocking technology. On the basis, our country developed a ZPW - 2000A shift-frequency automatic blocking. It keeps UM71 jointless track circuit on the whole structure of advantage, but also overcome the UM71 system in
12、the safety of transmission and the transmission length on the existing problems, solve the whole course of track circuit fault, dead zone length tuning, tuning unit break check, frequency interference protection and other protection technical problems. ZPW-2000A type insulation automatic block has t
13、he international advanced level, it is to ensure interval driving safety, improve the carrying capacity, plays a very significant role.Frequency shift track circuit is an ZPW-2000A type jointless track automatic block technology, foundation and key, the ZPW-2000A type jointless automatic block syste
14、m structure, the circuit principle of system in detail, describes the focus of ZPW-2000A without insulation automatic block system internal circuit structures, including a transmitter, receiver, attenuation plate, station lightning protection and cable analog network disk, respectively, summarizes t
15、he internal modules of the circuit structure, summarizes the structure and function principle. Finally, studied and summarized the ZPW-2000A type jointless track automatic block system to acceptance of the equipment and main content of the maintenance and overhaul work flow.Key words: Automatic bloc
16、k; ZPW-2000A; frequency shift track circuit; maintenance;目录引 言1第一章 区间闭塞21.1 闭塞的概念21.2 区间的概念21.3 闭塞的分类21.4 自动闭塞3第二章 ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞系统的概况62.1 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路的特点62.2 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路系统构成72.3 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路系统主要技术条件9第三章 ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞系统组成及原理113.1 发送器113.2 接收器143.3 衰耗盘163.4 站防雷和电缆模拟网络盘17第四章ZP
17、W-2000A自动闭塞系统验收和维护204.1 ZPW-2000A自动闭塞系统设备的检查和验收试验204.2 ZPW2000A自动闭塞系统设备的维护214.3 系统设备维护工作还需进一步完善24第五章 结论与展望27致谢28参考文献29引 言区间闭塞是保证列车运行的重要保障，同时它也是提高区间运输效率的重要技术，随着科技的迅速发涨，列车的速度越来越快，对区间闭塞的要求也就越来越高，以确保列车的行车安全和提高列车的运输效率。因而我们研究区间闭塞具有非常重要的意义。区间闭塞可分为人工闭塞、半自动闭塞、自动闭塞及移动自动闭塞四种闭塞方式，在这四种闭塞中，自动闭塞是对半自动闭塞的总结与完善，同时它还是
18、移动自动闭塞的基础，在整个区间闭塞系统中起着承上启下的作用。正因为这一特点，我们可以通过对自动闭塞的研究来深入认识区间闭塞。在自动闭塞系统中最突出的便是ZPW-2000A型无绝缘轨道自动闭塞，它是在法国UM71型自动闭塞及其多年来我国客运专线工程技术、科研试验的基础上研制和发展的适合我国迫切需要的自动闭塞技术。对ZPW-2000A型无绝缘轨道自动闭塞结构及其技术的研究能让我们对自动闭塞有一个深刻的认识，对ZPW-2000A型自动闭塞的检修与故障处理让我们对自动闭塞了解的同时，体会到安全的重要。第一章 区间闭塞1.1 闭塞的概念所谓闭塞，就是保证区间或闭塞分区在同一时间内只能运行一个列车，而保证
19、一个区间或闭塞分区在同一时间内只能运行一个列车的设备称为闭塞设备。闭塞是铁路上防止列车对撞或追撞（追尾）的方式，是铁路上保障安全的一个较主要的方法。1.2 区间的概念车站与车站之间的区间叫做站间区间，把车站与线路所之间的区间叫做所间区间，把自动闭塞区段上通过色灯信号机之间的段落叫做闭塞分区。1.3 闭塞的分类铁路的闭塞方式可分为人工闭塞、半自动闭塞、自动闭塞和移动自动闭塞。一、人工闭塞是以人工记录列车的运行位置和控制色灯信号机的闭塞方法。在发车前，接发车双方的车站或线路所共同确认闭塞区间是处于空闲状态，然后发车的车站或线路所使用路签机、路牌、路票等记录本段区间已经被占用，并把占用信息通过电话、
20、电报等手段通知接车的车站或线路所。接车的车站或线路所有责任在列车到达后检查车辆到达编组是否完整，是否有部分车厢滞留在区间未到达。在列车到达前，发车车站应阻止后续运行的列车进入这一区间，接车车站应阻止反向运行的列车进入这一区间。二、半自动闭塞是以人工确认区间空闲，发车后由轨道电路判断车辆进入区间后自动把区间设置为占用状态的闭塞方法。此种闭塞需人工办理闭塞手续，列车凭出站信号机的进行显示发车，但列车出发后，出站信号机能自动关闭，所以叫半自动闭塞。 车辆进入区间后，轨道电路会联锁控制色灯信号机，把占用信息通知到双方车站。车辆到达后，仍需要人工检查车辆到达编组完整，由人工把区间状态复原为空闲状态。三、
21、自动闭塞自动闭塞是将站间区间划分为若干闭塞分区，以闭塞分区作为列车追踪运行空间间隔，根据列车运行及有关闭塞分区状态，自动变换信号显示和发送列车移动授权信息，列车凭地面信号或车载信号行车的闭塞方法。四、移动闭塞移动闭塞是基于区间固定闭塞原理发展起来的一种新型闭塞技术，它与固定闭塞相比，最显著地特点是取消了以通过信号机分隔的固定闭塞分区。列车间的最小运行间隔距离由列车在线路上的实际运行位置和运行状态确定，闭塞分区随着列车的行驶，不断地向前移动和调整，所以称为移动闭塞。1.4 自动闭塞1、 自动闭塞的概念自动闭塞是对半自动闭塞闭塞技术的总结和完善，同时又是移动闭塞技术的基础，在闭塞技术的发展中起到承
22、上启下的作用。可以说，只有在准确深入理解自动闭塞技术的基础上，才有可能真正理解移动闭塞。所以自动闭塞在区间闭塞中具有不可或缺的作用。2、自动闭塞的分类固定闭塞可以分为固定闭塞、准移动闭塞和虚拟闭塞。(1)固定闭塞固定闭塞是根据列车运行及有关闭塞分区状态自动变换信号显示，而司机凭信号行车的闭塞方法。 固定闭塞将一个站间划分为若干个闭塞分区，运行列车见的空间间隔分为几个闭塞分区，其数量依划分的速度级别而定。一般情况下，闭塞分区是用轨道电路或记轴装置来划分的，它具有列车定位和轨道占用检查的功能。 固定闭塞条件下，每个闭塞分区自动检测轨道情况，根据列车运行前方闭塞分区状态，自动发送与接受具有速差意义的
23、信号码，信号机自动的变换信号显示，给出“行车凭证”，信号机的显示具有速差意义，司机凭地面信号行车。（2）准移动闭塞 准移动闭塞是在装备车载防护设备的前提下才用的一种闭塞方法。准移动闭塞仍采用闭塞分区，闭塞分区可以采用轨道电路或几周装置来划分，它具有列车定位和轨道占用检查的功能。准移动闭塞条件下，后续列车的追踪目标是前行列车所占用闭塞分区的始端，须留有一定的安全距离，目标点也是相对固定的。 准移动闭塞采用一次制动方式，根据目标距离、目标速度及列车本身的性能确定列车制动曲线。由于目标点固定，在同一闭塞分区内不因前行列车走形而变化，所以当前行列车出闭塞分区时，此时曲线会发生跳变。(3)虚拟闭塞虚拟闭
24、塞是准移动闭塞的一种特殊方式，不设轨道占用检查设备和轨旁信号机，采取无线通信方式来实现列车定位和轨道占用检查功能，闭塞分区和轨道信号机是以计算机技术虚拟设定的，但从操作到运输管理等，都等效于准移动闭塞方式。3、自动闭塞的优点1.由于划分成闭塞分区，可用最小运行间隔时间开行追踪列车，从而大大提高区间通过能力； 2.整个区间装设了连续的轨道电路，可以自动检查轨道的完整性，提高了行车安全的程度；3.办理发车进路时自动办理闭塞手续，自动变换信号显示和自动闭塞恢复4、自动闭塞法行车规定使用自动闭塞法行车时，列车进入闭塞分区的行车凭证： 在三显示区段，为出站或通过信号机的黄色灯光或绿色灯光，但客运列车及跟
25、随客运列车后面通过的列车，为出战信号机的绿色灯光。 在四显示区段，为出站或通过信号机的黄色灯光、绿黄色灯光、绿色灯光，客运列车及跟随客运列车后面通过的列车，为出站信号机的绿黄色灯光或绿色灯光。但特快旅客列车由车站通过时为出站信号机的绿色灯光单线自动闭塞区段的车站，在办理闭塞手续前须得到列车调度员的同意。5、ZPW-2000A无绝缘轨道电路轨道电路概念及信号显示方式（1）无绝缘轨道电路利用电子元件实现轨道电路电气隔离的轨道电路。（2）信息显示方式三显示：采用单机构，灯位由上至下U、L、H排列，有黄灯、绿灯、红灯三种显示。四显示：采用单机构，灯位由上至下L、H 、U排列，有黄灯、绿灯、绿黄灯、红灯
26、四种显示，比较三显示，增加了绿黄灯显示，其显示的意义介乎于绿灯和黄灯之间。ZPW-2000A一般采用四显示。第二章 ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞系统的概况2.1 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路的特点图2-1 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路的特点ZPW-2000A型无绝缘轨道电路系统,采用1700Hz-2600Hz载频段、FSK制式轨道电路传输特性、主要参数及计算机技术,满足机车信号为主体信号的自动闭塞及列车超速防护系统要求。其主要技术特点是：充分肯定、保持UM71无绝缘轨道电路的技术特点和优势；解决了调谐区断轨检查,实现轨道电路全程电气折断检查；减少了调谐区分路死区；实现对调谐
27、单元断线故障的检查;实现对拍频干扰的防护；通过系统参数优化,提高了轨道电路传输长度；提高机械绝缘节轨道电路传输长度,实现与电气绝缘节轨道电路等长传输;轨道电路调整按固定轨道电路长度与允许最小道碴电阻方式进行提高了一般轨道电路系统工作稳定性；采用国产信号数字电缆代替法国ZC03电缆,减小铜芯线经,减少备用芯组,加大传输距离,提高轨道电路系统技术性能价格比；采用长钢包铜引接线取代70mm2,铜引接线,利于防护和维修2；发送、接收设备四种载频频率通用,减少电码化器材种类,减少运转备用数量,既有利于维护,又可降低工程造价；发送、接收设备均有比较完善的检测功能,发送器可以实现“N+1”冗余,接收器可以实
28、现双机互为冗余。 2.2 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路系统构成图2-2 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路系统构成图ZPW-2000A型无绝缘轨道电路系统,采用电气绝缘节来实现相邻轨道电路区段的隔离。电气绝缘节长度改进为29m,电气绝缘节由空芯线圈、29m长轨和调谐单元构成。调谐区对于本区段频率信号显示呈现零阻抗,可靠地短路相邻区段信号,防止越区传输,从而实现相邻区段信号的电气绝缘。在调谐区内增加小轨道电路,同时实现了全程断轨检测。 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路分为主轨道电路和调谐区内的小轨道电路两个部分,并将小轨道电路视为列车运行前方主轨道电路的所属“延续段”。小轨道电路的发送器
29、由编码条件控制产生表示不同含义的低频调制的移频信号,该信号经电缆通道传给匹配变压器及调谐单元,由于钢轨是无绝缘的,该信号既向主轨 道传送,又向调谐区内的小轨道传送,主轨道信号经钢轨送到轨道电路受电端,然后经调谐单元、匹配变压器、电缆通道,把信号传到本区段接收器。调谐区小轨道信号由运行前方相邻轨道电路接收器处理,并将处理结果形成小轨道电路继电器执行条件送至本区段接收器,本区段接收器同时接收到主轨道移频信号及小轨道电路继电器执行条件,判断无误后驱动轨道电路继电器吸起,由此来判断区段的空闲与占用状况。ZPW-2000A型无绝缘轨道电路由室内、室外及系统防雷三部分组成。 2.2.1 室外部分(1)调谐
30、区按29m设计，调谐区包括调谐单元和空芯线圈，实现两相邻轨道电路电气隔绝。(2)机械绝缘节由“机械绝缘节空芯线圈”与调谐单元并接而成，其节特性与电气绝缘节相同。(3)匹配变压器图2-3 匹配变压器原理图一般条件下，按0.251.0km道碴电阻设计，实现轨道电路与SPT传输电缆的匹配连接。(4)补偿电容图2-4 补偿电容原理图根据通道参数兼顾低道碴电阻道床传输，考虑容量，使传输通道趋于阻性，保证轨道电路良好传输性能。(5)传输电缆SPT型铁路信号数字电缆，1.0mm，一般条件下，电缆长度按10km考虑。根据工程需要，传输电缆长度可按12.5km、15km考虑。(6)调谐区设备引接线采用3600
31、mm、1600mm钢包铜引接线构成。用于BA、SVA、SVA等设备与钢轨间的连接。2.2.2 室内部分(1)发送器用于产生高稳定高精度的移频信号源，采用微电子器件构成。(2)接收器ZPW-2000A型无绝缘轨道电路将轨道电路分为主轨道电路和调谐区短小轨道电路两部分，并将短小轨道电路视为列车运行前方主轨道电路的所属“延续段”。接收器用于接收主轨道电路信号,并在检查所属调谐区短小轨道电路状态( XGJ、XGJH)条件下动作本轨道电路的轨道继电器(GJ)。同时接收器还 接收相邻区段所属调谐区小轨道电路信号,向相邻区段输出小轨道电路状态 (XG、XGH)条件。由此可见在ZPW2000系统中,一个闭塞分
32、区由两段轨道 电路组成:主轨道电路+小轨道电路,且小轨道电路信息交由次区段接收器接收处理。 (3)防雷系统 图2-5 防雷和电缆模拟网络原理框图防雷系统由两部分构成：室外防雷、室内防雷。室外横向防雷设在匹配变压器内，为压敏电阻。纵向防雷设在空心线圈处，通过中心抽头接地。室内防雷采用纵向与横向雷电防护。防雷设备设在电缆模拟网络盒内，纵向为低转移系数的防雷变压器，横向为带劣化显示的压敏电阻。2.3 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路系统主要技术条件2.3.1 发送器低频频率：10.3+n1.1Hz，n=017即10.3Hz、11.4Hz、12.5Hz、13.6 Hz、14.7 Hz、15.8 Hz
33、、16.9 Hz、18 Hz、19.1 Hz、20.2 Hz、21.3 Hz、22.4 Hz、23.5 Hz、24.6 Hz、25.7 Hz、26.8 Hz、27.9 Hz、29 Hz。载频频率：见表2-1。频偏：11 Hz。 输出功率：70W(400负载)。2.3.2 接收器轨道电路调整状态下：主轨道接收电压不小于240mv；主轨道继电器电压不小于20V(1700负载，无并机接入状态下)；小轨道接收电压不小于42mv；小轨道继电器或执行条件电压不小于20V(1700负载，无并机接入状态下)。表2-1 载频频率下行：1700-11701.4 Hz上行：2000-12001.4 Hz1700-2
34、1698.7 Hz2000-21998.7 Hz2300-12301.4 Hz2600-12601.4 Hz2300-22298.7 Hz2600-22598.7 Hz2.3.3 直流电源电压范围直流电源电压范围：23.5V24.5V。设备耗电情况：发送器在正常工作时负载为400，功出为1电平的情况下，耗电为5.55A；当功出短路时耗电小于10.5A；接收器正常工作时耗电小于500mA。2.3.4 轨道电路分路灵敏度为0.15，分路残压小于等于140mA(带内)。传输长度见2-2。 表2-2 轨道电路传输长度 Rd *Km载频（HZ）1.00.60.50.40.3170015008246745
35、74424200015008246745744242300150082462452442426001460774624524424第三章 ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞系统组成及原理ZPW-2000A型无绝缘轨道电路分为主轨道电路和调谐区小轨道电路两部分，小轨道电路视为列车运行前方主轨道电路的所属“延续段”。主轨道电路的发送器由编码条件控制产生表示不同含义的低频调制的移频信号，该信号经电缆通道(实际电缆和模拟电缆）传给匹配变压器及调谐单元，因为钢轨是无绝缘的，该信号既向主轨道传送，也向调谐区小轨道传送，主轨道信号经钢轨送到轨道电路受电端，然后经室外设备调谐单元、匹配变压器、电缆通道，进入
36、室内设备将信号传至本区段接收器。调谐区小轨道信号由运行前方相邻轨道电路接收器处理，并将处理结果形成小轨道电路继电器执行条件(XGJ XGJH)送至本区段接收器，本区段接收器同时接收道主轨道移频信号及小轨道电路继电器执行条件，判决无误后驱动轨道电路继电器GJ吸起，并由此来判断区段的空闲与占用情况。该系统“电气电气”和“电气机械”两种绝缘节结构电气性能相同。3.1 发送器图3-1 发送器3.1.1 发送器的作用ZPW-2000 A 型无绝缘轨道电路发送器，在区间适用于非电化和电化区段的多信息无绝缘轨道电路区段，在车站适用于非电化和电化区段站内移频电码化发送。ZPW-2000 A 型无绝缘轨道电路发
37、送器在使用中产生18 种低频信号8种载频(上下行各四种) 的高精度、高稳定的移频信号；供自动闭塞、机车信号和超速防护使用。有足够的输出功率，且能根据需要调节发送电平；能对移频信号特征实现自检，故障时给出报警“N+1”冗余运用的转换条件。3.1.2 发送器的原理框图及电路原理简要说明同一载频编码条件，低频编码条件源，以反码形式分别送入两套微处理器CPU中，其中CPU1产生包括低频控制信号Fc的移频信号。移频键控信号FSK分别送至CPU1、CPU2进行频率检测。检测结果符合规定后，即产生控制输出信号，经“控制与门”使“FSK”信号送至滤波环节，实现方波正弦波变换。功放输出的FSK信号送至两CPU进
38、行功出电压检测。两CPU对FSK信号的低频、载频和幅度特征检测符合要求后发送报警继电器励磁，并使经过功放的FSK信号输出。当发送输出端短路时，经检测使“控制与门”有10S的关闭(装死或休眠保护)。 图3-2 通用型发送器原理框图3.1.3 微处理器、可编程逻辑器件及作用采用双CPU、双软件、双套检测电路、闭环检查；CPU采用80C196，由它构成移频发生器，控制产生移频信号，它还担负着输出信号检测等功能；FPGA可编程逻辑器件，由它构成移频发生器，并行I/O扩展接口频率计数器等。3.1.4 低频和载频编码条件的读取 低频和载频编码条件读取时，为了消除配线干扰采用“功率型”电路,考虑到“故障一安
39、全” 原则，应将24 V 直流电源变换成交流，呈动态检测方式，并将外部编码控制电路与处理器等数字电路有效隔离，如图3-3。图3-3低频编码条件的读取依“编码继电器接点” 接入“编码条件电源”(+24 V)，为消除配线干扰，采用+24 V电源及电阻R 构成“功率型电路。考虑故障一安全，电路中设置了读取光耦、控制光耦。由B 点送入方波信号，当+24 V编码条件电源构通时，即可从“读取光耦” 受光器一点获得与B 点相位相同的方波信号，送至处理器，实现编码条件的读取。“控制光耦”与“读取光耦”的设置，实现了对电路元件故障的动态检查。任一光耦的发光源，受光器发生短线或击穿等故障时，“读取光耦” 一点都得
40、不到动态的交流信号。以此实现故障-安全，电路详细分析略。另外，采用光电耦合2 S 也实现了外部编码控制电路与处理器数字电路的隔离。对于18 路低频选择电路，该电路分别设置，共18个。对于载频电路则接四种频率及1 、2 型设置，共6个。3.1.5 移频信号产生低频、载频编码条件通过并行输入/输出接口分别送到两个处理器后，首先判断该条件是否有，仅有一路。满足条件后，CPU1 通过查表得到该编码条件所对应的上下边频数值，控制移频发生器，产生相应FSK 信号。并由CPU1 进行自检，由CPU2 进行互检，条件不满足，将由两个处理器构成故障报警9。为保证“故障一安全” ，CPUl,CPU2 及用于“移频
41、发生器” 的“可编程逻辑器件” 分别采用各自独立的时钟源。经检测后，两处理器各产生一个控制信号，经过“控制与门” ，将FSK 信号送至方波正弦变换器。3.2 接收器图3-4 接收器3.2.1 接收器作用接收器接收端及输出端均按双机并联运用设计，与另一台接收器构成相互热机并联运用系统(或称0.5+0.5)，保证接收系统的高可靠运用。 用于对主轨道电路移频信号的解调，并配合与送电端相连接调谐区短小轨道电路的检查条件，动作轨道继电器。 实现对与受电端相连接调谐区短小轨道电路移频信号的解调，给出短小轨道电路执行条件送至相邻轨道电路接收器。 检查轨道电路完好，减少分路死区长度，还用接收门限控制实现对BA
42、断线的检查。3.2.2 接收器工作原理接收器由本接收“主机”及另一接收“并机”两部分构成。接收器工作原理如图3-3其中主轨道A/D、小轨道A/D为模数转换器，并机输入的模拟信号转换成计算机能处理的数字信号。 CPUl 、CPU2：是微机系统，完成主机，并机载频判决，信号采样,信息判决和输出驱动等功能。 安全与门：将两路处理器输出的动态信号变成驱动继电器(或执行条件)的直流输出。载频选择电路：根据要求，利用外部的接点，设定主机,并机载频信号，由处理器进行判决，确定接收盒的接收频率。 接收盒根据外部所确定载频条件，送至两处理器，通过各自识别，比较确认致，视为正常，不致时，视为故障并报警。外部送进来
43、的信号，分别经过主机、并机两路模数转换器转换成数字信号。两套处理器对外部四路信号进行单独的运算，判决处理。表明接收信号符合幅度、载频、低频要求时，就输出3 kHz 的方波，驱动安全与门。安全与门收到两路方波后，就转换成直流电压带动继电器。如果双处理器的结果不一致，安全与门输出不能构成，且同时报警。电路中增加了安全与门的反馈检查，如果处理器有动态输出，那么安全与门就应该有直流输出，否则就认为安全与门故障，接收盒也报警。如果接收盒收到的信号电压过低，就认为是列车分路。 图3-5 接收器工作原理图3.2.3 载频读取接收器载频读取与发送器的低频载频电路类似，载频通过相应端子接通24V电源确定，通过光
44、电耦合器将静态的直流信号转换成动态的交流信号，由双处理器进行识别和处理，并实现外界电路与数字电路的隔离。3.2.4 微处理器电路微处理器电路采用双处理器,双软件。两套软件硬件对信号单独处理，把结果相互校核，实现故障-安全。处理器采用数字信号处理器TMS320C32 。 处理器、数据存储器(随机存取储存器)、程序存储器(EPROM)、译码器、输出电路、报警电路、辅助电路、上电复位及“看门狗”的电路。 3.3 衰耗盘图3-6 衰耗盘3.3.1 衰耗盘作用 对主轨道电路的接收端输入电平调整。 对小轨道电路正反向的调整。 给出有关发送、接收用电源电压、发送功出电压、轨道输入输出GJ，XGJ测试条件。
45、给出发送、接收故障报警和轨道占用指示灯等。 在“N+1”冗余运用中实现接收器故障转换时主轨道继电器和小轨道继电器的落下延时。3.3.2 衰耗盘电路原理说明 衰耗盘内设有衰耗调整电路与工作指示灯及报警电路。衰耗调整电路用于对主轨道电路的接收端输入电平以及小轨道电路正反向的调整。工作指示灯及报警电路用于给出发送、接收故障报警和轨道占用指示灯等11。同时在衰耗盘内还设有相应测试端，以便给出有关发送、接收用电源电压、发送功出电压、轨道输入输出GJ，XGJ测试条件。(1)轨道输入电路 主轨道信号V1V2 自C1C2变压器B1输入，B1变压器其阻抗约为3655 (17002600Hz) 稳定接收器输入阻抗
46、，阻抗选择较低，以便抗干扰。变压器B1其匝比为116：(1146)。次级通过变压器抽头连接，可构成 1146共146级变化，按调整表调整接收电平。 (2)小轨道电路输入电路 根据方向电路变化，接收端将接至不同的两端短小轨道电路。故短小轨道电路的调整按正、反两方向进行。正方向调整用a11a23端子，反方向调整用C11C23端子，负载阻抗为3.3k 。为提高A/D模数转换器的采样精度，短小轨道电路信号经过1：3升压变压器B2输出至接收器(如图3-7)。图3-7 ZPW.PS型衰耗盘调整电路原理图3.4 站防雷和电缆模拟网络盘防雷电缆模拟网络盘设于网络接口柜内或设于无绝缘防雷电缆模拟网络组匣内。(1
47、)作用：用作对通过传输电缆引入室内雷电冲击的防护(横向、纵向)。通过0.5、0.5、1、2、2、2*2km六节电缆模拟网络，补偿实际SPT数字信号电缆，使补偿电缆和实际电缆总距离为10km，以便于轨道电路的调整和构成改变列车运行方向电路。图3-8 防雷模拟网络盘 (2)站防雷电路原理简要说明 室外电缆会带来雷电冲击信号，为保护模拟网络及室内发送、接收设备，采用横向与纵向雷电护。 图3-9电缆模拟网络电路原理横向雷电防：采用280V左右防护等级压敏电阻。压敏电阻应具有模块化、阻燃、有劣化指示、可带电插及可靠性较高的特点。 纵向雷电防护： 对于线对地间的纵向雷电信号目前采用加三极放电管保护，加低转移系数防雷变压器防护和室外加站间贯通地线防护。站防雷和电缆模拟网络原理框图。(3)电缆模拟网络电路原理简要说明 “电缆模拟网
