1. 在站场施工改造中如何保证轨道电路编码电路的正确性
摘要 轨道电路是信号联锁的室外重要设备,起着保证行车和调车作业安全的作用。
2. 请问,CTCS2系统的列车的目标距离曲线模式示意图怎么看例如例如补充中的图怎么看
图1中所示的信息可以通过轨道电路码来分析,前车(图中右边画的小车)所占用的闭塞分区的码为红码(H),依据规范可知,它后方的码依次为HU,U,LU,L,L2,L3,L4,L5。而且这些码的信息可以通过轨道电路传送到列车上,从而ATP可以收到这些信息。
ATP另外还会从应答器接收信息。这些信息会告诉ATP前方列车会经过的闭塞分区长度和载频。ATP同时考虑这些信息就能够得到图1中所示的模式区线。
闭塞分区是以信号机(或者虚拟信号机)来区分的,它的长度不固定。如果是纯CTCS-2级线路的话,一般是1000m长;如果是CTCS-2级+CTCS-3级的话,一般是2000m左右。
3. 轨道交通信号系统的简介
城市轨道交通信号系统是保证列车运行安全,实现行车指挥和列车运行现代化,提高运输效率的关键系统设备。 城市轨道交通信号系统通常由列车自动控制系统(Automatic Train Control,简称ATC)组成,ATC系统包括三个子系统: — 列车自动监控系统(Automatic Train Supervision,简称ATS) — 列车自动防护子系统(Automatic Train Protection,简称ATP) — 列车自动运行系统(Automatic Train Operation,简称ATO) 三个子系统通过信息交换网络构成闭环系统,实现地面控制与车上控制结合、现地控制与中央控制结合,构成一个以安全设备为基础,集行车指挥、运行调整以及列车驾驶自动化等功能为一体的列车自动控制系统。
列车自动控制系统(ATC)
1、按闭塞布点方式:可分为固定式和移动式。固定闭塞方式中按控制方式,又可分为速度码模式(台阶式)和目标距离码模式(曲线式)。 2、按机车信号传输方式:可分为连续式和点式。 3、按各系统设备所处地域可分为:控制中心子系统、车站及轨旁子系统、车载设备子系统、车场子系统。
固定闭塞ATC系统
固定闭塞ATC系统是指基于传统轨道电路的自动闭塞方式,闭塞分区按线路条件经牵引计算来确定,一旦划定将固定不变。列车以闭塞分区为最小行车间隔,ATC系统根据这一特点实现行车指挥和列车运行的自动控制。固定闭塞ATC系统又可分为速度码模式和目标距离码模式。 1、 速度码模式(台阶式) 如北京地铁和上海地铁1号线分别引进的英国西屋公司和美国GRS公司的ATC系统均属此类ATC系统,该系统属70~80年代的产品,技术成熟、造价较低,但因闭塞分区长度的设计受限于最不利线路条件和最低列车性能,不利于提高线路运输效率。固定闭塞速度码模式ATC是基于普通音频轨道电路,轨道电路传输信息量少,对应每个闭塞分区只能传送一个信息代码,从控制方式可分成入口控制和出口控制两种,从轨道电路类型划分可分为有绝缘和无绝缘轨道电路两种。 以出口防护方式为例,轨道电路传输的信息即该区段所规定的出口速度命令码,当列车运行的出口速度大于本区段的出口命令码所规定的速度时,车载设备便对列车实施惩罚性制动,以保证列车运行的安全。由于列车监控采用出口检查方式,为保证列车安全追踪运行,需要一个完整的闭塞分区作为列车的安全保护距离,限制了线路通过能力的进一步提高和发挥。能提供此类产品的公司有:英国WSL公司、美国GRS公司、法国ALSTOM公司、德国SIEMENZ公司等。 2、 目标距离码模式(曲线式) 目标距离码模式一般采用音频数字轨道电路或音频轨道电路加电缆环线或音频轨道电路加应答器,具有较大的信息传输量和较强的抗干扰能力。通过音频数字轨道电路发送设备或应答器向车载设备提供目标速度、目标距离、线路状态(曲线半径、坡道等数据)等信息,车载设备结合固定的车辆性能数据计算出适合于列车运行的目标距离速度模式曲线(最终形成一段曲线控制方式),保证列车在目标距离速度模式曲线下有序运行。不仅增强了列车运行的舒适度,而且列车追踪运行的最小安全间隔缩短为安全保护距离,有利于提高线路的通过能力。如上海地铁2号线引进美国US&S公司、明珠线引进法国ALSTOM公司和广州地铁1、2号线引进德国西门子公司的ATC系统均属此类。
移动闭塞ATC系统
移动闭塞方式的ATC系统通常采用无线通信、地面交叉感应环线、波导等媒体,向列控车载设备传递信息。列车安全间隔距离是根据最大允许车速、当前停车点位置、线路等信息计算得出,信息被循环更新,以保证列车不间断收到即时信息。 移动闭塞ATC系统是利用列车和地面间的双向数据通信设备,使地面信号设备可以得到每一列车连续的位置信息,并距此计算出每一列车的运行权限,动态更新发送给列车,列车根据接收到的运行权限和自身的运行状态,计算出列车运行的速度曲线,实现精确的定点停车,实现完全防护的列车双向运行模式,更有利于线路通过能力的充分发挥。 移动闭塞ATC系统在我国还未有应用实例,国外能提供此类系统的公司有:阿尔卡特公司交叉感应电缆作为传输媒介的ATC系统,在加拿大温哥华“天车线”和香港KCRC西部铁路等应用,技术比较成熟,但交叉感应轨间电缆给线路日常养护带来不便;美国哈蒙公司基于扩频电台通信的移动闭塞应用在旧金山BART线,其系统结构、系统运用尚不成熟;阿尔斯通公司基于波导传输信息的移动闭塞正在新加坡西北线试验段安装调试。
信号系统基本功能
1、 列车自动监控子系统(ATS) ATS系统由控制中心、车站、车场以及车载设备组成。ATS系统在ATP系统的支持下完成对列车运行的自动监控,实现以下基本功能: (1)通过ATS车站设备,能够采集轨旁及车载ATP提供的轨道占用状态、进路状态、列车运行状态以及信号设备故障等控制和监督列车运行的基础信息。 (2)根据联锁表、计划运行图及列车位置,自动生成输出进路控制命令,传送至车站联锁设备,设置列车进路、控制列车停站时分。 (3)列车识别跟踪、传递和显示功能。系统能自动完成正线区段内列车识别号(服务号、目的地号、车体号)跟踪,列车识别号可由中央ATS自动生成或调度员人工设定、修改,也可由列车经车—地通信向ATS发送识别号等信息。 (4)列车计划与实迹运行图的比较和计算机辅助调度功能。能根据列车运行实际的偏离情况,自动生成调整计划供调度员参考或自动调整列车停站时分,控制发车时间。 (5)ATS中央故障情况下的降级处理,由调度员人工介入设置进路,对列车运行进行调整,由ATS车站完成自动进路或根据列车识别号进行自动信号控制,由车站人工进行进路控制。 (6)在计算机辅助下完成对列车基本运行图的编制及管理,并具有较强的人工介入能力。通过设在车辆段的终端,向车辆段管理及行车人员提供必要的信息,以便编制车辆运用计划和行车计划。 (7)列车运行显示屏及调度台显示器,能对轨道区段、道岔、信号机和在线运行列车等进行监视,能在行调工作站上给出设备故障报警及故障源提示。 (8)能在中央专用设备上提供模拟和演示功能,用于培训及参观。能自动进行运行报表统计,并根据要求进行显示打印。 (9)能在车站控制模式下与计算机联锁设备结合,将部分或所有信号机置于自动模式状态。 (10)向通信无线、广播、旅客向导系统提供必要的信息。 2 、列车自动防护子系统(ATP) ATP系统由地面设备、车载设备组成,监督列车在安全速度下运行,确保列车一旦超过规定速度,立即施行制动,主要实现以下功能: (1)自动连续地对列车位置进行检测,并向列车发送必要的速度、距离、线路条件等信息,以确定列车运行的最大安全速度。提供列车速度保护,在列车超速时提供常用制动或紧急制动,保证前行与后续列车之间的安全间隔,满足正向行车时的设计行车间隔和折返间隔。对反向运行列车能进行ATP防护。 (2)确保列车进路正确及列车的运行安全。确保同一径路上的不同列车之间具有足够的安全距离,以及等防止列车侧面冲撞。 (3)防止列车超速运行,保证列车速度不超过线路、道岔、车辆等规定的允许速度。 (4)为列车车门的开启提供安全、可靠的信息。 (5)根据联锁设备提供的进路上轨道区间运行方向,确定相应轨道电路发码方向。 (6)任何车—地通信中断以及列车的非预期移动(含退行)、任何列车完整性电路的中断、列车超速(含临时限速)、车载设备故障等均将产生安全性制动。 (7)实现与ATS的接口和有关的交换信息。 (8)系统的自诊断、故障报警、记录。 (9)列车的实际速度、推荐速度、目标速度、目标距离等信息的记录和显示。具有人工或自动轮径磨耗补偿功能。 3、 列车自动驾驶子系统(ATO) ATO子系统是控制列车自动运行的设备,由车载设备和地面设备组成,在ATP系统的保护下,根据ATS的指令实现列车运行的自动驾驶、速度的自动调整、列车车门控制。 (1)自动完成对列车的启动、牵引、巡航、惰行和制动的控制,以较高的速度进行追踪运行和折返作业,确保达到设计间隔及旅行速度。 (2)在ATS监控范围的入口及各站停车区域(含折返线、停车线)进行车—地通信,将列车有关信息传送至ATS系统,以便于ATS系统对在线列车进行监控。 (3)控制列车按照运行图进行运行,达到节能及自动调整列车运行的目的。 (4)ATO自动驾驶时实现车站站台定点停车控制、舒适度控制及节省能源控制。 (5)能根据停车站台的位置及停车精度,自动地对车门进行控制。 (6)与ATS和ATP结合,实现列车自动驾驶、有人或无人驾驶。
信号系统运营模式
1 、ATS自动监控模式 正常情况下ATS系统自动监控在线列车的运行,自动向联锁设备下达列车进路命令,列车在ATP的安全保护下由司机按规定的运行图时刻表驾驶列车运行。控制中心行车调度员仅需监督列车和设备的运行状况。每天开班前,控制中心调度员选择当日的行车运行图/时刻表,经确认或作必要的修改,作为当日行车指挥的依据。 2 、调度员人工介入模式 调度员可通过工作站发出有关行车命令,对全线列车运行进行人工干预。调整列车运行计划包括对列车实施“扣车”、“终止站停”、改变列车进路、增减列车等。 3、 列车出入车场调度模式 车辆调度员根据当日列车运行图/时刻表编制车辆运用计划和场内行车计划,并传至控制中心。车场信号值班员按车辆运用计划设置相应的进路,以满足列车出入段作业要求。 4、 车站现地控制模式 除设备集中站其他车站不直接参与运营控制,车站联锁和车站ATS系统结合实现车站和中央两级控制权的转换。在中央ATS设备故障或经车站值班员申请,中央调度员同意放权后,可改由车站现地控制。 在现地控制模式下,车站值班员可直接操从车站联锁设备,可将部分信号机置于自动模式状态,也可将全部信号机设为自动模式状态,控制中心行车调度员应通过通信调度系统与列车驾驶员、车站值班员保持联系。 5、 车场控制模式 列车出入场和场内的作业均由场值班员根据用车计划,直接排列进路。车场与正线之间设置转换轨,出入场线与正线间采用联锁照查联系保证行车安全。 6、 列车运行控制模式 列车在正线、折返线上的运行作业时,常用ATO自动驾驶模式和ATP监督下的人工驾驶模式,限制人工驾驶和非限制人工驾驶模式均为非常用模式。 (1)ATO自动驾驶模式 列车启动后,在ATP设备安全保护下,车载ATO设备自动控制列车加速、巡航、惰行、制动,并控制列车在车站的停车位置,开关车门,司机仅需监督ATP/ATO车载设备运行状况。 (2)ATP监督下的人工驾驶模式 列车启动后,车载ATP设备根据地面提供的信息,自动生成连续监督列车运行的一次速度模式曲线,实时监督列车运行。司机根据ATP显示的速度信息驾驶列车,当列车运行速度接近限制速度时,提出报警;当列车运行速度超过限制速度时,ATP车载设备将对列车实施制动。 (3)限制人工驾驶模式 司机以不超过车载ATP的限制速度行车,列车运行安全由司机负责,当列车超过该限制速度时,ATP车载设备则对列车实施制动。 (4)非限制人工驾驶模式 在车载ATP设备故障状态下运用,ATP将不对列车运行起监控作用。列车运行安全由司机、调度员、车站值班员共同负责。 7 、列车折返模式 列车在ATP监督人工驾驶模式下折返时,列车由人工驾驶自到达股道牵出至折返线,由司机转换驾驶端,并折返至发车股道。 在ATO有人驾驶模式下折返时,列车能以较合理的速度从到达股道牵出至折返线,由司机转换驾驶端和启动列车,然后从折返线进入发车股道。 六、结束语 信号ATC系统依据控制方式以及信息传输方式的不同,系统结构组成和配置方式也完全不同,在工程设计中选择何种配置,须根据行车组织、车辆性能、车站规模、线路条件等,以安全性、可靠性为基本原则,兼顾成熟性、经济性、合理性,以发挥最大效能为目标,并需适当考虑先进性等。
4. 城市轨道信号与通信系统中ARRP、英文是什么意思
列车自动控制系统(ATC)
1、按闭塞布点方式:可分为固定式和移动式。固定闭塞方式中按控制方式,又可分为速度码模式(台阶式)和目标距离码模式(曲线式)。
2、按机车信号传输方式:可分为连续式和点式。
3、按各系统设备所处地域可分为:控制中心子系统、车站及轨旁子系统、车载设备子系统、车场子系统。
固定闭塞ATC系统
固定闭塞ATC系统是指基于传统轨道电路的自动闭塞方式,闭塞分区按线路条件经牵引计算来确定,一旦划定将固定不变。列车以闭塞分区为最小行车间隔,ATC系统根据这一特点实现行车指挥和列车运行的自动控制。固定闭塞ATC系统又可分为速度码模式和目标距离码模式。
1、 速度码模式(台阶式)
如北京地铁和上海地铁1号线分别引进的英国西屋公司和美国GRS公司的ATC系统均属此类ATC系统,该系统属70~80年代的产品,技术成熟、造价较低,但因闭塞分区长度的设计受限于最不利线路条件和最低列车性能,不利于提高线路运输效率。固定闭塞速度码模式ATC是基于普通音频轨道电路,轨道电路传输信息量少,对应每个闭塞分区只能传送一个信息代码,从控制方式可分成入口控制和出口控制两种,从轨道电路类型划分可分为有绝缘和无绝缘轨道电路两种。
以出口防护方式为例,轨道电路传输的信息即该区段所规定的出口速度命令码,当列车运行的出口速度大于本区段的出口命令码所规定的速度时,车载设备便对列车实施惩罚性制动,以保证列车运行的安全。由于列车监控采用出口检查方式,为保证列车安全追踪运行,需要一个完整的闭塞分区作为列车的安全保护距离,限制了线路通过能力的进一步提高和发挥。能提供此类产品的公司有:英国WSL公司、美国GRS公司、法国ALSTOM公司、德国SIEMENZ公司等。
2、 目标距离码模式(曲线式)
目标距离码模式一般采用音频数字轨道电路或音频轨道电路加电缆环线或音频轨道电路加应答器,具有较大的信息传输量和较强的抗干扰能力。通过音频数字轨道电路发送设备或应答器向车载设备提供目标速度、目标距离、线路状态(曲线半径、坡道等数据)等信息,车载设备结合固定的车辆性能数据计算出适合于列车运行的目标距离速度模式曲线(最终形成一段曲线控制方式),保证列车在目标距离速度模式曲线下有序运行。不仅增强了列车运行的舒适度,而且列车追踪运行的最小安全间隔缩短为安全保护距离,有利于提高线路的通过能力。如上海地铁2号线引进美国US&
5. 简述轨道电路的基本原理.它有哪两个作用
一、轨道电路的原理:
当闭塞区间内无列车行驶时,电流会从电源经由轨道流经继电器,并使其激磁带动接点,接通绿灯电路,因此信号机立即显示平安通行。
假若轨道断裂,轨道电路因此阻断,造成继电器失磁,同样的信号机亦会显示险阻禁行的讯息,仍可保障列车行驶安全。当列车驶离整个区间 ,继电器便会重新激磁 ,绿灯便会再次亮起 ,其他列车便可进。
当设有轨道电路的某段线路上空闲时,轨道电路上的继电器有足够的电流通过,吸起被磁化的衔铁,闭合前接点,从而接通色灯信号机的绿灯电路,显示绿色灯光,表示前方线路空闲,允许机车车辆占用。
当机车车辆进入该线路区段时,由于轮对电阻很小,使轨道电路短路,继电器吸力减弱,释放衔铁,使之搭在后接点上,接通信号机的红灯电路,显示禁行信号。轨道电路的这一工作性能,能够防止列车追尾和冲突事故,确保行车安全。
二、作用
1、检查监督作用:
可以检查和监督股道是否占用,防止错误的地办理进路;
可以检查和监督道岔区段有无机车车辆通过,锁闭占用道岔区段的道岔,防止在机车车辆经过道岔时扳动道岔;
检查和监督轨道上的钢轨是否完好,当某一轨道电路区段的钢轨折断时轨道继电器也将因无电而释放衔铁,防护这一段轨道的信号机也就不能开放等。
2、传递信息作用:
传输不同的信息,使信号机根据所防护区段及前方邻近区段被占用的情况的变化而变换显示。
(5)轨道电路码扩展阅读
轨道电路的组成如下:
(1)导体
轨道电路的导体部分包括:钢轨、连接夹板、导接线等。其中正线钢轨采用60kg/M无缝长轨,车厂钢轨采用50kg/M短轨,连接夹板、导接线主要用于车厂线路和正线折返线、存车线等处。
(2)钢轨绝缘
正线运营轨道电路以电气绝缘方式实现相邻区段轨道电路的分割。电气绝缘是通过谐振槽路的选频方式,发送/接收本区段的中心频率,折返线/存车线及车厂区域的轨道电路以机械绝缘方式分割,机械绝缘包括轨端绝缘、槽形绝缘、绝缘套管和绝缘片等。
(3)送电设备
车厂工频轨道电路的送电设备包括送电电源、送电(降压)变压器、熔断器等;正线数字轨道电路送电设备包括控制板、辅助板、电源板,耦合单元、感应环线、连接棒线等,实现数字信息的调制、传送等。
(4)受电设备
车厂工频轨道电路的受电设备包括升压变压器、连接电缆、轨道继电器等;正线数字轨道电路受电设备也包括控制板、辅助板、电源板,耦合单元、感应环线、连接棒线等,与送电设备不同的是接收钢轨信息,并对多样的数字信息进行衰耗、选频和解码等,动作轨道继电器。
(5)限流电阻
限制送电端信号电流,并调整送电端信号的幅值等。
6. 轨道电路的电路分类
1、动作电源
轨道电路可分为直流轨道电路和交流轨道电路。轨道电路电源采用直流,称为直流轨道电路(已经淘汰)。采用交流供电的轨道电路,称为交流轨道电路。交流轨道电路的种类很多,频带用得很宽,大体可分为三段:低频300Hz以下;音频300~3000Hz;高频10~40kHz。
2、工作方式
轨道电路可分为开路式轨道电路和闭路式轨道电路。闭路式轨道平时处于闭路状态,当有列车占用或断轨,断线等故障时,接收设备都能及时反映出来,这样便符合信号设备在故障时能处于最大安全位置的基本原则。
3、电流特性
按照所传输的电流特性不同,轨道电路可分为工频连续式轨道电路和音频轨道电路,其中,音频轨道电路又可分为模拟式轨道电路和数字编码式轨道电路。
工频连续式轨道电路中传输连续交流电流,只能用于监督轨道的占用与否,不能传输对列车的控制信息。目前在城市轨道交通中应用较广泛的是50 Hz相敏轨道电路。
4、分割方式
轨道电路可分为有绝缘轨道电路和无绝缘轨道电路。有绝缘轨道电路用钢轨绝缘将轨道电路与相邻的轨道电路互相隔离,是有绝缘的。编码中包含了速度车辆段内轨道电路
钢轨绝缘在车辆运行的冲击力、剪切力作用下很容易破损,使轨道电路的故障率较高。绝缘节的安装,给无缝线路带来一定的麻烦,有时需锯轨,降低线路的轨道强度,增加线路维护的复杂性。
5、是否包含道岔
车辆段内轨道电路分为无岔区段轨道电路和道岔区段轨道电路。无岔区段轨道电路内钢轨没有分支,结构简单,用于停车线、检车线、尽头线调车信号机接近区段,以及两个差置调车信号机之间的线路。
7. 轨道电路故障处理
FTGS—917型轨道电路是西门子公司研制的遥控音频无绝缘轨道电路。文章介绍了几个典型故障并对其进行分析,提出几点可行性设备修护建议建议。
关键词:FTGS-917型轨道电路故障;分析处理;维护建议
1原始数据
统计轨道电路故障共55次
2故障分析
①由于参数调整不当造成的故障为6次,占10%,主要原因包括道床状况变化、初期建设时期遗留调整问题和调谐元件的性能变化。我们提高了对于这种新型轨道电路的认识,已经能够均衡地考虑G、A、B各个运用方向的调整,在对故障轨道电路调整时将所有方向均调整至可靠的电压水平,不遗留隐性问题。
以G0204故障为例,此故障的出现是由于供货商西门子公司为履行质保条款,提供了1次轨道电路调整服务后造成的。在西门子轨道电路专家进行调整后,故障开始出现,我们对轨道电路参数进行测试后,发现电压数值偏低,在一定条件下容易造成轨道电路进入临界值,产生“双通道不一致”故障。经过商议,决定从轨道电路实际状态出发,摒弃西门子专家的调整策略,重新对该区段进行调整。在调整中我们将原先的平衡电阻值由147Ω降至100Ω,在保证安全的前提下提高了轨道接收电压,从实际运用情况看,故障已经得到解决。
②由于ATP故障引发的轨道电路故障为5次,占9%。以G0213的故障解决为例,此故障的典型之处在于,所有的接收电压均测试正常,驱动继电器的接收器2板电压也已给出,但继电器不能吸起,通过对继电器板的更换和检查,也排除了继电器板故障的可能。这种故障现象之前从未遇到,通过现场跟踪观察,我们注意到故障出现时,该区段报文转换板的L14灯显示红灯,表示“发送关断”,针对这一异常,我们结合电路框图进行了分析。
报文转换板显示“发送关断”,即L14灯亮,说明继电器K1落下,而K1继电器是由LZB轨旁单元直接驱动的(见图1灰白色部分),首先依次检查了报文转换板、FTGS和ATP的连接电缆并确认无异常后,然后又对ATP机柜的报文发送板件STELA3板进行了更换,故障得到解决。
这样的故障教会我们,在处理轨道电路红光带故障时,也应当注意观察ATP机柜上STELA3板的状态,其P、S、R灯的显示对于我们进行故障查找有一定的帮助。
③软件偶发故障特指G0101(折返轨)的列车出清后遗留粉红光带故障,由于其发生伴有“kickoff故障”报警,且同时列车自动折返失败,可以认定CI在处理AR时发生时序的错误,造成折返运行时G0101所需的应当由CI给出的1个kickoff缺失,三点检查失败。
当列车从A-B的进路进入区段I停稳,然后沿C-D进路牵出,由于区段1是末端轨道区段,故缺乏II处的kickoff,必须由联锁给出(图示右边弯箭头)。在列车出清P1道岔所在区段后,再得到红色kickoff,这样区段I就集齐了所需的2个kickoff,允许给出空闲表示,若缺失其一,则给出粉红光带并伴有“kickoff故障”报警。
④由于放大滤波板、接收1板、缆芯转换板和转换单元引起的故障次数分别为5、3、5、13次,占总数的9%、6%、9%和24%,由于我们采用了新的轨道电路维修策略,通过轨道电路的二级保养可以提前检测出一些放大滤波板的性能缺陷,通过小修可以对转换单元和缆芯转换板的性能进行检测,此类故障已经可以做到一定程度的预防,在计划修的实施中渗透状态修的意识。
8. 轨道电路的历史发展
为了检查列车占用钢轨线路状态,美国人鲁宾逊1870年发明了开路式轨道电路,1872年研制成功了闭路式轨道电路,于1873年首先在宾西法尼亚铁路试用,从此诞生了铁路自动信号。中国铁路在建国前采用的轨道电路传输信息少,分布也极不平衡,建国后从50年代中期开始,轨道电路技术在中国有了长足的发展,不仅传输的信息量增加而且它的使用已遍及全国铁路各线,构成了中国铁路信号技术发展的基础。
1924年,中国首先在大连-金州间,沈阳-苏家屯间建成自动闭塞,采用的是交流50Hz二元三位式相敏轨道电路,这是中国最早采用的轨道电路。1.1直流轨道电路和直流脉冲轨道电路
1、直流轨道电路
京奉铁路在联锁闭塞设备中自动控制出站信号机恢复定位,最早用的水银轨道接触器。1925年首先在秦皇岛及南大寺两站装设了直流闭路式轨道电路,取代了水银轨道接触器,这是中国最早使用的一种直流轨道电路,轨道电路器材用的是英国麦堪和荷兰德两家公司的产品。1942年,在济南站中修建了进路操纵手柄式继电电气集中联锁,轨道电路是直流闭路式的,器材为日本产品。1952年,衡阳站建成进路操纵继电式电气集中联锁。轨道电路也是直流闭路式的,器材是上海华通、新安电机厂新成电器厂的仿美制品。
在50年代初,从苏联引进了HP-2型直流轨道电路,曾用在蒸汽牵引区段的小站联锁设备中。由于它抗干扰性能差,继电器不能集中管理,所以使用较少,已逐步被交直流轨道电路所取代。直流轨道电路没有绝缘破损防护功能,抗干扰性能差,受直流电气牵引电流的干扰,不能正常工作。
1960年,中国在宝鸡-凤州段建成了第一条单相工频交流电气化铁路。为防止牵引电流的干扰,根据苏联资料仿制成一种单轨条式直流轨道电路,曾在宝凤段各站的站线上使用过。
2、直流脉冲式轨道电路铁道部科学研究院从52年起便开始研究电冲轨道电路。初期在现场试验的轨道继电器为桥式磁系统的偏极继电器,它的衔铁材质性能差,接点弹力容易变化,继电器工作不够稳定,以后改为极性保持式轨道继电器。58年,TY-58型电冲轨道电路,首先在沈山线锦州-高台山间,共182Km的双线区段上装设了以TY-58型电冲轨道电路为基础的架空线式电冲自动闭塞。59年又将电冲分为正、负电冲及无电冲三种信息,于是实现了无架空线式电冲自动闭塞,即极性电冲自动闭塞。这种轨道电路结构简单,传输距离较远,缺点是抗干扰能力差。
60年代,铁道部科学研究院曾研究利用电冲信息实现与本制式相配套的机车信号,未获成功。因为铁道部要求自动闭塞必须有与本制式相配套的机车信号,所以从此电冲轨道电路便逐步被交流计数电码轨道电路所代替。
电冲轨道电路从50年代初期开始研制,到60年代初期得到广泛应用,为运输生产发挥了很好的作用。它是中国第一个自己研制的用作传输自动闭塞信息的轨道电路。从这时起,中国才有直流脉冲轨道电路。为发展脉冲式轨道电路提供了宝贵的经验,是中国轨道电路技术的一个较大的进步。
1968年初,铁道部科学研究院与沈阳、北京等铁路局协作,开展了极性频率脉冲轨道电路的研究,到1972年初,中国用不同方案的极性频率脉冲轨道电路作为基础设备,修建了666Km的双线自动闭塞。极性频率脉冲轨道电路在试用中曾发生过以下问题:①邻线干扰,②两线一地输电线干扰,③断轨检查性能差。为此提出了采用低压脉冲传输的设想。
1974年,完成了统一方案试验,统一方案集各铁路局的成熟经验,采用了热机备用的冗余技术,并着重解决了轨道电路的调整、分流及断轨状态所存在的问题,同时也解决交流侵入、邻线干扰及高压线路接地干扰等问题,经试用后,于1980年通过铁道部初步技术鉴定,以后便得到了进一步推广。1.2交流连续式轨道电路
1、交直流轨道电路
满铁从1925年开始,在长大线主要车站修建了电气集中联锁,轨道电路用的是N-8型交直流轨道电路和二元二位式轨道电路。交直流轨道电路装在站内道岔区段上,这是中国最早使用的一种交直流轨道电路,它的器件是日本产品。
中国在50年代中期开始引进信号技术,这时由沈阳信号工厂仿制出KHP-5型和HBP型交直流轨道电路器材。这种轨道电路,在非电化区段的中、小站色灯电锁器联锁和小站电气集中联锁中得到应用。
1959年,中国第一个采用大插入继电器的590型组合式电气集中,在北京站建成并交付使用。站内采用HBTIII-200型交直流轨道电路,这种轨道电路与HBP-250型交直流轨道电路相似,器材是沈阳信号工厂仿苏产品。
1964年中国研制成功AX系列安全型继电器,1969年利用安全型继电器设计的JZXC-480型交直流轨道电路,首先在南翔站使用,此后JZXC-480型交直流轨道电路在非电化区段的车站上迅速大量推广,取代了所有其他制式的交直流轨道电路,从而使中国的交直流轨道电路的制式得到统一。
2、驼峰轨道电路、阀式轨道电路、25Hz长轨道电路
JW-2型驼峰轨道电路,应变速度较慢,调整困难,不甚适合驼峰轨道电路的技术要求。1969年研制成功了驼峰轨道电路用的JZXC-2.3型交直流轨道电路。
中国早在1960年,有些铁路局为了节省电缆,在牵出线、接近区段,就安装了一种阀式轨道电路,到70年代中期,因平交道口事故有所增加,有些铁路局又开始使用阀式轨道电路设计道口信号。北京铁路局科研所和天津铁路运输学校合作,于1982年研制成使用阀式轨道电路的道口信号,同年通过部级鉴定。
为了解决在继电半自动闭塞区间自动检查列车是否完整到达,铁道科学研究院参照苏联和日本25Hz轨道电路的工作经验,开展了25Hz长轨道电路的研究,1978年,在原齐齐哈尔铁路局昂昂溪电务段的协助下,试制出一套样机。1979年,在成都北站与天回镇站间电化区段安装试用。1983年通过了铁道部鉴定。与此同时,原齐齐哈尔铁路局仿效日本电路在本局非电化区段也进行了25Hz长轨道电路的试验,并于1980年10月,通过铁路局鉴定。
3、相敏轨道电路
1924年满铁在大连-金州间和沈阳-苏家屯间修建的自动闭塞,轨道电路采用二元三位式相敏制,这是中国最早使用的轨道电路,器材用的是美国产品。至1942年,长大线全线建成自动闭塞,器材是日本仿美制品。二元三位式轨道电路工作稳定,直至1984年在长大线的沈阳-四平段仍然残留有这种轨道电路制式的自动闭塞。轨道继电器接点有三个位置,所以以它为基础修建的自动闭塞无需架空线,就可实现三显示自动闭塞。
中国从1925年开始在长大线主要车站上修建了电气集中联锁。在这些车站的到发线上,采用50Hz交流二元二位式轨道电路。1937年后,在京奉铁路个别车站上也安装有50Hz交流二元二位式轨道电路。
在50年代,从苏联引进了50Hz二元二位式轨道电路。1954年由铁道科学研究所、电务设计事务所及天津铁路管理局组成的试验小组,在京山线具有迷流干扰的古冶地区和道床电阻很低的北塘盐碱地段,进行了不同类型轨道电路的特性比较及电气参数测试和采集,以便为这种地区的轨道电路设计提供依据。
为配合修建交流电气化铁路,考虑到站内没有合适的轨道电路制式,从78年开始研制双轨条25Hz相敏轨道电路,它实质上也是二元二位式轨道电路,不同点是信号频率为25Hz。
25Hz相敏轨道电路是由通信信号公司研制的,80年首先在联平关站站内安装试点,同年同月,又在石家庄枢纽安装并投入试用。经过两年的试用和改进,于82年通过铁道部鉴定。
轨道变压器
1.3交流计数电码、移频、高频轨道电路及计轴设备
1、交流计数电码轨道电路
中国为了解决与自动闭塞相配套的机车信号和得到较好的轨道电路传输特性,于58年从苏联引进了交流电码轨道电路,59年开始在北京-南仓间修建的50Hz交流计数电码自动闭塞工程中使用,器材是由苏联进口的。63年中国按照苏联改进的R-36型译码器的原理制成了63型译码器,在长大线沈阳-鞍山、京广线广武-南阳寨间的自动闭塞工程中安装并投入运用。轨道电路器材是沈阳信号工厂生产的。
1960年在宝鸡-凤州段建成中国第一条单相工频交流电气化铁路。信号设备安装了单线调度集中,其中的轨道电路为了防止牵引电流干扰,采用了75Hz交流计数电码轨道电路。
2、移频轨道电路
1966年铁道部科技委在北京召开了自动闭塞选型会议,会议提出研制一种能够适应地上和地下、电化与非电化区段通用的自动闭塞制式,确定了以移频作为主攻方向,于67年在成峨段青龙场-彭山间11Km装设了第一个试验区段,75年通过铁道部技术鉴定,决定非电化移频自动闭塞作为一种自动闭塞制式推广使用。
中国电化移频轨道电路的研制工作几乎是与非电化移频轨道电路的研制工作同时进行的。67年试制成交流电化移频自动闭塞和机车信号样机各一套。
3、计轴设备
中国早在1966年就开始探索用计轴方式来检查分界点间线路空闲状态,1978年开始研制与半自动闭塞相配套的计轴设备,同年研制出一套样机在现场进行了初步试验。在研制非电化区段用计轴设备的基础上,从81年开始研制电化区段用的计轴设备,1983年经铁道部通号公司和西安铁路局组织了技术鉴定,决定进一步扩大试用。
4、ZPW-2000A无绝缘轨道电路
ZPW-2000A型轨道电路是中国引进法国的UM71轨道电路的基础上改进后的一种轨道电路制式。这种轨道电路是利用并联在钢轨两端的LC谐振槽路和一小段钢轨电感利用相邻区段发送不同频率,构成的电气绝缘节。它不但可以检测列车,而且可由钢轨线路向超速防护系统发送速度级别信息。
9. 如何根据万用指针表的表针摆动形式来判断轨道电路的发码型式,例如在一个范围内摆动是发的红黄码
将表打到电阻档(R×1k),任意接二极管两脚,如果这时表的读数较小(约5-10k),那么接黑表笔的一端为二极管的正极,如果读数较大(表针几乎不动),接红表笔的一端为正极。