铁路信号新技术,黄秀玲 2013年9月,本课程概述,铁路信号的范围？,铁路信号的作用？,本课程的主要内容?,铁路信号的作用？,铁路信号主要功能是保证铁路行车安全。 提高铁路区间和车站的通过能力、增加铁路运输经济效益、改善铁路员工劳动条件的一种现代化科学管理手段和技术。,铁路信号的范围?,铁路信号：是向有关行车和调车作业人员发出的指示和命令；,联锁设备：用于保证站内行车和调车工作的安全和提高车站的通过能力；,闭塞设备：用于保证列车区间内运行的安全和提高区间的通过能力。,铁路信号的范围?,京九线商丘北站驼峰场信号,本课程的主要内容?,行车调度指挥自动化系统,新型信号基础设备,车站计算机联锁,新型自动闭塞,列车运行控制系统,驼峰自动化,信号微机监测,1、新型信号基础设备,铁路数字信号电缆,信号智能电源屏,新型道岔转换与锁闭设备,新型轨道电路,LED色灯信号机,1.1 LED色灯信号机,LED色灯信号机：信号点灯单元由LED发光二极管构成的色灯信号机。优点：发光二极管(LED)信号机相对于传统灯丝信号机具有节能、可视性好、免调整、免维护、寿命长等诸多技术经济优势，在各国铁路迅速推广应用。,1.1.1 LED色灯信号机组成,现在使用的LED色灯信号机构有：XSLE型、XLL型、XSZ（G、A）型、XLG（A、Y）型和XSL型等，各种型号号的LED色灯信号机的部件是配套使用。,PFL型LED发光盘,FDZ发光盘点灯装置,XSL型,铝合金信号机构,1.1.1 LED色灯信号机组成,高柱机构,铝合金信号机构,矮型机构,1.1.1 LED色灯信号机组成,现在使用的LED色灯信号机构有：XSLE型、XLL型、XSZ（G、A）型、XLG（A、Y）型和XSL型等，各种型号号的LED色灯信号机的部件是配套使用。,PFL型LED发光盘,FDZ发光盘点灯装置,XSL型,铝合金信号机构,1.1.1 LED色灯信号机组成,PFL型LED发光盘,高柱发光盘,表示器发光盘,矮型发光盘,1.1.1 LED色灯信号机组成,现在使用的LED色灯信号机构有：XSLE型、XLL型、XSZ（G、A）型、XLG（A、Y）型和XSL型等，各种型号号的LED色灯信号机的部件是配套使用。,PFL型LED发光盘,FDZ发光盘点灯装置,XSL型,铝合金信号机构,1.1.1 LED色灯信号机组成,FDZ发光盘点灯装置,1.2 新型轨道电路,轨道电路的功能？,自动检测列车、车辆的位置， 控制信号机的显示,将地面信号传递给机车，从而可以控制列车运行,交流25Hz电源连续供电 受电端采用交流二元轨道继电器（JRJC1-70/240） 轨道线圈和局部线圈电源满足规定的相位要标时，GJ吸起，轨道空闲。 列车占用或频率、相位不符合要求时GJ落下。,1.2.1 97型25Hz相敏轨道电路,25Hz轨道电源变压器（BG25）,送电端限流电阻(Rx),送电端25Hz扼流变压器(BE25),钢轨道线路,受电端25Hz扼流变压器(BE25),电缆线路,防雷补偿器（Z）,25Hz防护盒（HF）,交流二元轨道继电器（GJ）,25Hz电源屏（轨道分频器和局部分频器）由室内分别供出25Hz轨道电源和局部电源。轨道电源由室内供出，通过电缆供给室外，经由送电端25Hz轨道电源变压器（BG25）、送电端限流电阻（RX）、送电端25Hz扼流变压器（BE25）、钢轨线路、受电端25Hz扼流变压器（BE25）、受电端25Hz轨道中继变压器（BG25）、电缆线路，送回室内，经过防雷硒堆（Z），25Hz防护盒（HF）给二元二位继电器（GJ）的轨道线圈供电。 局部线圈的25Hz电源由室内供出，当轨道线圈所得电源满足规定的相位要求时，继电器吸起。,1.2.1 97型25Hz相敏轨道电路,25Hz相敏轨道电路只能用以检查轨道电路区段是否空闲，不能传输其他信息。,1.2.1 97型25Hz相敏轨道电路,单片机控制,数字信号处理芯片,双DSP，双软件,双滤波，双抗干扰,1.2.2 无绝缘轨道电路,无绝缘轨道电路在其分界处不设钢轨绝缘，而采用不同的方法予以隔离。,UM71轨道电路,ZPW-2000轨道电路,UM2000轨道电路,1.2.3 UM71轨道电路 一、移频信号及其传输原理,选用频率参数作为控制信息，采用频率调制的方法； 把低频信号（FC）搬移到较高频率（载频f0上），形成振幅不变、频率随低频信号的幅度做周期性变化的调频信号。 调频信号由钢轨作为传输通道，组成移频轨道电路，完成检查轨道电路占用情况和向机车传输信息的功能。,1.2.3 UM71轨道电路 一、移频信号及其传输原理, 载频（f0）分四种： 即：1700 Hz、2000 Hz、2300 Hz、2600Hz 按规定UM71改进型轨道电路使用四种载频： 下行：F1 = 1700 Hz；F2 = 2300 Hz 上行：F1 = 2000 Hz；F2 = 2600 Hz 相邻轨道电路使用不相同的载频。, 低频信号（Fc）共18种： 由10.3Hz到29Hz，相邻低频信号间隔1.1Hz。,1.2.3 UM71轨道电路 一、移频信号及其传输原理, 频偏（f） f=11Hz 即：上边频：f0+11Hz下边频：f0-11Hz, 作用 载频f0的作用： 用低频信号对高频（f0）调制后，用高频信号把低频信号从发送端经钢轨传输到接收端。 低频信号（Fc）的作用： 检查轨道区段空闲，控制地面信号机的显示。 向机车传输信息，控制机车信号显示。,1.2.3 UM71轨道电路 二、UM71轨道电路组成和工作原理,移频信号,调制,1.2.3 UM71轨道电路 二、UM71轨道电路组成和工作原理,主要由发送器、接收器、调谐匹配单元、空心线圈、电缆模拟网络盒、继电器、PTYL23-1型电缆和相关的连接线组成。轨道电路的各个组成部件： 电缆 各种辅助设备（安装架、防雷等） 分为两部分： 第一部分是室内设备，如：发送器 、接收器、模拟网络 第二部分是安装在轨旁的设备，如：调谐匹配单元、空心线圈、补偿电容,1.2.3 UM71轨道电路 二、UM71轨道电路组成和工作原理,1.2.3 UM71轨道电路 三、补偿电容,UM71轨道电路在钢轨中传输的移频信号频率较高，钢轨相当于一个感性负载，呈现较高的电感量（1.4mH/m），使信号衰减较快，影响了轨道电路的传输长度。 为了抵消钢轨的感性，保证轨道电路的传输距离和机车信号的可靠工作，需分段加装补偿电容。,作 用：延长轨道电路的传输长度在轨车传输时，保证足够大的短路电流 安装处所：每100米设置一个补偿电容，误差为0.6m。第一个和最后一个电容按照半步长（50米）设置，误差为0.3m。,作业？,死区产生的原因？如何减少死区的长度？ 如何提高传输长度？ 交流二元二位继电器？,相关新闻！,2013年7月光谷广场站道岔出故障 地铁2号线延误近两小时,2013年7月广州地铁一号线道岔故障延误5分钟,2013年7月时隔半月 地铁龙华线又瘫了 还是“道岔故障”惹的祸,2013年7月由于道岔系统故障从金石滩方向开往市内的快轨列车运行缓慢,1.3 新型道岔转换与锁闭设备,1.3新型道岔转换与锁闭设备,道岔状态： 正常工作状态：定位和反位 非工作状态： 也叫四开状态，指两根尖轨同时不密贴于基本轨。 例如：道岔正在转换途中道岔不密贴；道岔挤岔时处于。 道岔状态的继电器表示： 用定位表示继电器DBJ和反位表示继电器FBJ来表示。定位：DBJ且FBJ；反位：DBJ且FBJ；四开状态： DBJ且FBJ,1.3.1 道岔外锁闭装置,道岔是机车车辆从一股轨道转向或越过另一股轨道的设备，是轨道的重要组成部分。 锁闭道岔就是把尖轨或可动心轨等道岔的可动部分固定在某个开通位置，当列车通过时不受外力作用而改变。 道岔锁闭：分为内锁闭和外锁闭。,1.3.1 道岔外锁闭装置,内锁闭：当道岔由转辙机带动转换至某个特定位置后，在转辙机内部进行锁闭，由转辙机动作经外部杆件对道岔实现位置固定。 外锁闭：当道岔由转辙机带动转换至某个特定位置后，通过本身所依附的锁闭装置，直接把尖轨与基本轨或心轨与翼轨密贴夹紧并固定。,1.3.1 道岔外锁闭装置,分动外锁闭道岔：由于外锁闭道岔的两根尖轨之间没有连接杆，在道岔的转换过程中，两根尖轨是分别动作的。,1.3.1 道岔外锁闭装置,为适应中国铁路运输向提速、重载方向发展的需要，铁路信号设计规范（TB 10007-99）规定：在列车速度大于120km/h的线路上，必须采用三相交流大功率转辙机和外锁闭装置；可动心轨辙叉单开道岔必须按外锁闭和不可挤型转辙机。,钩型外锁闭装置结构示意图 1锁闭杆；2锁钩；3锁闭框；4尖轨连接铁；5锁轴；6，7限位板。,1.3.1 道岔外锁闭装置 锁闭装置转换、解锁、锁闭过程,初始状态如图，左侧密贴尖轨处于锁闭状态，右侧斥离尖轨与基本轨保持要求的开口，密贴尖轨锁钩同时被锁闭铁和锁闭杆卡住不能落下，斥离尖轨锁钩的缺口卡在锁闭杆的凸起处不能移动，从而保持斥离尖轨与基本轨的开口基本不变；,解锁状态，锁闭杆向右移动，斥离尖轨向密贴位移动，同时密贴尖轨处锁闭杆相对锁钩移动，当锁闭杆凸起与密贴尖轨锁钩缺口对齐时，锁钩落下卡在锁闭杆凸起内，尖轨与基本轨解锁；,锁闭杆继续向右移动，通过锁钩带动斥离尖轨和密铁尖轨同步向右移动，当锁闭杆带动道岔转换至右侧尖轨与基本轨密贴时，开始进入锁闭过程；,锁闭杆继续向右移动，右侧锁钩沿锁闭杆斜面向上爬起，当锁钩升至锁闭杆凸起顶面时，进入锁闭状态，同时左侧尖轨继续向右移动至要求开口，完成转换过程。,1.3.1 道岔外锁闭装置,道岔各有其代号，比如9号道岔、12号道岔、18号道岔等等。 道岔号代表了辙叉角（）的余切值，也就是辙叉心部分直角三角形的两条直角边的比值，即N=cot，N就是道岔号。 辙叉角越小，N值就越大，导曲线半径也越大，列车侧线通过道岔时就越平稳，允许过岔速度也就越高。 采用大号道岔对于列车运行是有利的。 道岔号数越大，道岔越长，造价自然就高，占地也要多得多。因此，采用什么号数的道岔要因地制宜，因线而异，不可一概而论。,1.3.2 S700K型电动转辙机,道岔转换设备：转辙机（电动ZD，电液ZY，电空ZR）及转换锁闭器、密贴检查器、外锁闭装置、安装装置的统称。,S700K型电动转辙机的产品代号来自德文“Simens-700-Kugelgewinde”，其含义是“西门子-具有6860N（700kgf）保持力-带有滚珠丝杠”的电动转辙机。,1.3.2 S700K型电动转辙机,S700K转辙机型号解译：,左开道岔 右装转辙机 左装转辙机 右开道岔电机动作杆检测杆 右装转辙机 左装转辙机（装在直股右侧） （装在直股左侧）,右伸,左伸,面向岔芯，观察转辙机，安装在直股右侧为右装，装在左侧为左装,1.3.2 S700K型电动转辙机,1.3.2 S700K型电动转辙机,S700K型电动转辙机的特点,交流380V交流控制 摩擦联结器不需要调整 滚珠丝杠作为驱动传动装置延长其使用寿命。,1.3.2 S700K型电动转辙机,1.3.2 S700K型电动转辙机,S700K型电动转辙机的分类 S700K型电动转辙机规格齐全，能满足道岔尖轨、可动心轨的单机、双机和多机牵引。 转辙机机身是通用的，经配件组装，可组成不同的种类。 不同种类的转辙机，动作杆有不同的动程，表示杆也有不同的动程，转换办不同。 根据安装方式的不同，每一种类有左装和右装。 根据装设的地点以及安装的牵引点不同有多种型号。,