必考大题(机车信号与电码化)

机车信号机车信号是保障铁路行车安全，提高列车运行效率的重要设备之一目录机车信号概述1主体化机车信号23区间信号与列车运行控制系统机车信号的功能和作用

机车信号是一种能够自动复示列车运行前方地面信号机显示的机车车载系统，它可以反应列车的运行条件，通过对接收到的地面信号进行处理，得到列车运行前方信号的显示信息，并将该信息通过相应的显示机构显示出来由于我国地形和气候条件比较复杂，尤其在山区、林区、隧道以及多雾、雨雪等恶劣天气的条件下，司机不能在规定举例内确定前方信号机的显示进而产生危险冒进信号。同时机车信号还可以为其他的列车运行监控设备（自动停车、列车超速防护等）提供所需的一些必要信息，例如可以为自动停车装置提供信号点灯信息等，进而也就进一步提高列车运行的安全性。可见机车信号咋保障行车安全、提高铁路运输效率以及改善机车乘务员的劳动强度方面有十分重要的意义。机车信号的构成

机车信号是单方向控制设备，只能从地面向车上传递的信息，不能反向传输，无论何种机车信号，其构成是基本相同的。

信息显示信息译码信息鉴别机车电源信息接收通道地面发送设备钢轨区间信号与列车运行控制系统区间信号与列车运行控制系统机车信号一般由信息源（地面信息发送设备）、信息接收（电磁感应方式接收）、信息处理（核心部分）、信息显示（预告式信息显示）和机车电源（直流50V）等几部分组成。机车信号基本技术要求：(1)在规定的气候和列车震动的环境中，设备可以稳定可靠的工作。(2)应装有足够显示数目的机车信号机，以直观地反映地面信号机的显示。(3)配合有音响信号，在机车信号变换为较限制显示是鸣响，提醒司机。(4)满足“故障-安全”要求，在故障时不允许信号显示。(5)安装在限定的机车车辆限界和建筑限界内。(6)在必须停车和减速情况下，如果司机在接到报警后未能停车，应使自动停车对列车进行制动。(7)在机车信号变换为较限制显示并发出音响信号时，利用按一下警惕按钮的操作证明司机已经注意到机车信号显示的变换。

区间信号与列车运行控制系统我国机车信号的分类

从我国机车信号的发展过程来看接近连续式连续式点式机车信号在铁路线路固定点上设置相应的地面设备在进站信号机和线路所得通过信号机前方1200范围内，设置一段轨道电路以及相应的机车信号设备用于铁路自动闭塞，在铁路的各个自动闭塞分区都设置相应的轨道电路及机车信号发送设备，不间断传递到车上区间信号与列车运行控制系统主体化机车信号

以前的各种制式机车信号普遍存在安全性，可靠性差，是有断码现象出现，抗干扰差，显示正确率低，信息量小等，多种制式机车信号不能通用，不能适应长交路。机车信号与自动停车装置结合使用时，受功能所限，仍然依靠司机确认和干预，人机关系处理不好，冒进信号‘超速行驶等事故时有发生，因此一直不敢确定机车信号为主体信号。

铁道部科技运函【2004】114号文件发布了《主体机车信号系统技术条件（暂行）》，这表明：由于列车运行速度的不断提高，对主体化机车信号系统的需求提到紧迫的日程；主体化机车信号的概念正在正是确立并具体化区间信号与列车运行控制系统主体化机车信号正是为运用于提速区段为满足车载列控系统要求而研制的，目前主要应用的是JT1-CZ2000型主体化机车信号车载设备。JT1-CZ2000型主体化机车信号有如下技术特点(1)采用“二乘二取二”的容错安全机构。(2)采用32位浮点高速DSP运算，频域处理和时域处理结合技术。(3)具备UM2000数字编码信息接收功能(4)采用主机双套设备、双套电源、双路接收线圈等冗余技术和LED机车信号显示器。(5)采用带有动态控制电灯电源的故障-安全电源，进一步提高了系统的安全性。(6)既有记录功能，为故障分析、查找及维护管理创造了条件。(7)在传统的并行输出基础上，预留了串行输出，可支持大信息量的双向传输。(8)在传统并行基础上预留串行，支持大信息量及双向传输。(9)可采用便携式机车信号测试仪对机车信号主机设备进行闭环自动测试。区间信号与列车运行控制系统主体化机车信号的结构

主要由机车信号主机（含机车记录器）、机车信号带电电源接线盒（一体化主机包含在主机内）、机车信号双路接收线圈、机车信号显示器构成，机车信号显示器可选用LED机车信号显示器或阵点式机车信号显示器。钢轨信号接收线圈机车信号主机通过接线盒处理解调译码机车信号显示区间信号与列车运行控制系统主体化机车信号车载系统技术条件总则(1)机车信号显示符合信息定义的规定。(2)机车信号接收信息时间不大于2S，信息从无到有应变不大于4S(3)机车信号灵敏度符合表4-2(4)作为通用机车信号使用时，灵敏度和应变时间符合TB/-1997标准(5)根据机车运行方向信息，两端接收线圈应采用双断方式自动切换。(6)车载设备在地面提供载频切换信息码时，应自动实现载频切换或锁定。(7)任何信息掉码大于10S，只接受切换信息（25.7HZ),其他信息停止接收。(8)在收到UU/UUS码后如果接收不到信息，在点白灯前，只接收HU/HUS码；在点白灯后只接收载频切换信息码。(9)车载设备应该设置载频切换装置，切换装置应设载频指示灯，显示切换后载频组。区间信号与列车运行控制系统(10)在下述条件下操作载频切换需人工介入：1、机车连挂后始发2、主机上电后或故障复位后3、接收载频切换信息码失效后4、非主体机车信号区段(11)载频指示灯在主机上电或故障复位后显示灭灯，人工操作后用稳定灯光指示载频组切换结果，自动切换载频后用闪烁灯光指示载频切换结果。(12)车载设备应具有良好的可测试性，通过便携式测试设备，在车上可实现对车载系统进行功能测试。(13)车载设备在TB/T3021-2001标准规定的环境条件下应可以可靠工作。区间信号与列车运行控制系统机车信号灵敏度载频（HZ）1700200023002600机车信号灵敏度310±31275±28255±26235±24接收线圈的频率响应频率（HZ)255506507598501700200023002600轨道短路电流（mA）1050113906950310275255235接收电压（mV）9.3±7.5%15.9±7.5%14.6±7.5%12.4±7.5%10.0±7.5%100±7.5%100±7.5%100±7.5%100±7.5%区间信号与列车运行控制系统接收线圈、机车信号主机、显示器、机车信号记录板、电源，也都有各自技术条件，详见《区间信号与列车控制系统》几个重要准则：

1、接收线圈在开路下测试，直流电阻误差小于5%，在1000HZ条件下测试，电感量误差小于5%2、车载主机热备冗余切换时间不大于0.5S3、电源额定输入DC110V主体式机车信号与地面信号显示关系序号12345678910信息名称L3码L2码L码LU码LU2码U码U2S码U2码U3码UUS码频率（HZ）10.312.511.413.615.816.920.214.722.418.1机车信号显示绿绿绿绿黄黄黄黄2闪黄2黄双黄闪前方地面显示LLLLUUUUUUUU速度等级110101001001101010101001001101下接区间信号与列车运行控制系统序号1112131415信息名称UU码HB码HU码H码载频切换频率（HZ）1824.626.82925.7无码无码机车信号显示双黄红黄闪红黄红红白前方地面显示UUHUHU速度等级001101001100100001区间信号与列车运行控制系统主体化机车信号主要设备工作原理主体机车信号机轨面信息隔离放大器A/D转换DSP芯片处理LED显示区间信号与列车运行控制系统JT1-CZ2000型主机的结构原理框图主机板A主机板B信号记录板并处切换机构监控装置显示机构接收线圈2接收线圈12*CAN/1*RS485并口输出2*CAN/1*RS485并口输出TAX2箱外部切换控制点灯输出串口通信区间信号与列车运行控制系统主机板原理主机板采用底板加小插板的嵌入式结构，即分成主机板底板和CPU板。其中底板主要是电源转换、点灯输出与反馈、设置线等部分，而译码处理、输出控制等主要电路都集中到CPU板上，便于维护和软件升级。主机的每块主机板采用二取二容错安全结构，即每块主机板有2路独立接收译码通道，2路得译码输出结果进行比较，比较一致才有有效输出。区间信号与列车运行控制系统二取二结构

译码DSP1(隔离+A/D+DSP）译码DSP1(隔离+A/D+DSP）输出控制CPU2双口RAM1*CAN/1*RS485双口RAM1*CAN总线输出控制CPU150V动态点灯电源继电器及光耦输出反馈检查关断2关断1区间信号与列车运行控制系统译码与控制每块主机板对应一路接收线圈绕组，信号输入部分由以往的变压器隔离改为隔离放大器，避免了原来变压器的离散性以及不可靠因素。主机板内两路DSP同时从各自的A/D电路接收信号，译码结果通过双口RAM与输出控制部分进行数据交换。信息输出主机板预留有CAN总线或RS485输出，可与监控设备进行大容量信息传输。当采用RS485总线时，每个主机板电路上都有一发一送两个RS485驱动芯片，可以支持全双工通信，但需依据后级设备的要求具体的通信方式。当采用CAN总线方式输出时，如下图所示，每个主机板上CPU1、CPU2各输出一路CAN总线信号。

机车信号与LKJ系统的接口RS485总线A下一级接收设备ACPU1CPU2CPU1CPU2RS总线B下一级接收设备B并行口点灯输出主机板A主机板B区间信号与列车运行控制系统CAN总线输出示意图下一级接收设备A下一级接收设备B主机板A主机板BCPU1CPU2CPU1CPU2区间信号与列车运行控制系统双套热备冗余方式JT1-CZ2000机车信号系统设备的双套热备是指由机车信号主机内双套主机板、接线盒中的双路电源、双路接收线圈共同组成的双套热备系统。主机完成双套热备输出。信号接收处理原理轨道电路信号通过机车信号双路接收线圈感应接收，双路接收线圈每路信号各对应一个主机板，由主机板中的两路接收电路同时接收。进入主机板的信号隔离放大器进行隔离，然户A/D转换，有DSP芯片进行处理、译码、DSP芯片采用高速32位浮点运算芯片。移频接收主要采用频谱分析方法，经过频谱计算、频谱译码校核等过程接收信息。区间信号与列车运行控制系统机车信号记录板基础信号记录板采用与机车信号一体化设计方式，记录板以插件形式插在机车信号主机箱内，对机车信号的输入输出信息进行直接的采集，有利于简化整体结构以及保持整个系统的电磁兼容性，避免因外部连接线对机车信号系统整体系统的电气特征和可靠性造成不利影响。记录板采用大容量CF卡保持数据。机车信号记录板由两大部分组成。一是车载部分，二是地面数据处理部分，通过U盘作为转存介质，通过USB接口进行读取、转换、显示、回放、分析，以文本及图形方式提供友好的人机界面，并提供自动统计、分析列表、打印输出等功能。区间信号与列车运行控制系统车载部分信号采集隔离输入电源转换串行接口CF卡接口USB/网口数据保存时钟芯片无线通信模式选择中央处理器接收线圈数字量信号SOVTAX2主机箱

CAN总线

（预留）区间信号与列车运行控制系统记录板的地面处理系统打印机（可选）PC机打印机调制解调器

站内电码化站内电码化1概述1.1站内电码化作用及分类1.2站内电码化主要技术条件2逐段预叠加电码化2.1主要技术指标2.2空间连续2.3电码化原理站内电码化3闭环站内电码化3.1功能描述3.2主要技术条件3.3补偿电容3.4电码化原理3.4.1正线闭环电码化检测3.4.2到发线股道电码化检测站内电码化概述站内电码化就是在车站站内由相应的轨道电路转发或叠加机车信号的信息。是保证铁路运输安全的一项重要技术，它对于加强站内行车安全以及机车信号的发展一直起着重要作用。站内电码化1.1站内电码化作用及分类一般分为切换方式和叠加方式切换方式：利用相应的继电器，在平时固定接向轨道电路设备，而当进行电码化时转接到相应的发码设备叠加方式：将电码化的发码信息直接接入轨道电路中而不切断原轨道电路站内电码化1.2站内电码化主要技术条件（1）站内电码化范围为经道岔直向的接车进路，为该进路中的所有区段和自动闭塞区段经道岔直向的发车进路中的所有轨道电路区段，经道岔侧向的接车进路中的股道区段；（2）满足“故障—安全”原则；（3）已发码的区段当区段空闲后，轨道电路应能自动恢复到调整状态；（4）列车冒进信号时，其占用的所有咽喉区段不应发码。站内电码化逐段预叠加站内电码化随着列车运行速度的不断提高，传统的切换式站内电码化技术已不能适应列车对机车信号正常运用的要求，站内正线掉码严重，尤其在段区段，对提速造成一定的安全隐患。因此，逐段预叠加电码化势在必行，有着广大的应用前景。“逐段”就是一个区段接着一个区段地发送信息；“预”就是当列车占用某一区段时，其列车运行前方与该区段相邻的下一个区段也开始发码；“叠加”就是轨道电路信息与机车信号信息在传输通道内同时存在。站内电码化逐段预叠加站内电码化2.1主要技术指标（1）用于单双线自动闭塞和半自动闭塞区段的正线接发车进路；（2）在正线运行时，保证连续不断地向机车发送电码化信息；（3）电码化轨道电路除新增的接口设备外，原轨道电路不增减设备；（4）符合“故障—安全”原则；（5）电码化轨道电路不降低原有轨道电路的基本技术性能。站内电码化2.2空间连续采用逐段预先发码技术只能解决时间上的不间断，但在过绝缘节时由于受到钢丝绳和机车信号接收线圈的安装位置所限，在绝缘节两边均有一小段实际上机车线圈根本收不到或收不到足够的电码化信息，造成接受上的盲区，称为空间不连续。站内电码化钢丝绳距轨缝约0.6~0.8m，而机车接收线圈距第一轮对的距离最大可达到1m。因此，第一轮对从A点开始至轨缝相当于接受线圈自B点至C点的范围内，当线圈在B~C间，因轨道内无电流造成信息中断。只有当线圈已越过轨缝1m或者第一轮对已过轨缝时，前方区段被分路，钢轨内的电流大于或者等于规定的入口电流值，线圈重新可靠接收。这一接受盲区为1.6m~1.8m。站内电码化ABC站内电码化解决措施：对钢丝绳的安装方式进行特殊处理。原跨轨的钢丝绳先在轨道外侧沿轨条方向迂回2m再接向钢轨。钢丝绳之所以采取单根迂回方式，是为了克服出现钢丝绳与相邻轨道的轨条因故相混时，改变原轨道电路的相位交叉。站内电码化2.3逐段预叠加电码化原理如图所示，正线接车进路共有WG、ADG、BDG、CDG、G五段轨道电路，发送盒的两路独立输出，分别通过各自的传输继电器CJ条件向WG、ADG、BDG、CDG、G进行叠加。而CJ的供电始于上一轨道区段占用，止于下一段轨道区段的占用，在任一瞬间均有相邻的两个CJ吸起，一个是本区段，另一个是下一区段。分别由发送盒的两路输出通过相应的CJ发往轨道，对于下一个区段实现了预先叠加发码。站内电码化站内电码化闭环站内电码化就是具有闭环检测功能的站内电码化。系统主要有五大部分设备构成：电码化发送设备；电码化闭环检测设备；轨道电路设备；电码化和轨道电路接口设备；电码化和轨道电路信息传输媒介。站内电码化站内闭环电码化3.1功能描述（1）为主体机车信号提供安全信息传输设备；（2）除满足信息传输的功能需求外，还必须满足“故障—安全”原则；（3）实现监测、故障报警的功能；（4）系统设置维护终端，可实现对系统设备状态的监测、故障报警功能。站内电码化3.2主要技术条件（1）闭环电码化系统是由闭环电码化系统设备和载频自动切换锁定设备构成的系统；（2）闭环电码化系统应该满足“故障—安全”原则；（3）闭环电码化系统应采取邻线干扰防护措施；（4）钢轨内应提供正确的机车信息（5）闭环电码化系统应与区间自动闭塞制式一致。站内电码化3.3补偿电容作用：是ZPW-2000电码化传输通道趋于阻性，保证ZPW-2000电码化具有良好传输性能，同时尽可能降低对原有站内轨道电路影响。设置原则：轨道电路长度超过300m，需设置电容补偿。电容选择：1700HZ、2000HZ容量：80μF2300HZ、2600HZ容量：60μF设置方法：按一下公式计算站内电码化其中∑=N+A；N是百米位数；A是个位、十位为0时为0，个位、十位不为0时为1；∆是等间距长度，轨道电路两端与第一个电容距离为∆/2，安装允许误差±0.5m站内电码化站内电码化3.4.1正线闭环电码化检测1）发码和检测将正线分为三个区段