第5讲-计轴器及应答器

1、计轴器,计轴系统：计轴系统顾名思义，通过对车轮轮对的计数来判断区间的占用情况利用高频磁头发射磁场，当有列车通过时，列车轮对会切割磁力线，使接收端接收到的场强变小，从而计算有多少组轮对通过计轴设备。,计轴器工作原理及其应用,计轴器工作原理及其应用,当列车驶入轨道区段时，传感器A的计数结果为N，此时传感器B的计数结果为零，所以根据轴数信息，主机可判断出区段占用信息，控制该区段的轨道继电器落下，当列车驶出该区段，传感器B计数为N，经主机系统比较，与传感器A的计数结果一致，确认区段空闲。,计轴系统是怎么判断列车的运行方向的？为什么？,将每个区间（两个站之间）划分为若干个闭塞区段，在每个闭塞区段的开始端

2、及结束端安装计轴设备，目的是检测每个区段的占用情况，其功能与轨道电路相似。 计轴设备仅能检测该区段是否被车占用，不能够给出列车具体位置。 计轴设备与联锁设备相连接，为进路编排提供基础信息。 在移动闭塞没有使用前，计轴设备为系统的主要设备，当移动闭塞使用后，计轴设备将成为移动闭塞的后备模式下的主要设备。如上海地铁6号线-11号线均没有使用移动闭塞，所以计轴设备是现阶段的主要设备。,计轴器工作原理及其应用,计轴器工作原理及其应用,计轴系统与轨道电路相比，具有以下优点： 1.具有高可靠性，每年0.1%的故障率； 2.由于计轴系统具有一定独立性，所以大大降低了维护成本； 3.设备简单，易于维修； 4.

3、易于根据实际情况改变计轴设备布局； 5.传输距离远，在没有分支的情况下，最长可传送20公里； 6.通过串行输出口将信息传输给计算机联锁部分和信号机；,计轴器工作原理及其应用,计轴系统与轨道电路相比，具有以下缺点： 1.设备需要大量的资金投入； 2.不具备轨道断裂检测功能； 3.由于维修车轮对的非标准化，计轴设备将无法可靠地检测到维修车； 4.设备维修后需要重新复位。,计轴器工作原理及其应用,计轴系统组成：,发射线圈,接收线圈,轨枕,无轮轴,2,2,轮轴,发射线圈,接收线圈,轨枕,有轮轴,2,2,1,1,1,1,1, 2 =场方向图（示例）,有轮轴和无轮轴时发送器交变场的改变。,计轴器工作原理及

4、其应用,黄帽子内主要包括模拟板和ISDN版。 模拟板负责：生成发送信号、放大接收信号、调相、生成车轮脉冲、生成稳压输出；模拟板接着将生成的车轮脉冲发送到ISDN板。 ISDN板则负责：计算车轮脉冲、判断计数方向、监督磁头工作、编码报文、使用ISDN协议向ACE机柜发送数据。,计轴器工作原理及其应用,黄帽子 黄帽子功能如下： 1. 感应磁头 2. 模拟车轮脉冲转换为数字车轮脉冲 3. 监督磁头，监督EAK自检 4. 向ACE发送计数和诊断数据,计轴器工作原理及其应用,室内设备 室内系统主要包括电源板、串口板、并口板、诊断接口和计算机，其功能如下： 向磁头进行数据轮询 处理来自EAK的数据，占用信

5、息 向外发送轨道占用信息 诊断信息 重起 自检,计轴器工作原理及其应用,室内设备 电源板 为整个系统提供电力保障，显示各模块电压是否正常。 串口板 串口板将每组磁头通过的轮对数及方向报告给ACE机架中的CPU模块，CPU模块根据各组磁头通过的轮对数及方向，计算出各个轨道区段的占用情况（占用、空闲、受扰），并将之发送给并口板。,一、计轴器工作原理及其应用,并口板 联锁和ACE之间的通信，可以通过继电器接头和ACE并行接口的直连来实现。 输入板上有对应的继电器，信号通过继电器将轨道区段的占用情况报告给MCCS联锁工控机（主机、备机），从而由联锁工控机完成联锁的计算工作。 诊断接口 诊断接口可以被用

6、来进行系统监测和状态判断。,联锁区域内计轴器的连接示意图,联锁区域间计轴设备连接示意图,应答器,应答器工作原理及其应用,应答器 应答器是一种可以发送数据报文的高速数据传输设备，分为有源应答器和无源应答器两种。 地面应答器可以单个设置，也可以按编组形式设置，组内每个应答器均发送一组报文，所有报文综合定义了该应答器组所代表的信息含义。,应答器地面设备作用,应答器向车载设备发送点式信息。 （1）无源应答器发送固定信息： 线路速度、坡度、轨道电路参数、信号点类型等。 （2）有源应答器发送实时变化的以及固定的信息： 临时限速、进路坡度、轨道电路参数、信号点类型等。,应答器地面设备主要特性 点式传输设备（

7、地车） 适应列车速度：200 km/h以上 通用性（符合欧洲标准） 安全传输 精度高(精度为1米或更高) 信息传输速率: 564.48 kbit/s LEU传输距离：3.5 km,应答器车载设备功能,应答器车载设备包括：车载天线、解码器、载频发生器与功率放大器。 车载天线是双工收发天线，BTM模块功能: (1)发送地面应答器需要的能量。 (2)接收来自地面应答器的信息。 (3)分析接收到的数据流，找出完整的报文。 (4)形成处理好的无错码报文。 (5)确定定位参考点。 (6)循环测试车对地发送通道（包括天线）的有效性。,应答器工作原理及其应用,无源应答器 无源应答器没有外接电源供电，平时处于静

8、止休眠状态；当列车经过无源应答器上方时，地面应答器接收到车载天线传递的载频能量，获得电能量使地面应答器中的信号发生器工作。这种应答器包含的信息可以使公里标、线路坡度、限速等各种数据信息。,应答器工作原理及其应用,有源应答器 有源应答器通过电缆与地面电子单元（LEU）连接，可实时发送LEU传送的数据报文。 当列车经过有源应答器上方时，有源应答器接收到车载天线发射的电磁能量后，将其转换成电能，使地面应答器中发射电路工作，将LEU传输给有源应答器的数据循环实时发送出去。直至电能消失（即车载天线已经离去）。平常处于休眠状态。,当列车上的查询器通过地面应答器时，应答器被查询器瞬态功率激活进入工作状态，并

9、向查询器连续发送存储于应答器中的行车数据。,应答器工作原理及其应用,地面电子单元（简称LEU）是一种数据采集与处理单元，根据外界变化的条件，选择存储在LEU中的其中一条报文传送给地面有源应答器进行发送，或将外部发送的应答器报文直接向有源应答器传送。,应答器工作原理及其应用,应答器工作原理及其应用,应答器的设置和分类 应答器的布置应该在保证行车安全和行车效率的前提下满足数据的完整性和冗余覆盖。 在CBTC系统中应答器也称信标，按照设置的位置和功能不同可分为进路信标和信号信标,信号信标主要是反映前方信号机的显示状态 绿色信标：表示前方信号显示为绿色 白色信标：表示前方信号显示为白色（或黄色） 注：

10、如果前方信号显示为红灯，则信标处于呼叫状态。 （为什么不设置红灯信标？）,进路信标主要是设置在运行前方有道岔的接近轨道区段，反应前方进路信息，即进路中道岔的位置，如果前方道岔处于定位，激励进路信标处于工作状态。 问题：如果道岔处于反位，进路信标应处于什么状态？,在城市轨道交通中，列车有些是8节编组，有些是6节编组，并在列车两头的A行车上装有车载控制器（VOBC），当列车头部的VOBC不能完成功能时，可由尾部的VOBC工作。,设置两个信标是为了区分列车的运行方向，那么在此能不能用两个信标代替三个信标呢，因为设置两个，即使列车头部VOBC没有没有接收到信息那么，后面的头车在通过信标是依然能工作，这样可行么？为什么？,无源应答器与外界无物理连接 向列车传送固定信息 有源应答器通过电缆与LEU连接 向列车传送实时可变信息,无源应答器与有源应答器区别： 外观相同 有源应答器连接电缆 发送信息 无源应答器发送自身预存信息 有源应答器发送自LEU来的信息，当电缆断线时发送自身预存信息（默认/缺省报文）,应答器工作原理及其应用,每个应答