AzLM型計軸系統(tǒng)工程手冊[V1.1]

1、1AzLM型計軸系統(tǒng)工程手冊(V1.1)北京阿爾卡特交通自動化控制系統(tǒng)有限公司Alcatel Tran sport Automati on Con trol System Co.,Ltd.,Beiji ng2008年3月1簡介2規(guī)劃原則2.1應用12.2系統(tǒng)局限12.2.1每個ACE的檢測點數量 12.2.2 每個 ACE的區(qū)段數量 12.2.3每個檢測點的區(qū)段數量 12.2.4區(qū)段長度12.3計軸參考方向 32.4軌道配置舉例 32.4.1直線區(qū)段 32.4.2復雜軌道配置 32.4.3關聯(lián)道岔組 32.4.4重疊區(qū)段 42.5檢測點位置 42.6從AzLM向其他列車檢測設備轉換 43工程4

2、3.1前提條件 43.2 配置 ACE 53.2.1硬件模塊化 53.2.2聯(lián)鎖接口 83.2.3數據準備113.3檢測點配置113.4連接123.4.1 概述123.4.2電源133.5.1 ACE-2-X:通過數據線給ZP30H供電.143.5.2ZP30H供電方案.153.5.3ZP30H的多重應用163.5.4使用ISDN/V.24轉換器183.5.5使用線路變壓器.203.5 ACE 和 ZP30H 接線143.6接地213.6.1軌旁設備213.6.2室內設備 223.7軌旁電纜布線 233.7.1 總貝 U 233.7.2電線要求 233.7.3 對稱 233.7.4電纜網絡 2

3、43.7.5合適的電纜 243.7.6軌旁電纜布線的感應電壓 243.7.7電纜屏蔽 243.7.8和銅電纜其他服務的兼容性 243.8電源 253.8.1計軸評估器ACE 253.8.2 檢測點 ZP30H 253.9 ZP30H的使用范圍 263.9.1星型四線扭絞電纜計算舉例 261簡介AzLM系統(tǒng)是阿爾卡特公司近幾年在世界最新計算機技術、通信技術和傳感器技術基礎上開發(fā)的新型計軸系統(tǒng)，其技術和工藝引領世界先進水平。該系統(tǒng)由室內ACE主機和室外軌旁計軸點設備組成。軌旁計軸點設備包括 SK30H軌道磁頭 傳感器和ZP30H電子盒。室內主機與室外計軸點之間采用ISDN數據線進行通信，且電源與通

4、信可以共線傳輸。 每臺主機最多可以檢測 32個計軸點、監(jiān)控32個區(qū)段，適用于一般區(qū)段和復雜 站場。本文檔用于AzLM計軸系統(tǒng)的工程指導。2規(guī)劃原則2.1應用AzLM系統(tǒng)是一個列車檢測系統(tǒng)，在線路區(qū)段和車站中使用。2.2系統(tǒng)局限2.2.1每個ACE的檢測點數量最多可以監(jiān)控32個檢測點。根據要求將這些檢測點分配給不同區(qū)段（每個區(qū)段最多 32個檢測點）。2.2.2每個ACE的區(qū)段數量每個ACE最多可以監(jiān)控32個區(qū)段。2.2.3每個檢測點的區(qū)段數量每個檢測點最多可以分配4個區(qū)段（每個檢測點最多擁有4個區(qū)段）。2.2.4區(qū)段長度2.2.4.1最大區(qū)段長度區(qū)段的最大長度受到檢測點供電以及檢測點到ACE的通

5、信的限制。如果使用（數字）傳輸系統(tǒng)，則通信距離無限制。在本例中，可以定義對檢測點冗余通信超時500ms。請注意故障反映時間的增加（見2.2.4.3 ）。2.2.4.2最小區(qū)段長度必須考慮與區(qū)段限制配置有關的調度規(guī)章制度區(qū)段長度必須大于列車的最大軸距在短區(qū)段（車站區(qū)域的區(qū)段）檢測點絕對不能通過（數字）傳輸系統(tǒng)聯(lián)結。車站區(qū)域內的檢測點傳輸超時應該被設置成標準值500ms。對于同一個ACE監(jiān)督的區(qū)段，根據最大列車速度計算出下列最小距離。對于檢測點在并發(fā)區(qū)段上的使用，不必考慮報文的丟失，因為它們導致兩個區(qū)段空閑/占用的延遲。最大列車速度380 km/h250 km/h140 km/h最小區(qū)段長度31

6、m20 m12 m公式:L min = V* max(T BELmax internBELm in in tern其中:T BELmax intern = 400 mST BELmin in tern = 110 mS2.243反應時間反應時間取決于下列因素：傳輸和處理時間容許偏差數據通信質量下表列出了從列車通過磁頭至并行接口反應占用一個區(qū)段時的最大反應時間1。報文給SS?！皟炔糠磻眱鹊闹碉@示了計軸邏輯內部反映的時間。時間關系到正確處理快速列車通過短連續(xù)區(qū)段。括號中的值適用于檢測點事件驅動通信的使用。一個ACE上可以混合兩種類型檢測點。#情景內部反應并行接口串行接口最好 情況ms最壞情 況m

7、s最好 情況ms最壞情況ms最好 情況ms最壞情況ms1.無報文損壞110400（230）220600（450）290670（500）2.1個報文損壞-600（260）-800（460）-870（530）3.2個報文損壞-800（400）-1000（600）-1070（670）4.故障反應的監(jiān)控時間 （配置時間從500ms 4000ms）400 + 配置時間540 +配置時間5.反應時間包括對冗余串行接口 的轉換時間4300F表列出了出清一個區(qū)段的反應時間。#情景并行接口串行接口最好情況ms最壞情況ms最好情況ms最壞情況ms1.無報文損壞420800490 ms870 ms2.1個報文損壞1

8、000-1070 ms3.2個報文損壞1200-1270 ms出清一個區(qū)段的延遲時間如下表所示，出清時間會被進一步延遲。所需值在現(xiàn)場具體數據中設置。如果額外使用傳輸系統(tǒng)，反應時間也會相應增加#延遲時間15005000ms以500ms逐級變化計軸器復零的區(qū)段出清時間2如果滿足條件復零的全部條件，最遲會在1.6秒內出清區(qū)段。2.3計軸參考方向計軸參考方向（ABR）必須根據整體布局情況確定，與線路上的列車運行方向、道岔和渡線 等無關。ABR確保在一系列的檢測點中計入和計出區(qū)段的正確順序。如果沒有ABR，就無法正確配置系統(tǒng)。建議選擇里程的增長方向作為ABR。2.4軌道配置舉例AzLM可以用于復雜的軌道

9、配置。下列章節(jié)中舉出了一些例子。現(xiàn)場具體數據中定義了檢測 點是否可以用于下列情況：一個單獨的，或幾個相鄰的軌道區(qū)段針對不同的鐵路，檢測點和區(qū)段的命名規(guī)則可能有所不同。下文列出的是DB AG信號項目的常用規(guī)則。2.4.1直線區(qū)段一個直線區(qū)段（圖1）通常擁有兩個檢測點。例外的是，端部軌道只有一個檢測點，它的另2.4.2復雜軌道配置圖2關聯(lián)道岔、交叉和直軌2.4.3關聯(lián)道岔組在這種情況下，許多檢測點共同監(jiān)控一個相互關聯(lián)的道岔組。根據現(xiàn)場具體數據中定義的延遲，該時間會增加244重疊區(qū)段在這種情況下，計軸區(qū)段相互重疊。2.5檢測點位置避免在列車第一或最后一個車軸停滯的地方安裝磁頭，例如：列車長度接近于站

10、臺長度列車停在站臺中間，但是該區(qū)域要求一個磁頭列車正常停留在信號機，在信號機接近軌處有一個計軸區(qū)段，約為列車長度。2.6從AzLM向其他列車檢測設備轉換向其他列車檢測系統(tǒng)轉換時，為了確保能夠保持一個連續(xù)的列車檢測，轉換處的AzLM區(qū)段上的相鄰區(qū)段必須重疊。與其他類型的列車檢測設備一起使用時，重疊區(qū)段的長度可能受時間約束和設備互相影響概率的限制。參見產品說明書和第2.243節(jié)。3工程3.1前提條件下列計劃完成后，可以開展工程。計軸器概述包含：具有名稱的區(qū)段具有名稱和位置的檢測點 計軸參考方向電纜布線圖電纜布線中感應電壓的計算3.2配置ACEACE配置可以細分為硬件配置和數據準備。下文中描述了硬件

11、配置標準的主要特性。 要求開展下列工程：1電纜網絡2接地3計算機冗余：2取24與固態(tài)聯(lián)鎖的接口（繼電器或串行數據）5串行I/O和并行I/O6機柜或機架7電源數據耦合單元8聯(lián)鎖室電纜布線3.2.1硬件模塊化下文描述了可以根據具體應用配置的不同規(guī)格的ACE :ACE-2-X-RIACE-2-X-SSI321.1使用I/O插槽I/O插槽根據下列規(guī)則使用：最多區(qū)段數量：32 （如果有區(qū)段要求不止一個并行I/O模塊輸出它的軌道出清信息,區(qū)段數量將減少）最多檢測點數量：32每個I/O插槽可用于串行I/O板或并行I/O板。串行I/O的最大數量為18（對32 DP,最多有4個可構成菊花鏈）并行I/O模塊的最大

12、數量為 32 （對應最多32個區(qū)段） 未使用的I/O插槽要求使用補空板3.2.1.2 ACE3.2.1.2.1 ACE-2-10-RI特性安全模塊（2取2）10個I/O插槽繼電聯(lián)鎖接口或通過以太網和TCP/IP協(xié)議單通道安全傳輸至SSI配置舉例ACE-2-10-RI:舉例：123檢測點數量81216軌道區(qū)段數量642所用插槽數量101010y S e w P11111p ；e m e o帛C11tS OtS OtS OtS OtS OtS OtS OtS OtS OtS Oo圖 5 ACE-2-10-RI32122 ACE-2-26-RI特性安全模塊（2取2）26個I/O插槽繼電聯(lián)鎖接口或通過

13、以太網和TCP/IP協(xié)議單通道安全傳輸至SSI配置舉例ACE-2-26-RI:舉例：12檢測點數量1824軌道區(qū)段數量1714所用卡槽數量2626圖 6 ACE-2-26-RI3.2.1.2.3 ACE-2-42-RI特性配置舉例安全模塊（2取2）42個I/O插槽繼電聯(lián)鎖接口舉例：12檢測點數量3220軌道區(qū)段數量2632所用插槽數量4242-yS e wP11 u It u in p ie m f C iE r iIiyS e wP1m e OC 11tS OtS OtS OtS OtS OtS OtS OtS OtS OtS OOOOOOOOOOOOOOOOOOcoCtS OtS OtS

14、OtS OtS OtS OtS OtS OtS OtS OtS OtS OtS OtS OtS OtS O圖 7 ACE-2-42-RI3.2.1.3ACE安裝方案ACE可以安裝在開放機架上或封閉機柜內。機柜尺寸在產品說明書中指定。電纜布線細節(jié)在本文檔第3.4節(jié)中描述。對公共電位的連接位于機柜底部左側。請注意必須確保ACE子架溫度不超過允許的最大環(huán)境溫度（見產品說明書）。圖8機柜322聯(lián)鎖接口3.221 ACE與繼電聯(lián)鎖接口每個并行I/O模塊都分配給 ACE內的一個插槽。根據應用要求與聯(lián)鎖接口連接。請注意聯(lián)鎖接口引起的電磁干擾的值不能超標，（在產品說明書里定義）。特別是在使用復示繼電器時，緩沖

15、器二極管應該被用來確保脈沖最大值不會超標（見產品說明書）。ACE的安全輸入不能用來監(jiān)督聯(lián)鎖接口的接點。如果一個輸入的兩個通道動作不一致，輸 入會被鎖定。3.2.2.1.1帶有1個安全輸入的并行I/OWAGO 1Ue= 10V.72VWAGO 2Vital in put 1 (Cha nnel 1) Schere Ein gabe 1 (Kanal 1)WAGO 3WAGO 4Vital in put 1 (Cha nnel 2) Sichere Eingabe 1 (Kanal 2)Vital in put 2 (Cha nnel 1) Sichere Ein gabe 2 (Kanal 1)

16、Not available Nicht verf 黦 barVital in put 2 (Cha nnel 2) Sichere Eingabe 2 (Kanal 2)WAGO 5Umax= 30VImAX= 10mAWAGO 6A-Non vital output 1Nicht sichere Ausgabe 1WAGO 7Umax= 30VImax= 10mAWAGO 8Non vital output 2Nicht sichere Ausgabe 2WAGO 9WAGO 10WAGO 11Track uno ccupied (Cha nnel 1)Gleis frei (Ka nal

17、1)Track unoccupied/ unoccupied (Channel 2) (Depe ndent on jumper sett ing)Gleis frei/ belegt (Kanal 2)(Abh鋘 gig von der eingestellten Br 黑占ke)WAGO 12安全輸入完全獨立地接至雙通道的WAGO端子。如果外電路同樣被隔離在兩個通道內，電路中的短路不會造成區(qū)段復零，ACE可以檢測到這種故障。由于只有一個安全輸入，這種板子只可用于無條件復零有條件復零預復零（不用確認）板子有一個空閑/空閑或者占用/空閑的安全輸出。在短路情況下，通過繼電器接點的電流必 須被限制

18、在1A。通過非安全輸出的最大工作電流為10mA。由于10mA保險絲不適用，短路時電流必須被限帶有2個安全輸入的并行I/O制在至少250mA，。這樣當光耦破壞時，不會影響板子的安全。3.2.2.1.2WAGO 1Vital in put 1 (Cha nnel 1) Schere Ein gabe 1 (Kanal 1)Ue= 20V.72VVital in put 1 (Cha nnel 2) Sichere Eingabe 1 (Kanal 2)WAGO 2WAGO 3Vital in put 2 (Cha nnel 1) Sichere Ein gabe 2 (Kanal 1)Ue= 20

19、V.72VVital in put 2 (Cha nnel 2) Sichere Eingabe 2 (Kanal 2)WAGO 4Umax= 30V Imax= 10mAWAGO 5Non vital output 1Nicht sichere Ausgabe 1WAGO 6WAGO 7WAGO 8WAGO 9WAGO 10Track uno ccupied (Cha nnel 1)Gleis frei (Ka nal 1)Non vital output 2Nicht sichere Ausgabe 2Umax= 30V Imax= 10mAWAGO 11WAGO 12每個安全輸入的兩個通

20、道都串聯(lián)至發(fā)生時能被及時發(fā)現(xiàn)，并且不會造成區(qū)段復零。a1f i GF GBTrack unoccupied/ unoccupied (Channel 2) (Depe ndent on jumper setti ng)Gleis frei/ belegt (Kanal 2)(Abh鋘 gig von der eingestellten Br 黑占ke)WAGO端子。外接電路必須確保不會發(fā)生短路，或者在如果區(qū)段要求有兩個光耦輸入命令接口時，該板子可用：帶確認的預復零同一區(qū)段有兩種不同復零方式，例如無條件復零和預復零（無確認）。板子有一個空閑/空閑或者占用/空閑的安全輸出。在短路情況下，通過繼電器

21、接點的電流必 須被限制在1A。3.221.3計軸器復零時間一個有效的計軸復零的脈沖長度必須在下列范圍內：0.5秒w計軸復零時間w 6.0秒它既適用于鑰匙和按鈕共同使用的復零方式，也適用于通過外部輸入到并行I/O板的復零方式。Axis counter reset procedure will be carried out/AGr Prozedur wird圖9計軸器復零時間3.222固態(tài)聯(lián)鎖接口CPU上的一個以太網接口用于與固態(tài)聯(lián)鎖接口。 注：2取2系統(tǒng)中使用了一個接點，每個通道本身都是安全的。3.2.3數據準備數據準備的基礎是所需檢測點的配置。它基于軌道布局、信號機位置、重疊區(qū)段和平交道口等。

22、需要準備包含下列數據的表格：ACE監(jiān)控區(qū)段的名稱和要素數量檢測點名稱和地址區(qū)段及相關聯(lián)的檢測點軌道出清的延遲時間計軸器的復零類型 并行I/O板的非安全輸出檢查后，將數據輸入到 ACE內的CPU板中。數據準備和校驗檢查在專門文檔中描述。3.3檢測點配置檢測點的構成包括軌旁電子單元和軌道磁頭兩部分。3.4連接341概述要求使用下列的電纜連接 ACE。詳情參見參考章節(jié)和文檔。連接電纜類型熔絲3.4機柜內的連接一一一電源供電(60V )至ACE單線電纜或獨立電線 4A慢熔1一電源供電(24V )至ACE單線電纜或獨立電線1)8A慢熔3.5ACE 至 PDCU屏蔽電纜，雙絞，實心線一3.5DC/DC轉換

23、器至PDCU 或 ACE2)單根線單個熔絲，額定電流N X315mA,慢熔(N=檢測點數量)3.5電源/數據耦合單元(PDCU)至檢測點參見第3.7節(jié)包含一個315mA慢熔熔 絲3.5PDCU接地單線電纜或獨立電線1)一3.221ACE至聯(lián)鎖繼電器接口 3)單線電纜或獨立電線一3.222ACE至固態(tài)聯(lián)鎖以太網電纜(10 Mbit/s)一一電源至DC/DC轉換器單線電纜或獨立電線1)一3.5本地電源至檢測點參見第3.5.6節(jié)315mA慢熔ACE至信號員使用的計 軸區(qū)段復零按鈕針對應用環(huán)境要求選用一注：1. 只有一根線可以插入一個 WAGO端子。2. 全部熔絲均安裝在聯(lián)鎖的電源單元內。3. 為了確

24、保最大限度地不受切換瞬變的影響，到聯(lián)鎖繼電器的配線必須在物理上與其他到ACE的配線分開。繼電器要求使用緩沖二極管。； quipmerit Roditib.E舌oJmlu-Q思OJUJOCwulsm毀二WJn_r Bu-ldgdirr 3.P匚星凸Q.8Me?盍 30HUJ*七匸口一 OJBEQZp30H TviaZp30H nv舊OatB li呻Power SupiplIKOC CcnTcrter 伽 2p30HZp3CNH 1234 5678 9012*)I1 14 152 PDCU/7 L?83 4 5+ Uzp-Uzp315 mA TEMV-Filter/ EMC Filter+ V-V

25、F F V V + -1 11 2 12 3 13 4 14Zp30H注釋：本應用中的PDCU數量受PDCU衰耗的限制，衰耗值一3dB/個。如3.5.3中所示，與ZP30H直接相連的最后一個 PDCU可以接入檢測點電源。 僅對預處理器需要使用跳線 *）（可配置）3.5.5.2 PCM FLUACE-2-XACE-3-X+ Uzp-Uzp123 45678 9 0 12TT dr enncAT OUTKn unr 鋒/ cO-pe注釋：PCM-FLU 的衰減量為每個 0.5dB。 可以與PDCU結合使用。僅對預處理器需要使用跳線 *)(可配置)3.6接地3.6.1軌旁設備軌旁設備和電纜的接地要求

26、在ZP30H檢測點安裝手冊中定義。362室內設備室內設備的接地安排取決于鐵路相關規(guī)章制度，需要達成一致意見。下面描述三種典型應用：在接地連鎖室內，不管是否有機柜，ACE均應與聯(lián)鎖室內的其他機架和機柜的相同電位相連。在有接地架和計軸單獨供電的聯(lián)鎖室內，ACE的電源應該接地。Relay room, racks earthed, separated DC/DC con verter for ACE / Relaisraum, Gestelle geerdet, getre nnte Stromversorg ung f 黵 AZA:ACE應該與安裝機架或機柜絕緣。在有接地架和計軸單獨供電（不是必須接

27、地）的聯(lián)鎖室內,Relay room, racks earthed / Relaisraum, Gestelle geerdet:電纜線對使用的進一步信息參見UIC 753-13.7軌旁電纜布線3.7.1總則電纜網絡將一個區(qū)域的檢測點與相關ACE相連。它使用點對點連接。在車站區(qū)域內，電纜布線主要由大量電纜分支組成。在一個有中間閉塞信號機的閉塞區(qū)段上，信號機和信號機之間通常需要使用電纜。在有一組檢測點的地方設置分線盒是合適的。例如，在車站任一端、在道岔區(qū)內或在閉塞信號機處，目的是便于從主干電纜向單獨檢測點的分支電纜轉換。由于不但要傳輸檢測點的數據，還要為檢測點供電，因此，電纜必須是銅電纜。3.7

28、.2電線要求當通過數據線向檢測點供電時，要求每個檢測點有兩根電線。向檢測點長距離供電的限制因素為電纜內部芯線的直徑及因此產生的阻抗。第3.8.2節(jié)中指定了不同電源選擇的最高電纜阻抗。下表列出了通用的芯線規(guī)格及其每公里的阻抗。直徑橫截面環(huán)阻/km0.8mm0.50mm 272 Ohm/km0.9mm20.64mm55 Ohm/km1.2mm1.13mm232 Ohm/km1.4mm21.54mm23 Ohm/km只適用于供電：多股21.50mm24 Ohm/km多股2.50mm 215 Ohm/km多股4.00mm 29 Ohm/km當檢測點單獨供電時，電源和檢測點間需要有2線額外的線路。3.7

29、.3對稱全部芯線對必須使用電纜嚴格對稱的方式連接。四線中的兩對角芯線組成一對。3.7.4電纜網絡由于多區(qū)段計軸器所需電纜布線的廣泛性，構建一個主干電纜區(qū)段、 分線盒和連接檢測點的支線電纜的網絡是必要的。為確保可靠性，建議在分線盒中使用WAGO壓接端子。選擇支線電纜時，確保電纜直徑與安裝盒入口孔匹配。參見ZP30H檢測點安裝手冊。3.7.5合適的電纜下列是適合 AzLM使用的電纜類型:星形四線扭絞電纜無限制雙線扭絞電纜無限制單芯線信號電纜限制ISDN線路要求下列特性:40 kHz時近端串音衰耗 50 dB40 kHz時縱向轉換 46 dB0.9 mm線徑的電纜電容更高的特性電容將減小傳輸距離，需

30、要進行合格性測試最大.45 nF/km1.4 mm線徑的電纜電容更高的特性電容將減小傳輸距離，需要進行合格性測試最大.50 nF/km施工方必須確保所安裝電纜的通信特性。3.7.6軌旁電纜布線的感應電壓在交流電氣化線路上，必須確保不超過設備的最大絕緣電壓。DB AG (15000V，16.66 Hz)的給定值為：最大持續(xù)感應電壓=250Vac最大瞬時感應電壓=1500Vac其它電壓或頻率的最大感應電壓必須被確認。 典型地，在計軸的交叉確認之間這些定義被認可。3.7.7電纜屏蔽考慮到感應電壓計算結果(見第3.7.6節(jié))，電纜屏蔽必須在該應用環(huán)境的接地原則中定義。典型的，在計軸的交叉確認之間這些定

31、義被認可。注釋：必須按照軌旁電纜的屏蔽層在檢測點處不連接來進行計算。3.7.8和銅電纜其他服務的兼容性操作手則中必須考慮電纜中不同應用服務的使用。必須考慮同一根銅電纜中非計軸服務的電磁兼容性。除電信服務外，與其他服務的兼容性也必須在設計階段就考慮到。在同一根電纜中，也可能有其他ISDN、模擬語音或調制解調器連接。其他服務需要授權認可。3.8電源3.8.1計軸評估器ACE下列電源對 ACE是可選的。請注意如果電源為 UPS，它必須和一個過壓防護設備共同安裝, 以便將ACE的電源限制在表中所示的最大容許范圍內。選項建議供電電壓設備容許公差功耗（取決與 ACE類型）1660V的UPS或電池60 Vd

32、c +20%, -10%在60Vdc時是100W248V的UPS或電池48 Vdc +20%, -10%在48Vdc時是100W3824V的UPS或電池24 Vdc +20%, -10%在24Vdc時是100W根據不同的使用情況，ACE要求選擇不同的 DC/DC轉換器。382檢測點ZP30H下列電源和電纜參數與 ZP30H有關。請注意當通過數據線供電時（選項1），阿爾卡特將交付一個合適的60V/100V或60V/120V轉換器，它由為 ACE供電的60V電源供電。標準軌道磁頭電源（模擬板S3開關在位置1）較高軌道磁頭電源（模擬板S3開關在位置2）選項建議供電電壓最大電纜電阻功耗最大電纜電阻功耗1120 Vdc(116 V . 124 V) a)AC/DC 或 DC/DC280 Ohm9 W c)170 Ohm11.52110 V)c(108 V . 112 V) a)AC/DC 或 DC/DC240 Ohm9 W c)150 Ohm11.53100 Vdc(97 V . 103 V)a)AC/DC 或 DC/DC190 Ohm9 W c)