城市軌道交通信號基礎(chǔ)課件 -計軸+應答器

計軸設(shè)備+應答器第一節(jié)計軸設(shè)備我們將每個區(qū)間（兩個站之間）劃分為若干個閉塞區(qū)段，在每個閉塞區(qū)段的開始端及結(jié)束端安裝計軸設(shè)備，目的是檢測每個區(qū)段的占用情況，其功能與軌道電路相似。計軸設(shè)備僅能檢測該區(qū)段是否被車占用，不能夠給出列車具體位置。計軸設(shè)備與聯(lián)鎖設(shè)備相連接，為進路編排提供基礎(chǔ)信息。在移動閉塞沒有使用前，計軸設(shè)備為系統(tǒng)的主要設(shè)備，當移動閉塞使用后，計軸設(shè)備將成為移動閉塞的后備模式下的主要設(shè)備。計軸系統(tǒng)計軸器是用于完成計算車輛進出區(qū)段的輪軸數(shù)，分析計算區(qū)段是否有車占用的一種技術(shù)設(shè)備。計軸系統(tǒng)：計軸系統(tǒng)顧名思義，通過對車輪輪對的計數(shù)來判斷區(qū)間的占用情況利用高頻磁頭發(fā)射磁場，當有列車通過時，列車輪對會切割磁力線，使接收端接收到的場強變小，從而計算有多少組輪對通過計軸設(shè)備。計軸設(shè)備用途

計軸設(shè)備和軌道電路一樣，都是檢查區(qū)間是否有列車或車輛占用的檢查監(jiān)督設(shè)備。它的特點是工作不受道床、軌道狀態(tài)和氣候條件等的影響，并且其控制距離可達到20km，區(qū)間無需安裝鋼軌絕緣節(jié)和絕緣軌距桿等設(shè)備。但是計軸設(shè)備也有缺點，它不能檢查斷軌，不能傳輸其它與行車有關(guān)的信息。

計軸設(shè)備優(yōu)缺點計軸系統(tǒng)與軌道電路相比，具有以下優(yōu)點：1.具有高可靠性，每年只有0.1%的故障率；2.由于計軸系統(tǒng)具有一定獨立性，所以大大降低了維護成本；3.設(shè)備簡單，易于維修；4.易于根據(jù)實際情況改變計軸設(shè)備布局；5.傳輸距離遠，在沒有分支的情況下，最長可傳送20公里；6.通過串行輸出口將信息傳輸給計算機聯(lián)鎖部分和信號機；7.大大減少了速度對檢測可靠性的影響，新設(shè)備將按照CENELEC標準去做。計軸系統(tǒng)與軌道電路相比，具有以下缺點：1、設(shè)備需要大量的資金投入；2、不具備軌道斷裂檢測功能；3、由于維修車輪對的非標準化，計軸設(shè)備將無法可靠地檢測到維修車；4、設(shè)備維修后需要重新復位。計軸系統(tǒng)的一組高頻發(fā)射磁頭和接收磁頭由兩對組成，其主要功能是判別列車運行方向。正常情況下，列車輪對會先切割SK1磁頭，然后切割SK2磁頭；當發(fā)生特殊情況時(例如反向行車)，列車輪對會先切割SK2磁頭，再切割SK1磁頭。計軸系統(tǒng)的計數(shù)方法：

當列車輪對切割高頻磁頭磁力線一次，計軸系統(tǒng)會記錄一次。以一節(jié)車廂為例（四組輪對），當列車駛?cè)雲(yún)^(qū)間時，計軸系統(tǒng)會記錄共四次切割磁力線，只要列車沒有切割前方磁頭磁力線，系統(tǒng)會認為該車仍在區(qū)間內(nèi)行駛；當列車經(jīng)過前方計軸磁頭時會再次切割磁力線，標志著列車已使出該區(qū)間，進入下一個區(qū)間。

每一組磁頭既是新區(qū)間開始的標志，也是前一個區(qū)間結(jié)束的標志。

當兩節(jié)以上編組列車運行發(fā)生車頭、車體分離時，由于計數(shù)設(shè)備記錄的駛出區(qū)間輪對數(shù)與駛?cè)雲(yún)^(qū)間輪對數(shù)不符，前一個區(qū)間也不會開放。計軸系統(tǒng)的組成計軸系統(tǒng)包括室外軌旁系統(tǒng)（探測點、磁頭）和室內(nèi)系統(tǒng)（ACE）。室外軌旁系統(tǒng)由磁頭（SK）和黃帽子（EAK）兩大部分組成，其中，發(fā)送磁頭、接收磁頭、保護套管、緊固件、測試設(shè)備構(gòu)成了磁頭部分；EAK（底板、運算板、模擬板）、黃帽子、安裝基礎(chǔ)構(gòu)成了黃帽子部分。室內(nèi)系統(tǒng)由電源、計算機、串口板、并口板、診斷接口及PDCU組成。圖AzLM計軸系統(tǒng)組成

磁頭

磁頭的主要功能是探測車輪。發(fā)送端和接收端構(gòu)成磁場回路，切割磁力線來判斷經(jīng)過的輪對數(shù)。從室外的SK30H雙磁頭開始，磁頭通過感應列車輪對切割磁力線產(chǎn)生電流，將感應電流傳入EAK中的模擬板。磁頭

磁頭實物照片

黃帽子黃帽子內(nèi)主要包括模擬板和ISDN版，其功能如下：1、

感應磁頭2、模擬車輪脈沖轉(zhuǎn)換為數(shù)字車輪脈沖3、監(jiān)督磁頭，監(jiān)督EAK自檢4、向ACE發(fā)送計數(shù)和診斷數(shù)據(jù)黃帽子

模擬板負責：生成發(fā)送信號、放大接收信號、調(diào)相、生成車輪脈沖、生成穩(wěn)壓輸出；模擬板接著將生成的車輪脈沖發(fā)送到ISDN板。ISDN板則負責：計算車輪脈沖、判斷計數(shù)方向、監(jiān)督磁頭工作、編碼報文、使用ISDN協(xié)議向ACE機柜發(fā)送數(shù)據(jù)。黃帽子外觀

黃帽子內(nèi)部結(jié)構(gòu)

室內(nèi)設(shè)備室內(nèi)系統(tǒng)主要包括電源板、串口板、并口板、診斷接口和計算機，其功能如下：向磁頭進行數(shù)據(jù)輪詢處理來自EAK的數(shù)據(jù)，占用信息向外發(fā)送軌道占用信息診斷信息重起自檢電源板

串口板

并口板

CPU板

第二節(jié)應答器應答器

應答器是一種可以發(fā)送數(shù)據(jù)報文的高速數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，用于在規(guī)定地點實現(xiàn)車—地間的數(shù)據(jù)交換，為列車運行提供所需的信息，確保列車運行狀態(tài)下的安全。應答器系統(tǒng)包括地面設(shè)備和車載設(shè)備。

地面應答器可以單個設(shè)置，也可以按編組形式設(shè)置，組內(nèi)每個應答器均發(fā)送一組報文，所有報文綜合定義了該應答器組所代表的信息含義。應答器的組成

應答器由地面、車載兩部分設(shè)備構(gòu)成，其中各個設(shè)備通過不同的接口連接。地面設(shè)備固定信息應答器可變信息應答器軌旁電子單元LEU車載設(shè)備查詢主機車載天線天線電纜典型車載設(shè)備VICMMIMMIMMIMMII/OVICI/O編碼里程計應答器天線人機界面無線天線無線天線冗余以太網(wǎng)車載應答器組成應答器設(shè)備向了列控車載設(shè)備傳送以下信息：（1）線路基本參數(shù)：如線路坡度、軌道區(qū)段等參數(shù)；（2）線路速度信息：如線路最大允許速度、列車最大允許速度等；（3）臨時限速信息：當由于施工等原因引起的對列車運行速度進限制時，向列車提供臨時限速信息；（4）車站進路信息：根據(jù)車站接發(fā)車進路，向列車提供“線路坡度”、“線路速度”、“軌道區(qū)段”、等參數(shù)；（5）道岔信息：給出前方道岔側(cè)向允許列車運行的速度；（6）特殊定位信息：如升降弓、進出隧道、鳴笛、列車定位等；（7）其他信息：固定固定障礙物信息、列車運行目標數(shù)據(jù)、鏈接數(shù)據(jù)等。地面應答器按照供電電源可分為無源應答器和有源應答器兩種。固定信息（無源）應答器密封元件，免維護便于安裝可以重復編程（無接觸）可變信息（有源）應答器到LEU的標準化接口相同的外形加電纜

無源應答器原理：無源應答器沒有外接電源供電，平時處于靜止休眠狀態(tài)；且存儲著固定信息，當列車經(jīng)過無源應答器上方時，地面應答器接收到車載天線傳遞的載頻能量，獲得電能量使地面應答器中的信號發(fā)生器工作，把存儲在地面應答器中的數(shù)據(jù)循環(huán)發(fā)送出去，直至電能消失（即車載天線已經(jīng)離去）。

用途：無源應答器（組），用于發(fā)送固定不變的數(shù)據(jù)，用于提供線路固定參數(shù)，如線路坡度、線路允許速度、軌道電路參數(shù)、鏈接信息等。

有源應答器

有源應答器有外接電源向其供電。有源應答器接有車站信息編碼設(shè)備，因此有源應答器內(nèi)的數(shù)據(jù)報文可以隨外部控制條件的改變產(chǎn)生變化，例如設(shè)置于地面信號機旁的應答器，他將信號機的顯示狀態(tài)數(shù)據(jù)信息通過應答器傳輸給列車。對應信號機的不同顯示，數(shù)據(jù)信息是可變的。

用途：傳輸可變信息。必須通過專用的應答器電纜與LEU設(shè)備連接，可以根據(jù)LEU設(shè)備所發(fā)送的報文，變化的向列車傳送應答器報文信息。與LEU（地面電子單元）連接，用于發(fā)送來自于LEU的報文，在既有線提速區(qū)段，有源應答器設(shè)置在車站進站端和出站段，主要發(fā)送進路信息和臨時限速信息。

按照安裝位置分類：中心安裝式、側(cè)面安裝式和立桿式安裝中心安裝式：應答器安裝在鐵路兩軌中心部位，而查詢器安裝在機車底下的中間位置，與應答器相對應耦合側(cè)面安裝式：查詢器安裝在機車的側(cè)面，與之對應，應答器也安裝在一根鋼軌的側(cè)面，與通過機車的查詢器相對應耦合。立桿式安裝：應答器安裝于路旁立桿上，其作用無線電波為無方向性，也可為有方向性，因此，道路上通過裝有查詢器的移動車輛時，立即可與它起耦合作用，傳遞相應信息。應答器的工作原理

當列車上的查詢器通過地面應答器時，應答器被查詢器瞬態(tài)功率激活進入工作狀態(tài)，并向查詢器連續(xù)發(fā)送存儲于應答器中的行車數(shù)據(jù)。應答器的用途應答器設(shè)備用于向列車控制系統(tǒng)傳送線路基本參數(shù)、線路速度、特殊定位、列車運行目標數(shù)據(jù)、臨時限速、車站進路等固定和實時可變的信息，用于在特定地點實現(xiàn)地面與列車間的相互通信。軌旁電子單元LEU地面電子單元（簡稱LEU）是一種數(shù)據(jù)采集與處理單元，根據(jù)外界變化的條件，選擇存儲在LEU中的其中一條報文傳送給地面有源應答器進行發(fā)送，或?qū)⑼獠堪l(fā)送的應答器報文直接向有源應答器傳送。LEU主要用途從TCC接收報文，通過RS485/422串行接口（接口S）完成。向有源應答器發(fā)送報文，通過電纜（接口C）完成。檢測外部電纜狀態(tài)，包括斷線、短路兩種狀態(tài)。記錄狀態(tài)信息，向TCC或BEPT提供維護數(shù)據(jù)。應答器的主要功能1、地面應答器的功能（1）無源應答器接收車載天線傳遞的載頻能量；（2）通過車載天線向列車發(fā)送數(shù)據(jù)信息；2、應答器車載設(shè)備的功能應答器車載設(shè)備包括：車載天線、解碼器、載頻發(fā)生器與功率放大器等。（1）發(fā)送地面應答器需要的能量；（2）車載接收器接收、解調(diào)來自地面應答器的數(shù)據(jù)；應答器的設(shè)置和分類應答器是放置在兩根鋼軌中間的設(shè)備，它作為地面信號設(shè)備的重要組成部分，負責向車載設(shè)備傳輸?shù)孛鏀?shù)據(jù)。

在CBTC系統(tǒng)中，有些系統(tǒng)（如阿爾斯通）將應答器稱為信標。在CBTC系統(tǒng)的后備模式中，增加了一些信標，其設(shè)置位置及其功能也不同于CBTC系統(tǒng)，可分為進路信標和信號信標。

進路信標：設(shè)置于運行前方進路設(shè)有道岔的接近軌道區(qū)段，道岔開通位置決定了列車運行的前方進路，進路的開通方向決定于道岔的定位還是反位。當?shù)啦硖幱诙ㄎ粻顟B(tài)時，激勵進路信標處于工作狀態(tài)，將前方進路的狀態(tài)告知經(jīng)過列車。

信號信標：主要用來反映信號機的顯示，并將顯示告訴給經(jīng)過列車。因此信號信標設(shè)置在信號機附近。信號信標有兩種，一種綠色信標，一種是白色信標。信號機顯示綠色燈光時，綠色信標工作，信號機顯示白色燈光時，白色信標工作。

城市軌道交通正