站內(nèi)軌道電路電碼化.ppt

1、1,站內(nèi)軌道電路電碼化,2,由軌道電路轉(zhuǎn)發(fā)或疊加機車信號信息技術(shù)的總稱。,一、電碼化的概念,第一節(jié) 概述,二、電碼化的分類,按傳輸方式分：軌道電路轉(zhuǎn)發(fā)和或疊加兩種。 按發(fā)碼時機分：固定切換、脈動切換、占用疊加、逐段預(yù)先疊加、長發(fā)碼。 預(yù)疊加移頻電碼化，按軌道電路制式的不同分為：,3,480軌道電路預(yù)疊加8、18信息移頻電碼化。,480軌道電路預(yù)疊加ZPW-2000（UM）系列移頻電碼化（分兩線和四線制）。,25Hz相敏軌道電路預(yù)疊加8、18信息移頻電碼化。,25Hz相敏軌道電路預(yù)疊加ZPW-2000（UM）系列移頻電碼化（分兩線和四線制）,非電氣化區(qū)段25Hz相敏軌道電路預(yù)疊加ZPW-2000

2、（UM）系列移頻電碼化（分兩線和四線制）。,4,按實施范圍分：股道電碼化和接發(fā)車進路電碼化。 按電纜的使用情況分：二線制和四線制。,5,三、術(shù)語,1、 車站股道電碼化 車站內(nèi)到發(fā)線的股道及正線實施的電碼化 2、車站接發(fā)車進路電碼化 車站內(nèi)按列車進路實施的電碼化。 3、 疊加電碼化 列車進入本區(qū)段后實施的電碼化。 4、預(yù)疊加電碼化 列車進入本區(qū)段時，不僅本區(qū)段且其運行前方相鄰區(qū)段也實施的電碼化。, 閉環(huán)電碼化,具有閉環(huán)檢查功能的電碼化。, 電碼化軌道電路, 入口電流,具有軌道電路和電碼化雙重功能的軌道電路。,機車第一輪對進入軌道區(qū)段時，鋼軌內(nèi)傳輸機車信號信息的電流。, 出口電流,電碼化發(fā)送端分路

3、時，鋼軌內(nèi)傳輸機車信號信息的電流。,7, 實施車站股道電碼化的范圍：,列車占用的股道區(qū)段；,實施范圍,經(jīng)道岔直向的接車進路，為該進路中的所有區(qū)段；,半自動閉塞區(qū)段，包括進站信號機的接近區(qū)段；,自動站間閉塞區(qū)段，包括進站信號機的接近區(qū)段；,自動閉塞區(qū)段，經(jīng)道岔直向的發(fā)車進路，為該進路中的所有區(qū)段；,色燈電鎖器車站，一般在股道區(qū)段實施電碼化。,8, 實施車站預(yù)疊加電碼化的范圍 ：,經(jīng)道岔直向的接車進路，為該進路中的所有區(qū)段；,半自動閉塞區(qū)段，包括進站信號機的接近區(qū)段；,自動站間閉塞區(qū)段，包括進站信號機的接近區(qū)段；,自動閉塞區(qū)段，經(jīng)道岔直向的發(fā)車進路，為該進路中的所有區(qū)段。, 實施車站接發(fā)車進路電碼

4、化的范圍,車站內(nèi)列車進路的所有區(qū)段。,9,技術(shù)要求, 電碼化系統(tǒng)應(yīng)滿足故障安全的原則。, 電碼化不應(yīng)降低原有軌道電路的基本技術(shù)性能。, 電碼化發(fā)碼設(shè)備應(yīng)與區(qū)間自動閉塞制式一致。, 列車冒進信號時，至少其內(nèi)方第一區(qū)段發(fā)禁止碼或不發(fā)碼。, 股道占用時，不終止發(fā)碼。, 有效電碼中斷的最長時間，不應(yīng)大于機車信號允許中斷的最短時間。, 電碼化設(shè)備是機車信號系統(tǒng)的地面設(shè)備，鋼軌內(nèi)應(yīng)提供正確的機車信號信息。,10, 已發(fā)碼的區(qū)段，當(dāng)區(qū)段空閑后，電碼化軌道電路應(yīng)能自動恢復(fù)到調(diào)整狀態(tài)。, 電碼化發(fā)碼設(shè)備及傳輸通道應(yīng)加裝檢測裝置。, 電碼化應(yīng)采取機車信號鄰線干擾防護措施。, 與電碼化軌道電路相鄰的非電碼化區(qū)段，應(yīng)

5、采取絕緣破損防護措施，當(dāng)絕緣破損時使其不導(dǎo)向危險側(cè)。, 非交流計數(shù)電碼化制式的車站正線應(yīng)采用預(yù)疊加電碼化，到發(fā)線的股道采用疊加電碼化。, 在機車信號作為行車憑證時，應(yīng)采用閉環(huán)電碼化。, 專用鐵路與國鐵車站接軌，進站防護信號機為調(diào)車信號機時，該信號機外方應(yīng)設(shè)置不小于400 m的電碼化區(qū)段。,11,表1 4、8、12、18信息移頻入口電流, 4、8、12、18信息移頻系列電碼化，在最不利條件下，入口電流值應(yīng)滿足表1的規(guī)定。,12, ZPW-2000（UM）系列電碼化，在最不利條件下，機車信號鋼軌最小短路電流及入口電流值應(yīng)滿足表2的規(guī)定。,表2 ZPW-2000（UM）系列機車信號鋼軌最小短路電流及

6、入口電流,13, 交流計數(shù)電碼化，在最不利條件下，入口電流值應(yīng)滿足表3的規(guī)定。,表3 交流計數(shù)入口電流,14, ZPW-2000（UM）系列電碼化，在最不利條件下，出口電流值不應(yīng)大于6 A。,(21) 預(yù)疊加電碼化、閉環(huán)電碼化軌道電路機械絕緣節(jié)處應(yīng)保證機車信號接收空間連續(xù)。當(dāng)使用連接線交叉鋪設(shè)滿足機械絕緣節(jié)處空間連續(xù)時，連接線應(yīng)采用絕緣護套防護，不得影響軌道電路的正常工作。,(22)電碼化設(shè)計應(yīng)滿足防雷要求，應(yīng)采用具有劣化指示功能的防雷模塊。, 在最不利條件下，出口電流不得損壞電碼化軌道電路設(shè)備。, 4、8、12、18信息移頻系列電碼化，在最不利條件下，非電氣化牽引區(qū)段出口電流值不應(yīng)大于3 A

7、、電氣化牽引區(qū)段出口電流值不應(yīng)大于6 A。,15,6. ZPW2000（UM）系列電碼化軌道電路區(qū)段補償電容的設(shè)置原則,電碼化區(qū)段大于等于300 m時，應(yīng)設(shè)置補償電容；當(dāng)入口電流不滿足要求時，可增設(shè)補償電容。, 應(yīng)按等間距設(shè)置補償電容，具體計算如下：,等間距設(shè)置，,其中： 電容數(shù)量=N+A ； N百米位數(shù)； A個位、十位數(shù)為0時為0；個位、十位數(shù)不為0時為1； 表示等間距長度；軌道電路兩端與第一個電容距離為2。,16, L=900 m,N=9 A=0,補償電容布置示意,17,三、電碼化技術(shù)的發(fā)展, 交流連續(xù)式軌道電路（簡稱480軌道電路）, 25 Hz相敏軌道電路, 不對稱脈沖軌道電路, 站內(nèi)

8、移頻軌道電路,國鐵常用的站內(nèi)軌道電路類型：,18, 固定切換電碼化, 脈動切換電碼化, 疊加移頻電碼化, 預(yù)疊加移頻電碼化, 車站接發(fā)車進路電碼化, 閉環(huán)電碼化,到目前為止電碼化大致分為六種類型：,19,1988年以前采用的占用固定切換發(fā)碼方式，即原交流連續(xù)式軌道電路移頻電碼化（過去謂之的“站內(nèi)正線移頻化”）,固定切換電碼化,電路原理： 隨著列車的駛?cè)耄鬈壍绤^(qū)段的發(fā)碼繼電器FMJ隨之吸起，利用各發(fā)碼繼電器FMJ進行切換，斷開軌道繼電器GJ電路，把移頻電碼化信息送上軌道。發(fā)碼繼電器FMJ的設(shè)計原則是隨著列車的駛?cè)攵樞騽幼?，并且后面一個發(fā)碼繼電器FMJ吸起就將前面一個切斷，這樣就能保證在機車壓

9、入一個軌道區(qū)段時不僅能及時地收到移頻信息，而且后面區(qū)段在列車出清前，就事先恢復(fù)好了原軌道電路。,20,將原本為自動化的軌道電路因?qū)嵤╇姶a化的緣故而降低到半自動化，從而也降低了車站電氣集中的技術(shù)水平，并且在控制臺上需增設(shè)故障表示燈和復(fù)原按鈕。甚至有時因忙亂或判斷不清，車站值班員沒有及時按壓復(fù)原按鈕而影響接發(fā)列車。,為了構(gòu)成“列車進入下一區(qū)段”的邏輯條件，則股道兩端相鄰的道岔區(qū)段也必須裝設(shè)軌道電路，而在電鎖器聯(lián)鎖的車站為了防止向有車線接車，按鐵道部規(guī)定僅在股道裝設(shè)軌道電路，因此，這種方式無法在電鎖器聯(lián)鎖的車站實現(xiàn)股道電碼化。從而限止了移頻電碼化的實施。,固定切換電碼化缺點：,21, 脈動切換電碼化

10、的提出,為了克服“固定切換”方式電碼化的缺點，1988年開始采用“脈動切換”發(fā)碼方式取代“固定切換”發(fā)碼方式。,“脈動切換”即在發(fā)碼過程中鋼軌方面不是固定接向發(fā)碼設(shè)備，而是脈動接入，時而接發(fā)碼設(shè)備時而接軌道電路設(shè)備。,電碼化的終止不需靠“列車進入下一區(qū)段”，可由本身的“空閑”條件實現(xiàn)。,脈動切換電碼化,22, 脈動切換電碼化的優(yōu)點,克服了“固定切換”方式電碼化軌道電路不能自動恢復(fù)的缺點。,克服了不能適用調(diào)度集中區(qū)段和色燈電鎖器聯(lián)鎖車站實施電碼化的重大技術(shù)缺陷。,在正線接發(fā)車進路，所有到發(fā)線的股道均能實施電碼化。,“脈動切換”方式聯(lián)鎖條件最少，在舊站現(xiàn)有設(shè)備的情況下實施電碼化，使其電碼化電路實現(xiàn)

11、方式基本統(tǒng)一，便于設(shè)計、施工和維修。,23, 脈動切換電碼化3種類型,480軌道電路移頻電碼化,480軌道電路50 Hz交流計數(shù)電碼化,25Hz相敏軌道電路25 Hz交流計數(shù)電碼化,24, 疊加式電碼化的提出,要使機車信號穩(wěn)定工作，則機車信號接收中斷時間應(yīng)小于機車信號制式允許的最大時間。這就提出了疊加式電碼化電路。,疊加發(fā)碼通過電氣隔離設(shè)備將軌道電路與電碼化并接在一起，使軌道信息的發(fā)送、接收和電碼化信息的發(fā)送，同時接向鋼軌，將完成發(fā)碼所需的時間降低到最小。,疊加移頻電碼化,25,疊加發(fā)碼原理圖, 疊加發(fā)碼的原理,26, 疊加式電碼化的優(yōu)缺點,設(shè)計簡單，易于實現(xiàn)。,當(dāng)列車速度進一步提高，短區(qū)段連

12、續(xù)存在時，會影響機車信號的正常工作。,“占用疊加發(fā)碼”方式允許的最大接收中斷時間小于0.6 s，不影響機車信號正常工作。,27,疊加式電碼化類型,480軌道電路疊加移頻電碼化,25Hz相敏軌道電路疊加移頻電碼化,25Hz相敏軌道電路疊加ZPW-2000(UM71)系列電碼化（分兩線和四線制）,28, 研究進路電碼化的意義,進路電碼化，就是列車在進路內(nèi)運行時，機車能連續(xù)不斷地接收到地面發(fā)送的機車信號信息的電碼化，它是車站股道電碼化的延伸技術(shù)。,進路電碼化為進一步保證站內(nèi)行車安全，提高運輸效率，減輕司機的勞動強度，實現(xiàn)鐵路運輸自動化奠定了基礎(chǔ)。,車站接發(fā)車進路電碼化,29, 實施情況,該項目的交流

13、連續(xù)式軌道電路4信息移頻制式的進路電碼化試點站于1994年5月在京滬線曹莊站開通并投入使用。 1997年通過鐵道部技術(shù)鑒定。 由于當(dāng)時條件所限，致使進路電碼化設(shè)計復(fù)雜、實施困難，并未在全路推廣使用。,30, 站內(nèi)電碼化預(yù)發(fā)碼技術(shù)的提出,列車運行速度的提高，其制動更加困難，因其要求的制動距離是與速度的平方有關(guān)，冒進信號的可能性加大；故提速區(qū)段對機車信號的要求更高，,1999年鐵路提速140 km/h后，傳統(tǒng)的站內(nèi)電碼化占用脈動切換電路和占用疊加電路已不適應(yīng)列車提速對機車信號正常運用的要求，站內(nèi)正線區(qū)段機車信號掉碼問題明顯增加，尤其在短區(qū)段更為嚴(yán)重，對提速列車造成一定的安全隱患。,預(yù)疊加移頻電碼化

14、,31, 閉環(huán)電碼化技術(shù)的提出,2004年以前實施的站內(nèi)電碼化由于是兩個技術(shù)疊加的合成，存在兩層皮問題，系統(tǒng)發(fā)出的機車信號信息僅僅是疊加在軌道電路上，而其信息是否確實發(fā)送到了軌道上，并未得到有效的檢測。隨著列車運行速度進一步提高，靠地面信號機的顯示已不足以保證行車安全，,目前的疊加預(yù)發(fā)碼只能做到逐段閉環(huán)檢查，不滿足全部進路檢查的需求。解決這一問題的辦法，就是對站內(nèi)電碼化發(fā)碼電路實現(xiàn)閉環(huán)檢查（報警），有條件時可納入聯(lián)鎖。,閉環(huán)電碼化,32, 閉環(huán)電碼化類型,480軌道電路疊加ZPW-2000閉環(huán)電碼化（分兩線和四線制）。,電氣化區(qū)段25 Hz相敏軌道電路疊加ZPW-2000閉環(huán)電碼化（分兩線和四

15、線制）。,非電氣化區(qū)段25 Hz相敏軌道電路疊加ZPW-2000閉環(huán)電碼化（分兩線和四線制）。,33,第二節(jié) 電碼化疊加預(yù)發(fā)碼技術(shù),一、實施疊加預(yù)發(fā)碼技術(shù)的原因 二、預(yù)疊加電碼化控制電路,34,1. 采用預(yù)發(fā)碼的原因,采用“預(yù)先疊加發(fā)碼”的發(fā)送盒有兩路獨立輸出，分別通過各軌道區(qū)段的條件進行疊加。每路發(fā)送供電時機始于上一段軌道占用，止于下一段軌道占用，在任一瞬間均有相鄰的兩個區(qū)段同時發(fā)碼，一個是本區(qū)段的，另一個是下一個區(qū)段的。分別由發(fā)送盒的兩路輸出通過相應(yīng)條件發(fā)往軌道，對下一個區(qū)段實現(xiàn)了“預(yù)先疊加發(fā)碼”，故此方式在發(fā)碼時間上能確保無中斷。,一、實施疊加預(yù)發(fā)碼技術(shù)的原因,35,2. 系統(tǒng)設(shè)計原則及

16、技術(shù)要求,車站正線采用“逐段預(yù)先疊加發(fā)碼”方式，到發(fā)線股道采用“占用疊加發(fā)碼”方式。,國產(chǎn)移頻發(fā)送設(shè)備載頻設(shè)置：下行方向為750 Hz，上行方向為650 Hz。,UM71、WG-21A、ZPW-2000發(fā)送設(shè)備載頻設(shè)置：下行方向為1 700 Hz，上行方向為2 000 Hz。,自動閉塞區(qū)段正線采用雙套設(shè)備的預(yù)疊加電碼化，側(cè)線股道采用單套設(shè)備的占用疊加電碼化。,半自動閉塞區(qū)段正線采用雙套設(shè)備的預(yù)疊加電碼化，側(cè)線股道采用單套設(shè)備的占用疊加電碼化。接近區(qū)段可采用與電碼化相應(yīng)的自動閉塞軌道電路。,二、預(yù)疊加電碼化控制電路,JG,CDG,BDG,ADG,G,37,預(yù)疊加電碼化原理,逐段疊加預(yù)先發(fā)碼原理圖

17、,38,二、預(yù)疊加電碼化控制電路,正線區(qū)段控制電路,預(yù)疊加電碼化示意圖,39,正線股道和到發(fā)線股道區(qū)段,正線股道及到發(fā)線股道疊加電碼化示意圖,40,電碼化電路設(shè)計舉例,電碼化電路的設(shè)計原則：首先是發(fā)碼條件；其次是發(fā)碼時機；再其次是恢復(fù)時機；最后是電路的完善，如是否需要緩吸、緩放或加強型繼電器等等。,預(yù)疊加電碼化電路，一般由三大部分組成：信號、進路檢查電路(控制電路)；轉(zhuǎn)換開關(guān)電路；發(fā)碼電路。,41, 控制電路,信號、進路檢查電路只限經(jīng)道岔直向接車進路或自動閉塞區(qū)段經(jīng)道岔直向發(fā)車進路的電碼化。這個電路由接車電碼化繼電器JMJ、發(fā)車電碼化繼電器FMJ組成。,道岔區(qū)段電碼化應(yīng)檢查列車是否冒進信號以及

18、列車進路為道岔直向接車或道岔直向發(fā)車，該進路不單檢查這兩個條件，并要作記錄供轉(zhuǎn)換開關(guān)電路使用。,接車電碼化繼電器JMJ、發(fā)車電碼化繼電器FMJ供電電路的接通公式：,42,接車電碼化繼電器JMJ電路,43,發(fā)車電碼化繼電器FMJ電路,44, 轉(zhuǎn)換開關(guān)電路,轉(zhuǎn)換開關(guān)電路由傳輸繼電器GCJ和電碼化繼電器(JMJ或FMJ)組成。該電路負責(zé)驗證軌道電路轉(zhuǎn)發(fā)機車信號信息的條件，并控制向鋼軌發(fā)碼及軌道電路恢復(fù)的時機。,45,接車進路的傳輸繼電器GCJ電路,46,發(fā)車進路的傳輸繼電器GCJ電路,47,股道有中間出岔時的傳輸繼電器CJ電路,48, 發(fā)碼電路,由編碼條件和碼源(移頻電源盒、發(fā)送盒、防雷單元等)組成

19、。這一部分電路的作用是根據(jù)編碼條件，通過移頻發(fā)送設(shè)備發(fā)出不同的機車信號信息。,編碼電路即電碼化移頻發(fā)送盒的低頻信息控制電路。低頻信息控制電路由進、出站信號電路有關(guān)繼電器接點構(gòu)成。,ZPW-2000正線編碼電路,ZPW-2000側(cè)線股道編碼電路,ZPW-2000站內(nèi)電碼化發(fā)送設(shè)備N+1電路圖,52,3. 電碼化設(shè)備的使用, 電碼化軌道電路的分支區(qū)段應(yīng)加設(shè)隔離防護設(shè)備；與電碼化軌道電路相鄰的非電碼化區(qū)段，應(yīng)采取絕緣破損防護措施，當(dāng)絕緣破損時不導(dǎo)向危險側(cè)。, 為保證電碼化和軌道電路的正常工作，相關(guān)配套器材不能采用R鐵芯生產(chǎn)的設(shè)備。,53,480軌道電路疊加8、18信息移頻電碼化原理圖,54,非電氣化

20、25Hz相敏軌道電路疊加8、18信息移頻電碼化原理圖,55,電氣化區(qū)段25 Hz相敏軌道電路疊加8、18信息移頻電碼化原理圖,56,二線制25 Hz疊加ZPW-2000（UM）系列電碼化原理,57,四線制25 Hz疊加ZPW-2000（UM）系列電碼化原理,58,第五節(jié) 閉環(huán)電碼化系統(tǒng),一、系統(tǒng)簡介 二、系統(tǒng)設(shè)計原則 三、閉環(huán)電碼化原理 四、閉環(huán)電碼化控制電路 五、閉環(huán)電碼化主要設(shè)備 六、閉環(huán)電碼化主要類型 七、開通與維護,接上節(jié), 既有車站電碼化存在的問題 由于歷史的原因，我國鐵路站內(nèi)采用的軌道電路與區(qū)間自動閉塞所采用軌道電路完全不同。站內(nèi)軌道電路往往僅具備占用檢查的功能，而不具備向車載設(shè)備

21、傳遞信息的功能。為保證車載設(shè)備在站內(nèi)的正常工作，采取了在站內(nèi)軌道電路的基礎(chǔ)上，疊加機車信號信息的技術(shù)，即車站電碼化技術(shù)。,一、系統(tǒng)簡介, “兩層皮”問題。由于是在既有軌道電路上進行的疊加處理，再加上以往的機車信號僅僅是輔助安全設(shè)備，車站電碼化采取的是占用發(fā)碼技術(shù)，僅能對發(fā)送設(shè)備進行了檢查，與聯(lián)鎖電路形成了“兩層皮”。造成了機車信號信息是否發(fā)到相應(yīng)軌道電路上，不能閉環(huán)檢查。 維護調(diào)整困難。由于是占用檢查，平時處于無碼狀態(tài)，維護部門很難進行入口電流的測試、維護和調(diào)整，很難保證機車信號正常工作。 存在鄰線干擾問題?，F(xiàn)有電碼化同方向進路只能作到同一載頻組布置，使得相鄰股道的載頻不能隔開，再加上電纜使用沒有達到區(qū)間的要求，使得鄰線干擾問題在站內(nèi)尤為突出。對于這一問題，上下行開關(guān)也難以徹底解決。, 解決對策 第六次提速、200km/h動車組ATP的引進以及CTCS的實施，要求我們必須堅持車載、地面是一個完整系統(tǒng)，通過地面、車載兩方面共同解決上述問題。 在鐵道部的組織下，路內(nèi)外信號專家經(jīng)過反復(fù)研究與論證，提出了如下解決方案： 通過閉環(huán)電碼化解決“兩層皮”問題； 通過地面設(shè)置“鎖頻碼”、車載設(shè)備采取選頻鎖頻技術(shù)措施，解決站內(nèi)股道鄰線干擾和司機上下行操作問題； 對于ATP區(qū)段通過加設(shè)應(yīng)答器解決咽喉區(qū)軌道電路無碼問題。, 閉環(huán)電碼化方案研究 為解