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1、1,第三节 机车信号系统,一、机车信号系统概述 铁路地面信号是指挥行车和保证列车运行安全的工具，其显示必须正确可靠，并且容易被司机辨认。但由于地形和气候条件的影响，司机往往不能在规定的距离上及时了望到前方信号机的信号显示，因而有产生冒进信号的危险。,2,第三节 机车信号系统,特别是在运量大、列车的速度和载重量大的区段，列车必须在离信号机较大的距离开始制动才行，否则列车冒进信号的可能性很大。为了防止这种危险的情况发生，采用了机车信号设备。,3,4,5,6,第三节 机车信号系统,这种设备可以预先通知司机所接近的地面信号显示情况，这样司机就能够在任何条件下从容地驾驶列车和及时地采取制动措施，提高列车
2、运行的效率和安全程度。但是，机车信号无法防止由于司机失去警惕而发生危及列车运行安全，于是就研制了列车运行自动控制。,7,第三节 机车信号系统,列车运行自动控制在最初阶段是列车自动停车ATS（Automatic Train Stop），其功能是当地面信号的“禁止命令”未被司机接受就强迫列车自动停车。在列车速度和密度不断提高的情况下，为了运行安全和提高效率，进一步研制了列车运行速度监督和控制。,8,9,第三节 机车信号系统,这种设备当列车速度超过规定速度时，进行监督报警，让司机减速或由列车自动地把速度降到规定的速度以下，从而既能保证行车安全，又能提高列车运行效率。,10,第三节 机车信号系统,根据
3、世界各国对机车信号的发展来看，当前的机车信号系统不能单纯地包括车内信号或带自动停车设备，而是向列车速度控制方向发展的一整套列车自动控制系统。,11,第三节 机车信号系统,机车信号控制系统在目前可以看作是一种单方向的远程控制设备，只能从地面向机车传递控制命令，而不能相反方向传递信息。机车信号控制系统和其它远程控制系统一样，可以划分成如图333所示系统框图的几个部分。,12,13,第三节 机车信号系统,图333 机车信号系统框图,14,第三节 机车信号系统,地面发送设备和通道：主要功能是将线路情况或地面信号显示变换为可能进行传递的电信号，然后由通道向机车上发送信息。,15,第三节 机车信号系统,信
4、息接收：它是机车信号控制系统中的重要部分，直接接收地面的信息，因此要求具有稳定、准确、可靠的性能。,16,第三节 机车信号系统,信息鉴别：既能鉴别出是干扰还是信息，又要鉴别出信息的特征。,17,第三节 机车信号系统,信息译解：根据鉴别出来的信息特征，按照设计的规定直接译解成机车信号显示或者速度指示。,18,第三节 机车信号系统,列车制动系统：它是控制列车运行的执行部分，通过它可以控制警笛报警，司机要采取措施，不然使机车进行紧急制动。 机车电源：它是采用机车发电机和机车蓄电池浮充供给的直流50V电源。,19,第三节 机车信号系统,机车信号系统中最主要的问题是如何实现从地面向机车传递信息的问题，可
5、以说它是决定稳定性和可靠性的关键部分。 从地面向机车上传递信息的方式有两种：一种是点式，另一种是连续式。,20,第三节 机车信号系统,点式机车信号系统是指在线路上的某些固定点设置地面设备向机车上传递信息的系统，其特点是设备简单、造价低、施工快、地面设备不消耗电能。,21,第三节 机车信号系统,连续式机车信号系统是指在某段线路上不间断地向机车传递信息，它又可分为连续式和接近连续式两种。连续式是在自动闭塞运行的区段内连续地向机车上传递信息，而接近连续式只是在非自动闭塞区段接近车站的接近区段内设置连续式机车信号设备。,22,第三节 机车信号系统,二、机车信号的显示方式及报警方式 （一） 连续式机车信
6、号的显示方式 机车信号的显示，主要是反映地面信号显示，它可分为以下三种方式：,23,第三节 机车信号系统,1重复式 机车色灯信号机重复着所通过的地面信号机的显示，如图334（a）所示； 2预告式 机车色灯信号机的显示是预告前方地面色灯信号机的显示，如图334（b）所示；,24,第三节 机车信号系统,3预告重复式 是上述两种方式的结合，如图334（d）所示。,25,第三节 机车信号系统,图334 机车信号显示方式,26,第三节 机车信号系统,（二） 点式机车信号的显示方式 点式机车信号由于不需要装设轨道电路和地面的电源设备，所以能够在半自动闭塞区段上采用。 因为点式机车信号只在线路上的固定地点才
7、能接收信息，所以只能在短时间内反映前方地面信号的显示。,27,第三节 机车信号系统,为了在机车色灯信号机上显示信号后司机能够来得及制动和使列车停在关闭的信号机前方，机车色灯信号应在距地面信号机制动距离以上的地点显示信号。我国定为在距地面信号机1200m和400m处的两个地点显示信号，如图336所示。,28,第三节 机车信号系统,图336 点式机车信号的显示,29,第三节 机车信号系统,三、双频点式机车信号 （一） 点式机车信号信息传递原理 机车信号和列车控制系统中，如何将地面信息正确、可靠地传递到运行中的列车上去，是决定系统工作的重要技术关键。,30,第三节 机车信号系统,对传递信息的地面设备
8、一般要求采用无源的传感器。为了解决信息传递，可以采用接触式、光电式、电磁式等多种方法。但实践证明，利用电磁感应原理来传递信息是一种较好的方法，我国目前都采用电磁式来传递信息。,31,第三节 机车信号系统,点式机车信号的电磁式传递是采用交流感应谐振传递信息的方法。这种方法是利用地面设置的无源谐振回路与机车上的有源谐振回路之间的互感作用来实现信息的传递。,32,第三节 机车信号系统,图337 感应谐振式传递信息原理,33,第三节 机车信号系统,（二） 双频点式机车信号制式的确定 点式机车信号大多采用在进站信号机前方，列车通过地面感应点时，应把进站信号机的显示情况及时传递到机车上去。,34,第三节
9、机车信号系统,前面介绍的传递原理中只能传递一种信息，可在此基础上，扩展为传递两种频率信号。利用两种频率的组合就能够组成三种有用信息。因为采用两种频率的传递所以称为双频点式机车信号。,35,第三节 机车信号系统,图338 信息传递 单频感应器，传递f1或f2二种单频； 双频感应器，传递f1或f2或f1f2三种单频；,36,第三节 机车信号系统,图338是双频点式机车信号的信息传递示意图。机车只有在0.33s的时间内，通过两个感应点，当连续两次接收符合规定的频率的顺序组合时，才给出机车信号正常显示灯光。如果只接收一次感应作用，则在机车信号上显示较限制信号显示。,37,第三节 机车信号系统,（三）
10、双频点式机车信号主要设备及工作原理 1主要设备 全套设备分成机车设备和地面设备二大部分。,38,第三节 机车信号系统,（1） 机车设备 机车感应器：它是具有一个铁心的电感线圈，是接收和传递信息的传感元件。它安装在机车或煤水厢（蒸汽机车）的一侧安装架上，悬挂高度距线路感应150mm。,39,第三节 机车信号系统, 电子继电器：它由振荡器和脉冲继电器等元件构成。其作用是把接收的频率信息变成脉冲继电器的开关量，送入译码器进行译码。,40,第三节 机车信号系统, 译码器：它由九个继电器组成。其作用是译出在0.33s时间内脉冲继电器开关量的变化，并控制机车色灯信号机的信号显示和自动停车电空阀的动作。,4
11、1,第三节 机车信号系统, 其它设备：有机车色灯信号和机车电源等。,42,第三节 机车信号系统,（2） 线路设备 地面感应器：它是一个无源的铁心线圈，也是向机车上传递信息的传感元件，装在轨条外侧的枕木上，其高度与轨面保持水平。,43,44,第三节 机车信号系统, 线路继电器XLJ：它的动作受地面进站信号机控制。利用XLJ的接点，可以编制出各种地面信号显示的信息，向机车上发送。,45,第三节 机车信号系统, 调谐盒：把地面上的阻流圈及电容器装在一个盒内。因为它配合线圈谐振于不同的频率，所以称它为调谐盒。调谐盒分单频和双频，分别与地面单、双频感应器相配合，构成单频感应点和双频感应点。,46,第三节
12、 机车信号系统,2信息编制 地面信息的编制是利用线路继电器的接点使地面两感应点分别谐振在规定的不同频率组合。,47,第三节 机车信号系统,线路继电器是与进站信号机发生联系，这样就可以根据进站信号机的不同显示，给出不同频率回路的组合，向机车上传递四个信息，如表3-8。,48,第三节 机车信号系统,四、变频感应式机车报警系统 变频感应机车报警系统是按照日本国铁广泛运用ATSS型车内报警装置的原理，结合本国实际情况，采用国产的元器件，进行了长时间的试制、试用，经多次修改，反复实践后研制成功的。,49,第三节 机车信号系统,五、交流计数电码机车信号 连续式机车信号主要是在自动闭塞区段或接近连续式区段应
13、用。在该区段内运行的机车利用机车接收线圈（感应器）把前方地面通过钢轨发送的信息传递到机车上，经信息译解后控制机车信号机显示的设备称为连续式机车信号。,50,第三节 机车信号系统,（一） 概述 交流计数电码机车信号简称61型机车信号，是和地面的交流计数电码自动闭塞配套使用的。,51,第三节 机车信号系统,交流计数电码自动闭塞有非电化区段的50Hz和电化区段的75Hz、25Hz之分，机车信号也相应有电化和非电化之分，但原理基本上都相同。,52,第三节 机车信号系统,61型连续式机车信号的整套装置包括：两个接收线圈（电力机车和双向运行的机车有四个）、共用箱、放大器、译码器、机车信号机构等。连续式机车
14、信号原理如图339所示。,53,第三节 机车信号系统,图3-39 连续式机车信号原理图,54,第三节 机车信号系统,由图可见，接收线圈（感应器）将所感应到的微弱信号经检波后变为直流脉冲，使脉冲继电器随信息脉冲而动作。脉冲继电器控制译码器动作，译码器则根据其内部继电器的动作译出信息，使机车信号复示地面信号机的显示，并启动自动停车设备。,55,第三节 机车信号系统,交流计数电码机车信号的信号显示采用预告五显示，即L、U、HU、H或B。信息与机车信号显示的关系如图340所示。,56,第三节 机车信号系统,图340 信息与机车信号显示的关系,57,第三节 机车信号系统,六、移频机车信号 移频机车信号是
15、与地面移频自动闭塞制式配套使用的，因此它也属于连续式机车信号的一种。由于移频自动闭塞制式能适用于单线和复线铁路区段，移频机车信号同样也应适用于单线和复线区段。,58,第三节 机车信号系统,移频机车信号接收的信息与信号显示的关系如下： 移频机车信号在机车出库开机且没有接收信息时，机车信号显示白灯，这与交流计数电码机车信号在开机时显示红灯不同。,59,第三节 机车信号系统,机车接收11Hz信息时，机车信号显示绿灯；接收15Hz时，显示黄灯；接收20Hz时，显示双黄，接收26Hz时，显示红黄灯光，表示前方地面信号显示红灯；机车进入无信息区时，机车信号显示红灯或白灯的原则与交流计数电码机车信号相同。,
16、60,第三节 机车信号系统,移频自动闭塞区间地面和机车信号显示的关系如图342所示。从显示关系可见，移频机车信号显示不仅反映了区间地面信号机的显示，而且还反映了车站进站信号显示，所以需要增加频率为20Hz的信息作为机车信号双黄显示。,61,第三节 机车信号系统,图342 地面信号和机车信号显示关系,62,第三节 机车信号系统,（二） 移频机车信号设备 移频机车信号包括感应器、感应器盒、机车色灯信号机、电源盒、电子总箱等五个部分，另外，还需增加一台发电机，如图343所示。,63,第三节 机车信号系统,图343 移频机车信号设备方框图,64,第三节 机车信号系统,1感应器：采用由矽钢片组成带开口磁路的铁心，装于机车导轮前方排障器端梁上，左右各一个。感应器线圈底部距轨面高度为150mm，感应器中心偏在轨道内侧，其中心距钢轨中心为655mm。,65,第三节 机车信号系统,2感应器盒：装于感应器安装架上，内设接线端子，作为两个感应器串联连接用
