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1、装订线 引言机车上安装的机车信号、列车无线调度电话、列车运行监控记录装置简称“三项设备”，相当于机车的眼睛、耳朵和大脑。机车信号就是机车的眼睛。它的作用是自动反映前方地面信号，指示司机运行，保障行车安全。机车装有感应器线圈，地面设有轨道电路，当机车靠近地面的信号机时，感应器线圈接收到地面信号，再通过机车上的译码器、滤波器、放大器等设备的处理，就把前方的信号准确地接收到了机车上。其实信号的传递方式有好多种，如：电气接触式、光电式、红外线式、电磁感应式等，我国目前基本上都采用电磁感应式。为了适应更高科技的要求，我国近年来机车信号技术发展主要集中在微机通用式机车信号方面。机车有了这个特殊的眼睛，我们
2、就再也不怕在雨雾天气和弯路地带行车啦! 机车三项设备的应用使机车乘务员可以眼观六路耳听八方，极大程度的保证了行车安全。而三项设备的功能也日趋完善，向着高科技、高精度发展，以适应更高的要求，从而更好地服务于铁路，保障机车运行安全。为了更好的提高铁路运输效率,保障行车安全,实现自动停车，自动报警，机车信号逐渐向主体化方向发展。无线机车信号系统则是利用无线信道在车地间传输大量的双向信息,通过列车控制中心实现区域范围内列车的统一调度,从而大大提高行车效率,并且具有更高的可靠性和安全性。世界上很多国家在这方面已经做出了探索,我国的先进列控系统发展较晚,但近几年通过不断的探索也取得了一定的成果。论文阐述了
3、无线机车信号系统原理与结构,并分析了其他相关列控子系统的功能,从中得到列控子系统的一般模型。根据无线机车信号系统的结构需要,分析了系统的安全需求及性能指标,使之符合“安全性完善度等级(SIL)”的要求。 论文首先根据无线机车信号系统的基本原理,对系统的各部分结构进行了设计,其中主要包括地面控制系统,车载主机系统和无线通信系统,另外还介绍了相关一些相关维修检测设备的使用方法。地面控制设备采用二乘二取二结构设计,车载主机采用双机热备系统,并研究了主用单元与备用单元的切换过程实现。 在可靠性结构设计的基础上,从而表明了无线机车信号系统的高可靠性与安全性适用于多种场合,大大提高行车效率,保障行车安全。
4、 车载信号的装配从一定程度上决定了机车的安全，效率，因此安装到使用流程中占着很重的分量。车载信号也正朝着高性能、高精度、高速度、高柔性化和模块化方向发展。高性能：随着数控系统集成度的增强，数控机床也实现多台集中控制，甚至远距离遥控。高精度：数控机床本身的精度和加工件的精度越来越高，而精度的保持性要好。高速度：数控机床各轴运行的速度将大大加快。高柔性：数控机床的柔性化将向自动化程度更高的方向发展，将管理、物流及各相应辅机集成柔性制造系统。模块化：数控机床要缩短周期和降低成本，就必然向模块化方向发展，这既有利于制造商又有利于客户。 我国近几年随着铁路技术的发展，虽然我国铁路技术起步晚，但通过我国专
5、家学者的不断努力，铁路新技术已经走在了国际先进水平前面。我们只有紧跟先进技术进步的大方向，并不断创新，才能走在先进水平。目录第一章 机车信号的阐述和组成及工作原理51.1 机车信号的描述51.2 机车信号的用途和适用范围51.3 系统组成61.4 系统工作原理6第二章 机车信号主要技术条件82.1 总体要求82.2 主要技术参数82.3 机车信号显示关系92.4 机车信号接收灵敏度132.5 机车信号接收信息应变时间14第三章主体化机车信号设备原理153.1 主体化机车信号主机153.2 机车信号记录器183.3 机车信号接线盒233.4 机车信号双路接收线圈253.5 机车信号显示器25第四
6、章 机车信号设备结构274.1 主体化机车信号主机274.2 机车信号系统连接示意图304.3 信号主机接线盒304.4 机车信号感应器314.5 机车信号显示灯机构32第五章机车信号布线及调试335.1 机车布线335.2 机车信号检查测试33第六章 设备的维护与常见故障处理376.1 常见故障分析376.2 维护41第一章 机车信号的阐述和组成及工作原理1.1 机车信号的描述随着铁路跨越式飞速发展和铁路装备的现代化技术的日益成熟，主体机车信号设备技术研制经不断改进和完善；该技术以通过铁道部科技成果鉴定。该系统设备采用“二取二”的容错安全结构，32位浮点DSP数字信号处理器，频域、时域相结合
7、的分析方式，双线圈感应器接收，以及一体化的大容量机车信号记录器等。这些完善的技术设计，安全性的软硬件结构，为机车信号主体化提供了基础保障。 本文介绍的主体机车信号系统是列车运行安全保证的重要设备，而且有效的提高了司机工作效率，保证了行车安全。机车信号设备是采用高速数字信号处理技术、双套冗余设计的新一代机车信号设备，机车信号设备的主要性能指标符合技术条件，抗干扰性能达到标准，硬件设备符合信号故障倒向安全的原则。1.2 机车信号的用途和适用范围1.2.1 机车信号的主要用途及特点接收轨道电码化信息，然后进行译码点灯，同时将译码信息送给监控，以便监控做出相应的控制。机车信号设备采用双机主从热备冗余方
8、式，系统主机由A、B两组完全独立的控制单元组成。机车信号设备具有大容量记录功能。通过专用转储设备将所记录数据转送到地面微机，由地面分析系统进行数据分析、图形再现。机车信号设备设有上下行开关，设备自身可对上下行信号自动识别，因此不必关心其位置。1.2.2 机车信号的适用范围机车信号设备适用于各种闭塞制式的要求，也适用于铁路电化和非电化区段。满足接收通用性的要求。该设备可以接收以下各种制式的信号：移频18信息（含移频4信息）、ZPW-2000系列（含UM71）、50Hz（25Hz）交流计数、极频。使用专用机车感应器和LED八显示灯机构。可与LKJ-93型、2000型列车监控结合，并向其提供所需信息
9、。1.2.3 机车信号的工作环境机车信号的工作环境应保持周围空气温度在-25+55之间， 周围空气相对湿度不大于90%(温度为25时)；大气压力74.8kPa106kPa（相对海拔高度2500m以下），另外，设备应安装在能防止风、沙、雨、雪直接侵入的车体内。以上是机车工作的最佳环境。1.3 系统组成主体化机车信号车载设备由主体化机车信号主机、机车信号接线盒、机车信号感应器、机感接线盒、八显示灯机构、通信分线盒及电缆配线等部分组成。表1-1 主体化机车信号车载设备表1机车信号主机：1台2机车信号接线盒：1台3机车信号感应器：4支4机感接线盒：2个5八显示灯机构：2台6通信分线盒：1个1.4 系统
10、工作原理主体化机车信号车载设备，通过安装在机车第一轮对前面的接收线圈接收到轨面信息，送给机车信号主机，主机通过模数变换、数字信号处理一系列译码处理过程将译码结果，显示于安装在司机室的显示器上，指导司机行车，并可通过地面处理系统对机车信号运行过程中采集的有关动态信息进行读取分析。系统构成框图见图1-1所示图1-1 主体化机车信号车载设备系统构成框图第二章 机车信号主要技术条件2.1 总体要求主体机车信号系统是由地面设备和车载设备构成的系统，设备的研究、设计应按系统考虑。该系统应满足“故障-安全”原则。轨道电路和站内电码化是主体机车信号系统的地面设备，地面设备应保证提供正确的机车信号信息。主体机车
11、信号系统应解决邻线干扰问题，可通过相邻线路的轨道电路采用不同的信号载频，由车载设备锁定接收本线载频来防止邻线干扰；当与邻线载频相同或车载设备不能锁定某一载频时，轨道电路设计时应保证邻线干扰不会造成机车信号错误显示。站内应采用与区间同制式的轨道电路或实现闭环电码化。机车信号车载设备应具有数据记录的功能，便于设备运用、维护、故障分析。主体机车信号车载设备应具有与列车运行监控记录装置的通信接口。主体机车信号车载设备应兼容通用机车信号设备功能，主体机车信号的显示与非主体机车信号的显示应有明显区别。在轨道回流为1000A、不平衡系数10%的电气化区段，主体机车信号车载设备应能正确译码。对于特殊区段，抗电
12、气化干扰的能力应根据实际要求确定。机车信号应保证行车安全，提高运输效率，改善司机劳动条件，可靠安全性是至关重要的指标之一，是衡量该系统是否具有生命力的关键要素，不仅要求少发生故障，而且要求符合信号故障导向安全的原则，确保行车安全。机车信号设备应能满足各种机车的安装需要。机车信号设备应该能与地面信号系统相结合，形成统一而有效的运行过程。机车信号设备具有大容量的记录功能，通过专用转储设备将记录数据转送到地面微机进行数据分析和图形再现。2.2 主要技术参数机车信号工作输入电压范围应在DC77137V之间，功耗小于33W。机车信号工作输出电压要求如下；(a)、点灯电压输出DC452V/200mA。(b
13、)、速度等级信号输出DC452V/40mA。机车信号CPU系统采用32位DSP，记录数据容量为128MB，记录密度为8KB/S，数据转储接口是USB1.1，转储速度为6MB/S。在主机双套热备的条件下，当其中一套主板故障时，系统自动转换到另一套主板工作的时间应不大于0.5S；当其中一套执行板故障时，系统自动转换到另一套执行板工作的时间应不大于1S。2.3 机车信号显示关系（1） 机车信号在移频自动闭塞18信息、4信息载频频率为：上行线650Hz及850Hz；下行线550Hz及750Hz；频偏55Hz；载频漂移4Hz；低频频率变化范围0.12Hz。表2-1 上、下边频频率载频频率Hz下边频频率H
14、z上边频频率Hz550495605650595705750695805850795905（2） 移频18信息表2-2 移频4信息信号显示绿灯（L）黄灯（U）双黄灯（U/U）红黄灯（H/U）低频频率11Hz15Hz20Hz26Hz表2-3 移频18信息序 号12345678910低频频率（Hz）7.08.08.599.51112.513.51516.5信号显示LLULLLULUUU2SD输出101110110001010001010001序号1112131415161718低频频率（Hz）17.518.52021.522.523.524.526无码无码信号显示U2SUUUUSUUHUHUHUHBSD输出101001101010110010001100001 (3) 频UM71及ZPW-2000载频频率要求为：上行线2000
