计轴设备铁路、城轨ppt课件.ppt

,计轴技术讲座,介绍内容一、计轴设备发展简介二、计轴应用的名词术语三、计轴设备基本构成四、计轴设备原理五、国内主要应用情况六、存在问题及解决方案七、主要计轴厂家设备介绍,一、计轴设备发展简介,国外： 计轴设备的运用开始于上世纪初，1913年瑞士铁路在钢枕区段首先采用。30至40年代在欧洲特别是德国、瑞士铁路推广使用。到目前为止，使用计轴设备的国家有：德国、丹麦、芬兰、比利时、英国、荷兰、挪威、西班牙、瑞士、葡萄牙、印度、印度尼西亚、土耳其、波兰、俄罗斯、南非、澳大利亚、奥地利、保加利亚、墨西哥等等。国外产品主要集中在阿尔卡特、西门子为代表。,计轴设备发展简介,国内： 国产计轴设备的研究开始于上世纪50年代，从分立元件、到集成电路、微处理器，历经几代，水平明显提高。但由于对高可靠性、安全性的要求，真正上道使用却是近几年的事。国内产品主要厂家是：成都铁路通信厂；齐齐哈尔科研所（哈尔滨科研所）；黑龙江瑞星公司；河南辉煌公司基本上是以阿尔卡特公司设备原理为基础，仿制、改进、研发。,计轴设备发展简介,国内的应用： 计轴设备的应用铁路局主要有：成都、柳州、广州、兰州、南昌、西安等铁路局。涉及的主要线路有：武广线、成渝线、冷桂线、宝成线等，另外还有几千公里的单线区段。主要的应用范围有以下几个方面：1、站内（针对个别区段的分路不良）2、半自动区间（作为检查设备、CTC结合）3、自动闭塞区段（主要针对低阻道床，以进口设备为主）在了解计轴有关内容之前，下面首先介绍轨道电路功能。,轨道电路原理简介,I,I,I,I,轨道电路优点：1、能够连续检查轨道区段的空闲、占用状态；2、能够实现断轨检查；3、能够完成机车信号传输；4、抗外界干扰强；5、便于维护；6、价格适当。,轨道电路存在不足：1、受道床影响，变化是动态的；（一次调整时受晴雨天、道床干燥、潮湿表现明显）2、传输长度有限制；（一般闭塞分区长度1.5公里左右）,I,轨道电路存在的问题：红光带产生原因：由于道床漏泄过大，电阻太低。多发生在隧道、阴雨潮湿季节、金属矿石粉末遗撒。,I,轨道电路存在的问题：白光带（分路不良）产生原因：由于轨面生锈等原因，造成车轮不能可靠分路。如：车站侧线长时间不走车、沿海、风沙、粉尘严重地区。,二、计轴设备在应用中的名词术语1、计轴轨道检查装置 通过计入、计出轴数的算术运算，输出控制条件，实现对轨道区段空闲、占用检查的安全装置。 2、计轴轨道区段 采用计轴轨道检查装置检查空闲的轨道区段。,术语定义3、空闲 计轴轨道区段在计入轴数和计出轴数相等时的状态。 4、占用 计轴轨道区段在计入轴数和计出轴数不等时的状态。,术语定义5、负轴 计轴轨道区段在无计入轴数而有计出轴数或计出轴数多于计入轴数时的状态。 6、大区段 包含多个闭塞分区的区段。,术语定义7、复零 对计轴轨道区段从占用状态改为空闲状态的操作。复零分为预复零和立即复零。 8、预付零 按压计轴轨道区段的预复零按钮后，该区段保持占用状态，只有在经该区段运行一列车，当计轴轨道检查装置确认计入和计出轴数相等后，该区段才可恢复为空闲状态。,术语定义9、立即复零 同时按压计轴立即复零按钮和呈占用状态计轴轨道区段的予复零按钮后，该区段立即呈空闲状态。,在操控台或显示器需要设置的按钮、表示1) 计轴轨道区段空闲或占用表示；2) 计轴使用/停用按钮；3) 计轴使用/停用表示；4) 计轴轨道区段预复零按钮；5) 计轴轨道区段预复零表示； 6) 大区段空闲或占用表示。,三、计轴设备的基本构成 磁头 室外电子盒 室内主机,室外钢轨上安装两个磁头，其作用：1、有效计轴，检查空闲、占用状态；2、鉴别列车运行方向。,枕木,钢轨,发送磁头,接收磁头,磁头电缆,防护套管,托架,磁头部分名称,轨道磁头,完整的磁头电缆,黄帽子,安装基座,电子盒,支座,安装基座,室外电子单元,由金属支架固定在轨边基础上，盒内有一插笼，内插四种共6块欧洲标准尺寸(100 x 160 mm)的印制板单元板，它们分别是：S/EA1、S/EA2-发送/接收板；ZPR1、ZPR2-CPU板；MOD-调制解调器板；SV-电源板。,室外电子单元,1BlisCA防雷2BlisCA防雷S/EA 1发送/接收器 4S/EA 2发送/接收器 ZpR 1CPU 16ZpR 2CPU 2 Mod调制解调器8SV电源板 9TP 115接线端 1 1510TP 1630接线端 16 3011BgtEAK30CA子机架,电子单元前示图,磁头的结构每套磁头包括两个发送磁头(TX)和两个接收磁头(RX)，发送磁头安装在轨道外侧，而接收磁头安装在轨道内侧，并与相应的发送磁头一一对应，发送磁头由塑料外壳保护，并有铝制底座与之相连，内部为绕制在铁芯上的线圈,四、计轴设备工作原理磁头电气原理两组发送线圈中，电流的频率各不相同(约为30KHz和29KHz)它们产生的交变磁场使接收线圈产生感应电压。只要把发送/接收线圈调整在适当的位置，当有车轮轮缘压在钢轨上时，接收线圈产生的感应电压的相位将反转180度，EAK可根据其相位变化检测到一个轴。以下画图说明：,如果车轮距离磁头中心超过200mm，发送线圈产生的交变磁场穿过接收线圈，其磁力线与接收线圈的垂直线成一个角度，导致接收线圈中产生与发送线圈的电压相位相同的感应交流电压。,没有车轮时,磁头电气原理,当车轮轮缘到达距磁头中心线约200mm的位置时，发送线圈产生的磁力线垂直穿过接收线圈，这样，接收线圈的感应电压变为零。,车轮距磁头200mm时,磁头电气原理,当车轮的位置处于磁头正上方时，发送线圈产生的磁力线穿过接收线圈，但磁力线与接收线圈的垂直线的角度变为-，那么，接收线圈中产生的感应交流电压较发送线圈的电压相位反转了180度。,车轮到达磁头上方,磁头电气原理,计轴设备的工作原理：车轮作用的磁场变化图,f = 29 and 30 kHz,利用相位和振幅检测轮轴,计轴设备的原理：轴脉冲的形成,当车轮经过磁头，接受磁头的信号如左图绿线所示，经过磁头板后，磁头板输出的波形如左图红线所示,磁头-监测轮轴电子单元-给发送磁头Tx供电-对来自接收磁头Rx的轴脉冲计数-监视磁头工作状态-进行自诊断-对数据进行调制和解调-来自磁头的模拟轮轴脉冲信号首先在发送/接收板中转换为数字信号，然后在CPU板中进行进一步的计数处理。在经过调制解调器板的调制后，CPU板的计数结果以串行报文的方式发出。,室外设备完成的主要工作,机架式,机柜式,ACE轮询室外EAK并取得数据处理从EAK发回的数据占用信息最多16个区间输出信息区间占用信息 = 轨道继电器向微机联锁提供信息 =微机联锁诊断信息 = 诊断机预复零和直接复零自检,室内设备ACE主要完成的工作,室内计轴主机ACE的系统结构,双机系统的每台计算机由以下部件构成： 1）CPU(INTEL 8088处理器) 2）EPROM(2X64 KBYTE) 3）RAM(16 KBYTE) 4）UART（4个串行数据接口） 5）I/O锁存、扩展数据总线，用来连接输入、输出板正如ACE中计算机的构成图所示，这些板通过TTL计算机总线连结起来，计算机总线包括8条数据线、16条地址线和一些控制线；输入和输出数据在并行接口处通过扩展COMS数据总线（即扩展I/O总线）完成，扩展总线包括8条数据线、16条地址线和控制线。,ACE的监督环,由于CPU的输出属于非安全电路，如GFX.1或GFX.2可能粘接点，轨道继电器可能错误吸起（当然不考虑对GF输出同时故障的情况），为此利用每对复示继电器的接点状态回送到CPU内加以检查，一旦发现一对复示继电器的接点不一致，就切断所有轨道继电器的电源，如果一对复示继电器本应吸起，由于断线等原因，其中之一落下，其结果也会使所有轨道继电器落下。,ACE的监督环,ACE的输出信息,I/O有8块并行输出板，每板包括8个输出继电器。同时安全型继电器作为复示，并且复示继电器的接点还要输回到CPU中，以便检查输出是否正确。,复零及需要注意的问题1,对于计轴区段有两种复位方式：1、预复位方式，即通过车站值班员按下相应的复位按钮，预复位需要走一趟车, 正确计轴后才能复零，轨道继电器才能吸起；2、直接复位，这需要按下立即复位按钮和某一区段的预复位按钮。,复零及需要注意的问题2,当轴数小于1或等于l时，可以进行预复位。对于大区间检查方式，当大区间空闲（计轴为零），而某区段轴数为l时，经特殊继电电路设计，可通过按压预复位按钮，不需要走一趟车就能复位。当EAK故障、通信受干扰或计轴数为负时，ACE均判为干扰状态，干扰状态可用两种方式复位，但不能轻易使用直接复位。由于工务单轨车等原因，造成区段轴数大于1时，不能复零，必须人为制造一个干扰，如把EAK电源切断一下，ACE判为干扰状态后，才有可能复位，当然首先考虑用预复位。预复位按钮按压的时间不许超过5秒钟，也不允许连续按压两次（偶数次不允许，奇数次可以），否则只能使区段进入干扰状态，而不能使轨道继电器吸起。,计轴设备指标,电源: 室外EAK: 直流电源板110 VDC 允许范围: 60 V 150 V交流电源板220 VAC 允许范围: 160 V 260V 室内 ACE: 直流电源板60 VDC 允许范围: 43 V 72 V 交流电源板220 VAC 允许范围: 187 V 253 V,功耗: 室外EAK：7 W 室内ACE：70 W 速度： 列车速度最高可达 380 公里/小时,温度范围: -45C . +80 C (EAK30H) -25 C +55C (ACE),综上所述计轴设备的功能：通过计算区段的计入与计出轴数的算术和来反映该区段的占用与空闲。前提条件强调：顺序进入、顺序出清！,计轴设备的优点,通过以上介绍计轴设备的原理，总结计轴设备的优点：1、与轨道道床条件无关、与钢轨表面清洁度无关；2、不须在钢轨上加装绝缘节，不受轨距秆绝缘节破损影响，安装简单方便。3、与检查区段的长短无关；4、结合电路简单。5、不受电气化干扰，适用于电化、非电化区段。,五、国内主要应用情况,1、站内：解决分路不良；2、区间： 半自动闭塞-自动站间闭塞； 自动闭塞：单线自动闭塞 复线自动闭塞：计轴加单轨条 计轴加机车信号 计轴加轨道电路 计轴加环线,（一）站内应用,针对解决站内轨道电路分路不良问题2007年3月2日铁道部运输局发布运基信号200799号关于印发站内计轴轨道电路技术标准（暂行）的通知,站内计轴轨道电路技术标准（暂行）,前言 采用计轴设备检测轨道区段的空闲与占用，可代替站内轨道电路，并解决站内轨道电路分路不良。,站内计轴轨道电路技术标准（暂行）,系统技术要求1、站内计轴轨道电路应符合故障-安全原则。2、站内轨道区段空闲、占用检查由计轴设备完成，应满足站内联锁技术条件。3、采用计轴设备检查轨道区段时，办理进路和闭塞的操作方式不变。4、 系统响应时间应满足站内联锁的需求。5、 用于轨道空闲、占用检查时，应适用于站内各类型轨道区段的要求。,站内计轴轨道电路技术标准（暂行）,结合电路1、采用计轴轨道继电器条件与既有轨道继电器条件串接方式，实现轨道区段的空闲与占用检查。2、 每一计轴轨道区段设置1个计轴复零按钮及计数器。计轴复零操作要求：使用复零按钮操作，应制定相应的管理办法。,（二）自动站间闭塞,特点：1、利用计轴设备完成区间空闲检查； 2、发车站办理发车进路，闭塞自动生成； 3、列车到达接车站闭塞自动解除。,Zp30CA设备组成,车站信号室,车站信号室,区间,线路,XB,XB,10芯,10芯,12芯,12芯,站间通道,TB/T 2668-2004 铁路信号自动站间闭塞技术条件（2004年1月30日发布实施）,自动站间闭塞的定义：与集中联锁设备结合使用，采用轨道检查装置自动检查区间空闲，随着办理发车进路自动构成站间闭塞，列车凭出站信号显示进入发车进路后，出站信号机自动关闭，待列车出清区间后自动解除闭塞的行车闭塞方式。计轴自动站间闭塞 采用计轴轨道检查装置检查区间空闲的自动站间闭塞。,自动站间闭塞技术条件,基本要求中的状态表示：1、接车和发车状态；2、区间空闲和占用；3、区间轨道检查装置正常和故障；4、计轴自动站间闭塞应有计轴复零表示和计轴恢复使用音响。有条件的可增加计轴停用表示和轴数显示装置。,自动站间闭塞对系统与电路要求,当采用区间计轴轨道检查装置时，应连续对主机自身状态与执行环节状态是否一致进行监测。当出现不一致时，应呈现“区间占用”状态，并使对方站也呈现“区间占用”状态； 计轴自动站间闭塞系统应利用站内相关联锁条件和采取其它措施，实现区分正常行车和外界干扰的逻辑判断功能。,自动站间对计轴设备复零要求,1、因轴数不符，设备处于“区间占用”状态时，由双方车站值班员在共同确认区间轨道空闲后，破铅封双方需在13s内按压计轴复零按钮，“区间空闲”表示灯点亮，恢复使用； 2、计轴设备检修或停电后需复原时，应由双方车站值班员确认区间空闲后，共同办理，方能使设备复原。,中间加点式计轴自动站间闭塞 由于中间关站或两站间距离过长，影响运输效率，因此在两站中间点加装计轴设备和信号机，当列车越过中间点时，发车站即可再发追踪列车。（在济南局：荷日线64F结合；郑州局：大巴山方向电路结合）,单线中间加点式自动站间闭塞,特点：1、利用计轴设备完成区段空闲检查； 2、当前方列车越过中间点时，可以实现同方向列车追踪；,（三）自动闭塞单线计轴自动闭塞,特点：1、利用计轴设备完成区段空闲检查； 2、可以实现同方向列车追踪； 3、双轨条机车信号。,复线自动闭塞,计轴加单轨条自动闭塞1、计轴设备检查闭塞分区的空闲、占用；2、采用单根电缆和钢轨作为机车信号的传输回路。节约电缆干扰大,复线自动闭塞：计轴+双轨条,特点：1、适用于低阻道床区段（道床电阻0.3-0.5/km）；2、利用计轴设备完成闭塞分区的空闲、占用检查；3、利用双轨完成机车信号传输。,复线自动闭塞：计轴+环线,特点：1、完全脱离道床对轨道电路的影响;2、利用计轴设备完成区段空闲检查；3、利用环线完成机车信号传输。,交叉环线,交叉环线,计轴加环线自动闭塞1998年3月在广州局大要大瑶山隧道区首次研制应用，计轴加环线式自动闭塞，是在闭塞分区采用计轴设备，检查是否空闲或占用，并以交叉环线方式传输连续式机车信号。车站计轴设备与DMIS基层广域网相连，实现站间透明显示和远程用户诊断。是在铁路信号领域中的一种新的自动闭塞制式。1999年通过铁道部科技司审查。,计轴加环线自动闭塞对机车信号的处理方式主要体现在对环线的设置要求：1、每个闭塞分区相应设置计轴轨道检查装置；2、闭塞分区内一般设置二个环线，沿列车运行方向依次为小环、大环；3、小环长度为200-300m，大环长度一般不超过1200m；4、环线电缆采用交叉方式设置，每个环线的始端和终端，交叉长度为50m，中间部分均匀交叉长度不大于100m；5、环线电流不小于600mA，以保证机车信号可靠接收； 6、环线应每2m可靠固定；7、环线应有机车信号的发码、切码、断线和短路检测报警和表示。,计轴加环线自动闭塞对机车信号的处理方式体现在对环线的切码要求：由于采用环线后机车不能短路机车信号，需要设计切码电路，主要是防止后续追踪列车机车信号升级。目前使用计轴加环线的自动闭塞区段是：广州局：大瑶山张土区段、波连区段；兰州局：乌鞘岭特长隧道（20公里长）,计轴加轨道电路自动闭塞,2006年4月11日在京九线发生列车追尾事件后，铁道部要求我们提出解决红光带方案，经过比选决定采用计轴加轨道电路方式。在闭塞分区轨道电路进行分割，同时叠加计轴设备，包括分割点。,计轴加轨道电路使用范围,1、道床电阻在0.30.5.km时使用该方案；2、道床电阻在0.6.km以上时使用轨道电路分割方案；3、道床电阻小于0.3.km时使用其它方案。（环线） 根据要求，在大秦线两站一区间进行了试验段试验，通过试验验证提出了相关的技术标准。,自动闭塞中采用计轴加轨道电路方式,2006年11月28日铁道部运输局发布运基2006446号关于印发计轴加轨道电路解决自动闭塞“红光带”方案的指导意见的通知，通知中发布了如下文件：1、计轴加轨道电路应用技术要求（暂行）；2、计轴加轨道电路运用维护要求（暂行）；3、计轴加轨道电路结合电路举例设计；4、计轴加轨道电路运用维护要求（暂行）；5、计轴系统施工工艺要求；,计轴加轨道电路的原理：区间轨道区段空闲、占用检查由计轴设备完成，轨道电路只完成机车信号传输。其信息传递及灯光转移关系，满足自动闭塞和机车信号的主要技术条件。采用计轴加轨道电路应保证：1、自动闭塞的技术条件和标准不变。2、车站办理列车进路和闭塞的办法和手续不变。3、机车信号的显示方式和内容不变。,计轴加轨道电路,主要技术要求1、 道床电阻在0.30.5.km按计轴加轨道电路方式，且轨道电路按调整表0.5.km进行一次调整；2、在道碴电阻0.3.km时，轨道电路在满足机车信号技术指标情况下，其传输长度应达到750m。3、在轨道电路方式时，计轴设备应保持正常工作状态，但其输出条件不加入信号控制。4、采用计轴加轨道电路方式时，在分割区段相应增加计轴设备做列车占用检查。5、轨道电路继电器吸起接点应和计轴轨道继电器并联使用，轨道电路方式和计轴加轨道电路方式在经人工确认后应采用双切换方法进行相互转换。,计轴加轨道电路,主要技术要求6、从轨道电路方式转换到计轴加轨道电路方式时，首先经车站值班员确认区间无车时在轨道状态监控盘经拉出“运输确认切换按钮”，电务维护人员在信号机械室再拉出“电务确认切换按钮”后才能进行转换。反之按下按钮才能进行转换。两种按钮均应加装铅封和计数器。7、因外界干扰或其他原因造成计轴轨道区段呈占用状态时，为恢复其正常状态，一般采用预复零方式 ；有条件时也可采用立即复零方式。8、在运转室设置轨道状态监控盘，设置有关转换控制按钮、表示灯、计数器等，供车站值班员操控和监视。9、轨道电路继电器和计轴轨道继电器输出状态不一致时应予报警，并应纳入微机监测。,计轴+轨道电路的特点：,1、适用于低阻道床区段（道床电阻0.3-0.5/km）；2、计轴与轨道电路切换方式构成冗余,完成空闲、占用检查；3、轨道电路不能正常工作时，仅用于机车信号传输。当道床电阻大于0.6 /km，采用轨道电路方式，当道床电阻小于0.6 /km，推上计轴条件，轨道电路保证传输机车信号。,计轴自动闭塞应用中设备复零问题,闭塞分区呈占用状态需要复零时，应采用预复零方式；当大区段计轴检查空闲时，闭塞分区也可采用人工操作立即复零。 在国外计轴设备的复零使用条件相当苛刻，主要是安全第一。在我国对运输来说要效率，电务第一位考虑安全，安全和效率永远矛盾。,六、存在问题在国外计轴设备使用性能好，可用性高，具有装上它忘了它。但在中国铁路应用中计轴设备表现的不足如下：1、容易受外界干扰；（包括：人为、通道、电源、防雷等）2、点式检查设备；（发生断轨、中间搬车上、下道不知道）3、复原手续繁杂；（必须通过人工确认方式）4、对施工要求高，尤其是通信通道；5、造价高。,针对计轴设备的不足，在应用中使用了一些解决办法，例如：1、在自动站间闭塞时，对通信通道采取了30秒延时的处理；2、在自动站间闭塞时，为抗外界干扰，增加了引进联锁条件，判断正负一轴的处理方式；3、在自动闭塞中增加了大区间检查功能等。4、对使用的通道明确了指标要求，来提高施工质量。5、建立使用、维护管理办法等一系列措施，来保证提高计轴设备的可用性。,计轴设备介绍：1、阿尔卡特；2、西门子3、成都铁路通信厂4、黑龙江瑞星公司5、提芬巴赫,七、主要计轴厂家设备介绍西门子AzS（M）350U计轴系统,概述,AzS 350U型计轴设备是保证行车安全的设备，其功能为检查区段内有/无列车，并给出空闲/占用指示。西门子AzS (M) 350U型计轴设备成熟可靠，并能安全、稳定地工作，可以完全可靠地与联锁设备进行接口，符合故障-安全原则。该设备具备高安全性和高可靠性，并能保证连续不间断的工作 ，同时也获得了德国EBA的安全认证和中国铁道部的审查。,AzS(M)350U型计轴系统在所检查的区段设置相应计轴点，用以统计进入和离开区段的轴数，并对进入和离开区段的轴数进行比较，从而确认区段是否空闲，并控制相应的轨道继电器，实现自动检查区段的空闲与占用。,系统原理,系统组成,AzS（M）350U计轴系统由下列部分组成：室外设备：DEK43车轮检测设备和连接电缆（长度约5m可选10m）轨道箱（TCB）铸铝结构塑料结构室内设备：运算单元连接电缆连接轨道箱和运算单元,室内设备：运算单元,运算单元的组成：单列19标准组匣插入式电路板运算单元从输入的24VDC至60VDC产生所有需要的电压5VDC和12VDC：内部使用70VDC：计轴点使用,运算单元布置,数量缩写名称订货号1MF组件匣S25552-C605-U12VAU*处理监视板S25552-B600-U12STEU*控制诊断板S25552-B601-B12 或 4BLEA12*闭塞信息输入/输出板S25552-B603-D10 或 1SIRIUS2通用串行接口板S25395-B171-A30 5VESBA放大触发及带通滤波板S25552-B604-C11SVK2150电源板S25552-B651-C10 或 1DIGIDO数字复用板S25552-B699-U1,室外设备,DEK 43 双置车轮传感器由放置在一个盒内的两个电子传感器组成每个系统有一个发送器和一个接收器发送器位于钢轨外侧接收器位于钢轨内侧功能：当一个车轮通过双置传感器时，接收器的接收电压改变 由传感器接收电压的幅度改变和改变的时间顺序即能检测轮轴数和列车运行的方向,DEK 43 双置传感器,车轮感应原理（1）,车轮感应原理（2）,有无车轮时的磁力线的方向,无车轮时,有车轮时,接收线圈,枕木,枕木,接收线圈,车轮,发送线圈,发送线圈,系统优势（1）,一般功能区间线路（闭塞区间）车站线路（进路）道岔、交叉线路适用于任何联锁系统通过并联的继电器接口（无电位的继电器接点和光电耦合器）AzS(M)350U基于 SIMIS原理SIMIS（西门子故障安全微机系统）2取2结构和AzS(M)350兼容直接连接5个计轴点运算单元监测多达4个区段,系统优势（2）,多个运算单元通过V.24接口连接通过电缆直接连接时，距离30m通过调制解调器连接时，距离30m灵活的配置3个运算单元组成一个完整的系统可连接6个“远程”的计轴点一个完整的系统能处理11个计轴点设备并监测12个轨道空闲检测区段多个完整的系统通过“级联”的方式连接轨道区段的长度不受限制运算单元之间信息的传输故障安全地传输状态信息,系统优势（3）,通过多轴计数方法计算轴脉冲分批计算轴数几乎不受干扰影响列车速度达到Vmax400km/h通过DIP开关很方便地修改配置串口可双向传输二进制信息例如：在两个运算单元之间传输闭塞信息诊断计轴点、区段和故障指示的统计功能供电电压为24VDC60VDC车轮检测单元不需另外供电,构成及原理,室内设备构成,JWJ-C2型微机计轴设备,室内设备构成,构成及原理,计轴维护机,JWJ-C2型微机计轴设备,计轴运算器工作原理,构成及原理,JWJ-C2型微机计轴设备,室外设备构成,构成及原理,车轮传感器,计轴检测器,JWJ-C2型微机计轴设备,辅助传感器,主传感器,计轴检测器,室外设备构成,构成及原理,JWJ-C2型微机计轴设备,构成及原理,计轴传感器工作原理,1,2,R,T,无车轮时 1 大于 2 VR与VT同相,VT,VR,有车轮时 1 小于 2 VR与VT反相,JWJ-C2型微机计轴设备,计轴传感器工作原理,JWJ-C2型微机计轴设备,车轮传感器实现免调整结构,第一代,第二代,第三代,第四代,第五代,第六代,JWJ-C2型微机计轴设备,车轮传感器制造已实现模具化,JWJ-C2型微机计轴设备,增加“辅助传感器”,增设辅助传感器可以有效地防止人为干扰,对辅助传感器进行自检，当其处于故障状态时系统仍能正常工作,JWJ-C2型微机计轴设备,微机计轴监测机,JWJ-C2型微机计轴设备,成都铁路通信设备工厂微机计轴设备简介,成通厂微机计轴设备概述,成都铁路通信工厂隶属于中国铁路通信信号集团公司，是国内最早从事计轴设备研发、生产的企业。1991年该厂被铁道部指定为国内唯一的计轴设备生产企业。1991年4月铁道部以技工199154 号文确定该厂为铁道部微机计轴闭塞设备定点生产厂。该厂生产的JZ1-H型微机计轴设备主要用于自动站间闭塞、自动闭塞，轨道区段检查；JZ.GD-1型微机计轴设备主要用于站内轨道区段检查。,JZ1-H型微机计轴设备具有“1”轴冗余功能，是用于检查区间(区段)线路占用或空闲状态的铁路信号安全设备，于2002通过铁道部技术审查；该设备已在乌鲁木齐局、成都局、柳州局、太原局、北京局、济南局、上海局等铁路干线区段大规模使用。 JZ.GD-1型微机计轴设备是在JZ1-H微机计轴设备的基础上开发的多检测点管理的计轴系统。于2006年12月通过应用技术审查（运基信号200711号）每套运算单元独立处理一个检测区段，具有区段独立与故障弱化功能。主要应用于站内轨道检测。通过对设备的配置可对不同轨道区段类型进行管理，比如：直线区段、一发多受道岔区段、交叉渡线、十字交分等。目前成功运用于北京机场线（奥运支线）、天津黄骅港、天津南仓、北京铁路局、太原局、南昌局、成都局、柳州铁路局等。JZ1-H型微机计轴设备及JZ.GD-1型微机计轴设备已通过铁道部产品质量监督检验中心检测。报告号分别为(2007)ZJZ(TH)字第RD033号和(2007)ZJZ(TH)字第RD034号。,JZ.GD-1微机计轴设备系统组成,室外检测点安装,设备主要特点,对从磁头传来的轴脉冲的处理采用故障安全方式（双CPU进行独立处理）系统设计按故障安全原则设计。计轴的状态信息以带效验的数字编码方式传输。经过编码的信息通过独立的通道分别发送给对方的CPU，对方的CPU经过效验以确保信息的正确性和可用性（JZ1-H型)。系统采用容错方式传输信息，短暂的通信中断不会导致系统出错（JZ1-H型)。器件选择采用工业级或军级，保证设备可靠运行。具有故障弱化功能：每个检测区段均由独立的运算单元处理，不会因某个运算单元的故障而影响到其它区段。有条件的“1”轴干扰的容错功能（JZ1-H型）。复零方式可根据具体使用条件采用直接复零和预复零功能。系统采用星型方式，不会因为某个传输问题而影响到其它区段。对室外检测点地线要求不高，特殊地段可采用悬浮。面板指示简单明了，便于故障查询与定位。,科安达-提芬巴赫TAZ II计轴系统,TAZ II计轴系统包括：双车轮传感器（DSS）、缓冲放大板（BA）、计轴板(AC）、继电器输出板、计轴复零板(ACR）和电源板等电子单元。,室外设备介绍,室外计轴点除了双车轮传感器（DSS）之外，没有任何其它的轨旁电子设备，设备集中于室内。 一个计轴点仅配置一个单体封装的DSS和一个接线盒，安装调整及维护都简单。 DSS连接线采用液压橡胶管来防护，液压橡胶管内部有一层防爆钢丝，抗破坏能力非常强。,室外计轴点现场照片,车轮传感器的内部电路由一个高频LC有源振荡器和相应的一系列附属电路构成，电路的输出端也就是电源供电端，由外部直流恒流源供电。 当车轮传感器接入电源中时，电流（3）流过DSS内装的线圈（2）并在线圈内产生电场（1）。如金属物质（4）在该电场中存在（5），则使电流更不容易通过该线圈，并且电压增大（6）。,车轮传感器工作示意图,室外双车轮传感器介绍,双车轮传感器（简称DSS）由相互独立、电路分离的两个车轮传感器组成。这种个体系统独立性是出于安全方面考虑，而且不能因为任何原因被取消。使用单个车轮传感器或两个车轮传感器互相不独立，都被认为是不安全的。 车轮跨越DSS，双车轮传感器分别感应出车轮脉冲信号。两路脉冲信号必须满足有先后有重叠的特征，才被认为是有效的车轮信号，如右图所示。两路脉冲信号的相位关系代表车轮的运动方向，系统以此来识别车轮运行方向。,DSS工作示意图,只要车轮参数及轨道的磨损满足规定要求，经过DSS传感器的每个轮轴的信号都可以被可靠地拾取。最小车轮直径：250mm最大车轮直径：2000mm运行速度（传感器）：350km/h轮缘高度：2536mm最小轴距：700mm温度范围：-40+85计轴可靠性：10-9次错误/轴MTBF：750000h轮对可以最大的速度在轨道上行驶。在DSS信号感应区域内的静止轮轴被采集到的是一个占用信号，不会有跳动信号产生。,双车轮传感器技术参数,计轴点（室外设备DSS）与运算单元（室内设备）之间的最大电缆长度即为传输距离，TAZ II计轴系统的设备分布由传输距离确定。计轴系统的传输距离受限于连接电缆的直流电阻，电缆线对环阻最高为200欧姆。可以根据电缆线对环阻来计算传输距离。作为例子，表1列出了典型的电缆直径所对应的传输距离。在欧州，工程中使用直径为0.9mm或1.4mm的电缆，并要求使用双绞线。对应于DSS中的两个车轮传感器，一个车轮传感器使用一对线。,表1：使用典型铜缆的传输距离,传 输 距 离,DSS的松动识别功能通过两个附加的振荡回路实现，如图13所示。它们或是通过阻尼板（A）或是通过衰减板（B）在振荡回路范围内产生阻尼。如果DSS松动，这种阻尼消失，传感器系统将在输出端产生一个信号。因此，如果DSS松动、脱离钢轨、从钢轨上拆除或在轨道上安装不正确，结果会被计轴系统识别。,松动识别原理,DSS松动的识别,1、双车轮传感器内有两个磁头；2、轮对运行方向检测是基于感应器内两 个磁头实现的；3、双磁头传感器除了连接长为5米的连接线之外没有任何的附加电子设备，安装方便，维护成本低；4、从系统安全性上考虑，在电气上双磁头传感器是互相独立的；5、传感器设计寿命是十年。,双车轮传感器特点及安装方式,钢轨打孔安装方式,专用夹具安装方式,室内设备介绍,在室内，每个轨道区段配置一套计轴运算单元，没有共用的主机单元。这种结构与轨道电路设备的结构相似，有多少个区段就配置多少套设备（机箱或机柜的配置情况见下页介绍），比较灵活，这种结构特别适用于解决轨道电路分路不良的场合。 计轴设备需要配备防雷设备，我们在室内使用防雷保安器对电源线和传感器输入线进行雷电防护。我们按照计轴的特性，使用经中国铁路产品认证的BVB品牌防雷保安器。防雷保安器安装在分线盘处。 根据国内的需要，现场运用设备可以配置一台工控机。利用接口将记录信息实时传送到计算机中，实现记录信息的海量存储，并可以实时显示记录信息的内容。,用于单个计轴单元的19英寸插入单元的正面图,用于单个计轴单元的小型机箱,插入式的单元总宽度小于19英寸，因此，可以缩短单元机箱宽度，变为小型机箱,如右图所示。也可以在一个19英寸机箱内安装两个区段的计轴运算单元。,把一个区段的所有电子组件（室内设备）都安装在一个19英寸机箱中，电子组件之间通过单元机箱后的各种电缆进行连接，组成相对独立的单个的计轴运算单元。这种方式能够灵活地适应各种环境。在原来的机架上，旧的轨道空闲检测设备可以用计轴设备代替。,多个计轴单元的安装,对于多个计轴单元情况，每个区段所使用的电子组件的种类是固定的。因此可以根据各类电子组件的特点，对各区段相同的电子组件分类集中布置在同一个19英寸机箱内。 单元机笼内的组件的连接靠背板来完成，由于使用了标准化的背板（84TE），因此可以降低设备接线和测试工作量，提高系统工作的可靠性。,计轴系统的实际应用,单个轨道区段 对一个轨道区段的布置案例，可以认为是采用TAZ II系统组成的单个计轴电路的标准布置。轨道区段的最大长度受限于连接DSS电缆的电气技术参数。,一个计轴电路各个计轴点的布置取决于计轴区段线路特征。计轴区段的所有端头必须设置计轴点，由于尽头线的端头不能通过列车，因此可以不设置计轴点。,多个轨道区段 每个DSS的脉冲信号可以被相邻的计轴电路共同使用，以实现两个相邻轨道区段的轨道空闲检测。复用的DSS缓冲放大器的输出信号被接入相应区段的计数组。,DSS可以经受与地面交互电压2kV或系统间1kV的电压试验。水密封、防尘（保护级别IP67），积雪、结冰、油污及脏物等都不能影响正常运行。 直接放电、间接放电、脉冲、能量密集脉冲、无线电试验。平行布置的电缆（如电话线）不会对DSS造成影响。然而对于给设备供电的大电流的电缆如道岔电机、水泵电机等，其电缆敷设与DSS连接电缆的平行距离不能小于6cm。,室内环境条件温度： -25到+50湿度：相对湿度10%到100%，年平均75%，可结露气压：700到1320hPa室内机械条件振动：频率10到55Hz，加速度5g ，20MMss冲击：10g,室外环境条件温度：-40到+85湿度：可以偶然浸水（IP67）气压：700到1320hpa室外机械条件振动：频率2530Hz，加速度60g 载荷：垂直方向小于200kg,应 用 条 件,科安达-提芬巴赫 TAZ II特点 1）双车轮传感器采用单体封装设计，即两个车轮传感器封装于一体，一个计轴点仅设置一个双车轮传感器。 2）室外计轴点，除了双车轮传感器（DSS）之外，没有任何其它的轨旁电子设备。3）在室内，每个轨道区段配置一套计轴运算单元，没有共用的主机单元。4）采用模块化设计，系统由通用的、标准的单元模块组合而成，同类单元模块完全可互换,不存在软件不同的问题。5）可选采集记录单元，能够将系统的运行状态信息实时记录，为故障诊断和分析提供数据。,结束语计轴设备应该定位为：在中国铁路特定的地区、环境、特定的条件下的一种信号安全设备，是为轨道电路的填平补齐产品。,谢谢！,