闭环电码化毕业设计.docx

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闭环电码化毕业设计

闭环电码化毕业设计

摘要

随着列车的提速与铁路事业的不断发展，为满足机车在站内能通过轨道接收到移频机车信号信息的要求，站内轨道电路必须实施电码化。

站内电码化是一种实现在车站内由相应轨道电路转发或叠加机车信号信息来确保铁路行车安全的重要技术。

本次17号站的设计选用了ZPW-2000A型自动闭塞制式并实施预叠加。

ZPW-2000A型可以有效的解决调谐区的断轨检查问题，缩短了调谐区分路死区长度并实现了对调谐单元的断线故障检查，提高了轨道电路的传输长度，使轨道电路更加的稳定。

在运行过程中列车必须要连续不断的收到地面发送的机车信号信息，故采用预叠加电码化技术，以减少机车掉码现象。

17号站逐段预叠加ZPW-2000A（上行）电码化工程设计共包括10张图纸：

17号站信号平面布置图、17号站上行正线正向行接车进路逐段预叠加电码化电路图、17号站上行正线正向发车进路逐段预叠加电码化电路图、17号站股道（IIG、4G）电码化电路图、17号站站内移频柜设备布置图、17号站站内综合架设备布置图、17号站站内组合架设备布置图、17号站站内N+1冗余电路图和上行自动闭塞结合电路图。

对10张图纸进行了图纸说明，以17号站上行发车进路逐段预叠加电码化电路图为例，上行发车进路电码化电路图主要介绍了17号站上行发车进路的CJ的励磁电路和自闭电路，低频编码电路，XFMJ的励磁电路和自闭电路。

17号站逐段预叠加ZPW-2000A（上行）电码化工程设计根据铁路信号施工设计与规范进行设计，满足《铁路信号设计规范（TB10007-2006）》和《机车信号信息定义及分配（TB/T3060-2002）》的要求。

关键词：

ZPW-2000A；逐段预叠加；电码化

Abstract

Asthetrainspeedandthecontinuousdevelopmentoftherailwayundertakingstomeetlocomotiveatthestationviaraillocomotivesfrequencyshiftsignalreceivedrequestsforinformation,thestationtrackcircuitmustbeimplementedtelegraphcode.Stationtelegraphcodeisarealizationinthestationbythecorrespondingforwardoroverlaytrackcircuitlocomotiverailwaytrafficsignalinformationtoensurethesafetyofimportanttechnology.ThedesignoftheNo.17stationselectedZPW-2000AAutomaticblockingsystemandimplementpre-stack.ZPW-2000Atypecaneffectivelysolvetuningoffthetrackinspectionzone,reducingthedeadzonelengthtuningdistinguishpathandtorealizethedisconnectionfaultcheckingofthetunerunit,toimprovethetransmissionlengthofthetrackcircuit,thetrackcircuitmorestable.Duringoperation,thetrainmustbereceivedcontinuousgroundlocomotivesignalinformationtransmitted,sotheuseofpre-stackelectricalcodetechnologytoreducelocomotiveofftheyardphenomenon.

Theengineeringdesignofthesection-by-sectionpre-superpositioncodingbyZPW-2000AonNo.17station（uptraffic）comprisesatotalof10drawings:

theNo.17stationsignallayout,theNo.17stationupwardpositiveandforwardlinereceivingpiecewiseapproachpresuperimposedcodedcircuitdiagram,theNo.17stationupwardpositiveandforwardlinedeparturepiecewiseapproachpresuperimposedcodedcircuitdiagram,theNo.17stationstockroad（IIG,4G）codedcircuit,theNo.17stationfrequencyshiftwithinthecabinetequipmentlayout,theNo.17stationconsolidatedrackequipmentlayout,theNo.17stationrackequipmentlayoutwithintheportfolio,combinedwithautomaticblockingupstreamcircuit,carriedoutonthe10drawingsdrawingsillustratetotheNo.17stationupwarddeparturepiecewiseapproachsuperimposedpre-codedcircuit,forexample,theNo.17stationN+1redundancywithinthecircuitandtheupstreamgridapproachcodedcircuitintroducestheNo.17stationupwarddepartureintothepathoftheexcitationcircuitandCJautisticcircuit,lowfrequencyencodingcircuit,XFMJexcitationcircuitandself-closingcircuits.

Theengineeringdesignofthesection-by-sectionpre-superpositioncodingbyZPW-2000AonNo.17stationisdesignedundertheconstructiondesignandspecificationofrailwaysignalinganditmeetstherequirementsoftheRailwaySignalingDesignSpecifications（TB10007-2006）andCabSignalingMessageDefineandAllocation（TB/T3060-2002）.

KeyWords:

ZPW-2000A,Section-by-sectionpre-superposition,Coding

结论...................................................................................................................................19

1绪论

1.1工程背景

随着我国经济建设的飞速发展，铁路运量徒增，行车密度和速度不断提高，安全与效率的矛盾日益尖锐，原有的车站正线电码化技术已经不能适应运输的需要，必须在现有基础上进行相应的改造以及更新。

经过一段时间的研究车站股道电码化技术逐渐发展了起来，主要包括两种制式：

一种是采用的切换发码方式；另一种是叠加发码方式。

因实施切换发码方式的电码化会造成轨道电路不能自动恢复，故目前大量运用的是后一种的叠加发码方式的电码化。

叠加式是在电码化过程中在轨条内同时发送动作轨道电路和动作机车信号信息的方式，移频信号可以以叠加的方式发往轨道。

车站股道电码化自在1988年起在全路推行以来，因当时没有提出适应超速防护装置的需要，即对发码连续性的要求，只是在满足列车运行速度100km/h以下时，保证机车信号的工作，同时解决轨道电路的自动恢复问题，但不符合预叠加电码化的要求。

由于列车运行速度的提高，其制动更加困难，冒进信号的可能性比较大。

而当时有的向机车信号或超防设备提供信息的电码化技术和设备已不能满足提速列车的要求，要满足正线区段电码化在时间上不允许有中断的时间，原来适用的车站股道电码化的叠加发码方式必须改为预先叠加发码的方式。

采用预先叠加发码的发送盒有两路独立输出，分别通过各轨道区段的条件进行叠加。

每路发送供电时机始于上一段的股道占用，止于下一段的股道占用，在任一瞬间均有相邻两个区段同时发码，一个是本区段，另一个是下一区段。

分别由发送盒的两路输出通过相应条件发往轨道，对下一区段实现了预先叠加发码，彻底消除了中断时间，故此方式在发码时间上能确保无中断。

我国非电气化牵引区段的站内一般采用50Hz交流连续式轨道电路，简称为480轨道电路，电气化牵引区段的站内一般采用97型25Hz相敏轨道电路。

而且要求正线电码化在列车行驶过程中，要确保连续性，即不得有瞬间中断。

侧线电码化为占用发码方式的叠加电码化。

1.2主要设计技术标准

根据铁路信号施工设计与规范进行的17号站逐段预叠加ZPW-2000A（上行）电码化设计。

“为保持机车信号显示的连续性，就必须对站内轨道电路实行电码化，是车站轨道电路根据相应的条件在适当的时机转发或叠加发送机车信号信息”[1]。

故为使机车信号进行可靠性工作，实行站内预叠加电码化。

“‘逐段’就是一个区段接着一个区段的发送信息，‘预’就是当列车占用某一区段时，其列车运行前方与该区段相邻的下一区段一开始发码，‘叠加’就是轨道电路信息与机车信号信息在传输通道内同时存在，从而实现逐段预叠加电码化”[2]。

本次设计中站内轨道电路的制式为25Hz相敏轨道电路，采用逐段预叠加电码化方式，实现了正线电码化和股道电码化。

站内电码化的主要技术条件：

（1）站内电码化范围为经过道岔直向的接车电路，为该进路中的所有区段和自动闭塞区段经道岔直向的发车进路中的所有轨道电路区段，经道岔侧向的接车进路中的股道区段。

（2）电码化电路必须满足“故障—安全”原则，在最不利条件下，其入口电流应满足机车信号的工作需要。

（3）已发码的区段当区段空闲后，轨道电路应能自动恢复到调整状态。

（4）列车冒进信号时，其占用的所有咽喉区段不应发码。

（5）有效电码中断的最长时间，应不大于机车信号允许中断的最短时间。

（6）轨道电路在电码化后，应不降低原车站轨道电路的安全性和可靠性。

17号站逐段预叠加ZPW-2000A站内电码化工程设计满足了《铁路信号设计规范（TB10007-2006）》和《机车信号信息定义及分配（TB/T3060-2002）》的要求。

在本次设计中站内轨道电路制式为25Hz相敏轨道电路，实现了站内正线电码化和股道电码化；采用预先叠加发码的方式，通过发送盒的两路独立输出分别通过各轨道区段的条件进行叠加，确保发码时间无中断；发送器采用了N+1冗余，提高了系统的可靠性和稳定性。

1.3主要设计内容

以设计院提供的17号站电气化改造工程施工图为依据，绘制车站信号平面图，以此图为依据，按照《铁路工程设计规范》绘制下行接车进路、发车进路逐段预叠加电码化电路图并且根据N+1冗余发送盒的转换条件，完成站内电码化N+1冗余电路图，了解移频柜、综合柜和组合架各层的设备布置，并完成设备布置图，通过学习逐段发码的原理，完成上行自动闭塞结合电路图和逐段预叠加电码化电路图，进而总体完成逐段预叠加ZPW-2000A站内电码化工程设计。

2信号平面布置图

2.1轨道电路区段的划分

“凡是有信号机的地方，要用钢轨绝缘节将其内方划分成不同的轨道电路区段”[3]。

划分原则大致如下：

（1）信号机的内外方，应划分为不同的区段，如17号站中凡有信号机的地方，均设有钢轨绝缘，其内外方为两个不同的轨道电路区段。

（2）凡是能平行运行的线路，其间应设钢轨绝缘把它们隔开，不应划为一个轨道区段，例如17号站平面图中渡线上的绝缘，道岔9与道岔11之间的绝缘，道岔5与道岔7之间的绝缘都是根据这一原则设计的。

（3）在一个轨道电路内，包括的道岔数目，原则上不超过3组道岔。

这是因为道岔多了轨道电路受道岔分支漏阻影响较大，不宜调整。

17号站内一个区段内最多只有3组道岔，即6-12DG，有道岔6、道岔10和道岔12。

（4）在大站上，有时为了当列车通过道岔后，及时使道岔解锁，为立即排列新的进路创造条件，要把轨道电路区段适当划短，以提高咽喉使用率。

道岔区段DG前冠以道岔编号，如17号站的3DG、7-9DG、17DG等；无岔区段则用两端相邻道岔编号以分数形式表示，在17号站并没有这种类型的轨道区段；接发车口处因设置调车信号机而形成的无岔区段，根据衔接轨道的编号在加以A或B表示，下行咽喉加A，上行咽喉加B，如17号站的IIAG和IIBG；尽头线处所设置信号机形成的接近区段加相应信号机名，如17号站的牵出线处的D1G、货物线处的D15G和D17G。

对于上行正线接、发车进路而言，共划分为八个轨道区段，轨道区段名称分别为IIAG、5-11DG、15DG、IIG、14DG、8DG、2DG和IIBG；对于下行正线接、发车而言，共划分为共划分为六个轨道区段，轨道区段名称分别为4DG、6-10DG、IG、17DG、7-9DG和3DG。

2.2载频配置

“在双线区段，站内电码化的发送频率，下行方向固定采用1700Hz、上行方向固定采用2000Hz。

这样做有两条优点：

一是减少站内发送设备的类型；二是站内渡线钢轨绝缘全破损时，提高了接收设备对邻线信号的抗干扰能力”[4]。

正线和到发线股道的载频配置需满足一下要求：

（1）下行正线，咽喉区正向接、发车进路的载频为1700-2Hz，正线股道的载频为1700-2Hz。

上行正向接、发车进路载频为2000-2Hz，正线股道载频为2000-2Hz。

（2）各股道按下行方向载频1700-1Hz和2300-1Hz交叉配置，上行方向2600-1Hz和2000-1Hz交叉配置，相邻侧线股道的两端，应以1700-1Hz/2000-1Hz、2300-1Hz/2600-1Hz交叉配置。

（3）补偿电容选择方面，1700Hz、2000Hz（含-1、-2型）区段，统一配置电容容量为80µF；2300Hz、2600Hz（含-1、-2型）区段，统一配置电容容量为60µF。

即大载频对应小电容。

2.3股道有效长度

“股道有效长是股道内可以停留列车，而不至于妨碍邻线行车的部分线路长度”[5]。

根据到发线上信号机和警冲标的坐标可以算出股道有效长度。

同一股道，如上下行都可以接、发列车，此时股道有效长应按上下行分别计算。

顺向道岔的有效长度是信号机至警冲标的距离，对向道岔的有效长度是信号机至信号机的距离。

顺向与对向为相对的，即看列车车尾停靠在信号机后方时会不会发生侧冲而定，17号站中没有此种情况，故不需考虑，有效长度都为信号机至警冲标的距离。

例如17号站IG上行接发车时，股道有效长度为：

269+759=1028（m）；

下行接发车时，股道有效长度为：

755+273=1028（m）；

17号站IIG上行接发车时，股道有效长度为：

255+652=907（m）；

下行接发车时，股道有效长度为：

259+648=907（m）；

17号站3G上行接发车时，股道有效长度为：

176+712=888（m）；

下行接发车时，股道有效长度为：

708+180=888（m）。

2.4钢轨绝缘节

（1）信号机处的绝缘，原则上和信号机并列在同一坐标。

（2）道岔区段的钢轨绝缘，在岔尖一端的设在基本轨的接缝处，在辙叉一端的设在距警冲标3.5~4m处，因为道岔轨道电路与限界发生联系。

渡线上的钢轨绝缘则不受此限制。

如图2.1所示，17号道岔的岔心处的警冲标距信号楼的距离为273m，按照道岔区段钢轨绝缘距警冲标4m来算，则SI处的钢轨绝缘距信号楼的距离应为273-4=269（m）。

实际安装信号机处的钢轨绝缘一般会有变动范围。

本次设计按照原则，使信号机与钢轨绝缘并列在同一座标。

图2.1警冲标与钢轨绝缘

（3）为满足平行作业的需要，在两组背向道岔之间即使距离很近，也需用绝缘节隔开。

若在道岔辙叉后设置的钢轨绝缘距警冲标的距离少于3.5m，则为超限绝缘，需在平面图上以绝缘外加圆圈来表示。

本次17号站平行线路中没有超限绝缘，故不做相应举例讲解。

渡线上的绝缘节一般都设置为超限绝缘，虽为超限绝缘但不能作为超限绝缘来处理，双动道岔在定位时，警冲标实际上是不起到任何作用的，不需要检查超限，如两组道岔都在反位时，在车不出清最后那个区段之前，两组道岔都不能动作，待到可以动作时，列车已经越过了警冲标，因此，反位也不需要检查超限。

（4）安全线，避难线上的钢轨绝缘，尽量设置在尽头处，利于随时监督线路的情况。

（5）两钢轨的绝缘节尽量设置在同一坐标，即使不能设置在同一坐标时，错开的死区段距离最大不能超过2.5m，避免小车占用死区段时，在电路上检查不出。

2.5道岔类型表

钢轨类型是钢轨的每米重量，钢轨越重越能承受较大的冲击力。

17号站使用了43kg/m、50kg/m、60kg/m三种类型的钢轨。

由岔心所形成的角是辙叉角，道岔号是辙叉角的余切。

道岔号码越大，机车车辆通过该道岔时就越平稳，允许过岔速度也就越高。

在我国铁路主要线路上大多采用9、12、18号三个型号的道岔，它们所允许的侧向通过速度分别是30km/h、45km/h、80km/h，9及12最为常用，在侧线通过高速列车的地段，则需铺设18号等大号码道岔。

17号站中，9号道岔有12、13、19、21和23，采用ZD6-D型转辙机。

12号道岔有1、2、4、6、8、10、14、3、15、17、5、7、9和11，采用S700K型转辙机。

3设备布置图

3.117号站站内移频柜设备布置图

（1）四柱电源端子板（D1-D3）

每个电源端子板都有-1、-2、-3、-4四个端子，其中单数端子接+24V，双数端子接024V，如D1-1接+24V，D1-2接024V。

每个端子板的四柱端子中，-1和-2接对应第一列的上下发送，-3和-4接对应第二列的上下发送。

（2）熔断器板（10A）

熔断器共10个，分别是RD1-RD10，它们的工作电流为10A。

其中数字为单数的熔断器给上层发送供电，数字为双数的熔断器给下层发送供电，则RD1对应1FS、RD2对应2FS、RD3对应3FS、RD4对应4FS。

（3）3×18柱端子板

站内移频柜中有10个3×18柱端子（01-10）。

每一个3×18柱端子板管理一套设备，对于站内电码化来说，这一套设备中不包括接收盒和衰耗盒，只包括发送盒和检测盒。

（4）设备层：

共分为上、下两层，每层总共五套设备，两层共十套设备。

①发送器：

上层设备命名为单数，放下行接车进路、发车进路和股道的发送；下层设备命名为双数，放上行接车进路、发车进路和股道的发送。

接发车进路上下行和到发线各需要一个发送盒，反向接车进路利用正向发车进路的发送盒，不再单独设。

在移频柜中整站备用一个+1FS，上下行区间各有一个+1FS且统一放在下层。

则上层发送器从左至右为XJM（1700-1）、XFM/SFJM（1700-2）、3G（2300-1/2600-1）、5G（1700-1/2000-1）、站内备用（+1FS）（1700-2）；下发送器层从左至右为SJM（2000-2）、SFM/XFJM（2000-2）、4G（2300-1/2600-1）、X区间备用（+1FS）（2600-2）和S区间备用（+1FS）（2600-2）。

②检测盒：

专门用来检测上发送和下发送是否正常。

每个发送都有一个检测盒。

检测盒里有工作灯、电源、功出。

3.217号站站内综合柜设备布置图

（1）零层：

D1-D13。

（2）轨道防雷组合MGFL1-U：

放置在第十层和第九层，每层20个，每两个轨道防雷放在一起，且有多少轨道区段设置多少个防雷单元。

防雷组合中所有的型号均为NFL。

各轨道区段的防雷组合在第十层顺序放置3DG、7-9DG、17DG、IG、IGS、6-10DG、4DG、IIBG、2DG、8DG、14DG、14DG1、IIG、IIGS、15DG、15DG1、5-11DG、IIAG、3G和3GS，第九层顺序放置4G、4GS、5G和5GS。

（3）带防雷的双功出匹配变压器MFT1-U：

放置在第八层和第七层，变压器型号均为FT1-U，作用是在发送器发出的一路信息通过双功出匹配变压器后变为两路信息的同时还能起到防护移频发送设备和阻抗匹配的作用。

第八层从左至右依次为XJM、XFM、XFM/SFJM（IG）、SJM、SFM和SFM/XFJM（IIG），第七层从左至右依次为3G、4G和5G。

（4）室内隔离盒FNGL-U：

隔离盒个数等于区段个数，如室内隔离盒是受电端则每层放置五个，如室内隔离盒是送电端则每层放置三个。

在第六至三层中放置受电端的室内隔离盒FMGL-UR，第六层依次放置3DG、7-9DG、17DG、IG和6-10DG，第五层依次放置IIBG、2DG、8DG、14DG和14DG1，第四层依次放置IIG、IIAG、15DG、15DG1和5-11DG，第三层依次放置4DG、3G、4G和5G；第二层和第一层放置送电端的室内隔离盒FMGL-UF，第二层依次放置IGS、IIGS和3GS，第一层依次放置4GS和5GS。

3.317号站站内组合架设备布置图

17号站中上行咽喉和下行咽喉各设一个站内组合架，此次设计中设计的为上行咽喉的组合架，即上行咽喉站内组合架Z2。

站内组合架共十层，具体放置如下。

（1）第一层：

空置。

（2）第二层：

FJM（S），为反向接车进路的电码化组合，从左至右依次放置XFJMJ、XFGPJ、XFLXJFF和XFZXJF2。

（3）第三层：

ZBJH（S），为车站报警组合，当列车进入接近区段时进行报警，从左至右依次放置SIJGJ、S2JGJ、S3JGJ、X1LQJ、X2LQJ1、X3LQJ1、X2LQJ3和X3LQJ3。

（4）第四层：

CX（S），为出站组合，从左至右依次放置XII的2DJ、XIILXJFF、X4的2DJ和X4LXJFF。

（5）第五层：

CX（S），为出站（信号机）组合，从左至右依次放置XI的2DJ、XILXJFF、X3的2DJ、X3LXJFF、X5的2DJ、X5LXJFF。

（6）第六层：

BJ，为报警组合，从左至右依次放置QDSBJ、YBJ和+1FBJ。

（7）第七层：

FMF（S），为发车进路的辅助组合，从左至右依次放置SIIZXJ、S