学士学位论文zpwa型自动闭工程初验分析.docx

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学士学位论文zpwa型自动闭工程初验分析

题目：

ZPW2000-A自动闭塞工程初验分析

专业：

自动化（铁道信号）

学号：

09921469

姓名：

刘小龙

指导教师：

曾蓉

学习中心：

成铁党校学习中心

西南交通大学

网络教育学院

2011年10月10日

院系网络教育学院专业自动化（铁道信号）

年级学号姓名

学习中心成铁党校学习中心指导教师

题目ZPW2000-A自动闭塞工程初分析

指导教师

评语

是否同意答辩过程分（满分20）

指导教师（签章）

评阅人

评语

评阅人（签章）

成绩

答辩组组长（签章）

年月日

毕业论文任务书

班级自动化（铁道信号）2009-5班学生姓名学号

开题日期：

2011年8月13日完成日期：

年月日

题目ZPW2000-A自动闭塞工程初分析

1、本论文的目的、意义介绍ZPW2000-A型自动闭塞工作原理、构成，结合自己在遂成线工作工程开通初期遗留和发生的问题进行分析，提出ZPW2000-A型自动闭塞工程初验、联锁试验相关可行方法。

通过论文写作，加深对所学专业的认识，做一个合格的毕业生　　　

2、学生应完成的任务１、ZPW2000-A自动闭塞系统电路原理相关资料的搜集整理，再学习。

２、结合自己的工作对施工初验发现的问题，发生的故障以及联锁、调试方面的问题进行分析　　

3、论文各部分内容及时间分配：

（共周）

第一部分熟悉课题，收集、整理相关论文资料　　（１~３周）

第二部分结合施工，收集整理初验相关资料实际经验　（４~６周）

第三部分分析施工初验前期联锁试验联调存在的问题，提出可行办法　（７~８周）

第四部分毕业设计论文文档修改整理　（９~11周）

评阅或答辩（12周）

4、参考文献

新型移频自动闭塞（第三版）　　　　　　　　　　　　　　　　　　

ZPW2000-A自动闭塞模拟试验

移频自动闭塞工程施工的重点和难点

ZPW2000-A自动闭塞设备安装与调试

铁路信号维护规则

铁路信号新技术概论

备注

指导教师：

年月日

审批人：

年月日

诚信承诺

一、本论文是本人独立完成；

二、本论文没有任何抄袭行为；

三、若有不实，一经查出，请答辩委员会取消

本人答辩（评阅）资格。

　　　　　　　　　　　　　　　承诺人（钢笔填写）：

年　　月　　日

摘要

ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞，是北京全路通信信号研究设计院与北京路信号工厂共同研制的最新产品。

该系统于1998年立项研究，2002年5月28日通过了铁道部技术鉴定，陆续在全路推广应用。

ZPW-2000自动闭塞符合无绝缘、双方向、速差式自动闭塞的技术发展方向，具有较好的传输性和较高的分路灵敏度，具备全程断轨（电气折断）检查功能和较强的抗干扰能力。

ZPW-2000系列设备，满足主体化机车信号和列车超速防护对轨道电路的高安全、高可靠的要求，为我国铁路“机车信号作为主体信号”的技术发展政策提供了安全基础保障，将在中国铁路“跨越式发展”总体目标规划中发挥重要作用。

本论文主要介绍了ZPW2000-A型自动闭塞的工作原理、构成，重点对遂成线工程初期阶段施工开通后遗留和发生的问题进行分析，提出ZPW2000-A型自动闭塞施工初验联锁联调的相关可行方法，旨在减少正式开通时施工停用的时间和开通后发生故障的机率。

关键词：

ZPW2000-A自动闭塞；初验；分析

Abstract

ZPW-2000AmodelwithoutinsulationFSKAuto-blocking,thewholerailwaycommunicationsignalsofBeijingResearch&DesignInstituteandBeijingsignalsthelatestproductsjointlydevelopedfactory.Thesystemresearchprojectin1998,May28,2002technicalappraisalbytheMinistryofRailways,oneafteranotherinthewholerailwaywidelyused.ZPW-2000automaticblockinlinewithnoinsulation,thetwosidesto,speeddifferentialautomaticblockthedirectionoftechnologicaldevelopment,withgoodtransmissionandhighshuntsensitivity,havefull-offtrack（electricalbreak）checkfunctionandastrongeranti-jammingcapability.ZPW-2000seriesdevicestomeetthemainbodyoflocomotivesignalsandautomatictrainprotectiononthetrackcircuitofhighsecurity,highreliabilityrequirementsforChina'srailway"locomotivesignalasthemainsignal"oftechnologydevelopmentpolicyprovidesthesecurityinfrastructureprotectioninChinaRailway"byleapsandbounds,"theoverallobjectiveofplanningtoplayanimportantrole.

ThispapermainlyintroducestheZPW2000-A-typeautomaticblockoftheworkingprinciple,structure,emphasisontheSuining-Chengdusecond-lineleftbehindaftertheopeningofthepreviousstageofconstructionandanalysisofproblemsthatoccurisproposedZPW2000-A-typeautomaticblockconstructionofthebeginningoftestingInterlockingjointdebuggingOtherpossiblewaystoreducetheofficialopeningofthetimeandwhentheconstructionofsuspendedaftertheopeningprobabilityoffailure.

Keywords:

ZPW2000-Aautomaticblock，initialinspection，Interlockingjointdebugging

第1章序论

1.1概述

ZPW-2000A型无绝缘轨道电路，是由北京全路通信信号设计院与北京铁路信号工厂两家组成的联合攻关小组共同研制开发的。

该系统自2000年开始，对提高轨道电路传输安全性进行了现场试验；2001年对提高轨道电路传输长度、解决低道碴电阻道床等系统问题在京广线武胜关进行了现场试验；2001年先后完成铁道部组织的系统定性测试、技术审查；2002年5月28日，在完成现场扩大试验基础上，通过铁道部技术鉴定，决定在全路推广应用。

ZPW-2000A型无绝缘轨道电路，是在法国UM71无绝缘轨道电路技术引进及国产化基础上，结合国情进行提高系统安全性、系统传输性能及系统可靠性的技术再开发。

前者较后者在轨道电路传输安全性、传输长度、系统可靠性以及结合国情提高技术性能价格比、降低工程造价上都有了提高。

该系统于2002年10月在北京地铁五三站经过试验验证，同时适用于城市轻轨及地下铁道。

1.1.1载频、频偏的选择

ZPW-2000无绝缘轨道电路移频自动闭塞低频、载频延用了UM71技术。

载频分别为四种：

1700HZ、2000HZ、2300HZ、2600HZ。

其中上行线使用2000HZ和2600HZ交替排列，下行线用l700HZ和2300Hz交替排列。

轨道电路的频偏Δf为11HZ，低频调制信号Fc（低频信息）从10.3HZ至29HZ按1.1HZ递增共18种。

即这18种低频信息分别为：

10.3HZ、11.4HZ、12.5HZ、13.6HZ、14.7HZ、15.8HZ、16.9Hz、18HZ，19.1HZ、20.2HZ、21.1H2、22.4HZ、23.5HZ、24.6HZ、25.7HZ、26.8HZ、27.9HZ、29HZ。

在低频调制信号作用下，一个周期内，信号频率发生f1、f2来回变化。

其中f1=f0-Δf，f2=f0+Δf。

载频f0选得较高（1700HZ-2600HZ），在这些频段上，牵引回归电流的强度已经很弱。

因此，ZPW2000A移频轨道电路在电气化区段的抗于扰能力比较强。

频偏Δf选为11HZ。

由于频偏较小，信号能量集中在中心频率附近，远离邻线和邻区段的干扰。

1.1.2基本工作原理

在移频自动闭塞区段，移频信息的传输，是按照运行列车占用闭塞分区的状态，迎着列车的运行方向，自动地向各闭塞分区传递信息的。

如下图所示：

图1-1移频自动闭塞信息传递图

若下行线有两列列车A、B运行，A列车运行在1G分区，B列车运行在5G分区。

由于1G有车占用，防护该闭塞分区的通过信号机7显示红灯，这时7信号点的发送设备自动向闭塞分区2G发送以26.8Hz调制的中心载频为2300Hz的移频信号。

当5信号点的接收设备接收到该移频信号后，使通过信号机5显示黄灯。

此时5信号点的发送设备自动地向闭塞分区3G发送以16.9Hz调制的中心载频为17000Hz的移频信号。

当3信号点的接收设备接收到该移频信号后，使通过信号机3显示绿黄灯。

同理，3信号点的发送设备又自动地向闭塞分区4G发送以13.6Hz调制的中心载频为2300的移频信号，当1信号点的接收设备接收到此移频信号后，使通过信号机1显示绿灯。

1信号点的发送设备会自动向5G发送11.4HZ调制1700HZ的移频信号。

由于续行列车B已进入5G分区，该区段的接收设备接收不到11.4HZ调制1700HZ的移频信号，防护后续区段的信号机点红灯。

道理同1G区段。

此时B车司机可按绿灯显示定速运行。

如果列车A由于某种原因停在1G分区续行列车B进入3G分区时，司机见到5信号机显示黄灯，则应注意减速运行。

当续行列车B进入2G分区时，由于信号机7显示红灯，司机使用常用制动措施，使列车B能停在显示红灯的信号机的前方。

这样，就可根据列车占用闭塞分区的状态，自动改变地面信号机的显示，准确地指挥列车的运行，实现自动闭塞。

1.2ZPW2000-A型自动闭塞的特点

1．解决了调谐区断轨检查，实现了对轨道电路全程断轨的检查（电气折断），大幅度减少了调谐区死区长度

2．通过轨道电路系统参数优化，大大提高了轨道电路的传输长度，改善了低道床电阻轨道电路工作的适应性。

3．采用SPT国产铁路信号数字电缆取代了法国ZCO3电缆，减小铜芯线径，减少备用芯组，加大了传输距离，显著降低了工程造价。

4．用单片微机和数字信号处理芯片大厅晶体管分离元件和小规模集成电路，提高了发送移频信号频率的精度和接收移频信号的抗干扰能力

5．系统中发送器采用“N+1”冗余，接收器采用成对双机并联运用，提高了系统可靠性。

1.3ZPW-2000A型自动闭塞轨道电路系统构成和原理

1.3.1轨道电路系统原理

ZPW2000-A型无绝缘自动闭塞轨道电路有电气-电气绝缘节结构和电气-机械绝缘节结构两种，两者电气性能相同，其系统构成如图1-2所示。

发送器采用“N+1”冗余方式，接收器采用“0.5+0.5”冗余方式（即接收器双机并联运用设计，与另一台接收器构成相互热机并联运用系统），以保证接收系统的高可靠运用。

ZPW2000A型无绝缘轨道电路将轨道电路分为主轨道电路和调谐区短小轨道电路（小轨道）两部分，并将小轨道电路视为列车运行前方主轨道电路的所属“延续段”。

发送器同时向线路两侧主轨道电路、小轨道电路发送信号。

接收器除接收本主轨道电路频率信号外，还同时接收相邻区段小轨道电路的频率信号。

接收器采用DSP数字信号处理技术，将接收到的两种频率信号进行快速傅氏变换，获得两种信号能量谱的分布。

图1-2轨道电路系统构成图

上述“延续段”信号由运行前方相邻轨道电路接收器处理，并将处理结果形成小轨道电路轨道继电器执行条件（XG、XGH）送本轨道电路接收器，作为轨道继电器（GJ）励磁的必要检查条件（XGJ、XGJH）之一，如图1-3所示。

这样，接收器用于接收主轨道电路信号，并在检查所属调谐区小轨道电路状态（XGJ、XGJH）条件下，动作本轨道电路的轨道继电器（GJ），另外，接收器还同时接收邻段所属调谐区小轨道电路信号，向相邻区段提供小轨道电路状态（XG、XGH）条件。

图1-3主轨道、小轨道电路图

1.3.2室外设备构成

1．调谐区

调谐区按29m设计，设备包括调谐单元及空心线圈，功能是实现两相邻轨道电路电隔离。

2．机械绝缘节

由“机械绝缘节空心线圈”（按载频分为1700、2000、2300、2600Hz四种）与调谐单元并接而成，其节特性与电气绝缘节相同。

3．匹配变压器

一般条件下，按0.3～1.0Ω・km道碴电阻设计，实现轨道电路与SPT传输电缆的匹配连接。

4．补偿电容

根据通道参数并兼顾低道碴电阻道床传输，选择电容器容量。

使传输通道趋于阻性，保证轨道电路具有良好传输性能。

5．传输电缆

采用SPT型铁路信号数字电缆，线径为Φ1.0mm，总长10km。

6．调谐区设备与钢轨引接线

采用3700mm、2000mm钢包铜引接线各两根构成，用于调谐单元、空心线圈、机械绝缘节空心线圈等设备与钢轨间的连接。

1.3.3室内设备构成

1．发送器

用于产生高精度、高稳定移频信号。

系统采用发送N+1冗余方式。

故障时，通过FBJ接点转至“+1”FS。

2．接收器

接收器用于接收主轨道电路信号，并在检查所属调谐区短小轨道电路状态（XG、XGH）条件下，动作本轨道电路的轨道继电器（GJ）。

另外，接收器还同时接收邻段所属调谐区小轨道电路信号，向相邻区段提供小轨道电路状态（XGJ、XGJH）条件。

系统采用接收器成对双机并联冗余方式。

3．衰耗盘

用于实现主轨道电路、小轨道电路的调整。

给出发送和接收器故障、轨道占用表示及其它有关发送、接收用+24V电源电压、发送功出电压、接收GJ、XGJ测试条件等。

4．防雷和电缆模拟网络

电缆模拟网络设在室内，按0.5、0.5、1、2、2、2×2km六节设计，用于对SPT电缆长度的补偿，电缆与电缆模拟网络补偿长度之和为10km。

1.4ZPW2000-A型自动闭塞的传输安全性

1．ZPW2000-A型无绝缘自动闭塞能实现调谐区断轨检查，在解决了调谐区断轨检查后，实现了轨道电路的全程断轨检查。

2．减小了调谐区0.15Ω分路“死区”长度，如不设小轨道电路，29m内0.15Ω分路“死区”长度为21.5m（距送段4m和距受端3.5m）,设小轨道电路时，分路“死区”长度为5m。

3．利用调谐单元（BA）断线对本区段频率的信号绝缘节阻抗降低，对相邻频率的信号绝缘节阻抗升高的原理，用调谐区轨道电路工作门限值的变化即可实现对BA断线的检查。

4．钢轨对地不平衡对轨道电路的传输、调整、分路、断轨检查、机车信号入口电流等均无显著影响。

第2章ZPW2000-A双线双向四显示自动闭塞系统

2.1系统概述

随着国民经济的发展，我国铁路主要干线已将部分旅客列车运行速度提高到120～160km/h，货物列车速度也提高到85～90km/h。

客、货列车共线运行，列车运行速度差别大，制动距离不同，三显示自动闭塞已不能满足要求。

为保证列车运行安全，特别是列车速超过120km/h，应采用四显示自动闭塞，将列车运行速度分级，并明确信号显示的速度含义，根据信号显示，列车按规定的入口和出口速度运行，以确保行车安全。

四显示自动闭塞区段，列车从140km/h以上速度制动到0，是由两个以上闭塞分区来完成的。

这样可缩短闭塞分区长度，从而缩短列车追踪间隔，提高运输效率。

但由于货物列车在技术站启动和进站停车时受道岔限速，一般追踪间隔为6min或7min。

四显示自动闭塞区段列车运行速度高、密度大、列车从最高速度制动到停车，需要由两个闭塞分区才能满足制动距离要求，对每个闭塞分区的入口速度和出口速度都有明确规定。

例如，旅客列车160（140）～110（100）～0km/h，货物列车90～80（75）～0km/h，需满足160km/h紧急制动距离1400m，140km/h紧急制动距离1100m，及货车90km/h紧急制动距离的要求。

图2-1进、出站信号机、通过信号机灯位及显示示意图

在站内，列车侧向通过道岔的允许速度也不同，如12号道岔允许侧向过岔速度为45km/h，18号道岔为80km/h。

如果司机疏忽，容易产生“两冒一超”及其他危及行车安全的后果，所以应设超速防护设备。

四显示自动闭塞是在现有三显示自动闭塞的基础上，增加一个绿黄显示。

这样，绿灯显示为运行信号，绿黄灯显示为警惕信号，黄灯显示为减速信号，红灯显示为停车信号。

四显示自动闭塞区段的通过信号机灯位排列不同于三显示区段，自上而下依次是绿、红、黄。

因绿、黄两灯位有时需同时点亮，故将红灯位夹在两者之中。

出站信号机也要相应改为四显示，和区间通过信号机相一致。

进站信号机也要增加绿黄显示。

四显示自动闭塞示灯位及显示如图2-1所示。

如X进站信号机关闭，则5通过信号机显示黄灯，3通过信号机显示绿黄灯，1通过信号机显示绿灯。

2.2主要系统电路原理

双线双向四显示自动闭塞电路包括闭塞分区电路、站间联系电路、改变运行方向电路、发送“N+1”电路、区间设备报警电路、与电气集中的结合电路等。

闭塞分区电路包括接收电路、发送编码电路、内方闭塞分区联系电路（三接近区段和车站联锁电路的联系电路）、通过信号机点灯电路（仅一离去区段无此电路）。

改变运行方向电路的作用是：

确定列车的运行方向即确定接车站和发车站；转换区间的发送和接收设备；控制区间通过信号机的点灯电路。

区间设备分设于两端车站，位于两站管辖区分界处两侧的闭塞分区要互相利用对方的有关条件，即联系电路。

双线双向四显示自动闭塞的车站有4套这样的站间联系电路。

发送“N+1”电路：

发送采用“N+1”冗余方式，每个车站按上、下行分别设一个“+1”发送器，上下行的+1FBJ分别设在S1LQ和X1LQ组合中。

区间设备报警电路包括移频总报警电路和区间主灯丝断丝报警电路，对移频设备和区间信号机主灯丝断丝进行及时报警。

结合电路主要包括接近轨道继电器电路、离去继电器电路、电气集中结合电路、自动闭塞结合电路。

2.2.1不同信号点的编码电路

编码电路按发送设备所需编码条件不同可分为一般信号点编码电路、三接近、二接近、一接近及一离去区段编码电路。

1．GJ、GJF、1GJ、2GJ、3GJ、4GJ、5GJ电路

GJ、GJF、1GJ、2GJ、3GJ、4GJ、5GJ电路主要用于构成编码、点灯电路。

对应各闭塞分区均应设一套。

具体见下图2-2。

其中轨道继电器GJ受区段轨道继电器QGJ控制，相当于QGJ的复示继电器。

为防止QGJ在列车运行过程中因轻车跳动或分路不良造成瞬间失去分路而错误吸起的现象，在GJ电路中并接了R、C缓吸电路。

保证了GJ的工作稳定性。

1GJ、2GJ、3GJ、4GJ、5GJ轨道继电器为A1G所设继电器，它们分别受后一区段的GJ、DJ、1GJ、2GJ、3GJ、4GJ轨道继电器控制。

当后一区段无车且灯丝完好时，后一区段即A2G的轨道继电器GJ、灯丝继电器DJ吸起，控制本区段即A1G的1GJ吸起，当后二区段无车，后一区段（A2G）的1轨道继电器1GJ吸起，控制本区段（A1G）的2GJ吸起。

同理，本区段（A1G）的3GJ、4GJ、5GJ轨道继电器则分别由后一区段（A2G）的2GJ、3GJ、4GJ条件控制，有车吸起无车落下。

由此可见，本区段（A1G）1GJ、2GJ、3GJ、4GJ、5GJ的吸起、落下分别反映了后一、二、三、四、五个区段的空闲状态。

各闭塞分区发送盘FS即可根据本区段的1GJ、2GJ、3GJ、4GJ、5GJ状态进行编码，各区间信号点即可根据1GJ、2GJ、3GJ、4GJ、5GJ状态控制点灯电路，开放相应信号。

图2-21GJ～5GJ、GJ、GJF电路图

2．一般信号点编码电路

一般信号点编码电路由后五个闭塞分区空闲状态条件构成。

后五个闭塞分区空闲状态可分别用1GJ、2GJ、3GJ、4GJ、5GJ轨道继电器接点反映，电路见图2-3区间信号点电路。

图2-3中1GJ、2GJ、3GJ、4GJ、5GJ分别为反映后一区段、后二区段、后三区段、后四区段、后五区段灯丝完好及区段空闲的轨道继电器。

其中4GJ、5GJ用于列车超速防护设备。

1GJ、2GJ、3GJ用于提供信号机显示信息。

当后一区段有车时，1GJ落下，+24-1与HU码端相连。

FS盘产生由HU码调制的移频信号送往轨道，后一区段无车时，1GJ吸起，此时若后二区段有车，则2GJ落下，+24-1与U码端相连，FS盘产生由U码调制的移频信号送往轨道，表明列车运行前方只有一个区段空闲。

依次类推。

区间一般信号点编码电路，在双线双向且反向按自动站间运行时，当QZJ方向继电器落下，应向区间发送固定低频码移频信号。

所以编码电路中由QZJ落下接点将+24-1与F端连线，在反向运行时向轨道发送27.9HZ移频信号，机车收到此信号点机车信号白灯。

图2-3区间信号点电路

3．三接近区段编码电路

三接近区段编码电路不同于区间一般信号点编码电路，该区段的前方信号机为

进站信号机，前方区段为车站。

所以根据进站信号机显示状态进行编码，三接近区段发送编码电路见图2-4.

进站信号机关闭时，LXJF落下。

+24-1端经QZJ落下、YXJF落下与HU码端相

连，向三接近区段发送HU码调制的移频信号。

进站信号机开放引导信号时，LXJF落下、YXJF吸起，则+24-1端HB码端相

连，FS盘输出HB码调制的移频信号。

进站信号机开一个黄灯信号，LXJF吸起、ZXJF吸起、X1LXJF落下+24-1与U码端相连。

进站信号