沈阳 JTCZ机车信号用户手册.docx
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沈阳JTCZ机车信号用户手册
用户手册
JT1-CZ2000型
机车信号车载系统
生产许可证号：
REAC2005-00123
沈阳铁路信号工厂
JT1-CZ2000型机车信号车载系统
用户手册
沈阳铁路信号工厂
2007年1月23日
1、概述…………………………………………………………1
2、系统设备构成………………………………………………1
3、主要技术条件………………………………………………5
4、结构特征及工作原理………………………………………9
5、航插信号定义………………………………………………23
6、设备的外形尺寸及安装要求………………………………27
7、系统电器连接………………………………………………29
8、供货范围……………………………………………………32
9、试验与调试…………………………………………………34
10、使用与维护………………………………………………34
11、记录器时钟芯片校准器说明……………………………37
12、机车信号远程监测与诊断系统简介……………………39
13、运输和贮存………………………………………………40
1概述
为满足机车信号主体化和不断提高的列车运行速度的要求，北京交大总结了机车信号十多年来推广运行的经验，对现有机车信号车载系统进行了大量的改进，推出了JT-C系列机车信号车载系统（即JT1-CZ2000型机车信号车载系统），使机车信号车载系统更加安全、稳定、可靠、可用、可维。
其主要特点如下：
a）系统采用成熟的DSP技术、“二乘二取二”容错安全结构和安全点灯电源
等先进技术。
b）系统全面采用压接工艺
设备内电路板与出线间采用WAGO端子，出线与航插、设备外电缆与航插
间用可压接的国军标航插，（GJB2889，《XC系列高可靠小圆型线簧孔电连接器》）全部用压接工艺。
（注意：
航空插头不允许带电插拔）
c）系统统一采用一体化机箱
统一采用一体机箱，三个厂家的插件可互换，插件面板采用带导电压片的4U标准件，插件宽的R数统一，插件面板有明确的工厂标识。
d）载频切换（上下行）开关和模式开关与显示器一体化。
e）设计远程检测与诊断系统DTU（终端盒）。
f）设计转接盒
用于临时更换设备保持通用以及测试环境的兼容，“新一体化主机+转接盒”可在不变更原主体化电缆条件下替换原“主体化主机+带电源接线盒”。
g）主机板增加接收极频、单轨条移频及接收线圈断线检测功能。
h）记录板增加USB口输出功能并采用工业级CF卡（标配512M）。
i）电源2板增加了光电开关和SF48S12-10W电源模块，用于给DTU供电。
2系统设备构成
JT1-CZ2000型机车信号车载系统由以下几部分构成：
JT1-CZ2000型机车信号主机（含机车信号记录器）、双面八显示机车信号机、机车信号双路接收线圈等。
其系统设备构成图见图2-1。
图2-1JT1-CZ2000型机车信号车载系统设备构成图
2.1设备的型号及名称
表2-1JT1-CZ2000型机车信号车载系统设备名称
序号
型号
名称
备注
1
JT1.Z
机车信号主机
与带电源接线盒一体化
2
J.XS-8
双面八显示机车信号机
LED型
3
JT1.JS-II
机车信号双路接收线圈
4
JT1.HJ-II
接收线圈免维护接线盒
2.2设备代号含义表2-2设备代号含义
序号
代号
含义
1
J
机车信号、接收线圈
2
T
通用
3
C
车载系统设备
4
Z
主机
5
X
信号机
6
S
双面、双路
2.3设备外形尺寸表2-3设备外形尺寸
序号
名称
外形尺寸mm
长
宽
高
1
机车信号主机
335±1
283±1
221±1
2
双面八显示机车信号机
446±1
100±1
119±1
2.4系统主要部件及功能简介
2.4.1主机
通过对接收的信号进行处理、解码、译码得到机车信号信息，并把它输出到机车信号机，同时把机车信号信息输出给监控装置作为控车的基本条件。
具有USB输出的记录器对机车信号的运行状态和地面信息进行记录。
同时可接收运行监控记录器的TAX2箱输出的列车定位等信息。
JT1-CZ2000型机车信号车载系统采用DC110V（或DC75V）供电，功耗为40W。
其电源板输出为双路48V，其中一路输出常有，供给机车信号主机工作；另一路为由主机动态方波驱动的点灯电源输出。
当主机出现故障时，动态方波消失，点灯电源也停止输出，防止了信号输出升级的可能性。
图2-2JT1-CZ2000型机车信号主机
2.4.2双面八显示机车信号机
机车信号机采用LED作为发光体，其供电电压为DC48V，功耗为6W。
它与载频切换（上下行）开关和UM71模式选择开关一体化设计。
它除了显示色灯信号外还提供了操作端显示、上下行显示、UM71模式显示和UM71或ZPW2000制式显示。
它巧妙的结构设计极易于LED灯的更换和维护。
图2-3双面八显示机车信号机
2.4.3双路接收线圈
它安装在机车转向架前端，通过与钢轨的电磁耦合接收钢轨上的信号，然后传送给机车信号车上主机。
接收线圈内部为双路冗余线圈，保证在一路接收线圈断线，或中间连线故障而使主机无法接收到地面信号时，另一路接收线圈保证机车信号主机仍能正常译码输出。
它分为长杆、短杆、带接线盒和不带接线盒。
图2-4双路接收线圈
2.5系统故障安全措施
a）主机采用二取二的安全结构：
译码结果必须双机比较一致，输出反馈检查必须双机比较一致，防止单机出现故障而影响安全。
b）并口输出在原来机车信号的输出关断基础上，又增加由第二个CPU控制大电流接点继电器关断输出，以及由第二个CPU进行动态控制的动态点灯安全电源，克服原来的输出回路完全粘连的故障可能。
c）串口输出通过反馈比较检查获得，如果比较结果不一致，关断串口输出4秒。
2.6系统可靠性措施
JT1-C2000注重提高车载设备系统可靠性，采取多种措施对以往相对薄弱处
进行改进。
a）采用双路接收线圈，当一路线圈、线圈电缆、接插件、前后端接收线圈
切换电路等故障时，另一路接收线圈仍可维持系统工作，从而提高可靠性。
b）采用双路的110V/50V的供电电源给接收主机和显示器供电。
c）新的LED显示信号机，比灯丝灯泡信号机可靠性高。
d）采用隔离放大器，排除了原变压器磁性材料电气特性离散性差，引线断
线等问题。
e）采用新型军品卡口冷压航空插头，杜绝了原来焊接和螺纹造成的问题。
f）采用WAGO接线端子，减少了引线故障。
g）取消了原来的电源接线盒，电源和主机一体化，减少了中间环节，改善
了电磁兼容特性，提高了抗车上恶劣电磁环境干扰的水平。
JT1-CZ2000车载系统满足TB/T3021-2001《铁道机车车辆电子装置》中电磁兼容有关要求。
2.7系统的功能
a）接收功能
系统可接收25Hz、50Hz交流计数制式信号；可接收电化区段或非电化区段的1.9模式、新标准（TB/T3060-2002）和单轨条等移频制式的信号；可接收1.9模式的极频信号；可接收广深线、新标准（TB/T3060-2002）UM71制式的信号；可接收UM2000和ZPW2000制式信号。
其输入输出信息见表2-4。
b）输出功能
系统设有并口输出和串口输出。
并口输出提供8位机车信号显示输出信号、3位速度等级信号、1位过绝缘节信号、1位制式区分信号。
过绝缘节信号在交流计数短周期（1.6S）；移频550Hz、650Hz；UM71或ZPW2000型1700Hz、2000Hz信号时为0（低电平）。
在交流计数长周期（1.9S）；移频750Hz、850Hz；UM71或ZPW2000型2300Hz、2600Hz信号时为1（高电平）。
制式区分信号在收到UM71或ZPW2000信号时为1（高电平脉动）；在收到非UM71或ZPW2000信号时为0（低电平）。
系统具有CAN总线或RS485串行输出口，可与监控设备进行大量信息传输。
表2-4输入信息和输出信息表
输入信息
输出信号
TB/T3060-
2002移频
“1.9”
移频
交流
计数
ZPW2000
广深
UM71
信号显示
SD
1
SD
2
SD
3
Hz
Hz
Hz/代码
Hz
22.4
BS白闪
1
1
0
无码
无码
无码
无码
无码
B白
0
0
1
22.4/L6
L绿
1
1
0
21.3/L5
L绿
1
1
0
23.5/L4
L绿
1
1
0
9.5
9.5
10.3/L3
11.4
L绿
1
1
0
8.5
8.5
12.5/L2
12.5
L绿
1
0
1
13.6
L绿
0
1
0
11
11
绿码
11.4/L
16.9
L绿
0
0
1
9
LU绿黄
1
1
0
14.7
LU绿黄
1
0
1
12.5
LU绿黄
0
1
0
13.5
13.5
13.6/LU
10.3
LU绿黄
0
0
1
12.5
黄码
15.8/LU2
U黄
1
0
1
15
15
16.9/U
U黄
0
1
0
18.5
15.8
U黄
0
0
1
17.5
17.5
20.2/U2S
U2S黄2闪
1
0
1
16.5
16.5
14.7/U2
18
U2黄2
0
0
1
双黄码
19.1
UU双黄
1
0
1
22.5
UU双黄
0
1
0
21.5
21.5
19.1/UUS
UUS双黄闪
1
0
1
20.2
UUS双黄闪
0
0
0
20
20
18/UU
UU双黄
0
0
1
24.5
24.6/HUS
HUS红黄闪
1
0
1
23.5
HU红黄
1
1
0
24.6
HU红黄
1
0
1
24.5
HU红黄
0
1
0
26
26
红黄码
26.8/HU
26.8
HU红黄
0
0
1
23.5
29/H
29
H红
1
0
0
无码
无码
无码
无码
无码
H红
0
0
1
3主要技术条件
3.1工作环境
正常使用条件，设备在下列环境条件下应能可靠工作：
a）大气压力74.8kPa～106kPa（海拔高度不超过2500m）；
b）机车内部空气温度为-25℃～+45℃，设备应考虑直接邻近电子元件处的空气温度可能在-25℃～+70℃之间变化。
车外温度为-40℃～+70℃。
设备允许在不低于-40℃的环境中存放；
c）最湿月月平均最大相对湿度不大于90℅（该月月平均最低温度为25℃）；d）设备应能承受使用时的振动和冲击而无损坏或故障；
e）除接收线圈外，设备应安装在能防止风、沙、雨、雪直接侵入的车体内。
3.2设备由机车直流电源供电，额定电压为DC110V，电源波动范围为77V～138V。
特殊使用条件，应由用户与研制、生产方协商决定采取特殊措施。
3.3适用的轨道电路制式
3.3.1设备应能通用的轨道电路制式有：
a）ZPW-2000系列（包括UM71系列，下同）；
b）移频（18信息、8信息、4信息）；
c）交流计数和微电子交流计数（25Hz、50Hz）。
3.3.2根据用户需求，可适用UM2000等其他轨道电路制式。
3.4机车信号输入及输出信息应符合表2-4的规定，其中SD1、SD2、SD3为3位速度等级编码输出。
3.5设备应提供过绝缘节信息JY，当接收信号载频为750Hz，850Hz，2300Hz，2600Hz或交流计数长周期（1.9s）时，JY为高电平，其余为低电平。
3.6设备应提供接收的制式信息ZS，当ZS为高电平脉动时表示ZPW-2000系列或UM2000制式，低电平时表示其他制式。
3.7机车信号灵敏度
3.7.1设备按表3-1所示的机车信号灵敏度（钢轨短路电流）值，应能正确地接收ZPW-2000系列信息，其输出应符合表2-4的规定。
表3-1ZPW-2000系列钢轨最小短路电流及机车信号灵敏度
载频（Hz）
1700
2000
2300
2600
钢轨最小短路电流mA
500
500
500
450
机车信号灵敏度（钢轨短路电流值）mA
310±31
275±28
255±26
235±24
主机电压值mV
100±10
100±10
100±10
100±10
3.7.2设备按表3-2所示的机车信号灵敏度（钢轨短路电流）值，应能正确地接收移频信息，其输出应符合表2-4的规定。
表3-2移频制式钢轨最小短路电流及机车信号灵敏度值
载频（Hz）
550
650
750
850
电化
区段
钢轨最小短路电流mA
150
120
92
66
机车信号灵敏度（钢轨短路电流值）mA
113±11
90±9
69±7
50±5
主机电压值mV
15.9±1.6
14.6±1.5
12.4±1.2
10.0±1.0
非电化区段
钢轨最小短路电流mA
50
40
33
27
机车信号灵敏度（钢轨短路电流值）mA
40±4
32±4
26±3
22±3
主机电压值mV
5.6±0.6
5.1±0.5
4.7±0.5
4.5±0.5
3.7.3设备按以下机车信号灵敏度（钢轨短路电流）值，应能正确的接收交流计
数（含微电子交流计数）信息，其输出应符合表2-4的规定。
a）对非电化区段50Hz交流计数的机车信号灵敏度的钢轨短路电流值为0.75A±0.15A；
b）对电化区段25Hz交流计数的机车信号灵敏度的钢轨短路电流值为1.05A±0.1A。
3.8应变时间
3.8.1设备接收ZPW-2000系列信息时，应变时间应不大于表3-3所规定的时间。
表3-3ZPW-2000系列应变时间表
低频信息Hz
10.3
11.4
12.5
13.6
14.7
15.8
16.9
18
19.1
应变时间s
2.0
2.0
1.9
1.7
1.6
1.5
1.4
1.3
1.2
低频信息Hz
20.2
21.3
22.4
23.5
24.6
26.8
29
有信息到无信息
应变时间s
1.2
1.2
1.0
1.0
1.0
0.9
0.8
4
3.8.2设备接收移频信息时，其应变时间为：
转换为L、LU时的应变时间应不大于2s，其他不大于1.5s；从有信息到无信息的应变时间应不大于4s。
3.8.3设备接收交流计数信息时，应变时间应不大于7s，从L、U、UU信息到无信
息的应变时间不大于9s，从HU信息到无信息的应变时间不大于7s。
3.8.4接收信息从其他制式转为移频或ZPW-2000系列时，信号显示的应变时间
不大于2s；接收信息从其他制式转为交流计数时，信号显示的应变时间符合3.8.3条的规定。
3.9设备的整机返还系数应不小于75%。
3.10在地面未全面具备由25.7Hz信息控制机车信号载频自动锁定或切换的情况
下，设备由25.7Hz信息实现的载频自动锁定或切换，按自动锁定或切换和既有手动切换并存的过渡模式工作。
3.11设备在开机后按照载频选择（上下行）开关设定状态工作。
3.12在地面提供载频切换信息码时（信息码的时间应不小于2s），设备应自动实现载频锁定或切换，其功能应符合表3-4规定。
表3-4载频切换信息码使用规定
标号
载频及低频
功能
D1
1700-1,25.7Hz
设备锁定接收1700Hz
D2
2000-1,25.7Hz
设备锁定接收2000Hz
D3
2300-1,25.7Hz
设备锁定接收2300Hz
D4
2600-1,25.7Hz
设备锁定接收2600Hz
S1
1700-2,25.7Hz
设备切换到接收1700/2300Hz
S2
2000-2,25.7Hz
设备切换到接收2000/2600Hz
S3
2300-2,25.7Hz
设备切换到接收1700/2300Hz
S4
2600-2,25.7Hz
设备切换到接收2000/2600Hz
3.13收到UU/UUS码，可以接收载频切换信息码，并进行相应载频锁定；如果没有接收到载频切换信息码，按照载频选择（上下行）开关进行信息接收。
3.14在接收ZPW-2000系列信息时，如果设备处于载频锁定或自动切换状态，机车信号掉码大于10s后，恢复按照载频选择（上下行）开关进行信息接收。
3.15载频切换开关应设载频切换结果指示灯，指示切换后的载频组（1700Hz
和2300Hz为1组载频，2000Hz和2600Hz为2组载频），用稳定灯光指示人工操作后的载频切换结果，用闪烁灯光指示自动载频切换后的结果。
3.16主机直流输出信息的指标
a）直流电压：
35V～60V为高电平（“1”），低于10V为低电平（“0”）；b）输出信息驱动能力：
12mA～20mA，内阻不大于200Ω，杂音电压小于5％。
3.17记录器累计连续记录状态信息的时间不低于70小时，原始波形累计记录时间不低于8小时。
3.18记录器开关量采集接口输入阻抗应不小于30KΩ、接收线圈信号采集输入阻抗应不小于200kΩ。
3.19机车信号机的颜色自上而下分别为：
绿、半绿半黄、黄、黄2（黄色印“2”
字）、半黄半红、双半黄、红、白八种。
3.20在表3-5所示的钢轨短路电流和频率下，串联后每路接收线圈应达到规
定的电压。
当一路接收线圈开路时，另一路的接收电压变化不大于15%。
表3-5接收线圈的频率响应
频率（Hz）
25
550
650
750
850
1700
2000
2300
2600
钢轨短路电流mA
1050
113
90
69
50
310
275
255
235
接收电压mV
9.3±7.5%
15.9±7.5%
14.6±7.5%
12.4±7.5%
10.0±7.5%
100±7.5%
100±7.5%
100±7.5%
100±7.5%
3.21单个接收线圈的每路电感应不小于60mH；直流电阻应不大于8Ω；品质
因数应不小于5.5。
3.22设备安装使用的电缆应符合TB/T1484.1-2001《第1部分：
额定电压3kV及以下电缆》相关要求。
3.23机箱应可靠接地，连接电缆应采用屏蔽电缆，屏蔽层应单点接地。
3.24JT1-CZ2000型机车信号主机的平均无故障时间（MTBF）不低于106h，车载设备使用寿命为8年。
3.25设备采用双套主机热备，工作机故障时自动切换到备用机，切换时间应不大于0.5s。
工作机和备用机都应有工作正常或故障表示。
3.26设备应满足“故障-安全”原则，主机采用二乘二取二结构。
车载系统设备的安全度等级（SIL）要求参照IEC61508标准规定的4级。
3.27在轨道回流为1000A、不平衡系数10%的电气化区段，设备应能正确译码。
对于特殊区段，抗电气化干扰的能力应根据实际要求确定。
3.28绝缘电阻
a）在标准大气条件下测试的绝缘电阻应不低于25MΩ；
b）经过交变湿热试验后，潮湿绝缘电阻应不低于0.75MΩ。
3.29绝缘耐压
试验采用50Hz/1000V有效值的交流电压，漏电流不大于5mA，历时1min。
通过逐渐升压，将试验电压加到引线端子与机壳之间，应无击穿或闪络现象。
本试验只允许一次，重复试验时的电压为原试验电压值的80%。
3.30低温
车内设备在－25℃、车外设备在－40℃的条件下，机车信号主机工作性能应符合相关技术条件的规定，接收线圈性能应符合相关技术条件的规定。
3.31低温存放
设备在－40℃的条件下存放后，机车信号主机工作性能应符合相关技术条件的规定，接收线圈性能应符合相关技术条件的规定。
3.32高温
设备在70℃的条件下，机车信号主机工作性能应符合相关技术条件的规定，接收线圈性能应符合相关技术条件的规定。
3.33交变湿热
设备经交变湿热试验后，应符合相关技术条件的规定。
3.34振动和冲击
设备按TB/T3021－200112.2.1的规定进行振动和冲击试验后，机车信号主机工作性能应符合相关技术条件的的规定，接收线圈性能应符合相关技术条件的的规定。
3.35机车信号进行电磁兼容、防水、盐雾试验后，其工作性能应符合相关技术条件的规定。
3.36高温老化
机车信号主机进行48小时60℃±2℃高温老化试验后，其工作性能应符合相关技术条件的规定。
4结构特征及工作原理
4.1主机
4.1.1主机结构
主机采用合体式六槽机箱结构，自左向右分别为记录器插板、主机板A插板、主机板B插板、连接板、电源板1和电源板2。
如图4-1所示。
面板宽度依次是：
10R、6R、6R、10R、10R、8R。
图4-1主机前面板示意图
主机的电缆连接插座共8个：
分别是X26、X27、X28、X22、X23、I-SZ、II-SZ、LX22，如图4-2所示；测试座插LX301个，在电源板1上，插座描述见表4-1。
图4-2主机后航空插座示意图
表4-1主机航空插座列表
设备
编号
功能
芯数
型号
键位
机
车
信
号
主
机
X26
110V电源、接收线圈
24
XC27F24Z1D1
N
X27/X28
灯线
19
XC24F19Z1D1
N
X22
监控装置
24
XC27F24Z1D1
W
X23
主机串口
19
XC24F19Z1D1
W
I-SZ
模式开关、上下行、备用
19
XC24F19Z1D1
X
II-SZ
模式开关、上下行、备用
19
XC24F19Z1D1
Y
LX22
升级会员 