信號微機監(jiān)測系統(tǒng)畢業(yè)設計論文

1、<p><b>　　摘　　要</b></p><p>　　信號微機監(jiān)測是在檢測技術和計算機發(fā)展的基礎上出現(xiàn)的新型監(jiān)測技術。發(fā)展微機監(jiān)測系統(tǒng)有利于查找故障原因，縮短故障排除原因，提高運行效率。信號微機監(jiān)測系統(tǒng)應用計算機和信息采集機實時監(jiān)測各種信號設備。通過監(jiān)測并記錄信號設備的主要運行狀態(tài)，為電務部門掌握設備的當前狀態(tài)和進行事故分析提供科學依據(jù)。信號微機監(jiān)測系統(tǒng)由車站系統(tǒng)、車間機、電務

2、段管理系統(tǒng)、上層網(wǎng)絡終端（包括路局、鐵道部監(jiān)測終端），以及廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)組成。</p><p>　　本設計所選站場為一個虛擬車站——大漠站的上行咽喉，設計有信號平面布置圖，該圖能正確反映電氣集中室外主要設備的布置情況；組合連接圖和排列表，繪制組合連接圖，運用特有組合架的排列方法來編制組合排列表；還對信號微機監(jiān)測對象中的軌道電路、道岔及區(qū)間信號進行了研究。為適應新設備要求，采用了統(tǒng)一的技術標準，確定了信號微機監(jiān)

3、測系統(tǒng)的主要技術要求、性能及系統(tǒng)功能。為了適應新信號設備要求，本課題在微機監(jiān)測系統(tǒng)采用了新技術，提高了監(jiān)測精度和設備可靠性，使監(jiān)測系統(tǒng)能準確判斷信號設備的故障部位和違章操作帶來的事故隱患，對信號設備的運行狀況進行實時監(jiān)測，能及時發(fā)現(xiàn)隱患，及時報警。</p><p>　　圖紙設計滿足信號采集硬件電路原理，設計方法和設計過程滿足鐵路信號設計規(guī)范。</p><p>　　關鍵詞：鐵路信號；微機監(jiān)測

4、；提速區(qū)段；軌道電路；道岔</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Maintenance and monitoring is the monitoring technology based on the development of testing and the computer technologies. The develop

5、ment of microcomputer supervision system is advantageous to tracking down the causes of breakdowns, shortening the time for removing obstacles, heightening train traffic efficiency. The Maintenance and Monitoring System

6、(MMS) applies computers and information collection equipments to the real-time supervision of various signal equipments, providing the Communicati</p><p>　　The design of the station as a virtual station-Damo

7、 station in the ascending pharyngeal, design a signal layout, the figure can correctly reflect the electric centralized outdoor main equipment arrangement. Combination of connected graph and list, drawing combination con

8、nected graph, the use of the unique combination of frame alignment method to prepare a combined list row. Also on the-maintenance and monitoring objects in track circuit, switch and interval signal are studied. In order

9、to adapt </p><p>　　Drawings of the design meet the electric interlocking system principle, and design method, and design process meets the code for design of railway signaling.</p><p>　　Key Word

10、s: Railway signaling, Maintenance and monitoring, Speed section, Track circuit, Switch</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘　　要I</b></p><p>　　AbstractII<

11、/p><p>　　目 錄III</p><p><b>　　1 緒論5</b></p><p>　　1.1 課題背景與意義5</p><p>　　1.1.1 課題背景5</p><p>　　1.1.2 課題意義5</p><p>　　1.2 課題研究現(xiàn)狀2&l

12、t;/p><p>　　1.3 本課題的研究內(nèi)容與目標2</p><p>　　1.3.1 課題的研究內(nèi)容2</p><p>　　1.3.2 課題的研究目的3</p><p>　　2 信號平面布置圖4</p><p><b>　　2.1 概述4</b></p><p>　

13、　2.2 信號機的布置4</p><p>　　2.2.1 進站信號機4</p><p>　　2.2.2 出站信號機4</p><p>　　2.2.3 調車信號機4</p><p>　　2.3 警沖標和信號機坐標5</p><p>　　3 組合連接圖和排列表6</p><p>　　3

14、.1 繼電器組合類型6</p><p>　　3.2 選用繼電器組合6</p><p>　　3.2.1 進站信號機和接車進路信號6</p><p>　　3.2.2 出站信號機和發(fā)車進路信號6</p><p>　　3.2.3 調車信號機6</p><p>　　3.2.4 道岔7</p><p

15、>　　3.2.5 道岔區(qū)段7</p><p>　　3.3 組合連接圖7</p><p>　　3.4 組合排列表8</p><p>　　3.4.1 組合架的編號8</p><p>　　3.4.2 提速區(qū)段增設的組合8</p><p>　　4 網(wǎng)絡結構和站內(nèi)硬件結構9</p><p&g

16、t;　　4.1 網(wǎng)絡結構9</p><p>　　4.2 站內(nèi)硬件結構9</p><p>　　5 道岔的監(jiān)測11</p><p>　　5.1 道岔動作電流的監(jiān)測11</p><p>　　5.1.1 監(jiān)測點11</p><p>　　5.1.2 道岔動作電流采樣模塊11</p><p>　

17、　5.1.3 道岔動作電流監(jiān)測原理11</p><p>　　5.2 信號微機監(jiān)測1DQJ接點的監(jiān)測11</p><p>　　5.3 信號微機監(jiān)測2DQJ位置狀態(tài)的監(jiān)測12</p><p>　　5.4 道岔定位/反位表示信號的采集12</p><p>　　5.5 鎖閉繼電器第8組接點封連的監(jiān)測12</p><p&g

18、t;　　6 軌道電路和區(qū)間信號的監(jiān)測14</p><p>　　6.1 軌道電路的監(jiān)測14</p><p>　　6.1.1 監(jiān)測點14</p><p>　　6.1.2 信號采集14</p><p>　　6.1.3 軌道電路隔離采樣原理14</p><p>　　6.2 區(qū)間信號的監(jiān)測15</p>

19、<p>　　6.2.1 區(qū)間信號機點燈狀態(tài)的監(jiān)測15</p><p>　　6.2.2 區(qū)間移頻送端功率輸出電壓的監(jiān)測15</p><p>　　6.2.3 區(qū)間移頻軌道電路受端電壓的監(jiān)測16</p><p>　　6.2.4 站內(nèi)電碼化監(jiān)測16</p><p><b>　　結　　論18</b></p

20、><p><b>　　致　　謝19</b></p><p><b>　　參考文獻20</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　信號微機監(jiān)測系統(tǒng)是保證行車安全、加強信號設備結合部管理、監(jiān)測鐵路信號運用質量的重要行車設備。信號微機監(jiān)測是電務安全的“

21、黑匣子”，是信號維修技術的重要突破，是信號維修體制改革的重要技術支撐，是信號設備實現(xiàn)“狀態(tài)修”的必要手段，也是信號技術向高技術、高可靠和網(wǎng)絡化、數(shù)字化和智能化發(fā)展的重要標志之一。</p><p>　　1.1 課題背景與意義</p><p>　　1.1.1 課題背景</p><p>　　信號微機監(jiān)測系統(tǒng)是隨著計算機技術的發(fā)展而發(fā)展的，是經(jīng)過十幾年艱苦探索發(fā)展起來的。在

22、1985年部分鐵路局開始以當時的計算機技術為支持研制信號微機監(jiān)測系統(tǒng)。到了1996年，研制單位已達20多家，而且已經(jīng)有100多個車站配備了微機監(jiān)測系統(tǒng)。相對現(xiàn)階段而言，這個初期階段的微機監(jiān)測系統(tǒng)由于受技術、經(jīng)濟等方面的限制，技術陳舊，精度不高，可靠性差；各局自行研制，缺乏統(tǒng)一標準；各局基本獨立，很少集中聯(lián)網(wǎng)。</p><p>　　隨著時間的推移和科技的進步，信號微機監(jiān)測技術不斷發(fā)展，并且得到了鐵道部領導的高度重視

23、。1997年鐵道部兩次組織有關專家對信號微機監(jiān)測系統(tǒng)進行了大規(guī)模調查研究，并在此基礎上，研制了技術原則，組織了聯(lián)合攻關。由各研制單位組成的聯(lián)合攻關組，在近六個月的努力下研制開發(fā)了第一代TJWX型信號微機監(jiān)測系統(tǒng)，并且在五大干線推廣應用，為監(jiān)督電務設備運用狀態(tài)及鐵路運輸安全做出了貢獻。</p><p>　　正是第一代TJWX型信號微機監(jiān)測系統(tǒng)在現(xiàn)場的推廣應用，使得鐵道部和各鐵路局對信號微機監(jiān)測系統(tǒng)有了新的認識[1]

24、。</p><p>　　1.1.2 課題意義</p><p>　　信號微機監(jiān)測系統(tǒng)研制外在動力是計算機技術的高速發(fā)展，內(nèi)在動力是安全生產(chǎn)的需要，是鐵路信號技術自身發(fā)展的需要，是信號維修制改革的需要。</p><p>　　(1) 信號微機監(jiān)測系統(tǒng)使信號設備具有了自診斷功能，從而大幅度提高了信號系統(tǒng)的安全性。</p><p>　　(2) 信號微機

25、監(jiān)測系統(tǒng)能在信號設備運行的全部時間內(nèi)，全天候反應設備運用狀態(tài)，能發(fā)現(xiàn)潛伏性故障，排除事故隱患。</p><p>　　(3) 信號微機監(jiān)測系統(tǒng)運用計算機技術，通過邏輯判斷，有利于捕捉瞬間故障和間歇故障通過回放再現(xiàn)，有利于分析故障，分清責任。</p><p>　　(4) 信號微機監(jiān)測系統(tǒng)能夠掌握信號設備工作狀態(tài)和變化趨勢，是推行信號設備狀態(tài)修的技術基礎，為維修決策提供科學依據(jù)。</p&g

26、t;<p>　　(5) 信號微機監(jiān)測系統(tǒng)通過聯(lián)網(wǎng)，將各站信號設備運行信息傳送到車間（鄰工區(qū)）、電務段、鐵路分局、鐵路局、鐵道部，便于指導維修工作，加強生產(chǎn)指揮，實現(xiàn)科學管理。</p><p>　　(6) 信號微機監(jiān)測系統(tǒng)通過監(jiān)督信號設備與電力、車務、工務結合部的有關狀態(tài)，加強結合部的管理[1]。</p><p>　　1.2 課題研究現(xiàn)狀</p><p>

27、;　　TJWX-2000型信號微機監(jiān)測系統(tǒng)，是鐵道部微機監(jiān)測二次聯(lián)合攻關的成果，于2000年10月9日、10日在鄭州召開了技術鑒定會，通過了部級鑒定，并在京哈、京滬、京廣、隴海、蘭新五大干線推廣使用。該系統(tǒng)是由北京全路通信信號研究設計院、鄭州輝煌公司、沈陽鐵路信號工廠等多家單位聯(lián)合開發(fā)的信號設備微機監(jiān)測網(wǎng)絡系統(tǒng)。用于鐵路、城市地鐵信號設備的實時監(jiān)測，將獲得的信息通過下層的CAN網(wǎng)及上層廣域網(wǎng)送至電務段、分局或路局，供有關人員查尋、分析、

28、統(tǒng)計、匯總，為做出及時、正確的維修決策提供科學依據(jù)，是鐵路信號維修管理現(xiàn)代化的必要設備，將為鐵路信號維修體制實現(xiàn)“故障修”到“狀態(tài)修”的改革提供技術基礎。在鐵路信號專家、維護人員和我廠科研開發(fā)人員的共同努力下，TJWX系統(tǒng)不斷優(yōu)化、升級，已形成了包括硬件、軟件、網(wǎng)絡通信等在內(nèi)的系列產(chǎn)品，除了具有鐵道部《信號微機監(jiān)測基本技術原則》所要求的功能外，可針對不同地區(qū)、不同設備制式和資源進行動態(tài)配置，使TJWX系統(tǒng)達到最佳的功能/價格比。<

29、/p><p>　　實際應用中的TJWX系統(tǒng)集現(xiàn)場總線技術、傳感技術、計算機網(wǎng)絡技術和數(shù)據(jù)通信技術為一體，在軟件模塊化結構的基礎上，又實現(xiàn)了硬件“積木式”結構設計，具有機柜式集中安裝和小分機分散安裝兩種方式，充分適應了現(xiàn)場的安裝空間。系統(tǒng)體系上采用高可靠隔離技術使系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性、抗干擾能力、可靠性都上了一個新臺階。它的廣泛應用必將使鐵路信號設備的維護、管理水平提高到一個新的層次。</p><p

30、>　　1.3 本課題的研究內(nèi)容與目標</p><p>　　1.3.1 課題的研究內(nèi)容</p><p>　　本論文主要分兩部分，第一部分為緒論，主要對信號微機監(jiān)測系統(tǒng)進行概述，第二部分為設計部分，主要是對設計圖紙的說明。</p><p>　　第二部分是對信號平面布置圖、組合連接圖和排列表、網(wǎng)絡結構和站內(nèi)硬件結構圖、道岔的監(jiān)測采樣原理圖、軌道電路和區(qū)間信號的監(jiān)測

31、采樣原理圖的分析。</p><p>　　1.3.2 課題的研究目的</p><p>　　根據(jù)了解信號微機監(jiān)測系統(tǒng)的結構、原理、功能和技術標準，掌握信號微機監(jiān)測系統(tǒng)信息采集硬件電路設計的方法，來設計大漠站微機監(jiān)測系統(tǒng)采集電路設計中的室外設備。主要完成對軌道電路、道岔轉轍機等室外設備信息采集電路，并根據(jù)信息采集硬件電路原理繪制完成一系列相關設計圖。</p><p>&l

32、t;b>　　2 信號平面布置圖</b></p><p><b>　　2.1 概述</b></p><p>　　本設計所選站場為大漠站上行咽喉，該站是提速區(qū)段的一個中間站，根據(jù)提速區(qū)段的要求，正線上的轉轍設備均采用S700K型三相交流轉轍機；牽引方式為電氣化牽引，區(qū)間通過信號機為三燈四顯，采用ZPW-2000A制式。針對站內(nèi)的集中聯(lián)鎖區(qū)進行初步設計，包

33、括信號機布置、軌道區(qū)段劃分、轉轍機的設置等。</p><p>　　本設計大漠站為雙線四股道車站，上行咽喉共設置信號機10架，其中，進站信號機2架，出站信號機4架，其余為調車信號機。根據(jù)道岔類型，站內(nèi)轉轍機選用S700K型交流電動轉轍機。</p><p>　　2.2 信號機的布置</p><p>　　2.2.1 進站信號機</p><p>　　

34、為了對由區(qū)間駛向車站內(nèi)方的接車進路進行防護，在每一方向的進站口道岔外方，列車運行前方方向的線路左側，均應設置進站信號機。進站信號機應設在距進站道岔尖軌端不少于（順向為警沖標）50m的地點，如因調車作業(yè)或制動距離的需要，一般不超過400m。</p><p>　　進站信號機的命名是按運行方向，上行用S、下行用X表示。若在車站的一端有多個方向的線路引入，則在S或X的右下角綴上該信號機所屬區(qū)間線路名稱的漢語拼音字頭。&l

35、t;/p><p>　　2.2.2 出站信號機</p><p>　　為了禁止或準許列車由車站開往區(qū)間，在車站的正線和到發(fā)線上，應裝設出站信號機。出站信號機有兩個及其以上的運行方向，而信號顯示不能分別表示進路方向時，應在信號機上裝設進路表示器。</p><p>　　出站信號機使用在正線上、線群上或具有高速通過的線路上時應設高柱型，其顯示距離不得小于800m。設置在側線上的出

36、站信號機可用矮型，其顯示距離不得小于200m。</p><p>　　對出站信號機的命名，上行用S、下行用X表示，再在文字的右下角綴上所屬的股道號。</p><p>　　2.2.3 調車信號機</p><p>　　調車信號機是為集中區(qū)內(nèi)進行調車作業(yè)而設置的一種信號機。調車作業(yè)一般是利用牽出線與到發(fā)線、咽喉區(qū)與到發(fā)線之間的線路進行的。調車信號機可分為調車起始信號機、調車

37、折返信號機、調車阻攔信號機這三類，不過并非一架信號機只能起一種作用。</p><p>　　調車信號機的設置特點：股道頭部調車信號機是在股道頭部設置的調度起始信號機；盡頭型調度信號機是在調車場、牽出線、專用線、機待線、機車出入庫線等處設置的調度信號機；咽喉調車信號機是在咽喉區(qū)中間設置的折返和阻攔調車信號機；差置調車信號機是無岔區(qū)段兩端的背向調車信號機，與此對應的是并置調車信號機；單置調車信號機其特點是沒有與其并置的

38、背向信號機，而且內(nèi)、外方的軌道電路區(qū)段都包括有道岔。</p><p>　　調車信號機的命名以“D”表示，再在右下角綴以順序號。調車信號機編號從進站口開始向股道方向順序編號，上行咽喉編為雙號，下行咽喉編為單號[2]。</p><p>　　2.3 警沖標和信號機坐標</p><p>　　電氣集中車站均設有軌道電路，可先按信號機至相鄰兩路側線線路中心最小距離機線路平面條

39、件計算確定其位置。在與信號機位置對應處置絕緣軌縫，距絕緣軌縫中心即信號機內(nèi)方3.5 m處計算確定警沖標位置。但矮型機構不設進路表示器的信號機，應先按警沖標至相鄰兩側線路中心最小距離計算確定其位置后，再于警沖標內(nèi)方3.5m處計算確定信號機位置。按以上確定的絕緣軌縫位置配軌時，一般在道岔后方有一節(jié)非標準短軌[3]。</p><p>　　信號平面圖中要計算出道岔、信號機、警沖標這些設備距信號樓中心的距離，這些坐標是設計

40、后續(xù)圖紙的依據(jù)，需要按照規(guī)定要求計算[4]。</p><p>　　3 組合連接圖和排列表</p><p>　　3.1 繼電器組合類型</p><p>　　繼電器組合就是定型電路環(huán)節(jié)，簡稱組合。它不僅簡化了設計，加快了設計過程，而且可在工廠預先生產(chǎn)，這就大大縮短了工期，使設備盡快地投入運用。</p><p>　　本設計中的定型組合分道岔組合、信

41、號組合和區(qū)段組合三種基本類型。</p><p>　　道岔組合分提速單動道岔組合(TDD)、提速雙動道岔主組合(JSDZ)和提速雙動道岔輔助組合(TDF)三種。</p><p>　　信號組合分六種：調車信號組合兩種，列車信號四種。調車信號組合有調車信號組合(DX)、調車信號輔助組合(DXF)。列車信號組合可分引導組合(YX)、列車信號主組合(LXZ)、列車信號輔助組合(LXF)。</p

42、><p>　　區(qū)段組合(Q)只有一種基本類型。還有一種方向組合(F)和一種電源組合(DY)。方向組合主要是為方向繼電器而設的。電源組合主要有人工解鎖用的繼電器和擠岔用的繼電器等。</p><p>　　3.2 選用繼電器組合</p><p>　　3.2.1 進站信號機和接車進路信號</p><p>　　在雙線單向運行區(qū)段，每架進站信號機選用組合如圖

43、3.1(a)所示。在單線雙向運行區(qū)段，每架進站信號機選用組合如圖3.1(b)所示。當進站信號機內(nèi)方有無岔區(qū)段，并沒有與進站同方向的調車信號機時，每架進站信號機選用組合如圖3.1(c)所示。對接車信號機，應和進路信號機一樣，選用1LXF、YX和LXZ三個組合。</p><p>　　3.2.2 出站信號機和發(fā)車進路信號</p><p>　　當僅有一個發(fā)車方向時，每架進站信號機選用組合如圖3.1

44、(d)所示。若有兩個發(fā)車方向時，每架進站信號機選用組合如圖3.1(e)所示。發(fā)車進路兼調車信號機選用如圖3.1(d)所示組合。</p><p>　　3.2.3 調車信號機</p><p>　　并置和差置的調車信號機，應各選用一個調車組合DX，如圖3.1(f)、(g)所示。對應每架單置調車信號機，除選用一個DX組合外，還應選用半個調車輔助組合DXF，如圖3.1(h)所示。</p>

45、<p>　　圖3.1 怎樣選用信號組合舉例</p><p><b>　　3.2.4 道岔</b></p><p>　　每組單動道岔選用一個DD組合，如圖3.2(a)所示。每組雙動道岔，應選用一個SDZ組合和半個SDF組合，如圖3.2(b)所示。</p><p>　　圖3.2 怎樣選用道岔組合舉例</p><

46、p>　　3.2.5 道岔區(qū)段</p><p>　　每一道岔區(qū)段和列車進路上的無岔區(qū)段，都要選用一個Q組合。對于非列車進路上的無岔區(qū)段，則不選用Q組合。</p><p><b>　　3.3 組合連接圖</b></p><p>　　圖JC-2中除定型組合外，還有一個零散組合。零散組合是根據(jù)站場具體情況設計的一些非定型電路用的組合。而標有“照查

47、”字樣的方框，不是本咽喉區(qū)用的組合，它只表明與另一咽喉的照查條件(在1LXF或2LXF組合內(nèi))由這里引入。</p><p>　　圖JC-2中除注明有組合類型外，還標出了各種定型組合類型圖的圖號。引導組合YX中1表示向左運行，2表示向右運行。區(qū)段組合Q中1表示無岔區(qū)段，2表示有岔區(qū)段。雙動道岔主組合SDZ中I表示為八字第一筆形狀的雙動道岔（撇形道岔），Ⅱ表示為八字第二筆形狀的雙動道岔（捺形道岔），1表示為雙動道岔中

48、的左側道岔，2表示為雙動道岔中的右側道岔[5]。</p><p><b>　　3.4 組合排列表</b></p><p>　　3.4.1 組合架的編號</p><p>　　組合架編號方法如圖3.3所示面對組合架的正面，由前向后順序編排號，每排由左向右編架號。組合架上下分11層，一般從下到上編號為1、2、3、……10,1~10層安裝繼電器組合，每

49、層安裝一個繼電器組合。每個繼電器組合，包括兩個端子板（叫做組合側面端子）和十個繼電器座的位置。第11層作為零層，安裝各種電源端子和接線端子（叫做零層端子）。</p><p>　　圖3.3 組合架的編號方法</p><p>　　上行咽喉的進站口開始，從右向左把各組合按從第1排第11架開始依次往后排，下行咽喉則從最后1排第24架開始依次往前排[5]。</p><p>

50、　　3.4.2 提速區(qū)段增設的組合</p><p>　　(1) 本站兩正線上使用的道岔為提速道岔，每臺轉轍機增設一個提速道岔輔助組合TDF，因此每組雙動道岔共需4個TDF組合。TDF組合集中排列在本咽喉的零散組合之后，按道岔號順序排列，方便維修查找。</p><p>　　(2) 本站為雙線雙向運行，接車口兼做發(fā)車口，反方向運行時為站間閉塞，需辦理改方。每個接車方向需要兩個組合(改方主組合F

51、Z和輔助組合FF)，因此全站4個接車方向共設改變運行方向組合8個和1個總輔助ZF組合，放在組合架的4排1架。</p><p>　　(3) 與四顯示自動閉塞結合的離去繼電器組合、接近軌道繼電器組合分別設在4排2架的1層、2層和3層。每架出站信號機都帶表示器，因此增設3DJ組合，全站共8架出站信號機，共需8個3DJ，放在1個3DJ組合里，設在4排2架的4層。</p><p>　　4 網(wǎng)絡結構和

52、站內(nèi)硬件結構</p><p><b>　　4.1 網(wǎng)絡結構</b></p><p>　　TJWX-2000型信號微機監(jiān)測系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構分為站機（車間機）對段機之間通信的基層網(wǎng)和段機對鐵路分局、鐵路局、鐵道部管理機之間通信的上層網(wǎng)。站機、段機之間的傳輸通道采用冗余自愈技術，能適應多種網(wǎng)絡拓撲結構。電務段服務器負責管理電務段基層網(wǎng)并與上層網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)通信?；鶎泳W(wǎng)與上層網(wǎng)通信采用

53、TCP/IP協(xié)議和統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式。</p><p>　　TJWX-2000型信號微機監(jiān)測系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構是采用串聯(lián)加環(huán)路的方式實現(xiàn)的，即一條線路上的各站僅需要一條通道。在該通道上上站站開口，將沿線各站串聯(lián)在一起，線路末端站在增加一條通道至電務段，使網(wǎng)絡成環(huán)，如圖4.1所示。</p><p>　　圖4.1 微機監(jiān)測網(wǎng)絡結構</p><p>　　TJWX-2000型信號

54、微機監(jiān)測系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構具有以下技術特點：</p><p><b>　　(1) 技術先進。</b></p><p>　　(2) 支持多種傳輸方式，采用樹型網(wǎng)絡拓撲結構，選用多協(xié)議路由器作為廣域網(wǎng)互聯(lián)設備，具有靈活多樣的組網(wǎng)方式。</p><p>　　(3) 具有較強的適應能力，可根據(jù)用戶的需要，為用戶提供靈活使適用的網(wǎng)絡解決方案，而且網(wǎng)絡設備不會

55、因升級而淘汰。</p><p>　　(4) 擴展性方面，選用具有良好開放性的TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議和NT平臺，易于網(wǎng)絡的擴充和升級[1]。</p><p>　　4.2 站內(nèi)硬件結構</p><p>　　車站系統(tǒng)由站機和采集機組成，其中站機實現(xiàn)集中管理，采集機實現(xiàn)集中管理下的分散采集信息。圖4.2為站機和采集機的系統(tǒng)結構圖。</p><p>　　

56、圖4.2 站機和采集機的系統(tǒng)結構</p><p>　　車站系統(tǒng)按不同站場規(guī)模配置采集機數(shù)量，根據(jù)功能要求配置各種類型的采集機。采集機可以集中安裝，也可以分散安裝。</p><p>　　站機由工控機、顯示器、鍵盤、鼠標、UPS電源、打印機等設備組成。站機作為一個車站的集中管理設備，集中處理各采集機的實時信息，并進行顯示和存儲，同時又為操作人員提供人機界面。根據(jù)對信號設備監(jiān)測的結果，人機界面

57、實現(xiàn)車站作業(yè)狀態(tài)及設備運用狀態(tài)的實時顯示和各種數(shù)據(jù)的查詢功能。站機可將本站監(jiān)測信息傳送到服務器，為實現(xiàn)遠程監(jiān)測和管理提供基礎。</p><p>　　站機系統(tǒng)應用軟件是一個多任務系統(tǒng)，其功能是從采集機中取得數(shù)據(jù)，同時完成本站數(shù)據(jù)的處理、存儲和統(tǒng)計，并有站場顯示和操作界面查看所有采集數(shù)據(jù)。</p><p>　　采集機用于在線采集各種信號設備的模擬量或開關量數(shù)據(jù)，對各種數(shù)據(jù)進行預處理，并傳送給站

58、機。</p><p>　　采集機按功能劃分為綜合采集機、道岔采集機、軌道采集機、開關量采集機、區(qū)間采集機和其他專用采集機[1]。</p><p><b>　　5 道岔的監(jiān)測</b></p><p>　　5.1 道岔動作電流的監(jiān)測</p><p><b>　　5.1.1 監(jiān)測點</b></p&g

59、t;<p>　　三相交流電動轉轍機在組合后面選取A、B、C三相動作線。采用開口式道岔動作電流采樣模塊，利用霍爾原理獲得采樣電流。</p><p>　　5.1.2 道岔動作電流采樣模塊</p><p>　　三相交流模塊主要用于提速道岔三相交流電動轉轍機動作電流隔離采樣，模塊外型如圖5.1所示。</p><p>　　圖5.1 三相交流采樣模塊</p

60、><p>　　三相交流采樣模塊為分散安裝，將模塊用樹脂全封閉就近安裝在提速組合里，斷湘保護器DBQ后面。A、B、C三相動作線分別對應穿入3個孔。</p><p>　　5.1.3 道岔動作電流監(jiān)測原理</p><p>　　通過對道岔動作電流的實時監(jiān)測，可分析判斷道岔轉載機的電氣特性、時間特性和機械特性。</p><p>　　三相交流采樣模塊采集到三

61、相電動轉轍機動作電流后，每相采樣電流都經(jīng)過放大、整流、再放大，轉換成三路a、b、c(分別對應三相A、B、C)動作電流的0~5V直流標準電壓，送人道岔采集機模擬量輸入板，分別經(jīng)過選通送至CPU進行A/D轉換。再將轉換后的數(shù)字量暫存采集機，當站機索要數(shù)據(jù)時將完整電流曲線的數(shù)據(jù)送至站機[1]。</p><p>　　5.2 信號微機監(jiān)測1DQJ接點的監(jiān)測</p><p>　　道岔轉折時才會有動作電

62、流，要監(jiān)測道岔電流就必須監(jiān)測道岔轉換的起止時間，道岔采集機是通過采集1DQJ的落下接點狀態(tài)來監(jiān)測道岔轉換起止時間的。</p><p>　　1DQJ的接點是開關量，并且1DQJ沒有空閑接點，因此只能用開關量采集機在半組空接點（半空落下空接點）上采集開關量。開關量采集器隔離性能好，和信號設備只有一點接觸，不并接也不串接在設備中，因此不取設備的任何電流和電壓，對設備無任何影響。開關量采集器就近安裝在道岔組合1DQJ繼電

63、器后邊，使配線盡可能短，以減少混線的可能[1]。</p><p>　　5.3 信號微機監(jiān)測2DQJ位置狀態(tài)的監(jiān)測</p><p>　　采集2DQJ狀態(tài)一般有兩種方法，一種是直接采集接點方式，另一種是光電探頭采集方式，本次研究采用的就是光電探頭采集方式。這種采集方式需要2DQJ繼電器上套上光電探頭傳感器，采集光電探頭輸出數(shù)據(jù)來獲取2DQJ繼電器狀態(tài)。</p><p>

64、　　S700K系列轉轍機道岔控制電路有些組合中2DQJ繼電器沒有空接點，組合也沒有空余繼電器位置，不適合用于直接采集接點方式，目前以實施的工程中多采用光電探頭采集方式采集2DQJ狀態(tài)。</p><p>　　光電探頭由微機監(jiān)測系統(tǒng)提供工作電源，采用非接觸式采集方式，由光電探頭輸出的采樣結果直接接入微機監(jiān)測系統(tǒng)采集板，微機監(jiān)測系統(tǒng)并不直接采集2DQJ接點的位置狀態(tài)，而是采集光電探頭的狀態(tài)并由此判斷2DQJ狀態(tài)。將光電

65、探頭套在2DQJ繼電器外罩上，通過光電感應探銜鐵位置來判斷繼電器狀態(tài)，光電探頭有兩個電眼，在2DQJ吸起時電眼1遮擋，電眼2正常，表示2DQJ狀態(tài)處于定位；在2DQJ落下時電眼1正常，電眼2遮擋，表示2DQJ狀態(tài)處于反位；兩個電眼同時正常或者遮擋，表示2DQJ狀態(tài)故障。光電探頭安裝上繼電器后需進行調整，直接將其推到底，探頭檢測的是銜接尾部調整重力的位置，然后來回操縱道岔看看兩個位置都能否正確反應出來，若不正確，需要再次調整[6]。<

66、;/p><p>　　5.4 道岔定位/反位表示信號的采集</p><p>　　信號設備中是以控制臺道岔定位/反位表示燈來表示室外道岔位置的。TJWX-2000型微機檢測系統(tǒng)就是通過檢測道岔反位/定位表示燈電路的繼電器接通條件，記錄道岔位置、描繪站場狀態(tài)的。由于是在表示燈電路里采集條件，是開關量，所以必需經(jīng)過電阻衰耗隔離和光電隔離。</p><p>　　5.5 鎖閉繼電器

67、第8組接點封連的監(jiān)測</p><p>　　當?shù)?組接點空閑時，采樣方法如圖5.2所示。</p><p>　　圖5.2 單動道岔SJ第7組接點空閑時監(jiān)測電路</p><p>　　該方案的主要優(yōu)點：一是每組道岔只增加一個采樣點；二是每組道岔都是獨立采樣，光電隔離器也是獨立的，每組道岔一個，排除了各個道岔相互干擾的可能性；三是就地采樣；四是既不影響道岔的正常動作，又能正

68、確檢查道岔是否被鎖閉。</p><p>　　當?shù)?組接點被6502的聯(lián)系電路占用時，需增設鎖閉復示繼電器，并采其第7組接點，采樣方法如圖5.3所示[1]。</p><p>　　圖5.3 單動道岔SJ第7組接點被占用時監(jiān)測電路</p><p>　　6 軌道電路和區(qū)間信號的監(jiān)測</p><p>　　6.1 軌道電路的監(jiān)測</p>

69、<p><b>　　6.1.1 監(jiān)測點</b></p><p>　　常用的交流連續(xù)式軌道電路有JZXC-480型和25HZ相敏軌道電路，監(jiān)測點應該是接收端軌道繼電器線包兩端的交流電壓。</p><p>　　6.1.2 信號采集</p><p>　　為了不影響軌道電路的正常工作，從軌道繼電器端子（或軌道測試盤）將軌道電壓引入軌道采集機，

70、經(jīng)過衰耗電阻接入軌道傳感器模塊，完成信息采集。軌道傳感器模塊如圖6.1所示，選用交流電壓傳感器。交流電壓傳感器應用電磁隔離原理制成，隔離性能好，精度高，直流0~5V電壓輸出，輸入阻抗高，對軌道電路的工作沒有影響。圖中，+12V、-12V是傳感器輔助工作電源，0是輔助電源和輸出信號的公共地，V是輸出電壓信號。根據(jù)軌道電壓的狀態(tài)，可以實時監(jiān)測軌道電路的調整電壓和分路電壓。</p><p>　　圖6.1 三相交流采樣

71、模塊</p><p>　　6.1.3 軌道電路隔離采樣原理</p><p>　　軌道電路隔離采樣原理框圖如圖6.2所示。</p><p>　　圖6.2 軌道電路隔離采樣電路框圖</p><p>　　采集信息經(jīng)軌道電壓傳感器模塊完成隔離后，仍然是交流信號（毫安級），須經(jīng)過量化轉換。量化轉換是指將傳感器采集到的微弱交流信號進行運算放大—精密整流

72、—再運算放大，轉換成0~5V的標準直流電壓(TLL邏輯電壓)，該直流電壓與軌道繼電器端電壓值是呈線性對應關系的。量化后的標準直流電壓，經(jīng)選通送到CPU板進行A/D轉換，將模擬量轉換成數(shù)字量后送人計算機處理[1]。</p><p>　　6.2 區(qū)間信號的監(jiān)測</p><p>　　6.2.1 區(qū)間信號機點燈狀態(tài)的監(jiān)測</p><p><b>　　(1) 采集電

73、路</b></p><p>　　采集區(qū)間信號機的點燈狀態(tài)是以開關量形式，直接采集信號機的點燈電壓。由于點燈電路各自獨立、無公共回線，且為高壓信息，因此其開關量輸入采用的是特殊的開關量輸入板。原理框圖如圖6.3所示。每個信號機的點燈電壓，經(jīng)過兩個51kΩ、1W電阻衰耗，進入開關量輸入板，經(jīng)過光電隔離、多路開關選擇后，直接送CPU處理。</p><p>　　圖6.3 區(qū)間信號燈點

74、燈狀態(tài)采集電路原理圖</p><p><b>　　(2) 接口配置</b></p><p>　　每臺采集機配置3塊開關量輸入板，每塊開關量輸入板采集容量24路，故最大采集容量為72路。</p><p>　　6.2.2 區(qū)間移頻送端功率輸出電壓的監(jiān)測</p><p>　　(1) 功率輸出電壓的監(jiān)測</p>&

75、lt;p>　　采用電壓傳感器進行采樣。信號從分線盤引出線串接過衰耗電阻之后進入傳感器模塊。在傳感器模塊上經(jīng)隔離量化后將信號整理成0~5V直流標準電壓，在經(jīng)過選通送至CPU進行A/D轉換，數(shù)據(jù)處理。</p><p>　　(2) 發(fā)送盒的上邊頻、下變頻、中心頻率、調制頻率值的測試</p><p>　　在移頻信號動態(tài)發(fā)送過程中，可對其上邊頻、下邊頻、低頻調制頻率進行精確測量，但存在著信號長

76、距離傳輸失真、信噪比下降等不利因素，因此對移頻參數(shù)的測量電路要求有高速跟蹤的傳感器，同時采用差分輸入測量電路，盡可能抑制采樣隔離后的噪聲影響。</p><p>　　電路框圖如圖6.4所示。發(fā)送端信號經(jīng)接口電路后，大大消弱了共模干擾和噪聲的影響。經(jīng)差動放大后的移頻信號分為兩路。</p><p>　　圖6.4 發(fā)送盒測試電路框圖</p><p>　　6.2.3 區(qū)間移

77、頻軌道電路受端電壓的監(jiān)測</p><p>　　區(qū)間移頻受端電壓的監(jiān)測，采集點以移頻接收盒的限入電壓為宜。采樣電路示意圖如圖6.5所示。采樣引線進入測試端子后，經(jīng)過兩個510Ω的電阻（直接焊在端子上）、再進入傳感器模塊隔離轉換、以確保監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)部短路時不影響外部設備。</p><p>　　圖6.5 區(qū)間移頻受端電壓采樣電路示意圖</p><p>　　6.2.4 站內(nèi)

78、電碼化監(jiān)測</p><p>　　為了列車在正線接車和通過時使機車信號不間斷地工作，將站內(nèi)正線和股道電碼化，即迎著列車運行方向，給站內(nèi)正線各個軌道電路區(qū)段和股道發(fā)送前方信號機顯示的信息，從而使機車信號不間斷地顯示列車運行前方相應的信號</p><p>　　(1) 發(fā)送電壓的監(jiān)測</p><p>　　對于電碼化發(fā)送電壓的監(jiān)測，類似于連續(xù)式軌道電路電壓的監(jiān)測。從采樣點引出

79、線經(jīng)過52線專用側面端子上的衰耗電阻進入傳感器模塊，在傳感器模塊上經(jīng)隔離量化把采樣信息整理成0~5V的直流標準電壓，再經(jīng)過選通片送至CPU進行A/D轉換。傳感器模塊位于移頻采集機第1、2、3位置，容量16×3。</p><p>　　(2) 發(fā)送電流的監(jiān)測</p><p>　　電碼化電流的采樣是由電流采樣模塊完成的。按就近原則，電流采樣模塊固定在發(fā)碼器旁邊，把發(fā)碼器輸出配線拆掉一根

80、穿過模塊再重新接通。模塊隔離量化后直接將0~5V標準電壓送至移頻采集機的模擬量輸入板，經(jīng)選通至CPU進行A/D轉換[1]。</p><p><b>　　結　　論</b></p><p>　　此次設計為大漠站信號微機監(jiān)測系統(tǒng)采集電路設計中的室外設備，根據(jù)信號微機監(jiān)測系統(tǒng)的結構、原理、功能和技術標準，結合鐵路提速的需要，第一要保證列車或車列在站內(nèi)運行的安全，第二提高運輸?shù)?/p>

81、效率，第三節(jié)省投資，完成信息采集電路設計。通過此次設計得出以下結論：</p><p>　　(1) 車站信號平面布置圖中，各信號機的設置、警沖標的設置均滿足鐵路運輸要求。</p><p>　　(2) 本文對信號設備監(jiān)測對象的道岔、軌道電路及區(qū)間信號的監(jiān)測作了一定的研究，并且對微機監(jiān)測系統(tǒng)采取了網(wǎng)絡化管理，監(jiān)測了道岔轉轍機的動作電流、故障電流、動作時間、定反位表示信息，還增加了道岔鎖閉繼電器第

82、8組接點的動態(tài)監(jiān)測。</p><p>　　(3) 因為對于普通四、六線制轉轍機道岔采用直接采集接點方式，對S700K系列轉轍機道岔，由于條件限制，無法額外增加大量組合及組合柜，因此本次設計2DQJ狀態(tài)采用了光電探頭采集方式。</p><p>　　(4) 站內(nèi)各種設備、器材、元件的選擇和設置均符合提速區(qū)段現(xiàn)場要求及鐵路管理、維修和安裝的規(guī)定。</p><p>　　(5

83、) 論文中的相關理論分析、推理和計算能滿足信號施工安裝的要求。</p><p><b>　　致　　謝</b></p><p>　　此次設計工作是在我的指導教師的悉心指導下完成的，老師循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。在此衷心感謝老師對我的關心和指導，老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和一絲不茍、無私奉獻的工作精神將成為我以后工作的榜樣。</p><p

84、>　　在設計過程中，老師詳細解答了我遇到的種種問題，使我建立了對鐵路信號知識的系統(tǒng)理解，拓寬了我的知識面。從老師那我還學到了許多寶貴的設計經(jīng)驗，了解到許多鐵路新技術在既有線改造和新建線上的運用，這些都將成為我以后工作的寶貴經(jīng)驗。此時，我再次由衷地對老師說聲：“老師，您辛苦了！謝謝您！”在撰寫論文期間，馬成同學對我設計工作給予了熱情幫助，在此向他們表達我的感激之情。</p><p>　　由于設計水平有限，且時

85、間倉促，論文中仍存在許多不足和遺漏之處，望老師和同學給予指正，不勝感激。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 趙相榮.TJWX- 2000型信號微機監(jiān)測系統(tǒng)[M].北京:中國鐵道出版社,2006:1-79.</p><p>　　[2] 王瑞峰.鐵路信號運營基礎[M].北京:中國鐵道出版社,2010:69-7

86、2.</p><p>　　[3] 王秉文.6502電氣集中工程設計[M].北京:中國鐵道出版社,1997:19-20.</p><p>　　[4] 阮振鐸.6502電氣集中電路[M].北京:中國鐵道出版社,2008:15-21.</p><p>　　[5] 何文卿.6502電氣集中電路(修訂版)[M].北京:中國鐵道出版社,2011:30-35.</p>