铁路信号基础（精选十篇）
铁路信号基础 篇1
1 课题分析
(一) 课题定位
铁路信号基础设备维护是铁道信号专业的第一门核心专业课程, 教学的主要内容是信号设备的三大件:信号机、轨道电路和转辙机的维护。其中, 转辙机的维护因设备结构较为复杂, 是三大件中占用课时较多的环节, 也是最为重要的教学内容。
(二) 教学目标
(1) 知识目标:能对转辙机设备的结构、工作原理进行描述。
(2) 能力目标:会处理设备常见故障, 对设备进行日常的检查和维护。
(3) 素质目标:具有较强的责任感, 严格遵守作业规章制度, 认真检修作业, 不放过任何安全隐患。
(三) 教材的选用
理论知识的教学中采用由林瑜筠编写的《铁路信号基础》这本书, 由铁路出版社出版, 是铁路高职院校统一规划教材。为了有效的完成实训环节的教学, 按照教学项目编制《实训指导书》, 指导书的内容包括实训目的、实训内容、必备知识点、实训步骤和成绩评定等, 其每项内容根据要求由学生完成, 做到实训有指导。以原铁道部编制的《铁路信号维护规则》作为实训操作的规范和标准, 做到操作有规范, 让学生了解现场作业的要求, 培养学生的遵章守纪、安全作业的职业素养。
2 教学过程
(一) 学情分析:高职院校的学生思维比较活跃, 知识面比较广, 获取新知识的渠道较多, 如书籍、报刊、互联网等等, 同时对新事物具有较强的好奇心。当然, 高职院校的学生也有一定的缺点, 如学习积极性不高、缺乏明确的学习目标和计划;没有正确的学习方法;对教学中说讲授的知识不感兴趣等。
(二) 教学过程设计原则:只有激发学生的学习兴趣, 才能真正的提高教学效果。而人对新事物的认知规律。因此, 教学过程的设置原则是以学生的认知规律为主线, 兴趣培养为导向工学结合。
(三) 具体过程:整个过程按照教学内容, 分为八个教学任务, 任务的设计原则是理论与实践相结合, 由易到难。
任务一:参观实训室或现场的道岔。人对新事物的认知规律可知, 教学的第一步是实践。让学生真正看到设备的实物后, 在好奇心的促使下激发对设备认知的兴趣。该任务的知识点是道岔的认识, 教学性质为实践教学。
任务二:道岔的作用和种类。这一任务为理论教学。通过对任务中的设备的直观认知总结道岔的作用。同时通过视频、PPT或动画演示实训室没有的其他类型的道岔, 讲授道岔的种类。
任务三:道岔的操作。这一项任务解决任务二中道岔是通过什么设备动作的问题。通过实训室中对转辙机的操作, 讲授转辙机的作用这一知识点, 仍然采用实践教学的方法。
任务四:转辙机内部传动原理。了解了转辙机的作用后, 转辙机内部是由哪些部件组成, 他们如何实现传动进而动作道岔的是该项任务主要内容。学生通过观察和操作转辙机, 结合教材的相关内容, 自行完成这一项目的各个步骤。
任务五:转辙机的分类。除了实训室中的转辙机以外, 这一教学任务主要讲授其他类型的转辙机。可以采用理论教学的方式进行。
3 教学方法
(一) 教学组织用分组
将班级学生分为若干个小组, 每组选出一名组长, 负责组内的考勤、分工、业务指导及成果验收工作。组员的成绩评定包括理论成绩和实作成绩, 各占50%。理论成绩包括课堂提问、作业和考勤。实作成绩包括实训指导书、平时表现和组长评分。将组长给每个组员的评分纳入组员的总成绩, 便于学生间的互相监督。教师根据组长的日常表现, 给组长打分。由于铁路信号工的大部分工作需要与其他人配合完成, 在成绩评定时为了体现学生的团队合作能力的考核, 设定团队协作系数:0.1。若组员间协作优秀, 在学生该项成绩总分上加0.1的系数;若组员间未有协作, 则在该生的该项成绩总分上减去0.1的系数。
(二) 特殊时间要讨论
对于理论知识的教学, 若在下午开展, 加上教学内容较为枯燥时, 学生很容易犯困, 造成注意力不集中, 学习效果下降。此时, 教师可采用学生间讨论的方式进行教学。首先提出问题, 激发学生的兴趣, 然后将任务布置下去, 让学生以小组的形式自行讨论, 这时教师做好相关的提示和指导, 选出讨论结果较好的学生上台讲解自己对该问题的解决思路, 最后教师根据学生的讲解进行点评, 做好总结。这样既可以避免学生在课堂上昏昏欲睡, 又可以通过各抒己见活跃课堂气氛, 利用学生的特长激发学生的学习兴趣。
参考文献
[1]林瑜筠.铁路信号基础[M].北京:中国铁道出版社, 2006:158.
铁路信号基础课程设计 篇2
一、设计目的
本课题制作的主要目的是掌握自动闭塞的概念，四显示自动闭塞间隔三个闭塞分区，其闭塞分区长度，定为适应低速列车的制动距离，并在三显示自动闭塞红、黄、绿三种灯光的基础上再增加一种绿黄显示。这种闭塞方式能预告列车前方三个闭塞分区的状态，绿黄显示的含义是列车以全速越过绿色信号机后，司机用常用制动方式立即开始减速，以便使列车减速到规定的速度通过绿黄及黄灯信号机，并保证列车在下一个红灯信号机前停住列车，或者列车以全速通过绿黄信号机后，超速防护系统用紧急制动方式，使列车在规定的速度下，越过黄灯信号机，在下一个红灯信号机前停住列车，因此四显示自动闭塞的信息都具有速度的含义。四显示自动闭塞，缩短了闭塞分区的长度，增加了列车的密度，满足了列车制动距离的要求。通过对自动闭塞的仿真设计深入了解四显示自动闭塞的工作过程，掌握四显示自动闭塞的灯位显示。
二、设计要求
1、熟悉绘图软件CAD；
2、绘制四显示控制电路；
3、利用仿真软件实现动态显示；
4、撰写课程设计报告。
三、设计说明
1、自动闭塞的概念
自动闭塞是根据列车运行及有关闭塞分区状态，自动变换通过信号机显示而司机凭信号行车的闭塞方法，它是一种先进的行车闭塞方法。采用自动闭塞的区段，将站间区间划分为若干个小区间，叫做闭塞分区。在每个闭塞分区入口处装设通过信号机，在整个闭塞区段，每个闭塞分区内都装设轨道电路(或计轴器等列车检测设备)，通过轨道电路将列车和通过信号机的显示联系起来，根据列车运行及有关闭塞分区的状态使通过信号机的显示自动变换。在列车运行过程中自动完成闭塞作用，无需人工参与，故称为自动闭塞。
这种方式不需要办理闭塞手续，又可以在同一区间开行多列相互追踪运行的列车，并有必要的空间间隔，既保证了行车安全又提高了区间的通过能力。
2、自动闭塞的分类
⑴ 按行车组织方法可分为单向自动闭塞和双向自动闭塞
在单线区段，只有一条线路，既要运行上行列车，又要运行下行列车。为了调整双方
向列车的运行，在线路的两侧都要装设通过信号机，这种自动闭塞称为单线双向自动闭塞。
在双线区段，以前一般采用列车单方向运行方式，即一条铁路线路只允许上行列车运行，而另一条铁路线路只允许下行列车运行。为此，对于每一条铁路线路仅在一侧装设通过信号机，这样的自动闭塞称为双线单向自动闭塞。
为了充分发挥铁路线路的运输能力，在双线区段的每一条线路上都能双方向运行列车，这样的自动闭塞称为双线双向自动闭塞。
双线单向自动闭塞，只防护列车的尾部，而单线或双线双向自动闭塞，必须对列车的尾部和头部两个方向进行防护。为了防止两方向的列车正面冲突，平时规定一个方向的通过信号机亮灯，另一方向的通过信号机灭灯）只有在需要改变运行，而且区间空闲的条件下，由车站值班员办理一定的手续后才能允许反方向的列车运行。
（2）按通过信号机的显示制式可分为三显示自动闭塞和四显示自动闭塞
四显示自动闭塞是在三显示自动闭塞的基础上增加一种绿黄显示。它能预告列车运行前方三个闭塞分区的状态，列车以规定的速度越过绿黄显示后必须减速，以使列车在抵达黄灯显示下运行时不大于规定的黄灯允许速度，保证在显示红灯的通过信号机前停车；而对于低速、制动距离短的列车越过绿黄显示后可不减速。由于增加了绿黄显示，就化解了上述矛盾。
四显示自动闭塞的信号显示具有明确的速差含义，是真正意义的速差式自动闭塞，列车按规定的速度运行，能确保行车安全。四显示自动闭塞能缩短列车运行间隔，缩短闭塞分区长度，提高运输效率。
图1 四显示自动闭塞示意图
3、自动闭塞的优点：
(1)由于两站间的区间允许续行列车追踪运行，就大幅度地提高了行车密度，显著地提高区间通过能力。
(2)由于不需要办理闭塞手续，简化了办理接发列车的程序，因此既提高了通过能力，又大大减轻了车站值班人员的劳动强度。
(3)由于通过信号机的显示能直接反映运行前方列车所在位置以及线路的状态，因而确保了列车在区间运行的安全。(4)自动闭塞还能为列车运行超速防护提供连续的速度信息，构成更高层次的列车运行控制系统，保证列车高速运行的安全。
由于自动闭塞具有明显的技术经济效益，所以广泛应用于各国铁路(尤其是双线铁路)。更由于自动闭塞便于和列车自动控制、行车指挥自动化等系统相结合，它已成为现代化铁路必不可少的基础设备。
4、自动闭塞的原理
自动闭塞通过轨道电路(或计轴器等列车检测设备)自动地检查闭塞分区的占用情况，根据轨道电路的占用和空闲状态，通过信号机自动地变换其显示，以指示列车运行。
图2所示为四显示自动闭塞原理图，通过信号机的不同显示是调整列车运行的命令。四显示自动闭塞通过信号机的显示意义如下：
一个绿灯——准许列车按规定速度运行，表示运行前方至少有三个闭塞分区空闲。
一个绿灯、一个黄灯——准许列车按规定速度注意运行，表示运行前方有两个闭塞分区空闲。
一个黄灯——要求列车减速到规定的速度等级，表示运行前方只有一个闭塞分区空闲。
一个红灯——列车应在该信号机前停车。
通过信号机平时显示绿灯，即“定位开放式”，只有当列车占用该信号机所防护的闭塞分区或线路发生断轨等故障时，才显示红灯——停车信号。
（1）1通过信号机（2）3通过信号机
（3）5通过信号机（4）7通过信号机
图2 四显示自动闭塞基本原理
总结：
通过对四显示自动闭塞基本原理的叙述，可得出以下几点结论：
(1)通过信号机的显示是随着列车运行的位置改变而自动改变的。当显示黄灯时，列车运行前方只有一个闭塞分区空闲；当显示绿黄灯时，列车运行前方有两个闭塞分区空闲；当显示绿灯时，列车运行前方至少有三个闭塞分区空闲。
(2)通过信号机的禁止信号(红灯显示)，是利用轨道电路传送的；而其他的显示信息可以利用轨道电路，也可利用电缆传送。对于四显示自动闭塞必须传递5种以上的信息。(3)若利用轨道电路传送信息，在每一个信号点处不但有接收本信号点信息的接收设备，同时还须有向前方信号点发送信息的发送设备。
5、四显示自动闭塞的继电器动作过程
如图（1）所示，当1G、3G、5G无车占用时，1GJ、3GJ、5GJ吸起，点亮1通过信号机的绿灯；当1G有车占用，3G、5G无车占用时，1GJ打落，3GJ、5GJ吸起，点亮1通过信号机的红灯；当3G有车占用，1G、5G无车占用时，3GJ打落，1GJ、5GJ吸起，点亮1通过信号机的黄灯；当5G有车占用，3G、1G无车占用时，5GJ打落，1GJ、3GJ吸起，点亮1通过信号机的绿黄灯。其他通过信号机的继电器动作过程与1通过信号机类似。
四、设计心得
本次课程设计，主要完成对四显示自动闭塞示意图绘制以及动态过程的仿真，加深对专业基础课知识的理解与应用，主要有以下几方面的收获。
（1）提高了我运用所学软件解决问题以及查阅有关技术资料的能力，在动态仿真的过程中，每一个模块的设计都是有根据的。四显示自动闭塞动作过程的仿真，主要理解四显示的灯位显示含义。
（2）提高了我应用Auto CAD绘图软件的技能。我们没有开设CAD这门课，只能在有限的时间里自己摸索，对CAD绘图软件只能应用一些基本的功能。而在这次课程设计中，几乎所有的图都需要用CAD绘制，这不仅是一次课程设计，同时给了我一次学习这个软件的机会，让我更深入地了解了这个软件的功能与使用方法，相信这对以后的毕业设计或者工作都有帮助。
（3）这次课程设计端正了我对待事物的态度。由于不注意细节，经常由于一些小错误导致绘制的几张图都有错误，此后，我认真对待每一个细节，每张图都检查几遍。这次课程设计不仅是对自己所学知识的一次系统实践，更是对自己能力的一次挑战，在不断地修正过程中，提升了自我，相信这对以后的工作以及生活都会有很大的帮助。
五、转辙机视频心得体会
通过观看有关转辙机的视频，我了解了许多关于转辙机的知识，把课本上的内容还原到具体生活当中，更加利于我们对知识的把握与理解。这次课程实践，是我对所学专业有了更深一步的认识与理解，现把这次观看视频所学总结如下：
道岔及转换系统是轨道交通必不可少的基础设备，它又是线路上的薄弱环节，需要专门技术和设施来保障通过列车的安全。道岔的转换和锁闭，是直接关系行车安全的关键设备。道岔的操纵分为手动、电动俩种方式。手动是作业人员通过道岔握柄在现场直接操纵道岔的转换与锁闭，这种方式效率低，劳动强度大，不能适应铁路现代化的要求。手动方式正随着非集中连锁的被改造而逐渐减少。电动方式，是由各类转辙机转换和锁闭道岔，易于集中操纵，实现自动化。转辙机用以可靠地转换道岔位置，改变道岔开通方向，锁闭道岔尖轨，反映道岔位置。转辙机是重要的信号基础设备，它对于保证行车安全，提高运输效率，改善行车人员的劳动强度，起到非常重要的作用。为满足列车提速后的行车安全和提高运输效率的要求，道岔转换装置必须高安全、高可靠、长寿命、少维护。ZD6型电动转辙机不能满足这样要求，所以现在广泛采用S700K型电动转辙机和ZYJ7型电动液压转辙机。它们的共同特点是：采用外锁闭、尖轨及心轨的动态安全由外锁闭保证；两根尖轨由联动改为分动；尖轨、心轨均用多点牵引，可实现全程密贴以及全程夹异物检查，确保列车运行安全；采用三相异步电动机故障少、寿命长。
在我国有电动转辙机、电动空压转辙机、电动液压转辙机。其中电动空压转辙机主要用在驼峰快速道岔上，一般线路主要使用电动和电液两种转辙机。电液转辙机
ZYJ7型电动液压转辙机。ZYJ7型电液转辙机由主机和SH6型转换锁闭器两部分组成，分别用于第一牵引点和第二牵引点。ZYJ7型电液转辙机主机主要由电动机、油泵、油缸、启动油缸、接点系统、锁闭杆、动作杆等部分组成。SH6型转换锁闭器主要由油缸、挤脱接点、表示杆、动作杆组成。油泵是向液压系统提供工作需要的具有一定压力和流量的油液，驱动系统中各液压执行装置完成规定的功能。液压转辙机采用电动机带动油泵工作。液压泵将电机输入的机械能转换为液流的压力能，它输出具有一定压力的流体流量。ZD6系列电动转辙机
整体动作过程：解锁→转换→锁闭（1）、电动机得电旋转
（2）、电动机通过齿轮带动减速器（3）、输出轴通过起动片带动主轴（4）、锁闭齿轮随主轴逆时针方向旋转
（5）、拨动齿条块，使动作杆带动道岔尖轨运动（6）、转换过程中，通过自动开闭器的接点完成表示。
为了满足现场重型钢轨和大号道岔的大量上道，额定负载2450N的ZD6—A型不能满足要求。于是产生了其它型号的转辙机: A、D、F型可以单机使用，E、J型配套双机使用 ZD7-A型电动转辙机
ＺＤ７－Ａ是ＺＤ６系列的快动转辙机，供驼峰调车场分路道岔使用。与ＺＤ６的区别：
1、取消了减速齿轮，减速比为４１。
2、取消了挤切销，改用连接销，取消移位接触器，为不可挤型。分动尖轨用钩式外锁闭装置动作原理：
当转辙机动作杆带动锁闭杆移动，密贴尖轨处的锁钩缺口随之入槽并移动，当动作到另一侧尖轨与基本轨密贴时，锁钩沿锁闭杆斜面向上爬起，锁钩升至锁闭杆凸块顶面时，锁钩同时被锁闭铁和锁闭杆卡住不能落下，实现了锁闭。本侧锁钩的缺口卡在锁闭杆的凸起处不能移动，保持尖轨与基本轨的开口基本不变。
①道岔解锁过程
转辙机带动锁闭杆运动，左侧尖轨的锁钩缺口与锁闭杆凸块接触，锁闭量减小，但尖轨不动。锁闭杆带动右侧尖轨的锁钩运动，道岔开程减小。运动至60mm时，锁闭杆左端凸块移至锁钩块口内，处于解锁状态。
②道岔转换过程
锁闭杆带动两边锁钩继续运动，带动尖轨活动，动作160mm时，锁闭杆凸块与右侧锁钩的缺口脱离，并抬高锁钩的燕尾部，使其沿锁闭铁的斜面上升，该锁闭钩后部锁闭。
③道岔锁闭过程
锁闭杆带动左侧锁钩及尖轨继续移动，当锁闭杆动作220mm时，右侧尖轨由于锁钩及锁闭框的作用，使该锁钩固定在不变的位置，有足够的锁闭量，实现锁闭，左侧锁钩的缺口与锁闭杆的凸块相咬合，由于转辙机具有内锁闭作用，使锁钩处于不动位置，有足够的开程，对斥离尖轨也实现锁闭。S700K型电动转辙机 动作原理
1、传动过程：
(1)电动机的转动通过减速齿轮组传递给摩擦联结器；(2)摩擦联结器带动滚珠丝杠转动；
(3)滚珠丝杠的转动带动丝杠上的螺母水平移动；(4)螺母通过保持连接器经动作杆、锁闭杆带动道岔转换;(5)道岔的尖轨或可动心轨经外表示杆带动检测杆移动。
2、动作过程：
第一为解锁过程, 也是断开表示接点的过程； 第二为转换过程；
第三为锁闭过程, 也是接通表示接点的过程。(1)解锁和断开表示接点过程
当操纵道岔，需使转辙机动作杆由拉入变为伸出位置时，三相电动机得到380V交流电源，使电动机顺时钟方向旋转，经齿轮组及摩擦联接器使滚珠丝杠向顺时钟方向旋转，从而使丝杠上的螺母向左侧运动。在运动过程中，由操纵板将锁闭块顶进，使表示接点断开，同时带动左锁舌向缩进方向运动，直至左锁舌完全缩进。(2)转换过程
在转辙机解锁后，由于三相电动机继续转动，故滚珠丝杠的螺母继续向左运动，带动保持联接器向左运动，由于保持联接器与动作杆固定为一体，使动作杆向左侧（伸出方向）运动，带动道岔尖轨和可动心轨进行转换，当动作杆运动220mm时，即完成了转换过程。(3)锁闭和接通表示接点过程
当动作杆左侧运动了220mm时，检测杆在尖轨带动下运动了160mm或在可动心轨带动下运动了117mm，这时锁闭块弹出，接通表示接点，同时右锁舌也弹出，锁住保持联接器，使动作杆不得随意窜动。ZD（J）9系列电动转辙机
ZD(J)9型电动转辙机可用来转换各种铁路道岔的尖轨、心轨和道岔的外锁闭装置。转换力大，效率高，适用于客运专线。动作原理：
电机上装有减速器，电机的驱动力矩经减速器减速后传动摩擦连接器，摩擦连接器内两面烧结有铜基摩擦材料的内摩擦片通过花键传动滚珠丝杠副的滚珠丝杠，将旋转运动转换成为滚珠丝杠母的直线运动。在滚珠丝杠母外套有推板套，推动动作杆上的锁块，在锁闭铁的作用下，形成了转辙机的解锁、转换和锁闭动程。ZY系列电液转辙机
用液体作为工作介质，主要以其压力能进行能量的传递。机械动作原理：
铁路信号基础 篇3
【关键词】信号基础；一体化；改革；探究
“教学做一体化”是高等职业学校专业教学中探索创新的一种教学模式，这种教学模式把理论教学和实践技能训练有机结合在一起，能有效激发学生的学习兴趣，针对各个行业，培养熟悉专业规范、标准，掌握实用、够用的理论知识和基本操作技能，熟悉现场工作情境，能按照作业规范，熟练进行生产操作的具有健全人格的高素质、高技能型人才。
一、“教学做一体化”的内涵
“教学做一体化”就是在职业教育中把本专业的理论知识和实践技能科学融合，将课堂教学、技能训练、考核方式等过程有机整合，相互贯穿，每次教学均以完成行动导向的任务为目标，实行教中学，学中做，教学做一体化的教学模式，把“教、学、做、训、考”等各个环节结合在一起，形成新的结构和系统，具备新的功能。
“教学做一体化”要坚持实用为主、够用为度的原则，以职业技能训练为核心，使学校教学与现场实践更好的衔接，将学校教学与岗位技能融为一体。“教学做一体化”要打破传统的学科体系和教学模式，根据职业教育培养目标的要求来重新整合教学资源，实现专业理论课教师与实训指导教师一体、理论教材与实训指导材料一体、理论教室和实验实训场所一体。
二、“教学做一体化”改革在《铁路信号基础设备维护》课程的探索
《铁路信号基础设备维护》课程的学习目的是使学生掌握铁路信号基础设备——继电器、信号机、轨道电路及转辙机的作用、结构及工作原理，使学生掌握铁路信号基础设备维护检修的基本程序和技能，为后续专业课程学习与专业技能训练做准备。
在《铁路信号基础设备维护》课程一体化教学改革中，我们根据铁道信号专业教学标准和培养目标，结合学院现有的教学设备，按照我院高职学生的学习特点，研究设计教学方案，打破了传统教学计划中基础课与专业课、章节先后的严格界限之后，大力推行“模块化”课程教学，就某一单元设备逐步加深学习，直至完成整个单元设备的全部项目，再进行下一单元。把单元设备学习设计成一个个工作项目，每一个项目再设计若干个教学任务，由教师分别设计每一节的课堂教学方案。在课堂上运用多种教学方法实施教学，收到了良好的教学效果。
1.行动导向教学法
在实施《电动转辙机维护与检修》项目中采用了行动导向教学法。这种教学方法的基本原则是“行动导向”，学生为了“行动”来学习并通过“行动”学习。教师针对铁道专业室外信号工岗位 “ZD6电动转辙机检修”的工作任务，按照“信息、计划、实施、检查、评估”5个完整的行动序列进行行动导向教学，使学生自主、自觉参与到学习中来。
实施中，教师首先介绍ZD6电动转辙机维护与检修工作任务，然后发动学生按照任务要求，通过查阅设备说明书、信号设备维修手册和实物对比等方法，收集ZD6转辙机结构、原理及维护与检修流程等信息。第二步是把学生按照个体差异进行分组，对收集的信息进行讨论，确定ZD6电动转辙机的认知步骤，制定合理的拆解方案，分析拆解中可能出现的问题，并提出可行的解决方案。第三步，学生根据选定的拆解步骤，按照ZD6转辙机检修流程，实施拆解组装，获得实用的ZD6电动转辙机拆装技能。教师在这一过程中要特别强调电动转辙机拆解组装安全操作规范，引导各组学生按照方案进行任务的实施，着重培养学生独立解决问题的能力。第四步，组间相互检验和评比，找出自身不足，并提出有针对性的改进措施，最后由老师进行检查。第五步，利用提前制作的控制电路，让各组派出1名代表用组装的ZD6电动转辙机试验，能够正常工作的给予表扬，并授予该组先进班组称号，使学生产生强烈的成就感、对以后的学习产生更加浓厚的兴趣。
行动导向教学法系统、规范，能够较全面的达到教学目的，得到了广大师生的认同和好评。
2.仿真游戏式学习法
我们把《信号机维护与检修》中实训室内不能实现的高柱信号机检修、信号显示距离调整等任务用3D游戏场景表现出来。逼真的3D游戏情节、充满节奏感的配乐强烈地吸引着学生，课堂气氛热烈而活跃。学生们都感到不可思议，急于一试身手，在操作过程全神贯注、生怕失败。这种方法能很好地调节学生的情绪，促使学生注意力高度集中，认知效果非常好。
3.头脑风暴与课堂辩论结合法
在认知轨道电路的种类和作用时，采用头脑风暴与课堂辩论结合的方法。教师提出问题：用什么方式可以检测轨道上的列车占用？让同学们充分发挥想象，思考一个合理的答案，并进行优劣辩论。很多同学会根据自己的生活经验提出具体方法，如人工监视、测重、测轴、扫描等手段并组织语言进行回答。
然后，我们组织学生进行一个小型的课堂辩论赛。根据观点把学生分组，每组选举一人首先阐明本组方案及其各项功能指标及先进性，其余选手则分别针对其他组方案进行“反驳”，最后由一人进行总结陈述。
根据辩论结果，老师做点评，再补充讲解学生们没有想到的轨道电路种类与作用等。通过这样激烈的辩论，利用学生的好胜心理，使学生的思维高度集中，注意归纳类比，队员之间相互补充配合，可让学生在热烈的气氛中掌握所学的知识，并对其他方案留下深刻的印象。
三、一体化教学改革的体会与思考
随着铁路信号技术的飞速发展，如何提高教学效果，增强学生的职业技能，已成为高职院校铁道信号专业教学改革的迫切主题。通过一体化教学的实施，提高了教师对专业知识的驾驭能力、提高了学生的学习兴趣，增强了学生的协作精神和综合职业能力。
铁道信号专业“教学做一体化”教学改革的几点思考：
1.推行“教学做一体化”首先要在教学管理制度上改革
“教学做一体化”将传统的课堂教学、技能训练、考核方式等过程整合后，首先带来的是教师教学方式的转变。每节课的授课时长、强度和参与的人数都会增加，在教师的工作量计算、绩效系数计算上给予充分而合理的测算，在教学评价、职称评聘乃至职务晋升上都要建立相应的制度，以鼓励承担一体化课程教师的积极性，避免在实训场所照本宣科、“穿新鞋走老路”的假一体化教学现象。
2.“教学做一体化”改革要有配套的实践场所和双师素质教师
实施“教学做一体化”教学改革，实践场所及设备工位数必须有足够的保障，否则“几个人做，一群人看”，又会沦为传统的“教学演示”模式。实施“教学做一体化”教学改革，必须要有足够数量具有现场实践经验的双师素质教师。教师如果没有接触过现场信号设备或不能进行熟练的维护检修，对学生的实践技能培养就无从谈起。
3.“教学做一体化”改革要避免重实践不重理论
在“教学做一体化”教学中，由于实践环节参与性强，学生积极主动，从而降低了对理论知识的重视程度，这样就造成了“重实践轻理论”的现象。老师应在实施中应积极引导，使学生掌握必备的理论知识，这样培养的学生才是满足企业要求的高素质人才。
4.“教学做一体化”改革是一个长期的过程
铁路通信信号一体化 篇4
通信的本质是在两个或多个有信息交换诉求的实体间, 有机地构建起一条或多条合适的信息交互渠道, 完成信息的有效传递, 重点是“实体”、“渠道”、“合适”三个概念。“实体”意味着信息诉求方, 可以是人, 可以是物, 也可以是由人驱动的物体。“渠道”即信息传输的通道, 可分为逻辑通道和物理通道, 可以是有线的也可以是无线的, 可以是面向连接的也可以是非面向连接的, 可以是点对点的也可以是点对多点或多点对多点的。“合适”是技术层面提到的QoS, 根据业务需求从信息传送时延/资源利用效率、带宽等多个纬度对“渠道”进行修饰和加工。
铁路信号的本质是利用现代的电子化信息技术/控制技术等手段, 辅助或独立完成对线路上运行的列车控制, 在保证绝对安全的前提下提高线路的运营效率, 减少或避免人为因素对列车运营安全带来的影响。信号与通信之间的关系是依赖与被依赖的关系, 通信技术所构建的“渠道”是传递列控信息信号的承载通道。因此, 构建“合适”的通道是技术层面通信、信号一体化需要研究的课题。
目前, 铁路通信定义的标准是GSM-R, 是在GSM Phase 2的规范协议基础上, 由国际铁路联盟 (UIC) 针对铁路的特殊需求改进而成, 主要增加了支持组呼、广播呼叫、多优先强占等业务功能。对信号而言, UIC定义采用GSM标准的Circuit Switch Data (CSD) 语音数据信道作为承载通道。
在无线场景下, 尤其是高速350 km/h的场景, 信号系统的信息交互对“合适”提出五方面的要求, 即丢包率、CSD业务建立时延及呼叫成功率、速率 (带宽) 、高优先信息包的插入传递、包加密及完整性检测。
针对武广和郑西高速铁路信号系统出现的问题进行分析, 其中重点是丢包率和速率 (带宽) 。目前, 武广高速铁路信号系统丢包率较高, CSD的业务带宽只能用4.8 kb/s (CSD的技术上限为9.6 kb/s) , 主要是受高速下多普勒效应带来的信道模型影响 (在其他山区/隧道等带来的多径效应也会影响信道模型) 。除了提升无线技术层面的适应力等传统技术手段外, 推荐以下两种改进技术。
(1) 优化GSM-R切换流程。按照GSM-R双网交织覆盖场景, 每小区平均覆盖范围约1 km, 平均约8 s, 高速列车将进入小区切换流程。通过在目标小区CSD资源预留算法, 加速切换流程, 将会一定程度改变因切换带来的丢包问题。
(2) 更改信号业务层面的传输层协议。将业务包分割成小包, 并且每小包进行固定3～4次重传。通过多包的传递将高误码率打散, 从而提高整包的一次性传递成功概率。
高速铁路与铁路信号(四) 篇5
（四）【字号：大 中 小】
时间：2012-1-20来源： 中国通号网作者：傅世善阅读次数：1768
信息传输系统的选择车地信息传输系统的方式
列控系统有两大基本要素：列车运行控制方式与车-地信息传输方式。列控系统往往以两者之一来命名，例如，“基于准移动闭塞的列控系统”或“基于无线通信的列控系统”。
车-地信息传输方式是列控系统最基本的技术特征之一，车-地信息传输方式往往决定了列控系统的设备构成、功能和技术水平。
在高速前期研究时，分析了各国高速铁路列控系统采用的信息传输系统，车地间传输媒介主要包括以下几种方式，有的列控系统仅用一种传输媒介，有的列控系统以一种为主，辅以其他方式。
1.1 轨道电路
列控系统信息基于轨道电路传输是传统方式，有多信息与数字化轨道电路两类。
TVM300系统在1981年投入使用，采用无绝缘轨道电路UM71，地对车的信息传输容量仅有18个，速度监控是滞后阶梯式的。
TVM430 系统在1993 年投入使用。当时列车速度已达320km/h，采用数字化的无绝缘轨道电路U M2000，车地间的信息传输数字编码化，速度监控方式改为分级速度曲线控制模式。、日本于1964 年开通了世界上第一条高速铁路，采用基于有绝缘轨道电路的列控系统ATC，速度监控方式为超前阶梯式，制动方式是设备优先的模式。从1991 年日本开始试验和运用基于数字式轨道电路的数字列控系统I-ATC。
1.2 轨道电缆
德国鉴于国情采用钢枕，不用轨道电路，以计轴设备实现列车位置检查，德国列控系统LZB采用轨道电缆实现了列控系统的双向信息传输。
1.3 点式设备
利用点式设备提供列控系统信息传输通道的方式已经广泛采用。点式设备主要包括点式应答器和点式环线两种。
在欧洲ETCS2 级标准中主要提供列控系统的辅助信息，如里程标、线路数据、切换点等；在欧洲ETCS1级标准中利用点式设备提供全部控车信息。
1.4 无线传输
欧洲列控系统ETCS2及ETCS3 级技术标准明确利用GSM-R无线系统进行列控信息车地双向传输。无线传输具有信息量大、双向传输、通用及兼容性强等特点。CTCS对信息传输系统的选择
CTCS规范中各应用等级均采取目标距离式，各应用等级是根据设备配置来划分的，其主要差别在于地对车信息传输的方式和线路数据的来源。
CTCS-0级的控制模式是目标距离式，它在既有地面信号设备的基础上，采取大贮存的方式把线路数据全部贮存在车载设备中，靠逻辑推断地址调取所需的线路数据，结合列车性能计算给出目标距离式制动曲线。CTCS-1级的控制模式为目标距离式，采取大贮存的方式把线路数据全部贮存在车载设备中，靠逻辑推断地址调取所需的线路数据，结合列车性能计算给出目标距离式制动曲线。在车站附近增加点式信息设备，传输定位信息，以减少逻辑推断地址产生错误的可能性。
CTCS-1级与CTCS-0级的差别在于全面提高了系统的安全性，是对CTCS-0级的全面加强，可称为线路数据全部贮存在车载设备上的列车运行控制系统。
CTCS规范中对CTCS-2级的总体描述为：“CTCS-2级，是基于轨道传输信息的列车运行控制系统，„„” 应用等级CTCS-2级标准的规定是比较宽的，基于轨道传输信息的列车运行控制系统可以是多样的，例如，基于数字轨道电路的列控系统。但当时国内研究的数字轨道电路尚不成熟，又不愿受制于国外公司，于是铁道部组织研究了一种基本符合CTCS-2级标准的列控系统：基于ZPW-2000A型轨道电路和应答器进行车地
间信息传输的列控系统，以后该列控系统就直接称为CTCS-2级列控系统，第6 次铁路大提速中装备了CTCS-2级列控系统。
CTCS-2级列控系统是结合国情构思的，它的构成是当时历史背景下最佳和最实际的选择：当时ZPW-2000A型无绝缘轨道电路具有自主知识产权，已经作为统一的轨道电路制式推广使用，用其构成CTCS-2 级列控系统更有把握，更便于与既有信号系统兼容。充分发挥ZPW-2000A 型无绝缘轨道电路18个信息的作用，目标距离（移动授权凭证）由轨道电路进行连续信息传输，线路数据由应答器提供，构成了点连式的列控系统。系统具有自主知识产权：采用了具有自主知识产权的ZPW-2000A 型无绝缘轨道电路；采用通用设备的欧标应答器；列控中心由中国自主研发，符合欧洲标准；车载信号设备也符合欧洲标准，通过引进设备实现技术引进，最终实现国产化。
CTCS-3级是基于无线通信（如GSM-R）的列车运行控制系统，它可以叠加在既有干线信号系统上。轨道电路完成列车占用检测及完整性检查，点式信息设备提供列车用于测距修正的定位基准信息。无线通信系统实现地-车间连续、双向的信息传输，行车许可由无线闭塞中心产生，通过无线通信系统传送到车上。CTCS-3级选择基于无线通信是符合国际化技术发展趋势的明智之举。
CTCS-4级是完全基于无线通信（如GSM-R）的列车运行控制系统。由地面无线闭塞中心（RBC）和车载设备完成列车占用检测及完整性检查，点式信息设备提供列车用于测距修正的定位基准信息。车地信息传输系统的影响
车-地信息传输方式是列控系统最基本的技术特征之一，车-地信息传输方式往往决定了列控系统的设备构成、功能和技术水平。
车-地信息传输方式是多样的，信息量有大小，对列控系统的构成影响很大。
3.1 信息量的大小决定列车运行控制模式
采用阶梯式速度控制模式时，只要求地对车传输运行前方制动距离范围内闭塞分区空闲个数就行，所以多信息机车信号就可满足。
采用分级速度控制模式时，还需要地对车传输就近一个闭塞分区的距离和线路参数。列控系统TVM430，地面采用UM2000数字化轨道电路，信息量达228 位。
一次连续速度控制模式时，车载列控设备需要一个全制动距离内所有的线路参数，信息量相当大，可以通过无线通信、数字轨道电路、轨道电缆、应答器等地对车信息传输系统传输，据测算信息量应当在250位以上。
实现移动闭塞还需要前行列车的运行信息。
3.2 点式、连续式信息传输的影响
车-地间传输媒介中，应答器和点式环线是点式的，无线通信、轨道电路、轨道电缆等是连续式的。利用点式设备提供列控系统信息传输通道的方式也有广泛采用。
在欧洲ETCS1级标准中，利用点式设备提供全部控车信息。
由于信息的不连续，系统功能的完整性、安全性和运营效率等远远不如ETCS2级。
CTCS-1级采取大贮存的方式把线路数据全部贮存在车载设备中，靠逻辑推断地址调取所需的线路数据，结合列车性能计算给出目标距离式制动曲线。在车站附近增加点式信息设备，传输定位信息，以减少逻辑推断地址产生错误的可能性。
日本的数字列控系统I-ATC就是采取车载信号设备贮存电子地图，通过每一轨道区段的地址编码来调取所需的线路数据，这种方式可以使地-车信息传输的需求量减少。
采取大贮存的方式，一旦线路数据有变化，需及时更换车上数据库，日本国家小，铁路夜里不行车，动车组统一更换车上数据库是可行的。中国铁路动车组统一更换车上数据库是不可行的。
3.3 信息量的大小决定系统功能的完整性同样采取一次连续速度控制模式的列控系统也因信息量的大小而功能不同。
CTCS-2级采用了ZPW-2000A 型无绝缘轨道电路，仅有18个 信息，还要兼顾既有信号系统的使用，相对而言，信息量少了一些，因而会产生系统的局限性：传输目标距离的信息量偏紧；轨道电路不能给出目标速度信息；道岔 的限速采取变通方式解决；临时限速是由设在进站口的有源应答器来预告；防灾系统报警没有专门的信息；轨道电路没有编号（编号可以有效防止同频干扰）。
例如，目标距离的长度至少要满足全制动距离加上确认信号的长度，CTCS-2级的轨道电路只能给出7个闭塞分区的预告，显然不够充裕。目标距离能预告快一点，让司机早一点知道目标距离，心中更有数，对安全更有利。
3.4 车地信息传输双向优于单向
现代铁路信号系统分析研究 篇6
关键词：铁路；信号系统；分析
1 铁路信号系统的构成分析
1.1 行车调度系统 在这个电子科技及信息技术都在不断发展的新时期，因为有了计算机技术、通信技术、信息化技术及自动化控制的多方面支持，关于现代化的铁路信号系统建设，也同时引进了多方面的新理念，通过行车调度系统可以对各线路的运行随时进行监控，不但如此，还可以对列车实行实时监控，这些都从实际意义上实现了自动化，并且可以根据其他的列车的行驶进行自动化全面的处理。
1.2 闭塞系统 我国现阶段的闭塞设备主要有自动化设备、自动站间设备以及半自动化设备等。列车上相邻的两个闭塞设备以及专用的轨道电路设备，两者可以合并成为一个全新的闭塞系统，同时，利用牵出线和到发线等线路的应用，并且通过无配线的分界点设备值，能够为列车的安全形势提供保证，保证在同一个闭塞的区域，以及同一个时间里只能行驶一台列车，最终杜绝不良的事故发生。
1.3 连锁系统 目前在铁路事业发展中的一个重要的环节，就是车站连锁系统，使用一些相关系统及相关的技术，能够使铁路列车提供一个非常安全的向导。不仅如此，车站连锁系统和闭塞系统也有着非常密切的联系，信号设备在进站和出站之间的时候，也要在进站的岔道部位建立一套信号机等相应的设备。
2 雷击对于铁路信号的影响
2.1 电磁脉冲 在地面较高的建筑物及带有信号装置的场所，它们附近的建筑物和带有信号装置的建筑物，一旦遭到雷击，那么在信号体系内就会产生过电压和过电流以及雷电电磁脉冲。
2.2 电磁感应 我们所说的感应雷，实际上就是雷云在放电的时候，或者是雷电在雷云之间的时候，在这附近的户外传输信号线路埋地电力线、设备间的连接以及信号电缆线等，都有可能受到电磁感应的影响，这样就会使得串联在线路或者终端电子设备受到某种程度的损害。
2.3 冲击波 冲击波说的是进入了高压线，并且已经到了高压变压器的内部和信号设备所在的供电电源系统当中，而且没有避雷针，要不就是避雷针已经失效，此时的雷电波幅数值非常大，这样一来，变压器次级和初级绕组之间的绝缘，将会被击穿。因此，雷电压就会入侵到交流低压电源，将其损坏。
2.4 轨道电路 向着信号设备的轨道电路入侵，一般情况下，轨道电路都会使用高出地面很多的轨钢当做传输线。因为有着地理环境的阻碍，一些例如树林、大山等铁路旁的较大物体，都是容易遭到雷击的对象。
3 无线通信技术在铁路信号系统中的作用
3.1 集中调度的应用 调度中心的科员一定要在集中调度的系统中，准确了解列车的运行情况，而且要通过所获取的信息，对进路进行排列。可是，使用无线通信技术可以让控制系统了解到列车当前所行驶的速度及地理位置，并且根据信号系统，把控制信息传给列车，以此来保证列车的行驶安全。
3.2 微机联锁中的应用 无线技术一旦应用到了微机联锁当中，便可以把信号处于闭锁的状态以及道岔的基本情况传到主控中心，利用道旁的接口单元可以和主控中心联系，最后，通过电缆和现场的设备进行连接，最终达到预期的目的。
3.3 中继器中的应用 铁路的运行中，如果要么一个题录都设立一个通信站是有困难的。这样不但会使设备的投入资金增加，而且还会使得无线通信铁路信号失去原有的意义。可是利用中继器，就能够进行射频信号的接受和发送，还能够管理车站和线路范围内的站区。
3.4 使平交道口的通过率提高 铁路信号系统中加入无线通信技术，主控中心便可以對各个道口的运行情况进行查询，并且可以及时的把查询信息向最近的列车进行反馈。除此之外，主控中心在接收列车的速度及位置信息的时候，可以计算列车通过道口后的时间，最终计算出列车的允许最大时速，保证列车通过时候的安全，从而提高了平交道口的通过率。
4 铁路信号设备系统的性能和故障的分析
4.1 信号机的维护 信号机如果没能够在正常情况下发出报警信号，那一定是内部出现了问题，这就需要相关的人员对其进行定期检查。一旦发现信号机出现了故障发出了报警信号，那么就是发光二极管的问题，这就要把信号机的光源进行检查和更换，如果信号机的故障是因为点灯变压器的问题，那么就需要及时更换变压器。
4.2 转辙机的维护 在进行转辙机的检查中，其检查的内容应该包括：查看转辙机在运行中是不是受到了外界的影响，尖轨和基本轨之间是不是存在着异物；道岔的密贴是不是正常；基本轨和新轨的竖切部分有没有肥边；以及尖轨是不是在使用中发出了异常的声音等。季度的检查内容则应该包括：之前的检查内容在季度的检查时要再次进行检查，同时还要检查每一个连接头与销轴的旷量是否都在范围内；在转辙机运行时，尖轨第一牵引点和新轨的第一牵引点插入的铁板，是不是厚度在2-4毫米之间；锁闭齿轮和齿条块不应该是锁闭状态。
4.3 轨道电路的检查 对轨道电路外部的检查中应该包括这些内容：塞钉连续线与道岔跳线之间的连接情况；查看钢轨绝缘外观以及轨道外部的螺丝是否已经拧紧，这些都是检查的内容。对轨道电路内部的检查中应该包括这些内容：查看箱盒里的配线端子和螺丝是否拧紧；配件中有没有破皮现象以及箱盒内部是否干净等。
5 结语
总而言之，在铁路工程中，信号系统的稳定性与可靠性对于行车安全具有非常重要的意义。因此，应该加强对信号系统的研究，从而提高铁路信号系统的运行质量，促进铁路系统的发展。
参考文献：
[1]张杰.浅谈铁路信号综合防雷系统现状及优化方案[J].赤子（上中旬），2014.15：294.
[2]杨书林.浅谈铁路信号工程技术施工管理[J].技术与市场，2012.12：268+271.
[3]刘荣华.铁路信号设计一体化系统研究分析[J].信息通信，2014，02：203.
高速铁路信号维修思路初探 篇7
一、我国高速铁路信号维修特点
1.1信号特性
高速铁路信号的可靠性是关系到群众生命财产安全的重要信息, 因此在高速铁路信号设备维修中要对信号有充分的认识, 笔者认为信号维修特性主要有以下几点。 (1) 可维护性; (2) 安全性; (3) 可靠性; (4) 可利用性。
1.2信号设备的检修
高速铁路信号设备是列车运行系统中十分重要的环节, 因此要对铁路信号设备做日常检修工作, 及时的发现信号设备中存在的问题, 并及时的对问题设备进行修理或者更换。对于高速铁路信号设备的检修要通过设备管理预案对制定相关措施。
高速铁路信号设备的检修主要有以下几点内容: (1) 根据设备的日常运转情况以及临时抽检等对设备的运行状况进行了解; (2) 对高速铁路信号设备的系统性能分析和专家分析; (3) 高速铁路信号系统的仿真检测系统。
1.3高速铁路信号设备的预试
高速铁路信号设备在运行中遵从浴盆曲线的特性, 但是在高速铁路这一密切关系国家和人民群众生命财产安全的行业中, 要充分的采用各种预防性技术手段来保证设备的稳定工作, 笔者分析告诉铁路信号设备常见的问题主要有以下几点。 (1) 高速铁路信号设备能够保持设备的原定工作状态, 但是不能够真实的反应系统问题, 发出徐家警报; (2) 高速铁路信号设备能够保持设备的原定工作状态;但是不能够发挥其应有的工作等级; (3) 高速铁路信号设备已经丧失设备性能, 不能够继续工作。
二、对我国高速铁路信号维修工作的几点建议
为了能够满足高速铁路运行的需求, 在对铁路中的信号设备进行检修时, 相关工作人员要在最短的时间内完成设备的检修工作, 从而最大限度的保障铁路运输系统的经济损失。根据目前我国铁路运输系统的现状来看, 传统的高速铁路信号维修方式已经不再适合我国铁路运行的需求, 需要通过迅速、先进的技术设备对铁路信号设备进行维护。
2.1革新工作理念
高速铁路运营关系到国家生产、制造等各行各业, 因此有关高速铁路信号设备的检修工作要从铁路系统的全局出发, 将铁路运营系统中所涉及到的问题都考虑到铁路信号设备的检修工作当中。主要包括在对铁路信号系统的检修中对维护工作的可实现性进行分析, 保证检修工作能够顺利的展开;其次就是要随着科技进步及时的对信号设备进行更换, 将最新的科技运用到高速铁路运营系统当中, 为国家和人民的生命财产安全保驾护航;最后就是要做好日常检修工作, 严格的遵守相关检修制度, 便于后续工作的开展。
2.2对信号设备采取分级化维修
目前我国的高速铁路运营系统中, 所有的检修环节都是统一安排的, 但是这种方式就导致很多重点设备检修工作的重视程度被降低, 为了提高信号维修工作的专业性和针对性, 建议对信号维修工作进行分级, 具体分级方式如下。
三、结束语
为了能够满足我国铁路运行系统的发展需求, 有关高速铁路信号维修工作必须加强。在我国高速铁路未来的发展道路上, 其必将承载着更多的运营任务, 而高速铁路信号作为指导列车运行的重要信息, 对于国家和人民的生命财产安全有着很大的影响。
参考文献
[1]丁家望.高速铁路道岔设备维修的探索与思考[J].铁道通信信号.2011 (05)
[2]范明, 王菲.高速铁路信号系统的安全评估研究[J].中国铁路.2009 (02)
铁路信号模拟调试系统研制 篇8
铁路信号模拟调试系统主要以下几部分构成, 即系统连接电缆-信号适配箱-计算机三大部分, 其中信号适配箱中包含接线端子、信号灯状态采集电路、轨道电路状态模拟电路、道岔状态采集电路、系统工作电源、主控电路模块及USB接口。系统主体部分为信号适配箱, 其主要功能是对外部系统进行状态驱动和采集信号。信号灯状态采集电路主要用于采集信号状态;轨道电路状态模拟电路主要用于模拟轨道电路空闲和占用的状态;道岔状态采集电路主要用于采集道岔状态;主控电路模块通过USB接口连接计算机, 主要用于采集整个系统的工作状态, 然后将这个模拟状态传达给电路模块;系统的工作电源一般为+5V、-15V、+15V。系统的操作通过计算机对信号适箱进行控制来完成, 而另一端的实现通过接线端子与实验电缆连接来实现。用户可以通过计算机对系统进行控制以完成实验。
2 铁路信号模拟调试系统的硬件设计
该系统硬件接口主要采取单片机来代替控制器实现采集状态及输出控制。适配箱拓扑结构如图1所示。
当上位机要与多路外设进行通信时, 应该应用设备级联结构, 木版通过RS-485总线连接外部设备, 全部数据通过主控电路, 之后使用USB接口实现与上位机进行通信。不但可以保证各外设与上位机之间可以有效通信, 同时也可以随着应用环境的变化而调整外设数目, 如果需要增加设备, 就可以直接与主控电路直接级联, 因此其灵活性较强, 适合进行广泛应用。模拟电路和采集电路的具体数目的确定是通过主控电路中的8位开关离散量决定的, 要求连续编号, 主控电路与上位机的通信要通过USB接口来实现, 主控电路与模拟电路、主控电路与采集电路的通信都是通过RS-485总线来完成的。一个采集电路或者模拟电路需要设置两个RS-485总线接口, 其中一个接口是为了与主控电路通信, 而另一个则是为了拓展其电路的数目。主控电路供电通过USB接口来实现, 而模拟电路及采集电路的供电电源模块来实现。
(1) 主控电路。主控电路结构如图2所示。主控电路的功能是与采集电路、模拟电路及上位机进行通信。在USB接口模块中, CH375芯片与上位机的USB数据线相连接, CH375芯片与单片机连接, 其中数据线连接P2, 地址线连接P0, 读写连接读写, 中断连接中断0。单片机控制CH375;而在RS-485也与单片机相连接, Max485引脚1、2、3与单片机的地线及串行线相连接。模拟电路及采集电路与RS-485进行通信用Max485译码表示。
(2) 采集电路。采集电路主要包括道岔状态采集电路及信号灯状态采集, 其光电隔离通过霍尔电流传感器来实现。其工作原理为光耦采集。在隔离电路中, 因为道岔状态采集的隔离电路与信号灯状态采集的隔离电路在二级隔离电路上是一致的, 那么在设计采集电路时就可以设置成道岔状态采集一级隔离电路、信号灯状态夏季一级隔离电路及采集隔离电路。前两个主要的功能是对外部信号进行一级隔离, 因为二者信号采集内容不同, 因此其电路也会有所区别。道岔状态采集隔离电路是对交流信号进行采集, 因此在进行信号输入时要将二极管加入实现控制。采集隔离电路的RS-485总线端也用Max485译码表示, Max485引脚1、2、3与单片机的地线及串行线相连接。而逻辑芯片的编程需要通过连入单片机的读写、P0、P2、复位信号, 对光耦的读选通进行控制。
(3) 模拟电路。模拟电路的RS-485总线端也用Max485译码表示, Max485引脚1、2、3与单片机的地线及串行线相连接。逻辑芯片与单片记得时钟、P0、地址锁存信号、读写进行信号连接。而继电器锁存采用MIC580ln芯片, 要想将信号接入到逻辑芯片中需要将MIC580ln芯片选通、清零、数据及地址锁存信号, 也就是继电器的写选通要用单片机来实现, 最终利用继电器控制将轨道电路空闲及占用状态模拟出来。
3 铁路信号模拟调试系统软件工作的具体流程
(1) 主控电路流程。向上位机进行采集电路数目的发送及对电路数目信息进行模拟。计算机对继电器进行控制, 并进行数据发送时, 主控电路会从计算机中读取地址及数据, 检验过后传送到RS-485总线中。
(2) 采集电路流程。其主要流程就是通过光耦将输入数据信息进行光电隔离, 然后再传送到逻辑芯片上。采集电路从RS-485总线中读取指令数据, 当与其地址保持一致时, 就会从逻辑芯片上读取56路的数据, 然后再传回到RS-485总线中。
(3) 模拟电路流程。如果C51单片机与RS-485总线地址一致时, 就可以直接将数据传送到逻辑芯片上。逻辑芯片接受完数据就会用控制信号对继电器进行控制。
4 结束语
文章主要研制了铁路信号模拟调试系统, 对信号设备的检测具有重要的意义, 其准确性、有效性及快速性决定了其可以进行推广应用。
参考文献
[1]冯景文, 吕永宏.铁路信号模拟调试系统研制[J].中国铁路, 2014 (12) :59-61.
[2]贺清.驼峰自动控制仿真系统的设计与实现[J].科技信息, 2010 (1) :457-458.
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[4]贾利生.铁路信号计算机辅助设计集成系统研究[J].铁道标准设计, 2013 (9) :111-113, 117.
铁路信号车站防雷施工探讨 篇9
关键词：铁路系统,铁路信号,设备防备,施工技术,铁路信号楼
0前言
随着铁路建设的飞速发展,保证了煤炭对外销售的繁荣。同煤集团煤炭年产量达到1亿t,铁路货运专线是主要的煤炭对外运输方式,铁路运输的安全,需要有良好的保护设备提供保障,以维护铁路货运专线运行畅通,保证集团公司煤炭运输稳定。铁路技术的飞速发展,使得如今大部分的铁路实现了全线电气化,雷电是造成电气化铁路故障的主要自然因素。所以,对铁路信号车站进行防雷保护作业,能够保障铁路信号设备的安全运行。
1 铁路信号车站防雷设施的应用
铁路信号车站负责掌控整条铁路的车辆运行情况,在铁路信号车站的监控范围中,所有的车辆信息都汇总至车站进行集中管理。如今,我国的铁路信号车站基本采用自动化控制系统,大量电子设备用于查看和实时对火车车辆进行控制。铁路信号车站是保障车辆运行安全的关键,通过对车辆的调度控制,维护铁路干线的畅通及稳定,保证铁路信号车站正常工作,是铁路保护施工作业首先应该考虑的问题。
铁路的信号车站需要使用多种保护措施,对信号管控中心进行全方位的保护。铁路信号车站的信号中心需要设置建筑物防雷网,防止楼体被雷电击中导致电路损坏,造成电力系统瘫痪,铁路信号车站的信号中心需要安装建筑物雷电引导线,对建筑物进行接地处理;铁路信号车站中的信号传输系统需要进行屏蔽处理,保证运行期间不受到外界电子信号的干扰,在铁路信号车站的建筑物中应设立多个电路连接标志,避免在维修和楼体改造装修过程中对信号系统造成干扰,影响铁路干线列车的正常运营。
2 铁路信号车站防雷施工技术
2.1 铁路信号车站楼体防雷带施工方法
铁路信号车站的建筑物,需要采用避雷防护网结合避雷防护带的双重保护形式,对建筑物的外墙直接设置外露防雷网和防雷针。
铁路信号车站楼体的防雷带应铺设在楼顶及周边辅助支撑墙体之上,在铺设防雷带的过程中不能破坏屋顶的防水涂层,避免因雨水渗入,降低了整个楼体的电阻率,带来极大的安全隐患。铁路信号车站避雷防护带使用的材料应采用直径为15 mm的热处理镀锌钢材,以保证其良好的导电率。铁路信号车站楼体使用的避雷带应对其进行固定处理,每间隔0.5 m使用直径为15 mm的热处理镀锌钢材进行稳固支撑,所有的支撑物应安装正确,不能出现滑动、平移的情况,支撑物与防雷带之间应使用无缝焊接的方式进行连接,力求稳固耐用。
铁路信号车站楼体没有垛墙的情况下,需要建设垛墙,因为直接在楼体顶层设置防雷带或防雷网的话,极易破坏楼顶的防水层,造成楼顶防水层渗漏。铁路信号车站建筑物楼顶垛墙的建造方法是沿楼顶边沿5 cm的地方,按照间隔0.5 m使用实心砖多层堆叠的方式建造,墙体设立完毕后,使用直径为15 mm的热处理镀锌钢材进行固定处理,墙体上方安装高度为10 cm的防雷装置。
防雷保护网的安装需要格外注意的是,不能影响铁路信号车站楼体的完整与楼体的防水性。防雷保护网使用的材料应为30 mm×3 mm的经过热处理加工的镀锌钢材,以保证其耐用可靠,防雷保护网网格的尺寸需控制在1.5 m×1.5 m之内,不得超出。防雷保护网应进行架空处理,防止浸泡在雨水之中导致锈蚀。防雷保护网的交叉点需要使用长度大于100 mm的钢材进行无缝焊接,以进一步提升防雷保护网的稳固性。
铁路信号车站楼体所安装的全部金属防雷保护措施,应对其进行防锈处理,在防雷保护网和防雷保护带的表层粉刷沥青漆,沥青漆干涸有效附着在金属物件上之后,粉刷银粉漆,用以阻隔空气和水分,保证金属防护物良好的导电性能。
2.2 铁路信号车站楼体防雷引线施工方法
铁路信号车站楼体的防雷引线既可以在楼体表面安装,又可以在楼体内部铺设。高层框架结构的铁路信号车站楼体,应在浇筑过程中就在楼体的主干中设置直径大于15mm的圆形钢材作为主要支撑,垂直方向上的支撑钢材除起到稳定作用之外,也兼具防雷引线的功能。铁路信号车站楼体使用的垂直方向的主体钢筋与其他支撑钢材应形成1.5m×1.5 m的网格,这样的设置不仅能保证楼体中电路连接的稳定,也能引导雷电电流直接接入地下。铁路信号车站楼体的主钢筋顶部需要与楼顶设置的防雷保护装置进行连接,铁路信号车站楼体的主钢筋底部需要与地基下的接地防雷网进行连接。
铁路信号车站楼体防雷引线应在信号控制中心的楼体建筑外均匀设置,以6~8根的密度为宜,建筑物周长超过100 m的情况下,应酌情增加。车站楼体防雷引线的安装要保证水平垂直,与电路应保持一定距离,防止雷电干扰。防雷引线固定装置的距离设置应为1.49~1.79 m。防雷保护线经过路径中若存在电路系统、分线器等设备,应保证10 m以上的距离。防雷引线采用39.5 mm×3.9 mm的热处理镀锌扁形钢材,防雷引线的上部与楼顶防雷网或防雷带连接,焊接处不应出现弯角大于90°的转弯,因为转弯过大会增加防雷引线的部分直径,易造成导电率低,不能将雷电有效释放至地下防雷网。
2.3 铁路信号车站楼体接地网的施工方法
铁路信号车站楼体的接地网由多种防雷设备连接组成,接地导电体、楼体周围环形接地防雷装置、稳定作用的连接钢筋共同构成一整套的铁路信号车站楼体接地系统,接地导电系统中的电阻值不能超过0.9Ω。
铁路信号车站楼体的地基在建设过程中应预先设置金属接地网络,网络的网格面积控制在2.9 m×2.9 m之内。铁路信号车站楼体外的环形接地装置由两部分组成:1水平接地金属线负责连接垂直方向上的避雷引线,对电流进行分流;2垂直接地金属线负责连接楼顶防雷设施与楼底防雷设施,将楼体进行接地处理。水平方向上的金属接地线与垂直方向上的金属接地线,应围绕铁路信号车站楼体形成闭合线路,当楼体空间不足时,至少保证线路呈C或V型,保证最低限度的接地网络与各部分的避雷引线的良好连接。
铁路信号车站楼体的避雷引线在设置接地线路时,垂直避雷引线与水平避雷引线需要稳固结合,封闭的环形避雷引线需要连接至铁路信号车站楼体四角的钢筋,在地下间隔6~11 m时就与铁路信号车站楼体的避雷接地网络进行连接。
铁路信号车站楼体的垂直方向避雷接地线,需要使用添加了金属物质的石墨,在极端环境下(比如无法避开建筑物的排水设施或土壤具有高度的腐蚀性),通常使用铜质外包钢材进行隔离处理。
铁路信号车站楼体的水平方向避雷接地线需要与楼体保持一定的距离,深度在0.65 m以内为最佳,水平方向避雷接地线与铁路信号车站的通信电缆有交叉时,应当从电缆下方至少45 mm的深度穿过,交叉处使用绝缘保护装置进行隔离。
2.4 铁路信号车站楼体设备电力线路连接方法
铁路信号车站的通信指挥系统由控制台、铁路信号系统继电设备、防雷信号线分离盘、信号中心机房共同组成。这些设备之间通过大量电力线缆进行连接,为了保证设备运行良好,需要对电源的接入口设置接地线。车站楼体中的信号设备的接地线使用35 mm×5 mm的紫铜插排,为了将电流引入地下,在安装时不能形成封闭的回路。
铁路信号车站的通信指挥系统的每个部分都需要进行绝缘防护处理,信息系统的机房墙体需要架设多条直径为15 mm、间距为10 m的接地引线,以保证整个机房不受电流干扰。
本单位铁路信号微机联锁系统使用的工控机十分精密,机组所在的机房都铺设了防静电地板,设备的接地线路应在距离机房地面50~80 mm的地方设置,防止信号管理设备被电流干扰。
3 铁路信号车站防雷施工流程管理
铁路信号车站防雷施工是系统工程,在进行楼体的防雷保护施工作业之前,预先进行大量的实际勘察、设计测算是必要的工作。为了保证铁路新系统施工作业的顺利进行,需要设立专门的铁路信号系统防雷监管部门。目前,本单位的铁路专线采用三级管理制度,铁路信号车站的管理部门可以实行总经理负责制度。因为铁路信号系统属于高精尖、极低容错率的设备,需要具备专业知识的人员对其进行维护和调控,所以,铁路信号车站防雷施工需要协同多个技术部门和技术管理人员,实现专业化管理,科学化施工。
铁路信号车站防雷施工时,首先应该进行现场勘查,然后针对铁路信号车站的楼体及信号机房设置的实际情况设计方案,进行二次勘查,敲定最终方案。在铁路信号车站防雷施工作业的过程中,应该定期进行工程质检,保证工程质量的稳定,在验收合格之后,方可投入正常使用。
4 铁路信号车站防雷施工需注意的事项
4.1 建立施工人员培训考核制度
铁路信息系统是依赖电子技术的精密系统,施工人员需要具备完善的专业知识,施工团队需要定期通过铁路信号系统专业知识的普及,制定施工人员考核。建立施工人员培训考核制度能够保证施工人员熟悉铁路信息系统的运行方式、防雷基本方法,使铁路信号系统的防雷施工作业得到保障,让施工流程能够按照指定的规范和铁路信号系统的设计要求进行。
4.2 施工设计方案以实际考察为准
铁路信号系统的防雷保护设施的设计,需要施工设计人员大量考察信号车站的特点,通过现场实际情况的大量测量,得到真实准确的数据。铁路信号车站防雷施工在设计过程中首先应找出车站建筑的电路图,获取大量的车站实际情况;其次测量防雷保护设备的尺寸,车站电力系统的电流和电压;再次检查车站是否有被雷暴天气影响的情况;最后将车站需要安装防雷设施的地方用记录设备记录下来,结合实际情况和铁路防雷设计标准,进行铁路信号车站防雷施工方案设计。
4.3 严格把控施工流程
铁路信号车站防雷施工应该严格进行质量把关,因为车站的信号系统如果受到损害,会产生严重的后果。铁路信号系统的施工团队,首先应该对施工作业人员进行思想教育,将安全施工的意识反复灌输。铁路信号车站防雷施工作业的准备期间,工程进行期间都应不断地强调工程的安全知识、标准要求和规章制度。
铁路信号车站防雷施工需要采用“三检一问”的形式定期进行自我检查,“三检”是指施工小组的管理者每日进行验收,项目管理者每周进行验收,工程负责者每月进行验收。“一问”是指铁路信号车站防雷施工项目管理者定期举行座谈会,询问工程进度和质量。
4.4 预先做好后续工作的准备
铁路信号车站防雷施工应该在工程竣工时,做好交接和检查,完整的验收材料是表明工程施工细致程度的一环。铁路信号车站防雷施工的验收,能够减少工程交接出现的问题。按照相关规范,铁路信号车站防雷施工的验收材料应该进行装订整理,多份保存,铁路信号管理部门一份,防雷设施管理部门一份,铁路信号车站防雷施工单位一份。
铁路信号车站防雷施工工程是现代化的工程,采用分区分片的形式,每一部分都由其项目管理人进行监督和管理,铁路信号车站防雷设备使用出现的问题也由其进行售后服务。这要求施工单位做好责任分配,防止出现有问题后无人问责的情况,更重要的是,铁路信号车站应该做好维护工作,对防雷设备进行定期的检查和保养。铁路信号车站防雷设施的施工单位,应该在每年的夏季之前完成对铁路信号车站防雷设施的检修工作,保证车站信号系统设备的正常使用和运行。
5 结论
铁路信号封锁施工的思考 篇10
1 铁路信号封锁施工之施工准备阶段
在这一阶段,对于封锁施工而言,施工准备阶段的成效决定着后期主要工程的施工进度与施工质量的基础。对于封锁施工前的施工准备来说,信号设备的联锁试验是最为关键的。其中,对于信号设备的模拟试验、排空试验则是重中之重。考虑到封锁施工前的准备效果决定了工程竣工的最终质量,所以应慎重以待。从模拟试验方面来说,在室内组合架配线完成后,重点是对电源屏、联锁机等信号设备进行安装与调试工作。其重点是要做到精确而全面,把所有可能影响到信号运行的因素全部进行调试,确定稳定后才可以视作通过检测。因此对于施工图纸的全面贯彻与执行是非常重要的,从实际应用来看,还应结合联锁表的相关项目进行调试,其必检项目有:侵限绝缘、带动道岔、防护道岔、敌对进路、信号机显示、电码化、开断道岔表示、封连轨道继电器吸起、落下等。对于这些项目应逐个进行安装与调试,认真记录具体调试情况,特别是对于涉及到道口通知与场间联系等相关的方向电路等项目,应保证分线盘上能测量到相关的技术参数。另外,对于外来条件的在分线盘送相应条件模拟电源来达到动作的相应继电器,其显示器或控制台表示灯要与之保持显示一致。
其次,对于排空试验而言,应建立在模拟试验的数据基础上进行,特别是在进行联系电路、室外信号机、电动转辙机与轨道电路等此类带载试验时,重点是测试在带载条件下的联锁关系是否联接顺畅,相应的反应动作是否正确及时。对于排空试验来说,应以联锁表为蓝本进行严格试验,对室外信号机的显示、转辙机动作与运动轨迹、室内继电器与轨道电路状态、控制台的信号显示等都应进行全面试验与调试,且不得有漏项与漏检。对于尚不具备排空试验条件,或者排空试验条件不充分的铁路信号设备,应进行实时数据记录与情况说明,并安排好下次试验的时间与人员,以完成整个排空试验。对于铁路信号封锁施工的安排来说,利用施工的“天窗”期进行电动转辙机的更换与相关装置的安装是相当有效的,不仅可以提高行车安全性,降低整个施工对于行车运输的负面影响,同时还可以直接减少对于无联锁条件下道岔的动用,提高整个工程的效率。
同时,在进行矮型信号机的调试与安装时,尽量要做到一步到位,以提高整个工程的安装调试效率。一般来说,利用施工“天窗”时间把信号机移出后,再把新更换的信号机移入并调正位置。特别是对于高柱信号机而言,在排空试验进行完后,利用“天窗”或者小型施工定点项目进行电缆过渡可以有效达到一步到位的目的。
对于作业内容多,项目多的轨道电路来说,在铁路信号封锁时其准备工作应分别提前进行。在这个过程中,轨道电路绝缘的更换操作应利用施工“天窗”或小型施工定点方案进行,当更换操作存在位置移动时,应对新设的绝缘进行双接续线跨接相邻轨端的操作。而在接续线与道岔跳线操作时,也是利用施工“天窗”期进行,但应注意,此操作进行前,应联合工务部分对所要操作的接续线与道岔跳线部分、孔距等进行全面的核查,以避免出现由于钻孔操作而导致的重伤钢轨。而对于轨道箱盒的安装,应提前在“天窗”时间内进行操作。对于下卧已经有轨道箱盒的情况分析,应保证箱盒外边缘和钢轨外边缘距离大于150mm,整个箱盒顶面与钢轨面应在同一水平面上。只有这样才能保证下卧的箱盒不侵限,即使处于雨季也不会产生进水现象的目标。
2 铁路信号封锁施工之施工组织阶段
作为一项综合性工程,铁路信号封锁施工从安全管理、工期进度与施工质量上都有着严格要求。做好信、联、闭停用期间的施工组织安排不仅关系到对于铁路正常行车运输的影响,同时还直接关系到人民群众的生命财产安全。基于此,在进行铁路信号封锁施工时,对于施工方案的制订应严密而合理,对施工期间各部门与各工序的配合也应最优化。
2.1 施工方案
决定进入铁路信号封锁时,其施工项目部应联合车务、电务、工务部门进行实地调查与确认,通过全盘了解行车设备的相关运行情况,来综合选定最佳的施工方案。并立足于信停期间的最小化负面影响,以确认哪些工程项目适合在信号停止前提前完成,哪些应在信号停止中进行。基于此,工程技术人员一方面应把原有的铁路信号施工设计图纸与新项目的图纸进行比对与核查,且应实地调研并落实每项作业任务中新旧设计图纸间电路、设备等的异同点。并以此为参与依据,设计出每个工序的操作时间与作业安排,并对安全设备、质量检测方法,施工监督、施工材料供应与运输等等方面进行细化。为了提高管理落实效果,其作业计划应提前两个工作日发放到各作业小组,以提高人员与设备的安排成效。
2.2 相关配合
作为施工主体单位,强调信号设备停用期间各部门与各工序间的配合是必要工作。因此,应主动联系并通知相关的电务、车务、工务、机务、水电等部门进行沟通与配合,并以书面形式告知作业所需时间、地点、设备要求、人员配置、作业内容等等,以保证配合得力,工程有序开展。
而铁路局应以所在或者车站的信停施工等级进行不同的安排,配置专人进行施工协调会议的召开与安排,并对各单位与施工项目进行明确的责任落实与任务制订,划分好责任区间,避免推诿。特别是对于运输组织方面,应全面提供最科学的施工条件,没有运输就无法进行设备的更新、调试等工作,也就无法在工期内完成工程项目内容,最终影响的还是行车安全与效率。
2.3 联锁试验与后期工作内容
联锁试验是为了信号设备开通前作准备的。也就是,其试验的数据与效果直接决定了整个铁路信号封锁施工的成效。基于此,在进行联锁试验时,一切的工作都应配合做好行车安全与工程开通工作。进行前台联锁试验的人员应有行业的丰富经验,具有科学组织、快速试验、精确核实、指挥有度、思路稳健的工作能力。全体施工人员与相关配合人员应全力配合,满足整个联锁试验的指挥要求。其在封锁命令下达后,计算机联锁的车站主备联锁机及前台显示器应保持一致的开机状态,方便人员进行实时监控与指挥。在调试过程中,应重点对轨道电路、信号机显示、道岔转换、电码化测试及自动闭塞结合电路、站联、场联、半自动闭塞电路的因素进行及时妥善处理,以提高整个联锁试验的效率。
另外,对于所有涉及到室内配合与道岔、信号机、配电盘送电等相关工作,应专人专项,明确责任。对于拆下来的旧设备应做好标识与处理,不得影响到行车安全。且对新设备,如显示器,TDCS引线等应做好阻燃管防护。同时,对于施工后期的现场清扫、设备调试,复核等工作也应紧张有序进行。
3 结语
综上所叙,铁路信号封锁施工应立足于经济效益与社会效益两方面进行综合考虑,同时结合与时俱进的维修与工程质量要求进行施工质量监督,在信号封锁工程与运输生产间找到一个平衡点,做好铁路信号封锁施工。同时,可以根据信号工程项目的自身特点,结合项目工程的实际情况,并借鉴以往项目的成功经验,吸取以往项目中的失败的教训,以保证更好的完成信号工程的开通施工工作。
摘要：在进行铁路信号封锁施工时,其施工是本着提高铁路运输效率为目的的,所以在铁路信号封锁施工前,各有关单位和部门应高度重视、精心筹划,成立相关组织机构,提前召开施工准备会和施工推进会,优化施工方案,明确细化分工,制定专项施工防护方案,组织现场演练,做好充分的准备工作。在施工组织中,各单位和部门也要密切配合、协同工作,顺利完成既定目标,实现安全、正点消记。因此,本文将对铁路信号封锁施工准备阶段和施工组织阶段进行具体阐述,以确保铁路信号工程开通施工的顺利进行。
关键词：铁路信号,封锁施工,信号设备
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