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文檔簡介
軌道電路模塊1.FTGS軌道電路總體認知FTGS是西門子公司的遙供無絕緣音頻軌道電路的德文縮寫,意思是“西門子公司的遙供無絕緣音頻軌道電路”。其中:F-遠程供電,G-軌道電路,T-音頻,S-西門子公司FTGS型軌道電路用于檢測軌道電路的空閑與占用狀態,并發送ATP報文。主要應用于廣州地鐵1號線、2號線以及深圳地鐵、南京地鐵等地。
FTGS含義及功能應用范圍車站和區間工作頻率載頻頻率有12個,分配給兩種型號的FTGS,即FTGS46和FTGS917(常用)
。FTGS46的載頻頻率
4.75kHz、5.25kHz、5.75kHz、6.25kHz
FTGS917的載頻頻率
9.5kHz、10.5kHz、11.5kHz、12.5kHz、
13.5kHz、14.5kHz、15.5kHz、16.5kHz
FTGS應用范圍及工作頻率調制:頻率調制(頻移鍵控FSK)編碼位模式:15種位模式(2.2~6.2),軌道電路由15個不同的位模式進行頻率調制偏頻:±64Hz
。
FTGS調制模式
FTGS應用類型在現場實際中,根據應用的地點不同,FTGS軌道電路分為三種類型:
標準型:用于一送一受軌道區段,一般是區間
道岔型:用于一送兩受的道岔區段
中間饋電型:用于長軌道區段,一般是站臺
FTGS絕緣節電氣絕緣節(又稱電氣節)是由短路棒和軌旁盒內的調諧單元共同組成常用的短路棒:S棒、8字棒(M棒)、終端棒(半8字形)另外要注意:道岔本身和兩個終端棒的分界處必須采用機械絕緣節,其它地方都采用電氣絕緣節。FTGS總體結構
FTGS型軌道電路由室內設備和室外設備兩部分組成,如右圖所示。室內設備主要是發送器和接收器,室外設備主要為軌旁盒(內含調諧、轉換單元)和電氣絕緣節。軌道電路模塊2.FTGS軌道電路室外設備認知
室外設備主要包括:軌旁盒和電氣絕緣節。
FTGS室外設備
軌旁盒
軌旁盒是用以連接電氣絕緣節與室內設備的中間設備。有兩種結構,一種是S棒結構,另一種是雙軌條牽引回流區段的終端棒結構,分別如右圖所示。每個軌旁盒內一般可分為兩部分,對稱布置。一部分作為一個區段的發送端時,另一部分則作為相鄰區段的接收端。FTGS室外設備-軌旁盒
軌旁盒S棒結構的軌旁盒每部分由一個調諧單元和一個轉換單元組成,調諧單元接S棒,轉換單元接室內設備。每個軌旁盒分別用4根電纜線與室內設備室外的短路棒相連。調諧單元調諧單元轉換單元轉換單元DCBA藍紅黃灰藍紅黃灰軌旁盒到室內FTGS室外設備-軌旁盒
FTGS室外設備-軌旁盒
轉換單元轉換單元:主要作用就是轉換發送和接收模式。注意:調諧單元和轉換單元根據頻率的不同,型號是不一樣的。也就是說相鄰的兩個軌旁盒里,兩種單元的型號是不同的。如需更換時要選用型號一致的。FTGS室外設備-軌旁盒
調諧單元
調諧單元:顧名思議,調諧單元的作用就是調整諧振點。通過用內六角扳手調整可調電感器它使短路棒與調諧單元調諧部分達到諧振點,使發到軌面上的電壓最高,接收到的相應頻率電壓最高。另外,選擇不同的端子可以選擇變壓器不同的抽頭,調整引入室內的電壓值。FTGS室外設備-軌旁盒
調諧單元實物圖FTGS室外設備-軌旁盒
電氣絕緣節電氣絕緣節由短路棒(如S棒)和軌旁盒內的調諧單元組成,是劃分FTGS軌道區段的重要設備FTGS室外設備-電氣絕緣節
S棒形狀示意圖FTGS室外設備-電氣絕緣節
S棒實物圖FTGS室外設備-電氣絕緣節
8字棒示意圖(又稱M棒即中間饋電棒)FTGS室外設備-電氣絕緣節
終端棒示意圖FTGS室外設備-電氣絕緣節
終端棒實物圖FTGS室外設備-電氣絕緣節
標準型和道岔型都采用S棒,中間饋電型采用8字棒。FTGS室外設備-電氣絕緣節
S棒的電氣絕緣原理FTGS室外設備-電氣絕緣節
列車通過S棒時電壓的變化S棒的電氣絕緣原理FTGS室外設備-電氣絕緣節
軌道電路模塊3.FTGS軌道電路室內設備認知FTGS的所有電子組件都安裝在控制站的機械室內。組匣安裝在軌道電路組合架上,每個組合架分為A、B、C、D、E、F、G、H、J、K、L、M、N共13層。
其中:
A層為電源層及熔斷器層;
B層為電纜補償電阻設置層;
C層為信息輸入、輸出及方向轉換層;
D~N
層為軌道電路標準層。每層為一個軌道電路組匣,一個軌道電路只需一個組匣,即1個組合架可安裝10套FTGS軌道電路。FTGS室內設備
FTGS型軌道電路組匣主要有一送一受型和一送二受型(用于道岔區段)兩種結構,它們的插件排列分別如左圖所示。FTGS室內設備
標準型軌道電路的組合框架FTGS室內設備
功能:產生各種頻率的音頻電壓位模式調制和ATP報文調制的切換向接收2板提供16.33KHz的驅動脈沖FTGS室內設備(B30發送板)輸出:FSK信息送入放大濾波板;驅動脈沖至接收2板;時鐘脈沖送入報文轉換板;輸入:軌道占用時由報文轉換板輸入觸發信號及報文FTGS室內設備(B30發送板)功能:對發送板發來的調制音頻電壓進行放大濾波:濾除發送信號中的高次諧波,僅將本區段頻率的信號饋入發送電纜中FTGS室內設備(B40放大濾波板)輸出:經調制的FSK信息輸入:由發送板送來的FSK信息;FTGS室內設備(B40放大濾波板)位置測量插孔測量值備注放大濾波板1/29~12V3/450~60V輸出到軌道(在平衡電阻前)的電壓功能:檢測接收回來的電壓的中心頻率及電壓幅值對接收回來的電壓進行放大軌道空閑時,向解調板提供脈沖電壓軌道空閑時向接收2板提供14.8v的控制電壓軌道占用時向報文轉換板提供“占用”信息FTGS室內設備(B33接收1板)注意:它把從室外接收到的信號分為兩個通道,并分別進行檢測.FTGS室內設備(B33接收1板)功能:檢測接收回來的音頻電壓所攜帶的位模式當位模式檢測正確時向接收2板提供控制低電平FTGS室內設備(B35解調板)注意:它把從接收1板接收到的信號也是進入雙通道,分別進行檢測.功能:將接收1板的輸出信號和解調板送出的TTL電平進行動態AND運算如果接收1板輸出14.8V高電位且解調板輸出低電位,則發送板輸出16.33KHz驅動脈沖可以通過板上的安全觸發電路,形成16V電壓提供給繼電器板FTGS室內設備(B39(B34)接收2板)輸入:接收1板和解調板輸出:繼電器板FTGS室內設備(B39(B34)接收2板)功能:兩個繼電器雙通道工作根據接收2板提供的控制電壓,使繼電器吸或落下,從而判斷軌道區段的占用和空閑狀態輸入:接收2板輸出的直流16V電壓輸出:發送“軌道占用”或“空閑”信號到聯鎖和LZBFTGS室內設備(B36繼電器板)注意:每個通道有一個K50型緩吸緩放繼電器,兩通道是一樣的,聯鎖定時檢查開關狀態,兩組繼電器的開關狀態必須一致功能:FTGS的位模式和ATP報文之間的轉換FTGS室內設備(B44報文轉換板)說明:
列車占用軌道區段時,發送ATP報文,并使發送方向迎著列車方向;在有列車占用軌道區段時,FTGS的位模式無效,同時,ATP報文被激活;發送板執行一個報文轉換信號進行開關切換,再通過一個光耦合器,ATP報文就從報文轉換板傳送到發送板FTGS室內設備(B44報文轉換板)功能:實現發送電纜和接收電纜的切換標準型和道岔型軌道電路,由LZB根據進路的方向直接控制方向轉換板上的繼電器來轉換方向中間饋電型軌道電路,由LZB提供進路的方向信息給中間饋電轉換板,再由中間饋電轉換板根據區段的占用情況和進路方向,控制方向轉換板上的繼電器來轉換方向FTGS室內設備(B43方向轉換板)
代碼板只有幾根跳線,代碼板上的每一個位模式對應一個頻率,根據不同的位模式插件制成對應不同頻率的代碼板。在用于道岔軌道電路或中央饋電軌道電路時,使用第二塊或第三塊接收器1板而不使用代碼板。FTGS室內設備(代碼板)FTGS三種應用類型的結構對比室外區別標準型和道岔型都采用S棒,而中間饋電型采用8字棒。室內區別1.方向轉換板的輸入不同。2.道岔型比標準型多了一塊接收1板和一塊解調板,這是因為道岔型多了一個接收端的原因。3.中間饋電型比道岔型多一塊中間饋電轉換板(B45),用來實現發送端的切換。軌道電路模塊4.FTGS軌道電路原理認知FTGS的FSK信號FTGS采用電氣絕緣節來劃分區段,為了防止相鄰區段之間串頻,使用了不同中心頻率和不同位模式進行區分。對于某一軌道區段來說,只有收到與本區段相同的頻率與位模式的信息才被響應。FTGS-917型軌道電路共使用8種頻率(9.5KHz,10.5KHz,11.5KHz,12.5KHz,13.5KHz,14.5KHz,15.5KHz,16.5KHz),相鄰的區段使用不同的頻率作為某區段固有的中心頻率。位模式是用X.Y表示:它其實把一小段時間分成幾等份(如15ms為一份),在一個周期內,先是X份時間的高電平,然后是Y份時間的低電平,且要求X+Y≤8。FTGS-917型軌道電路采用15種不同的位模式(2.2、2.3、2.4、2.5、2.6;3.2、3.3、3.4、3.5;4.2、4.3、4.4;5.2、5.3;6.2),相鄰區段使用不同的位模式。最少的4bit,最多的8bit。FTGS的FSK信號位模式(bitPattern)是數碼組合,以15ms為一位,用f0+64Hz為“1”,f0-64Hz為“0”,構成不同的數碼組合,即帶有位模式。其中,f0為某個中心頻率。例如,2.2位模式即每個周期共4位,連續2bit為1,另外2bit為0,頻率為:+64Hz、+64Hz、-64Hz、-64Hz、+64Hz、+64Hz……其波形如下圖所示。
FTGS的FSK信號
2.2位模式FTGS的FSK信號報文式數字編碼由ATP軌旁設備傳輸給車載設備,傳輸速率為200Bd(即每秒傳送200個數字編碼)。數字編碼有效長度為136位,包括車站停車點、下一個軌道電路的制動曲線、運行方向、開門、入口速度、允許速度、緊急停車、限速區段速度、目標速度、目標距離、當前軌道電路識別、下一個軌道電路識別、軌道電路長度、下一個軌道電路的坡度、下一個軌道電路的頻率等信息。FTGS報文信號關于報文編碼為了確保ATP報文的發送和接收,FTGS必須能夠根據列車的運行方向進行送端和受端的轉換,即發送方向的切換。定義了三個發送方向:G方向(正常)、A方向(與G方向相反)、B方向(一送兩受區段,反方向側向運行)。FTGS報文信號關于報文發送方向FTGS工作原理標準型FTGS軌道電路結構圖
由室內發送設備發送的FSK信號,通過軌旁單元在軌道電路始端饋入軌道,并由軌道電路終端接收傳至室內接收設備,經過信號鑒別判斷(幅值計算、調制檢驗、編碼檢驗),當接收器計算出接收的軌道電壓的幅值足夠高,并且解調器鑒別到發送的編碼調制正確時,接收器產生一個“軌道空閑”狀態信息,這時軌道繼電器吸起表示“軌道空閑
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