車站信號自動控制系統北京交通大學智能學院教師/岳強2024.12

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CONTENTS信號集中監測系統概述

車站信號理論技術基礎01.

車站室外設備接口電路02.

6502電氣集中聯鎖系統概述03.

計算機聯鎖系統04.

北京交通大學電子信息工程學院室外設備繼電接口電路

02PART02軌道采集接口電路道岔控制接口電路信號機點燈接口電路計算機聯鎖的驅采原理繼電器安全電路的設計方法內容提要室外設備繼電接口電路3思考一下？有哪些信號設備會用到繼電器接口電路？4信號機和信號表示器1、信號機和信號表示器構成信號顯示，用來指示列車運行和調車作業的命令。5轉轍機2、轉轍機用于完成道岔的轉換和鎖閉，是關系行車安全的最關鍵設備。內鎖閉方式的ZD6系列，外鎖閉方式的S700K。6軌道電路3、軌道電路用來監督列車對軌道的占用和傳遞行車信息。站內采用25Hz反映列車占用情況。移頻軌道電路是移頻自動閉塞的基礎，通過它發送各種行車信息。7計軸設備4、在每個閉塞區段的計軸設備是用來檢查區間是否有列車或車輛的檢查監督設備。由室內設備和室外設備組成：室外：計軸點——輪軸傳感器（磁頭）、電子連接箱；室內：計算部分——運算器、繼電器等。室外設備室內設備區間閉塞設備發送器接收器衰耗器防雷模擬盤ZPW2000A自動閉塞系統9第4章鐵路信號繼電器信號繼電器是鐵路信號中所用各類繼電器的統稱。其不僅是構成各種繼電式控制系統的關鍵，而且是電子式或計算機式控制系統的的接口部件。

10第1節安全型繼電器11鐵路信號安全型繼電器故障—安全措施：前接點采用了熔點高材料;增加銜鐵重量，利用“重力恒定”原理;采用殘磁極小的鐵磁材料;銜鐵不致因機械故障而卡在吸起狀態分類：無極繼電器極性繼電器：偏極，極性保持所謂安全型繼電器是指它的結構必須符合故障—安全原則，是一種不對稱器件，在故障情況下使前接點閉合的概率遠小于后接點閉合的概率。第1節安全型繼電器12繼電器的基本構成前接點后接點中接點

拉桿線圈鐵芯銜鐵軛鐵第1節安全型繼電器13J繼電器W無極X小型C插入式Z整流式Y有極P偏極字頭后J表示加強節點阻值前H表示緩放型JWJXC-H125/0.44鐵路信號安全型繼電器的命名規則14第1節安全型繼電器15鐵路信號安全型繼電器分類無極繼電器電流無極性要求，失磁落下。（JWXC-1700）偏極繼電器激磁電流有極性要求，抗干擾能力強（JPXC-1000）整流式繼電器安裝了二極管組成的半波或全波整流電路。特點：供電電源為交流電。（JZXC-480、JZXC-H18）有極繼電器電流切斷后保持原來極性狀態（JYJXC-135/220）實物圖16JWXC-1700JPXC-1000JZXC-480JYJXC-135/22017繼電器插座繼電器的圖形符號18第1節安全型繼電器1、電路中的繼電器功能名稱符號在電路中根據用途和功能來命名，用漢語拼音首字母來表示；

如，AJ，XJ，DBJ，FBJ，GJ等。同一個繼電器的線圈和接點必須用該繼電器的名稱符號來標記；同一繼電器的各接點組需用其編號注明。繼電器一般都有多組接點，每組接點包含前接點、中接點和后接點，編號分別為2、1和3。

XJ11

，XJ12

，XJ13組號11-第1組中接點，12-第1組前接點，13-第1組后接點繼電器的定位19第1節安全型繼電器電路中繼電器通常呈現的狀態，稱為定位或常態。確定定位的原則：繼電器的定位狀態應與該繼電器對應的信號設備的定位狀態一致；繼電器的釋放狀態必須與該繼電器對應的信號設備的安全側一致。

常態吸起（定位）：↑常態落下（定位）：↓繼電器的圖形符號-線圈20繼電器的圖形符號-接點21第1節安全型繼電器22鐵路信號安全型繼電器的技術參數吸起值：最小電壓或電流工作值：動作并滿足規定的接點壓力或電流值額定值：工作值與安全系數之積釋放值：接點剛斷開時的電壓或電流值過負載值：不損壞的最大允許接入電壓或電流值

(一般為工作值4倍）安全系數：額定值/工作值返還系數：釋放值/工作值23第2節繼電電路24掌握：1、電路中箭頭與閉合點符號含義2、電路中用到繼電器前后接點情況3、串、并聯、自閉電路的工作原理4、繼電電路的邏輯表達式繼電器圖形符號和電路畫法箭頭的含義：節點的畫法：辨別清楚哪個節點接在電路中（前/后）；常態釋放落下常態吸起閉合點閉合點工程圖的畫法繼電器節點在電路中的用法判斷25繼電器接點編號與辨別26閉合點閉合點

繼電器一般都有多組接點，每組接點包含前接點、中接點和后接點，編號分別為2、1和3。1231231BA1BAA=3,B=2A=3,B=2繼電器電路—串并聯電路27第2節繼電電路

串并聯電路

并聯電路23

串聯電路1繼電器電路—串并聯電路28第2節繼電電路

繼電器自閉電路4繼電器電路分析方法29第2節繼電電路1、接點代數等式繼電器電路分析方法30第2節繼電電路2、時序邏輯表達式（動作程序法）|——邏輯“與”表示符；

——邏輯“或”表示符；→——促使繼電器吸起或釋放的符號；↑——繼電器吸起狀態符，↓——繼電器釋放狀態符，

——繼電器自閉狀態舉例：時序邏輯與電路設計31繼電器電路分析方法32第2節繼電電路描述繼電器勵磁電流的徑路，即由電源正極經由接點、線圈以及其它器件而流向電源負極的回路，它是分析繼電器電路的常用方法。3、接通公式（接通徑路法）

KZ-DGJ11-12-DBJ21-22-AJ11-13-D1-2-CJ1-4-KF繼電器安全電路第3節安全繼電電路設計方法33使電路開路的故障斷線故障使電路短路的故障混線故障繼電器安全電路---斷線防護電路故障—安全設計閉合電路法OK旁路法ERROR第3節安全繼電電路設計方法3435ERROROK第3節安全繼電電路設計方法36繼電器安全電路---混線防護電路遠端供電法：故障—安全設計位置法第3節安全繼電電路設計方法37繼電器安全電路---混線防護電路偏極繼電器+熔斷器保護：故障—安全設計極性法第3節安全繼電電路設計方法38繼電器安全電路---混線防護電路去線與回線雙斷：故障—安全設計雙斷法ERROROK繼電器安全電路---減少危險側故障率的混線防護電路變壓器：交流電路中利用較多獨立電源法利用后接點接通分路防混電+熔斷器保護分路法第3節安全繼電電路設計方法39人機交互設備聯鎖邏輯運算單元

（計算機或電路）信號機點燈電路道岔控制電路軌道電路人機會話層聯鎖層室外設備執行接口層車站聯鎖系統結構信號機道岔轉轍機軌道區段數字（開關）量級供電強電供電中間級轉換第5章車站室外設備繼電接口

完成把室內聯鎖邏輯形成的設備控制命令，轉換為對室外設備的安全強電輸出，并且把室外信號設備的狀態，轉換為對應的繼電器組合狀態再傳遞給聯鎖邏輯部分進行運算。主要的接口電路包括：信號機繼電接口電路道岔轉轍機繼電接口電路軌道區段繼電電路41信號機的一些特性參數室內交流220V供電，一般燈泡為25W/個，信號變壓器220V->12V列車信號機燈泡采用雙燈絲42道岔轉轍機的一些特性參數ZD6型（A-K)：額定DC160V供電，動作電流≤2A，A型轉換時間：≤3.8秒S700K：三相交流380V，動作電流≤2A,轉換時間：≤6.6秒43站內軌道電路設備的一些特性參數供電：室內220V->送電軌旁變壓器->鋼軌軌面,軌面電壓0.7v-0.9v受電：鋼軌軌面->受電軌道變壓器->室內軌道繼電器工頻50Hz(480):吸起10-16V，釋放<2.7V,

25Hz相敏:二元二位繼電器，相位檢測a.工頻50Hz(480)軌道電路b.25Hz相敏軌道電路44第1節信號機繼電接口電路

（一）信號機的顯示與功能繼電器設計（二）顯示的技術要求及安全防護設計（三）進站信號機的點燈電路分析（四）出站信號機的點燈電路分析45（一）信號機的顯示與功能繼電器設計進站信號機的燈光設計：紅燈：停車，禁止越過信號機黃燈：正線停車雙黃：側線停車綠黃：正線通過，出站信號機點黃燈綠燈：正線通過紅白：

引導接車電路如何設計區分上面的顯示？進站信號機的功能繼電器設計：LXJ：區分禁止信號與允許信號ZXJ：區分正與側線停車TXJ：正線通過LUJ：點綠黃燈YXJ：引導接車DJ：第1燈光監督2DJ：第2燈光監督46進站信號機接口電路中用到的繼電器47繼電器繼電器名稱作用常態接口功能LXJ列車信號繼電器開放允許信號落下輸入外部控制。電氣集中聯鎖由繼電器電路控制，計算機聯鎖由驅動板控制。ZXJ正線信號繼電器開通正線吸起TXJ通過信號繼電器通過進路落下LUXJ綠黃信號繼電器開放綠黃燈落下YXJ引導信號繼電器開放引導信號落下LXJF列車信號繼電器復示繼電器復示LXJ（計算機聯鎖系統不設置此繼電器）落下DJ1燈絲繼電器監督H、L、U燈絲狀態吸起輸出燈絲狀態。電氣集中聯鎖輸出至繼電器電路，計算機聯鎖輸出至采集板。2DJ2燈絲繼電器監督2U、YB燈絲狀態落下DZJ燈絲轉換繼電器主副燈絲轉換吸起輸出主燈絲狀態繼電器組合與燈光的關系48

繼電器燈光LXJZXJTXJLUXJYXJ紅燈（H）↓***↓黃燈（U）↑↑↓↓*雙黃（UU）↑↓***綠黃（LU）↑↑↓↑*綠（L）↑↑↑↓*紅白（HB）↓***↑（一）信號機的顯示與功能繼電器設計1、進站信號機點燈電路（1）平時：LXJ↓→點紅燈（2）正線通過：LXJ↑、ZXJ↑、TXJ↑→點綠燈（3）正線接車：LXJ↑、ZXJ↑、TXJ↓、LUXJ↓→點黃燈（4）側線接車：LXJF↑、ZXJ↓、TXJ↓→點雙黃燈（5）轉場進路：LXJF↑、ZXJ↑、TXJ↓、LUXJ↑→點綠黃燈（6）引導信號：LXJ↓、LXJF↓、YXJ↑→點紅白燈2、出站兼調車信號機點燈電路(自動閉塞區間三顯示)（1）平時：LXJ↓、DXJ↓→點紅燈（2）向主要方向發車：a.LXJ↑、ZXJ↑、2LQJ↑→點綠燈b.LXJ↑、ZXJ↑、2LQJ↓→點黃燈（3）向次要方向發車：a.LXJ↑、ZXJ↓→點雙綠燈b.LXJ↑、ZXJ↑、2LQJ↓→點黃燈（4）開放調車信號：LXJ↓、DXJ↑→點白燈49應符合“故障－安全”原則，當發生故障時，信號機應能自動給出最大限制的信號顯示；信號顯示應具有較高的抗干擾能力。12（二）顯示的技術要求及安全防護設計1、基本要求：50（二）顯示的技術要求及安全防護設計2、技術要求（1）允許燈光故障，要自動轉點紅燈（2）點亮雙燈時，第2燈不能點亮則第1燈光不允許點亮（3）防混電混線設計3、防護措施（1）設置燈絲監督繼電器DJ，串接到電路中判斷燈光點亮（2）供電雙斷法，以防止混入電源形成回路使信號錯誤點燈，防止信號出現亂顯實（3）位置法，防止混線（4）采用雙絲燈泡，設置DZJ，監督主燈絲斷絲(每個咽喉設一套)51（三）進站信號機的點燈電路設計ⅠⅡ～↓178ⅠⅡ～↓178ⅠⅡ～↑178ⅠⅡ～↓178ⅠⅡ～↓178XJZ220XJZ220XJF220RD10.5ARD30.5A0.5ARD2DJ2DJ↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↑↑↑↑2DJ2DJLXJLXJFZXJLUXJTXJZXJLUXJTXJYXJYXJUDZJLDZJHDZJ2UDZJYBDZJUBLBHB2UBYBB45682232567714766LXZLXZYXULH2UYB進站信號機點燈電路LXJ信號變壓器燈泡燈絲轉換室內繼電組合52進站信號機點燈電路53XJZ220—RD?—DJ5-6—LXJ41-43—HB11-12—LXJ63-61—RD?—XJF220。XJZ220—RD1—DJ5-6—LXJ41-42—ZXJ81-82—TXJ21-22—LB11-12—LXJ62-61—RD2—XJF220。XJZ220—RD1—DJ5-6—LXJ41-42—ZXJ81-82—TXJ21-23—LUXJ21-23—UB11-12—LXJ62-61—RD?—XJF220XJZ220—RD3—2DJ5-6—LXJF71-72—ZXJ71-73—TXJ11-13—2UB11-12—LXJ62-61—RD2—XJF220XJZ220—RD1—DJ5-6—LXJ41-42—ZXJ81-83—2DJ21-22—LUXJ21-23—UB11-12—LXJ62-61—RD2—XJF220點紅燈電路：點綠燈電路：點黃燈電路：點兩個黃燈電路：2黃燈：1黃燈：點綠黃燈電路：XJZ220—RD3—2DJ5-6—LXJF71-72—ZXJ71-72—LUXJ11-12-TXJ11-13—2UB11-12—LXJ62-61—RD2—XJF220XJZ220—RD1—DJ5-6—LXJ41-42—XJ81-82—TXJ21-23—LUXJ21-22—2DJ31-32—LB11-12—LXJ62-61——RD2—XJF2202黃燈：1綠燈：點引導白燈電路：XJZ220—RD3—2DJ5-6—LXJF71-73—YXJ71-72—YBB11-12—YXJ62-61—LXJ63-61—RD2—XJF220（三）進站信號機開放信號的安全設計LXJ勵磁吸起，點亮允許燈光；LXJ失磁落下，點亮紅色禁止燈光；允許燈滅燈或LXJ的控制輸出斷線時，自動轉點紅燈。54

在同時點兩個允許顯示信號時，在第1個點燈電路里接有2DJ的前接點。如點綠黃燈時，當第2黃燈電路故障或燈絲斷絲時，2DJ落下切斷點綠燈電路，使綠燈無法點燈或點亮后熄滅，信號機改點紅燈，不會造成顯示升級。（三）進站信號機開放信號的安全設計55混電防護雙斷法防護：允許信號(U、L、2U)引導信號YB（三）進站信號機點燈電路的防護措施混線防護位置法防護：LU2U與UL2UHH與HHYB與YBH56（四）出站信號機的點燈電路設計信號變壓器燈泡燈絲轉換室內繼電組合57兩方向出站兼調車信號機的點燈電路顯示：

H、U、L和LU，B(調)，B(次要方向)繼電器種類:

LXJ，ZXJ，2LQJ，

3LQJ,DXJ，DJ，2DJ，3DJ出站信號機接口電路用到的繼電器58

名稱作用常態接口功能LXJ列車信號繼電器開放允許信號落下輸入外部控制。電氣集中聯鎖由繼電器電路控制，計算機聯鎖由驅動板控制。ZXJ主方向信號繼電器主要發車方向落下DXJ調車信號繼電器開放調車允許信號落下2LQJ二離去區段繼電器二離去區段是否空閑吸起3LQJ三離去區段繼電器三離去區段是否空閑吸起DJ燈絲繼電器監督H/L/U/B燈絲狀態吸起輸出燈絲狀態。電氣集中聯鎖輸出至繼電器電路，計算機聯鎖輸出至采集板。2DJ2燈絲繼電器監督2L燈絲狀態落下/3DJ3燈絲繼電器監督發車表示器燈絲狀態落下/DZJ燈絲轉換繼電器主副燈絲轉換吸起輸出主燈絲狀態59

繼電器燈光LXJZXJDXJ2LQJ3LQJ紅燈H↓*↓**黃燈U↑↑*↓*綠黃燈LU↑↑*↑↓綠燈L↑↑*↑↑綠燈L、表示器白燈B↑↓***白燈B↓*↑**調車信號機:A藍燈和B白燈DXJ、DJ燈泡單燈絲藍燈斷絲允許點白燈共回線（四）調車信號機點燈電路60第2節道岔轉轍機的繼電接口電路（一）轉轍機的作用與技術條件（二）道岔控制電路設計方法（三）四線制直流道岔接口電路分析（四）直流道岔啟動電路技術條件實現（五）直流道岔表示電路技術條件實現（六）五線制交流道岔接口電路61轉轍機是道岔控制系統的執行機構(一)轉轍機作用與技術條件

62道岔轉至所需位置而且密貼后，實現鎖閉，防止外力轉換道岔轉換道岔的位置，根據需要轉換至定位或反位轉換鎖閉表示報警道岔被擠或因故處于“四開”位置時，及時斷開表示，給出報警正確地反映道岔的實際位置，道岔的尖軌密貼于基本軌后，給出相應的表示1、轉轍機作用

63轉轍機基本要求234作為轉換裝置，應具有足夠大的拉力，以帶動尖軌作直線往返運動；當尖軌受阻不能運動到底時，應隨時通過操縱使尖軌回復原位。作為鎖閉裝置，當尖軌和基本軌不密貼時，不應進行鎖閉；一旦鎖閉，應保證不致因車輛通過道岔時的震動而錯誤解鎖。作為監督裝置，應能正確的反映道岔的狀態。道岔被擠后，在未修復前不應再使道岔轉換。1基本要求2、道岔轉轍機的基本要求6423對道岔實行區段鎖閉，道岔區段有車占用，或道岔區段軌道電路發生故障時，不準道岔轉換；對道岔實行進路鎖閉，進路在鎖閉狀態時，不準進路上的道岔再轉換；道岔啟動后，保證道岔能繼續轉到底；1啟動技術條件道岔啟動電路技術條件3、道岔控制電路技術條件6556道岔啟動電路接通后，如果電路故障使各部分沒有啟動造成道岔未轉動，則啟動電路應自動被切斷；應保證道岔在不能轉換到底時，能在車站值班員操縱下，隨時都可以使其返回原位；道岔轉換完畢到位密貼后，應自動切斷啟動電路使電機停轉。4啟動技術條件道岔啟動電路技術條件3、道岔控制電路技術條件66（1）當外線發生混線或混入其他電源時，必須保證不使DBJ和FBJ錯誤勵磁；（2）為實現斷線保護，只能用繼電器的吸起狀態來反映道岔的工作狀態(定位或反位)，繼電器的落下狀態，只能反映道岔在非工作狀態；（3）在道岔轉換過程中，或發生擠岔、停電、斷線等故障時，應保證DBJ和FBJ落下。表示技術條件3、道岔控制電路技術條件道岔表示電路技術條件67（二）道岔控制電路設計道岔啟動電路

1、技術條件：（1）有車不能轉（區段鎖閉）；（2）鎖閉不能轉（進路鎖閉）；（3）轉就轉到底；（4）不轉就斷電（故障不轉斷電源）；（5）轉不到底往回轉；（6）轉完斷電源。2、工作原理：

啟動電路采用分級控制（三級）：第一級電路（1DQJ電路）、第二級電路（2DQJ電路）、第三級電路（電動機電路）。由1DQJ檢查聯鎖條件，若條件滿足則1DQJ↑→由2DQJ控制電機的轉動方向（決定道岔定位轉或反位轉）→由直流電機轉換道岔。

1DQJ↑→2DQJ轉極→電機轉動68動作：定位轉動：控制電機帶動道岔由反位向定位動作反位轉動：控制電機帶動道岔由定位向反位動作表示：定位表示：檢測道岔位置處于定位，給出表示反位表示：檢測道岔位置處于反位，給出表示四開表示：檢測道岔失去位置，給出表示電路如何設計？繼電器設計：DCJ/FCJ:發出定位操作或反位操作命令1DQJ：第1啟動繼電器，區分動作電與表示電2DQJ：第2啟動繼電器，區分供電方向，動作時接通定位或反位電機控制電路；表示時，接通定位或反位表示電路DBJ/FBJ:定位/反位表示繼電器，組合給出位置表示。SFJ:道岔鎖閉時落下，不允許啟動轉極電路（二）道岔控制電路設計6970

名稱作用常態對外接口功能DCJ定位操作繼電器定位操作落下輸入外部控制。電氣集中聯鎖由繼電器電路控制，計算機聯鎖由驅動板控制。FCJ反位操作繼電器反位操作落下SJ道岔鎖閉繼電器道岔鎖閉吸起DBJ定位表示繼電器定位表示吸起道岔位置檢測輸出。電氣集中聯鎖將其狀態輸出至繼電器電路，計算機聯鎖輸出至采集板。FBJ反位表示繼電器反位表示落下1DQJ一啟動繼電器啟動道岔轉動落下/2DQJ二啟動繼電器內部控制定位/（三）四線制直流道岔接口電路分析道岔位置：定位13271道岔轉轍機-自動開閉器7211121314212223243132333441424344由定位向反位運行時自動開閉器動作示意圖4546252635361516定位動作接點定位表示接點反位表示接點反位動作接點BA1DQJ的勵磁電路(一級控制)接通公式：（三）四線制直流道岔接口電路分析73接通公式：2DQJ的轉極電路(二級控制)（三）四線制直流道岔接口電路分析74（三）四線制直流道岔接口電路分析切斷1DQJ的3-4線圈勵磁電路75（三）四線制直流道岔接口電路分析電機供電電路(三級控制)76接通公式：（三）四線制直流道岔接口電路分析電機供電電路(三級控制)77由于表示桿的作用，道岔剛轉換時，自動開閉器接通反轉回路。（三）四線制直流道岔接口電路分析電機反轉回路78③自閉電路-轉到底⑥自動開閉器動作切斷電源-轉完斷電④無法轉動，1DQJ自閉電路斷開-不能轉斷開（四）直流道岔啟動電路技術條件與實現①區段鎖閉-不能轉②進路鎖閉-不能轉SJ的前接點，證明道岔未被區段鎖且未被進路鎖閉。分別設置定、反位熔絲，一旦電機空轉燒斷一處熔絲后，仍然保證電機能回轉79當外線混線時，整流二極體失去作用，偏極繼電器中流過交流電不會吸起，可防止DBJ或FBJ的錯誤勵磁。（五）直流道岔表示電路技術實現——定位80當外線上混入外界電源時，由于采用變壓器隔離，混入的電源不能構成閉合回路，可防止道岔表示繼電器誤動。（五）直流道岔表示電路技術實現——定位81當電容器C擊穿時，道岔表示繼電器被C短路，從而不會勵磁；當電容器引線斷線時，由于失去濾波作用，DBJ或FBJ將顫動。（五）直流道岔表示電路技術實現——定位82（六）五線制交流道岔接口電路——第一啟動繼電器