任務五應答器系統

-----車地通信設備軌道交通學院2025/4/26

授課教師：黃玉萍電話目二信號基礎設備Option02Option01Option03道岔結構與道岔號1轉轍機的作用2ZD6型轉轍機的結構和工作原理32-4道岔轉轍設備主要內容：軌道交通學院2025/4/26

應答器01概述02分類及組成03原理及工作過程04安裝及常見故障處理方法一、概述1、定義：應答器是一種用于地面向列車信息傳輸的點式設備，一種能向車載子系統發(fā)送報文信息的傳輸設備，既可以傳送固定信息，也可連接軌旁單元傳送可變信息。軌道交通學院2025/4/26

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why？軌道電路：利用鋼軌線路和鋼軌絕緣構成的電路。它用來監(jiān)督線路占用的情況，以及將列車運行與信號顯示聯系在一起，即通過軌道電路向列車傳遞行車信息（信號機、車載設備）軌道電路/計軸設備應答器

列車定位和精確停車軌道交通學院2025/4/26

兩種速度控制模式：1）分級速度控制模式2）目標距離控制模式（理想）適用于各種不同性能和速度列車的混合運行，其追蹤運行間隔要比分級速度控制小減速比較平穩(wěn)，旅客的舒適度也比較好。要求：要實現一次模式曲線控制列車運行，其車載設備需由地面設備提供大量的信息，如列車運行前方區(qū)間空閑狀態(tài)，列車位置，距目標點距離，列車運行前方線路情況。（包括道岔限速，曲線限速，坡道限速等，以及列車進入正線，側線信息等。）2、應答器的作用應答器設備向列控車在設備傳送以下信息：（1）線路基本參數：如線路坡度、軌道區(qū)段等參數；（2）線路速度信息：如線路最大允許速度、列車最大允許速度等；（3）臨時限速信息：當由于施工等原因引起的對列車運行速度進限制時，向列車提供臨時限速信息；

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（4）車站進路信息：根據車站接發(fā)車進路，向列車提供“線路坡度”、“線路速度”、“軌道區(qū)段”、等參數；（5）道岔信息：給出前方道岔側向允許列車運行的速度；（6）特殊定位信息：如升降弓、進出隧道、鳴笛、列車定位等；（7）其他信息：固定固定障礙物信息、列車運行目標數據、鏈接數據等。二、應答器的分類及組成1、應答器的分類按照供電來源區(qū)分:有源應答器和無源應答器按照安裝位置分類：中心安裝式、側面安裝式和立桿式安裝軌道交通學院2025/4/26

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(1)無源應答器：

應答器本身不具有電源，只有當查詢其位于其耦合諧振位置時，從查詢器送出的高頻信號作為電源給應答器，使應答器中事先存儲的信息被發(fā)送出來。用途：無源應答器（組），用于發(fā)送固定不變的數據，用于提供線路固定參數，如線路坡度、線路允許速度、軌道電路參數、鏈接信息、列控等級切換等。

無源應答器01原理：存儲固定信息，當列車經過無源應答器上方時，無源應答器接收到車載天線發(fā)射的電磁能量后，將其轉換成電能，使地面應答器中的電子電路工作，把存儲在地面應答器中的數據循環(huán)發(fā)送出去，直至電能消失（即車載天線已經離去）。平常處于休眠狀態(tài)。軌道交通學院2025/4/26

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有源應答器通過電纜與地面電子單元（LEU）連接，可實時發(fā)送LEU傳送的數據報文。當列車經過有源應答器上方時，有源應答器接收到車載天線發(fā)射的電磁能量后，將其轉換成電能，使地面應答器中發(fā)射電路工作，將LEU傳輸給有源應答器的數據循環(huán)實時發(fā)送出去。直至電能消失（即車載天線已經離去）。平常處于休眠狀態(tài)。

有源應答器02用途：傳輸可變信息。必須通過專用的應答器電纜與LEU設備連接，可以根據LEU設備所發(fā)送的報文，變化的向列車傳送應答器報文信息。與LEU（地面電子單元）連接，用于發(fā)送來自于LEU的報文，在既有線提速區(qū)段，有源應答器設置在車站進站端和出站段，主要發(fā)送進路信息和臨時限速信息。軌道交通學院2025/4/26

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中心安裝應答器安裝在鐵路兩軌中心部位，而查詢器安裝在機車底下的中間位置，與應答器相對應耦合。立桿安裝應答器安裝于路旁立桿上，其作用無線電波為無方向性，也可為有方向性，因此，道路上通過裝有查詢器的移動車輛時，立即可與它起耦合作用，傳遞相應信息。側面安裝查詢器安裝在機車的側面，與之對應，應答器也安裝在一根鋼軌的側面，與通過機車的查詢器相對應耦合。2、應答器的組成應答器由地面、車載兩部分設備構成，其中各個設備通過不同的接口連接。地面設備固定信息應答器可變信息應答器軌旁電子單元LEU車載設備查詢主機車載天線天線電纜軌道交通學院2025/4/26

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三、應答器的原理及工作過程1、電磁感應的基本原理車載天線與應答器之間是按電感耦合的原理進行工作的，如圖所示，當能量頻率≤30MHz時，磁場起著主導作用，電場起著次要作用。軌道交通學院2025/4/26

當列車上的查詢器通過地面應答器時，應答器被查詢器瞬態(tài)功率激活進入工作狀態(tài)，并向查詢器連續(xù)發(fā)送存儲于應答器中的行車數據。軌道交通學院2025/4/26

接口A接口A1接口載頻：4.234MHz信號調制：FSK方式頻偏：±282.24kHz數據速率：564.48

kbit/sA4接口能量頻率

27.095

MHzA5接口TPG編程接口C接口（僅適用可變應答器）C1接口數據速率：564.48

kbit/s

編碼方式：DBPL終端阻抗：120±30

(200..600

kHz)

C4接口：鎖閉時間：200至350

μs

鎖閉阻抗：<

15

C6接口：能量頻率：8.82

kHz

技術感應技術對雜質超強的穿透力能在速度高達500km/h時工作能量由27MHz向下的信號提供565kbit/s的信息速率341或1023位的報文長度軌道交通學院2025/4/26

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2、工作過程接收電磁能量接收車載天線發(fā)送的無線電信號建立工作電源通過電磁耦合轉換成電能，應答器開始工作循環(huán)發(fā)送報文至能量消失不間斷串行發(fā)送1023位傳輸報文軌道交通學院2025/4/26

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應答器機械參數四、安裝及故障處理軌道交通學院2025/4/26

安裝SSCX_BaliseSlides6應答器在軌道中的位置軌道交通學院2025/4/26

固定應答器安裝安裝方便能夠適應多種軌枕具有一定的防盜性應答器安裝SSCX_BaliseChannelSlides11軌道交通學院2025/4/26

應答器安裝可變應答器安裝

與固定應答器安裝方式相同電纜保護罩、軌底夾交流信號無極性軌道交通學院2025/4/26

車載設備

BTM查詢主機天線電纜車載天線軌道交通學院2025/4/26

BTM查詢主機電源DC110V

查尋器發(fā)送27MHz功率信號接收器接收來自應答器的數據信號解碼板對報文數據進行解碼還原，發(fā)送給ATP

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車載天線重量：約7,5kg能量傳輸頻率：27.095MHz數據載頻：4.234MHz數據傳輸速率：565kbit/s環(huán)境溫度:-40°C~+70°C天線電纜長度：9m、13.5m、18m、27m軌道交通學院2025/4/26

應答器數量>2000線路:廣深、京滬、鄭徐、膠濟及浙贛線應答器應用-CTCS2軌道交通學院2025/4/26

應答器編號規(guī)則大區(qū)編號分區(qū)編號車站編號應答器單元編號軌道交通學院2025/4/26

大區(qū)編號大區(qū)編號由三位十進制表示，編號范圍為1～127。全國鐵路按區(qū)域劃分大區(qū)。以現行電務段或客運專線區(qū)域為參照，根據其管轄范圍內車站的數量，每個區(qū)域可分配1～3個大區(qū)編號。大區(qū)編號及范圍應保持相對固定，不隨電務段或客運專線的管轄區(qū)域變化而變化。分區(qū)編號分區(qū)編號由一位十進制表示，編號范圍為1～7。大區(qū)編號內以線別和車站分布情況進行分區(qū)編號。原則上同一線別的車站應分配在同一分區(qū)內。車站數量較多時可分配多個分區(qū)。車站數量較少時，多個線別可合并在一個分區(qū)內。軌道交通學院2025/4/26

車站編號車站編號由二位十進制表示，編號范圍為1～60。一個分區(qū)內的車站數量一般按不超過50個進行分配。原則上按分區(qū)內車站的下行方向順次進行車站編號。多個線別合并在一個分區(qū)時，線別之間車站編號留出適當余量。既有分區(qū)內增減車站時，不得影響其他車站編號。單元編號單元編號由三位十進制表示，編號范圍為1～255。對車站管轄范圍內（含區(qū)間）的全部應答器（組）進行統一編號。以列車正運行方向或用途為參照，按正線貫通、從小到大的原則進行編號，下行編號為奇數，上行編號為偶數。每個應答器組可由1～8個應答器組成，以列車正運行方向為參照，列車首先經過的應答器為①，其他順次編號。軌道交通學院2025/4/26

①②⑧～①②⑧～正向運行方向應答器組應答器組應答器組軌道交通學院2025/4/26

應答器（組）命名規(guī)則每個應答器（組）命名以B開頭，后加公里標或信號機名稱，其中公里標參照區(qū)間通過信號機命名規(guī)則執(zhí)行。軌道交通學院2025/4/26

應答器編號及命名示例軌道交通學院2025/4/26

1.應答器位于045號大區(qū)、1號分區(qū)、23號車站，在信號平面布置圖中表示為045-1-23，放置于車站名稱下方。2.7238通過信號機處的應答器，命名為B7238，單元編號為002，圖中標識為B7238/002，最終檔案編號為045-1-23-002。3.上行進站信號機處的應答器組，命名為BS，單元編號為004，圖中標識為BS/004，并用①和②表示兩個應答器在組中的位置，最終檔案編號分別為045-1-23-004-1、045-1-23-004-2。應答器的地面電子單元LEU地面電子單元（簡稱LEU）是一種數據采集與處理單元，根據外界變化的條件，選擇存儲在LEU中的其中一條報文傳送給地面有源應答器進行發(fā)送，或將外部發(fā)送的應答器報文直接向有源應答器傳送。軌道交通學院2025/4/26

專用編碼器LEU軌道交通學院2025/4/26

專用編碼器LEU軌道交通學院2025/4/26

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LEU技術指標使用溫度范圍：-40°C~+70°C

冷卻：自然對流防護等級：IP21（至少按照IP54在機柜中安裝）震動：符合EN50125-3

電磁兼容性EMC：符合EN50121-4:2000絕緣：符合EN50124-1:2000

平均無故障時間MTBF：>100000h（11.4y），溫度40°C時使用壽命：>22年（40°C情況下）安全性：SIL4，根據EN50129，EN50126(RAMS),以及EN50128(SW即軟件)錯誤側故障概率：10/h軌道交通學院2025/4/26

LEU主要用途從TCC（客專列控）接收報文，通過RS485/422串行接口（接口S）完成。向有源應答器發(fā)送報文，通過電纜（接口C）完成。檢測外部電纜狀態(tài)，包括斷線、短路兩種狀態(tài)。記錄狀態(tài)信息，向TCC或BEPT提供維護數據。BEPT是當前現場測試和分析列控中心(TCC)生成的應答器報文的硬件工具。軌道交通學院2025/4/26

應答器典型故障案例1.線路速度數據錯誤1.故障現象。A站排列SD—S4接車進路(直進側出)時,動車組越過SD進站信號機,機車信號由U-HU碼后運行671.9m停車,ATP輸出B4制動指令,無法繼續(xù)運行進入股道。故障截圖如圖1所示。軌道交通學院2025/4/26

當排列SD-S4、S4-XN通過進路時,