查询应答器
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2.4-查询应答器
按照安装位置分类，查询应答器分为中心安装式、
侧面安装式、立杆安装式。
2.4.3 查询应答器的工作原理和主要特点
一、查询应答器的工作原理
2.4.3 查询应答器的工作原理和主要特点
2.4.3 查询应答器的工作原理和主要特点
当车载天线接近应答器时，应答器的耦合线圈感应到 27
MHz的 磁场，能量接收电路将其转化为电能，从而建立起应
1.地面应答器
地面应答器储存特定的地面信息，通常放置在轨
道中间。当列车经过地面应答器时，通过无线射频激
活应答器，使其发射预置数据，从而使列车获得公里 标、限速、坡度等信息，保障列车运行安全。
2.4.1查询应答器系统的组成
2.4.1查询应答器系统的组成
2.车载设备
（1）车载查询器主机
车载查询器主机检查、校验、解码和传送接收到
2.4.1查询应答器系统的组成
当地面应答器被激活后，应答器在其电磁波传播
的方向发射另一个高频信号，天线就会产生感应电动
势。此时与天线相连的接收设备的输入端就会产生高
频电流。接收效果的好坏除了电波的强弱外，还取决 于天线的方向性和与接收设备的匹配情况。查询器天 线的外壳通常要由硬质材料做保护，防止异物撞击。
交换。为列车提供ATP所需的各种点式信息，包括进 路长度、道岔长度、闭塞分区长度、坡度、曲线等， 确保列车在高速运行状态下的安全。
2.4.1查询应答器系统的组成
二、查询应答器的组成
查询应答器系统包括地
面设备和车载设备。地面设
备主要指地面应答器，车载 设备包括车载查询器主机和 车载查询器天线。
2.4.1查询应答器系统的组成
6、不受频带限制，频率运用灵活；
7、电磁场稳定，可以获得高质量的传输效果；
侧面安装式、立杆安装式。
2.4.3 查询应答器的工作原理和主要特点
一、查询应答器的工作原理
2.4.3 查询应答器的工作原理和主要特点
2.4.3 查询应答器的工作原理和主要特点
当车载天线接近应答器时，应答器的耦合线圈感应到 27
MHz的 磁场，能量接收电路将其转化为电能，从而建立起应
1.地面应答器
地面应答器储存特定的地面信息，通常放置在轨
道中间。当列车经过地面应答器时，通过无线射频激
活应答器，使其发射预置数据，从而使列车获得公里 标、限速、坡度等信息，保障列车运行安全。
2.4.1查询应答器系统的组成
2.4.1查询应答器系统的组成
2.车载设备
（1）车载查询器主机
车载查询器主机检查、校验、解码和传送接收到
2.4.1查询应答器系统的组成
当地面应答器被激活后，应答器在其电磁波传播
的方向发射另一个高频信号，天线就会产生感应电动
势。此时与天线相连的接收设备的输入端就会产生高
频电流。接收效果的好坏除了电波的强弱外，还取决 于天线的方向性和与接收设备的匹配情况。查询器天 线的外壳通常要由硬质材料做保护，防止异物撞击。
交换。为列车提供ATP所需的各种点式信息，包括进 路长度、道岔长度、闭塞分区长度、坡度、曲线等， 确保列车在高速运行状态下的安全。
2.4.1查询应答器系统的组成
二、查询应答器的组成
查询应答器系统包括地
面设备和车载设备。地面设
备主要指地面应答器，车载 设备包括车载查询器主机和 车载查询器天线。
2.4.1查询应答器系统的组成
6、不受频带限制，频率运用灵活；
7、电磁场稳定，可以获得高质量的传输效果；
城轨美式应答查询器状态分析与故障检测
城轨美式应答查询器状态分析与故障检测
黄愉华
!上海地铁维护保障有限公司 通号分公司&上海!"##"$("
摘要城市轨道交通中应答器传输系统是对行进列车进行精确定位的关键系统&列车定位是保证基于通信的列车控制系统 !<P8<" 安 全 高 效 工 作 的 前 提 $在 运 营 过 程 中 &应 答 器 传 输 系 统 在 因 线 路 老 化 * 列 车 振 动 * 设 备 故 障 等 原 因 出 现 信 标 丢 失 的 故 障&导致无法对列车进行定位而引起列车制动&这对列车运行造成极大的影响&更是线路运营的重大安全隐患$目前城市轨道交 通中针对车载设备的故障&采取的检修方法是整体更换故障设备&维修成本高且效率低下$为减少车载设备故障情况&文章通过 对应答器传输系统中的美式应答查询器的工作状态进行研究&旨在根据其工作状态判断应答查询器故障的具体位置&提出了一种 针对应答查询器故障的检测流程&为城轨车载设备的故障检测提供了指导&有良好的应用价值与实际意义%
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计算 机 测 量 与 控 制 !"#"$!$%!&"! !"#$%&'( )'*+%('#',& - !",&(".!
测试与故障诊断
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2.4-查询应答器解析
1.地面应答器
地面应答器储存特定的地面信息，通常放置在轨
道中间。当列车经过地面应答器时，通过无线射频激
活应答器，使其发射预置数据，从而使列车获得公里 标、限速、坡度等信息，保障列车运行安全。
2.4.1查询应答器系统的组成
2.4.1查询应答器系统的组成
2.车载设备
（1）车载查询器主机
车载查询器主机检查、校验、解码和传送接收到
1、无源应答器通常不要求提供外接电源（除有源应答器）； 2、无源应答器可提供固定信息内容，如里程标、区间长度、限速 值、坡道值等； 3、可变编码应答器可提供实时信息，如股道号、进出站等； 4、使用寿命长，基本无需维护，可节约维修资金； 5、不受话路限制，传输信息量大，有利于实现系统故障-安全；
2.4.3 查询应答器的工作原理和主要特点
LEU
电压采集
8路电压信号 电流采集 16路电流信号 故障接口输出 双通道故障安全设计 传输距离 MAX 3000m
2.4.2 查询应答器的分类
二、按照应用功能归类区分
按照应用功能归类区分，查询应答器可分为普通
型、增长型和标定型。
2.4.2 查询应答器的分类
三、按照安装位置分类
交换。为列车提供ATP所需的各种点式信息，包括进 路长度、道岔长度、闭塞分区长度、坡度、曲线等， 确保列车在高速运行状态下的安全。
2.4.1查询应答器系统的组成
二、查询应答器的组成
查询应答器系统包括地
面设备和车载设备。地面设
备主要指地面应答器，车载 设备包括车载查询器主机和 车载查询器天线。
2.4.1查询应答器系统的组成
2.4.2 查询应答器的分类
2.可变信息（有源）应答器
地面应答器储存特定的地面信息，通常放置在轨
道中间。当列车经过地面应答器时，通过无线射频激
活应答器，使其发射预置数据，从而使列车获得公里 标、限速、坡度等信息，保障列车运行安全。
2.4.1查询应答器系统的组成
2.4.1查询应答器系统的组成
2.车载设备
（1）车载查询器主机
车载查询器主机检查、校验、解码和传送接收到
1、无源应答器通常不要求提供外接电源（除有源应答器）； 2、无源应答器可提供固定信息内容，如里程标、区间长度、限速 值、坡道值等； 3、可变编码应答器可提供实时信息，如股道号、进出站等； 4、使用寿命长，基本无需维护，可节约维修资金； 5、不受话路限制，传输信息量大，有利于实现系统故障-安全；
2.4.3 查询应答器的工作原理和主要特点
LEU
电压采集
8路电压信号 电流采集 16路电流信号 故障接口输出 双通道故障安全设计 传输距离 MAX 3000m
2.4.2 查询应答器的分类
二、按照应用功能归类区分
按照应用功能归类区分，查询应答器可分为普通
型、增长型和标定型。
2.4.2 查询应答器的分类
三、按照安装位置分类
交换。为列车提供ATP所需的各种点式信息，包括进 路长度、道岔长度、闭塞分区长度、坡度、曲线等， 确保列车在高速运行状态下的安全。
2.4.1查询应答器系统的组成
二、查询应答器的组成
查询应答器系统包括地
面设备和车载设备。地面设
备主要指地面应答器，车载 设备包括车载查询器主机和 车载查询器天线。
2.4.1查询应答器系统的组成
2.4.2 查询应答器的分类
2.可变信息（有源）应答器
第二章(6) 应答器
2013-1-26
二、应答器的基本概念
6ห้องสมุดไป่ตู้
2、应答器的安装方式
2013-1-26
三、应答器的分类
7
根据能源供应及信息提供方式，应答器可分为无源应答器及有 源应答器。
1. 无源应答器
点式无源应答器，或称固定信息应答器，与外界无物理连接， 不需要外加电源，平时处于休眠状态，无源应答器自身功耗很低， 仅在列车通过并获得车载查询器发送的功率载波能量时被激活， 激活后立即发送调制好的数据编码信息。
1
第二章
2013-1-26
信号系统基础设备 （应答器）
罗 钦 luoqin@ 18664936594
一、应答器的发展
2
（1）固定点式设备。早在50年前，一些国家就开始 研究点式停车装置，在一些固定点，特别是进站信号前 方安装点式设备，这个点式装置及机车上均有感应线圈， 当需要列车在进站信号前方停车时，点式装置可以发生 特定的停车信号频率，列车通过装有该设备的点时，机 车上的线圈与点式设备线圈之间产生谐振，使机车接收 到停车信息。
16
轨道感应环线
原理：在轨道上铺设交叉感应回线，并对回线通以一定频
率的正弦信号，然后通过车载感应线圈和地面交叉感应回线
的电磁偶合完成信号和数据的传输。
传递信息：地面向列车传递各种速度数据、线路速度、目 标速度、目标距离等信息。列车向地面主要传递列车位置确 认信息及其它列车数据（如列车长度、速度、机车类型等）。 采用这种这种方式，通过地面控制中心系统及车载列控设备
10
以无源应答器为例说明其工作原理： 无源应答器由两部分组成：一是接收能源无线和发 送信息天线；二是信息储存装置。列车接通应答器时， 首先通过能源无线发送变频能源给地面应答器，应答 器通过能源接收天线接收高频能源并转变成电能提供 给信息储存装置及发送天线；信息储存装置将信息编 码通过发送天线送向机车查询器；机车查询器通过接 收天线收到地面数据，这样耦合一次，即完成一次传 送信息任务。
城市轨道交通通信信号系统—信号设备
6.3.2 轨道电路
• 轨道电路是以轨道线路的两根钢轨作为导体，两端加以机械绝缘或是电气绝缘，并接上送 电和受电设备构成的电路。
6.3.3 计轴器
• 计轴器是用于完成计算车辆进出区段的轮轴数、监督列车占用轨道区段状况的一种技术设 备，它不受轨道线路、道床状况的影响。
6.3.4 查询应答器
查询应答器是采用电磁感应原理构成的 高速点式数据采集/传输设备，用于实现城 市轨道交通地面与列车间相互通信。
固定信号是将信号机固定在一个位置 上，用颜色的变化显示信号指示列车运行。
固定信号机设置原则： ① 城市轨道交通采用右行车制，地面 信号机设于列车运行方向的右侧，地下隧 道中的信号机一般装在隧道壁上； ② 特殊情况下，固定信号机可设于列 车运行方向的左侧或3.1 信号及其显示设备
6.3.2 轨道电路
轨道电路的安全可靠性直接影响行车安全和运输效率。 1、轨道电路的作用
①监督列车占用线路的情况，利用轨道电路可反映该段线路是 否空闲，为开放信号、建立进路或构成闭塞提供依据;
6.3.2 轨道电路
轨道电路的安全可靠性直接影响行车安全和运输效率。
1、轨道电路的作用
②传递列车信息，例如音频数字编码轨道电路中传送的行车信息， 为ATC 系统直接提供控制列车运行所需要的前行列车位置、运行 前方信号机状态和线路条件等有关信息，以决定本次列车运行的 目标速度，控制列车在当前运行速度下是否停车或减速。
6.3.1 信号及其显示设备
• 城市轨道交通列车在各自轨道上的行驶必须遵从一定的信号指挥。为了保证列车行驶安全， 提高运输效率，设有多种信号来指挥列车的行车作业。城市轨道交通的信号主要有固定信 号、车载信号、轨旁指示标志和手信号等。
固定信号
查询应答器工作原理
查询应答器工作原理
应答器是一种先进的智能设备，能够在听到的声音或信号中识别出特
定的频率编码。
这种信号可以是一个声音，也可以是一个电磁波。
当应答
器收到这种特殊的信号后，就会产生一个相应的应答信号，表明它已经听
到了这个声音或信号。
应答器的工作原理主要有两个部分：接收频率，和发射信号。
首先，应答器需要设置一定的接收频率，来接收特定的频率发射的信号。
当应答器接收到这样特定的信号时，它就会发出一个响应的应答信号，以示它已经接收到了这个信号。
其次，应答器会向发射源发送一个响应信号，以表明它已经收到了信号，而发射源也会从这个响应信号中读取出特定的信息来确认应答器是否
正确收到了信号。
总之，应答器的工作原理是在接收到特定的频率发射的信号和信号时，发出应答信号，以证明它已经接收到了信号；并将接收到的信息传递给发
射源，以证明应答器收到的信号是正确的。
应答器和原理
查询应答器及有关原理
• 应答器旳概述 • 应答器旳类别 • 应答器旳构成 • 应答器旳原理 • 应答器旳地面电子单元LEU
应答器旳概述
• 定义： 应答器是一种用于地面对列车信息传播旳点式设备，一种能向 车载子系统发送报文信息旳传播设备，既能够传送固定信息，也可连 接轨旁单元传送可变信息。
• 应答器设备向了列控车在设备传送下列信息： （1）线路基本参数：如线路坡度、轨道区段等参数； （2）线路速度信息：如线路最大允许速度、列车最大允许速度等； （3）临时限速信息：当因为施工等原因引起旳对列车运营速度进限
• 按照安装位置分类：中心安装式、侧面安 装式和立杆式安装
– 中心安装式：应答器安装在铁路两轨中心部位， 而查询器安装在机车底下旳中间位置，与应答 器相相应耦合
– 侧面安装式：查询器安装在机车旳侧面，与之 相应，应答器也安装在一根钢轨旳侧面，与经 过机车旳查询器相相应耦合。
– 立杆式安装：应答器安装于路旁立杆上，其作 用无线电波为无方向性，也可为有方向性，所 以，道路上经过装有查询器旳移动车辆时，立 即可与它起耦合作用，传递相应信息。
– 有源应答器：有源应答器经过电缆与地面电子单元
（LEU）连接，可实时发送LEU传送旳数据报文。 当 列车经过有源应答器上方时，有源应答器接受到车载 天线发射旳电磁能量后，将其转换成电能，使地面应 答器中发射电路工作，将LEU传播给有源应答器旳数据 循环实时发送出去。直至电能消失（即车载天线已经 离去）。日常处于休眠状态。 用途：传播可变信息。必须经过专用旳应答器电缆与 LEU设备连接，能够根据LEU设备所发送旳报文，变化 旳向列车传送应答器报文信息。与LEU（地面电子单元） 连接，用于发送来自于LEU旳报文，在既有线提速区段， 有源应答器设置在车站进站端和出站段，主要发送进 路信息和临时限速信息。
• 应答器旳概述 • 应答器旳类别 • 应答器旳构成 • 应答器旳原理 • 应答器旳地面电子单元LEU
应答器旳概述
• 定义： 应答器是一种用于地面对列车信息传播旳点式设备，一种能向 车载子系统发送报文信息旳传播设备，既能够传送固定信息，也可连 接轨旁单元传送可变信息。
• 应答器设备向了列控车在设备传送下列信息： （1）线路基本参数：如线路坡度、轨道区段等参数； （2）线路速度信息：如线路最大允许速度、列车最大允许速度等； （3）临时限速信息：当因为施工等原因引起旳对列车运营速度进限
• 按照安装位置分类：中心安装式、侧面安 装式和立杆式安装
– 中心安装式：应答器安装在铁路两轨中心部位， 而查询器安装在机车底下旳中间位置，与应答 器相相应耦合
– 侧面安装式：查询器安装在机车旳侧面，与之 相应，应答器也安装在一根钢轨旳侧面，与经 过机车旳查询器相相应耦合。
– 立杆式安装：应答器安装于路旁立杆上，其作 用无线电波为无方向性，也可为有方向性，所 以，道路上经过装有查询器旳移动车辆时，立 即可与它起耦合作用，传递相应信息。
– 有源应答器：有源应答器经过电缆与地面电子单元
（LEU）连接，可实时发送LEU传送旳数据报文。 当 列车经过有源应答器上方时，有源应答器接受到车载 天线发射旳电磁能量后，将其转换成电能，使地面应 答器中发射电路工作，将LEU传播给有源应答器旳数据 循环实时发送出去。直至电能消失（即车载天线已经 离去）。日常处于休眠状态。 用途：传播可变信息。必须经过专用旳应答器电缆与 LEU设备连接，能够根据LEU设备所发送旳报文，变化 旳向列车传送应答器报文信息。与LEU（地面电子单元） 连接，用于发送来自于LEU旳报文，在既有线提速区段， 有源应答器设置在车站进站端和出站段，主要发送进 路信息和临时限速信息。
2.4 查询应答器
2.4.2 查询应答器的分类
2.可变信息（有源）应答器
到LEU的标准化接口 相同的外形加电缆
有源应答器通过专用的应答器电缆与 LEU（轨旁电子单元）连 接，根据LEU设备所发送的报文，变化地向列车传送应答器报文信
息，主要是临时限速信息。有源应答器的报文应按应答器编码规
则编制，内容包括编号、临时限速（至限速始点距离、限速去长
2.4.4 查询应答器的作用
三、临时限速信息的传输通道
当由于施工作业或其他紧急情况出现时，会临时影响
列车运行速度，由控制中心通过轨旁电子单元LEU将临时限
速信息传送给地面应答器（有源应答器），当列车经过时
传递给车载设备，从而完成对列车速度的控制，保证行车
安全。
2.4.5 查询应答器的功能
作业： 1、简述查询应答器的工作原理。 2、简述查询应答器的作用。
止 数据发送。
2.4.3 查询应答器的工作原理和主要特点
二、查询应答器的技术：
感应技术 对杂质超强的穿透力 能在速度高达500km/h
时工作
能量由27MHz向下的信号提供 565kbit/s
的信息速率
341或1023位的报文长度
2.4.3 查询应答器的工作原理和主要特点
三、查询应答器的主要特点
1、无源应答器通常不要求提供外接电源（除有源应答器）； 2、无源应答器可提供固定信息内容，如里程标、区间长度、限速 值、坡道值等； 3、可变编码应答器可提供实时信息，如股道号、进出站等； 4、使用寿命长，基本无需维护，可节约维修资金； 5、不受话路限制，传输信息量大，有利于实现系统故障-安全；
2.4.3 查询应答器的工作原理和主要特点
答器工作所需要 的电源，此时应答器开始工作。应答器控
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第二节 查询应答器的工作原理
3.1地面应答器 应答器是一个信息编码调制器,由于其电源由查询器感 应而生,故其功耗要求非常严格。另外,本设备为铁路专 用器材,对传输参数有特殊要求,一般通用芯片无法满足 要求,因此选用低功耗的FPGA (现场可编程逻辑器件) 来实现信息的编码和调制,最后通过天线送出。应答器 还包括FLASH,可预存数据,也可内嵌到FPGA中。规模 生产后,可以用ASIC芯片代替。其基本原理框图见图
查询应答器
• 电车三班 20097942 何文乐
• 第一节 查询应答器基本原理 • 第二节 查询应答器的工作原理 • 第三节 查询应答器的发展前景
Hale Waihona Puke 第一节 查询应答器的功能和特点
查询应答器是一种具有综合利用价值、保证列车运行安全、提 高运输效率的重要基础设施。 1.1 应答器的功能 查询应答器系统包括应答器、查询器、查询器主机等3个主要 设备,查询应答器是一种原理上采用电磁感应原理构成的高速点式 数据传输设备,用于在特定地点实现机车与地面间的相互通信。 安装于两根钢轨中心枕木上的地面的应答器不要求外加电源, 平时处休眠状态,仅靠接收查询器的功率而工作,并能在接收查询功 率的同时向查询器发送大量的调制编码信息。 安装于机车底部的查询器不断向地面发送瞬态功率并在机车通 过地面应答器时接收来自应答器的编码信息。车载主机除了向查询 器发送瞬态功率信号外,其主要任务是处理查询器接收到的来自应 答器的高频调制编码信息。
• 当列车上的查询 器通过地面应答 器时，应答器被 查询器瞬态功率 激活进入工作状 态，并向查询器 连续发送存储于 应答器中的行车 数据。
当安装在列车底部的查询器与地面应答器之间 的磁场强度达到规定的范围时,应答器线圈感应到 查询器发出的功率信号,应答器电源电路通过变换 器、检波和电压调节,输出系统工作所需的电压, 系统进入工作状态。波形变换电路从感应线圈谐振 频率信号中提取系统工作时钟,同时供给编码器和 调制电路。编码器读取预置在系统FLASH中的信 息,并给调制器输出编码条件。调制器从系统时钟 获得产生FSK调制信号的上边频f1和下边频f2。 调制完成后的FSK信号要经低通滤波器整型之后 放大,由天线发射出去。整个过程需要3~5ms。
3.2车载查询器
车载查询器比应答器复杂许多,但因为车载设 备应由车载电池电源馈电,没有功耗要求,因此可 以有多种实现方法。查询器的主要功能是接收应答 器发来的信号,解调出数据信号,解码后再通过串 行输出送至车上设备。原理框图见图：
另外,车载查询器还包括1个电源和无线接口模块, 1个较大的 天线。传输子系统的工作要求取决于天线装置的结构和应答 器的结构。发生可靠传输的应答器上列车行进方向的距离,要 大于所需的最小接触距离,其中,要考虑应答器和应答器传输 模块(BTM)的编码策略和动态启动次数。信号解调、编解码 和串行通信部分,可以用通用的电路及1个单片机芯片完成,或 直接由1个DSP芯片完成全部功能。
谢谢
1.3 查询应答器的分类 地面应答器按照供电来源,可分为有源和无源 应答器2种类型。
1.3.1有源应答器
设置在车站进站信号机前方的有源应答器,由可变信息应答器、道旁 电子单元(LEU)、车站信息编码设备及联接电缆组成。车站信息编码设备 与车站联锁系统结合,采集来自联锁系统的有关信息(如列车进站的股道 号、股道长度、临时限速等),通过串行接口传送至道旁电子单元,再通过 它控制可变信息应答器的发送,为列车提供实时信息,解决人工输入易出 差错的问题。车站信息编码设备与道旁电子单元之间的电缆与进站口的 信号机、轨道电路信号传输电缆合并,采用铁路内屏蔽数字信号电缆。可 变信息应答器要向车载运控装置提供列车进站的股道号、股道长度、临 时限速等动态信息,因此查询应答器系统必须与车站联锁系统进行接口
1.2 应答器的特点 应答器具有以下主要特点。 (1)无源设备,不要求提供外接电源。(有源应 答器除外) (2)可提供固定的信息内容,如里程标、区间长 度、限速值、坡道值等。 (3)可变编码应答器可提供实时信息,如股道 号、进出站、通过等等。 (4)无源应答器使用寿命长,无需维护,可节约 维修资金,无更多的资金耗费。 (5)不受话路限制,传输信息量大,有利于实现 系统故障导向安全。 (6)不受频带限制,频率运用灵活。 (7)电磁场稳定,可以获得高质量的传输效果。 (8)具有高速、高可靠的无线车地数据传输功 能,适于各种线路条件。
第三节 查询应答器的发展前景
中国铁路需要跨越式发展,将以运输能力的快速扩充和 技术装备水平的快速提高为主线,以较短的时间、较少 的环节和代价,实现与发达国家相同的目标,逐步在主要 干线建设客运专线,实现客货分线运输,同时建设大能力 货运通道。全国铁路将在今后5年内组织实施2次大规 模提速。查询应答器将以担当车-地信息传输而在高速 铁路信号系统中发挥作用。随着我国铁路的进一步发 展、列车控制技术的进一步成熟,查询应答器有着较为 广泛的应用前景。
1.3.1无源应答器
安装于两根钢轨中心地面上的无源应答器,不需要外加电源,平时处 于休眠状态,仅在列车通过并获得车载查询器发送的功率载波能量时被 激活,同时发送调制好的数据编码信息。其编码策略具有强检错、易解 调的特点。 无源应答器自身功耗很低,包装上考虑醚型聚胺脂填充,外壳为硬塑 料,以确保防水、防撞击,便于工务、电务养护并可防盗窃。