在铁路行车中机车信号车载系统的运用探讨
无线调车机车信号和监控系统的调车作业指挥方式探讨
文通信服 务能力 。今后我 国生产定位 服务设 备 的厂商 ，
图２ 已知存 车线 路上 的推进 运行
都将 提供对Ｇ Ｐ Ｓ 和北斗系统 的支持 。通过在Ｓ Ｔ Ｐ 系统的车
如果存 车所在 的位置ｓ ０ 未知 ，在存 车区段 的绝缘 节
司机根据 开放 的调车信 号和调车员 的推进 信令操纵 险 ，并兼顾 现有 的调 车作业指挥 方式 ，在不 降低作业效
机车 ， 目标点 为最 后一 架关 闭 的信号机 ｓ ４（ 见图 １ ）， 推进运 行过程 中取推送 限速 、区段限速 （ 或道岔 限速 ） 率 的前提下 ，可考虑在抵 达ｓ ０ 停车前 ，限速 下降时 向调
仍需 要调 车人员通 过平面调 车灯显 系统发送 的控车指令 达ｓ 时 ，限速 降为８ ｋ ｍ ／ ｈ（ 见图２）；如果不进 行连挂作 ０ 为停 车点 自动控 制限速下 降 ，直至停车 ； 和距 离信号 指挥 司机 操纵调 车机 。调 车人员给 出 的距 离 业 ，系统 以ｓ 信号 全凭 个人 经验 ，无 法 当作 Ｓ Ｔ Ｐ 系 统进行 牵 引计 算 的 如需 连挂 ，在 车列 推 进 过程 中要 求 调 车员 发送 连 接信
作业车列前部 的位置 ；调 车员发送连挂 信令的 同时 ，发
Ｓ Ｔ Ｐ 系统具备 基本 的安全 防护功 能 ，防止 车列 冒进
送 调车 员台的位置信息 ，并 以此作 为连挂作业侧 的存 车 阻拦信 号机 、冒进突然关 闭的信号机 、越过站场 规定 的
一
５ ６一
． ２ 有存车线路的推进运行 停 车点 （ 一 度停车点 、分 区点 、站界 等 ），控 制车列 在 ２ 尽头 线 、到发线安全 距离前方 停车等 。但对 于车列前部 位置 未知 时的推送作 业 、存 车位置未 知时 的连 挂作业 ， 如果 存 车 所在 的位 置ｓ ０ 已知 （ 属 于系 统存 放 的车 辆 ），在距 离存 车２ ０ ｍ处设 一 限速 点ｓ ，当车列前 部抵
机车信号车载设备常见故障分析
机车信号车载设备常见故障分析摘要：近年来我国铁路的发展速度较快，各项先进的技术开始在铁路行业中应用，一体化的机车信号车载设备在铁路安全运营中发挥着非重要作用。
本文对机车信号车载设备的常见故障进行列举及分析，希望为提高机车信号设备的运维水平、确保列车安全运行提供一定的借鉴。
关键词：机车信号；车载设备；故障分析；故障处理1. 主体化机车信号车载设备的组成主体化机车信号车载设备通常由机车信号主机、信息采集装置（双路接收线圈）、信息记录装置（机车信号记录器）、信号输出装置（机车信号机）组成。
1.1 机车信号主机作为设备的核心部件，主要用于对收到的信号进行处理、分析，然后将分析结果传送给机车信号机，实现信号的各种显示。
同时，还会将数据分析结果传送给列车运行监控记录装置，为控制列车的安全运行提供信息。
与通用机车信号主机相比，主体化机车信号主机还扩展了信息记录装置以实现数据存储功能[1]。
1.2 双路接收线圈作为设备的接收部件，主要是利用电磁感应原理对信号进行接收，接着将其传递给机车信号主机。
在机车信号系统中，采用的是双路接收线圈，即 A路输入的信号会输入到 A 主机，而 B 路输入的信号会输入到 B 主机，而且任何一路有故障发生时，系统都是给出相应的故障提示，同时另一路接收线圈可以有效地确保系统正常的运行，这种双路接收线圈形式有效地确保了输入信号系统运行的可靠性。
1.3 机车信号机主机输出的信号被直接呈现到信号机上，向作业人员提供相应的数据显示。
机车信号机一般应用的为 LED 显示，总共有8种灯位。
1.4 机车信号记录器机车信号记录器通过记录板对机车信号进行动态采集和存储，以插件形式插在机车信号主机箱内。
能够真实反映机车信号动态运行中的变化，对机车信号进行全面记录。
2. 常见故障及分析在处理一体化机信设备故障时，根据该系统的原理，可将故障范围分为以下几大板块：（1）电源系统故障；（2）输入信号系统故障；（3）控制信号部分故障；（4）输出信息部分故障[2]。
关于如何处理无线调车机车信号和监控系统中一些特殊场景的技术探讨
关于如何处理无线调车机车信号和监控系统中一些特殊场景的技术探讨卡斯柯信号有限公司陈智新陈海燕摘要：为充分发挥无线调车机车信号和监控系统（STP系统）的防护功能，针对STP系统中的一些特殊场景进行分析和研究，并综合考虑最优的解决方案，详细探讨了在压信号调车、多机车作业、场间切换、出站调车等特殊作业场景下STP系统实现防护的控制方案。
关键词：调车监控；压信号调车；多机车调车；场间切换；出站调车Abstract：In consideration of the complex situations and protective range of Shunting Train Protection system(STP), some of special shunting operations are described in detail, such as switch no locking return operation, multiple trains operation in the same track, Shunting operation between yards, over station boundary operation, and optimal solutions of specific operations are implemented.Key words：STP; Switch no locking return operation; Multiple trains operation; Shunting Operation between yards; Over station boundary operation1.概述目前，STP系统已在全路内大范围推广应用，有效的保障了调车作业的安全。
《无线调车机车信号和监控系统暂行技术规范》（TJ/DW035-2014）也已更新发布，STP系统除了具备技术规范规定的全部要求，同时还需要具备防护一些特殊调车作业场景的功能。
高速铁路列车运行控制系统
列车运行控制系统
1.1 机车信号
1.机车信号控制系统的类型
机车信号控制系统可以看作一种单方向的远程控制设备，只能从地面 向机车传递命令。机车信号控制系统按从地面向机车传递命令方式可分为 点式和连续式两种。
（1）点式机车信号控制系统。点式机车信号控制系统是指在线路上的 某些固定点设置地面设备向机车上传递信息的系统。其特点是设备简单、 造价低、地面设备不消耗电能。
1.2 列车运行监控装置
LKJ2000型列车运行监控装置的功能如下：
（2）记录功能
（3）显示及语音提示功能
对运行参数、事 故状态、插件故 障等进行记录。
对列车运行的实际速度及目标速度、 距前方信号机距离及前方信号机种 类、运行线路状况等参数进行显示。
（4）地面分析功能
将车载记录的列车运行数据经过翻译和整理，以直观的全程记录、 运行曲线、各种报表等形式再现列车运行全过程，为机务的现代 化管理及事故分析提供强有力的工具。
列车运行控制系统
1.3 CTCS 2级列车运行控制系统
图6-7 CTCS 2级列车运行控制系统的结构
列车运行控制系统
1.3 CTCS 2级列车运行控制系统
1.地面设备
轨道电路
列控中心 train control centre，TCC
地面设 备
应答器
车站联锁
列车运行控制系统
1.3 CTCS 2级列车运行控制系统
列车运行控制系统
1.2 列车运行监控装置
LKJ2000型列车运行监控装置的功能如下：
（1）监控功能 ①防止列车越过关闭的地面信号机。 ②防止列车超过线路（或道岔）允许速度及机车、 车辆允许的构造速度。 ③防止机车以高于规定的限制速度进行调车作业。 ④在列车停车情况下，防止列车溜逸。
铁路信号运营基础 第四章列车运行控制 知识点总结
第四章列车运行控制第一节机车信号一.机车信号的由来及作用1.恶劣的地形条件及自然环境（曲线、山区、林区、隧道、多雾、雨雪）2.列车高速度、高密度运行机车信号的作用：机车信号是一种能够自动复式列车运行前方地面信号机显示的机车车载系统。
二.机车信号的显示1.三显示自动闭塞区段的连续式机车信号机(1) 一个绿色灯光：准许列车按规定速度运行，表示列车接近的地面信号机显示绿色灯光(2) 一个黄色灯光：要求列车注意运行，表示列车接近的地面信号机显示一个黄色灯光(3) 一个双半黄色灯光：准许列车经道岔侧向位置，限速越过接近的地面信号机，表示列车接近的地面信号机显示两个黄色灯光(4) 一个半黄半红色灯光：要求及时采取停车措施，表示列车接近的地面信号机显示红色灯光(5)一个红色灯光：表示列车已越过地面上显示红色灯光的信号机(6)一个白色灯光：不复示地面上的信号显示，机车乘务人员应按地面信号机的显示运行。
无显示时，表示机车信号机在停止工作状态2．四显示自动闭塞区段连续式机车信号机(1) 一个绿色灯光：准许列车按规定速度运行，表示列车接近的地面信号机显示绿色灯光(2) 一个半绿半黄色灯光——准许列车按规定速度运行，要求注意，表示列车接近的地面信号机显示一个绿色灯光和一个黄色灯光(3) 一个黄色灯光：要求列车减速运行，表示列车应按规定的限速值越过接近的显示一个黄色灯光的地面信号机(4) 一个带“2”字的黄色灯光：要求列车减速运行，表示列车应按规定的限速值越过接近的显示一个黄色灯光的地面信号机，并预告次一架信号机开放经道岔侧向位置的信号显示(5) 一个双半黄色灯光：准许列车经道岔侧向位置，限速越过接近的地面信号机，表示列车接近的地面信号机显示两个黄色灯光(6) 一个半黄半红色灯光：要求及时采取停车措施，表示列车接近的地面信号机显示红色灯光(7) 一个红色灯光：表示列车已越过地面上显示红色灯光的信号机(8) 一个白色灯光：不复示地面上的信号显示，机车乘务人员应按地面信号机的显示运行。
《铁路信号课件》第7章 机车信号系统
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2.通用机车信号设备组成 数字化通用机车信号由接收线圈、变压器、模／数转换 器(A／D)、数字信号处理器(DSP)、程序存储器(EPROM)、 动态临督电路、输入输出接口、继电器、显示器等组成
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二、无线机车信号
1、无线机车信号的概念及分类
概念：
利用无线通信设备，将车站信号信息（信号显 示、进路信息、车站和线路信息等）传送至机车， 指示列车安全运行的设备总称。
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五、连续式机车信号的显示意义
1．三显示自动闭塞区段的连续式机车信号机 ：
2．四显示自动闭塞区段连续式机车信号机：
六、机车信号的报警方式
1、机车信号由其它灯光变为红黄灯光时采用周期报警，
即每报警一次必须按压一次警惕手柄，直到改变为容
许信号为止，或速度降至25km/h以下；
2、由红黄灯变为红灯时采用周期报警；
图7-2（3）所示的就是目前采用的预告四显示 制式。
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图7-3 机车信号显示方式
四、点式机车信号的显示方式
点式机车信号因不需装设轨道电路和地面的 电源设备，可在半自动闭塞区段上采用。
因为点式机车信号只在线路上的固定地点才 能接受信息，所以只能在短时间内反映前方地面 信号显示。为了在机车色灯信号机上显示信号后 司机能够及时制动和使列车停在关闭的信号机前 方，机车信号机应在距地面信号机制动距离以上 的地点显示信号（1200m和400m）。400m 处的第二点之所以必要，是因为地面色灯信号机 可能在列车通过第一点后变换显示，同时还可以 提高司机在进站时的警惕性。
Ⅱ、车载设备
接收地面信息，进行显示并发送 回执信息 具有与列车安全运行记录装置、 卫星定位系统接口的功能 人工设置调车停用和上/下行切换 双机热备检测切换功能 保证设备故障时机车信号不升级 具有故障诊断、声光报警，数据 记录及转储功能，死机后的自动恢复 功能，信息显示及语音提示功能无线信道车载天线
无线调车机车信号和监控系统技术及机务运用
系统功能及控制模式
（4）调车信号关闭时的控制模式 如图所示，调车信号关闭时的防护距离设置为20m，包括：关闭的调车信号（蓝灯）、 关闭的列车信号兼做调车信号（红灯）、虚拟信号。如果调车列需靠近关闭的信号机 时，可按压【解锁】键，机车限速值会适当上抬，但随着车列的不断靠近，机车限速 值也会很快下降，不允许调车列越过关闭的信号机。如须越过时，必须经车站同意后， 方可按压大解锁后越过关闭的信号机。
无线调车机车信号和监控系统 （STP）机务运用知识
课程主要内容
调车作业现状
调车作业是铁路运输生产的重要组成部分，其安全性及作业的效 率直接影响列车编组计划的执行、列车运行图的实现、以及车辆周转 等。随着铁路干线列车运行速度的提高和运能需求的增加，调车作业 的安全问题越来越引起关注。目前，调车作业主要是依靠调车员和司 机确认地面信号，在调车过程中，由于人为失误，容易造成“冲、挤 、脱”等事故的发生，造成行车事故或重大事故。
系统功能及控制模式
系统功能及控制模式
2．限速控制模式 STP根据调车列距前方信号机的距离、当前运行速度、车列的辆数、管压等因素实时计算 确定常用制动和紧急制动限速控制曲线。如果调车信号突变或调车列前方关闭信号机的距 离突变，限速值会随之突变（如机车换向时），从而防止调车列越过关闭的信号机。
机车限速控制模式的共同点是：机车限速值为X km/h时，当机车速度达到（X-3）km/h时， 系统会有“减速”语音提示；当机车速度达到（X-2）km/h时，系统发送卸载命令；机车速 度达到Xkm/h时，系统发送常用制动命令；当机车速度超过Xkm/h时，系统发送紧急制动命 令，从而防止调车超速。
系统组成
系统功能
一、基本安全防护
1. 在机车显示器上正确显示车列前方的地面调车信号。 2. 防止车列冒进关闭的信号机。 3. 防止车列越过站场规定的停车点。 4. 防止车列以超过允许的运行速度走行。 5. 防止车列以超过允许的连挂速度进行连挂作业。 6. 在机车上具有语音提示报警功能。
机车信号系统地面设备全解
ZPW2000A无绝缘轨道电路
技术特点 信号特征 工作参数 主要功能· 系统组成 站内电码化
UM71引进
ZPW-2000A性能提高
WG-21A型国产化
？？？
ZPW2000A型无绝缘轨道电路
ZPW-2000A轨道电路技术特点： 1.接收器载频选择可通过列控中心进行集中配置，发送器采用 无接点的计算机编码方式； 2.发送器由既有的N+1提高为1+1的备用模式； 3.将既有ZPW-2000A轨道电路的调谐单元和匹配单元整合为一个 调谐匹配单元； 4.优化了补偿电容的配置，采用25微法一种，不同的信号载频 采用不同的补偿间距；补偿电容采用了全密封工艺； 5.加大了空心线圈的导线线径，从而提高了关键设备的安全容 量要求。 客专ZPW-2000A轨道电路系统带有监测和故障诊断功能，系统的 状态修提供了技术支持； 6.站内采用与区间同制式的客专ZPW-2000A轨道电路； 7.站内道岔区段的弯股采用与直股并联的一送一受轨道电路结 构，轨道电路在大秦线站内ZPW-2000A轨道电路的基础上，使道 岔分支长度由小于等于30m延长到的160m，提高了机车信号车载 设备在站内使用的安全性、灵活性，方便了设计。
环电码化 在一般车站（一进一出），每股道仅设一套发码盒，当列车从不同
方向接入该股道时，发码及检测系统根据接车方向进行切换。每一
股道配置一套发送设备，每一股道的检测，可根据正线或侧线检测
的使用情况，选用检测盘的其中一路，每8个股道配置一套检测设
备
发码
闭环检测
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轨道电路基本原理
一、轨道电路基本原理
轨道电路是以铁路线路的两根钢轨为导体，两端加以电气绝缘 节或电气分割并接上发送设备和接收设备构成的电路
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在铁路行车中机车信号车载系统的运用探讨
发表时间：2019-08-12T16:01:14.257Z 来源：《防护工程》2019年9期作者：何悦[导读] 为了更好地帮助机车运行，促进我国机车交通的不断进步和发展，我国有必要在铁路行车的过程中运用机车信号系统。
中国铁路哈尔滨局集团有限公司哈尔滨电务段哈尔滨车载设备车间黑龙江哈尔滨 150001摘要：为了更好的帮助列车正常、安全的运行，准确无误的帮助列车探明周围路况，需要机车信号系统帮助列车工作人员了解这些信息，从而更好地帮助列车工作人员作出判断。
因此，为了更好地帮助机车运行，促进我国机车交通的不断进步和发展，我国有必要在铁路行车的过程中运用机车信号系统。
关键词：铁路行车；机车信号车载系统；运用
一、机车信号车载系统组成
1、系统运行原理
以JT-C型机车信号车载系统为例，其主要包括机车信号主机、机车信号双路接收线圈以及机车双面八显示信号机三部分。
应用时将接收线圈安装在机车转向架前端位置，利用与钢轨的电磁耦合来顺利接收钢轨上的信号，并将其传输给机车信号主机。
主机接收到信号后进行处理、解调、译码等，得到钢轨信息后将处理后的信息传输给机车双面八显示机向司机显示，并且机车信号信息会同时输出到监控装置，为控车提供数据支持。
2、系统组成部分
（1）主机。
JT-C型机车信号车载系统具有JT1型装置接线盒以及主机，同时其内部构造还应用了主板式设计方法。
其主机应用构造为6槽机箱，包括连接板、电源板1/2，主机板A/B以及记录器板。
应用二取二容错安全构造方式可以减少单机故障发生概率，提高系统运行可靠性与安全性。
（2）主机板。
主机板主要用于信号的接收与传输，JT-C型机车信号车载系统设置的两块主机板功能相同。
设置方式与JT1通用式装置类似，短路线组L1、L3以及信号选择制式均在主机板上，在对各接收模式进行设置时，需要针对L1、L3组短路线进行短接或焊接处理，确保了系统在出现运行故障后可以自动更换备用机，且用时非常短，同时在维持系统正常运行的同时，便于检修工作的顺利进行。
（3）记录板。
对比JT1通用式装置，JT-C型机车信号车载系统增设了记录板装置，可以用于对机车信号的采集和存储，并且可以利用较大容量的U盘对所有工作信息进行记录和存储，便于机车后续工作的顺利进行。
通过记录板机车工作人员可以清楚的了解机车信号，为信号分析、复原以及事故查找提供可靠的数据。
（4）电源板。
电源板基于JT1通用式装置进行了更新，以接线盒运行原理为基础，将两路新型电源模块应用到电源板1、2中，且每路输入均为110V，输出为双路50V，其中机车信号主机为一路50V输出，另外一路则为动态驱动50V点灯电源输出，能有效避免粘连继电器节点造成的信号输出升级问题。
二、新一代车载系统
1、系统构成
JT-CZ2000-jd型机车信号车载系统（以下简称“系统设备”）由车载主机、机车信号双路接收线圈和机车信号机组成。
机车信号车载系统接收轨道电路信息，通过解译码通道向LKJ设备输出灯位及速度等级等信息，用于运行曲线的生成。
该系统设备的接口界面主要为监控装置、车载电源、轨道电路信息。
新一代机车信号车载系统充分考虑接口界面，主要从主机、机车信号机、以及系统连接电缆等多个方面进行系统的优化。
2、性能优化
2.1系统电缆
新一代JT-CZ2000-jd型机车信号车载系统的屏蔽电缆符合TB/T1484.1-2010《机车车辆电缆第1部分：额定电压3KV及以下标准壁厚绝缘电缆》的要求。
电缆的屏蔽通过屏蔽层接地实现，针对低频电路，系统电缆屏蔽层采用单端接地的方式。
屏蔽层接地时使用屏蔽电缆接头，采用特殊的加工工艺，保证屏蔽层对芯线形成360°的环接，在避免pigtail单级天线的不良影响同时，也优化了接地导通性、降低干扰的影响。
2.2机车信号机
机车信号机安装在司机室前挡风玻璃中间或两侧。
在实际应用中，由于一些机车的密封性较差，易造成车顶水顺着线缆流入机车信号机。
新一代车载系统加强了密封处理，实现了IP52的防水防尘等级，提升了产品的适用性。
机车信号机内部八LED灯位采用冗余设计，防止单点故障造成完全无显示，提高了可靠性。
为了清晰的区分故障界面，LED灯增加门限控制判断，即安全点灯电压输出小于35V时，点灯输出自动截止。
2.3机车信号车载主机
2.3.1与LKJ的接口
机车信号主机与LKJ接口有两种方式，主机板A和B通过并出切换机构输出灯位信息以及速度等级、绝缘信息给监控装置；或者两块冗余的主机板通过串口通信输出信息给监控装置。
a.控制并口输出电压，确保正常电压
并口输出升级，既有机车信号并口输出控制采用双断。
并口输出安全主要依靠动态电源模块。
原有的动态电源模块设计复杂且可靠性不足，新一代机车信号由原来的双断+动态电源模式，替换成三重关断电路，同时增加了对三重关断电路的自检。
JY、SD2、SD3的控制电路由光耦驱动修改为继电器驱动，增加了驱动能力。
b.优化CAN通信功能，全面兼容新一代LKJ
CAN通信是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。
从整体信号系统的发展趋势来看，由于协议通信方案可以适应各种安全性的要求，因此采用协议通信接口代替简单的IO量接口是系统间接口升级的趋势。
新一代机车信号提供4路CAN总线通信接口，能够直接兼容新一代的LKJ，既有机车信号产品需经过多处改造后方可达到类似效果。
对于以后不断升级换代或者新制式下的机车车载控制系统，新一代机车信号车载系统在兼容性和扩展性能上明显提升。
2.3.2软件系统升级
新一代机车信号车载系统进一步适应的机车运用范围，针对HXD，HXD3，HXN5等机车带来的干扰，对译码程序进行了改进，增强了抗大不平衡电路干扰的能力。
在大功率机车干扰以及不平衡电路干扰环境下的抗干扰能力和译码能力更强，能有效减轻机车信号在特定应用环境下解码的故障率。
2.3.3硬件电路优化
电源端口进行防雷、短路、ESD、EMI和浪涌等防护。
增加电压监测电路，确保工作电源的可靠性，动态电源输出采用可靠型继电器。
对于信号采集回路增加防护器件，确保采集到的信号更加可靠。
主机板以及记录板CPU更换为新一代的处理器，提高处理速度，降低功耗。
通过元器件降额设计、冗余设计提高可靠性.
2.3.4信息化管理功能进一步提升
新一代机车信号车载系统实时监测机车信号动态，快速掌握在线机车信号运行状况，图形直观显示和表格数据查询并存，方便现场人员操作；历史事件回放，数据库自动保存10天数据，可随时远程回放历史数据；优化事件查询功能，增加判定条件，自动弹出异常事件，便于现场分析维护。
新一代机车信号车载系统利用远程实时监测的功能，对于轨道电路信息进行全方位的监测。
新增补偿电容监测功能，可快速直观定位损坏补偿电容；新增邻线干扰功能，便于查看绝缘节失效或分路不良情况；新增轨道电路监测，协助查看轨道电路发码异常。
2.3.5机箱设计的改进
新一代机车信号机箱从多维度进一步优化了设计。
使用符合EMC效果的开孔技术、接触面粉喷处理、缝隙屏蔽处理以及整机电气贯通性能和电气密闭等技术，增加整体导通性，提高密闭效果，实现EMC性能的提升；采用双层错孔技术，实现防水防尘的IP21设计效果；通过对热传导的研究，优化散热性能；通过严谨的设计以及加工，不仅增强其工业性视觉效果而且提高了产品的防护等级，优化了整体的电磁兼容能力。
三、总结
总的来说，新一代JT-CZ2000-jd型机车信号车载系统在继承既有机车信号车载系统成熟设计经验的基础上，对软、硬件进行了优化设计，充分考虑了接口设备的兼容型，从安全性、可靠性、可用性等多方面全面优化系统性能，满足“安全-故障-安全”原则。
参考文献：
[1]高继祥。
铁路信号运营基础[M].北京：中国铁道出版社，2007.
[2]邱宽民。
JT1-CZ2000-jd型机车信号车载系统[M].北京：中国铁道出版社，2007.。