机车信号车载设备概况
机车信号设备的组成
机车信号设备的组成随着铁路交通的发展，机车信号设备也越来越重要。
机车信号设备是铁路交通中的一项基础设施，它能够确保列车行驶的安全和顺畅。
本文将介绍机车信号设备的组成和作用。
一、信号机信号机是机车信号设备的核心部分，它是指用来指示列车行驶方向、速度和限制的装置。
信号机有多种类型，包括色灯信号机、机械信号机、声光信号机等。
其中，色灯信号机是目前应用最广泛的一种信号机。
色灯信号机通过不同颜色的灯光组合来表示不同的行车指示，如红灯表示停车，黄灯表示减速，绿灯表示通行等。
二、轨道电路轨道电路是一种通过电气信号来检测列车位置的装置。
它由电缆、电极和控制器组成。
当列车通过轨道电路时，电极会感应到列车的金属部分，从而产生电气信号。
控制器会接收这些信号并将其转化为数字信号，从而判断列车的位置和速度。
轨道电路还可以用来检测轨道上的异物或故障，从而及时进行维修。
三、联锁设备联锁设备是用来控制信号机和道岔的装置。
它可以确保列车行驶方向的正确和安全。
联锁设备由控制器、接触器、电源等部件组成。
当列车需要转向或停车时，联锁设备会自动控制信号机和道岔，从而确保列车行驶方向的正确和安全。
四、道岔道岔是铁路交通中的一种重要设备，它能够将列车从一条轨道引导到另一条轨道上。
道岔由铁路轨道、转辙器和锁闭装置组成。
当列车行驶到道岔处时，转辙器会自动控制铁路轨道的转向，从而将列车引导到另一条轨道上。
锁闭装置则可以确保转辙器的位置正确和牢固。
五、信号电缆信号电缆是机车信号设备中的一种重要部件，它用来传输信号机、轨道电路、联锁设备和道岔等装置的信号。
信号电缆具有传输速度快、抗干扰能力强等特点。
六、信号机柜信号机柜是机车信号设备中的一个重要组成部分，它用来存放信号机、联锁设备和控制器等装置。
信号机柜具有防尘、防水、防腐等特点，可以保护设备免受外界环境的影响。
七、信号电源信号电源是机车信号设备中的一种重要部件，它为信号机、轨道电路、联锁设备和道岔等装置提供电源。
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]。
机车信号设备概况
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（一）正线电码化闭环检查
压入进路条件 压入进路条件
JC
X BJJ
JC
XI BJJ
27.9
JMJ
27.9
FMJ
FS
FS
FS
QMJ
QMJ
QMJ
QMJ
X XI ＳI ＳII XII
QMJ
QMJ
QMJ
QMJ
ＳＮ
XＮ
Ｓ
X JMJ KZ ＤＧＪ DGＪ DGＪ DGＪ KZ
XI FMJ
ＤＧＪ
固定地点复示进站信号机的显示。 2.连续式机车信号
主要用在自动闭塞区段，利用自动闭塞分区的轨道电 路向机车上传送信息。因此，在整个区间正线上，机车信 号能连续地反映前方地面信号机的显示。
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3.接近连续式机车信号 用于非自动闭塞区段，它是 点式和连续式的综合。在进站信 号机外方制动距离附近的固定地
IIG 2000-2 XII 4G 6G 2300-1 X4 1700-1 X6 Ｓ
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（三）机车信号载频切换
1700Hz 2300Hz
2000Hz 2600Hz
X
2000-1 Ｓ5 2600-1 Ｓ3 1700-2 ＳI
5G 1700-1 X5 3G IG 2300-1 X3 1700-2 XI 1700-2+25.7
ＳＮ
2000-2 ＳII
XＮ 2600-1 Ｓ4 2000-1 Ｓ6
IIG 4G 6G
2000-2 XII 2300-1 X4 1700-1 X6
2000-2+25.7
Ｓ
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（三）机车信号载频切换
机车信号设备的组成
机车信号设备的组成
机车信号设备是指用于控制铁路列车行驶的信号设备，它由多个部件组成，包括信号机、道岔、轨道电路、信号电缆等。
下面将分别介绍这些部件的作用和组成。
1. 信号机
信号机是机车信号设备中最重要的部件之一，它用于向列车驾驶员发出行车指示。
信号机通常分为三种类型：色灯信号机、机械信号机和数字信号机。
色灯信号机是最常见的信号机，它通过不同颜色的灯光来表示不同的行车指示。
机械信号机则是通过机械装置来表示行车指示，而数字信号机则是通过数字显示屏来显示行车指示。
2. 道岔
道岔是机车信号设备中用于控制列车行驶方向的部件。
它通常由两条铁轨和一个可移动的铁路交叉部分组成。
当列车行驶到道岔处时，道岔会根据信号机的指示自动切换，使列车能够顺利地进入正确的轨道。
3. 轨道电路
轨道电路是机车信号设备中用于检测列车位置和速度的部件。
它通过在铁轨上安装电气设备来检测列车的位置和速度，并将这些信息传输给信号机和道岔，以便它们能够自动控制列车的行驶方向和速
度。
4. 信号电缆
信号电缆是机车信号设备中用于传输信号和电力的部件。
它通常由多根电缆组成，这些电缆连接着信号机、道岔、轨道电路等各个部件，以便它们能够相互通信和协调工作。
机车信号设备是铁路运输中不可或缺的一部分，它通过自动控制列车的行驶方向和速度，保证了列车的安全和高效运行。
各个部件的协调工作，使得列车能够在铁路上安全、快速地行驶，为人们的出行和物资运输提供了重要的保障。
第二章 机车信号设备简介
第二章机车信号设备简介机车信号是指设在司机室内反映列车前方运行条件的信号显示，通常实现机车信号功能的车载设备也被简称为机车信号。
机车信号发展初期，其功能是为了改善司机瞭望条件而向司机复示地面信号。
随后在机车信号设备的基础上增加了自动报警、自动停车设备，机车信号设备不仅向司机提供信号显示，同时向后级设备提供信号来源，机车信号成为提高运输安全，实现车上自动报警、自动停车功能所必备的重要车载设备，被作为机车“三大件”之一。
我国铁路目前采用的机车信号分为接近连续式和连续式两种。
接近连续式多用于非自动闭塞区段。
在进站信号机外方制动距离附近的固定地点设置发送设备，并从固定地点到进站信号机之间加装一段轨道电路。
从列车最前面的车轮轧在轨道电路上时起，发送装置就连续不断地向机车上传送地面信号的信息，使机车信号机连续复示进站信号机的显示。
连续式机车信号没有距离限制，只要列车在轨道上行驶，被机车第一轮对短路的轨道信号电流就会在钢轨周围产生磁场。
装在机车上的感应器接收到信号，经过解码使机车信号机不断地显示与前方地面信号机相同的信号。
随着运输要求的提高和技术的发展，要求机信号的译码输出提供给已广泛配备的列车运行监控装置，对机车信号设备的性能要求随之提高，机车信号除了向司机提供显示外，向后级列车运行监控设备提供信息成为一项重要功能。
随着列车运行速度的进一步提高，司机已难以仅通过地面信号来驾驶列车，这样就对机车信号的可靠性与安全性有了更加严格的要求，机车信号系统的概念也进一步明确：机车信号系统由车载信号和地面信号设备共同构成，必须符合故障导向安全原则。
车载信号设备应具有运行数据记录的功能；地面信号设备应具有闭环检查功能，提供正确信息。
机车信号是否安全、可靠，取决于地面信号设备和车载信号设备构成的系统是否安全、可靠。
第一节机车信号的发展史一、JT1型通用式机车信号设备JT1-A/B型通用式机车信号，是采用数字信号处理技术及高速超大规模集成电路设计而成的新一代通用式机车信号装置。
第四讲通用式机车信号
接线盒内设若干接线柱。通用式机车信号整个系
统的所有设备都经接线盒汇接，完成它们之间的连接 和控制。 传感器即机车接收线圈，采用移频机车信号接收 线圈。Ⅰ、Ⅱ端各设两个，通过感应接收轨面信息。
机车信号机构为 8 灯机构。 列车 I 、 Ⅱ端各设一台，安装于正、 副司机前方中间，为双面显示。
通用式机车信号机如图 2-2 所示。
第二章 机车信号车载设备
第一节 JT1型通用式机车信号
一、系统构成 JT1 型通用式机车信号由一个主机箱、一个 接线盒、四个接收线圈（传感器）、两个 8 灯信号 机构及连接电缆等构成。
通用式机车信号系统框图如图 2-1 所示。
主机箱是机车信号的主机，主要由数字信号处理 器 DSP 等 30 余块集成芯片构成，完成机车信号译码 和机车信号点灯等控制。
执行继电器采用 8 个高可靠的小型继电器。 JT1型通用机车信号点灯电路如图 2一5 所示。
三、系统连接 图 2 -7 为 JT1 -A 型通用式机车信号系 统连接图。 图 2 -8 为 JT1 -B 型通用式机车信号系 统连接图。
1 ．主机箱与接线盒
图 2 一 9 为 JT1-A 型通用式机车信号主机箱外形图。 图 2 一 10 为 JT1-B 型通用式机车信号主机箱外形图。 图2 一 11 为 JT1-A 型接线盒外形图。 图2 一 12 为 JT1-B 型接线盒外形图。
速度等级 SD2、速度等级 SD3等条件。
输出接口 2 输出 8 位开关量，控制相应的 8 个执 行继电器动作。
动态监督电路 1 的作用是：在有 f 1方波输入的情 况下，输出高电位，加到 DSP 芯片和 A / D 转换器的 复位端，使其正常工作；当输入不符合条件时，输出 方波振荡信号使 DSP 芯片和 A / D 转换芯片复位。 动态监督电路 2 的作用是：在有f2方波输入的情 况下，输出低电位，控制输出接口电路 2 有信号输出； 当输入不符合条件时，输出高电位控制输出接口电路 2 的输出线呈高阻态。 动态监督电路 3 的作用是：当输入 f3 方波信号时， 输出低电位，使光电开关打开，构成机车信号点灯； 当输入不符合方波条件时，输出高电位使光电开关断 开。
机车信号车载设备原理及故障处理
0
0
0
UU 双黄
0
0
1
HUS红黄闪
1
0
1
HU 红黄
1
1
0
HU 红黄
1
0
1
HU 红黄
0
1
0
HU 红黄
0
0
1
H红
1
0
0
H红
0
0
1
机车信号原理
三、载频切换功能
设备具有载频自动切换和锁定功能，即根据地面传递的载频切换信息，实现接收载频的自动切换和锁定。
1．地面设备的要求（主要是对电码化有关地面设备发送载频切换信息的要求） 2．车载设备满足的要求： （1）车载设备在地面提供载频切换信息码时，应按要求自动实现载频锁定或切换，如表所示。
输入信息
TB/T3060－2002 "1.9"移 交流计数/极
移频（含单轨条） 频
频
Hz
Hz
ZPW2000 Hz/代码
无码
9.5 8.5
无码
无码
9.5 8.5
无码 21.3/L5 23.5/L4 10.3 / L3 12.5 / L2
11
11
绿码
11.4 / L
9
12.5
13.5
13.5
13.6 / LU
机车信号主机的功能
机车信号原理
主机板是主机的核心部件， 负责实现对通过接收线圈接收 到的地面轨道电路信息进行处 理，并完成向后级设备的并口、 串口输出和主机的输入输出控 制。一个主机中有2块主机板， 构成双机热备冗余结构。主机 板为二取二结构，具有高安全 性。
主机的电路板-主机板
机车信号原理
机车信号设备的组成
机车信号设备的组成机车信号设备是现代铁路运输系统中不可或缺的组成部分，它可以确保列车在行驶过程中的安全和正常运行。
机车信号设备通常由多个部分组成，每个部分都有着不同的功能和作用。
以下是机车信号设备的各个部分的详细介绍。
信号灯信号灯是机车信号设备中最基本的部分之一。
它们通常被安装在铁路路线上，用于向司机发出信号。
根据颜色的不同，信号灯可以分为红色、黄色和绿色。
红色信号灯表示列车必须停止，黄色信号灯表示列车必须减速，绿色信号灯表示列车可以继续前进。
信号灯的位置和颜色是根据路线的不同而变化的。
信号机信号机是机车信号设备中的另一个重要部分。
它们通常被安装在铁路路线上，用于向司机发出信号。
信号机的种类有很多，例如手动信号机和自动信号机。
手动信号机需要由信号员手动操作，而自动信号机则可以通过电子设备自动控制。
信号机的位置和颜色也是根据路线的不同而变化的。
道岔道岔是机车信号设备中的另一个重要部分。
它们通常被安装在铁路交叉口处，用于调整列车的行驶路线。
道岔的种类有很多，例如手动道岔和自动道岔。
手动道岔需要由铁路工人手动操作，而自动道岔则可以通过电子设备自动控制。
道岔的位置和方向也是根据路线的不同而变化的。
列车控制系统列车控制系统是机车信号设备中的另一个重要部分。
它可以确保列车在行驶过程中的安全和正常运行。
列车控制系统通常包括列车信号设备、列车自动控制系统和列车通信设备。
列车信号设备可以向司机发出信号，告诉他们何时停车、减速或加速。
列车自动控制系统可以通过电子设备自动控制列车的速度和方向。
列车通信设备可以确保列车与地面控制中心之间的通信畅通无阻。
总线系统总线系统是机车信号设备中的另一个重要部分。
它可以确保各个部分之间的通信畅通无阻。
总线系统通常由多个节点组成，每个节点都可以与其他节点通信。
总线系统的优点是可以减少线缆的使用，提高系统的可靠性和灵活性。
结论机车信号设备的组成包括信号灯、信号机、道岔、列车控制系统和总线系统。
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2006年，铁道部召开全路机车信号整治工作会议，按 照铁道部授权，北京交通大学起草制定《JT1-C系列机 车信号车载系统设备技术规范（暂行）》（科技运 2006 82号）及《JT1-C系列机车信号车载系统设备安 装规范（暂行）》（运基信号2006 243号），于2006 年7月底全路颁发。
§1-2 JT1型通用式机车信号设备概况
北京交通大学于1980年首先提出了采用微机系统来解决 机车信号多制式兼容问题的方法，于20世纪80年代中期 开始通用式机车信号的研究。 1991年第一代的通用式机车信号“非电化区段通用式机 车信号”通过铁道部的技术鉴定，1992年第二代的通用 式机车信号“电化区段通用式机车信号”通过铁道部的技 术鉴定，1995年第三代的“JTl-A/B型(即SJ-93/SJ-94型) 数字化通用式机车信号”通过铁道部技术鉴定。
JTl通用式机车信号系统框图
机车信号接收线圈 从地面向机车上传输移频信号，是由与钢轨有电磁耦合 的接收线圈来实现的。接收线圈是机车信号接收地面信 息的传感设备，它采用的是电磁感应的方法。
机车信号点灯电路 机车信号点灯电路电源由+50V的直流供电电源提供。机 车信号点灯受光电开关控制。机车信号点何种灯由执行 继电器接点状态决定。JTl通用式机车信号的点灯电源由 50V的供电电源提供。
JTl通用式机车信号系统的使用 当接通机车信号的DC110V电源时，主机电路的电源则 由开关逆变电源模块将DC110V转换为DC5V供电。 数字化通用机车信号有两种，JT1-A型主机内只有一块 主机板；JT1-B型主机内有两块主机板，双机热备，上 电时双机中哪一主机投入工作是随机的，双机故障切换 是自动进行的。在机车信号检测时才按压面板上两个人 工转换按钮，其中一个实现主、备机人工切换，以便检 测某一指定主机板。
JT1-C系列机车信号车载系统概况
铁道部令第29号颁布，2007年4月1日起施行的《铁路技术管理规程》第 93条规定“机车信号作为行车凭证时，由车载信号和地面信号设备共同构 成，必须符合故障导向安全原则。车载信号设备应具有运行数据记录的功 能；地面信号设备应具有闭环检查功能，提供正确信息。”
JT1-CZ2000型一体化机车信号车载系统由主体化机车信号接收主 机（含机车信号记录器）、机车信号带电源接线盒、机车信号双路 接收线圈、机车信号显示器构成。
机车信号是单方向的控制设备，只能从地面向车上传递 信息。为使车上设备和地面设备间保持不间断的联系， 地面必须设有有源的发送设备，向钢轨发送行车信息的 电信号。该电信号在钢轨中传输，钢轨周围即形成磁场， 机车上的接收线圈中就感应出电势，经译码使机车信号 机显示相关信号。
机车信号的发展
我国铁路从1959 年开始安装机车信号和列车自动停车装置。
JT1-A/B型通用式机车信号，是采用数字信号处理技术及 高速超大规模集成电路设计而成的新一代通用式机车信号 装置。
技术特点： （1）采用高速DSP（Digital Signal Process）即数字信号处理技术， 减少了信号反应识别时间，抗干扰能力增强； （2）JT1-B型机车信号设备主机的每块主机板内采用二取二容错安全 结构，并采用双机热备提高系统的可靠性； （3）使用双面8色灯LED机车信号显示器提高了显示器的可靠性； （4）为监控装置提供机车信号灯位、速度等级、绝缘节等信息。
（a）主机
（b）信号机
（c）开关盒
（d）接线盒
图1-9 JT1-CZ2000型一体化机车信号车载系统
图1-10一体化机车信号车载系统设备构成框图
JT1-CZ2000型一体化机车信号技术特点是： （1）采用“二乘二取二”的容错安全结构，提高了设备的安全性； （2）采用32位浮点高速DSP运算，频域处理和时域处理相结合技术，提高了 系统的抗干扰能力，使其抗干扰性能比JTA、B型有较大提高，移频干信比满 足用钢轨电流迭加法测试的3：l的要求，UM71信息接收干信比比TVM300略 有提高； （3）具备UM2000数字编码信息接收功能； （4）采用主机双套热备、双套电源、双路接收线圈接收等冗余技术和双面点 阵式LED机车信号显示器，提高了系统的可靠性，功耗低； （5）该系统的多制式并行接收处理、信息译解速度快、动态控制安全点灯电 源、双路线圈同时接收、系统冗余结构、记录信号原始波形、地面数据处理软 件等技术具有创新性； （6）预留CAN总线和RS485输出，为机车计算机系统一体化、远程监测等设 备提供了条件。
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2020/7/15
目标
A、了解机车信号及发展概况
B 、掌握JT1系列机车信号车载系 统的组成与工作原理
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§1-1 机车信号概况
• 机车信号定义
机车信号是指设在司机室内反映列车前方运行条件的 信号显示，通常实现机车信号功能的车载设备也被简 称为机车信号。
图1-1 机车信号设备机车信号能复示前方地面来自号机的显示，改善司机的瞭 望条件。
“作为行车凭证的机车信号为主体机车信号，是由车载信 号和地面信号设备共同构成的系统，必须符合故障安全的 原则，车载设备应具有运行数据记录的功能；地面信号设 备应能正确发送信息。” 2002年，北京交通大学完成了第四代的JTl-CZ2000型机 车信号车载系统的研制，2003年10月，通过了铁道部的技 术鉴定。JT1-CZ2000型机车信号采用多项先进技术和系 统化的安全设计方案，满足铁路信号“故障-安全”原则， 具有数据记录功能，在地面信号具备条件时可作为主体化 机车信号应用。
信号处理过程 通用式机车信号主机板信号处理过程是在软件作用下完 成的。 开机后首先进行初始化。由动态监督电路输出信号对 DSP芯片进行复位，复位后即进入程序自检状态。在自 检过程中，DSP芯片要对EPROM、RAM输出电路进行 自检，自检时间约4s，自检完毕后使白灯继电器BJ吸起， 机车信号显示白灯。 接收信息经A／D变换后得到数字信号输入至DSP芯片。 DSP芯片在程序作用下对输入信号进行频率测量。
JT1系列机车信号车载系统概况
JTl通用式机车信号接收各种制式机车信号，全数字化 处理与控制，具有接收和处理各种制式机车信号的功能。 适用于各种制式的自动闭塞和半自动闭塞区段。
JT1通用式机车信号在技术条件规定的范围内可以根据 用户要求使用各种机车接收感应器，并统一采用八色灯 信号显示器复示前方信号。 通用式机车信号可与超速防护设备相结合，向超速防护 设备提供所需信息。
电力机车行车安全设备
电力机车行车安全设备
第一章 机车信号车载设备概况 第二章 列控系统概述 第三章 CTCS-2级列控系统 第四章 LKJ设备技术结构 第五章 LKJ-2000型监控装置的操作
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§1 机车信号车载设备概况
主 要 内 容
2020/7/15
§1-1 机车信号概况
§1-2 JT1型通用式机车信号设备概况