主体机车信号车载系统

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]。

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。

CTCS2-200C型列控车载设备构成及原理分析随着时代和科技的进步，中国的国力日渐强盛，高速铁路呈跨越式发展，中国的高铁也成为我国递给世界的名片。

高速铁路的最大特点和优势就是速度快、列车密度大、载客量达、行车间隔短、乘客舒适感强，因此，高速铁路对行车安全更高，保证行车安全的难度也更大。

这就不得不提列控车载设备。

它不仅是控车运行的设备，它的更大职责是保证列车运行的安全。

本文就是对列控车载设备的一种——CTCS2-200C型列控车载设备的分析。

CTCS是中国列车运行控制系统的英文缩写，它是一种制定规则。

它的前身是ETCS（欧洲列车运行控制系统），我们通过不断的学习、超越，最终制定了我们的标准。

CTCS一共分为五个级别，分别为CTCS0、CTCS1、CTCS2、CTCS3、CTCS4。

CTCS0级为既有线状态，由通用式机车信号+列车运行监控装置构成。

CTCS1级由主体机车信号+安全型运行监控装置组成。

CTCS2级是基于轨道传输信息的列车运行控制系统。

面向提速干线和高速新线，采用车—地一体化设计。

CTCS3级是基于无线传输信息并采用轨道电路等方式检查列车占用的列车运行控制系统。

面向提速干线、高速新线或特殊线路，采用基于无线通信的固定闭塞或虚拟闭塞。

CTCS4级是基于无线传输信息的列车运行控制系统。

面向高速新线或特殊线路，基于无线通信传输平台，可实现虚拟闭塞或移动闭塞。

CTCS2-200C型列控车载设备由车载安全计算机、轨道电路信息接收模块、应答器信息接收模块、应答器信息接收天线、速度传感器、人机界面及LKJ接口等部分构成。

其主要完成的功能有（1）轨道电路信息接收功能；（2）载频锁定功能；（3）应答器信息接收功能；（4）速度、距离计算；（5）制动输出功能；（6）防溜逸功能；（7）显示和提示功能；（8）记录功能；（9）LKJ接口功能；（10）与动态监测设备接口功能；（11）EMU的接口功能。

车载设备主机是系统的核心部件，其包括对外连接器、组匣和空气过滤层。

JT1—CZ2000型机车信号车载系统探索作者：邓晓云张永格来源：《广西教育·B版》2016年第07期【摘要】阐述JT1-CZ2000型机车信号车载设备系统的构成、工作原理及安装方法，从而对整套系统的认识更直接明了，有利于对系统故障问题的处理。

【关键词】JT1-CZ2000型机车信号车载系统【中图分类号】G 【文献标识码】A【文章编号】0450-9889（2016）07C-0186-03机车信号是用设在机车司机室的机车信号机自动反映运行条件，指示司机运行的信号显示制度。

列车按照地面信号显示行车时，由于风、雪、雨、雾等气候条件不良或隧道、弯道等地形条件的影响，司机往往不能在规定距离内确认信号显示，存在冒进信号的危险。

尤其是在行车密度大、列车速度快及载重量大的区段，发生冒进信号的可能性更大。

机车信号能复示前方地面信号机的显示，改善司机的瞭望条件。

当机车上采用机车信号后，就能较好地避免自然条件的干扰，提高司机接受信号的可靠性。

JTl-CZ2000型机车信号采用多项先进技术，能满足铁路信号故障一安全原则，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。

一、系统构成及原理JT1-CZ2000型机车信号车载系统由机车信号主机、机车信号双路接收线圈、双面八灯LED机车信号机、连接电缆等组成。

车载系统如图1所示。

（一）机车信号主机。

JT1-CZ2000型机车信号主机是设备的核心部分，主要作用是对接受信号进行处理、解码、译码，得到机车信号信息。

将信息结果输出给机车信号机，构成机车信号各种显示。

同时还将信息结果输出给列车运行监控记录装置LKJ，作为控制列车运行的条件。

机车信号主机箱采用合体式六槽机箱结构，由六块板组成，分别是记录板、主机板A、主机板B、连接板、电源板1和电源板2，如图2所示。

1.记录板。

主要功能是对机车信号运行过程中的有关动态信息进行采集并记录，其记录信息能够真实反映主体化机车信号动态运行中的各种状态变化，对机车信号相关信息进行全面的实时记录。

JT-C系列机车信号车载系统设备技术规范（暂行）铁道部科学技术司二〇〇六年七月目次前言 (4)1. 范围 (1)2. 规范性引用文件 (1)3. 设备构成 (2)4. 技术要求 (3)5. 试验方法 (11)6. 检验规则 (15)7. 标志、包装、运输和贮存 (17)附录A (18)附录B (21)前言本规范主要根据《主体机车信号系统技术条件（暂行）》（科技运函[2004]114号文件）编制。

本规范发布之前的JT1-CZ2000型机车信号车载系统设备，可参照本规范执行。

本规范附录A和附录B都是规范性的附录。

本规范适用范围：在电力机车、内燃机车、动车组上安装的JT-C系列机车信号车载系统设备。

本规范主要起草单位：北京交通大学运输自动化科研所。

本规范由北京交通大学运输自动化科研所负责解释。

JT-C系列机车信号车载系统设备技术规范（暂行）1.范围本规范规定了JT-C系列机车信号车载系统设备（以下简称设备）的构成、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、贮存和运输。

本规范适用于设备的设计、改进、制造、检验和维修。

2.规范性引用文件下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。

GB/T 191-2000 包装储运图示标志GB/T 2829-2002 周期检验计数抽样程序及表GJB 2889 XC系列高可靠小圆形线簧孔电连接器规范GB/T 4942.2-93 低压电器外壳防护等级GB/T 19001-2000 质量管理体系要求TB/T 1484.1-2001 第1部分：额定电压3kV及以下电缆TB/T 3021-2001 铁道机车车辆电子装置TB/T 3034-2002 机车车辆电气设备电磁兼容性试验及其限值TB/T 3058-2002 铁路应用机车车辆设备冲击和振动试验TB/T 3060-2002 机车信号信息定义及分配IEC62278 铁路应用：可靠性、可用性、可维护性和安全性（RAMS）规范和说明IEC61508 电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全《主体机车信号系统技术条件（暂行）》（科技运函[2004]114号文件）3.设备构成3.1.设备由以下几部分构成：机车信号主机（含机车信号记录器）、机车信号机、双路接收线圈等。

机车信号车载系统设备技术规范1. 引言机车信号车载系统是机车上的重要设备之一，负责控制和监测机车的信号状态，为机车驾驶员提供准确的信号指示。

本文档旨在制定机车信号车载系统设备的技术规范，确保系统的可靠性、安全性和稳定性。

2. 设备硬件要求2.1 信号显示屏•信号显示屏应具备高亮度、高对比度的特点，以确保在各种光照条件下都能清晰地显示信号状态。

•信号显示屏应具备快速响应能力，能够在接收到信号改变的指令后立即更新显示内容。

•信号显示屏应符合相关的防水、防尘等环境保护要求，以适应复杂的机车运行环境。

2.2 信号控制器•信号控制器应具备可靠的信号解码能力，能够准确地解读信号输入并控制信号状态。

•信号控制器应具备多路输入输出能力，以支持复杂的信号控制逻辑。

•信号控制器应具备抗干扰能力，能够在电磁干扰等场景下保持正常工作。

2.3 电源供应•电源供应应具备稳定的电压输出，以确保设备正常工作。

•电源供应应具备短路、过流、过压保护功能，以保障设备和乘员的安全。

2.4 连接接口•设备的连接接口应符合相应的标准规范，以方便和其他设备的连接和通信。

•连接接口应具备可靠的连接性能，能够稳定地传输数据和信号。

3. 设备软件要求3.1 信号解码算法•信号解码算法应具备较高的准确率和稳定性，能够可靠地解析接收到的信号输入。

•信号解码算法应具备适应不同信号系统的能力，能够支持多种信号标准。

3.2 状态监测与故障诊断•设备应具备状态监测和故障诊断功能，能够实时监测设备的运行状态并及时发现和报告故障。

•故障诊断功能应具备较高的准确率和可靠性，能够精确定位故障原因。

4. 安装和调试要求4.1 安装环境要求•设备安装应符合相关的安全规范和标准，以确保安全可靠。

•安装环境应具备良好的通风和散热条件，以防止设备过热损坏。

4.2 调试流程•在安装完成后，对设备进行必要的调试和测试，确保设备的功能和性能符合要求。

•调试流程应详细记录，包括测试步骤、测试结果和问题处理等。

JT-CZ2000-JD机车信号车载系统产品介绍：1.产品概况JT-CZ2000-jd型机车信号车载系统设备，吸取了JT1-A/B型通用式机车信号十多年来大面积推广运用的经验，采用先进DSP技术、完善的安全性技术，符合铁路信号故障—安全原则。

2005年12月5日，机车信号产品通过了铁道部“铁路运输安全设备生产企业认定”。

2008年11月，机车信号获得中国铁道学会科学技术奖一等奖。

2.主要组成部分JT-CZ2000-jd型机车信号车载系统由JT-C机车信号主机、机车信号双路接收线圈和机车信号机组成（见图1）。

接收主机含机车信号记录器。

图1 JT-CZ2000-jd型机车信号车载系统组成图3.产品特色JT-CZ2000-jd型机车信号应用了诸如：“2乘二取二”的容错安全结构、频域处理和时域处理相结合技术、机车信号数据记录技术等十多项先进的安全技术措施，极大提高设备的安全性和可靠性，符合铁道部确定的“先进、成熟、经济、适用、可靠”的技术原则。

可接收地面50Hz以及25Hz交流计数制式信息、单轨条信息、极频信息、电化区段或非电化区段移频制式信息、ZPW2000系列制式信息、可接收UM2000数字编码信息。

向监控设备输出灯位信息、速度等级等信息。

4.产品主要性能指标1)灵敏度设备按表1 所示的机车信号灵敏度（钢轨短路电流）值，应能正确地接收ZPW-2000 系列信息。

表1 ZPW-2000 系列钢轨最小短路电流及机车信号灵敏度2)应变时间设备接收ZPW-2000系列信息时，应变时间应不大于表2所规定的时间。

表2ZPW-2000系列应变时间表：3)在轨道回流为1000A、不平衡系数10%的电气化区段，设备能正确译码。

对于特殊区段，抗电气化干扰的能力可根据实际要求确定。

4)车载系统设备的安全度等级(SIL)要求满足IEC61508 标准规定的4 级。

主机的平均无故障时间（MTBF）应不低于106 h，车载系统设备使用寿命8 年。

机车信号车载系统设备技术规范1. 引言本文档描述了机车信号车载系统设备的技术规范。

机车信号车载系统设备是机车信号系统的核心组成部分，它负责接收和处理信号信息，控制机车的行驶和停止。

本文档旨在规范机车信号车载系统设备的设计、制造和使用，以确保机车信号系统的正常运行和安全性。

2. 术语和定义2.1 机车信号车载系统设备（Train Signaling Onboard System Equipment）机车信号车载系统设备是一种用于接收、处理和控制信号信息的设备，安装在机车上，与其他机车信号系统组件相连，以确保机车的正常行驶和停止。

2.2 机车信号系统（Train Signaling System）机车信号系统是指用于控制机车行驶和停止的信号系统，包括信号灯、信号设备和车载系统等。

2.3 设备设计寿命（Equipment Design Life）设备设计寿命是指机车信号车载系统设备设计和制造的预期使用期限。

3. 设备要求3.1 功能要求机车信号车载系统设备应具备以下功能： - 接收和解析信号信息； - 控制机车的行驶和停止； - 向驾驶员显示信号状态； - 监测系统状态，并报告异常。

3.2 性能要求机车信号车载系统设备应满足以下性能要求： - 对信号信息的接收和解析准确性高于99%； - 对机车行驶和停止控制的响应时间不超过100毫秒； - 与其他机车信号系统组件的接口稳定、可靠。

3.3 安全要求机车信号车载系统设备应满足以下安全要求： - 设备应具备防尘、防潮、防震和防静电能力； - 设备应具备过温、欠压、过压、过流、短路等保护功能； - 设备应具备自动故障检测和恢复能力； - 设备应具备灾难恢复功能，能尽快恢复正常工作。

3.4 可靠性要求机车信号车载系统设备应满足以下可靠性要求： - 设备的平均无故障时间（MTBF）不低于50000小时； - 设备的平均修复时间（MTTR）不超过4小时； - 设备设计寿命不低于20年。

CTCS2－200H型车载列控系统列车控制系统是保证列车安全、高效的重要设备。

目前，铁路信号已经从传统的方式，即以地面信号显示传递行车命令，机车司机按行车规则操作列车运行的方式，发展到了根据地面发送的信息自动监控列车速度，并由车载列控系统实施运行控制的方式。

－200H型车载列控系统，是在日本数字ATC系统的基础之上，根据我国CTCS技术标CTCS2－200H型车载列控系统的引进开发，对实准的要求，引进开发的新一代列车控制系统。

CTCS2现我国列控技术与国际接轨，加快发展我国CTCS建设具有重大意义。

1. 列控系统总体结构列控系统由地面设备和车载设备构成，其中列控系统地面设备主要由车站列控中心、ZPW-2000轨道电路、应答器设备等组成。

－200H型车载列控系统由车载安全计算机、轨道信息接收单元（STM）、应答器信息CTCS2接收单元（BTM）、制动接口单元、记录单元、人机界面（DMI）、速度传感器、轨道信息接收天线、应答器信息接收天线等组成。

系统结构图见图1。

图1：列控系统结构1.1. 安全计算机安全计算机是ATP装置的核心部分，负责从ATP各个模块搜集信息，依据轨道电路信息、列车制动力、线路坡度、列车运行速度和列车编组等信息，按照列车牵引计算模型的要求，生成制动模式曲线并把列车运行速度与模式曲线相比较，必要时通过故障安全电路向列车输出制动信息，控制列车安全运行。

安全计算机由功能完全相同的2个系统（第1系统、第2系统）构成。

各个系统包含两个功能相同的CPU（A系、B系），每个CPU的处理结果与另一CPU的处理结构校准。

如果A 系、B系两个CPU的处理结果不一致，则会作为故障处理。

以保证列车控制的安全性和设备的冗余性。

安全计算机的核心安全逻辑由FS-LSI（故障安全LSI）实现。

FS-LSI对两个CPU的运算结果（制动指令条件等）输出进行校核，如果校核不一致就立即进行故障检测，确保故障安全。

1.2. STMSTM又称为轨道信息接收单元，该单元通过STM天线(感应器)接收轨道电路信号，解调轨道电路上传的信号信息，并将解调的信息传递给安全计算机，为安全计算机生成制动模式曲线提供依据。