继电器、轨道电路、计轴器和应答器共60页文档

继电器一般都应由测量机构、比较机构和执行机构等部分组成。 (1)测量机构:是反映继电器输入量的装置,用于接收输入量,并将其转换成继 电器工作所必需的物理量。比如电磁型继电器,测量机构是线圈和铁芯构成的 磁系统。
(2)比较机构:它的作用是将输入量(或转换量)与其预设的整定值进行比较, 根据比较结果决定执行机构是否动作。如电磁继电器的反力弹簧等。
8-2 常用电磁继电器结构原理认知
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电磁继电器的测量机构是电磁铁,执行机构是触头。它具有工作可靠、结 构简单、易于制造等优点,所以在城轨车辆上得到了广泛的应用。
电磁式继电器可分为电压继电器、电流继电器、中间继电器、时间继电器 和信号继电器等。按照电流种类的不同,电磁继电器还可以分为直流电磁继电 器和交流电磁继电器。
三 继电器的特点
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在城市轨道交通车辆上,继电器一般不直接控制主电路或辅助电路,而是通过接触器 或主、辅电路中的其他电器对主电路及辅助电路进行控制。同接触器相比较,继电 器具有以下特点。 (1)继电器触头容量小,采用点接触形式,没有灭弧装置,体积和质量也比较小。 (2)继电器的灵敏度要求极高,输入、输出量应易于调节。 (3)继电器能反映多种信号(如各种电量、速度、压力等),用途很广,外形多样。 (4)继电器不能用来开断主电路及大容量的控制电路。
五
继电器的基本参数
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(1)额定参数:是指输入量的额定值及触点的额定电压、额定电流等。 (2)动作值:是指继电器吸合动作所需要的最小输入量的数值,如电流继电器的动作电 流、电压继电器的动作电压、风压继电器的动作风压等,有时也称为整定值,通常用 Xdz表示。 (3)返回值:是指触头打开所需要的最大输入量的数值,通常用Xfh表示。 需要注意的是,衔铁的释放值不一定是继电器的返回值(对常闭触头来说)。 (4)返回系数:是指继电器输入量的返回值Xfh与动作值Xdz之比,用Kfh表示,即

二、继电器的分类
4、按工作可靠度分
安全型继电器 （N型）
依靠重力作用释 放衔铁
非安全型继电器 （C型）
依靠弹力保证继电器落 下，又称弹力式继电器
城市轨道交通系统大多使用安全型继电器
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第二章 信号系统基础设备
1、直流无极继电器
直流无极继电器总结
（1）结构 直流电磁系统：线圈、铁心、轭铁等
触点系统：拉杆、触点组（8组触点） （2）工作原理
第二章 信号系统基础设备
本章内容
项目一
轨道电路
项目二
信号机
项目三 项目四
继电器及继电电路 转辙机和道岔控制电路
项目五
计轴器和应答器
1
第二章 信号系统基础设备
项目三 继电器及继电电路
知识要点： 1．了解各种继电器的工作原理。 2．掌握继电器在控制电路中的作用。 3．了解故障—安全原则的基本要求及实现。 4. 了解有关继电器的一些符合表示
4
第二章 信号系统基础设备
二、继电器的分类
1、按动作原理分
电磁继电器
通过线圈产生磁场， 信号设备中常用
感应继电器
通过线圈产生的交变磁场与翼板中 的另一交变磁场所感应的电流相互 作用，翼板转动。如，相敏轨道电 路所使用的交流二元继电器
5
第二章 信号系统基础设备
二、继电器的分类
2、按动作电流分
直流继电器
直流电源供电， 信号继电器常用
交流继电器
交流电源供电，如，信号机点灯 电路中用于监督信号机是否灭灯 的灯丝继电器，用于信号机灯泡 主、副灯丝转换的灯丝转换继电 器等
6
第二章 信号系统基础设备
二、继电器的分类
3、按动作快慢分

无源应答器的发送功率较低，因此信 号覆盖范围较小。
特点比较
有源应答器在发送信号的稳定性 和覆盖范围方面具有优势，适用 于需要大范围、高精度信号覆盖
的场合。
无源应答器则适用于对成本敏感 、信号覆盖范围较小、外界信号
可用的场合。
具体选择哪种应答器取决于实际 应用需求和环境条件。
04
计轴器及应答器的应用场景
高速铁路
将计轴器和应答器应用于 高速铁路系统中，提高列 车运行的安全性和稳定性 。
有轨电车
将计轴器和应答器应用于 有轨电车系统中，提升有 轨电车运行的安全性和效 率。
发展趋势与展望
集成化
未来计轴器和应答器将更 加集成化，实现更高效、 更可靠、更智能的运行。
绿色环保
未来计轴器和应答器将更 加注重环保和节能设计， 降低能耗和排放。
城市轨道交通
城市轨道交通系统中的列车定位和车次管理
计轴器可以检测列车的位置，确保列车按照预定的计划运行，避免列车冲突和延误。
城市轨道交通系统中的信号控制
计轴器可以检测列车的速度和位置，为信号控制系统提供必要的信息，确保列车安全、高效地运行。
铁路货运
铁路货运列车的位置检测
计轴器可以检测货运列车的位置，确保列车在正确的线路上运行，避免列车脱 轨或越界。
诊断。
无线通信技术
利用5G、物联网等技术提升计轴 器和应答器之间的通信效率和稳定 性，实现远程监控和实时数据传输 。
传感器技术
利用高精度传感器提升计轴器和应 答器的测量精度和可靠性，提高列 车运行的安全性和稳定性。
应用领域的拓展
01
02
03
城市轨道交通
将计轴器和应答器应用于 城市轨道交通系统中，提 升列车运行的安全性和效 率。

第一节 计轴设备



室内设备 ⑤计算机 提供逻辑运算。 ⑥PDCU ACE机柜中的PDCU是一个电力、数据耦合单元，它负责 向室外的EAK与磁头供电，同时还负责接收由EAK中的 ISDN板传送的数据。 PDCU在接收室外的数据后，直接将之传送给ACE机柜中 的串口板，每个串口板连接2个PDCU，也就是同时与室外 的两组EAK/磁头进行通信。
磁头磁力线一次，计轴系统会记录一次。以 一节车厢为例（四组轮对），当列车驶入区 间时，计轴系统会记录共四次切割磁力线， 只要列车没有切割前方磁头磁力线，系统会 认为该车仍在区间内行驶；当列车经过前方 计轴磁头时会再次切割磁力线，标志着列车 已使出该区间，进入下一个区间。
第一节 计轴设备
每一组磁头既是新区间开始的标志，也是前
第一节 计轴设备
计轴系统的一组高频发射磁头和接收磁头由
两对组成，其主要功能是判别列车运行方向。 正常情况下，列车轮对会先切割SK1磁头， 然后切割SK2磁头；当发生特殊情况时(例如 反向行车)，列车轮对会先切割SK2磁头，再 切割SK1磁头。
第一节 计轴设备
第一节 计轴设备
计轴系统的计数方法：当列车轮对切割高频
第一节 计轴设备
计轴系统与轨道电路相比，具有以下缺点：
1.设备需要大量的资金投入； 2.不具备轨道断裂检测功能； 3.由于维修车轮对的非标准化，计轴设备将
无法可靠地检测到维修车； 4.设备维修后需要重新复位。
第一节 计轴设备
计轴系统：计轴系统顾名思义，通过对车轮
轮对的计数来判断区间的占用情况利用高频 磁头发射磁场，当有列车通过时，列车轮对 会切割磁力线，使接收端接收到的场强变小， 从而计算有多少组轮对通过计轴设备。

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

计轴器与查询应答器
知识要点：
1．了解计轴器与应答器的基本概念。 2．掌握计轴器与应答器的基本工作原理。 3．了解计轴器的应用范围。 4. 了解应答器的设置与分类。
复习
一、计轴器
城 市 轨 道 交 通 列 车 自 控 系 统
CBTC系 统
替代轨道电路，检测轨 道区段有无列车占用
非通信列车、通信故障
2
1
室内设备：
➢ 安装于室内的计轴主机（计轴评估器ACE）和防雷等。
➢ 计轴主机与结合电路之间的接口电路、UPS电源。
➢ 操作盘上的控制按钮和表示灯。
工作原理：
计轴系统基于统计车轴数的原理。在需要检测的区段两端分 别设置计轴点，该计轴点被联到室内的计轴主机，计轴主机处 理来自磁头点的信息，如果进入区间的轴数和离开区间的轴数 相匹配，计轴主机给出该区段空闲指示。
属距离（Y方向）
mm
2
从应答器中心沿着轨道中心的无 315
金属距离（X方向）
mm
3
应答器下面的无金属距离，从应 210
答器的X基准标记测量
mm
3、当应答器安装在护轮轨处时，应答器中心至护轮轨轨基之间的 的横向无金属距离为320mm。
课堂小结
1．应答器的作用与组成。 2．应答器的分类。 3．应答器的工作原理。 4.应答器的安装要求
● 室外设备的安装：
计轴传感器和电子连接盒安装图
复习内容
1．计轴器与轨道电路的关系。 2．计轴器的组成及工作原理。
替代轨道电路，检测轨 道区段有无列车占用
城 市 轨
CBTC系 统
道
交 通
基于无线通信
计轴器
CBTC系统后备模 式
列
车

31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
轨道电路和计轴设备
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明Байду номын сангаас 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。

与列车的位置、速度比较
制动控制
21
第二章 信号系统基础设备
三、轨道电路的分类
1、按动作电源分为：
已淘汰 直流轨道电路 工频连续式轨道电路 交流轨道电路 音频轨道电路 模拟式音频轨道电路 只用于监督轨道占用， 不能传输列车控制信息
数字编码式轨道电路
（低频300HZ以下，音频300—3000HZ，高频10—40KHZ）
理，使谐振回路对不同频率呈现
不同阻抗，实现对相邻轨道电路 的电气隔离。这种电气隔离方式
又称为谐振式。无绝缘轨道电路
满足了城市轨道交通电化牵引和 采用无缝线路的要求，在正线线
图17 电气绝缘节
路上得到广泛应用。
31
第二章 信号系统基础设备
三、轨道电路的分类
5、按设置地点分为：
用于正线，监督各闭 塞分区空闲，传输有关行 车信息 区间轨道电路
车辆段轨道电路的划分
轨道电路之间采用钢轨绝 缘，把两个轨道电路划分 为互不干扰的独立电路单 元，称为轨道电路区段
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第二章 信号系统基础设备
划分原则：
（ 1）有信号机的地方必须设置绝缘节，信号机的内外方为 不同的轨道电路区段。 （ 2）凡是能平行运行的进路，其间应设钢轨绝缘。例如， 渡线道岔上的钢轨绝缘。
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第二章 信号系统基础设备
闭路式轨道电路：
送、受电端放两端，平时闭合回路无车 ，有车 ，故障
图15 闭路式轨道电路
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第二章 信号系统基础设备
三、轨道电路的分类
3、按电流特性分为：
连续式 传送断续电流 脉冲式 传送连续交流，只能监督轨 道占用与否，不传送信息
传送断续电流脉冲
交流计数电码式 调频方式，不是单 一低频调制频率 数字编码式

市场份额：西门子占据最大市场份额，阿尔斯通和庞巴迪紧随其后 技术优势：西门子在信号处理和通信技术方面具有优势，阿尔斯通在电力 电子和自动化技术方面具有优势，庞巴迪在轨道交通领域具有优势 价格策略：西门子价格较高，阿尔斯通和庞巴迪价格相对较低
市场发展趋势与预测
市场需求：随着轨道交通行业的快速发展，计轴器和应答器的市场需求将持续增长
应答器在列车定位中的应用：通过应答器获取列车位置信息，实现精确定 位
应答器在车地通信中的应用：通过应答器实现列车与地面之间的信息传输， 提高通信效率
应答器在列车运行控制中的应用：通过应答器获取列车运行状态信息，实 现列车运行控制
应答器在列车安全保障中的应用：通过应答器获取列车安全信息，实现列 车安全保障
目前，计轴器和应答器技术正在向智能化、集成化方向发展
当前技术水平与趋势
计轴器：采用光 电技术，实现对 列车位置的精确 检测
应答器：采用无 线通信技术，实 现列车与地面设 备的双向通信
发展趋势：向智 能化、网络化、 集成化方向发展
技术挑战：提高 可靠性、安全性、 准确性，降低成 本和功耗
技术发展对行业的影响与推动
定义与作用
计轴器：用于检 测列车通过的传 感器，可以实时 监测列车的位置 和速度
应答器：用于接 收和发送信号的 电子设备，可以 传输列车运行信 息
作用：提高列车 运行效率，保障 列车安全，提高 铁路运输能力
应用：广泛应用 于地铁、轻轨、 高铁等轨道交通 领域
工作原理简介
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计轴器：通过检测车轮通过时的电磁感应信号，计算列车的 轴数和速度。
06
计轴器及应答器的市场 分析
市场现状与规模
计轴器及应答器 市场在全球范围 内具有广泛的应 用

信号与通信概论 第 2 章 城市轨道交通基础信号设备 26
信号与通信概论 第 2 章 城市轨道交通基础信号设备 27
2.4 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的 一种技术设备。它不受轨道线路、道床 状况的影响。对采用CBTC（基于无线通 信的列车运行控制系统）的城市轨道线 路，当无线传输设备发生故障时，可用 计轴器设备检查列车位置，构成“降级” 信号。
第2章 城市轨道交通基础信号设备
信号与通信概论 第 2 章 城市轨道交通基础信号设备 1
城市轨道交通基础信号设备包括信 号机、转辙机、轨道电路、计轴器、应 答器等，它们是城市轨道交通信号系统 的重要基础设备，它们的运用质量和可 靠性，是信号系统正常运行和充分发挥 效能的保证。城市轨道交通信号基础设 备沿袭铁路信号基础设备，但是有的基 础设备，例如信号机的设置和显示、轨 道电路的制式等，又不同于铁路。
信号与通信概论 第 2 章 城市轨道交通基础信号设备 28
2.4.1 计轴器的基本组成 计轴器由室内设备和室外设备两部分组成。
信号与通信概论 第 2 章 城市轨道交通基础信号设备 22
1．音频轨道电路的基本构成及原理 谐振式电气隔离音频轨道电路，是在轨道电 路分界处，采用电容和钢轨构成的电感组成谐 振回路，相邻轨道电路采用不同频率的信号电 流，使谐振回路对不同频率信号呈现不同阻抗， 实现轨道电路的无绝缘电气隔离。
信号与通信概论 第 2 章 城市轨道交通基础信号设备 23
信号与通信概论 第 2 章 城市轨道交通基础信号设备 13
2.3 轨道电路
轨道电路是由钢轨线路和钢轨绝缘 构成的电路。轨道电路的作用是监督列 车的占用状态，反映线路的空闲状况， 为开放信号、建立进路或构成闭塞提供 依据；传递行车信息（ATP信息），决 定通过信号机的显示或决定列车运行的 目标速度，从而控制列车运行。轨道电 路是信号的重要基础设备之一，它的性 能直接影响行车安全和运输效率。