JT1CZ2000型主体化机车信号车载系统技术报告课件
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机车信号系统地面设备全解页数:38
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铁路机车车载设备页数:7
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在铁路行车中机车信号车载系统的运用探讨页数:2
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主体机车信号车载系统页数:77
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(完整word版)第1章 机车信号车载设备页数:13
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JT1-CZ2000型一体化机车信号记录器2.0
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2.1 记录器2.0技术特点
记录器正常工作面板指示灯演示
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2.1 记录器2.0技术特点
记录器的存储介质及特点
大容量存储介质（宽温工业级CF卡） 以大容量宽温工业级CF卡（COMPACT FLASH CARD）作为存储
介质存储丰富的状态信息以及无压缩的地面信号波形信息，CF卡标 配为512MB。 独特的FAT32文件存储格式设计 记录器主板将CF卡格式化为特殊的FAT32格式，由于存储的格 式特殊也不能够用做数码相机等数码产品的存储介质。
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4.1 地面分析软件的安装
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4.1 地面分析软件的安装
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4.1 地面分析软件的安装
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4.1 地面分析软件的安装
4.2 运用记录器地面分析软件-登陆界面
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4.2 运用记录器地面分析软件-车次管理
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2.2 记录器2.0技术指标
跳在CAN一侧接收CAN总线数据（预留） 跳在485一侧接收RS485信息
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2.2 记录器2.0技术指标
跳在左侧（标有AD1201）通过AD1201光电隔离后连接TAX2箱 跳在右侧（标有MAX1480）通过MAX1480光电隔离后连接TAX2箱（预 留）
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2.2 记录器2.0技术指标
JP701跳线设置的机车信号记录器记录的波形存储在CF卡内，U盘 转储出来的波形是一些关键波形。
所谓关键波形指类似下列条件下所触发的波形： a) 时速超过5公里，L灯变HU； b) 时速超过5公里且绝缘节不变的情况下，L灯变HU；L灯变U；L灯 变 UU；L灯变LU；LU灯变HU；LU灯变U；LU灯变UU；U灯变HU；UU灯 变HU； c) 时速超过5公里，幅度不小于钢轨最小短路电流，L灯变B ；U灯 变B ； d) 如果得不到速度信息，则在非库内情况下记录a、b条； e) 如果是库内，则不记关键波形。（在B跳线未封连的情况下）； f ) ……。
关于JT1-CZ2000型机车信号车载系统的几点思考
关于JT1-CZ2000型机车信号车载系统的几点思考【摘要】本文介绍了JT1-CZ2000型机车信号车载系统现场运用中存在的主要问题，并针对现状提出合理化建议。
同时，对如何提高JT1-CZ2000型机车信号车载系统文件分析质量、减少设备故障发生提出了实施方案。
【关键字】机车信号、主要问题、文件分析一、前言机车信号设备不仅向司机提供信号显示，同时向后级设备（LKJ2000型列车运行监控记录装置）提供信息源，它是提高运输安全，实现车上自动报警、自动停车功能所必备的重要车载设备，被称为机车“三大件”之一。
我国铁路《技规》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。
2007年，我段管内配属机车安装使用JT1-CZ2000型机车信号车载系统设备。
该系统设备吸取了JT1-A/B型通用式机车信号成功经验，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。
它运用了“二乘二取二”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，极大提高了设备的安全性和可靠性，满足了机车信号主体化即机车信号作为行车凭证的严格要求。
二、JT1-CZ2000型机车信号车载系统运用中存在的主要问题1.载频切换（上下行）开关无防护为了防止临线地面信息干扰，JT1-CZ2000型机车信号车载系统设置了上下行转换开关，以此锁定上下行频率信息。
载频切换（上下行）开关和模式开关与双面八显示机车信号机实现一体化设计，且转换开关部分集成到机车信号机下方，而机车信号机安装于司机室前档风玻璃中间，以此保证司机便于操作转换开关、确认信号显示。
2013年3月20日7时48分，齐齐哈尔机务段配属HXN5型247号机车牵引40831次列车运行到滨洲线喇嘛山至雅鲁下行线500km474m处，因机车信号上下行转换开关由下行位转换到上行位，造成机车信号无法接收到下行发码信息，致使地面显示与机车显示不符，导致LKJ2000型列车运行监控记录装置实施制动控制，停车6分钟。
北方交大 JT-CZ2000机车信号-1
一体化JT1-CZ2000机车信号 车载系统设备
北京交大思诺科技有限公司 2007年3月
目录
1 机车信号历史回顾 2 一体化机车信号系统的特点 3 一体化机车信号原理特点和技术指标 4 机车信号记录器简介 5 地面分析软件辅助应用 6 无线远程监测系统
1 机车信号历史回顾
双套热备工作原理
保留既有成熟双机热备切换电路
在主机故障时自动切换到备机
新增利用双套间动态信息交换
3.1一体化JT1-CZ2000主机
3.1一体化JT1-CZ2000主机
二取二工作原理
两路独立接收译码通道 同一接收线圈绕组 独立隔离放大器，独立A/D转换 独立接收译码处理与输出
两个CPU独立输出控制 译码结果比较 并口输出控制 串行口输出控制
电化区段25Hz交流计数的灵敏度为1.05±0.1A；
非电化区段50Hz交流计数的机车信号灵敏度的钢轨短 路电流值为0.75A±0.15A 。
3.2一体化机车信号技术指标
机车信号灵敏度(ZPW2000)以及对地面钢轨最小短路电 流值的要求应符合下表规定。
载 频 Hz
1700 2000 2300 2600
2.1 一体化机车信号的主机
2.1 一体化机车信号的主机
机车信号主机尺寸(mm) 长：335±1 宽： 283±1 高：221±1
机箱内部件各个厂家之间互相兼容、安装兼容、 大小尺寸统一、使用维护方式统一（主机箱内插 槽板可做到不同厂家设备可互换），采用 XC系列 高可靠小圆型线簧孔卡口电连接器提高系统可靠 性。
3.1一体化JT1-CZ2000主机
机车信号主机上增加电路向接收线圈发送动态 信号，主机通过检测接收线圈上的该信号来判 断是否出现断线问题。
北京交大思诺科技有限公司 2007年3月
目录
1 机车信号历史回顾 2 一体化机车信号系统的特点 3 一体化机车信号原理特点和技术指标 4 机车信号记录器简介 5 地面分析软件辅助应用 6 无线远程监测系统
1 机车信号历史回顾
双套热备工作原理
保留既有成熟双机热备切换电路
在主机故障时自动切换到备机
新增利用双套间动态信息交换
3.1一体化JT1-CZ2000主机
3.1一体化JT1-CZ2000主机
二取二工作原理
两路独立接收译码通道 同一接收线圈绕组 独立隔离放大器，独立A/D转换 独立接收译码处理与输出
两个CPU独立输出控制 译码结果比较 并口输出控制 串行口输出控制
电化区段25Hz交流计数的灵敏度为1.05±0.1A；
非电化区段50Hz交流计数的机车信号灵敏度的钢轨短 路电流值为0.75A±0.15A 。
3.2一体化机车信号技术指标
机车信号灵敏度(ZPW2000)以及对地面钢轨最小短路电 流值的要求应符合下表规定。
载 频 Hz
1700 2000 2300 2600
2.1 一体化机车信号的主机
2.1 一体化机车信号的主机
机车信号主机尺寸(mm) 长：335±1 宽： 283±1 高：221±1
机箱内部件各个厂家之间互相兼容、安装兼容、 大小尺寸统一、使用维护方式统一（主机箱内插 槽板可做到不同厂家设备可互换），采用 XC系列 高可靠小圆型线簧孔卡口电连接器提高系统可靠 性。
3.1一体化JT1-CZ2000主机
机车信号主机上增加电路向接收线圈发送动态 信号，主机通过检测接收线圈上的该信号来判 断是否出现断线问题。
工学JT1CZ2000型主体化机车信号车载系统技术报告课件
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2.3双套热备工作原理
采用原来JT1-B切换电路
在主机故障时切换到备机
采用动态信息交换
断线检测功能
不掉码切换：当主机检测到断线后约2秒时切换到备机
前级故障，且断线监测失效，主机掉码后，小于7 秒切换到备机(JL：7,YP/UM：4)
2024/6/2
13
2.4信号接收处理原理
32位浮点运算DSP 移频、UM71、交流计数、UM2000平行接收 译码输出次序
考虑一路线圈断路、短路影响
一路线圈断路后，另一路接收幅度变化不超过15%
实现车载系统的闭环自动测试
利用便携式测试仪，向一组线圈发送，从另外一组 线圈感应，自动测试整个机车信号车载系统的功能
2024/6/2
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4.机车信号带电源接线盒
接线盒功能
实现系统各设备的配线连接 含有两个安全电源模块 满足电磁兼容标准
断线且混线故障
混线在主机一侧，通过反馈可发现，是安全的
2024/6/2
32
8.2 并行接口的安全性
断线且混线故障
混线在输出一侧线上，情况较复杂 点灯信号
相当于8中取1码方式，断线混线会产生2路灯线都有信号， 后级设备或人可立即发现并确认为无效
速度等级信号SD2，SD3
大多情况SD2与SD3是10或01，断线混线会出现11，后级 设备可立即发现
显示 控制
CPU2
显示点阵模块
硬件电路框图
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22
6. 机车信号记录器
另外单独介绍
2024/6/2
23
7. 机车信号测试系统设计
系统日益复杂，对测试提出了高要求
出厂检测、日常使用维护、故障后维修
5.3主体机车信号车载系统
CAN总线A 下一级接收设备A
CAN总线B CPU1 CPU2 CPU1 CPU2
下一级接收设备B
主机板A
主机板B
2.3双套热备工作原理 Nhomakorabea保留既有成熟双机热备切换电路
在主机故障时自动切换到备机
新增利用双套间动态信息交换
双套间动态信息交换的热备原理 对于早期双套热备机车信号主机而言，当工 作主机的接收线圈信号输入部分、前级放大部分 故障时，机车信号主机误以为线路无码而“掉灯 ”，并不切换到正常工作的备机，造成双套热备 份不起作用的情况。 JT1-CZ2000的主机双套主机板之间有动态方 波信号进行信息交换，当工作主机前级故障“掉 灯”时，备机正常“有码”信息会传递到工作主 机，工作主机会短时自动切掉输出，使得系统自 动转到备机工作。实现完全双套热备份的功能。 通过外部切换控制（来自面板或测试仪）可 以强行设置A、B机为工作机或是备机，为系统自 动测试提供了基础。A、B按钮不能被同时按下。
1300
二. JT1-CZ2000主体化机车信号车载系统介绍
2．1 主机
2.1 2.2 2.3 2.4
主机系统结构 二取二工作原理 双套热备工作原理 信号接收处理原理
结构特征及技术条件
1. 主机采用冗余结构。 2.采用2×2取2结构，工作机故障自动切换到备用机，切换时间不大于 0.5s。工作机和备用机都有工作正常或故障表示。 3.主机有开机自检功能，自检正常后进入工作状态并给出工作正常表示。 4.主机对外具有并行和串行接口。 5. 主机具有良好的可测试性，在检修时可利用测试设备自动测试各项功 能及指标。 6.主机应安装在机车内便于检测的地方。 7.满足TB/3021-2001《铁道机车车辆电子装置》规定的电磁兼容标准。
CAN总线B CPU1 CPU2 CPU1 CPU2
下一级接收设备B
主机板A
主机板B
2.3双套热备工作原理 Nhomakorabea保留既有成熟双机热备切换电路
在主机故障时自动切换到备机
新增利用双套间动态信息交换
双套间动态信息交换的热备原理 对于早期双套热备机车信号主机而言，当工 作主机的接收线圈信号输入部分、前级放大部分 故障时，机车信号主机误以为线路无码而“掉灯 ”，并不切换到正常工作的备机，造成双套热备 份不起作用的情况。 JT1-CZ2000的主机双套主机板之间有动态方 波信号进行信息交换，当工作主机前级故障“掉 灯”时，备机正常“有码”信息会传递到工作主 机，工作主机会短时自动切掉输出，使得系统自 动转到备机工作。实现完全双套热备份的功能。 通过外部切换控制（来自面板或测试仪）可 以强行设置A、B机为工作机或是备机，为系统自 动测试提供了基础。A、B按钮不能被同时按下。
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二. JT1-CZ2000主体化机车信号车载系统介绍
2．1 主机
2.1 2.2 2.3 2.4
主机系统结构 二取二工作原理 双套热备工作原理 信号接收处理原理
结构特征及技术条件
1. 主机采用冗余结构。 2.采用2×2取2结构，工作机故障自动切换到备用机，切换时间不大于 0.5s。工作机和备用机都有工作正常或故障表示。 3.主机有开机自检功能，自检正常后进入工作状态并给出工作正常表示。 4.主机对外具有并行和串行接口。 5. 主机具有良好的可测试性，在检修时可利用测试设备自动测试各项功 能及指标。 6.主机应安装在机车内便于检测的地方。 7.满足TB/3021-2001《铁道机车车辆电子装置》规定的电磁兼容标准。
JT1—CZ2000型机车信号车载系统探索
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。
JT1-CZ2000型机车信号
LED 状态
STM 约2s一闪，表示两块主机板和记录板工作正常；故障时则1s一闪
约1s两闪，表示主机板与记录板的串口通信和TAX2箱与记录板的 COM 两路串口通信均正常；1s内亮短灭长，则主机串口正常，无TAX2 信息；1s内亮长灭短，则TAX2信息正常，无主机串口信息 CFC
USB ERR 约2s亮25ms，表示没有对CF卡进行操作或者向U盘转储数据完成； 约1s闪20次，表示正在读/写CF卡；常亮表示CF卡故障或无卡 约1s闪20次，表示正在向U盘转存数据；约2s亮25ms表示没有操作； 常亮表示转存失败 灭灯表示设备正常；闪光表示故障
9．工作原理 ---切换方式：自动和手动。 ---手动按压主机箱连接板按钮A/B。 ---任何切换，转换时间不大于0.5s。
机车信号主机
4．主机板 ---两块主机板为双机热备冗余。工作机故障 时自动切换到备用机。上电时，A或B机成 为工作主机是随机的。 ---主机板面板上有2个LED，主机板通电后， 2个LED同时闪烁1次以判断LED是否正常。 工作中它们用来指示本主机板允许接收的 载频信息。其位置及含义如下：
机车信号主机
机车信号主机
9．工作原理 ---主机电路主要由主机电路板、连接电路板、 母线电路板、记录器电路板、记录器接口 电路板、电源电路及八显示控制电路板、 模式开关电路板、上下行开关电路板等构 成。
机车信号主机
9．工作原理 ---主机结构原理。
机车信号主机
9．工作原理 ---2取2工作原理。
机车信号主机
J T 1
-
Z
主机
设计序号 通用式 机车信号
机车信号主机
3．规格型号
名称 型号 外形尺寸㎜ Z 335×283×22 机车信号主机 JT1· 1 重量㎏ 约10 颜色 驼色
STM 约2s一闪，表示两块主机板和记录板工作正常；故障时则1s一闪
约1s两闪，表示主机板与记录板的串口通信和TAX2箱与记录板的 COM 两路串口通信均正常；1s内亮短灭长，则主机串口正常，无TAX2 信息；1s内亮长灭短，则TAX2信息正常，无主机串口信息 CFC
USB ERR 约2s亮25ms，表示没有对CF卡进行操作或者向U盘转储数据完成； 约1s闪20次，表示正在读/写CF卡；常亮表示CF卡故障或无卡 约1s闪20次，表示正在向U盘转存数据；约2s亮25ms表示没有操作； 常亮表示转存失败 灭灯表示设备正常；闪光表示故障
9．工作原理 ---切换方式：自动和手动。 ---手动按压主机箱连接板按钮A/B。 ---任何切换，转换时间不大于0.5s。
机车信号主机
4．主机板 ---两块主机板为双机热备冗余。工作机故障 时自动切换到备用机。上电时，A或B机成 为工作主机是随机的。 ---主机板面板上有2个LED，主机板通电后， 2个LED同时闪烁1次以判断LED是否正常。 工作中它们用来指示本主机板允许接收的 载频信息。其位置及含义如下：
机车信号主机
机车信号主机
9．工作原理 ---主机电路主要由主机电路板、连接电路板、 母线电路板、记录器电路板、记录器接口 电路板、电源电路及八显示控制电路板、 模式开关电路板、上下行开关电路板等构 成。
机车信号主机
9．工作原理 ---主机结构原理。
机车信号主机
9．工作原理 ---2取2工作原理。
机车信号主机
J T 1
-
Z
主机
设计序号 通用式 机车信号
机车信号主机
3．规格型号
名称 型号 外形尺寸㎜ Z 335×283×22 机车信号主机 JT1· 1 重量㎏ 约10 颜色 驼色
JT1-CZ2000型主体化机车信号车载系统技术报告ppt课件
继电器及 光耦输出 反馈检查
2*CAN/1*RS485
9
并口输出控制
CPU1、CPU2接收前级译码并比较 CPU1控制电路采用原来JT1-A/B电路
› 控制点灯输出，光电开关 › 进行反馈检查
CPU2新增安全控制电路
› 控制大电流继电器，可关断点灯电源 › 控制动态控制安全点灯电源 › 进行反馈检查
地面记录数 据分析系统
CF卡
显示 便携测试仪
机车信号 主机
TAX2箱
显示
含电源接线盒
并口 串口
监控装置
双路接收线圈
图1-1 JT1-CZ2000主体化机车信号车载系统构成框图
.
双路接收线圈 3
2.主机
2.1 硬件结构 2.2 二取二工作原理 2.3 双套热备工作原理 2.4 信号接收处理原理
不掉码切换：当主机检测到断线后约2秒时切换到备机
前级故障，且断线监测失效，主机掉码后，小于7 秒切换到备机(JL：7,YP/UM：4)
.
14
2.4信号接收处理原理
32位浮点运算DSP 移频、UM71、交流计数、UM2000平行接收 译码输出次序
开机/无码时：UM71、移频、交流计数、UM2000 有输出后，保持原来制式输出
.
4
2.1硬件结构
四个插槽 与JT1-B(SJ-94)安装使用兼容 可选用单套、双套 满足电磁兼容标准要求
.
5
记录板
Z1 Z2
保险
主机板A 主机板B 连接板
A
B
A
B
A
B
保险A
保险B
CF
卡
按钮
A
B
IN1 IN2
图2-1主机机箱结构
2*CAN/1*RS485
9
并口输出控制
CPU1、CPU2接收前级译码并比较 CPU1控制电路采用原来JT1-A/B电路
› 控制点灯输出，光电开关 › 进行反馈检查
CPU2新增安全控制电路
› 控制大电流继电器，可关断点灯电源 › 控制动态控制安全点灯电源 › 进行反馈检查
地面记录数 据分析系统
CF卡
显示 便携测试仪
机车信号 主机
TAX2箱
显示
含电源接线盒
并口 串口
监控装置
双路接收线圈
图1-1 JT1-CZ2000主体化机车信号车载系统构成框图
.
双路接收线圈 3
2.主机
2.1 硬件结构 2.2 二取二工作原理 2.3 双套热备工作原理 2.4 信号接收处理原理
不掉码切换：当主机检测到断线后约2秒时切换到备机
前级故障，且断线监测失效，主机掉码后，小于7 秒切换到备机(JL：7,YP/UM：4)
.
14
2.4信号接收处理原理
32位浮点运算DSP 移频、UM71、交流计数、UM2000平行接收 译码输出次序
开机/无码时：UM71、移频、交流计数、UM2000 有输出后，保持原来制式输出
.
4
2.1硬件结构
四个插槽 与JT1-B(SJ-94)安装使用兼容 可选用单套、双套 满足电磁兼容标准要求
.
5
记录板
Z1 Z2
保险
主机板A 主机板B 连接板
A
B
A
B
A
B
保险A
保险B
CF
卡
按钮
A
B
IN1 IN2
图2-1主机机箱结构
北交大一体化机车信号培训教材
X22 L20 监控装置
X26
X23
L31
L30
110V 电源
司控开关 (I/II 端信
号)
L27A L27B
车上端子排或 接收线圈接线盒
I
L28A L28B
车上端子排或 接收线圈接线盒
II
L12A L12B L34A L34B L12A L12B
接收线圈 I-1
接收线圈 I-2
接收线圈 II-1
L34A L34B
11.4 / L
广深UM71 Hz 22.4 无码
11.4 12.5 13.6 16.9
14.7
黄码 双黄码
13.6 / LU
10.3
15.8 / LU2
16.9 / U
15.8
20.2 / U2S
14.7 / U2
18
19.1
19.1 / UUS 20.2
18 / UU 24.6 / HB
红黄码 无码
信 号
机
II
车上连接端子 或接收线圈接线盒
I端 双路接收线圈
机车信号主机
并口
监控装置
串口
机车电源 司控开关 (I/II端)信号
车上连接端子 或接收线圈接线盒
II端 双路接收线圈
机车I室
机械室
机车信号主机
机车II室
JTI型机车信号设备平面布置图
2.3 机械接口
• 设备的机械连接采用了符合“GJB2889-1997 XC 系列高可靠小圆型线簧孔电连接器”标准的XC系 列连接器和符合“TB/T 1484.1-2001 第1部分： 额定电压3kV及以下电缆”相关要求的具有“阻 燃/屏蔽”特性的电缆。
21.5
电力机车行车安全设备-机车信号车载设备概况
（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。
息由隔离放大器进行隔离，经A/D转换，由DSP芯片进 行处理、译码，控制相应的输出显示。
双路接收线圈的一路接主机板A，另一路接主机板B， 主机输出除原来并行输出外，预留了CAN总线输出或 RS485输出，可支持双向信息传输。
图1-14 接收主机结构原理框图
双套热备冗余方式
JT1-C系列机车信号的安全性和可靠性主要由“二取二”原理和双机热备 原理实现。“二取二”原理指系统中有两台计算机同时工作，两台计算机的 输出结果必须完全一致，系统才输出。否则认为系统出现故障，必须故障导 向安全侧。
JT-C系列机车信号设备的双套热备是指由机车信号主机内双套主机板、双路 电源、双路接收线圈共同组成的双套热备系统。由机车信号主机完成双套热 备输出的切换。
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8×16点阵
点灯线取电源 双CPU比较的安全设计 使用与原来显示器兼容 功耗比灯丝灯泡稍小
实测点灯输出最大152mA，最小81mA(与颜色有关)
2011-9-5
22
电路技术原理
信号检测 1 灯线输入 5V
CPU1
电源 变换 信号检测 2
显示 控制
显示点阵模块
CPU2
硬件电路框图
2011-9-5 23
任何环节出问题，进入复位自检重启动
2011-9-5 10
串口输出控制
采用CAN总线方式输出
接收设备对主机板上两路输出比较来保证安全
CAN总线A 下一级接收设备A
CAN总线B CPU1 CPU2 CPU1 CPU2
下一级接收设备B
主机板A
主机板B
2011-9-5
11
串口输出控制
采用RS485总线方式
6. 机车信号记录器
另外单独介绍
2011-9-5
24
7. 机车信号测试系统设计
系统日益复杂，对测试提出了高要求
出厂检测、日常使用维护、故障后维修
JT1-CZ2000 JT1-CZ2000研发同时考虑了测试系统设计
2011-9-5
25
7.1 系统测试
系统测试，主要用于现场日常使用维护，也可 用于出厂测试
2*CAN/ 1*RS485
外部切换控制
接收线圈1
主机板A
并口输 出
接收线圈2
主机板B
并口输 出
2*CAN/ 1*RS485
并 点灯输出 显示 出 机构 切 换 机 构
串口通信
监控装 置
信号记录板
TAX2箱
图2-2 接收主机结构原理框图
2011-9-5
7
2.2二取二工作原理
两路独立接收译码通道
同一接收线圈绕组 独立隔离放大器，独立A/D转换 独立接收译码处理与输出
8.4.1 设备软件安全性要求
验证与更改阶段
测试所有的可能的分支组合 充分利用已有的、自己开发的测试工具 测试极限参数情况的响应 检测程序控制流，是否简单合理 对程序响应时间进行限制检测
开机/无码时：UM71、移频、交流计数、UM2000 / UM71 UM2000 有输出后，保持原来制式输出
2011-9-5
15
2.4信号接收处理原理
译码方式
YP：频域处理，应变时间≯ 2S, 信干比优于1：3 UM71：时域辅以频域，应变时间≯ 2S，其它不变 交流计数：程序移植并优化，抗干扰能力提高 UM2000：参照TVM430指标进行接收
2011-9-5
40
8.4.1 设备软件安全性要求
需求和详细设计阶段
需求分析
JT1-A/B为基础 新功能要求 安全要求
结构化设计
小的可管理的模块 系统的程序结构，描述信息传递行为
标准设计方法
不使用或限制使用某些语言结构 减少中断的使用
尽可能使用JT1-A/B中的软件模块或部件
2011-9-5
41
8.4.1 设备软件安全性要求
点灯信号是关键信号，断线变成灭灯，是安全的 速度等级是关键信号，断线等级降低，是安全的 制式信号、绝缘节信号，部分选择使用，不保证
断线且混线故障
混线在主机一侧，通过反馈可发现，是安全的
2011-9-5
33
8.2 并行接口的安全性
断线且混线故障
混线在输出一侧线上，情况较复杂 点灯信号
相当于8中取1码方式，断线混线会产生2路灯线都有信号， 后级设备或人可立即发现并确认为无效
速度等级信号SD2，SD3
大多情况SD2与SD3是10或01，断线混线会出现11，后级 设备可立即发现
2011-9-5
34
8.2 并行接口的安全性
断线且混线故障
如果考虑SD1有断线故障同时又与高电平信号线相 混的极端情况出现，则输出会升级，如下表 因此对于后级设备可以采用串行接口传输速度等级 信息来解决速度等级、绝缘节、制式信息的严格安 全问题。
2011-9-5
18
4.机车信号带电源接线盒
新电源模块的技术改进
效率 输出功率富裕量 过压、过流保护，延时输出 输入与输出完全隔离 减少使用可靠性较低的器件
2011-9-5
19
5.机车信号显示器
传统灯丝灯泡显示器的缺点
功耗大
5W60V灯泡，实测点灯输出165mA
现场灯泡使用不规范
5W、6W、8W都有，质量参差不齐
结构设计阶段
设计程序的自检功能 程序出错后现场数据的保留功能 程序出错后不考虑恢复
2011-9-5
42
8.4.1 设备软件安全性要求
开发工具和编程语言阶段
使用C语言与汇编语言
不使用其中容易出问题的语言结构
使用TI公司经过验证的CCS开发软件包 发给现场的程序被存档，以便于维护支持
2011-9-5
43
HU
HU1 HU H
H 010 001 101 001 B
无码 无码
36
8.3 串行口的安全性
串口安全性：
信息源的安全性
容易有问题
传输通道的安全性
多种校验解决，问题一般不大
2011-9-5
37
8.3 串行口的安全性
信息源的安全性
CAN总线传输 主机板上A、B两路，地址不同，信息一致，后 级设备接收比较，可保证安全 RS485总线传输 主机板上A发、B收反馈检测，如果不一致B复位 (并造成A也复位)，后级设备同时检测并口，并 接收串口，可保证安全 或A发、B发，后级设备接收比较，可保证安全
可靠性低 灯泡高速条件下分析容易断丝 显示信息种类少
2011-9-5
20
5.1 双面8色灯LED机车信号显示器
专门为机车信号设计的LED信号灯 可靠性高 功耗低
实测点灯输出最大52mA，最小47mA(与颜色有关)
高速条件下无断丝问题
2011-9-5
21
5.2 双面点阵式机车信号显示器
字符或图形方式显示
专门的便携式机车信号系统测试仪BT-01/X型 利用接线盒110V电源 通过控制I、II端选取，利用双线圈一发一收，控 制选取主机接收，读取点灯输出、串口输出自动检 测整个车载系统功能
2011-9-5
26
7.2 主机测试
测试主机的各项性能，主要用于主机设备的生 产测试、使用中地面维护测试
专门的主机测试台BT-01T/2000型 模拟车上使用环境
双口 RAM
输出控制 CPU2
1*CAN总线
反馈检查
2*CAN/1*RS485
图2-3 主机板二取二结构框图
2011-9-5 9
并口输出控制
CPU1、CPU2接收前级译码并比较 CPU1控制电路采用原来JT1-A/B电路
控制点灯输出，光电开关 进行反馈检查
CPU2新增安全控制电路
控制大电流继电器，可关断点灯电源 控制动态控制安全点灯电源 进行反馈检查
2011-9-5
4
2.1硬件结构
四个插槽 与JT1-B(SJ-94)安装使用兼容 可选用单套、双套 满足电磁兼容标准要求
2011-9-5
5
记录板
Z1 Z2 保险
主机板A
主机板B
A A A
连接板
B B B
保险A 保险B CF 卡 A IN1 IN2 按钮 B
图2-1主机机箱结构
2011-9-5 6
最小短路电流400mA 应变时间 无码到有码/载频切换小于2.6秒，载频不变小于4.1秒 未检测到载频2.6秒或未正确接收信息4.7秒，转无码
2011-9-5
16
3.双路接收线圈
提高系统可靠性 保持原接收线圈的电气参数、安装位置不变
与TB/T2859-1997规定的电路接收线圈相同，误差 改为不大于7.5%(参见资料三【技术条件】)
两个CPU独立输出控制
译码结果比较 并口输出控制 串行口输出控制
2011-9-5
8
直流110V 50V动态 点灯电源 关断2 1*CAN/ 1*RS485 关断1
译码DSP1 (隔离＋A/D+DSP)
双口 RAM
输出控制 CPU1
同步 串口 动态数 据比较
继电器及 光耦输出
译码DSP2 (隔离＋A/D+DSP)
向主机提供电源(主路及受控路) 两路接收线圈感应信号 TAX2箱发送信号
测试主机性能
上电自检时间、灵敏度指标、应变时间、双套工作状态、 并口输出、串口输出、记录板功能等。
2011-9-5 27
7.3 其它测试设备
环线测试设备TJF-03A型、TJF-03B型
用于日常机车出入库检查 采用数字频率合成技术，精度高 采用多通道独立电源，提高了信号输出功率及可靠 性
JT1-CZ2000型 型 主体化机车信号车载系统技术报告
技术报告内容：Biblioteka 技术报告内容：1 设备构成 2 主机 3 双路接收线圈 4 带电源接线盒 5 机车信号显示器 6 记录器 7 测试系统的设计 8 系统安全性分析 9 系统可靠性分析 10 结论
2011-9-5 2
1.设备构成
地面处理设备 CF卡 TAX2箱
一出一入两路RS485，可全双工，或反馈检测 目前对LKJ-2000计划采用反馈检测方式
RS485总线A 下一级接收设备 RS485总线B 并行口点灯输出 CPU1 CPU2
CPU1
CPU2
下一级接收设备
主机板A
主机板B
2011-9-5
12
电路板形式
采用小插板结构
维修更容易 升级更容易
2011-9-5
2011-9-5
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点灯线取电源 双CPU比较的安全设计 使用与原来显示器兼容 功耗比灯丝灯泡稍小
实测点灯输出最大152mA，最小81mA(与颜色有关)
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电路技术原理
信号检测 1 灯线输入 5V
CPU1
电源 变换 信号检测 2
显示 控制
显示点阵模块
CPU2
硬件电路框图
2011-9-5 23
任何环节出问题，进入复位自检重启动
2011-9-5 10
串口输出控制
采用CAN总线方式输出
接收设备对主机板上两路输出比较来保证安全
CAN总线A 下一级接收设备A
CAN总线B CPU1 CPU2 CPU1 CPU2
下一级接收设备B
主机板A
主机板B
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11
串口输出控制
采用RS485总线方式
6. 机车信号记录器
另外单独介绍
2011-9-5
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7. 机车信号测试系统设计
系统日益复杂，对测试提出了高要求
出厂检测、日常使用维护、故障后维修
JT1-CZ2000 JT1-CZ2000研发同时考虑了测试系统设计
2011-9-5
25
7.1 系统测试
系统测试，主要用于现场日常使用维护，也可 用于出厂测试
2*CAN/ 1*RS485
外部切换控制
接收线圈1
主机板A
并口输 出
接收线圈2
主机板B
并口输 出
2*CAN/ 1*RS485
并 点灯输出 显示 出 机构 切 换 机 构
串口通信
监控装 置
信号记录板
TAX2箱
图2-2 接收主机结构原理框图
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2.2二取二工作原理
两路独立接收译码通道
同一接收线圈绕组 独立隔离放大器，独立A/D转换 独立接收译码处理与输出
8.4.1 设备软件安全性要求
验证与更改阶段
测试所有的可能的分支组合 充分利用已有的、自己开发的测试工具 测试极限参数情况的响应 检测程序控制流，是否简单合理 对程序响应时间进行限制检测
开机/无码时：UM71、移频、交流计数、UM2000 / UM71 UM2000 有输出后，保持原来制式输出
2011-9-5
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2.4信号接收处理原理
译码方式
YP：频域处理，应变时间≯ 2S, 信干比优于1：3 UM71：时域辅以频域，应变时间≯ 2S，其它不变 交流计数：程序移植并优化，抗干扰能力提高 UM2000：参照TVM430指标进行接收
2011-9-5
40
8.4.1 设备软件安全性要求
需求和详细设计阶段
需求分析
JT1-A/B为基础 新功能要求 安全要求
结构化设计
小的可管理的模块 系统的程序结构，描述信息传递行为
标准设计方法
不使用或限制使用某些语言结构 减少中断的使用
尽可能使用JT1-A/B中的软件模块或部件
2011-9-5
41
8.4.1 设备软件安全性要求
点灯信号是关键信号，断线变成灭灯，是安全的 速度等级是关键信号，断线等级降低，是安全的 制式信号、绝缘节信号，部分选择使用，不保证
断线且混线故障
混线在主机一侧，通过反馈可发现，是安全的
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33
8.2 并行接口的安全性
断线且混线故障
混线在输出一侧线上，情况较复杂 点灯信号
相当于8中取1码方式，断线混线会产生2路灯线都有信号， 后级设备或人可立即发现并确认为无效
速度等级信号SD2，SD3
大多情况SD2与SD3是10或01，断线混线会出现11，后级 设备可立即发现
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8.2 并行接口的安全性
断线且混线故障
如果考虑SD1有断线故障同时又与高电平信号线相 混的极端情况出现，则输出会升级，如下表 因此对于后级设备可以采用串行接口传输速度等级 信息来解决速度等级、绝缘节、制式信息的严格安 全问题。
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18
4.机车信号带电源接线盒
新电源模块的技术改进
效率 输出功率富裕量 过压、过流保护，延时输出 输入与输出完全隔离 减少使用可靠性较低的器件
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5.机车信号显示器
传统灯丝灯泡显示器的缺点
功耗大
5W60V灯泡，实测点灯输出165mA
现场灯泡使用不规范
5W、6W、8W都有，质量参差不齐
结构设计阶段
设计程序的自检功能 程序出错后现场数据的保留功能 程序出错后不考虑恢复
2011-9-5
42
8.4.1 设备软件安全性要求
开发工具和编程语言阶段
使用C语言与汇编语言
不使用其中容易出问题的语言结构
使用TI公司经过验证的CCS开发软件包 发给现场的程序被存档，以便于维护支持
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HU
HU1 HU H
H 010 001 101 001 B
无码 无码
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8.3 串行口的安全性
串口安全性：
信息源的安全性
容易有问题
传输通道的安全性
多种校验解决，问题一般不大
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37
8.3 串行口的安全性
信息源的安全性
CAN总线传输 主机板上A、B两路，地址不同，信息一致，后 级设备接收比较，可保证安全 RS485总线传输 主机板上A发、B收反馈检测，如果不一致B复位 (并造成A也复位)，后级设备同时检测并口，并 接收串口，可保证安全 或A发、B发，后级设备接收比较，可保证安全
可靠性低 灯泡高速条件下分析容易断丝 显示信息种类少
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5.1 双面8色灯LED机车信号显示器
专门为机车信号设计的LED信号灯 可靠性高 功耗低
实测点灯输出最大52mA，最小47mA(与颜色有关)
高速条件下无断丝问题
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5.2 双面点阵式机车信号显示器
字符或图形方式显示
专门的便携式机车信号系统测试仪BT-01/X型 利用接线盒110V电源 通过控制I、II端选取，利用双线圈一发一收，控 制选取主机接收，读取点灯输出、串口输出自动检 测整个车载系统功能
2011-9-5
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7.2 主机测试
测试主机的各项性能，主要用于主机设备的生 产测试、使用中地面维护测试
专门的主机测试台BT-01T/2000型 模拟车上使用环境
双口 RAM
输出控制 CPU2
1*CAN总线
反馈检查
2*CAN/1*RS485
图2-3 主机板二取二结构框图
2011-9-5 9
并口输出控制
CPU1、CPU2接收前级译码并比较 CPU1控制电路采用原来JT1-A/B电路
控制点灯输出，光电开关 进行反馈检查
CPU2新增安全控制电路
控制大电流继电器，可关断点灯电源 控制动态控制安全点灯电源 进行反馈检查
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2.1硬件结构
四个插槽 与JT1-B(SJ-94)安装使用兼容 可选用单套、双套 满足电磁兼容标准要求
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记录板
Z1 Z2 保险
主机板A
主机板B
A A A
连接板
B B B
保险A 保险B CF 卡 A IN1 IN2 按钮 B
图2-1主机机箱结构
2011-9-5 6
最小短路电流400mA 应变时间 无码到有码/载频切换小于2.6秒，载频不变小于4.1秒 未检测到载频2.6秒或未正确接收信息4.7秒，转无码
2011-9-5
16
3.双路接收线圈
提高系统可靠性 保持原接收线圈的电气参数、安装位置不变
与TB/T2859-1997规定的电路接收线圈相同，误差 改为不大于7.5%(参见资料三【技术条件】)
两个CPU独立输出控制
译码结果比较 并口输出控制 串行口输出控制
2011-9-5
8
直流110V 50V动态 点灯电源 关断2 1*CAN/ 1*RS485 关断1
译码DSP1 (隔离＋A/D+DSP)
双口 RAM
输出控制 CPU1
同步 串口 动态数 据比较
继电器及 光耦输出
译码DSP2 (隔离＋A/D+DSP)
向主机提供电源(主路及受控路) 两路接收线圈感应信号 TAX2箱发送信号
测试主机性能
上电自检时间、灵敏度指标、应变时间、双套工作状态、 并口输出、串口输出、记录板功能等。
2011-9-5 27
7.3 其它测试设备
环线测试设备TJF-03A型、TJF-03B型
用于日常机车出入库检查 采用数字频率合成技术，精度高 采用多通道独立电源，提高了信号输出功率及可靠 性
JT1-CZ2000型 型 主体化机车信号车载系统技术报告
技术报告内容：Biblioteka 技术报告内容：1 设备构成 2 主机 3 双路接收线圈 4 带电源接线盒 5 机车信号显示器 6 记录器 7 测试系统的设计 8 系统安全性分析 9 系统可靠性分析 10 结论
2011-9-5 2
1.设备构成
地面处理设备 CF卡 TAX2箱
一出一入两路RS485，可全双工，或反馈检测 目前对LKJ-2000计划采用反馈检测方式
RS485总线A 下一级接收设备 RS485总线B 并行口点灯输出 CPU1 CPU2
CPU1
CPU2
下一级接收设备
主机板A
主机板B
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电路板形式
采用小插板结构
维修更容易 升级更容易
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