铁道信号自动控制专业毕业论文

高速铁路信号是高速列车安全、高密度运行的基本保障。下面是我整理的高速铁路信号技术论文，希望你能从中得到感悟!

基于无线通信技术的高速铁路信号系统应用

摘 要

高速铁路信号系统是高速列车安全、高密度运行的基本保障。无线通信技术在铁路信号系统的应用，不但减少了高速铁路的信号系统成本，还较好的确保了高速铁路的安全。随着科学技术的进步，高速铁路不断的向着智能信息化转变，这就给无线通信技术领域提出了更加严格的要求，为了适应高速铁路的快速发展，各国都在潜心研究基于无线通信技术的新一代的铁路信号系统。本文介绍了国外无线通信系统在高速铁路信号系统中的发展情况，分析了运用无线通信技术的高速铁路信号系统的特点和问题，并探讨了无线通信技术在高速铁路信号系统中的应用。

【关键词】无线通信 高速铁路 信号系统

在整个高速铁路工程中，虽然信号系统的投资总额所占比率较小，但其起到的作用十分关键。由于轨道电路传输环境较差、传输信息的速率较低、设备更新维护费用高，所以基于轨道电路的列车控制系统已经不能满足高速铁路的快速发展要求。在80年代，国外开始研究基于无线通信的铁路信号系统TBS(Transmission Based Signalling)，希望通过无线通信技术的应用来提高铁路的管理职能、缩短列车间隔时间、节约能源、降低系统的成本。1995年在关于TBS的国际会议中，会议代表分析了无线通信技术在铁路信号系统应用的的可行性，并指出了无线通信技术可能给铁路信号系统带来的积极影响，表明了TBS将会成为未来铁路信号系统的发展方向。

1 国外TBS的发展情况

北美TBS的发展情况

1983年，美国铁道协会和加拿大铁道协会共同最早提出了基于无线通信的先进列车控制系统ATCS。ATCS主要是通过数字数据通信手段和先进的微处理器获取列车的精确位置和速度等信息，并对列车进行安全控制。ATCS的运用不仅避免了很多地面信号设备的安装，节省了系统成本，还消除信号盲区，增强了列车的安全系数。ATCS是由中央控制系统、无线数据通信网络、车载设备、路旁设备和线路维护人员移动终端五个子控制系统构成的。它的系统结构设计和功能模块的划分为以后基于无线通信的铁路信号系统奠定了基础。随着无线通信技术的发展，在ATCS之后北美又出现了很多基于无线通信的铁路信号系统，其中ARES可以提供非常可靠的检查和平衡手段，在很大程度上降低了人为操作失误造成的错误，使列车行驶更加安全。另外，PTS、PTC、AATC、ITCS等系统也是比较著名的。

欧洲TBS的发展情况

1992年国际铁盟下属的欧洲铁路研究机构提出了一套欧洲的铁路运输管理系统，包括车票发售、各国铁路互操作性等多个方面，ETCS就是其中非常重要的一部分。在欧共体委员会设立标准化欧洲铁路控制系统项目ETCS之前，欧洲各国铁路标准和模式不尽相同，轨距、信号设备、供电设备也不一样，因此各国只能使用自己的ATP、ATC系统。各国铁路制式上的差异使得欧洲铁路很难形成连续运输。在设立了标准化欧洲铁路控制系统项目ETCS后，各国的铁路开始逐渐按照统一标准进行规范，并逐渐取代各国不同的列车自动控制系统和防护系统。ETCS的目标就是要实现欧洲铁路的统一，提高各国铁路的互操作性，使铁路控制系统的功能和设备更加规范。

日本TBS的发展情况

在日本铁路信号系统的发展历程中，先后出现了ATS、现行ATC、数字式ATC、计算机和无线通信辅助信息控制系统等。其中现行ATC作为一种列车超速防护系统，以良好的自动制动功能保护了列车的安全。但在系统工作时，采用的最强的自动制动，影响了乘客的舒适程度。在1987年，日本开始基于无线通信的铁路信号系统的研究，为CARAT的出现奠定了坚实的基础。CARAT的使用能够使列车连续测定自身位置和行驶速度，使地面系统能够很好的了解列车运行情况，保证列车的运输安全。

2 TBS的特点和问题

在速度比较高的高速铁路上，距离比较近时，可以采用红外、蓝牙等无线通信技术实现对列车的控制;在距离比较远时，则可以通过全球定位控制系统、信标、计轴装置等来测定列车的速度和位置。车载计算机可以通过无线收发装置将列车的速度、位置信息发送给调度控制计算机，通过调度控制计算机的处理，再将列车允许的最大速度等信息通过无线通信发回给列车计算机。列车司机可以根据车载计算机的提醒进行相应的操作，如果列车司机没有及时作出反应，信息控制系统还可以自行将车速降低到允许范围以内。

TBS的特点

(1)在TBS中，主控中心可以根据列车的运行状态和操作状态通过车载计算机来调整列车的运行，加大了高速铁路信号系统的管理职能，保证了列车的安全，提高了铁路线路的通行能力。

(2)在无线通信信号系统控制下，列车和地面的可靠信息量增大，列车运行变得更加稳定，且避免了不必要的加速和制动，节约了能源，也让旅客乘车变得更加舒适。

(3)无线通信技术的运用，省掉了大量的地面信号装备，大大减少了设备的安装、维护、修整费用。

(4)无线通信信号系统的适应能力极强，通过软件上的调整就可以使列车的运行速度提高，且能够自动调整运行图，大大的提高了铁路运输管理能力。

(5)无线通信信号系统还可以通过车地间的双向信息通道实现列车的闭锁控。

TBS的问题

(1)高铁信号系统使用轨道电路只能使用较低的信息发送频率，传输环境恶劣，很难让电码的传送速率满足高速铁路的运行速度要求。

(2)TBS通过环线设备和应答器件接受数据信息，列车进行操作可能会有时间上的延迟，可能会给列车的运行造成不良的影响。

(3)轨道间的电缆电线作为车地之间的双向信息通道，虽然传输信息量大，抗干扰能力强，但设备费用较高，且防盗能力很差，一旦丢失，后果严重。

3 无线通信技术在高速铁路信号系统中的应用 微机联锁

无线通信技术在微机联锁方面运用的可行性还需进一步研究，但ATCS中提出，可以将检测到的道岔、信号机闭锁状态发送给主控中心，并利用道旁接口单元来接收主控中心的控制命令，以实现控制一组道岔、信号机动作的目的。另外道旁接口单元可以利用无线信道联系控制中心，通过电缆连接现场设备，从而检测并控制一些辅助的子系统。目前看来，无线通信技术用于微机联锁的现场设备可能会增加一些投资，且大型站场道岔众多，干扰较大，但还是具有较好的发展前景。

集中调度

在调度集中系统中，调度中心职要根据车站到发线占用情况和区段内闭塞分区大概了解列车运行的状况，并根据得到的信息排列进路。但利用TBS，控制系统就能够准确的了解列车运行的位置、速度，并根据沿线的信号系统情况发送列车控制命令，保证列车在最短的实践间隔内高速、安全、稳定的运行。无线通信技术赋予列车与控制中心的双线数据通信，给列车的运行带来了很大的方便，且实现了行车指挥自动化。

中继器

在高速铁路的实际运行中，我不可能在所有的高速铁路中都设这无线通信基站，这样不但增加了设备投资，还使无线通信铁路信号系统失去了存在的真正意义。有了中继器，基站就可以通过中继器接受和发送一些射频信号，从而使基站不仅可以管理基站区域范围内的站区，还能够将管理中继器管理的一些车辆和线路。

提高平交道口的通过效率

为了提高平交道口的防护能力和和通过效率，防止由于无线设备故障造成不必要的损失，主控中心按照时间间隔不断的查询道口的运行状态，并将查询信息及时反馈给接近道口的列车。另外主控中心通过接收的列车位置、速度信息，可以计算列车通过道口的时间，并根据实际情况设定列车的最大允许速度和列车运行线路参考。这样，列车通过平交道口就有了安全保障，而且还大大提高了道口的通过效率。

加强维修处防护

在高速铁路某路段需要进行维修时，维修部门可以通过移动终端将维修点输入到系统中，通过主控中心的传送，列车就可以很好的了解路段情况。在实际的运行中，列车可以根据了解到的维修点信息对列车进行操作，另外在列车接近维修点事，移动终端接受到地面系统的警报信号，以保证列车能够及时在维修段之前停车。

4 总结

随着高速铁路的不断发展，要确保列车的安全，先进的信号系统成了高速铁路运行的重中之重。在高速铁路信息系统中，无线通信的运用仍处于初期阶段，在具体的TBS规划时应充分考虑其与全路运输管理系统的接口，使无线通信技术更充分的运用在高速铁路的发展当中。

参考文献

[1]闵耀兴.我国铁路列车安全控制系统的现状[J].哈铁科技通讯，1997(04).

[2]姚丽娟.我国铁路信号系统的现状与发展[J].铁道通信信号，2003(04).

[3]步兵.基于通信的列车控制系统的可靠性分析方法[J].交通运输工程学报，2001(01).

[4]杨绚，陈德旺，陈荣高.速铁路列控系统主动安全控制的分析与思考[J].铁路计算机应用，2012(08).

作者简介

孙屹枫(1982-)，男，天津市人。中国民用航空大学大学本科毕业。研究方向：铁路信号。

作者单位

铁道第三勘察设计院集团有限公司电化电信处 天津市 300251

点击下页还有更多>>>高速铁路信号技术论文

信号自动化毕业论文

论文常用来指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章，下面是关于信号自动化毕业论文的内容，欢迎阅读！

【摘要】 为了保证铁路行车安全，减少人工操作，就需要通过自动控制系统来进行控制铁路电务信号工作，安全型继电器是铁路信号继电器的主要定型产品，是进行铁路电务信号控制的主要自动化控制设备。本文将对铁路电务信号设备的安全型继电器进行探讨，以提高铁路电务信号设备的自动化控制技术的运行效率。

【关键词】 铁路电务信号 安全型继电器 自动化控制技术

前言

铁路是我国国民经济的大动脉，在促进我国经济发展中发挥了重要作用，尤其是近年来，我国经济的高速发展，人民生活水平的不断提高，人们对交通运输的快捷性和安全性提出了更高的要求。为了保证铁路的安全稳定的运输，以铁路电务信号设备故障的有效控制已经成为提高安全系数的主要关键之一，是保证铁路安全有序运行的重要保障。铁路信号设备是铁路的主要设备之一，其功能就是发挥组织指挥列车安全运行，提高列车运输效率，传递各种运输信息，完善行车人员劳动条件的主要设施，其重要性是不言而喻的。为了保证铁路行车安全，减少人工操作，就需要通过自动控制系统来进行控制铁路电务信号工作，安全型继电器是铁路信号继电器的主要定型产品，是进行铁路电务信号控制的主要自动化控制设备。

一、安全型继电器的概述

安全型继电器是我国自行设计和生产的铁路信号专用继电器。是运用24V直流系列的重弹力式直流电磁继电器，工作方式是重、弹力返回的来进行的，其基本结构是无极继电器。结构组成是由电磁系统和接点系统构成，电磁系统包括线圈、固定的铁心、轭铁和可动的衔铁，接点系统包括拉杆、动静接点组。动作原理：当线圈中通入一定数值的电流后，由于电磁作用或感应方法产生电磁吸引力，吸引衔铁，由衔铁带动接点系统，改变其状态、从而反映输入电流的状况。也可以说是：电→磁→力→动作拉杆，F吸引力>F重力为吸起状态。安全型继电器有插入式（型号内带有C字）和非插入式两种。在信号设备中，插入式多单独使用，非插入式常应用在有防尘外壳的组匣式设备中。

二、铁路电务信号中的继电器的应用

铁路电务信号中继电器的选择，继电器的名称表述，以及继电器的定位都非常重要，才能更安全有效的应用在继电器中。

1、继电器的选择原则。首先要知道继电器的原理、技术参数、使用条件、结构工艺特点和规格型号，同时还要知道线圈电阻，被控回路的性质、特点以及对继电器的要求，并满足每种电路的基本要求。其次还要知道继电器的关键技术性能，尤其是触点负荷 ，动作时间参数，机械和电气寿命等。尤其是在铁路电路中使用串联使用继电器时，串联继电器的数量满足电压的要求。继电器接点通过的电流不要小于电路的工作电流，当无法满足要求时需要采用并联技术。继电器接点数量不够，尤其是无法满足电路要求时，设置复示继电器反映主继电器工作状态。电路中串联继电器接点时，接点的接触电阻满足电路要求，以更好满足电路正常工作为原则。

2、继电器的表述。继电器的名称符号一般是根据它的主要用途和功能来命名的，例如：按钮继电器为AJ，信号继电器为XJ等。在同一功能和作用会用到许多继电器，，它们的名称必须加以区别。如：XLAJ，SLAJ等。XLA，代表下行进 站信号机的列车进路按钮继电器，STAJ代表上行通过按钮继电 同一个继电器的线圈和接点必须用该继电器的名称符号来标记，以免互相混淆。而且在同一个继电器的'各接点组还要用其编号来区分，以杜绝重复使用的目的。

3、继电器的定位。继电器有吸起状态与落下状态两种。在电路图里只可以表达这两种状态中的一种。电路图中继电器呈现的状态称为通常状态或者叫做称为定位状态。在铁路信号系统里需要遵循以下原则来规定定位状态。一是继电器的定位状态应和设备的定位状做到相一致，信号布置图中所反映的设备状态约定为设备的定位状态。如：信号机通常以关闭为定位状态；道岔以开通定位为定位状态，轨道电路以空闲为定位状态。二是依照故障、安全的原则，要求继电器的落下状态和设备的安全侧做到相同。如信号继电器的落下应与信号关闭相一致，轨道继电器 落下应与轨道电路占用相一致。这样，才能实现电路发生断线故障 时导向安全侧。在电路中只要是以吸起为定位状态的继电器，其接点和线圈均以“↑”符号表示，只要是以落下为定位状态的继电器，其接点和线圈以“↓”表示。三是继电器的符号。对于线圈必须注明其定位状态箭头和线圈端子号。对于继电器的前接点和后接点，只标出其接 点组号，而不必详细表明动接点、前接点、后接点号。

三、安全型继电器检修和调整

在铁路电务信号设备的应用过程中，难免会出现一些问题状况，所以对于安全型继电器应该还需要做好检修与调整工作。

1、电磁系统的检修。电磁系统的检修包括线圈和磁路的检修，磁路又包括钢丝卡，轭铁，衔铁和磁系统的清理工作，在线圈的检查工作中要对破损并没有影响机械强度，可采取环氧棚旨粘补。假设线圈引线出现断股与假焊的问题，就需要进行重新焊接工作。在磁路检修中，检查衔铁要对有没有变形进行查看，在衔铁工作要看和铁心的表面是不是平行。同时要注意气隙的均匀保证，这样才可以使得其具有良好的导磁性。对衔铁的扭曲时要在钳工平台上修理。假设出现衔铁刃磨损严重应用细锉修理，达到无法修复要对其及时更换。

2、接点系统的检修。接点系统的检修，包括对托片及接点片是不是有伤痕，查看镀层是不是完好无损，接点片与银接点的焊接牢固不牢固。对拉杆、绝缘轴和动接点轴，要平直安装拉杆，不能偏离固定角度。偏离角度要做校正工作。

3、调整磁路与接点系统工作。一是接点架与轭铁间隙调整，假设间隙没有达到4mm这个标准，应该取出的进行修理，调整接点架的角度，以及安装的高度。这一步做好后要用螺丝紧固，并再次打眼装稳钉。二是衔铁角度口，应先取出衔铁，用量角器量出衔铁角度，角度大小应根据间隙值而确定大小。三是衔铁做自由落下，用塞尺做检查工作。衔铁动程和后接点共同行程，后接点压力需用测牛（克）计测量。还有包括对对后接点初压力进行调整；调整后接点和动后离间隙的位置；调整接点接触齐度；下止片和重锤片间的间隙距离～lmm范围，要对其做调整工作。以及电气特性测试等方面的工作。

参考文献

[1] 龙凡.关于铁路信号工程施工的思考[J].中小企业管理与科技，2011（4）.

[2] 张清清. 铁路信号设备故障诊断专家系统设计研究[J]. 企业技术开发. 2016（09）