新型鐵路信號測試系統(tǒng)的特征論文
時(shí)間:2022-09-27 10:50:00
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摘要:隨著鐵路技術(shù)的飛速發(fā)展,鐵路信號系統(tǒng)越來越復(fù)雜,設(shè)備間和信號間的相關(guān)性越來越大,這使得實(shí)際中出現(xiàn)的故障呈現(xiàn)復(fù)雜化和多樣化。為了更好的發(fā)現(xiàn)和診斷故障,保障鐵路安全、高效運(yùn)行,因此研究開發(fā)一種新型鐵路信號測試系統(tǒng)是十分必要的。
關(guān)鍵詞:鐵路信號測試系統(tǒng)安全
引言
鐵路信號系統(tǒng),通常是由多種機(jī)電設(shè)備組成的復(fù)雜控制系統(tǒng),對鐵路運(yùn)行的安全、高效、快捷起著重要作用。為了更好的發(fā)現(xiàn)和診斷故障,保障鐵路安全、高效運(yùn)行,因此研究開發(fā)一種新型鐵路信號測試系統(tǒng)是十分必要的。信號設(shè)備是鐵路運(yùn)輸?shù)亩?,對行車安全關(guān)系很大。它分為信號、聯(lián)鎖設(shè)備和閉塞設(shè)備三類。為了保證設(shè)備質(zhì)量,鐵路信號設(shè)備所命名用的器材和配件,必須符合部頒標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)變更設(shè)備結(jié)構(gòu)時(shí),須經(jīng)鐵道部批準(zhǔn)。
一、對各類信號設(shè)備安全的共同要求
各種信號均須符合下列各項(xiàng)要求:①除與機(jī)車車輛發(fā)生直接相互作用的設(shè)備如車輛減速器、限界檢查器等以外,信號設(shè)備的任何部門不得侵入現(xiàn)行國標(biāo)GB146-59規(guī)定的建筑接近限界(包括曲線部分的加寬)。②所有信號設(shè)備的安裝,均須符合批準(zhǔn)的安裝標(biāo)準(zhǔn)圖和設(shè)計(jì)圖的要求。③信號設(shè)備的聯(lián)鎖關(guān)系,必須與批準(zhǔn)的聯(lián)鎖圖表一致,并滿足《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》的要求。④各種基礎(chǔ)或支持物不應(yīng)有影響強(qiáng)度的裂紋,安裝穩(wěn)固,其傾斜限度不得超過10mm。信號機(jī)柱應(yīng)垂直安裝,其傾斜限度不應(yīng)超過36mm。⑤各種信號設(shè)備的機(jī)械部分和電氣特性,都應(yīng)符合規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。⑥對設(shè)有加鎖、加封的信號設(shè)備,均應(yīng)加鎖、加封或裝設(shè)計(jì)數(shù)器。⑦鐵路信號設(shè)備及其電路,應(yīng)保護(hù)在發(fā)生故障時(shí)導(dǎo)向安全,以免出現(xiàn)危及行車安全的后果。⑧凡與交流電源引入、架空線(包括架空線電纜接入)及軌道電路等外線連接的信號設(shè)備,必須設(shè)置外部防護(hù)設(shè)施(雷電防護(hù)、安全地線等)。⑨在交流電力牽引區(qū)段的防護(hù)要求:a為了保證人身安全,信號設(shè)備外緣距接觸網(wǎng)帶電部分的距離不得少于2m;b距接觸網(wǎng)帶電部分5m范圍內(nèi)的金屬結(jié)構(gòu)如信號機(jī)構(gòu)、梯子、安全柵網(wǎng)以及繼電器箱箱體、轉(zhuǎn)轍握柄等均須接地。c同一設(shè)備接地時(shí),嚴(yán)禁既接向牽引軌條或扼流變壓器中點(diǎn),又接向?qū)S玫鼐€。
二、對各類信號設(shè)備的具體安全要求
2.1對信號(裝置或顯示)的安全要求:①對信號的基本要求是顯示明確,有足夠的顯示距離,當(dāng)發(fā)生故障時(shí)能給出最大限制的顯示,保證行車安全。②信號機(jī)(含表示器,下同)的顯示方向,應(yīng)使接近的列車或車列容易辯認(rèn)信號顯示,并不致被誤認(rèn)為鄰線的信號機(jī)。信號機(jī)的顯示,均應(yīng)使其達(dá)到最遠(yuǎn)。曲線上的信號機(jī),應(yīng)使接近的列車能盡量不間斷地看到它的顯示。③各種信號機(jī)及表示器的顯示距離,在正常情況下應(yīng)符合下列規(guī)定:a.進(jìn)站、通過、遮斷、防護(hù)信號機(jī),不得少于100m;b.出站、進(jìn)路、預(yù)告、駝峰、駝峰輔助信號機(jī),不得少于400m;c.調(diào)車、矮型出站、復(fù)示信號機(jī),容許、引導(dǎo)信號機(jī)及各種表示器,不得少于200m;在地形、地物影響視線的地方,進(jìn)站、通過、預(yù)告、遮斷、防護(hù)信號機(jī)的顯示距離,最少不得少于200m。④各種信號機(jī)開放后,均應(yīng)按《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定的條件,在列車或車列運(yùn)行的適當(dāng)時(shí)期及時(shí)關(guān)閉,若恢復(fù)定位狀態(tài)。⑤進(jìn)站、出站、進(jìn)路、通過和防護(hù)信號機(jī)的燈光熄滅、顯示不明或顯示不正確時(shí),均應(yīng)視為停車信號。⑥色燈信號機(jī)的機(jī)構(gòu)及燈光配列形式,應(yīng)符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。以兩個(gè)基本燈光組成一種信號顯示時(shí),應(yīng)在一條垂直線上,并應(yīng)有一定的間隔。由兩個(gè)同色燈光組成的一種信號顯示時(shí),其顏色一致。⑦同一機(jī)柱上有幾塊臂板時(shí),各臂板的顯示方向應(yīng)一致,動(dòng)作角度互相偏差不得超過5°。在關(guān)閉狀態(tài)時(shí),主臂板和通過臂板應(yīng)水平,上下誤差均不得超過2°角。開放信號時(shí),臂板開放角度為40~70°。2.2對聯(lián)鎖設(shè)備的安全要求:為保證站內(nèi)的列車運(yùn)行、調(diào)車作業(yè)安全,站內(nèi)正線、到發(fā)線上的道岔,及聯(lián)鎖區(qū)范圍內(nèi)的道岔,均須與有關(guān)信號機(jī)聯(lián)鎖。區(qū)間內(nèi)正線上的道岔,也必須與有關(guān)信號機(jī)或閉塞設(shè)備聯(lián)鎖。①各種聯(lián)鎖設(shè)備均須滿足下列安全、要求:a.當(dāng)進(jìn)路上的道岔開通位置不正確、或敵對信號機(jī)未關(guān)閉時(shí),防護(hù)該進(jìn)路的信號機(jī)不能開放;信號機(jī)開放后,該進(jìn)路上的有關(guān)道岔不能扳動(dòng),其敵對信號機(jī)不能開放。b.正線上的出站信號機(jī)未開放時(shí),進(jìn)站信號機(jī)不能開放為通過信號;主體信號機(jī)未開放時(shí),其預(yù)告信號機(jī)不能開放;色燈復(fù)示信號機(jī)應(yīng)保證不間斷地檢查主體信號機(jī)的開放條件。c.裝有轉(zhuǎn)換鎖閉器、電動(dòng)或電空轉(zhuǎn)轍機(jī)的道岔,當(dāng)?shù)谝贿B接桿處的尖軌與基本軌間有4mm及其以上間隙時(shí),不能鎖閉或開放信號機(jī)。②電氣集中聯(lián)鎖設(shè)備還應(yīng)保證下列要求:a.當(dāng)機(jī)車車輛通過道岔時(shí),該道岔不能轉(zhuǎn)換。b.向有車占用的線路排列列車進(jìn)路時(shí),有關(guān)信號機(jī)不能開放。c.能監(jiān)督道岔是否被擠,并能在擠岔的同時(shí),使防護(hù)該進(jìn)路的信號機(jī)自動(dòng)關(guān)閉。d.在控制臺上應(yīng)能監(jiān)督線路和道岔區(qū)段是否占用、進(jìn)路的開通與鎖閉狀態(tài),復(fù)示有關(guān)信號機(jī)的顯示等。③電鎖器聯(lián)鎖設(shè)備應(yīng)保證:車站值班員能控制與監(jiān)督接、發(fā)車進(jìn)路的排列、信號機(jī)的開放與關(guān)閉等。
三、對閉塞設(shè)備的安全要求①區(qū)間內(nèi)正線上的道岔必須與閉塞設(shè)備聯(lián)鎖
當(dāng)區(qū)間道岔未開通正線時(shí),兩端站不得開放有關(guān)信號機(jī)。②當(dāng)列車或后部補(bǔ)機(jī)需由區(qū)間返回原發(fā)車站時(shí),自動(dòng)閉塞或半自動(dòng)閉塞應(yīng)設(shè)鑰匙路簽。在鑰匙路簽未放入原設(shè)備以前,摻有鑰匙路簽的列車或后部補(bǔ)機(jī)占用的區(qū)間,不得解除閉塞,出站信號機(jī)不得開放。③自動(dòng)閉塞設(shè)備應(yīng)保證:當(dāng)閉塞分區(qū)被占用或軌道電路失效時(shí),防護(hù)該分區(qū)的信號機(jī)自動(dòng)關(guān)閉;當(dāng)進(jìn)站及通過信號機(jī)紅燈滅燈時(shí),其前一個(gè)信號機(jī)應(yīng)自動(dòng)顯示紅燈;當(dāng)閉塞設(shè)備中任何元件或部件發(fā)生故障時(shí),不得出現(xiàn)信號的升級顯示;在站內(nèi)控制臺上應(yīng)有相應(yīng)的區(qū)間情況的表示。④繼電半自動(dòng)閉塞設(shè)備應(yīng)滿足下列要求:①出站(或通過)信號機(jī)開放的條件是,單線區(qū)間在得到對方站的同意接車信號后,雙線區(qū)間在得到對方站的列車到達(dá)信號后。②電鎖器聯(lián)鎖的車站,操縱發(fā)車手柄(或按鈕)后,電氣集中聯(lián)鎖的車站,出站信號機(jī)開放后,均不能按正常辦法取消閉塞。③列車從發(fā)車站進(jìn)入?yún)^(qū)間后,出站信號機(jī)應(yīng)自動(dòng)關(guān)閉,并使雙方站閉塞機(jī)處于閉塞狀態(tài),在列車到達(dá)接車站以前不能解除,有關(guān)出站信號機(jī),不能開放。公務(wù)員之家
四、基于ARM9的通用鐵路信號測試系統(tǒng)的研究
一種基于ARM9的通用鐵路信號測試系統(tǒng),用以幫助工作人員發(fā)現(xiàn)和分析診斷故障。整個(gè)系統(tǒng)分為兩大部分,即基于單片機(jī)的前端采集部分和基于ARM9的主板部分,兩部分之間通過雙口RAM進(jìn)行雙機(jī)通信。前端采集部分選用SST公司的89E58RD單片機(jī)做主控制器,主要完成信號采集、數(shù)據(jù)存儲等功能。主板部分采用三星公司ARM9系列的S3C2440A處理器作為核心處理器,并采用Linux操作系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對雙口RAM數(shù)據(jù)讀取、處理、顯示、存儲、傳輸和前端采集路數(shù)控制及存儲數(shù)據(jù)二次處理分析等功能。系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了對通用鐵路信號量的多路采集、處理顯示、帶時(shí)間信息的大容量數(shù)據(jù)存儲、組成柔性多點(diǎn)測試網(wǎng)絡(luò)和對存儲數(shù)據(jù)簡單二次分析處理等功能。本文在對系統(tǒng)采集量、功能要求、關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析基礎(chǔ)上,給出了系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案。對于基于單片機(jī)的前端采集部分,設(shè)計(jì)了采集板硬件電路,并給出了相應(yīng)信號采集和存儲等軟件程序。對于ARM9主板部分,設(shè)計(jì)了主板硬件電路,在此基礎(chǔ)上建立軟件開發(fā)環(huán)境,移植Bootloader和Linux操作系統(tǒng),然后設(shè)計(jì)了雙口RAM驅(qū)動(dòng)程序和相應(yīng)應(yīng)用程序,并進(jìn)行基于QT的用戶圖形界面設(shè)計(jì)。本文實(shí)現(xiàn)了對兩路牽引電流的測試、存儲和對存儲數(shù)據(jù)的片上二次處理分析,滿足基本功能要求,證實(shí)了系統(tǒng)可行性。為了完善系統(tǒng)對測試信號的分析能力,本文又采用了基于最小二乘法的曲線擬合對系統(tǒng)存儲的帶時(shí)間信息的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行了后期處理分析,得出了測試信號的基本規(guī)律,完善了系統(tǒng)功能。最后對本文所研究內(nèi)容進(jìn)行了總結(jié)并指出系統(tǒng)的不足和改進(jìn)方法。