JT1—CZ2000型机车信号车载系统探索

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【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。记录板可连续记录地面信号波形，使用户能够直观地了解和判断机车信号掉灯和异常输出的原因，为机车信号的使用与维护提供有效手段。
2.主机板。主机板是主机的核心部分，负责实现对通过接受线圈接收到地面轨道电路信息进行处理，并完成向后级设备的并口、串口输出和主机的安全控制。有两块主机板，主机板A和主机板B，接收线圈的一路接主机板A，另一路接主机板B，两块主机板为双机热备冗余的关系，正常工作时，一块处于工作状态，另一块处于热备状态。每块主机板内部为二取二结构，具有高安全性。板面上设有上行和下行指示灯。双路主机板主要完成地面信号的译码及点灯输出工作。
3.连接板。连接板实现电源分配、主机A和主机B的自动或人工切换，对主机状态显示，对电源及上、下行工作状态的监督等。连接板上设有监督主机A和主机B的正常表示灯、工作表示灯、电源表示灯、上下行输入表示灯和主机A主机B的切换按钮。
4.电源板。主机中有两块电源板，两套电源板电路基本相同，构成双套电源供电。电源板输入电压直流110V，输出双路直流50V。一路50V供给机车信号主机，是主机板和记录板的工作电源；另一路50VD为动态控制安全点灯电源。两块板设有相应电源表示灯，电源板1板面上还设有I端和II端按钮及表示灯，电源板2还单独设置了一块DC50V转换为DC12V的电源模块，用于向远程监测装置提供电源，12V电源输出受记录器板控制。
（二）双路接收线圈。接收线圈是机车信号车载设备的接收器件，通过电磁感应原理接收地面轨道电路信号。当地面轨道电路电流在钢轨中流通时，围绕钢轨产生交变磁通，磁通穿过接收线圈铁芯，使线圈感应出电动势，即产生与轨面电流相同的信号电流。感应出的信号电流经接线盒流经机车信号主机，实现了从钢轨信号电流到机车信号主机接收电压信号的转换。机车信号主机采用双路接收线圈，两组线路为双套冗余关系，当一路线圈发生故障时，另一路接收线圈仍可维持系统正常工作，从而提高系统的可靠性。双路接收线圈如图3所示。
（三）机车信号机。机车信号机采用J·XS-8型双面八灯LED机车信号机，LED显示，主机输出的点灯输出信号直接显示到信号机上，向司机提供相应的显示。信号机共有八种灯位，其显示从上到下排列依次为：绿、半绿半黄、黄、黄2、半黄半红、双半黄、红、白。这种LED显示的信号机与传统的灯丝灯泡相比，具有高可靠性，降低了功耗，每个LED内部为双路发光管结构，一路断路后，只是亮度减半，不影响应急使用，从而提高了整个系统的可靠性。机车信号机如图4所示。
（四）系统工作原理。主体化机车信号系统通过安装在机车第1轮对前面的双路接收线圈感应接收轨面信息，送给机车信号主机；主机板通过模数变换、频谱分析等一系列译码处理过程，将译码结果输出显示于司机室的显示器上；主机还将信息结果输出给机车信号机，构成机车信号各种显示。主机同时对机车信号运行过程中的有关动态信息进行记录，并可通过地面处理系统对记录的信息进行读取显示分析。
二、系统的安装及连接
JT1-CZ2000型主体化机车信号车载系统包括：机车信号主机、双路接收线圈、双面八灯LED机车信号机等。系统间通过专用电缆进行连接。主体化机车信号系统连接如图5所示。
如果单端安装，则机车信号机II、接线盒II、接收线圈II及与其直接相连的电缆可不安装。
机车信号主机上的航空插座有X27、I-SZ、X28、II-SZ、LX22、X22、X23、X26，各插座用途：
X27、I-SZ：与I端八显示信号机相连。
工作要进行系统的测试，检查是否能正常工作。
三、结束语
JT1一CZ2000型主体化机车信号车载设备，能够满足CTCS1级对主体化机车信号车载设备的要求。它完整复示地面信息，并为监控装置提供可靠的地面信息，两者结合再加上点式设备填补了中国铁路CTCS1级车载列控系统的空白。JT1一CZ2000型主体化机车信号车载设备根据“故障一安全” 原则设计，关键部分采用容错安全结构，设备应用采用双套热备方式提高了整个系统的可靠性。机车信号的不断发展为我国铁路行车安全发挥着重要的作用。
【参考文献】
[1]邱宽民.JT1-CZ2000型机车信号车载系统[M].北京：中国铁道出版社，2007
[2]张铁增.列车运行控制系统[M].北京：中国铁道出版社，2009
[3]田新英.JT—C型机车信号车载系统在铁路行车中的应用[J]. 科技风，2011（5）
【基金项目】2015年度校级立项课题（2015-B12）
【作者简介】邓晓云，女，柳州铁道职业技术学院教师，北京交通大学在职研究生，研究方向：铁道通信信号；张永格，男，柳州铁道职业技术学院副教授，研究方向：电气自动化。
（责编 黎 原）