鐵路信號(hào)測(cè)試系統(tǒng)論文

　　鐵路信號(hào)測(cè)試系統(tǒng)論文【1】

　　【摘 要】隨著鐵路技術(shù)的飛速發(fā)展，鐵路信號(hào)系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，設(shè)備間和信號(hào)間的相關(guān)性越來(lái)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(kāi)發(fā)一種新型鐵路信號(hào)測(cè)試系統(tǒng)是十分必要的。

　　【關(guān)鍵詞】鐵路信號(hào);測(cè)試系統(tǒng);安全

　　0.引言

　　鐵路信號(hào)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(duì)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(kāi)發(fā)一種新型鐵路信號(hào)測(cè)試系統(tǒng)是十分必要的。

　　信號(hào)設(shè)備是鐵路運(yùn)輸?shù)亩�目，�?duì)行車(chē)安全關(guān)系很大。

　　它分為信號(hào)、聯(lián)鎖設(shè)備和閉塞設(shè)備三類(lèi)。

　　為了保證設(shè)備質(zhì)量，鐵路信號(hào)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)。

　　1.對(duì)各類(lèi)信號(hào)設(shè)備安全的共同要求

　　各種信號(hào)均須符合下列各項(xiàng)要求：①除與機(jī)車(chē)車(chē)輛發(fā)生直接相互作用的設(shè)備如車(chē)輛減速器、限界檢查器等以外，信號(hào)設(shè)備的任何部門(mén)不得侵入現(xiàn)行國(guó)標(biāo) GB146-59規(guī)定的建筑接近限界(包括曲線(xiàn)部分的加寬)。

　　②所有信號(hào)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。

　�、坌盘�(hào)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(mǎn)足《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》的要求。

　�、芨鞣N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(guò)10mm。

　　信號(hào)機(jī)柱 應(yīng)垂直安裝，其傾斜限度不應(yīng)超過(guò)36mm。

　�、莞鞣N信號(hào)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)。

　�、迣�(duì)設(shè)有加鎖、加封的信號(hào)設(shè)備，均應(yīng)加鎖、加封 或裝設(shè)計(jì)數(shù)器。

　�、哞F路信號(hào)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(chē)安全的后果。

　�、喾才c交流電源引入、架空線(xiàn)(包括架空線(xiàn)電纜接入)及 軌道電路等外線(xiàn)連接的信號(hào)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(xiàn)等)。

　�、嵩诮涣麟娏�牽引區(qū)段的防護(hù)要求：a為了保證人身安全，信號(hào)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(hào)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�(xiàn)。

　　2.對(duì)各類(lèi)信號(hào)設(shè)備的具體安全要求

　　2.1對(duì)信號(hào)(裝置或顯示)的安全要求

　　①對(duì)信號(hào)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(chē)安全。

　�、谛盘�(hào)機(jī)(含表示 器，下同)的顯示方向，應(yīng)使接近的列車(chē)或車(chē)列容易辯認(rèn)信號(hào)顯示，并不致被誤認(rèn)為鄰線(xiàn)的信號(hào)機(jī)。

　　信號(hào)機(jī)的顯示，均應(yīng)使其達(dá)到最遠(yuǎn)。

　　曲線(xiàn)上的信號(hào)機(jī)，應(yīng)使接 近的列車(chē)能盡量不間斷地看到它的顯示。

　　③各種信號(hào)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(guò)、遮斷、防護(hù)信號(hào)機(jī)，不得少于 100m;b.出站、進(jìn)路、預(yù)告、駝峰、駝峰輔助信號(hào)機(jī)，不得少于400m;c.調(diào)車(chē)、矮型出站、復(fù)示信號(hào)機(jī)，容許、引導(dǎo)信號(hào)機(jī)及各種表示器，不得少于 200m;在地形、地物影響視線(xiàn)的地方，進(jìn)站、通過(guò)、預(yù)告、遮斷、防護(hù)信號(hào)機(jī)的顯示距離，最少不得少于200m。

　　④各種信號(hào)機(jī)開(kāi)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(chē)或車(chē)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(guò)和防護(hù)信號(hào)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(chē)信號(hào)。

　�、奚珶粜盘�(hào)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?xún)蓚�(gè)基本燈光組成一種信號(hào)顯示時(shí)，應(yīng)在一條垂直線(xiàn)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(hào)顯示時(shí)，其顏色一致。

　　2.2對(duì)聯(lián)鎖設(shè)備的安全要求

　　為保證站內(nèi)的列車(chē)運(yùn)行、調(diào)車(chē)作業(yè)安全，站內(nèi)正線(xiàn)、到發(fā)線(xiàn)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(hào) 機(jī)聯(lián)鎖。

　　區(qū)間內(nèi)正線(xiàn)上的道岔，也必須與有關(guān)信號(hào)機(jī)或閉塞設(shè)備聯(lián)鎖。

　�、俑鞣N聯(lián)鎖設(shè)備均須滿(mǎn)足下列安全、要求：a.當(dāng)進(jìn)路上的道岔開(kāi)通位置不正確、或敵對(duì)信號(hào) 機(jī)未關(guān)閉時(shí)，防護(hù)該進(jìn)路的信號(hào)機(jī)不能開(kāi)放;信號(hào)機(jī)開(kāi)放后，該進(jìn)路上的有關(guān)道岔不能扳動(dòng)，其敵對(duì)信號(hào)機(jī)不能開(kāi)放。

　　b.正線(xiàn)上的出站信號(hào)機(jī)未開(kāi)放時(shí)，進(jìn)站信號(hào) 機(jī)不能開(kāi)放為通過(guò)信號(hào);主體信號(hào)機(jī)未開(kāi)放時(shí)，其預(yù)告信號(hào)機(jī)不能開(kāi)放;色燈復(fù)示信號(hào)機(jī)應(yīng)保證不間斷地檢查主體信號(hào)機(jī)的開(kāi)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(kāi)放信號(hào)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(chē)車(chē)輛 通過(guò)道岔時(shí)，該道岔不能轉(zhuǎn)換。

　　b.向有車(chē)占用的線(xiàn)路排列列車(chē)進(jìn)路時(shí)，有關(guān)信號(hào)機(jī)不能開(kāi)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(hào) 機(jī)自動(dòng)關(guān)閉。

　　3.對(duì)閉塞設(shè)備的安全要求

　�、賲^(qū)間內(nèi)正線(xiàn)上的道岔必須與閉塞設(shè)備聯(lián)鎖，當(dāng)區(qū)間道岔未開(kāi)通正線(xiàn)時(shí)，兩端站不得開(kāi)放有關(guān)信號(hào)機(jī)。

　�、诋�(dāng)列車(chē)或后部補(bǔ)機(jī)需由區(qū)間返回原發(fā)車(chē)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(chē)或后部補(bǔ)機(jī)占用的區(qū)間，不得解除閉塞，出站信號(hào)機(jī)不得開(kāi)放。

　�、圩詣�(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(hào)機(jī)自動(dòng)關(guān)閉;當(dāng)進(jìn)站及通過(guò)信號(hào)機(jī)紅燈滅燈時(shí)，其前一個(gè)信號(hào)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(hào)的升級(jí)顯示; 在站內(nèi)控制臺(tái)上應(yīng)有相應(yīng)的區(qū)間情況的表示。

　�、芾^電半自動(dòng)閉塞設(shè)備應(yīng)滿(mǎn)足下列要求：①出站(或通過(guò))信號(hào)機(jī)開(kāi)放的條件是，單線(xiàn)區(qū)間在得到對(duì)方站的同意接車(chē)信 號(hào)后，雙線(xiàn)區(qū)間在得到對(duì)方站的列車(chē)到達(dá)信號(hào)后。

　�、陔婃i器聯(lián)鎖的車(chē)站，操縱發(fā)車(chē)手柄(或按鈕)后，電氣集中聯(lián)鎖的車(chē)站，出站信號(hào)機(jī)開(kāi)放后，均不能按正常辦法 取消閉塞。

　�、哿熊�(chē)從發(fā)車(chē)站進(jìn)入?yún)^(qū)間后，出站信號(hào)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(chē)到達(dá)接車(chē)站以前不能解除，有關(guān)出站信號(hào)機(jī)，不能開(kāi)放。

　　4.基于ARM9的通用鐵路信號(hào)測(cè)試系統(tǒng)的研究

　　一種基于ARM9的通用鐵路信號(hào)測(cè)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(guò)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(hào)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(duì)雙口RAM數(shù)據(jù)讀取、處理、顯示、存儲(chǔ)、傳輸和前端采集路數(shù)控制及存儲(chǔ)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(duì)通用鐵路信號(hào)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(chǔ)、組成柔性多點(diǎn)測(cè)試網(wǎng)絡(luò)和 對(duì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單二次分析處理等功能。

　　本文在對(duì)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(duì)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(hào)采集和存儲(chǔ)等軟件程序。

　　本文實(shí)現(xiàn)了對(duì)兩路牽引電流的測(cè)試、存儲(chǔ)和對(duì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的片上二次處理分析，滿(mǎn)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(duì)測(cè)試信號(hào)的分析能力，本文又采用了基于最小二乘法的曲線(xiàn)擬合對(duì)系統(tǒng)存儲(chǔ)的帶時(shí)間信息的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了后期處理分析，得出了測(cè)試信號(hào)的基本規(guī)律，完善了系統(tǒng)功能。

　　最后對(duì)本文所研究?jī)?nèi)容進(jìn)行了總結(jié)并指出系統(tǒng)的不足和改進(jìn)方法。

　　基于單片機(jī)的鐵路信號(hào)測(cè)試系統(tǒng)論文【2】

　　【摘要】隨著鐵路信號(hào)的發(fā)展，為了更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵路系統(tǒng)中微小電阻測(cè)量、補(bǔ)償電容測(cè)試，建立基于單片機(jī)的電阻電容測(cè)試系統(tǒng)。

　　系統(tǒng)主要由單片機(jī)、電阻測(cè)試模塊、電容測(cè)試模塊，電源模塊、LCD顯示模塊、DC轉(zhuǎn)換模塊、串行口模塊以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊組成。

　　該系統(tǒng)測(cè)量精度高，可靠性好，實(shí)用性良好。

　　【關(guān)鍵詞】單片機(jī);測(cè)試系統(tǒng);電阻測(cè)量;電容測(cè)量

　　1.引言

　　基于單片機(jī)的鐵路信號(hào)測(cè)試系統(tǒng)，是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際使用需要而研制開(kāi)發(fā)的，可以很精確的測(cè)試電阻和補(bǔ)償電容，直接讀出電阻阻值、電容容量。

　　接地線(xiàn)電阻作為軌道電路的一個(gè)重要參數(shù)，為了保證通信、信號(hào)設(shè)備及人員安全，要求通信、信號(hào)設(shè)備的地線(xiàn)接地電阻必須達(dá)標(biāo)，控制在一定范圍內(nèi)。

　　補(bǔ)償電容可以彌補(bǔ)電容不足，抵消鋼軌感性，使鋼軌阻抗盡可能呈阻性負(fù)載，以保證軌道電路的傳輸距離和機(jī)車(chē)信號(hào)系統(tǒng)的可靠性。

　　2.系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

　　基于單片機(jī)的鐵路信號(hào)測(cè)試系統(tǒng)的軟件流程圖如圖1所示，硬件框圖如圖2所示。

　　系統(tǒng)的工作過(guò)程：?jiǎn)��?dòng)測(cè)試系統(tǒng)，上電或復(fù)位，系統(tǒng)進(jìn)行初始化，完成初始化后，選擇工作模式，電阻測(cè)試或者電容測(cè)量。

　　通過(guò)STC89C52單片機(jī)控制電阻模塊和電容模塊，測(cè)試的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在SD卡中，通過(guò)RS232串口將數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿�機(jī)存儲(chǔ)。

　　在硬件設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用單片機(jī)STC89C52編程，實(shí)現(xiàn)對(duì)電阻、電容測(cè)試的控制，LCD顯示;采用24位HX712A/D轉(zhuǎn)換器芯片;RS232串行口通訊頻率9600bit/s;電源采用線(xiàn)性穩(wěn)壓芯片ASM1117，供電電壓3.3V、5V。

　　3.測(cè)試工作原理

　　采用STC89C52單片機(jī)，20引腳為接地端，40引腳為電源端，31引腳需要接到電位使單片機(jī)選用內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，18、19引腳接上一個(gè)11.0592MHz的晶振為單片機(jī)提供時(shí)鐘信號(hào)，第9引腳為復(fù)位引腳，單片機(jī)只有滿(mǎn)足這些才能正常工作。

　　利用P2口作為數(shù)據(jù)讀寫(xiě)，片選信號(hào)端，功能切換。

　　P3口采用第二功能，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器外部計(jì)數(shù)脈沖輸入，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)/讀。

　　采用HX712芯片完成測(cè)阻。

　　在設(shè)計(jì)程序測(cè)量時(shí)，首先選擇測(cè)試工作模式，在測(cè)量的同時(shí)，程序執(zhí)行做出判斷，不能超過(guò)設(shè)定的量程，然后跳轉(zhuǎn)到測(cè)量程序，在范圍內(nèi)正常測(cè)試并且顯示結(jié)果，按“確定”鍵后數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

　　測(cè)阻電路如圖3所示。

　　4.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　基于單片機(jī)的測(cè)試系統(tǒng)，在Keil環(huán)境下，由主程序、A/D轉(zhuǎn)換子程序、時(shí)鐘芯片程序、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)程序等部分子程序組成。

　　主程序完成各個(gè)子程序的上電初始化，以及實(shí)際控制各個(gè)功能模塊的正常工作。

　　讀寫(xiě)、存儲(chǔ)產(chǎn)生程序設(shè)計(jì)根據(jù)測(cè)量的接地電阻，補(bǔ)償電容的屬性，來(lái)不斷循環(huán)延時(shí)，并且通過(guò)單片機(jī)來(lái)控制完成測(cè)試。

　　系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)，完全是基于單片機(jī)的應(yīng)用，其中包括I/O口的控制、定時(shí)器、外部中斷及寄存器的使用。

　　5.結(jié)語(yǔ)

　　本系統(tǒng)以單片機(jī)為核心，以HX712 A/D轉(zhuǎn)換器芯片為數(shù)模轉(zhuǎn)換原件，SD-SPI數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，RS232串行口數(shù)據(jù)通訊。

　　電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電阻、電容的測(cè)試。

　　此系統(tǒng)可以順利的完成與PC機(jī)的數(shù)據(jù)通訊，還可以在單片機(jī)的預(yù)留的I/O口增加檢測(cè)傳感器，以提高系統(tǒng)的廣泛性。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]金川，董愛(ài)華，馬一杰.基于步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)料系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)[J].儀表技術(shù)，2013(2)：35-37.

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