仙人洞站双线轨道电路及电缆径路图设计

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石家庄铁道大学毕业设计

仙人洞站双线轨道电路电缆径路图

及控制台面图设计

The Design Of Two-track Circuit Cable Pathways Map and The Console View Of

Xianrendong Station

2013

届 电气工程 系

专 业 自动化 学 号 学生姓名 指导老师

完成日期 2013年5月27日

毕业设计成绩单

学生姓名 学号 班级 专业 自动化 毕业设计题目 仙人洞站双线轨道电路电缆径路图及控制台面图设计 指导教师姓名 指导教师职称 讲师 评 定 成 绩 指导教师 评阅人 答辩小组组长 成绩: 院长(主任) 签字: 年 月 日 得分 得分 得分

毕业设计任务书

题 目 学生姓名 仙人洞站双线轨道电路电缆径路图及控制台面图设计 学号 班级 导师 姓名 专业 导师 职称 自动化 讲师 承担指导任务单位 电气工程系 一、设计内容: 1. 按照《技规》要求分析站场设计的合理性。 2. 依据给定站场对双线轨道电路及电缆径路图、控制台面图进行设计。 二、设计条件: 提供仙人洞站站场信号平面图一张(纸质)。 三、基本要求: 1. 绘出站场信号平面布置图; 2. 设计双线轨道电路图及电缆径路图、控制台面图; 3. 对所设计电路详尽分析; 4. 应用autoCAD完成三张A4的图纸; 5. 设计说明书一万字以上; 6. 完成3000字的专业英文翻译。 四、主要参考文献 [1] 王永信.车站信号[M].北京:中国铁道出版社,2010. [2] 中国铁路通信信号总公司研究设计院.铁路工程设计技术手册[M].信号.北京:中国铁道出版社,1993. [3] 马桂贞.铁路站场及枢纽[M].成都:西南交通大学出版社,2003. [4] 阮振铎.铁道信号设计与施工[M].北京:中国铁道出版社,2008. 五、进度计划 1.第1-2周 调研、收集材料 2.第3-4周 分析、确定方案 3.第5-7周 按照设计要求进行设计 4.第8周 中期答辩周 5.第9-14周 写毕业设计论文 6.第15-16周 毕业答辩 教研室主任签字 时 间 年 月 日

毕业设计开题报告

题 目 学生姓名 学号 仙人洞站双线轨道电路及电缆径路图设计 班级 专业 自动化 一、研究的背景 在铁路发展史上,铁路信号具有举足轻重的地位。铁路信号是铁路运营的耳目,它的主要功能是保证行车安全。关于安全条件的检查,最初是靠运营管理措施来保证的,随着铁路运输的发展需要和科学技术的进步,保证行车安全的措施逐步从管理措施向技术措施过渡,以至发展成今天的自动控制系统。 随着铁路信号技术的发展和应用,铁路信号已成为提高运输效率、实现运输管理自动化和列车运行自动控制以及改善铁路员工劳动条件的重要技术手段。铁路信号系统按其应用场所可分为车站信号控制系统、编组站调车控制系统、区间信号控制系统、铁路行车指挥控制系统及列车运行自动控制系统等。6502电气集中联锁系统即为车站信号控制系统,它是一个安全继电集中联锁系统。6502工程设计中,主要包括车站信号平面布置图、联锁表、双线绝缘轨道电路布置图、电缆径路图和电缆网络图、控制台盘面布置图、控制台零层端子配线图、控制台电源配线图、组合连接图及排列表、室外电缆配线图等内容。 二、国内外的研究现状 世界上第一个电气集中于1929年在美国出现,20世纪40年代各国开始使用,50年代早期成熟并大量推广,60年代改进并完善,70年代进一步得到发展。电气集中电路,各国都趋于按进路构成,以按钮方式最为普遍。70年代以来,随着控制范围的扩大,控制方式有所改进,逐步发展为控制和表示分开的方式,有些国家采用按键控制、屏幕显示。增加了控制距离,还采用了进路预办和自动排列进路的方式,增加了车次表示、动作记忆、故障报警、快速检测及定位等功能。此外,还以电气集中为基础发展车站作业综合自动化、枢纽或卫星站的行车集中控制系统、程序式列车运行控制装置、车站调车区排列进路的机车遥控系统、平面调车区的无线调车进路控制等新型车站联锁设备。1942年,我国在济南站首次安装了手柄式进路继电集中。1951年,衡阳站安装了按钮式大站电气集中。1973年,6502电气集中被正式批准为定型电路,并在全国各类车站推广使用。 三、研究设计方案: 1.根据《技规》分析给出站场设计的合理性。 2.在熟练掌握AutoCAD绘图工具的基础上,根据仙人洞站站场信号平面图,利用AutoCAD画出双线轨道电路及电缆径路图和控制台面图。一般的电缆径路图包括的内容包括轨道电路机型的配置、轨道电路送、受电端的布置、室外电缆网络连接设备的类型和位置、室外信号设备的串接顺序和电缆径路、每根电缆长度和芯数等。 3.分析绘出的站场信号平面布置图、设计的双线轨道电路图及电缆径路图和控制台面图,并且对所设计电路详尽分析。 四、预期结果 绘出站场信号平面布置图,设计双线轨道电路图及电缆径路图、控制台面图,对所设计电路详尽分析,对双线轨道电路的电缆径路图和控制台控制进行分析说明,包括电缆箱盒的设置地点,电缆的选择,和各种设备之间宽度进行阐述。 指导教师签字 时 间 年 月 日

摘 要

铁路信号是组织指挥运行、保障行车安全、提高运输效率、传递信息、改善行车人员劳动条件的关键设施。铁路信号系统是为保证运输安全、高效而诞生和发展的,系统的第一使命是保证行车安全。铁路信号系统的诞生前提和它的使命,决定了它的基本性质应符合“故障—安全”原则。在铁路的现代化建设中,铁路信号系统将更加突显出其重要的作用。

本设计最终结果绘出站场信号平面布置图,设计双线轨道电路图及电缆径路图、控制台面图,对所设计电路详尽分析,并对双线轨道电路的电缆径路图和控制台面图进行分析说明,其中双线轨道电路设计包括轨道电路的极性交叉,扼流变压器的设置,站内轨道电路电码化布置图及25Hz相敏轨道电路等。电缆径路的设计包括电缆箱盒的设置地点,电缆的选择和各种设备之间距离等。

关键词:铁道信号 25Hz相敏轨道电路 双线轨道电路 电缆径路图 控制台面图

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3.2 站内轨道电路电码化布置设计

车站电码化技术能够很好地解决地面机车发送信号显示信息的连续性、可靠性问题,实时检测信息是否确实发送至轨道电路,若出现中断,电码化电路应立即给出声光报警,在必要时关闭防护区段所在的进路的信号机。

25HZ相敏轨道电路适用于牵引总电流不大于800A,钢轨内不平衡电流不大于60A的交流电气化区段的站内及预告的轨道电路区段;轨道电路的送受电设备、无受电分支数、空扼流的设置、送电端限制电阻值、受电端调整电阻值、受电端变压器变化、区段各分支长度等,均应符合《97型25HZ相敏轨道电路图册》的要求[6];在轨道电路实行极性交叉时,为做到极性交叉,扼流变压器、轨道变压器、交流二元继电器要进行同名端子相连。当扼流变压器或轨道变压器与钢轨相连时,其同名端要与双线轨道平面布置图中粗线所示的钢轨连接。

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第4章 电缆径路图设计

根据信号平面布置图及双线轨道电路图进行本站的电缆径路图设计,电缆径路图是进行室外信号设备安装的重要依据[7]。电缆径路图显示了轨道电路极性的配置(第二章已介绍)、轨道电路送、受端的布置、室外电缆网络连接设备的类型和位置、室外信号设备串接顺序、电缆长度和芯数及电缆走向等内容。

4.1 轨道电路送电端和受电端布置

为方便施工、维修及节省电缆节约成本,轨道电路送电端和受电端布置应从以下几个方面考虑[8]:

相邻两轨道电路的送、受电端尽量集中于一组钢轨绝缘两侧,放在同一个电缆盒或变压器箱内(简称“双送”或“双受”),并将送电端布置在离信号楼近的一端,这样可以便节省电缆及电缆网络连接设备。

道岔直向接、发车进路和股道电码化时,发码应迎着列车运行方向发送。轨道电路送、受电端均需单独引接电缆进入信号楼,不考虑送电端在“双送”形式下的合并及将送电端布置在离信号楼近的问题。

一送多受轨道电路,最多不应超过三个受电端,以便维修调整。

为了保证信号电流的畅通,道岔区段除轨端接续线外,还装设了道岔跳线。当道岔钢轨绝缘与送、受电端设在同一线路上时,跳线的状态可以得到电流检查,可以只设置一根跳线(简称单跳线);当道岔钢轨绝缘与送、受电端没设在同一线路上时, 跳线的状态不能得到电流检查,保险起见,设置两根跳线(简称双跳线)。

交流电码化区段的轨道电路,不仅需要考虑流通轨道电路电流,还要沟通牵引电流。牵引电流的沟通就会对轨道电路产生严重的干扰,为了防止牵引电流对轨道电路的干扰。

本设计严格按照以上五点要求对轨道电路送电端、受电端进行设计。但是送电受电的变压器箱盒不同安装时也要注意位置,有的地方用的是变压器箱是XB1型,有的是XB2型箱盒,XB1型箱盒为小箱盒,只有一个送电端或一个受电端,XB2型箱盒是大箱盒,它里面可能包含一个送电端和一个送电端,所以,XB1型箱盒和XB2型箱盒结构大小不同,设置的位置也不同,但是不管是哪种箱盒都应符合铁道上的技术规范,要求设计合理,方便施工、维修及节省电缆节约成本,易于二次维护,具体的设置见附录C。

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4.2 电缆网络连接设备的类型

电缆网络连接设备,包括各种电缆终端、分向电缆盒、变压器箱等。这些箱盒用于电缆的接续、分向或电缆与设备之间的连接用。

终端电缆盒主要用于轨道电路、转辙机、矮型色灯信号机等设备处,它分为HZ0、HZ6、HZ12、HZ24四种型号。终端电缆盒的6柱端子编号,均是从近基础端开始,顺时针依次编号。对于HZ12、HZ24有两根电缆引入时,近信号楼侧、芯数较多的电缆需要由主管引入,远信号楼侧、芯数较少的电缆需要由副管引入,给终端电缆盒配线时,应先配主管,后配副管,如图4-1所示。

12121367667主管1819副管11124HZ0 电缆配线HZ6 电缆配线HZ12 电缆配线HZ24 电缆配线

图4-1 终端电缆盒 图2-4-1分向电缆盒主要用于干线电缆分歧处,它分为HF-4、HF-7两种型号,其中“4”与“7”表示该分向电缆盒最多可以同时向几个方向分歧电缆数。HF-4、HF-7电缆盒子均是面向信号楼方向,从“1点钟”位置开始顺时针依次编号的。HF-7电缆盒的外圈7个6柱端子编完号后,再编内圈的4个6柱端子,顺序与外圈相同。如图4-2示。

图4-2 分向电缆盒

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变压器箱主要用于轨道电路的送、受电端,以及高柱色灯信号机处等。其类型分为XB1及XB2两种型号。变压器箱的编号应站在变压器引线口一侧,自右向左依次编号,靠箱壁侧为奇数端子,靠设备侧位偶数端子。当端子使用数不多时,可将右侧第一个二柱端子拆除,从第二个二柱端子开始编号,这样可以避免因第一个二柱端子离引接线螺栓太近不便施工维护。变压器箱引入电缆,一般按电缆芯数多少顺序,由右向左(站在引线口一侧看)依次从灌胶室底部电缆引入口引入,如图4-3示。

31292725232119171513119753132302826242220181614121086A42变压器箱端子排列

图4-3 变压器箱

当需要串接其他室外信号设备时,连接设备的类型可能会因为自身的电缆引入孔和接线端子的容量不能满足要求而更换。在选择连接设备时应尽可能选择较为合适的。

4.3 电缆的走向及长度、芯数计算

选择电缆径路从电缆走向入手,综合考虑如何节省电缆和便于施工和维修。将电缆径路选择在通过障碍物少、两设备间距最小的地方,尽可能减少迂回径路,严格按照“同频的发送与接收、检测线对不同缆;同频的发送或接收、检测线对不同组”原则布置电缆。计算电缆长度时综合考虑电缆走向、设备之间的距离及各端电缆的备用量等参数。

4.3.1 电缆的走向

选择电缆径路应考虑节省电缆和便于施工和维修。电缆径路应重点考虑的内容如下[9]:

(1)电缆径路尽量选择在线路的外侧,或在线间距不少于4.5米的线路间; (2)电缆径路选择在通过线路及障碍物最少,两设备间距最短,且不妨碍线路及其他建筑物的扩建;

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(3)当电缆径路必须穿越股道时,应避开道岔岔尖、辙叉心和钢轨接头处; (4)电缆径路应避开砾石堵塞的地方,土壤松软、可能发生塌陷的地方,有酸、碱、盐性等化学腐蚀物质地带,坚石、沼泽和污水坑地带,热力、煤气、液体燃料等管道正上和正下方;

(5)在一般情况下,信号电缆和通信电缆,高、低压电力电缆应分设在不同的两个沟槽布放;特殊情况下,在加装隔离措施后,信号电缆盒高、低压电力电缆可以在同一沟、槽内分别布放;

(6)施工时,尽量安排所有电缆一次同沟埋设。

根据以上六条原则,设计电缆径路图,尽量让电缆少走弯路,以便节省材料,当电缆要穿过轨道时,必须有穿线管,以保证电缆的安全,遇到容易使电缆受损的地方仍然要埋设穿线管,使电缆不易受损害,一般的穿线管有钢管、塑料管和橡胶管,根据地区来埋设穿线管的类型,一般钢轨下埋设钢管,其他的地区埋设橡胶管,遇到道岔岔尖时也要布设穿线管或要避过岔尖,以防电缆落到道岔中间,使电缆损坏,也会使道岔出现转不到位的现象,具体设置见附录C。

4.3.2 长度、芯数计算

电缆网络构成之后,为了合理地选用电缆,应进行电缆长度和电缆总芯数的计算。 (1)电缆长度计算: 电缆长度计算公式[8]:

L?(l?X?G?a)?1.0 2 (4-1) 式中,L──电缆总长度(m);

l──电缆沟长度(纵坐标和横坐标的的代数和)(m); X──股道间距离(最小取值5.5m)(m); G──电缆穿越线路数;

a──电缆附加长度,包括:信号楼内储备量为5m,室外每端环状储备量

为2m(20m以下为1m);每端出土及做头为2m;

1.02──敷设电缆的自然弯曲系数。(注:楼内走行按15米计) 例如:在某站中的坐标为661的X3分线盒的电缆计算长度为:

L=(661+5.5+15+15+2+4+5)×1.02=723(m)

(2)电缆芯数的分配原则;在一条电缆中包括几根芯线称为芯线数。相同数量的电缆芯线,分配在去线和回线的方式不同,回路上的压降也不同。为了使电缆回路中的电阻最小,以节省电缆芯线,“去线”和“回线”应有一定比例的分配。设电缆总芯线数为Z,“去线”芯线数为ZQ,“回线”芯线数为ZH,电缆单芯每米电阻值为

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r(r=0.0235 Ω/m)[9],在电缆长度为L,回路的电阻为R,它们有如下关系式: R?L?r/ZQ?L?r/ZH?L?r?(ZQ?ZH)/ZQ ?ZH?L?r?Z/ZQ?(Z-ZQ) (4-2)

上式中对R和ZQ 进行求一阶导数并令其等于零,即可求出R的最小值可得出:ZQ=1/2*Z。结果表明,双线式回路最经济分配比例为“去线”与“回线”数量相等。当总芯数为偶数时“去线”和“回线”相等。当电缆总芯数为奇数时,“去线”和“回线”数量相差为1时,经过上述类似推导可证明可使回路总芯线电阻最小。

由公式(4-2)将R=△U/I可以推导出多线回路电缆最大控制长度(Lmax)公式为:

Lmax=(R/r)?ZQ?ZH/(ZQ+ZH)=△U/R?I?ZQ?ZH/(n?ZQ+ZH) (4-3) △U──电缆回路允许电压损耗,将信号机的允许电压损耗值34.921V、工作电流值0.158A[9]带入公式(4-3)可得:

(1)当信号机点亮双灯时电缆最大控制长度为3135m[9];

(2)当信号机点亮单灯时电缆最大控制长度为4702m[9]。本站最远处引导信号机YS进站信号机坐标为1761.4m远远小于信号电缆可控的最大距离,因此本站信号机均不考虑加芯。ZD6—E/J型转辙机,一相绕组回路电阻不得超过100Ω[10]。则,根据公式(4-3)可得:

Lmax=(R/r)?ZQ?ZH/(ZQ+ZH)=4255?ZQ?ZH/(ZQ+ZH) (4-4) 由公式(4-4)可得转辙机控制电缆最小可控的距离为2137m本站离信号楼最远的一组道岔坐标为478.4m,远远小于转辙机控制电缆可控的最小距离,本站转辙机控制电缆不需加芯。

根据轨道电路的理论计算,25HZ相敏轨道电路送受电端变压器至轨道继电器间电缆回路的电阻不得超过150Ω。则根据公式(4-2)可得:

Lmax=(R/r)?ZQ?ZH/(ZQ+ZH)=6382?ZQ?ZH/(ZQ+ZH) (4-5) 由公式(4-5)可得25HZ相敏轨道电路控制电缆最小可控的距离为3191m本站离信号楼最远的一组轨道电路坐标为2130.5m,远远小于25HZ相敏轨道电路控制电缆可控的最小距离[11]。由此可得本站轨道电路控制电缆不需加芯。

根据理论和实验确定区间轨道电路的轨道区段为1200m时,发码发送、受端的电缆长度为3000m,ZQ=ZH=1芯仍然能够满足该区段检测端对入口电流的要求。本站距信号楼最远的轨道电路长970m,坐标为2130.5m。因此本站所有的轨道电路均送、受电端均可以和咽喉闭环电码化的发送、检测端共用ZQ=ZH=1芯电缆。

4.3.3 电缆网络芯线数汇总

各种电缆的芯线数分别确认后,根据电缆径路和串接顺序汇总每段电缆的总芯线

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数。汇总时,要根据规定考虑电缆芯线的备用量,还要根据接线端子和电缆引入孔的容量确定连接设备的类型。本站的信号和道岔电缆采用综合扭绞电缆,而发送和检测电缆采用数字信号电缆[12]。综合扭绞电缆芯线备用量见表4-1,数字信号电缆芯线备用量见表4-2。

表4-1 综合扭绞电缆芯线备用量

芯 线 4 6 8 9 12 14 16 19 21 24 28 30 33 37 42 44 48 52 56 61

1×4 3×2 4×2 4×2+1 3×4 3×4+2 4×4 4×4+3 4×4+5 5×4+1×2+2

7×4 7×4+2 7×4+5 7×4+3×2+3 7×4+4×2+6 7×4+4×2+8 12×4 12×4+4 14×4 14×4+5

非音频信号设备

备用芯线

1 1 1 1 2 2 2 2 2 3 3 3 4 4 4 4 4 5 5 5

扭绞形式 星绞 对绞 对绞 对绞+普通 星绞 星绞+普通 星绞 星绞+普通 星绞+普通 星绞+对绞+普通

星绞 星绞+普通 星绞+普通 星绞+对绞+普通 星绞+对绞+普通 星绞+对绞+普通

星绞 星绞+普通 星绞 星绞+普通

备用芯数 1对 1对 1对 1对 1对 1对 1对 2对 2对 2对 2对 2对 2对 2对 2对 2对 3对 3对 3对 3对+1芯

注:表中应备用星绞组线对,所谓星绞组就是电缆芯线按顺时针方向是红绿白蓝色组,四芯一组。对绞线是两芯一组,一般是红白,绿白,蓝绿,蓝白。两根芯线为一组。如无星绞线对时再备用对绞组线对,综合扭绞信号电缆如果用于非音频信号设备时,其备用芯数与普通信号电缆相同。当电缆径路图上某段需要何种线时从此表中选取即可,表中具体型号的电缆表现在电路图上,型号在图中均有标注,具体见附录C电缆径路图所示。

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表4-2 内屏蔽数字信号电缆芯线组成及备用量 芯 数

8B 12A 12B 14A 14B 16A 16B 19A 19B 21A 21B 24A 24B 28A 28B 30A 30B 33A 37A 42A 44A 48A

2×4P 2×4P+1×4 3×4P 2×4P+1×4+2 3×4P+2 2×4P+2×4 4×4P 3×4P+1×4+3 4×4P+3 3×4P+2×4+1 5×4P+1 4×4P+2×4 6×4P 4×4P+3×4 7×4P 4×4P+3×4+2 7×4P+2 4×4P+4×4+1 4×4P+5×4+1 5×4P+5×4+2 6×4P+5×4 6×4P+6×4

扭绞形式 屏蔽星绞 屏蔽星绞+星绞 屏蔽星绞 屏蔽星绞+星绞+普通 屏蔽星绞+普通 屏蔽星绞+星绞 屏蔽星绞 屏蔽星绞+星绞+普通 屏蔽星绞+普通 屏蔽星绞+星绞+普通 屏蔽星绞+普通 屏蔽星绞+星绞 屏蔽星绞 屏蔽星绞+星绞 屏蔽星绞 屏蔽星绞+星绞+普通 屏蔽星绞+普通 屏蔽星绞+星绞+普通 屏蔽星绞+星绞+普通 屏蔽星绞+星绞+普通 屏蔽星绞+星绞 屏蔽星绞+星绞

备用芯数 1对 2对 2对 2对 2对 2对 2对 2对 2对 2对 2对 2对 2对 2对 2对 2对 2对 2对 2对 2对 2对 3对

注:P表示带屏蔽星绞组,备用芯线在更换至少一对频率芯线时,仍能满足移频信号设备频率使用要求。A、B型内屏蔽数字信号电缆的备用芯线中(除8芯电缆)应有一个屏蔽星绞组,内屏蔽数字信号电缆用于非移频信号设备时,其备用芯线数与综合扭绞信号电缆相同,内屏蔽数字信号电缆中的非屏蔽星绞组及普通芯线,可用于非移频信号设备及其备用芯线。具体使用的型号如附录C电缆径路图所示。

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第5章 控制台面

控制台主要是供车站行车工作人员操纵和监督现场信号机、道岔和轨道电路等对象并能表示出有关设备的位置和状态的集中设备。电气集中采用单元控制台,即用各种单元拼装成的控制台。标准单元块可以在工厂大量预制,根据设计图纸,正确选用各种标准单元能灵活地组成任何站场的模拟图形,有利于缩短设计与施工周期、方便扩建时修改控制台,以及维修时更换损坏的单元块。见附表D。

5.1 控制台单元类型

控制台的结构上部为盘面,下部为零层端子,前面有工作台。目前我国生产的控制台单元类型有两种:有沈阳信号工厂(SX)生产的TD4型(其中T为控制台,D为单元),标准单元为长方形,外形尺寸为45mm×35mm;另一种是西安信号工厂(XX)生产的TD5型,标准单元为长方形,外形尺寸为42mm×32mm。本站控制台单元类型采用的是西信(XX)生产的TD5型控制台。

单元控制台横向尺寸较大,为便于工作人员观看盘面,把两边作成折角,将控制台分成三段。面对控制台盘面,从右向左依次是K1、K2、K3段。折角一般为120°,如图5-1所示。设计时,两边的折角以及K1与K3段的长度相等,即对称于控制台中心线。K1与K3段均选用长度分段规格为A型单元模块数为10块,K2段选用长度分段规格为C型单元模块数为30块。控制台的高度类型选用2型,单元块数为20块[13]。

图5-1 控制台面图

为了便于操作,盘面的下部留一行空位,不排列带有按钮或表示灯的单元。为了维修方便和盘面的美观,盘面的上部也留一行空位,不排列跨越折角的双动道岔单元,便于双动道岔光管的辨认。

折角处的两列,空间小,方位不正,不应排列带有按钮及复示器(光管除外)的单元。否则,既不便于施工也不便于操作。盘面最左端和最右端,也不应排列带有按钮及复示器的单元。本站控制台盘面图设计时充分考虑了这些因素。

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每个轨道区段(包括道岔区段)的光带长度不得少于两节,即不得少于两个单元。因为若用一节光带,当该节的器件烧毁时,就会形成道岔区段没有锁闭或轨道区段无车占用的错误表示。股道光带灯不得少于六节。考虑到股道上经常留有车辆,为了省电,当平时股道留有车辆时不必点亮整条红光带,但应有不少于两节红光带表示。

轨道区段光带应该完整清晰。一组道岔光带有岔前表示灯和岔后表示灯,岔后表示灯又分为定位表示灯和反位表示灯。若两组道岔顺向排列,一组道岔的定位或反位的后面衔接另一组在同一轨道区段的道岔岔前时,可以将表示灯合用,一般将岔前归属岔后,即“舍前留后”,保留岔后定位或反位表示灯。若两组道岔岔尖相遇,并且在同一轨道区段时,可以合用岔前表示灯。

为了使车站工作人员在操纵控制台的同时,及时瞭望现场情况,将控制台设置在工作人员和站场之间。并且控制台盘面图的上下行咽喉与室外站场的上下行咽喉的方向相一致。如果信号楼图形符号位于上方时,控制台盘面布置图的左侧应是上行咽喉,控制台盘面布置图的上下行咽喉与车站信号平面布置图的上下行咽喉方向正好相反。而区间控制部分在左下方。

5.2 进路按钮的配置

依照车站信号平面布置图绘制控制台盘面图时,可先在车站信号平面布置图上标出应设置的进路按钮,包括列车按钮和调车按钮,尤其不要遗漏为排列变通进路设置的变通按钮以及在未设信号机处为排列进路而设置的列车、调车终端按钮。绘制盘面图时,一般从左端开始,绘制时要照顾每一条平行进路。必须一面绘制一面检查是否符合每一轨道电路区段最短不少于两节光管的要求。盘面图上线路和道岔的布置只求与信号平面图的站场“结构”一致,不必考虑坐标和相对位置。单元类型图的选择可以从以下几点进行考虑:

尽量缩短控制台盘面,以降低成本和便于车站值班员操作。从单元类型图中可见,调车信号复示器和按钮既可在同一单元中也可分属两个单元。在关键性的部位,可选用前者,若不处在关键部位,应使按钮和复示器分属两个单元,有利于配线,注意连接平行线路的渡线道岔单元位置。

股道两端的信号复示器和进路按钮单元,多排列成阶梯状、燕尾状或尖括号状,既美观,又利于操作。本站场盘面图的股道两端的复示器和进路按钮就排成了阶梯状。信号复示器和按钮既可在同一单元中也可分属两个单元。在关键性部位应选用前者,若不处在关键部位,应使按钮和复示器分属两个单元,有利于配线。布置完轨道光带后,再配置其它用途按钮和表示灯。全站共用的按钮和表示灯应布置在控制台盘面的中部,把其中不经常操纵的按钮和表示灯布置在轨道光带的上方,把操作机会较多或

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带应急性的按钮和表示灯应布置在轨道光带的下方。例如:主副电源按钮、信号调压按钮表示灯调压按钮及其表示灯挤岔按钮和表示灯以及移频发送报警按钮和表示灯都是全站共用的,因此布置在控制台K2段的中部。又考虑到挤岔按钮和移频发送报警切断按钮带有应急性,因此将其按钮和表示灯放在轨道光带的下方,涉及电源的其它几个按钮和表示灯则放在轨道光带的上方。按咽喉设置的按钮和表示灯,应布置在控制台盘面的两侧道岔按钮是随道岔所在咽喉设置,用来单独操纵和锁闭道岔的(选用二位式按钮),不常被操纵将它设在轨道光带上方。总取消按钮和总人工解锁按钮及其表示灯也是按咽喉分别设置的,因其带有应急性,因此被布置在控制台盘面两侧轨道光带的下方,为便于选按,在两按钮之间也适当隔一个或两个单元。

按咽喉分别设置的接通光带、接通道岔表示按钮及主灯丝断丝报警按钮,虽不像总取消按钮和总人工解锁按钮那样带有应急性但考虑到使轨道光带上方和下方按钮布置均衡,故将这三个按钮也布置在轨道光带的下方。

引导按钮是随进站信号机设置的,引导总锁闭按钮是办理引导总锁闭用的,都是按咽喉分别设置的,并具有应急性,因将这两个按钮和表示灯布置在盘面图的轨道光带的下方。与区间相连的按钮和表示灯设置在靠近车站进出口的地方。电流表是全站共用的,放在比较空余的控制台盘面一侧道光带的上方。

5.3 设计注意事项

为了使控制台面的设计满足技术规定的原则应注意以下几点:

(1)模拟站场的方向与实际站场的方向应一致。面对控制台看,台上模拟站场图的上、下行咽喉,必须与室外实际站场的上、下行咽喉方向一致,不能相反。设计控制台盘面布置图的依据是车站信号平面布置图。在设计信号平面布置图时,固定把下行咽喉画在了图纸的左侧,而不管信号楼的位置在线路的哪一侧。为了满足上述要求,在根据信号平面布置图设计控制台盘面布置图时就需要考虑信号楼的位置。例如,如果信号平面布置图上信号楼的位置在站场线路的下方,且规定值班员平时面对站场操作,则控制台盘面布置图上、下行咽喉的方向与信号平面布置图一致;反之,如果信号楼的位置在线路的上方,则两者的方向因该相反。在后一种情况下,画控制台盘面布置图时应把信号平面布置图倒过来看。

(2)盘面布局及分段类型的选择要合理。站场规模较小的车站,被控对象道岔与信号机的数量少,其单元控制台的整机可不分段。较大站场被控对象和监督对象数量多,单元控制台整机类型一般由三个分段组成,其分段折角一般为 120 度。设计时,一般应使两端折角部分的分段长度相等,即对称于控制台中心线。面对控制台从右到左分为 K1、K2、K3 三段。

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(3)盘面应适当留有空位。为了便于操作,盘面下部应留一行空位,不排列带有按钮或表示灯的单元。一般在盘面的顶部、左侧和右侧也可留有一行或一列空位。在控制台的左侧,有时要留出10列或更多列的单元位置,以便按转通信节。但如果单独另设车站集中电话总机时,则不必预留。

(4)按钮和表示灯的设置要考虑便于操作、施工和维修。双动道岔不跨越折角。在 K1 最左侧和 K3 最右侧的一列单元,一般不排列带有按钮及复示器(光管除外)的单元。这是因为折角处空间小、方位不正,既不便于操作,又不便于施工和维修。

(5)轨道光带必须完整清晰。每一组道岔通常都有岔前表示灯和岔后表示灯,其中岔后表示灯又分为定位表示灯和反位表示灯,如图5-2(a),但当几组道岔同属于一个道岔区段时,相邻道岔之间的光带表示灯可以合用。两道岔岔尖相遇时,可以合用一个岔前表示灯,如图5-2(b),如一组道岔定位岔后衔接另一组道岔的岔前,则衔接处的表示灯应归于岔后灯,不设岔前灯,即所谓的“舍前留后”原则,如图5-2(c)。 反位后岔灯岔前灯岔后定位灯(a) (b) (c) 图 6-1 控制台光带表示灯 草图画好以后,要进行仔细检查,然后再绘制正式图纸。除根据以上设计要求所列内容进行检查外,一般还应检查以下各项: (1)控制台各段横向单元块数应符合所选择的分段类型。各段的比例长度应适当,一般中间K2段应长些,K1和K3段应短些。

(2)控制台纵向单元块数应符合所选高度类型。 (3)按钮是否有遗漏,特别是没有信号机的终端按钮。 (4)所选用的单元应符合标准单元类型图中的单元类型。

至此,可根据以上内容绘制控制台盘面布置图。但本设计有的按钮及复示器的位置不是很合理,仍然需要移设和添加按钮及复示器等。

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第6章 结论与展望

6.1 结论

此次毕业设计的最终成果就是设计出仙人洞站的信号平面布置图、双线轨道电缆径路图、台面控制图三张图。在整个设计的过程中,我遇到了许多问题,通过学习得以解答。首先我明白了,车站信号平面布置图是整个6502电气集中工程设计的关键图纸,在其之后的双线轨道电路布置图、控制台盘面布置图等都是在信号平面图的基础上设计出来的,所以它在整个设计中占有非常重要的地位。其次,得出的结论是6502电气集中系统之所以被目前大部分铁路车站采用,是因为它有着其它系统所不具备的诸多优点,如6502电气集中采用的双按钮进路式选路方法,这使得作起来形象化、简便而且不易出错,几乎全套继电器电路都是使用定型组合拼接而成的,这就使得工程设计简便、施工周期短便于维修,而且当站场改建时,也利于修改。

在每张图纸的设计过程中都有所收获,尤其是在电缆径路图设计中,进一步了解了各种电缆设备的特性以及在铁路信号中常用的设备。在6502电气集中工程投资中,室外电缆的费用约占整个工程费用的40%左右,有时甚至达到50%。因此,为了节省工程费用,必须对电缆长度,芯线数计其他连接设备进行合理的设计与计算。

本文描述了6502电气集中工程设计的主要过程,从根据委托单位提供的站场缩尺平面图,绘制有关信号设备布置情况,布置信号机到电缆径路图,由室外到室内,由浅入深,进一步地了解了6502电气集中工程设计的原理与方法,为今后走上工作岗位打下了良好的基础。

总而言之,本设计完成后,我收获匪浅,尤其是对本专业知识的一次汇总以及巩固。由于水平有限且缺乏实际经验,资料搜索不全,本设计难免有疏漏、错误、不妥之处,恳请各位领导、老师和同学们予以指正,以求提高自身对6502电气集中的掌握,为铁路信号建设服务。

6.2 展望

铁路信号设备的发展伴随着新中国铁路六十年一路走来。它的发展见证了新中国铁路的发展,是新中国成长的缩影。六十年前,中国铁路的信号设备无技术性可谈,人工扳动道岔,人工开放臂板信号,无论刮风下雨夜间还要爬到高高的杆子上挂煤油灯,有时一晚上要挂好几次,铁路工人的工作强度可想而知,更无安全性可言。电的

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广泛应用,使铁路工人告别挂煤油灯的历史,铁路信号出现了色灯信号机,色灯信号机以不同的颜色显示,告诉司机以不同的速度运行。1960年,我们铁路信号工作者自行设计研制的6036小站电气集中联锁电路,在实际应用中得到了不断的改造与完善。于1965年正式在新中国铁路上得到运用,因此更名为6502电气集中联锁。6502电气集中以其完善严谨可靠的电路,迅速在中国铁路上得到广泛应用。但是,随着发展,铁道设备的故障也是屡屡出现,为了保障铁道运输的正常运行,我们必须又快又好的将故障消除,以防止上升为事故。21

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参考文献

[1] 林瑜筠.铁路信号基础[M].北京:中国铁道出版社,2007. [2] 王永信,李玉冰.车站信号[M].北京:中国铁道出版社,2008. [3] 阮振铎.电气集中设计与施工[M].北京:中国铁道出版社,2003. [4] 何文卿.6502 电气集中电路[M].北京:中国铁道出版社,2001. [5] 王秉文.6502 电气集中工程设计[M].北京:中国铁道出版社,1997. [6] 安伟光.铁路信号工程设备安装规程[M].北京:中国铁道出版社,2009. [7] 张擎.电气集中工程设计指导[M].北京:中国铁道出版社,1989. [8] 顾新国.铁路信号设计规范[M].北京:中国铁道出版社,2006. [9] 阮振泽.铁路信号设计与施工[M].北京:中国铁道出版社,2010. [10] 王祖华.车站信号自动控制系统[M].兰州:兰州大学出版社,2003. [11] 林瑜筠.6502 电气集中图册[M].北京:中国铁道出版社,2003.

[12] Thomas L. Floyd , Electronic[C].Devices.5th ed, Prentice-Hall Inc, New Jersey,2007.

[13] P.R. Gray and R.G. Meyer, Analysis and Design of Analog Integrated circuits 3rd Edition[C].John

Wiley& Sons. New York.2006.

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致 谢

本次设计制作从2013年3月至今已有将近三个月时间,从选题到完成,都是在张建云老师的指导下完成的,设计里倾注了老师大量的心血。是老师严谨治学的态度和一丝不苟的工作作风,不厌其烦的教导,才能使本设计如愿完成。在此,谨向张建云老师表示崇高的敬意和衷心的感谢!

在此我还想对曾经帮助过我的老师及同学表示感谢,在感谢指导老师对我的指导鼓励的同时,还要感谢电气工程系其他老师们在课堂上的激情洋溢,课堂下的谆谆教诲,以及同学们在这半年里的关心和支持。本设计的顺利完成,离不开各位老师、同学和朋友的关心和帮助。我再一次真诚地向你们表示感谢!

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附 录

附录A 外文翻译

High-speed Rail and Multiple Units

High-speed

High-speed rail is public transport by rail at speeds in excess of 200 km/h. Typically, high-speed trains travel at top service speeds of between 250 km/h and 300 km/h- The world speed record for a conventional wheeled train was set in 1990,by a French TGV (Train a Grande vitesse) that reached a speed of 513.5km/h,and an experimental Japanese magnetic levitation train has reached 581 km/h.

The International Union of Railway’ high-speed task force provides definitions of high-speed rail travel. There is no single definition of the term, but rather a combination of elements—new or upgraded track, rolling stock, operating practices一that lead to high-speed rail operations. The speeds at which a train must travel to qualify as “high-speed” vary from country to country, ranging from 160 km/h to over 300 km/h.

There are constraints on the growth of the highway and air travel systems,widely cited as traffic congestion, or capacity limits. Airports have limited capacity to serve passengers during peak travel times, as do highways. High-speed rail,which has potentially very high capacity on its fixed 4 corridors,offers the promise of relieving congestion on the other systems. Prior to World War II, conventional passenger rail was the principal means of intercity transport. Passenger rail services have lost their primary role in transport, due to the small proportion of journeys made by rail.

High-speed rail has the advantage over automobiles in that it can move passengers at speeds far faster than those possible by car, while also avoiding congestion. For journeys that do not connect city centre to city centre,the door to door travel time and the total cost of high-speed rail can be comparable to that of driving. A fact often mentioned by critics of high-speed trains. However, supporters argue that journeys by train are less strenuous and more productive than car journeys.

While high-speed trains generally do not travel as fast as jet aircraft, they have advantages over air travel for relatively short distances. When traveling less than about 650

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km, the process of checking in and going through security screening at airports, as well as the journey to the airport itself, makes the total journey time comparable to high-speed rail. Trains can be boarded more quickly in a central location,eliminating the speed advantage of air travel. Rail lines also permit far greater capacity and frequency of service than what is possible with aircraft.

High-speed trains also have the advantage of being much more environmentally friendly, especially if the routes they serve are competing against clogged highways.

The early target areas,identified by France,Japan,and the U.S.,were connections between pairs of large cities. In France this was Paris-Lyon, in Japan Tokyo-Osaka, and in the U.S. the proposals are in high-density areas. The only high-speed rail service at present in the USA is in the Northeast Corridor between Boston, New York and Washington, D.C,; it uses tilting trains to achieve high speeds on existing tracks, since building new,straighter lines was not practical, given the amount of development on either side of the right of way.

Five years after construction began on the line,the first Japanese high-speed rail line opened on the eve of the 1964 Olympics in Tokyo, connecting the capital with Osaka. The first French high-speed rail line was opened in 1981,the French rail agency, planning starting in 1966 and construction in 1976. The opening ceremonies were significant events, being reported internationally, but not associated with a major showpiece such as a World’s Fair or Olympic Games.

Market segmentation has principally focused on the business travel market. The French focus on business travelers is reflected in the nature of their rail cars. Pleasure travel is a secondary market, though many of the French extensions connect with vacation beaches on the Atlantic and Mediterranean, as well as major amusement parks. Friday evenings are the peak time for TGVs. The system has lowered prices on long distance travel to compete more effectively with air services,and as a result some cities within an hour of Paris by TGV have become commuter communities, thus increasing the market, while restructuring land use, A side effect of the first high-speed rail lines in France was the opening up of previously isolated regions to fast economic development. Some newer high-speed lines have been planned primarily for this purpose.

Multiple Units

The term Multiple Unit or MU is used to describe a self-propelling train unit capable of coupling with other units of the same or similar type and still being controlled from one

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cab.1 The term is commonly used to denote passenger trainsets that consist of more than one carriage, but single self-propelling carriages, can be referred to as multiple units if capable of operating with other units.

Multiple units are of three main types: Electric Multiple Unit (EMU), Diesel Multiple Unit (DMU),

Diesel Electric Multiple Units (DEMU).

Multiple unit trainset has the same power and traction components as a locomotive, but instead of the components concentrating in one carbody,they are spread out on each car that makes up the set 2 Therefore these cars can only propel themselves when they are part of semi-permanently coupled.For example, a DMU might have one car carry the prime mover and traction motors, and another the engine for head end power generation; an EMU might have one car carry the pantograph and transformer, and another car carry the traction motors. Advantages

Multiple units have several advantages over locomotive-hauled trains.

Energy efficiency—MUs are more energy efficient than locomotive-hauled trains. They are more nimble, especially on grades, as much more of the train’s weight ( sometimes all of it) is carried on power-driven wheels, rather than suffer the dead weight of unpowered hauled coaches. In addition, they have a lower weight-per-seat value than locomotive-hauled trains since they do not have a bulky locomotive that does not itself carry passengers but ecmtributes to the total weight of the train. This is particularly important for train services that have frequent stops, since the energy consumed for accelerating the train increases significantly with an increase in weight.

No need to turn locomotive~Most MUs have cabs at both end, resulting in quicker turnaround times, reduced crewing costs i and enhanced safety. The faster turnaround time and the reduced size (due to higher frequencies) as compared to large locomotive -hauled trains, has made the MU a major part of suburban commuter rail services in many countries, MUs are also used by most rapid transit systems.

Composing can be changed mid journey~MUs may usually be quickly made up or separated into sets of varying lengths. Several multiple units may run as a single train,then be broken at a junction point into smaller trains for different destinations.

Reliability—Due to having multiple engines the failure of one engine does not

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prevent the train from continuing its journey. A locomotive drawn train typically only has one power unit whose failure will disable the train. Some locomotive hauled trains may contain more than one power unit and thus be able to continue at reduced speed after the failure of one.

Safety—Multiple units normally have completely independent braking systems on all cars meaning the failure of the brakes on one car does not prevent the brakes from operating on the other cars.

Axle load—Multiple units have lighter axle loads, allowing operation on lighter tracks, where locomotives are banned. Another side effect of this is reduced track wear, as traction forces can be provided through many axles, rather than just the four or six of a locomotive.

Easy and quick driving~Multiple units generally have rigid couplers instead of the flexible ones on locomotive hauled trains. That means brakes or throttle can be more quickly applied without excessive amount of jerk experienced in passenger coaches.

Disadvantages:

Multiple Units do have some disadvantages as compared to locomotive hauled trains. Maintenance—It may be easier to maintain one locomotive than many self-propelled cars.

Safety—In the past it was often safer to locate the train's power systems away from passengers. This was particularly the case for steam locomotives, but still has some relevance for other power sources. A head on collision involving a multiple-unit is likely to result in more casualties than one with a locomotive*

Easy replacement of motive power~Should a locomotive fail, it is easily replaced. Failure of a multiple unit train-set will often require a whole new train or time-consuming switching.

Efficiency—Idle trains do not waste expensive motive power resources. Separate locomotives mean that the costly motive power assets can be moved around as needed.

Flexibility—Large locomotives can be substituted for small locomotives where the gradients of the route become steeper and more power is needed.5 Also, different types of passenger cars can be easily added to or removed from a locomotive hauled train. However, it is not so easy for a multiple unit since individual cars can be attached or detached only in a maintenance facility.

Noise and Vibration—The passenger environment of a multiple unit is often noticeably noisier than that of a locomotive-hauled train, due to the presence of underfloor

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machinery. The same applies to vibration. This is particular problem with DMUs.

Obsolescence cycles—Separating the motive power from the payload-hauling cars means that either can be replaced when obsolete without affecting the other.

It is difficult to have gangways between coupled sets, and still retain an aerodynamic leading front end. Features

It is not necessary for every single car in a MU set to be motorized. Therefore MU cars can be motor units or trailer units. Instead of motors, trailing units can contain some supplemental equipment such as air compressors, batteries, etc.

In some MU trains,every car is equipped with a driving console, and other controls necessary to operate the train. Therefore every car can be used as a cab car whether it is motorised or not, if on the end of the train. However, other EMUs can be driven/controlled only from dedicated Cab cars.

Well-known examples of MUs are the Japanese Shinkansen and the last generation German ICE. Most trains in the Netherlands and Japan are MUs, making them suitable for use in areas of high population density. A new high-speed MU was unveiled by France’s Alstom on February 5th, 2008? It has a claimed service speed of 360 km/h..

from:Railway signals professional Englis

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中文翻译:

高速铁路与动车组

高速铁路

高速铁路是一种运行时速超过200千米的公共轨道交通。一般来说,高速列车运行的最高时速在250千米到300千米之间。对于常规有轨列车来说世界最高速度记录是在1990年法国高速铁路列车的时速达到了515.3千米日本磁悬浮列车实验时速可达581千米。

国际高速铁路联合会提供了高速铁路运行的定义。该定义并不唯一而是众多因素的集合如全新或升级了的铁轨、车辆、实际运营,这些都与高速铁路运营有关。可以称得上高速列车运行速度在各个国家是不同的,从时速160千米直到时速300千米以上。

对于高速公路和航空的增长限制一般认为是由于交通拥挤或容量限制。在出行高峰时间机场以有限的能力来服务乘客高速公路也是一样。高速铁路拥有潜在的在固定通道上的高运输量为减轻其他交通系统的拥挤提供了保证。在第二次世界大战以前,一般铁路客运是城际交通的首选方式。然而,自从通过铁路出行旅游的比例变小铁路客运服务就失去了它在交通方面的主导地位。

高速铁路比汽车运输更有优势它不仅能够给旅客提供比汽车快得多的速度而且也避免了交通拥挤。对于那些不是连接城市中心到城市中心的旅程来说,高速铁路“门到门”运输的出行时间以及总成本可以与汽车相比拟。虽然经常会有一些人批评高速铁路,但另外一些支持者认为火车与汽车出行相比,具有更少的紧张性以及更高的效率。

然而虽然高速列车一般来说没有喷气式飞机速度快,但相对短距离来说高速铁路比航空更有优势。当旅行距离少于650千米时,在机场签到及通过安全门,再加上去机场的时间,使得整个旅行时间和高速铁路旅行时间差不多。而且高速铁路可在城市中心区域上火车抵消了航空旅行的优势。与航空相比铁路线允许更大的运量和更高的服务频率。

如果高速铁路所运行的路线与拥挤的高速公路展开竞,则高速铁路还具有更环保的出行优势。

法国、日本和美国所确定的高速铁路早期目标是连接大城市。在法国高速铁路连接巴黎到里昂,在日本高速铁路连接东京到大阪,美国则建议高速铁路在人口高度密集的地方修建。目前,在美国唯一一条服役的高速铁路是在波士顿、纽约和华盛顿

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间的东北高速通道。因为在公用铁路的任何一方修建同等长度的新的直线铁路均是不实际的所以采用摆式列车在常规轨道上来获取高速度。

通过5年的建设,日本第一条高速铁路线于1964年东京奥运会前夕开通,连接首都到大阪。法国铁路公司在1966年开始计划。于1976年修建法国第一条高速铁路线并于1981年开通。通车典礼当时在世界上广为报道是盛况空前的大事但并没有被认为像世界博览会或奥运会那样具有重大的影响力。

市场细分的主要焦点放在商务旅行市场上。法国把焦点放在商务旅行,反映了其铁路车辆的特性。虽然法国高速铁路线延伸至大西洋和地中海的度假海滩还有主要的娱乐公园但旅游出行是高速铁路的次要市场。周五晚是法国高速铁路高峰时间。对于长途旅行降低高速铁路运输的价格使其与航空服务竞争更有优势。结果,到巴黎乘高速铁路只需一个小时的一些城市变成了通勤社区,因此虽然对土地利用进行了结构调整,但高速铁路市场仍然得以扩大。法国第一条高速铁路的影响在于开发了一些以前较偏僻的地区使该地区的经济快速发展。一些新高速铁路最初的计划也是基于该目的的。

动 车 组

动车组这一术语用于描述自力推进的列车组。该列车组可以与其他一样或类似的列车组连接起来并且受同一司机室控制。该术语通常用于表示由多节车厢组成的固定编组列车,但单个自力推进的车厢若可与其他车厢运行则也可被称为动车组。

动车组有如下三种主要类型: 电力动车组, 内燃动车组, 内燃电力动车组。

动车组固定编组列车虽然具有与机车一样的动力和牵引力,但不是将构件集中在单节车体上,而是分散在组成列车组的每一节车厢上。因此这些车厢作为列车组的一部分就可自力推进,因而使得车厢暂时地连接。例如,内燃动车组可能由一节车厢运送原动力和牵引电机,另一机车用于首端发电。电力动车组可能有一节车厢运送导电弓和变压器,而另一节车厢运送牵引电机。 优点

动车组比机车拖动普通列车具有如下方面的一些优势。

能效。动车组比机车拖动普通列车具有更高的能效。动车组更敏捷,特别是在斜坡上,因为大部分列车的重量被传送至电力驱动的车轮上,而不用承受无动力拖动车厢的固定负载。此外,因为动车组没有大容量机车,而大容量机车不仅自身并不能运

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送旅客,而且增加了列车的总重量。所以动车组比机车拖动普通列车具有较低的单位座位重量。对于那些需要频繁停站的列车服务来说这是特别重要的,因为用于加速列车的能源消耗随着列车重量的增加也极大地增加。

无需掉转车头。多数动车组两端都有驾驶室大大加快了运转速度,降低了车务人员成本提高了安全性。与大型机车拖动普通列车相比,这种加快了运转速度以及减少了车务人员使其在许多国家成为市郊通勤铁路的主导,而且动车组还用于高速交通系统。

在途中可改变其构成。动车组通常可迅速地编组或解体为不同长度的列车组。几个 动车组可作为单辆列车运行即在枢纽站可分开成数截分别开向不同的目的地。

可靠性。由于具有多个机车,因此单个机车的故障不会防碍列车继续其旅程。牵引列车的机车仅仅只有一个动力单元其故障将使列车不能工作。牵引列车的一些机车可包含多个动力单元因而即使在其中一个失灵后也可降低速度继续行驶。

安全性。通常动车组在所有车厢上都具有完全独立的制动系统,这意味着单节车厢制动的失灵不会防碍其他车厢制动的运行。

轴重。动车组具有更轻的允行在禁止机车的轻型轨道上运行的轴重。但负面影响是降低了轨道磨损,因为牵引力可通过多个轮轴提供而不仅仅是机车的四个或六个轮轴。

操作便捷。通常动车组在拖动列车的机车上具有刚性连接器而不是柔性的。那就意味着如果在旅客车厢没有经历过度的制动则可更迅速地刹车。 缺点

与机车拖动普通列车相比动车组也具有如下方面的一些缺点。 保养。保养单节机车比保养多节自力推进的车厢更容易。

安全性。过去使列车动力系统远离旅客通常更安全些。特别是在蒸汽机车的情况下,但安全性与其他的动力源有一些关系。动车组迎面碰撞比机车碰撞可能导致更多的人员伤亡。

动力容易替换。若机车不能工作则很容易替换。动车组的固定编组列车若有故障通常要求替换为全新列车或耗费大量的时间进行替换。

能效。闲置列车不用浪费昂贵的动力资源。机车分离意味着当有需要时可移动昂贵的动力资产。

灵活性。在坡度越来越陡的路线上以及需要更多动力时,大型机车可被小型机车取代。而且,不同类型的客运车厢从机车牵引普通列车中可轻易摘挂。然而,这对动车组来说并不容易,因为单个车厢仅在借助于辅助设备时才能摘挂。

噪音和振动。由于安装于车底的机械装置的存在动车组的旅客环境通常比机车牵

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引普通列车的更嘈杂,振动情况也是如此。这是内燃动车组特别的问题。

退化周期。从动力分离有效载荷牵引车厢意味着当某一配件退化且不影响其他配件时任一配件可被替换。

连接的车组间很难有过道,但仍保留了空气动力的前端通道。 特征

在动车组的固定编组列车中没有必要为每一节车厢安装动力,因而,动车组车厢可以是动力组或拖车组。代替动力组拖车组可以包含一些附加设备。例如,空气压缩机、电池等。

在一些动车组列车上,每节车厢都装备有驾驶控制台和其他运行列车所必需的控制台。因而每节车厢不管是否有动力均可用作驾驶车厢,可能的话驾驶车厢都置于列车尾部。其他动车组可仅从一专门的驾驶车厢驾驶或控制。

动车组最著名的例子是日本的新干线和最后一代德国城际特快列车。在荷兰和日本多数列车是动车组使其适合于人口密度高的地区。新的高速动车组由法国阿尔斯通在2008年2月5日揭开面纱,据称其服务时速为360千米。

源自:铁道信号专业英语

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本文来源:https://www.bwwdw.com/article/l935.html

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