铁路职业技术学院毕业论文
接收故障是系统故障的综合体现，理清接收主轨道、小轨道逻辑关系是系统故障判断、定位的重要前提。
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第五章ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞发展方向和改建意见
ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路组成的自动闭塞的信号系统，是实现机车信号成为主体信号和列车超速防护系统的安全基础设备。适用于电气化牵引区段和非电气化牵引区段的区间及车站轨道电路区段，也可用于机械绝缘节轨道电路区段。
虽然ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路组成的自动闭塞已广泛应用于时速160公里普速铁路区段和250公里以下提速区段。但是，要成为主体化机车信号控车设备，由于其信息量的限制还不能独自担当控车技术的主要设备。即使增加了列控中心和点式设备提供进路、线路状态、限速信息等辅助控车信息，但要应用在更高运营速度的客运专线时，其设备将需要进一步改进或者优化，以方便工程安装、实现与诸如列控中心、车站微机联锁和更高级控车模式如CECS-3级移动闭塞系统设备及微机监控系统的接口。
高速铁路要求每一子系统设备都必须具有高可靠性。下文就客专用ZPW-2000系统在技术指标及设备配置方面的特点做以简单介绍分析。
一、低频信息实现无接点的计算机编码
ZPW-2000A轨道电路发送器采用无接点的计算机编码方式，取代了既有ZPW-2000A轨道电路系统的继电编码方式，取消了大量的编码继电器。并助于更好的实现与车站微机联锁设备、列控中心设备和CECS-3级移动闭塞中心RBC设备进行数字接口。因为这样的接口功能，不仅减少了故障环节、可高了信息传输速率，同时也提高了信息传输的安全性。
二、电气绝缘节JES和机械绝缘节JIC设备的整合
将原ZPW-2000中的与电缆连接的匹配单元TAD、进行信号鉴频和调谐区谐振的调谐单元有条件的在一起，装在一个防护盒内既方便安装又便于系统性能优化。
更改后的调谐匹配单元主要作用实现钢轨阻抗和电缆阻抗的连接，以实现轨道电路信号的有效传输。调谐匹配单元可以简单地看作是原ZPW-2000A轨道电路中调谐单元（BA）和匹配变压器（TAD）的二合一设备。
三、轨道补偿电容的优化配置
补偿电容是为了补偿因轨道电路过长，钢轨电感的感抗所产生的无功功率损耗，改善轨道电路在钢轨上的传输性能。按照简化器材规格、优化配置、方便工程施工的原则，利用等距设置、频率区分的原理，构造轨道电路补偿电容，将电容值统一设置为25uF，整合了原四种载频四种电容1700Hz——55μF；2000Hz——50μF；2300Hz——46μF；2600Hz——40μF。
四、发送接收设备的冗余特点
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为提高ZPW-2000A轨道电路在高速铁路的适应性和高可靠性，轨道电路冗余技术在原“发送器N+1、接收1+1”方案的基础上，改为“发送器、接收器全部改成1+1”冗余方式。这一点主要基于现场有大量的经常性发送器故障原因考虑的。在原有轨道电路设备配置中，受过载、雷电、干扰源侵蚀和元件在高温条件下的老化等因素影响，发送器是最易受损坏的器材。但系统配置方案中，轨道电路发送器是按照“N+1”冗余方案设计的。显然，在高速线路这种配置是冒风险的，或者说高速运行的列车一旦突然接到前方区段故障信息，行车授权将马上缩短，并立即通知车载设备进行紧急制动。而告诉条件下的紧急制动后果是不言而喻，故此，改进设备冗余方案增加系统安全可靠性是应当认真考虑的。
五、扼流变压器改进
电气化区段需增设大量的扼流变压器，为减少扼流变压器对ZPW-2000轨道电路的影响，在原有扼流变压器中增加适配器，以提高在工作载频条件下呈现高阻抗17欧姆。同时，加大对不平衡电流的平衡作用。
带适配器的扼流变压器对牵引电流50Hz电压呈现较低阻抗，使其在最大不平衡电流条件下，在其扼流变压器上产生的50Hz电压不大于2.4V。而对于ZPW-2000A轨道电路移频信号电压呈现高阻抗，在规定使用条件下不小于17欧姆。
因此建议站内ZPW-2000A轨道电路区段采用带适配器的扼流变压器。区间吸上线位置设置的扼流变压器，考虑到道床阻抗相对较高和工程成本的投入，安装一般不带适配器的扼流变压器即可满足要求。如果站内ZPW-2000A轨道电路使用在非电气化牵引区段，则应取消带适配器的扼流变压器。在过去25Hz轨道电路叠加移频区段，个别出站信号机位置相邻道岔区段分支轨道电路不设受电断时，续增设一台扼流变压器，以保证轨回流的畅通。但空扼流变压器增设后，对轨道电路的阻抗影响较大。在当今以ZPW-2000轨道电路为主的站内一体化轨道电路设计中，应采用上述带适配器的扼流变压器，一方面节约了投资（相对原有方式节约了电缆、变压器箱、轨道变压器）；另一方面也方便了工程安装，规范了设备安装和设计标准。
目前，我国的客运专线正在展开施工，基于ZPW-2000轨道电路自动闭塞和列控中心构成的CECS-2级列控系统，已成为时速250公里以下列车控车的主用系统。当然，当列车速度时速超过250公里后，将有由GSM-R构成的移动闭塞中心RBC对列车在闭塞分区的运营进行授权控制。在此条件下，ZPW-2000轨道电路自动闭塞设备在信息量、信息交换速度上，已不能满足列车运行的需要。因此，改进ZPW-2000轨道电路自动闭塞设备势在必行。
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结束语
此次的毕业设计，令我感慨良多。毕业设计是我在大学学习阶段的最后一个环节，是对所学基础知识和专业知识的一种综合应用，是一种综合的再学习、 再提高的过程，这一过程有助于培养我的学习能力和独立工作能力，是对自己三年以来大学生活所学知识的重新学习和巩固。我所学的知识在实际运用过程中得到了真正的考验，让我异常兴奋。经过长时间资料的收集，通过到学校图书馆、网上查阅资料以及向老师请教，搜集到许多有关的资料，有些内容花费很多时间去整理去打字，设计中的许多图都是找了很多资料才搜集到或者挑选出来的。经过多次修改之后才把握好本课题的结构，本次设计的核心是ZPW2000A移频自动闭塞系统，该闭塞系统是一种新型的自动闭塞。它对于保证区间行车安全，提高区段通过能力，起着非常显著的作用。该系统在轨道电路的控制下，控制通过信号机的显示，自动地指挥列车通过闭塞分区，从而实现了列车运行的自动化。在特殊情况下，系统还可以通过一定手段，为反向运行的列车提供运行条件。系统提供了各种测试端孔，便于维修测试。系统的核心器材采取冗余方式，发生问题可以自动倒备。通过抗干扰数字电缆的连接，器材集中放置在机械室，改善了器材的使用环境，提高了器材的使用寿命，便于维修保养。不过在感受它技术先进、性能优越等特点的同时，在日常使用、维护中出现的一系列问题成为困扰信号维修人员的一大难道，ZPW-2000A设备刚投入运用后故障率较高，主要集中在室外器材质量和维修质量上，更为严重的是在发生故障后现场职工对系统原理及设备性能不清楚，故障处理时间长，严重影响运输秩序和行车安全。对此作为一线员工就必须对该闭塞系统有足够的认识。该闭塞系统由室外设备、室内设备、系统防雷等组成。基本原理是该轨道电路由主轨道电路和小轨道电路两部分组成，小轨道电路被视为列车运行前方主轨道电路的“延续段”，主轨道电路的发送器配有由编码电路控制的、表示不同含义的低频调制移频信号。该信号经电缆通道传到室外的匹配变压器及调谐单元，从轨道的发送端经钢轨送入主轨道电路以及调谐区小轨道电路接收器。主轨道电路信号经钢轨送到轨道电路的收电端，然后经调谐单元、匹配变压器、电缆通道将信号传到本区段的接收器。调谐区小轨道信号由运行前方相邻轨道电路接收器处理，并将处理结果形成小轨道电路继电器执行条件送至本区段接收器，本区段的接收器同时接收主轨道电路移频信号及小轨道电路继电器执行条件，判断无误后，驱动轨道电路继电器吸起，根据继电器的吸起或落下来判断区段的空闲和占用情况。系统室内设备主要有发送器、接收器、衰耗盘、电缆模拟网络，发送器用于产生高精度、高稳定移频信号源，采用 “N+1”冗余设计。故障时，通过FBJ接至“+1”FS。接收器用于接收主轨道电路信号，并在检查所属调谐区短小轨道电路状态（XGJ、XGJH）条件下，动作本轨道电路的轨道继电器（GJ）。另外，接收器还同时接收邻段所属调谐区小轨道电路信号，向相邻区段提供小轨道电路状态（XG、XGH）
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条件。接收器采用成对双机并联运用方式。衰耗盘，用于实现主轨道电路、小轨道电路的调整。电缆模拟网络，通过0.5、0.5、1、2、2、2*2km六节电缆模拟网络，补偿实际SPT数字信号电缆，使补偿电缆和实际电缆总距离为10km。室外设备有电气绝缘节，机械绝缘节，匹配变压器，补偿电容，传输电缆，设备引接线。电气绝缘节由调谐单元（ZW.T1（F1）、ZW.T1（F2））、空芯线圈（ZW.XK1）、设备引接线、及29m钢轨组成。用于实现两相邻轨道电路间的电气隔离。机械绝缘节其特性与电气绝缘节相同。匹配变压器实现轨道电路与传输电缆的匹配连接。补偿电容根据通道参数兼顾低道碴电阻道床传输，采用分段加装补偿电容方法，在一定程度上减少钢轨电感对移频信号传输的影响，延长(或保证)轨道电路长度；保证轨道电路的传输性能。传输电缆ZPW-2000A采用铁路内屏蔽数字信号电缆，其电缆芯线直径为Φ1.0mm，一般条件下，电缆长度按10Km考虑。设备引接线采用3600mm、1600mm钢包铜注油线，用于调谐单元、空芯线圈、匹配变压器等设备与钢轨间的连接。
发送器为模块化结构，内部由数字板、功放板两块集成电路板组成。
发送器电路原理：电源、低频、载频、电平条件构成后，载频、低频条件源以反码输入CPU1、CPU2中，CPU1控制移频发生器，产生移频信号Fc。Fc经过检测、转换、放大输出。
接收器由数字电路板、I/O板、CPU板三块电路板组成。一个接收器内部装有两套完全相同的电路，一套为主机部分，一套为并机部分。
工作原理：主轨道 A/D、小轨道 A/D：模数转换器，将主机、并机输入的模拟信号转换成计算机能处理的数字信号。
CPU1、CPU2：是微机系统，完成主机、并机载频判决、信号采样、信息判决和输出驱动等功能。
安全与门 1～4：将两路 CPU 输出的动态信号变成驱动继电器（或执行条件）的直流输出。 载频选择电路：根据要求，利用外部的接点，设定主机、并机载频信号，由 CPU 进行判决，确定接收盒的接收频率。 接收盒根据外部所确定载频条件，送至两 CPU，通过各自识别，并通信、比较确认一致，视为正常，不一致时，视为故障并报警。外部送进来的信号，分别经过主机、并机两路模数转换器转换成数字信号。两套 CPU 对外部四路信号进行单独的运算，判决处理。表明接收信号符合幅度、载频、低频要求时，就输出 3kHz 的方波，驱动安全与门。安全与门收到两路方波后，就转换成直流电压带动继电器。如果双CPU 的结果不一致，安全与门输出不能构成，且同时报警。电路中增加了安全与门的反馈检查，如果 CPU有动态输出，那么安全与门就应该有直流输出，否则就认为安全与门故障，接收盒也报警。如果接收盒收到的信号电压过低，就认为是列车分路。
电缆模拟网络工作原理：电缆模拟网络的每一节由两个四头电容、一个隔离变压器、
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