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鐵路信號測試系統(tǒng)論文
鐵路信號測試系統(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
0.引言
鐵路信號系統(tǒng)，通常是由多種機電設(shè)備組成的復(fù)雜控制系統(tǒng)，對鐵路運行的安全、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)備是鐵路運輸?shù)亩浚瑢π熊嚢踩P(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，須經(jīng)鐵道部批準(zhǔn)。
1.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要求：①除與機車車輛發(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)計圖的要求。
�、坌盘栐O(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。
�、芨鞣N基礎(chǔ)或支持物不應(yīng)有影響強度的裂紋，安裝穩(wěn)固，其傾斜限度不得超過10mm。
信號機柱 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)計數(shù)器。
⑦鐵路信號設(shè)備及其電路，應(yīng)保護在發(fā)生故障時導(dǎo)向安全，以免出現(xiàn)危及行車安全的后果。
�、喾才c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)置外部防護設(shè)施(雷電防護、安全地線等)。
�、嵩诮涣麟娏恳齾^(qū)段的防護要求：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，嚴(yán)禁既接向牽引軌條或扼流變壓器中點，又接向?qū)Ｓ玫鼐�。
2.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
�、賹π盘柕幕疽笫秋@示明確，有足夠的顯示距離，當(dāng)發(fā)生故障時能給出最大限制的顯示，保證行車安全。
�、谛盘枡C(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信號顯示，并不致被誤認為鄰線的信號機。
信號機的顯示，均應(yīng)使其達到最遠。
曲線上的信號機，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.進站、通過、遮斷、防護信號機，不得少于 100m;b.出站、進路、預(yù)告、駝峰、駝峰輔助信號機，不得少于400m;c.調(diào)車、矮型出站、復(fù)示信號機，容許、引導(dǎo)信號機及各種表示器，不得少于 200m;在地形、地物影響視線的地方，進站、通過、預(yù)告、遮斷、防護信號機的顯示距離，最少不得少于200m。
�、芨鞣N信號機開放后，均應(yīng)按《鐵路技術(shù)管 理規(guī)程》規(guī)定的條件，在列車或車列運行的適當(dāng)時期及時關(guān)閉，若恢復(fù)定位狀態(tài)。
⑤進站、出站、進路、通過和防護信號機的燈光熄滅、顯示不明或顯示不正確時， 均應(yīng)視為停車信號。
�、奚珶粜盘枡C的機構(gòu)及燈光配列形式，應(yīng)符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。
以兩個基本燈光組成一種信號顯示時，應(yīng)在一條垂直線上，并應(yīng)有一定的間隔。
由兩 個同色燈光組成的一種信號顯示時，其顏色一致。
2.2對聯(lián)鎖設(shè)備的安全要求
為保證站內(nèi)的列車運行、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 機聯(lián)鎖。
區(qū)間內(nèi)正線上的道岔，也必須與有關(guān)信號機或閉塞設(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)進路上的道岔開通位置不正確、或敵對信號 機未關(guān)閉時，防護該進路的信號機不能開放;信號機開放后，該進路上的有關(guān)道岔不能扳動，其敵對信號機不能開放。
b.正線上的出站信號機未開放時，進站信號 機不能開放為通過信號;主體信號機未開放時，其預(yù)告信號機不能開放;色燈復(fù)示信號機應(yīng)保證不間斷地檢查主體信號機的開放條件。
c.裝有轉(zhuǎn)換鎖閉器、電動或 電空轉(zhuǎn)轍機的道岔，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，不能鎖閉或開放信號機。
�、陔姎饧新�(lián)鎖設(shè)備還應(yīng)保證下列要求：a.當(dāng)機車車輛 通過道岔時，該道岔不能轉(zhuǎn)換。
b.向有車占用的線路排列列車進路時，有關(guān)信號機不能開放。
c.能監(jiān)督道岔是否被擠，并能在擠岔的同時，使防護該進路的信號 機自動關(guān)閉。
3.對閉塞設(shè)備的安全要求
�、賲^(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，兩端站不得開放有關(guān)信號機。
�、诋�(dāng)列車或后部補機需由區(qū)間返回原發(fā)車站時，自動閉塞或半自動閉塞應(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機占用的區(qū)間，不得解除閉塞，出站信號機不得開放。
�、圩詣娱]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，防護該 分區(qū)的信號機自動關(guān)閉;當(dāng)進站及通過信號機紅燈滅燈時，其前一個信號機應(yīng)自動顯示紅燈;當(dāng)閉塞設(shè)備中任何元件或部件發(fā)生故障時，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繼電半自動閉塞設(shè)備應(yīng)滿足下列要求：①出站(或通過)信號機開放的條件是，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，出站信號機開放后，均不能按正常辦法 取消閉塞。
�、哿熊噺陌l(fā)車站進入?yún)^(qū)間后，出站信號機應(yīng)自動關(guān)閉，并使雙方站閉塞機處于閉塞狀態(tài)，在列車到達接車站以前不能解除，有關(guān)出站信號機，不能開放。
4.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。
整個系統(tǒng)分為兩大部分，即基于單片機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進行雙機通信。
前端 采集部分選用SST公司的89E58RD單片機做主控制器，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)計實現(xiàn)了對通用鐵路信號量的多路采集、處理顯示、帶時間信息的大容量數(shù)據(jù)存儲、組成柔性多點測試網(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)進行了分析基礎(chǔ)上，給出了系統(tǒng)總體設(shè)計方案。
對于基于單片機的前端采集部分， 設(shè)計了采集板硬件電路，并給出了相應(yīng)信號采集和存儲等軟件程序。
本文實現(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)存儲的帶時間信息的測試數(shù)據(jù)進行了后期處理分析，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)容進行了總結(jié)并指出系統(tǒng)的不足和改進方法。
基于單片機的鐵路信號測試系統(tǒng)論文【2】
【摘要】隨著鐵路信號的發(fā)展，為了更好的實現(xiàn)對鐵路系統(tǒng)中微小電阻測量、補償電容測試，建立基于單片機的電阻電容測試系統(tǒng)。
系統(tǒng)主要由單片機、電阻測試模塊、電容測試模塊，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)存儲模塊組成。
該系統(tǒng)測量精度高，可靠性好，實用性良好。
【關(guān)鍵詞】單片機;測試系統(tǒng);電阻測量;電容測量
1.引言
基于單片機的鐵路信號測試系統(tǒng)，是根據(jù)現(xiàn)場的實際使用需要而研制開發(fā)的，可以很精確的測試電阻和補償電容，直接讀出電阻阻值、電容容量。
接地線電阻作為軌道電路的一個重要參數(shù)，為了保證通信、信號設(shè)備及人員安全，要求通信、信號設(shè)備的地線接地電阻必須達標(biāo)，控制在一定范圍內(nèi)。
補償電容可以彌補電容不足，抵消鋼軌感性，使鋼軌阻抗盡可能呈阻性負載，以保證軌道電路的傳輸距離和機車信號系統(tǒng)的可靠性。
2.系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
基于單片機的鐵路信號測試系統(tǒng)的軟件流程圖如圖1所示，硬件框圖如圖2所示。
系統(tǒng)的工作過程：啟動測試系統(tǒng)，上電或復(fù)位，系統(tǒng)進行初始化，完成初始化后，選擇工作模式，電阻測試或者電容測量。
通過STC89C52單片機控制電阻模塊和電容模塊，測試的數(shù)據(jù)存儲在SD卡中，通過RS232串口將數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿C存儲。
在硬件設(shè)計過程中，采用單片機STC89C52編程，實現(xiàn)對電阻、電容測試的控制，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;電源采用線性穩(wěn)壓芯片ASM1117，供電電壓3.3V、5V。
3.測試工作原理
采用STC89C52單片機，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選用內(nèi)部程序存儲器，18、19引腳接上一個11.0592MHz的晶振為單片機提供時鐘信號，第9引腳為復(fù)位引腳，單片機只有滿足這些才能正常工作。
利用P2口作為數(shù)據(jù)讀寫，片選信號端，功能切換。
P3口采用第二功能，定時器/計數(shù)器外部計數(shù)脈沖輸入，外部數(shù)據(jù)存儲器寫/讀。
采用HX712芯片完成測阻。
在設(shè)計程序測量時，首先選擇測試工作模式，在測量的同時，程序執(zhí)行做出判斷，不能超過設(shè)定的量程，然后跳轉(zhuǎn)到測量程序，在范圍內(nèi)正常測試并且顯示結(jié)果，按“確定”鍵后數(shù)據(jù)存儲。
測阻電路如圖3所示。
4.系統(tǒng)軟件設(shè)計
基于單片機的測試系統(tǒng)，在Keil環(huán)境下，由主程序、A/D轉(zhuǎn)換子程序、時鐘芯片程序、數(shù)據(jù)存儲程序等部分子程序組成。
主程序完成各個子程序的上電初始化，以及實際控制各個功能模塊的正常工作。
讀寫、存儲產(chǎn)生程序設(shè)計根據(jù)測量的接地電阻，補償電容的屬性，來不斷循環(huán)延時，并且通過單片機來控制完成測試。
系統(tǒng)的程序設(shè)計，完全是基于單片機的應(yīng)用，其中包括I/O口的控制、定時器、外部中斷及寄存器的使用。
5.結(jié)語
本系統(tǒng)以單片機為核心，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，RS232串行口數(shù)據(jù)通訊。
電路結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠，實現(xiàn)了對電阻、電容的測試。
此系統(tǒng)可以順利的完成與PC機的數(shù)據(jù)通訊，還可以在單片機的預(yù)留的I/O口增加檢測傳感器，以提高系統(tǒng)的廣泛性。
參考文獻
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