科安达计轴技术报告.doc

技术审查材料——技术报告目 录一、概述 11.1 前言 11.2 应用领域 11.3 系统参数 11.4 系统属性 2二、技术结构 42.1 系统 42.2　应用 42.2.1 单个轨道区段 52.2.2 多个轨道区段 52.2.3 道岔区段 52.2.4 道岔区 52.3 室外计轴点 62.3.1 传感器 62.3.2 安装方式 82.3.3 技术参数 92.3.4 传输距离 102.3.5 DSS松动的识别 102.4 室内计轴运算单元 112.4.1 设计 112.4.2 缓冲放大板 122.4.3 计轴板 142.4.4 继电器输出板 142.4.5 计轴复位板 162.4.6 电压监测板 172.4.7 电源板 172.4.8 采集记录板 182.5 接口 182.5.1 轨道空闲和占用条件 182.5.2 计轴器复位 192.6 电源额定功率 202.7 雷电防护 20三、安全性分析 213.1 安全性分析原则 213.2 二取二计数电路 213.3 继电器电路 223.2.1 小型继电器的安全工作电路 223.2.2 轨道空闲和占用检查电路 22四、应用条件 254.1 室外设备 254.1.1 电气条件 254.1.2 环境条件 254.1.3 机械条件 254.2 室内设备 254.2.1 电气条件 254.2.2 环境条件 264.2.3 机械条件 2626深圳市科安达电子技术有限公司 ：0755-83056347 83056349 83056350 ：0755-83056346一、概述1.1 前言为了在铁路作业中提供轨道空闲和占用条件，提芬巴赫公司开发了基于双车轮传感器（DSS）和各种处理DSS 信号电子单元的计轴系统——TAZ Ⅱ计轴系统。

该产品广泛应用于需要进行轨道空闲检测的各类铁路信号系统中，如安装有现场操纵电动转辙机（LOPS）的调车场控制系统、铁路平交道口系统（RLC）及车站联锁系统等最新一代产品被命名为TAZ Ⅱ，这是TAZ的最新升级版本，它拥有代表计轴系统技术发展水平的新功能1.2 应用领域TAZ Ⅱ电子计轴系统是被设计为可用于任何重轨和轻轨系统的轨道空闲检测设备该产品的开发符合以下标准和规范的要求标准/规范 名称 发行人EBO 铁路组织和作业规章 Eisenbahn-bundesamt(EBA)VDV 361 铁路信号设备 VDV 非国有铁路信号原理DIN VDE 0106 电磁脉冲防护 DINDIN VDE 0110 电子设备绝缘等级 DINDIN VDE 0115 铁路 DINDIN VDE 0831 铁路电子信号设备 DINDIN VDE 0831A1 铁路电子信号设备 DINDIN EN 50121 铁路应用：电磁兼容性 CENELECDIN EN 50124 铁路应用：绝缘等级 CENELEC1.3 系统参数TAZ Ⅱ计轴系统可以完成以下功能：1) 在电子计轴器中，完成轨道占用信息登记、对所连接的双车轮传感器（DSS）的脉冲进行计数，以及对这些脉冲的处理。

2) 管理单个计轴电路，该计轴电路用于一个区段的轨道空闲或占用条件检测（计轴电路功能）3) 适应的列车运行速度范围：0～250km/h4) 计轴电路的最大计数容量为4096轴（循环计数器）5) 一个计轴电路内部有两个计数装置，这两个计数装置同时工作，方向独立地对不同计轴点进行计入和计出6) 一个无源安全输出接口，用于输出轨道空闲和占用条件7) 一个故障-安全输入接口，用于系统发生故障后进行复位1.4 系统属性1) 可用性当TAZ Ⅱ计轴系统按指定的要求正常工作时，它的可用性可以描述为：一个计轴电路每计109个轴至多出现一个错轴，或每八十五年至多出现一次系统错误当考虑关于工作可用性的失效模式时，必须考虑到每个计轴电路都有两个互相分离的计数组在理论上，一个故障可能仅影响一个完整系统中的一个计轴电路，或者在同一线路关系的计轴点复用情况下，至多能影响两个计轴电路另外，双向运行的两条或多条线路的相邻轨道区段,其分界计轴点，也可以使用两个DSS这样，各轨道区段的计轴系统能够做到互相独立，计轴电路之间互不影响2) 维护成本在对监视功能（计数器动作一致性检查继电器BRKDN）进行必要的人工检测之前的维护周期内，室内设备是免维护的。

室外设备要求在一年的维护周期内检查一次DSS，以便观察它的工作状态是否适当，安装固定是否安全牢靠计轴系统的模块化结构使得需要的维修仅限于对插入式板卡的更换在单元板卡的面板上，通过不同的LED显示重要的系统条件，使故障查找变得简化同时得益于单元板卡面板不同的测试按钮，故障排查需要的时间也缩短了由于设备工作不需要微处理器，设备维修后不需要预留最短运行时间或离线测试时间，设备在进行复位操作后会立即投入运行3) 系统工程设计计轴点（DSS）采用标准的方法与计轴系统连接，这种连接方法可以让电缆接线盒与室内设备之间的连接使用既有电缆在系统工程设计时就要完成计轴点在区段上的分配（考虑计轴方向）4) 扩展性对于每个计轴电路，都有两个独立的计数器，每个计数器都能够同时地、方向独立地通过连接的DSS 1和DSS2进行计入或计出举个简单的例子，如一个非常短的用于股道的轨道占用检查区段计数器有八个计数输入端，因此，一个计轴电路能够同时接入八个DSS如果一个计轴电路需要八个以上DSS（如道岔区），这些DSS可以并行连接到每个计数输入端理论上并行连接的计轴点数量是没有限制的然而，在正常的操作情况下，对于并行连接的计轴点不能同时驶过车轴，而且相应地，不能计划在联锁和闭塞系统的轨道占用检查区段使用这种方式。

5) 计轴器复位ACR一个通过ACR键的操作能够致使计轴器复位的条件，设置在内部计轴器复位逻辑中这是由铁路部门的可应用操作需求和规格所建的模式不依赖于以下所列的不同复位方式，只有当隶属一个区段的所有计轴点都没有故障以及这些计轴点不被持续占用时，RESET才可以发生可以计划使用下列的不同的RESET方式：a) 绝对复零ACR键操作之后，计轴电路的计数器被设为零，同时给出计轴区段的轨道空闲条件b) 预复零ACR键操作之后，计轴电路的计数器被设为零而只有当下一次旅程使轨道占用，也即在计轴点DSS1计入在计轴点DSS2计出（通过完整的区段），并顺利通过，才能给出轨道空闲条件6) 计轴点的复用缓冲放大板的一节被分配给一个计轴点（DSS）一个缓冲放大板由两节构成，也就是说两个DSS连接一个缓冲放大板，这与缓冲放大板的一节用于那个计轴电路无关缓冲放大板的输出信号能够连接几个计数组，采用这种方式实现DSS和缓冲放大板的多重使用计数组的切换是由具备内在的隔离和无反射性能的光电耦合器来完成的二、技术结构2.1 系统计轴系统包括：双车轮传感器（DSS）、缓冲放大板（BA）、计轴板(AC）、继电器输出板、计轴复位板(ACR）和电源板等电子单元。

在TAZ Ⅱ计轴系统中，一个计轴区段所有电子单元的集合称为计轴电路在计轴电路中，线路上DSS的安装点称为计轴点，所有处理DSS车轮信号的电子单元组成了计轴运算单元图1显示了计轴系统的结构图1：TAZ II电路框图2.2　应用系统适用于下列场合的轨道空闲检测：a) 站内及站外轨道区段；b) 道岔区段及道岔区一个计轴电路各个计轴点的布置取决于计轴区段线路特征计轴区段的所有端头必须设置计轴点，由于尽头线的端头不能通过列车，因此可以不设置计轴点2.2.1 单个轨道区段对一个轨道区段的布置案例，可以认为是采用TAZ II系统组成的单个计轴电路的标准布置，见图2轨道区段的最大长度受限于连接DSS电缆的电气技术参数图2：单个计轴电路的标准布置2.2.2 多个轨道区段每个DSS的脉冲信号可以被相邻的计轴电路共同使用，以实现两个相邻轨道区段的轨道空闲检测复用的DSS缓冲放大器的输出信号被接入相应区段的计数组图3：计轴点复用的轨道区段2.2.3 道岔区段单开道岔和交分道岔都可以安装TAZ II系统图4：单开道岔（‘W’）和交分道岔（‘KW’）的轨道空闲检测2.2.4 道岔区如图5所示的布置方式提供了道岔区轨道空闲检测的高效、经济的解决方案。

在这种布置方式中最多可以将8个DSS接入一个计轴运算单元，并能够同时对所有车轮信号进行整合和处理图5：连接计轴点的道岔区轨道区段2.3 室外计轴点具有数千例使用业绩的提芬巴赫双车轮传感器(DSS)用于TAZ II计轴系统的计轴点中，室外计轴点单元的布置方式见图6计轴点的DSS可以在指定点处检测车轮的轴数及运动方向图6：计轴点设备布置示意图DSS通过信号电缆接线盒直接与信号电缆相连，该信号电缆直通室内与计轴运算单元（室内设备）连接除了DSS，在轨旁不需要任何额外的电子单元，系统更便于维护，有利于降低系统的维护费用2.3.1 传感器车轮传感器的内部电路由一个高频LC有源振荡器和相应的一系列附属电路构成，电路的输出端也就是电源供电端，由外部直流恒流源供电当车轮接近传感器时，车轮的铁磁介质对内部LC有阻尼作用，致使电路的工作状态发生变化，电路输出端的端电压将升高，参见图7图7：车轮传感器工作示意图DSS由相互独立、电路分离的两个车轮传感器组成这种个体系统独立性是出于安全方面考虑，而且不能因为任何原因被取消使用单个车轮传感器或两个车轮传感器互相不独立，都被认为是不安全的车轮跨越DSS，两个车轮传感器分别感应出车轮脉冲信号。

两路脉冲信号必须满足有先后有重叠的特征，才被认为是有效的车轮信号，如图8所示两路脉冲信号的相位关系代表车轮的运动方向，系统以此来识别车轮运行方向图8：DSS工作示意图DSS的逻辑示意图参见图9在DSS上，固定要连接一根4芯5米长的柔性电缆引线，芯线固定以不同的颜色区分如果在工程项目中需要更长的电缆引线，可以特殊定制图9:DSS逻辑图2.3.2 安装方式DSS安装及固定方式可以经受住铁路运行时严重的环境载荷及机械载荷DSS的预期使用寿命至少10年（激烈的损坏除外）DSS在轨道内侧安装,在钢轨上安装的相对位置要求DSS顶面低于轨面45mm，才能够保证拾取规范中所列举的车轮信号DSS可以有两种方式固定在钢轨上一种是打孔固定方式，由螺栓固定在钢轨上，螺栓孔位于钢轨的中部（直径13mm），距轨面79mm，两孔间距150mm，如图10所示另一种是夹具固定方式，由特制夹具固定在钢轨上，夹具固定于轨底，如图11所示图10：DSS的打孔固定方式图11：DSS的夹具固定方式安装DSS时，枕木的位置不必改变DSS可以安装在道岔附近，但有限界的要求，要求岔尖钢轨侧面间距不能少于110mm在轨旁有金属物体的情况，金属物体也要与钢轨侧面保持110mm的间距，如图12所示。

DSS可用于石碴路基轨道，但DSS的安装不能受到路基石碴的影响图12：DSS安装限界DS。