关于铁路机车信号常见故障的调研报告

题    目   关于机车信号常见故障的调研报告                                          

题目类型：工程设计    技术专题研究    理论研究    软硬件产品开发

一、设计任务及要求

机车信号是指设在司机室内反映列车前方运行条件的信号显示 通常实现机

车信号功能的车载设备也被简称为机车信号。机车信号设备是采用高速数字信号

处理技术、双套冗余设计的新一代机车信号设备，其主要性能指标符合技术条件 

抗干扰性能达到标准，硬件设备符合故障倒向安全的原则，对该设计任务提出以下要求:

1、机车信号车载设备故障应急处理方法。

2、针对其设备管理和设备本身两方面进行分析，提出改进措施和方法。

3、主体化机车信号机常见故障。

4、处理机车信号故障的程序和方法、安全注意事项。

5、主体化机车信号在日常检测中出现的机车信号异常情况。                                        

二、应完成的硬件或软件实验

无硬件或软件实验                                                                                      

三、应交出的设计文件及实物（包括设计论文、程序清单或磁盘、实验装置或产品等）

  毕业论文                                                                                     

四、指导教师提供的设计资料

1．电子稿件和电子图书。                                                                     

2．关于机车信号常见故障检修维护最新状况。                                                                 

3. 关于机车信号相关资料。                                                                   

五、要求学生搜集的技术资料（指出搜集资料的技术领域）

1.机车信号日常检修标准                                                                                       

2.相关机车信号常见故障处理措施                                                                                       

六、设计进度安排

第一部分　分析题目，查阅资料，学习与毕业设计相关的知识，作好前期准备工作。（ 1周）

第二部分　 结合机车信号设备及各部工作原理，机车信号车载设备故障判定原则等因素，综合考虑，合理确定设计方案。（ 2 周）

第三部分　 撰写毕业论文并征求导师意见，修改毕业论文，进行毕业论文的评议。（ 3 周）

评阅或答辩                                                              （1周）

摘  要

 机车信号是指设在司机室内反映列车前方运行条件的信号显示，通常实现机车信号功能的车载设备也被简称为机车信号。机车信号设备是采用高速数字信号处理技术、双套冗余设计的新一代机车信号设备，其主要性能指标符合技术条件抗干扰性能达到标准，硬件设备符合故障倒向安全的原则。本文针对主体化机车信号在日常检测中出现的机车信号异常情况，全面分析造成机车信号设备故障的各种原因，结合现场维修经验，详细阐述了处理故障的程序和方法、安全注意事项 以利于全面提高机车信号维修质量及职工的故障识别、处理能力，并且本文还特别介绍了一些主体化机车信号机常见故障，针对其设备管理和设备本身两方面进行分析，提出改进措施和方法。  

 关键词：机车信号；主体化机车信号；设备故障 

第1章  绪  论

按我国铁路“技规”要求，当列车运行速度超过160Km/h的区段，应采用无地面信号机的列车超速防护系统（即带速度监督的机车信号）。因取消了地面信号机，机车信号显示状态就成了机车乘务人员驾驶列车的唯一依据，机车信号设备就由非主体信号设备变成了主体信号设备。因此，对机车信号设备的安全性、可靠性也就提出了更高的要求。随着铁路跨越式飞速发展和铁路装备的现代化技术的日益成熟，主体化机车信号设备技术研制经不断改进和完善；该技术以通过铁道部科技成果鉴定。该系统设备采用“二取二”的容错安全结构，32位浮点DSP数字信号处理器，频域、时域相结合的分析方式，双线圈感应器接收，以及一体化的大容量机车信号记录器等。这些完善的技术设计，安全性的软硬件结构，为机车信号主体化提供了基础保障。主体化机车信号系统是列车运行安全保证的重要设备，而且有效的提高了司机工作效率，保证了行车安全。机车信号设备是采用高速数字信号处理技术、双套冗余设计的新一代机车信号设备，机车信号设备的主要性能指标符合技术条件，抗干扰性能达到标准，硬件设备符合信号故障倒向安全的原则。

第2章  概述主体化机车信号

2.1 设备组成

以JT1-CZ2000为例的主体化机车信号设备的组成：

1.  主体化机车信号主机：主机板完成信号接收及输出工作，由两块完全相同的CPU板组成，与接线盒的双套电源、双路接收线圈构成双套热备冗余系统，由主机完成双套热备输出的切换。主机的每块主机板内采用二取二容错安全结构，每块主板中有2路的接收译码通道，2路的译码输出进行比较，比较一致才有输出。

2.  机车信号双路接收线圈：新设计的JT·JS型双路接收线圈，每路线圈对应机车信号主机中的一块主板。接收线圈中的一路发生故障时，主机可以通过自动切换控制电路，把对应正常接收线圈的主机转换成工作机，提高了系统的可靠性。

3.  机车信号带电源接线盒：新接线盒是专门为新设备设计的，支持双路线圈接线引入及机车前后端双路接收线圈的切换，增加了测试仪的在线测试插口及串口输出端口，专门研制了防振动性能好、抗干扰性强和能在高温度环境下靠工作的大功率专用模块电源。新研制的模块电源过压、过流保护措施完善；启动后延时输出；预留过热关闭功能。

4.  机车信号显示：为了克服传统机车信号机功耗大，信息少和白织灯泡容易断丝的缺点，JT1-CZ2000系统要求采用双面八色灯LED机车信号显示器或双面点阵式显示器。LED显示器内部有冗余措施来防止单点故障而造成的完全无显示。双面点阵式机车信号显示器，可以实现数字方式显示，也可以实现模拟现有的色灯图象方式显示（与现有的色灯显示器兼容，可直接互换），在电路中利用双CPU来共同进行信号输入、扫描显示、对点阵输出进行反馈检查。

5.  机车信号记录器：记录器采用与机车信号主机一体化的设计方式，设在机车信号主机机箱内，对机车信号的输入输出信息直接采集。记录器实现对各类输入信息、各类输出信息、运用环境信息及运用辅助信息的采集。通过数据的记录和再现，维护人员可以全面了解机车信号的运用过程和设备性能，为迅速、准确的判断和处理设备故障奠定了良号的基础。 

2.2 JT1型主体化机车信号设备及各部工作原理

2.2.1 JTl通用式机车信号

北京交大“八五”期间开发的新一代数字化通用机车信号，采用现代数字信号处理技术，在可靠性、抗干扰性方面较之前设备有大幅提高。JT1型通用式机车信号主要分为JT1-A型及JT1-B型两种类型。前者为单套主机，后者为双套主机。

2.2.2 JTl通用式机车信号功能

JTl通用式机车信号接收各种制式机车信号，全数字化处理与控制，具有接收和处理各种制式机车信号的功能。它能自动识别和接收UM71移频信号，4信息、8信息、18信息电化和非电化移频自动闭塞信号，25Hz、50Hz、75 Hz交流计数和微电子交流计数自动闭塞信号，译码后使机车信号机显示，同时为列车运行记录装置和列车运行超速防护系统提供信息。

通用机车信号适用于各种制式的自动闭塞和半自动闭塞区段，适于安装在国内已有各种型号的电力机车和内燃机车上。能满足机车长交路的要求，不仅解决了在空间有限的机车司机室无法安装多种制式机车信号设备的困难，而且做到信息采集、识别自动化，大大提高了可靠性，为列车提速创造了条件。

JT1通用式机车信号在技术条件规定的范围内可以根据用户要求使用各种机车接收感应器，并统一采用八色灯信号显示器复示前方信号。

通用式机车信号可与超速防护设备相结合，向超速防护设备提供所需信息，如速度等级、制式、过绝缘节等信息。当列车超速防护装置发生故障时不影响机车信号的正常使用。

JTl通用式机车信号装置符合铁路信号“故障-安全”原则。

2.2.3 JTl通用式机车信号机设备及工作原理

(1).JTl通用式机车信号系统结构

JTl通用式机车信号设备主要由机车信号接收线圈、机车信号主机、八显示机车信号机及机车信号接线盒和电缆等部分组成,系统框图如图1-3所示。

图1-3   JTl通用式机车信号系统框图

(2).机车信号接收线圈

从地面向机车上传输移频信号，是由与钢轨有电磁耦合的接收线圈来实现的。接收线圈是机车信号接收地面信息的传感设备，它采用的是电磁感应的方法。在移频自动闭塞区段的钢轨中，通有移频电流，此电流在钢轨周围形成交变磁场，该磁场的磁力线穿过接收线圈的铁心，使绕在铁心上的线圈中产生交变的感应电势，从而将地面信号机的显示传递到机车信号设备上来，使机车信号设备和地面信号设备保持不间断的联系。

两接收线圈的连接如图1-4 所示。两线圈按异名端串联连接，此联结方式能得到两倍的信号感应电势，并可将两根钢轨同方向的牵引电流所产生的感应电势互相抵消，从而提高了设备的抗干扰能力。

与感应器信号有关的电缆必须使用屏蔽电缆。为了接收通过钢轨的信号电流，JTl通用式机车信号的接收线圈安装在机车导轮前方，吊装在机车前方轮对与排障器之间的槽钢上，对应于两根钢轨中心的上方各设一个。

图1-4  接收线圈与钢轨周围磁场耦合及连线   

(3).机车信号点灯电路

机车信号点灯电路如图1-5所示。

图1-5   机车信号点灯电路

机车信号点灯电路电源由+50V的直流供电电源提供。机车信号点灯受光电开关控制。机车信号点何种灯由执行继电器接点状态决定。JTl通用式机车信号的点灯电源由50V的供电电源提供。

速度继电器SDJ接点构成速度SD输出，该条件输入至列车运行监控记录装置或列车运行超速防护设备。使用方法是由8位色灯信号条件与速度等级SD输出相互组合来向超速防护装置提供完整的速度信号。

通用式机车信号工作时，一方面控制执行继电器接通机车信号点灯，同时又要将执行继电器接点状态及点灯情况反馈给机车信号主机参与运算。

执行继电器为长方形小型继电器，安装在通用式机车信号主机板上。通用式机车信号共使用8个小型执行继电器。每个继电器内部设有1个线圈，两组前后接点。该继电器接点，一组用于点灯，一组用于向主机传递反馈信号。

(4).信号处理过程

通用式机车信号主机板信号处理过程是在软件作用下完成的。

开机后首先进行初始化。由动态监督电路输出信号对DSP芯片进行复位。复位后即进入程序自检状态。在自检过程中，DSP芯片要对EPROM、RAM输出电路进行自检。自检时间约4s。自检完毕后使白灯继电器BJ吸起，机车信号显示白灯。

接收信息经A／D变换后得到数字信号输入至DSP芯片。DSP芯片在程序作用下对输入信号进行频率测量。当输入若干个周期信号测量结果均为400～1000Hz时，则可判定接收的是国产移频信号。然后进入移频信号译码程序。若测量结果输入信号为1650～2650Hz时，可判定为接收的是UM71信息，便可进入UM71译码程序。    

UM71也为一种移频信息，其信号处理过程分为带通滤波、解调、低频译码三部分。UM71的四个载频f0分别为1700Hz、2000Hz、2300Hz和2600Hz，频偏Δf为11Hz。首先通过程序分别设置4个带通滤波器。通带范围为而f0±30Hz以内，阻带范围为f0±42Hz以外。其部分幅频特性图如图1-6所示。

图1-6   UM71滤波器幅频特性

    图1-6中选取了f0=2000Hz和f0=2300Hz两个带通滤波器。当f0=2000Hz时，通带范围为1970～2030Hz，阻带范围为低于1958Hz和高于2042Hz。当f0=2300Hz，通带为2270～2330Hz，阻带为2042～2258Hz及2342Hz以外。

当f0=2000Hz时，钢轨信息为19Hz-2011Hz，当f0=2300Hz时，钢轨信息为22Hz-2311Hz。由图1-6可见，UM71钢轨上传输的信息均在通带之内，而其他干扰信号受到阻带衰减为零。

对UM71低频信号的译码也是采用测周期的办法实现。由程序指定，低频信号被解调出后对每个低频方波连续不断地测量周期。方波被测量一定个数后得到的结果与软件内的标准码周期进行比较，比较一致后通过输出接口发出控制命令动作相应执行继电器。

2.2.4 JTl通用式机车信号系统的使用

（1）.通用式机车信号设备的使用

JTl通用式机车信号设备正确安装与调试后即可正常使用。当接通机车信号的110V电源时，主机电路的电源则由开关逆变电源模块先由110V逆变为50V，再由50V逆变为5V供电。

数字化通用机车信号有两种，JT1-A型主机内只有一块主机板；JT1-B型主机内有两块主机板，双机热备，上电时双机中哪一主机投入工作是随机的，双机故障切换是自动进行的。在机车信号检测时才按压面板上两个人工转换按钮，其中一个实现主备机人工切换，以便检测某一指定主机板。

JTl通用式机车信号一经通电，经过4s自检时间，自检正常后点亮机车信号机的白灯。

（2）.通用式机车信号灵敏度调整

JTl通用式机车信号在生产调试时灵敏度已按上述指标调整好，实际值与指标值误差小于±10％，在安装、使用时一般无需再调整。机车信号接收灵敏度除与主机有关外还与机车信号接收线圈安装位置、接收线圈性能及接收线圈输出的信号电缆状况是否良好有关系，因此机车信号接收灵敏度应定期通过环线进行检查。

JTl通用式机车信号使用的接收线圈、无论是何区段，接收线圈安装高度都必须按照要求安装。在实际测量灵敏度不符合要求的情况下，可适当调整接收线圈的高度。

第3章 JT1型主体化机车信号设备及

各部工作原理

3.1 JTl通用式机车信号

北京交大“八五”期间开发的新一代数字化通用机车信号，采用现代数字信号处理技术，在可靠性、抗干扰性方面较之前设备有大幅提高。JT1型通用式机车信号主要分为JT1-A型及JT1-B型两种类型。前者为单套主机，后者为双套主机。

3.1.2 JTl通用式机车信号功能

JTl通用式机车信号接收各种制式机车信号，全数字化处理与控制，具有接收和处理各种制式机车信号的功能。它能自动识别和接收UM71移频信号，4信息、8信息、18信息电化和非电化移频自动闭塞信号，25Hz、50Hz、75 Hz交流计数和微电子交流计数自动闭塞信号，译码后使机车信号机显示，同时为列车运行记录装置和列车运行超速防护系统提供信息。

通用机车信号适用于各种制式的自动闭塞和半自动闭塞区段，适于安装在国内已有各种型号的电力机车和内燃机车上。能满足机车长交路的要求，不仅解决了在空间有限的机车司机室无法安装多种制式机车信号设备的困难，而且做到信息采集、识别自动化，大大提高了可靠性，为列车提速创造了条件。

JT1通用式机车信号在技术条件规定的范围内可以根据用户要求使用各种机车接收感应器，并统一采用八色灯信号显示器复示前方信号。

通用式机车信号可与超速防护设备相结合，向超速防护设备提供所需信息，如速度等级、制式、过绝缘节等信息。当列车超速防护装置发生故障时不影响机车信号的正常使用。

JTl通用式机车信号装置符合铁路信号“故障-安全”原则。

3.2 JTl通用式机车信号机设备及工作原理

(1).JTl通用式机车信号系统结构

JTl通用式机车信号设备主要由机车信号接收线圈、机车信号主机、八显示机车信号机及机车信号接线盒和电缆等部分组成,系统框图如图1-3所示。

图1-3   JTl通用式机车信号系统框图

(2).机车信号接收线圈

从地面向机车上传输移频信号，是由与钢轨有电磁耦合的接收线圈来实现的。接收线圈是机车信号接收地面信息的传感设备，它采用的是电磁感应的方法。在移频自动闭塞区段的钢轨中，通有移频电流，此电流在钢轨周围形成交变磁场，该磁场的磁力线穿过接收线圈的铁心，使绕在铁心上的线圈中产生交变的感应电势，从而将地面信号机的显示传递到机车信号设备上来，使机车信号设备和地面信号设备保持不间断的联系。

两接收线圈的连接如图1-4 所示。两线圈按异名端串联连接，此联结方式能得到两倍的信号感应电势，并可将两根钢轨同方向的牵引电流所产生的感应电势互相抵消，从而提高了设备的抗干扰能力。

与感应器信号有关的电缆必须使用屏蔽电缆。为了接收通过钢轨的信号电流，JTl通用式机车信号的接收线圈安装在机车导轮前方，吊装在机车前方轮对与排障器之间的槽钢上，对应于两根钢轨中心的上方各设一个。

图1-4  接收线圈与钢轨周围磁场耦合及连线   

(3).机车信号点灯电路

机车信号点灯电路如图1-5所示。

图1-5   机车信号点灯电路

机车信号点灯电路电源由+50V的直流供电电源提供。机车信号点灯受光电开关控制。机车信号点何种灯由执行继电器接点状态决定。JTl通用式机车信号的点灯电源由50V的供电电源提供。

速度继电器SDJ接点构成速度SD输出，该条件输入至列车运行监控记录装置或列车运行超速防护设备。使用方法是由8位色灯信号条件与速度等级SD输出相互组合来向超速防护装置提供完整的速度信号。

通用式机车信号工作时，一方面控制执行继电器接通机车信号点灯，同时又要将执行继电器接点状态及点灯情况反馈给机车信号主机参与运算。

执行继电器为长方形小型继电器，安装在通用式机车信号主机板上。通用式机车信号共使用8个小型执行继电器。每个继电器内部设有1个线圈，两组前后接点。该继电器接点，一组用于点灯，一组用于向主机传递反馈信号。

(4).信号处理过程

通用式机车信号主机板信号处理过程是在软件作用下完成的。

开机后首先进行初始化。由动态监督电路输出信号对DSP芯片进行复位。复位后即进入程序自检状态。在自检过程中，DSP芯片要对EPROM、RAM输出电路进行自检。自检时间约4s。自检完毕后使白灯继电器BJ吸起，机车信号显示白灯。

接收信息经A／D变换后得到数字信号输入至DSP芯片。DSP芯片在程序作用下对输入信号进行频率测量。当输入若干个周期信号测量结果均为400～1000Hz时，则可判定接收的是国产移频信号。然后进入移频信号译码程序。若测量结果输入信号为1650～2650Hz时，可判定为接收的是UM71信息，便可进入UM71译码程序。    

UM71也为一种移频信息，其信号处理过程分为带通滤波、解调、低频译码三部分。UM71的四个载频f0分别为1700Hz、2000Hz、2300Hz和2600Hz，频偏Δf为11Hz。首先通过程序分别设置4个带通滤波器。通带范围为而f0±30Hz以内，阻带范围为f0±42Hz以外。其部分幅频特性图如图1-6所示。

图1-6   UM71滤波器幅频特性

    图1-6中选取了f0=2000Hz和f0=2300Hz两个带通滤波器。当f0=2000Hz时，通带范围为1970～2030Hz，阻带范围为低于1958Hz和高于2042Hz。当f0=2300Hz，通带为2270～2330Hz，阻带为2042～2258Hz及2342Hz以外。

当f0=2000Hz时，钢轨信息为19Hz-2011Hz，当f0=2300Hz时，钢轨信息为22Hz-2311Hz。由图1-6可见，UM71钢轨上传输的信息均在通带之内，而其他干扰信号受到阻带衰减为零。

对UM71低频信号的译码也是采用测周期的办法实现。由程序指定，低频信号被解调出后对每个低频方波连续不断地测量周期。方波被测量一定个数后得到的结果与软件内的标准码周期进行比较，比较一致后通过输出接口发出控制命令动作相应执行继电器。

3.3 JTl通用式机车信号系统的使用

3.3.1 通用式机车信号设备的使用

JTl通用式机车信号设备正确安装与调试后即可正常使用。当接通机车信号的110V电源时，主机电路的电源则由开关逆变电源模块先由110V逆变为50V，再由50V逆变为5V供电。

数字化通用机车信号有两种，JT1-A型主机内只有一块主机板；JT1-B型主机内有两块主机板，双机热备，上电时双机中哪一主机投入工作是随机的，双机故障切换是自动进行的。在机车信号检测时才按压面板上两个人工转换按钮，其中一个实现主备机人工切换，以便检测某一指定主机板。

JTl通用式机车信号一经通电，经过4s自检时间，自检正常后点亮机车信号机的白灯。

3.3.2 通用式机车信号灵敏度调整

JTl通用式机车信号在生产调试时灵敏度已按上述指标调整好，实际值与指标值误差小于±10％，在安装、使用时一般无需再调整。机车信号接收灵敏度除与主机有关外还与机车信号接收线圈安装位置、接收线圈性能及接收线圈输出的信号电缆状况是否良好有关系，因此机车信号接收灵敏度应定期通过环线进行检查。

JTl通用式机车信号使用的接收线圈、无论是何区段，接收线圈安装高度都必须按照要求安装。在实际测量灵敏度不符合要求的情况下，可适当调整接收线圈的高度。

第4章 JTl-C系列机车信号车载系统

为了满足机车信号对列车提速的要求，在总结一般机车信号的基础上，对机车信号车辆设备进行了改进和改进，新一代机车信号车辆系统即JT1-CZ2000机车信号，已开发。 

 JT1-CZ2000机车信号解决了通用信号信号车辆设备存在的问题，创新地采用先进的DSP技术和一些先进的安全技术措施，大大提高了设备的安全性和可靠性，符合铁路信号故障 - 安全原则。车辆系统设备满足机车信号主体的严格要求，即机车信号作为驾驶证。它已通过铁道部的技术鉴定，技术已达到国际先进水平。 JTl-CZ2000机车信号作为列车运行控制系统中的关键车辆安全设备，为中国铁路迫切需要解决的现有机车信号主体提供了完美的车载设备，解决了多功能性问题。到达主体时。系统的要求可以更好地确保列车运行的安全性。 

当满足地面信号系统条件且维护管理条件可用时，JT1-CZ2000机车信号可用作主信号;如果上述条件不可用，它也可以用作通用机车信号。 

 2006年，铁道部《JT1-C系列机车信号车载系统设备技术规范（暂行）》和《JT1-C系列机车信号车载系统设备安装规范（暂行）》发布后，2006年9月，按照《规范》的要求，2006年9月，集成JT1-CZ2000机车信号车辆系统设备经过重新设计和制造。 

 JT-C系列机车信号车载系统设备，吸收了JT1-A/B通用机车信号和JT1-CZ2000机车信号多年的大规模推广和使用先进DSP的经验技术，符合故障 - 安全原理，具有数据记录和远程监控接口功能，符合《JT-C 系列机车信号车载系统设备技术规范（暂行）》的要求，是安全性，可用性和可靠性最完善，最先进的机车信号设备，是一种车载具有机车信号主观条件的装置。

4.1设备构成

JTl-C系列机车信号车辆系统由机车信号主机（包括机车信号记录板），机车信号双接收线圈，机车信号机，电源接线盒和连接电缆组成。 JTL-C系列机车信号车载系统通过机车的第一线圈将轨道表面信息接收到前接收线圈，并将其发送到机车信号主机。主计算机通过模数转换和数字信号处理来转换一系列解码过程。代码结果显示在安装在驾驶室中的机车信号机上以引导驾驶员驾驶，同时，机车信号信息作为控制车辆的基本条件输出到监控装置。 

机车信号记录板可记录机车信号的运行状态和地面信息，并可通过地面处理系统读取和分析机车信号运行过程中收集的相关动态信息。

JTl-C系列机车信号车载系统设备的构成如图1-7所示。

图1-7   JTl-C系列机车信号车载系统构成

轨道电路信号由机车信号双接收线圈感测和接收。两个接收线圈中的每个信号对应一个主板，同时由主板上的两个接收电路接收。进入主板的信号由隔离放大器隔离，然后由DSP芯片通过A/D转换进行处理和解码。与JTl通用机车信号相比，JTl-C系列机车信号车系统取得了一系列改进。 

（1）采用新型双向绕组接收线圈，确保接收线圈单向断开，或者由于中间连接故障无法接收接地信号，另一个接收线圈确保机车信号仍然可以正常翻译。代码输出。 

（2）主机单机采用“二取二”故障安全结构，采用两套热备冗余提高可靠性。每组主机对应一个接收线圈绕组。 

（3）接线盒已相应改进，以支持双线圈电感器的引入。 

（4）新型LED显示屏功耗低，可靠性高，与现有的机车信号兼容。 

（5）增加了机车信号记录器。 

（6）全部使用屏蔽电缆。

4．2系统工作原理

4.2.1机车信号主机

4.2.1.1主机工作原理及结构特征

机车信号主机把从两路接收电路同时接收到的轨面信息由隔离放大器进行隔离，经AD转换，由DSP芯片进行处理、译码，控制相应的输出显示。

主机的原理框图如图1-8。双路接收线圈的一路接主机板A，另一路接主机板B，主机输出除原来并行输出外，预留了CAN总线输出或RS485输出，可支持双向信息传输。

图1-8  接收主机结构原理

主机内部采用6槽机箱结构，从左到右，录音板，主板A，主板B，连接板，电源板1和电源板2。＃nbsp;主板完成信号的接收和输出工作。两个主板，两个电源板和两个接收线圈构成双热备份冗余系统。 

连接板实现并行端口输出的配电，主机状态显示和双端口切换等功能。 

连接板的前面板有八个指示灯。两个正常指示灯，两组主板在没有故障时点亮。两个工作指示灯，通常只有一个亮，表示主机处于输出工作状态。两个电源指示灯指示两组主机输入50V电源是否正常，两个上行链路和下行链路指示灯，以及上行链路和下行链路开关是否正常运行。有两个手动转换按钮。当检测到机车信号时，可以按下转换按钮以实现主机和备用机之间的手动切换以检测指定的主板。双机的热备故障切换是自动的，并且在上电时哪一台双机投入运行是随机的。 

两个电源板各包含一个电源模块。电源模块的每个输入为110V，输出为双50V。一种方法是为接收主电路提供50V工作电源，另一种方法是为动态控制安全照明电路提供50V照明电源。照明功率由主机输出的动态信号激发。当电源消失时，照明电源关闭，电路设计为安全。 

记录板在机车运行过程中实现相关动态信息的采集和记录，并通过U盘作为转储介质读取。在记录板上插入能够在机车运行期间实时记录各种动态信息的大容量CF卡和用于完成信息转录的USB接口。采用大容量CF卡作为记录介质的记录仪可以真实反映机车信号动态运行的各种变化，实时全面记录机车信号相关信息。 

机车信号记录板功能由两个主要部分组成。第一个是车载部分。主要功能是在机车信号运行期间收集相关的动态信息。

二是地面数据处理部分，采用U盘作为传输介质，通过USB接口进行读取，转换，显示，回放和分析，提供文本和图形友好的人机界面，并提供自动统计和分析列表。打印输出和其他功能。 

录像机共有八个指示灯，排列和命名如图1-9所示。

图1-9 记录板指示灯示意图

主机启动时记录板8个灯同时闪烁2次表示记录板进行初始化。

4.2.1.2双套热备冗余方式

主机的双热备系统是指双热备系统，由机车信号主单元中的两组主板，接线盒中的双向电源和双向接收线圈组成。主机完成双热备用输出的切换。 

主机的双机开关继承了JT1-B机车信号主机切换电路。也就是说，主机上电后，主机被一组主机随机占用，即处于工作状态，另一组处于待机状态。当占用输出位置的主机发生故障时，电源自动关闭，输出位置状态丢失，待机的输出位置状态得到，从而实现双机的自动切换。但是，对于JT1-B机车信号主机，当接收线圈信号输入部分和工作主机的前置放大器部分发生故障时，机车信号主机误认为线路没有代码并“关灯”，不切换到正常工作待机状态。机器导致两组热备份无法工作。 JT1-CZ2000主机在两组主板之间有一个动态方波信号，用于信息交换。当工作主机的前级故障“关闭”时，备用机器的正常“代码”信息将被传送到工作主机，工作主机将很短。输出自动切断，以便系统自动切换到备用机器。实现完全双热备份。此外，通过外部切换控制（从面板或测试仪），您可以强制将A和B机器设置为工作机器或备用机器，这为自动系统测试提供了基础。

4.2.2机车信号双路接收线圈

机车的双信号接收线圈在内部设计为双向接收线圈，每个接收线圈对应于机车信号主机中的主板。当其中一个接收线圈发生故障时，主机可以自动改变控制电路，将相应的主机转换为正常运行的机器中的正常接收线圈，提高了系统的可靠性。 

双向接收器线圈保持原始接收器线圈的电气参数和安装方法，这与TB/T2859-1997标准中规定的单个接收器线圈相同。双向接收器线圈设计用于考虑开路和双向线圈短路对系统接收器电路的电参数的影响，并确保线圈接收的另一线圈的幅度不超过15％ 。 

另外，双向接收器线圈可以执行车辆设备的自动闭路检测。在测试期间，线圈的一个环路传输信号作为测试线圈，另一个线圈接收信号，并控制连接到接收器线圈的主机进行解码和接收，从而实现闭环测试车辆中的设备。该设计完成了闭路测试并消除了测试线圈。4.2.3机车信号显示器

传统机车的信号屏基于彩色光幕的信息，每个屏幕上相应的8色灯有8个灯泡。灯泡由灯丝组成，长时间在充满活力的环境中使用，灯光屏幕的不断变化以及信号信号清晰度新标准的闪光信号的开启和关闭。机车很可能导致灯泡破裂。未显示由断丝引起的直接故障。此外，现场使用的灯的功率从5W到8W不等，有许多类型，高功耗和不均匀的质量。它在机车信号系统的所有故障中占一定比例。随着列车速度的增加，灯丝振动的问题可能更大。此外，传统屏幕最多只能显示8种不同类型的信息，而且显示容量有限。为了提高显示器的可靠性，主体机车的信号系统需要使用8色双面LED机车信号屏或双面点阵显示器。

第5章 机车信号车载设备故障确认原则

及应急处理

5.1机车信号车载设备故障的判定原则

机车信号在已电码化区段出现下列情况之一时，可判断为车载设备发生故障：

1． 机车信号显示与地面信号显示含义不一致，且运行到下一闭塞分区（站内为下一发码区段，下同）仍不能恢复正常时；

2． 机车信号短暂显示异常（如掉码、窜码等，下同），且不能在10秒内自动恢复正常时；

3． 机车信号机灭灯时。

5.2机车信号车载设备故障应急处理方法

5.2.1确认机车信号故障后的申报程序

(1).发生故障地点在路局管内时，机车乘务员应立即通知就近车站，由车站值班员负责报告列车调度员同时通知电务工区（或驻站人员）。

(2).电务人员接故障通知后，应立即赶到行车室，通过无线电台与机车乘务员联系，询问故障的现象、处理过程、列车车次、机车号码、机车信号主机的型号等，机车乘务员应积极配合。

(3).发生故障地点在路局管外时，按所在路局的有关规定申报和处理。

5.2.2机车信号故障后的处理办法

（1）当道路局发生故障时，调度站可以根据机车交叉口的情况将故障机车安排送回最近的电力机车应急调度信号（处理点的分布如下） 。 

（2）电站驻地人员应立即向电力调度部门报告机车信号的故障信息，并携带工具检查机车信号设备状态，进行初步判断处理;电力调度应立即通知最近的机车信号应急处理。点人员携带工具和备件，迅速赶到故障机车到达车站进行维修，并向电力部门派出报告。 

（3）在电力调度部分的调度通知接收到机车信号的应急响应点后，应立即将一整套机车信号应急备件送往故障机车进行故障处理。故障处理主要基于主机和辅助设备的更换，并且应该在处理期间保持与电力部分的发送接触。 

（4）在机车信号故障完成之后，在联合确认电力和发动机之后恢复机车信号设备的正常使用。同时，驾驶员应立即通知车站服务员，车站服务员负责报告列车调度员;电工立即向电力调度部门报告。

5.2.3机车信号故障应急处理点的器材配备标准及管理规定

(1)．各应急处理点器材配备标准如下：

1).  每种类型的主机各1套。 

2).  每种类型的接线盒各1套。

3).  LED及灯泡式机车信号机各1台。

4).  通机开关盒1台。

5).  接收线圈2台。

6).  便携式发送箱1台。

7).  其他易损件配备应满足2台机车的需要。

(2)．各应急处理点的备用机车信号设备器材，由机车信号检修所归口管理并建立台账。各应急处理点所在车间应指定专人负责机车信号应急故障处理工作，负责人应对机车信号设备备品每旬检查一次，并建立台帐，做好检查、使用记录。备品使用后须及时向段调度汇报，由段调度负责通知机车信号检修所补齐。

(3)．应急处理点倒换了备用器材后，必须在24小时内将故障器材送回机车信号检修所并领取临时备用器材。机车信号检修所应在七日内将故障器材修复并送至故障机车所在的机车信号测试（或库修）工区，同时取回临时备用器材。由有关工区用送达的修复器材把正在使用的备用器材倒换下，并及时做好有关更换记录。

(4).在认真抓好机车信号维修人员技术业务培训的同时，还应积极做好现场信号工区一般信号工的机车信号常识培训，使之能够较熟练地分析处理机车信号常见故障。

5.3记录板面板指示灯故障显示

记录板面板指示灯含义

6.1机车信号机设备故障应急处理程序

故障应急处理作业程序：

 1.当设备出现故障时，首先要确定故障现象和性质，立即通知机房或地面处理，了解机车停车位置，出境计划;证书; 

 2.接受故障时，向空乘人员学习机车信号设备的运行情况（或检查机车运行日志），并根据报告单和质量分析确认故障点; 

 3.准备工具材料，用黄色标志套装，到故障点进行主动修复; 

 4.在车辆底部工作时挂红旗（红灯）; 

 5.对于无法及时修复的故障，可能会影响机车出计划，应先联系机组人员更换车辆; 

 6.如果故障造成严重后果，请勿触摸设备，保护事故现场，向上级报告损坏情况，并听取上级的指示; 

 7.严禁在此过程中非法操作; 

 8.故障修复后，船员相关人员将彻底彻底检验，并按规定填写证书; 

 9.调度报告（故障位置，时间，现象，处理情况），并填写相关分类帐。

6.2机车车载设备故障应急处理方法

1.当机车信号显示与地面信号显示含义不一致（含机车信号短暂显示异常连续超过10秒且不能自动恢复正常）时，副司机或随乘司机应依次采取下列步骤：

(1).检查Ⅰ、Ⅱ室开关位置和上、下行方向开关位置是否正确【注意：安装通用式机车信号车载设备的机车在ZPW-2000发码车站（目前局管内包括浙赣线、武九线以及京九线孔垄～南昌西站等），或安装主体机车信号车载设备的机车在非闭环电码化的ZPW-2000发码车站（目前局管内有武九线），当正向运行的上（下）行列车进入下（上）行正线时，必须确认上、下行方向开关已改扳到下（上）行位置，否则将接收不到正线出站信号机的发码】；装有 “试验、运行”开关的机车，要确认 “试验、运行”开关位置放在“运行”位。

(2).观察监控装置（无液晶显示屏的LKJ-93型除外）显示屏上的信号显示是否与地面信号显示含义一致。如一致，可按地面信号显示含义，使用监控装置监控列车继续运行到机车折返点并在入库时向机车信号检测人员报活。

(3).到机房按压机车信号主机上的双机切换按钮（指主机面板上有双机切换按钮时），观察机车信号显示是否恢复正常（调机除外）。

(4).如按上述步骤处理，仍无法恢复机车信号正常，应采取临时停车措施，关闭机车信号主机供电电源，10秒后重新接通，观察机车信号显示是否恢复正常。

2.当机车信号机灭灯时，副司机或随乘司机应采取下列步骤：

(1).检查机车信号机灯泡是否断丝。打开机车信号机显示器，使用备用灯泡将对应灯位的灯泡换下。

(2).观察监控装置（无液晶显示屏的LKJ-93型除外）显示屏上的信号显示是否与地面信号显示含义一致。如一致，可按地面信号显示含义，使用监控装置监控列车继续运行到机车折返点并在入库时向机车信号检测人员报活。

(3).如按上述步骤处理，仍无法恢复机车信号正常，应采取临时停车措施，进行更换机车信号主机电源保险，更换程序见附件1（机车信号备用保险由电务工区负责提供和管理，存放在机车信号机显示器内，并纳入机车出入库检查范围）。

当采取上述措施后，仍不能使机车信号恢复正常时，司机应及时申报机车信号设备故障，并按规定采取相应的安全措施。

第7章 机车信号设备部分常见故障

及其可能原因

8.1.I室机构“上行”灯不亮，但可以译码。

I室机构操纵指示灯亮，由下行扳至上行后，连接板、主机板下行灯亮，但机构上的上/下行指示灯都不亮。

开关扳至上行，虽然机构上的灯不亮，但译码正确，说明条件已经过去，只是表示没有来。

甩开I-ZS插头，用万用表的200V直流电压档，用黑表笔借用I-ZS.9（﹣50V），测试I-ZS.6，如果有50V说明主机上行表示已输出。

恢复I-ZS插头，甩开I-LL插头，万用表的200V直流电压档，用黑表笔借用I-LL.9（﹣50V），测试I-LL.6，如果没有50V说明此电缆断线。

8.2主机上电后闪绿灯且反复重启。

(1).主机上电即点绿灯，但主机自检通过后绿灯灭。

(2).此故障现象表明，绿灯是强制点灯，在主机的测试插孔，用万用表的直流电压档，黑表笔借﹣50V，而红表笔测试绿灯，通过甩相关板件或插头，找出混线部位。

8.3I室机构内+50V条件断线，造成I室上/下行开关无效。

(1).当机车由II室换至I室时，连接板上的“I端”灯亮，而I室机构的操作指示灯不亮，上/下行开关无效。

(2).连接板上的“I端”灯亮，证明机车上换向电源已通过X26.10接入连接板内。

(3).甩开I室机构的I-LL航空插头，用黑表笔借同I-LL.9（﹣50V），用红表笔测试I-LL.3,如果50V电压，证明电缆良好。

(4).将机构上的I-LL插头恢复，在机构内借﹣50V电源，按电路图寻找+50V的断点。

78.4接收线圈输入线断线故障

故障概况：电源板指示灯显示正确，连接板上的“电源”灯亮，而“工作”和“正常”指示灯灭，且主机板上/下行指示灯同时闪亮。

查找方法：用200Ω电阻档在主机的测试插孔LX30.15、LX30.16或LX30.17、LX30.18处测试线圈电阻，如线圈电阻为开路“1“。

将线圈接线盒上L27A/L28A或L27B/L28B插头拧下任意一个，用200Ω电阻档测试接线盒上L27A/L28A或L27B/L28B插座上电阻，电阻为有8Ω或13Ω，则证明线圈和线圈接线盒良好。

用20KΩ电阻档再测试L27A/L28A或L27B/L28B插头，如测试为开路，则证明X26的线圈输入线断线。

8.5主体化记录板中无记录文件故障。

故障概括：在机车入库后，转录主体化机车信号文件，在转文件时发现无文件。

查找方法：观察记录板上“CFC”亮灯情况，如果此灯常亮，说明记录板中无卡。

如果“CFC”灯不亮，说明卡的插座故障。

8.6主机上电自检后即反复重启故障。

(1).主机上电自检通过，证明主机板件良好（点灯电路除外）

(2).在环线没有给主机发码的情况下，主机反复重启，证明B灯有问题。

(3).甩开主机后的X27、X28、X22及2块主机板，故障仍然存在。

(4).在甩开电源板1，主机即点B灯，证明故障点应该在电源1板内。

(5).关断主机电源，用万用表的蜂鸣档，一个表笔测试B灯，另一个表笔测试“测试插孔”的其它插针，当测至LX30.11时，万用表鸣响，证明是电源板1中的B灯和SD2混线。

结束语

在韩峰老师的指导下，本毕业论文的设计即将结束。通过“机车信号研究与常见故障分析”主题的设计，我进一步认识到机车信号系统在铁路设备现代化中起着举足轻重的作用。 

机车信号从辅助信号上升到主信号，并且列车运行中机车信号的位置发生了根本性的变化。实现机车信号主体的过程是不断提高机车信号的稳定性和可靠性，从量变到质变过程。必须从整个地面信号系统和车载信号设备中考虑机车信号稳定性和可靠性的提高;必须从设计，生产，施工，使用和维护的整个过程中考虑。分析影响机车信号稳定性和可靠性的因素，找到解决问题的方法，最终实现机车信号主体的目标。 

机车信号设备比较复杂，要研究它的典型故障情况，我们必须首先了解它的结构以及它可以实现的功能。在此基础上，我们将深入研究机车信号设备各部分的工作原理。最后，在对机车信号设备典型故障案例进行研究的基础上，可以从根本上分析案例的根本原因。 

本文详细解释了机车信号日常维护中遇到的常见故障以及故障处理中遇到的一些常见问题。通过这种毕业设计，我的收获相对较大且深化。对专业知识和工作内容的理解提高了我的思考和分析能力。

参考文献

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[4]中华人民共和国铁道部.信号维护规则业务管理. 北京：中国铁道出版社，2006年1月

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