城轨信号基础设备—计轴设备
城市轨道交通信号基础设备—计轴器
传感器
轨道区段
电缆盒 室外 室内
传输线路 计算机
计轴器工作原理图
传感器 电缆盒
计轴系统的工作原理
当车轮抵达计轴器A作业区，
计轴器A将车轴脉冲经电子连接
箱传给室内计算机主机系统，并
轮轴传感器（K1、K2） 计轴参考方向
钢 轨
枕 木
RR X1 X2
RR X1 X2
计 （轴 zp点301）TX1 电子连 TX2 接盒
室外设备 传输线路
TX2
电子连TX2
计轴点2 （zp30）
接盒
室内设备（运算器和继电器接口）
计轴器的系统组成
轨道磁头
计轴系统：是通过对车轮轮对的计数来判断区间的占用情况。利用高频磁头发射 磁场，当有列车通过时，列车轮对会切割磁力线，使接收端接收到的场强变小，从而 计算有多少组轮对通过计轴设备。
轨道磁头实物图
电子单元
电子单元有称电子连接盒。电子单元将室内提供的电源转化为单元模块所需的 电压，并向计轴器的发送磁头提供信号电压。为了给电子单元提供良好的工作环境， 应将电子单元安装在具有防尘、防潮、防电磁干扰的密闭安装盒（黄帽子）中。
电子单元实物图
密闭安装盒实物图
电子单元
电子连接盒：将室内提供的电源转换为电子电路所用电压，用电缆接一对TX/RX磁 头，分别向两个TX线圈发送调频电源；接收及处理来自相应RX线圈的信息，直接处理和 计算进、出车轮轮轴数，将模拟车轮脉冲转变为便于远距离传输的数字车轮脉冲，并将 计数和计轴数据送到室内的计轴核算器。
区段长度可达20km
铁路城轨计轴设备概述
铁路城轨计轴设备概述1. 引言铁路城轨计轴设备是现代铁路交通系统中的重要组成部分。
计轴设备的主要功能是实时监测和记录车轴的运行状态，以确保列车运行的安全性和稳定性。
本文将对铁路城轨计轴设备进行概述，包括计轴设备的类型、工作原理以及在铁路交通系统中的应用。
2. 计轴设备的类型计轴设备根据其工作原理和功能可分为以下几种类型：2.1 轴温检测设备轴温检测设备主要用于监测列车车轴的温度变化。
它通过安装在轨道侧面的传感器，实时测量车轴的表面温度，并将数据传输到中央控制系统。
这种设备可以帮助铁路工作人员监测车轴的温度变化，及时发现问题并采取相应的措施，以防止车轴过热引发事故。
2.2 轴重检测设备轴重检测设备用于测量列车车轴的重量。
它一般安装在轨道上方或轨道侧面，通过传感器测量车轴的压力，并将数据传输到中央控制系统进行分析和记录。
轴重检测设备可以帮助铁路工作人员了解列车车辆的荷载情况，及时调整列车的运行计划，以确保车轴的安全运行。
2.3 轴位检测设备轴位检测设备主要用于监测列车车轴的位置状态。
它安装在轨道上方或轨道侧面，通过传感器检测车轴的位置，并将数据传输到中央控制系统进行处理。
轴位检测设备可以帮助铁路工作人员监测车轴的位置变化，判断列车是否偏离轨道，并及时采取措施进行调整。
3. 计轴设备的工作原理计轴设备的工作原理主要基于传感器和数据传输技术。
根据不同的计轴设备类型，其工作原理略有不同：3.1 轴温检测设备的工作原理轴温检测设备通过安装在轨道侧面的感应器，实时监测车轴的温度变化。
感应器可以是红外线传感器或热电偶传感器，根据车轴表面的热辐射或热电偶效应来测量车轴的温度。
测量到的温度数据通过电缆或无线传输方式传输到中央控制系统进行处理和记录。
3.2 轴重检测设备的工作原理轴重检测设备通过安装在轨道上方或轨道侧面的压力传感器，实时测量列车车轴的重量。
当列车经过压力传感器时，传感器会感受到车轴的压力而产生相应的电信号。
铁道信号 第二章信号基础设备-计轴设备
一、传感器
敏感元件：能直接感受，获取被测量并能输出与被测 量有确定函数关系的非电量元件； 传感元件：不能直接感受被测量，而是将敏感元件输 出的非电量转换成电量输出； 信号调节和控制电路：把传感元件输出的电信号转换 成便于显示、记录、处理和控制的有用电信号电路。 1
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二、计轴设备 1、定义、作用： 计轴设备和轨道电路一样是用来检查区间是否有列 车或车辆的检查监督设备。 优点：工作不受道床、轨道状态和气候条件影响，而 且控制距离可达20km，区间无需装设钢轨绝缘等。 缺点：不能检查断轨，不能传输与行车有关的信息。 继电半自动闭塞列车完整到达及在区间有没有丢失 是靠人工确定的（值班员）但人总是会犯错误的，如果 装设了计轴设备，通过此设备可验证列车是否完整到达， 以设备作为保证，则可大大提高行车的安全性。
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列车进入区间，计轴器对轮轴进行计数， 列车进入区间，计轴器对轮轴进行计数，并发 出区间占用信息，列车全部通过车站计轴点时， 出区间占用信息，列车全部通过车站计轴点时，停 止计数， 止计数，并经传输线向对方车站发送本站所计车轴 数。 当列车到达接车站计轴点时， 当列车到达接车站计轴点时，由于列车是驶离 区间，计轴器进行减轴运算， 区间，计轴器进行减轴运算，同时接车站在列车全 部通过后，将所计轴数再传送给发车站。 部通过后，将所计轴数再传送给发车站。 两站的微机同时对驶入区间和驶离区间的轮轴 数进行比较运算，两站一致时， 数进行比较运算，两站一致时，发出区间空闲信息 表示，这时微机控制闭塞设备自动复原， 表示，这时微机控制闭塞设备自动复原，否则区间 仍将处于占用状态。 仍将处于占用状态。
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2、组成： 在区间的两头各装有一套计轴设备，设备分室内、室 外两部分，两站间用一对通信传输线路联系。 （1）室外：传感器 T1、T2 发送磁头 R1、R2 接收磁头 电缆 通信传输线
城市轨道交通通信信号系统—信号设备
6.3.2 轨道电路
• 轨道电路是以轨道线路的两根钢轨作为导体，两端加以机械绝缘或是电气绝缘，并接上送 电和受电设备构成的电路。
6.3.3 计轴器
• 计轴器是用于完成计算车辆进出区段的轮轴数、监督列车占用轨道区段状况的一种技术设 备，它不受轨道线路、道床状况的影响。
6.3.4 查询应答器
查询应答器是采用电磁感应原理构成的 高速点式数据采集/传输设备，用于实现城 市轨道交通地面与列车间相互通信。
固定信号是将信号机固定在一个位置 上，用颜色的变化显示信号指示列车运行。
固定信号机设置原则： ① 城市轨道交通采用右行车制，地面 信号机设于列车运行方向的右侧，地下隧 道中的信号机一般装在隧道壁上； ② 特殊情况下，固定信号机可设于列 车运行方向的左侧或3.1 信号及其显示设备
6.3.2 轨道电路
轨道电路的安全可靠性直接影响行车安全和运输效率。 1、轨道电路的作用
①监督列车占用线路的情况，利用轨道电路可反映该段线路是 否空闲，为开放信号、建立进路或构成闭塞提供依据;
6.3.2 轨道电路
轨道电路的安全可靠性直接影响行车安全和运输效率。
1、轨道电路的作用
②传递列车信息，例如音频数字编码轨道电路中传送的行车信息， 为ATC 系统直接提供控制列车运行所需要的前行列车位置、运行 前方信号机状态和线路条件等有关信息，以决定本次列车运行的 目标速度，控制列车在当前运行速度下是否停车或减速。
6.3.1 信号及其显示设备
• 城市轨道交通列车在各自轨道上的行驶必须遵从一定的信号指挥。为了保证列车行驶安全， 提高运输效率，设有多种信号来指挥列车的行车作业。城市轨道交通的信号主要有固定信 号、车载信号、轨旁指示标志和手信号等。
固定信号
城市轨道交通计轴设备认识及维护
件。 ➢ 检查室外磁头是否有损坏。如有损坏，更换磁头。 ➢ 排除故障后，进行区段复零操作。
2.一个或几个计轴轨道继电器落下 故障查找：计轴系统的故障一般由信号员发现一个区段无车但是却
显示占用,并且不能复零。 ➢ 定位室外计轴点及室内相应的串口板、并口板 ➢ 确定是否是由磁头故障或者位置不合适引起的瞬时故障。 ➢ 确定是否是由于通信中断,检测点断电,或者检测点故障。 ➢ 检查室内相关串口板，并口板工作状态，如有故障，更换相应器
任务1 计轴设备基本组成
磁头
室外电子盒
室内主机
室外钢轨上安装两个磁头，其作用： 1、有效计轴，检查空闲、占用状态； 2、鉴别列车运行方向。
磁头部分名称
枕木 钢轨 发送磁头 接收磁头 磁头电缆 防护套管 托架
完整的磁头电缆
轨道磁头
No
黄帽子
Image
安装基座
室外电子单元
电子盒 支座
安装基座
ACE室内主机
件。 ➢ 检查室外计轴点模拟板、评估板工作状态，如有故障，更换相应器
件。 ➢ 检查室外磁头是否有损坏。如有损坏，更换磁头。 ➢ 排除故障后，进行区段复零操作。
三、故障维护工作注意事项
1、故障维护工作必须执行铁路运营的有关规章制度,以确保行车及人身 安全。
2、ACE主机电源板、CPU板不支持热插拔； 串口板、并口板以及室外计轴点EAK模拟板、评估板支持热插拔； ACE主机重启前至少断电30秒。
室外计轴点电源DC120V 轨道继电器电源DC24V
更换故障板卡
检查计轴主机的电 源板及CPU板指示
灯状态
定位室外计轴点及 室内相应的串口 板、并口板
信号设备介绍
信号设备的介绍一、轨道计轴器的组成计轴器由传感器、计数比较器等部分组成。
当车辆轴数的信息需要远距离传输时，计轴器还需采用传输设备。
1.传感器是计轴器的基础设备，其作用是将机车、车辆通过的车轴数转换成电脉冲信号。
早期使用的传感器一般是机械式，目前一般采用电磁式。
电磁式传感器由磁头、发送器、接收器三部分组成。
磁头有一个发送线圈和一个接收线圈分别装在钢轨的两侧。
发送器向磁头的发送线圈馈送较高频率的电流，使其周围产生交变磁场，并通过空气、钢轨、扣件等不同介质环链到磁头的接收线圈,感应出一交流电压。
车轴通过磁头时,车轮的屏蔽作用和轮缘的扩散作用，使环链到磁头的接收线圈的磁通量发生变化，并使感应电压显著降低。
接收器将这个变化的感应电压转换成车轴电脉冲信号。
2.计数比较器主要由计数器、鉴别器、比较器组成。
它将进出两个计轴点之间的车轴电脉冲信号进行计数和比较，以判断区间（或轨道区段）是否空闲。
3.传输设备主要由电信号发送器和电信号接收器组成。
多采用频率数码传输方式二、轨道计轴器的应用计轴器可应用于半自动闭塞和自动闭塞区段，也可用于铁路道口的防护、驼峰编组场的高轴阻检查、测速、判定钩车数等，还可在行车指挥自动化、列车运行自动化方面作为校正里程的依据。
三、计轴器的工作原理计轴设备利用轨道传感器、计数器来记录和比较驶入和驶出轨道区段的轴数，以此确定轨道区段的占用或者空闲。
其工作原理是：利用电磁感应的原理，当列车出发，车轮进入轨道传感器作用区时，微机开始计时，轮对经过传感器磁头时，计轴磁头可以探测到通过列车的轴数，向微机传送计轴脉冲，并经电子连接单元EAK单元向计轴运算器报告。
判定运行方向，确定对轴数十累加计数还是递减计数。
通常情况下，由2个计轴探头可以确定1个闭塞分区。
计轴探头沿线路安装在钢轨上，其位置也是闭塞分区的分界点。
计轴运算器是计轴的核心部件，收集器控制范围内的计轴探头发来的所有信息。
计轴运算器计算相邻2个计轴报告的轴数关系，就可以确定该闭塞分区是否空闲。
地铁信号基础第二章、 信号基础设备-信号机、转辙机和计轴器
第二章信号机、转辙机、计轴器第一节信号机信号机是用于指挥列车运行的信号设备，信号机显示为开放信号时允许列车通过进路，信号机显示为关闭信号时禁止列车进入进路。
开放信号是指室外信号机点亮绿灯(黄灯或白灯)，关闭信号是指室外信号机点亮红灯(蓝灯)。
一、色灯信号机色灯信号机以其灯光的颜色、数目和亮灯状态来表示信号。
现多采用透镜式色灯信号机，它采用透镜组来将光源发出的光线聚成平行光束，故称为透镜式。
它结构简单，安装方便，控制电路所需电缆芯线少，所以得到到广泛采用。
(一)、透镜式信号机的结构透镜式色灯信号机有高柱和矮型两种种类型，它们的区别主要在于高柱信号机的机构在信号机柱，而矮型信号机的机构安装在水泥基础上。
高柱透镜式色灯信号机如图21—6所示。
它由机往、机构、托架、梯子等部分组成。
用于安装机构和梯子。
机构的每个灯位配备有相应的透镜组和单独点亮的灯泡，给出信示。
托架用来将机构固定在机柱上，每一机构需上、下托架各一个。
作业。
图2－1－1 高柱透镜式色灯信号机图2－1－2 矮型透镜式色灯信号机图2－1－3 透镜式色灯信号机实物图图2－1－4 调车透镜式色灯信号机实物图(二)、透镜式信号机的机构机构的每个灯位由灯泡、灯座、透镜组、遮檐及背板等组成，如图图2－1－5所示。
图2－1－5透镜式色灯信号机构灯泡是色灯信号机的光源。
为保证信号显示的不间断，目前绝大多数信号机均采用直丝双丝铁路信号灯泡。
即当点亮的主灯丝断丝时，可改为副灯丝点亮。
灯座用来安放灯泡，采用定焦盘式灯座，在调整好透镜组焦点后固定灯座，更换灯泡时无需再调整。
透镜组装在镜架框上，由两块带棱的凸透镜组成，里面是有色带棱外凸透镜(可有红、黄、绿、蓝、月白、无色六种颜色)，外面是无色带棱内凸透镜。
之所以采用两块透镜组成光学系统，是利用光的折射和反射原理，将光源发出的光线集中射向所需要的方向，即增加该方向的光强。
这样，就能满足显示距离远且具有很好的方向性的要求。
第二章_信号基础设备——信号机、转辙机和计轴器
第三节 计轴器
3.室内光纤电路与故障安全计轴处理器 室内光纤电路与故障安全计轴处理器
该部分电络将计轴点送来的预处理过的信号, 该部分电络将计轴点送来的预处理过的信号 经光电转换 接收电路榆出适合于TTL电路的逻辑电平，经过相应的电 电路的逻辑电平， 接收电路榆出适合于 电路的逻辑电平 路处理后，送给故障安全计轴处理器计数、测速、 路处理后，送给故障安全计轴处理器计数、测速、故障监 测等控制。 测等控制。
传感器 T/R电 路 电
光纤发 光纤 光纤 接 送电 路 收电路
I/O 接口
FS 处理 器
第三节 计轴器
二、计轴器的部件 1.轮轴传感器 轮轴传感器 K1和K2两组磁头，每组磁头又由 个发 两组磁头， 和 两组磁头 每组磁头又由1个发 送磁头（ ） 个接收磁头（ 送磁头（TX）和1个接收磁头（RX）组 个接收磁头 ） 成。发送磁头的信号来自电子连接盒的发 送接收板。在接受磁头中感应出交流信号。 送接收板。在接受磁头中感应出交流信号。 该信号送到电子连接盒的发送接收板， 该信号送到电子连接盒的发送接收板，输 出一相应的直流电压。 出一相应的直流电压。
第三节 计轴器
三、计轴器的基本工作原理 计轴设备利用轨道传感器、 计轴设备利用轨道传感器、计数器来记录和比较 驶入和驶出轨道区段的轴数。 驶入和驶出轨道区段的轴数。以此确定轨道区段 的占用或空闲，其工作原理是：当列车出发， 的占用或空闲，其工作原理是：当列车出发，车 轮进入轨道传感器作用区时，微机开始计轴， 轮进入轨道传感器作用区时，微机开始计轴，轮 对经过传感器磁头时，向微机传送轴脉冲， 对经过传感器磁头时，向微机传送轴脉冲，微机 开始计数，判定运行方向， 开始计数，判定运行方向，确定对轴数是累加计 数还是低贱计数。系统规定， 数还是低贱计数。系统规定，饭进入防护区段的 轮轴数进行加轴运算， 轮轴数进行加轴运算，凡是离去防护区段的轮轴 进行递减运算。 进行递减运算。
轨道交通通信与信号 课件 第四章 信号基础设备——计轴系统(共13张PPT)
3、为什么一个计轴点要设置两套轨道磁头？
4、试比较计轴设备与轨道电路的优缺点。
计第Z（P轴四24）3设 章计还备信轴可分号点一以为基设用、室础备于计内设由检和备轴D测轨—E系列K旁—统4车两计3速的双部轴度置功分系,传判能。统感定器列车通过计轴点的时间，自动校
连 Az接S3，50可U以由处室理外相设邻备系和统室的内信设息备。两个部分组成。
21、了简解述西Az（门S3子150）AMzS计计3轴5轴0设U系型备统计的用轴组系成以统。检的测特列点。车通过线路上某一点（计轴点）的车轴数, 13连2、 、接会为了，识什解可别么西以以计一门处轴个子检理系计A相查z统轴S邻两3的点5系0个组 要统U成设型计的部置计信轴件两轴息点；套系。之轨统道的间磁特或头点轨？。道区段内的空间情况,其用途与轨道电路相
和连接电缆、轨道箱组成。
（2）室内设备：运算单元EC。
拓展与提高
2、AzS350U型计轴系统的特点 AzS350U的一个重要的特性是，可以直接连接5个ZP43计轴点，每
个运算单元可以检测4个线路区段。两个运算单元通过插座（V.24
接口）和双芯屏蔽铜导线连接，也可通过光纤或无线系统（如：无线 中继）传输数据。运算单元可以通过“级联”的形式进行任意数量的
第四章信号基础设备——计轴系统
●核心知识 1、了解计轴系统的作用； 2、熟悉计轴系统的结构及工作原理； 3、掌握计轴系统故障时的恢复办法。 ●技能要求 1、会识别计轴系统的组成部件； 2、会进行计轴系统故障修复之清扫受扰区段。
第二章 信号基础设备——信号机、转辙机和计轴器
第三节 计轴器
四、计轴器的功能 （1）计数列车轮轴经过轨道传感器的轴数和检测列车轮 ） 轴运行方向, 轴运行方向 这是计轴器应具备的基本功能这里还需要考 虑列车沿一个方向经过轨道传感器时, 虑列车沿一个方向经过轨道传感器时 有可能停在轨道传 感器上, 过后, 如果列车又沿同一方向继续运行, 感器上, 过后, 如果列车又沿同一方向继续运行, 计轴器在 原来所计轴数的基础上进行累加计数如果列车沿相反方向 运行, 运行 则计轴器在原计轴数的基础上进行累减计数列车一 旦压上轨道传感器, 计轴器开始计轴, 旦压上轨道传感器 计轴器开始计轴 则使计轴继电器落 以此表示区间占用只有在轨道区段入口、 下, 以此表示区间占用只有在轨道区段入口、出口计轴器 所计轴数相减为零时, 才能使计轴继电器吸起, 所计轴数相减为零时 才能使计轴继电器吸起 以表示区 间空闲
第三节 计轴器
（2）检测列车的第一个轮轴通过轨道传感器的速度 测 ）检测列车的第一个轮轴通过轨道传感器的速度, 速范围是5-250km/h。 速范围是 。 （3）具有车速、轴数、列车运行方向和故障显示功能。 ）具有车速、轴数、列车运行方向和故障显示功能。 （4）具有与通道控制器通信的能力。将所计轴数传给两 ）具有与通道控制器通信的能力。 端车站闭塞机和闭塞分区另一端计轴器, 端车站闭塞机和闭塞分区另一端计轴器 并在车站闭塞显 示屏上进行显示 （5）具有与机车信号应答器通信的能力将车速、轴数及 ）具有与机车信号应答器通信的能力将车速、 时传给机车信号应答器 （6）具有自诊断功能 以利维修和迅速恢复正常运行。 ）具有自诊断功能, 以利维修和迅速恢复正常运行。
传感器 T/R电 路 电
光纤发 光纤 光纤 接 送电 路 收电路
I/O 接口
FS 处理 器第三Fra bibliotek 计轴器二、计轴器的部件 1.轮轴传感器 轮轴传感器 K1和K2两组磁头，每组磁头又由 个发 两组磁头， 和 两组磁头 每组磁头又由1个发 送磁头（ ） 个接收磁头（ 送磁头（TX）和1个接收磁头（RX）组 个接收磁头 ） 成。发送磁头的信号来自电子连接盒的发 送接收板。在接受磁头中感应出交流信号。 送接收板。在接受磁头中感应出交流信号。 该信号送到电子连接盒的发送接收板， 该信号送到电子连接盒的发送接收板，输 出一相应的直流电压。 出一相应的直流电压。
第02章 城市轨道交通基础信号设备
信号与通信概论 第 2 章 城市轨道交通基础信号设备 27
2.4 计轴器
计轴器是用于完成计算车辆进出区 段的轮轴数，监督列车占用轨道区段的 一种技术设备。它不受轨道线路、道床 状况的影响。对采用CBTC（基于无线通 信的列车运行控制系统）的城市轨道线 路，当无线传输设备发生故障时，可用 计轴器设备检查列车位置，构成“降级” 信号。
第2章 城市轨道交通基础信号设备
信号与通信概论 第 2 章 城市轨道交通基础信号设备 1
城市轨道交通基础信号设备包括信 号机、转辙机、轨道电路、计轴器、应 答器等，它们是城市轨道交通信号系统 的重要基础设备，它们的运用质量和可 靠性，是信号系统正常运行和充分发挥 效能的保证。城市轨道交通信号基础设 备沿袭铁路信号基础设备，但是有的基 础设备，例如信号机的设置和显示、轨 道电路的制式等，又不同于铁路。
信号与通信概论 第 2 章 城市轨道交通基础信号设备 28
2.4.1 计轴器的基本组成 计轴器由室内设备和室外设备两部分组成。
信号与通信概论 第 2 章 城市轨道交通基础信号设备 22
1．音频轨道电路的基本构成及原理 谐振式电气隔离音频轨道电路，是在轨道电 路分界处，采用电容和钢轨构成的电感组成谐 振回路，相邻轨道电路采用不同频率的信号电 流，使谐振回路对不同频率信号呈现不同阻抗， 实现轨道电路的无绝缘电气隔离。
信号与通信概论 第 2 章 城市轨道交通基础信号设备 23
信号与通信概论 第 2 章 城市轨道交通基础信号设备 13
2.3 轨道电路
轨道电路是由钢轨线路和钢轨绝缘 构成的电路。轨道电路的作用是监督列 车的占用状态，反映线路的空闲状况， 为开放信号、建立进路或构成闭塞提供 依据；传递行车信息（ATP信息），决 定通过信号机的显示或决定列车运行的 目标速度，从而控制列车运行。轨道电 路是信号的重要基础设备之一，它的性 能直接影响行车安全和运输效率。
城轨信号基础设备—计轴器
通过计轴系统获得列车占用区段的状态，为联锁/闭塞系统提供 条件。不具备轨道断裂检测功能。
四.计轴器的设置
对于一个轨道区段包含有多个道岔时，需要设置多个检 测点，以保证列车无论从哪个方向经过，都能检测出来。
A和B轨道区段的交界点的计轴传感器可共用一个，两个 轨道区段共用一个运算单元。
在渡线道岔区段，渡线的中间位置设置一个计轴传感器， 为确保不轮列车从道岔定位还是反位经过轨道区段时，都 能被检测到。
在交叉渡线道岔区段，两渡线道岔的中间位置都必须设置 检测点。
有轮轴和无轮轴时发送器交变场的改变
轮轴
接收线圈
1
2
轨枕
二.计轴器的工作过程
轮对通过--接收端场强变化--产生脉冲序列 通过计算脉冲个数，进而计算有多少组轮对通过计轴设备。 两组计轴器并用时，通过两组脉冲间的时序，可确定列车运行方向。
三.计轴器的工作原理
当列车驶入轨道区段时，传感器A的计数结果为N，此时传感器B 的计数结果为零，所以根据轴数信息，主机可判断出区段占用信息， 控制该区段的轨道继室外轨旁系统（探测点：磁头、电子单元EAK） （2）室内系统（计轴评估器ACE）
二.计轴器的工作过程
利用高频磁头发射磁场，当有列车通过时，列车轮对会切割 磁力线，使接收端接收到的场强变小。
无轮轴
有轮轴
1
发射线圈
1
接收线圈
1
发射线圈
2 2
2
轨枕
1, 2 =场方向图（示例）
引入：计轴器
CBTC系统
基于无线车地双向通信的CBTC系统中取消轨道电路，列车自行无线定位
铁路信号 计轴设备
第六章计轴设备计轴设备是利用轨道传感器计轴设备是利用轨道传感器、、计数器来记录和比较驶入和驶出轨道区段的轴数记录和比较驶入和驶出轨道区段的轴数，，以此确定轨道区段的占用或空闲以此确定轨道区段的占用或空闲。
第一节计轴设备的原理及组成一、工作原理列车进入轨道区段列车进入轨道区段，，驶入端计轴器对轮轴进行累加计数，并发出区段占用信息并发出区段占用信息，，同时同时，，驶入端处理器经传输线向驶出端处理去发送驶入轮轴数线向驶出端处理去发送驶入轮轴数，，列车全部通过驶入端计轴点时端计轴点时，，停止计数停止计数。
当列车到达区段驶出端计轴点时当列车到达区段驶出端计轴点时，，由于列车是驶离区段，驶出端计轴器进行减轴运算驶出端计轴器进行减轴运算，，同时再传送给驶入端处理器处理器。
列车全部通过后列车全部通过后，，两站的微机同时对驶入区间和驶离区间的轮轴数进行比较运算区间的轮轴数进行比较运算，，两站一致时两站一致时，，认为区段已经空闲经空闲，，发出区间空闲信息表示发出区间空闲信息表示，，不一致则认为区间仍将处于占用状态将处于占用状态。
1．轨道传感器轨道传感器。
传感器系统的主要功能是采第一节计轴设备的原理及组成二、组成集轮轴信息并准确地把它变成可计数脉冲送给微机。
（1）传感器电路框图第一节计轴设备的原理及组成（2）磁头磁力线示意图无车轮经过传感器时无车轮经过传感器时，，在接收线圈内感应的交流电压相位与发送电压相位相同压相位与发送电压相位相同。
其产生的磁力线如图所示其产生的磁力线如图所示。
第一节计轴设备的原理及组成当轨面有车通过时当轨面有车通过时，，轮缘改变了磁力线方向轮缘改变了磁力线方向，，TX 产生的磁力线如图第一节计轴设备的原理及组成（3）轴脉冲波形形成图由于两磁头产生的轴脉冲在时间上先后不同后不同。
两脉冲组合后形成具有五种形态第一节计轴设备的原理及组成的轴脉冲对的轴脉冲对，，根据两脉冲的组合时序可确定列车的运行方向定列车的运行方向，，从而产生相应的加轴或减轴运算或减轴运算。
铁路信号基础设备-第六章 计轴设备
第二节 计轴设备的应用
第二节 计轴设备的应用
2. 一送多受区段检测时的计轴点设置 一送多受区段计轴点设置如图 6.8 所示，由 A、B、C 三个计轴 点来检查一送多受区段（例如 1DG）的空闲、占用状态。 当列车运行经过计轴点顺序由 A→B 或 A→C 时，计轴作出如下 判断： （1）当 A 轴数＝B 轴数，则 1DGJ 吸起。 （2）当 A 轴数＝B 轴数，则 1DGJ 落下。 （3）当 A 轴数＝C 轴数，则 1DGJ 吸起。 （4）当 A 轴数＝C 轴数，则 1DGJ 落下。 反之，当列车运行经过计轴点顺序由 B→A 或 C→A 时，微机也 是使用同样的原理进行判断。
（2）设备应适用于电气化和非电气化牵引区段，并能与站内联 锁设备和半自动闭塞相结合构成闭塞系统。
（3）保证只有驶入车轴脉冲和驶出车轴脉冲一致时，才能给出 轨道出清信号。
第一节 计轴设备的原理及组成
（4）设备系统任一部分出现故障时，应立即给出故障表示，即 要有故障-安全措施。
（5）一旦计数错误，计数器应能恢复到零位。 （6）电源应连续稳定工作，一旦电源发生故障，计数器应显示 区段占用状态。 （7）设备应能适应各种行车业务需要，如中途折返列车、站外 调车等。 （8）对计轴设备计轴平均正确计轴数≥1×106 轴，平均无故障 时间在 150～200 天。 此外，对环境温度、传输线及传输距离等也有一定的要求，此 节不一一介绍，可参阅各类型计轴设备的具体要求。
第二节 计轴设备的应用
第二节 计轴设备的应用
二、计轴自动站间闭塞
计轴自动站间闭塞是将计轴设备的空闲检查与半自动区间闭塞设备 结合的技术，系统结构如图 6.5 所示。该系统保留 64D 半自动闭塞的所 有条件，在闭塞办理过程中，64D 继电半自动闭塞设备工作，只是通过 结合电路，利用计轴设备检查区间空闲的条件，它的主要功能是：当发 车站办理发车进路时，站间自动构成闭塞状态，列车到达接车，经计轴 检查区间空闲后，自动解除闭塞。根据两站办理发车进路情况及区间空 闲条件，自动实现闭塞申请，同意接车及到达确认，取消过去人工办理 闭塞、人工同意接车及人工确认到达手续，实现站间自动闭塞，提高区 间运输效率，保障行车安全性。
计轴设备在城市轨道交通信号系统中的应用
计轴设备在城市轨道交通信号系统中的应用朱鹏飞摘㊀要：在国内外轨道交通信号系统中都会采用到计轴设备，所以文章中就简单论述了计轴设备相关理论，并重点讨论了计轴设备在城市轨道交通信号系统中的技术应用以及应该注意的问题㊂关键词：计轴设备；城市轨道交通信号系统；技术要点；注意问题一㊁计轴设备的基本理论（一）计轴设备的基本特征计轴设备主要用于城市轨道区段占用检查设备端，实际上它早在２０世纪２０年代已经为欧洲铁路所用，拥有着百年发展历史㊂计轴设备当时主要被应用于钢制枕轨线路之上，它能够解决交流轨道电路无法实现轨道区段占用检查这一棘手技术问题，所以它目前能够被应用于不同线路条件与工程环境之中，为各种轨道交通项目所用，也能形成多种城轨交通信号系统设计方案㊂从工作机理层面来看，计轴设备主要安装了能够同步监视轨道区段两端的车轮传感设备，可同时对出入站台的列车进行观察，了解其轮对轴数变化，检测计算其区段空闲表现，并正确判断其占用状态，输出相应安全条件㊂结合上述要点分析可总结计轴设备的以下几点基本特征：第一，其设备安装十分简易；第二，其轨道区段长度不会受到设备闲置；第三，无须任何绝缘节，其无须安装绝缘轨距杆；第四，它与轨道道床条件没有直接关联，不会受到钢轨表面清洁度影响；第五，它能够实现对机车信号传输过程的有效监控，必要时会启用轨道检测系统㊂另外，需要注意计轴设备容易受到金属物影响，所以它无法提供连续式轨道检测功能，且某些故障位置区段状态需要由人工确认㊂而它的系统造价也相对偏高㊂（二）计轴设备的现实应用状况计轴设备在国外城轨交通系统中已经得到广泛应用，它也先后经历了从机械式到数字化的多个发展阶段，目前的数字化计数模式中运用到了大量微处理器，其系统使用功能与安全可靠性到位，可在诸多地区被合理应用，整体看来安全完整性水平已经达到国际ＳＩＬ４级等级㊂鉴于计轴设备在全球范围内应用已经相当普及，所以就以欧洲为例，它已经建立了互联互通㊁横贯欧洲的铁路网络㊂而在国际铁路联盟方面则正在大力㊁全面推进对欧洲列车运行控制系统的完善，他们所提出的诸多规范标准中追求实现多个不同国家之间在铁路信号系统方面的有效兼容，主要利用到欧洲应答器来实现车地有效通信，建立多级点式列控系统线路，其轨道区段占用检测方面则采用到了计轴设备㊂就当前我国国铁与国内城轨交通线路系统而言，他们就已经广泛应用到了计轴设备㊂具体来讲，国内所采用的是国铁单线自动闭塞方式，其轨道分区占用检查机制，如此可解决轨道电路分路不良问题，如此在站内区段中可完成占用检测㊂在该过程中，叠加双规条列车信号就能解决城轨交通移动闭塞后备运营模式，为城市轨道交通车辆段以及停车场轨道区段占用端进行检测㊂㊀㊀二㊁国内城轨交通系统中计轴设备的应用技术特征与注意问题（一）国内城轨交通系统中计轴设备的应用技术特征就国内铁路与城市轨道交通项目运营过程而言，其所运用的计轴设备主要为进口设备，其中像西门子㊁提芬巴赫㊁福豪舍尔等公司的计轴设备都为我国国内所用，且应用效果良好㊂这些计轴设备主要被应用于站内一轨道或多轨道区段之中㊂系统在处理４００ｋｍ／ｈ以上列车速度方面经验相当丰富，具体来讲它其中就涵盖了三点技术应用特征：首先，设备系统在运算单元方面能够与计轴设备点相互关联，最大关联点可达到５个之多，其中４个为计轴设备点，第５个为复用计轴点；其次，它可同时与两个区段的运算单元内容相关联；最后，计轴设备系统可监测区段长度最长可达到４０ｍ以上㊂（二）国内城轨交通系统中计轴设备的应用注意问题国内城轨交通系统中采用计轴设备需要注意几点应用技术问题，结合国内外城轨轨道系统运营经验提高计轴设备使用效率，解决其所存在的各种技术问题㊂１．参考传输线缆特性使用计轴设备由于计轴设备属于室内外兼容设备系统，所以针对它的传输线缆分析必不可少，要了解其传输线缆特性保证计轴设备使用到位㊂在该过程中，要通过传输线缆特性对计轴设备的运用质量㊁计轴设备的信息传输质量进行分析调整，了解可能制约计轴设备稳定运用的关键因素内容㊂比如，要深度分析其电缆接续位置施工工艺差㊁电缆屏蔽接地不达标等问题，结合问题分析计轴设备整体电阻是否对称㊁是否存在大量计轴电缆杂音等㊂在该过程中，还需要分析一下计轴设备的传输信道误码率，如果其误码率较高则说明了计轴设备的可用性相对偏低，此时用必要采用到计轴专用电缆，结合铁路规范验收条件对传输线路质量进行分析，保证其运行稳定㊂在针对繁忙干线的处理方面需要充分考虑到其抗干扰性，可考虑采用铝护套内屏蔽铁路信号电缆机制，如此可更好屏蔽信号干扰问题㊂换言之，需要对计轴设备复零方式进行简化，保证其管理办法制订完善，确保计轴设备在工程项目施工中长期稳定运行到位㊂２．规范施工维修过程在规范施工维修过程中要规避人为干扰问题，保证计轴设备稳定运行到位，建立一套相应完善的施工维护管理策略㊂比如，说要针对列车工务施工段进行严格规范，建立只有列车可通行的独占计轴侧钢轨，这也是最大限度减小人为因素对设备干扰，有效解决工务段施工不够规范㊁信号施工不到位等问题㊂目前，国内计轴设备已经提出了规范施工与维修工作体系，它希望提升对计轴设备的使用效率，提高工程项目整体施工质量㊂三㊁结语在城轨交通铁路信号系统中对于计轴设备的应用还是相对广泛的，其技术优势表现明显且在未来轨道交通领域中也存在着较大应用技术前景㊂而伴随当前应用技术的不断发展完善，计轴设备已经在特定区域与工程条件下实现了轨道区段占用检测功能优化，解决了某些城轨交通铁路信号系统建设问题，为城市轨道交通快速蓬勃发展创造了有利条件㊂参考文献：［１］崔铁柱，王昊．计轴设备在城市轨道交通信号系统中的应用［Ｊ］．建筑工程技术与设计，２０１７（１５）：２３１２．［２］穆石．城市轨道交通信号系统计轴电源的可靠性研究［Ｊ］．铁路通信信号工程技术，２０１７，１４（３）：８３－８６．［３］邓红元．城市轨道交通信号系统发展展望［Ｊ］．现代城市轨道交通，２０１９（８）．作者简介：朱鹏飞，常州市轨道交通发展有限公司㊂０８１。
工程类项目一信号基础设备计轴器
需求分析：明 确计轴器的规 格、性能和数
量等要求
供应商选择： 对比不同供应 商的技术实力、 产品质量和价
格等因素
采购合同签订： 与供应商达成 一致，签订采
购合同
到货验收：对 采购的计轴器 进行验收，确
保符合要求
合同签订：双方明确计轴器的规格、质量、价格等条款，并签署书面合同
合同执行：按照合同约定，按时交付计轴器，并确保质量符合要求
传感器的信号传输方式有有线和无线两种，根据实际需求进行选择。
传感器的精度和稳定性对计轴器的性能有很大影响，选择优质的传感器可以提高计轴器的可 靠性。
作用：传输信号
类型：屏蔽电缆和 非屏蔽电缆
要求：具有良好的 绝缘性能和抗干扰 能力
连接方式：插头和 插座连接或焊接连 接
传感器
R
计轴器具有自动校准功能，能够自动调整信号的幅度和相位，确保信号传输的准确性和可靠 性。
无需定期清扫和加 油
故障率低，可靠性 高
易于诊断和排除故 障
维护成本低，经济 效益高
PART FIVE
确认信号基础设备 的安装位置和布局
检查计轴器的规格 和性能是否符合要 求
准备所需的安装工 具和材料
了解计轴器的安装 步骤和注意事项
城市轨道交通：用于检测列车位置和速度，保障行车安全 铁路货运：用于检测列车位置和速度，保障货物运输安全 铁路客运：用于检测列车位置和速度，保障旅客运输安全 矿井运输：用于检测矿车位置和速度，保障矿井运输安全
PART THREE
主机箱是计轴器的重要组成部分，用于安装和保护计轴器的核心部件。
主机箱内部通常包含微处理器、内存、电源等关键组件，用于处理和存储计轴器的数据。
解决方案：针对不同问题采取 相应措施，确保计轴器正常运
铁路信号第六章计轴设备
第六章计轴设备计轴设备是利用轨道传感器计轴设备是利用轨道传感器、、计数器来记录和比较驶入和驶出轨道区段的轴数记录和比较驶入和驶出轨道区段的轴数，，以此确定轨道区段的占用或空闲以此确定轨道区段的占用或空闲。
第一节计轴设备的原理及组成一、工作原理列车进入轨道区段列车进入轨道区段，，驶入端计轴器对轮轴进行累加计数，并发出区段占用信息并发出区段占用信息，，同时同时，，驶入端处理器经传输线向驶出端处理去发送驶入轮轴数线向驶出端处理去发送驶入轮轴数，，列车全部通过驶入端计轴点时端计轴点时，，停止计数停止计数。
当列车到达区段驶出端计轴点时当列车到达区段驶出端计轴点时，，由于列车是驶离区段，驶出端计轴器进行减轴运算驶出端计轴器进行减轴运算，，同时再传送给驶入端处理器处理器。
列车全部通过后列车全部通过后，，两站的微机同时对驶入区间和驶离区间的轮轴数进行比较运算区间的轮轴数进行比较运算，，两站一致时两站一致时，，认为区段已经空闲经空闲，，发出区间空闲信息表示发出区间空闲信息表示，，不一致则认为区间仍将处于占用状态将处于占用状态。
1．轨道传感器轨道传感器。
传感器系统的主要功能是采第一节计轴设备的原理及组成二、组成集轮轴信息并准确地把它变成可计数脉冲送给微机。
（1）传感器电路框图第一节计轴设备的原理及组成（2）磁头磁力线示意图无车轮经过传感器时无车轮经过传感器时，，在接收线圈内感应的交流电压相位与发送电压相位相同压相位与发送电压相位相同。
其产生的磁力线如图所示其产生的磁力线如图所示。
第一节计轴设备的原理及组成当轨面有车通过时当轨面有车通过时，，轮缘改变了磁力线方向轮缘改变了磁力线方向，，TX 产生的磁力线如图第一节计轴设备的原理及组成（3）轴脉冲波形形成图由于两磁头产生的轴脉冲在时间上先后不同后不同。
两脉冲组合后形成具有五种形态第一节计轴设备的原理及组成的轴脉冲对的轴脉冲对，，根据两脉冲的组合时序可确定列车的运行方向定列车的运行方向，，从而产生相应的加轴或减轴运算或减轴运算。
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计轴系统
(1)安全计算机模块
计算机模块是一个2取2安全计 算机系统，每个主机可处理计算32个轨 道区段的计轴数据。双CPU接收来自计 轴点的带有计轴信息的报文，对同一区 段的两个计轴点的轮轴信息进行比较处 理，根据计轴数量是否一致来确定区段 的占用或空闲状态。计算机模块面板如 图6所示。 图6 计算机模块面板
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计轴系统
(4)并行I/O模块
安全CPU对区段状态的报文信息 经过逻辑运算及判断比较后，将区段占 用信息通过并行I/O预处理器模块从安全 模块输出，它同样使用CAN总线传输。并 行I/O模块面板如模块面板
计轴系统
表
LED灯 位
1 2 3 4 4 5 通 道 通道1、2 通道1、2 通道1、2 通道1 通道2 通道1
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I/O模块面板状态指示灯释义
颜 色 绿 绿 绿 黄 黄 黄 含 义 外部输入1激活，定义预复零 外部输入2激活，未定义 输出区段状态：空闲（绿灯亮），轨道继电器吸 起；占用/受扰（绿灯灭）轨道继电器落下 输出左灯：非安全输出1激活，定义为技术故障 输出右灯：非安全输出2激活，未定义 输出左灯：非安全输出3激活，具有预复零能力， 黄灯预复位有效 灭灯预复位无效 输出右灯：非安全输出4激活，具有直接复零能 力，黄灯直接复位有效 灭灯直接复位无效 绿闪：轮询通道1、2，进行通信检测
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计轴系统
(2) 电源模块
每个CPU通道都有自己的DC/DC转 换器，它向设备提供5V和12V电源。电 源模块面板如图7所示。电源模块面板有 3个工作状态指示灯，分别是LED IN、 LED OUT1和LED OUT2，LED IN为输入电 压指示灯，正常情况下亮绿色；LED OUT1和LED OUT2为输出指示灯，正常情 况下亮绿色。 图7 电源模块面板
（a）
（b）
（c）
图3 车轮与磁头磁力线分布关系
计轴系统
（2）电子单元（EAK）
包括核算器板和模拟板， 用来处理计算进出轨道区 间的轮轴数，将模拟车轮 信息转换成数字车轮脉冲， 并将计数脉冲送到室内计 轴评估器（ACE）。将模 拟车轮信息转换成数字车 轮脉冲如图4所示。
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图4 EAK内部连接背板图
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计轴系统
(3)串行I/O模块
轨旁设备发出的数据由串行I/O 模块接收，并通过预处理器对来自EAK的 数据进行处理转换成报文信息传送给安 全CPU模块。预处理器与安全CPU模块之 间的接口使用现场CAN总线。室内主机与 检测点设备之间采用容错的ISDN通信方 式。串行I/O模块面板如图8所示。 图8 串行I/O模块面板
5 6
通道1、2 通道1、2
黄 绿
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图2 AzLM系统轨道磁头
计轴系统
工作原理：
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图3中Tx为发送磁头，Rx为接收磁头。当车轮距Tx/Rx中心线200mm以 外时，其感应电势最大，且相位与发送电压同相，如图4.44（a）所示。 当车轮进入距Tx/Rx中心线200mm范围以内时，接收线圈中的感应电 势为零，如图4.44（b）所示。 当车轮压在磁头的中心线上时，接收线圈中的感应电势达到负的最大 值，其相位与发送电压相反，如图4.44（c）所示。
计轴系统
2.室内设备-计轴评估器ACE
室内设备计轴评估器ACE（Axle Counter Evaluator）的主要作用是判 定区段占用状况，向联锁设备发送区段占用或空闲的信息，以及发送 诊断信息。由安全计算机模块、串行I/O口、并行I/O口组成，ACE面 板如图5所示。
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图5 计轴评估器ACE面板图
计轴系统
计轴系统 一、计轴设备的组成
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计轴设备包括室外部分及室内部分，室外部分包括轨道传感器（磁头）、
电子单元；室内部分包括信号处理电路及计数处理电路，如图1所示。
图1 AzLM计轴系统组成
计轴系统 1.室外轨旁设备
•轨道磁头
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安装在轨道上的双磁头SK30，电磁式有源传感器，是车轮轮对探 测点，也是轨道区段的分界点，用于采集车轴信息和判定列车运行 方向。
•电子单元EAK
电子单元EAK又称电子盒，安装在轨旁密闭安装盒（黄帽子）内， 通过四根电缆分别与两套轨道磁头相连，分别向发送磁头发送信号、 接收及处理来自接收磁头的信息、监控磁头、进行自检并向ACE发 送包含轴数和监控信息的报文 。
计轴系统
（1） 轨道磁头
组成：轨道磁头包括发送磁头和接收磁头，磁头由2套物理上分离 的线圈组Sk1和Sk2构成，安装在同一根钢轨上。发送磁头安装在 钢轨外侧，接收磁头安装在钢轨内侧，如图2所示。