第5讲-计轴器及应答器
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计轴 应答器
第一节 计轴设备
室内设备 ⑤计算机 提供逻辑运算。 ⑥PDCU ACE机柜中的PDCU是一个电力、数据耦合单元，它负责 向室外的EAK与磁头供电，同时还负责接收由EAK中的 ISDN板传送的数据。 PDCU在接收室外的数据后，直接将之传送给ACE机柜中 的串口板，每个串口板连接2个PDCU，也就是同时与室外 的两组EAK/磁头进行通信。
磁头磁力线一次，计轴系统会记录一次。以 一节车厢为例（四组轮对），当列车驶入区 间时，计轴系统会记录共四次切割磁力线， 只要列车没有切割前方磁头磁力线，系统会 认为该车仍在区间内行驶；当列车经过前方 计轴磁头时会再次切割磁力线，标志着列车 已使出该区间，进入下一个区间。
第一节 计轴设备
每一组磁头既是新区间开始的标志，也是前
第一节 计轴设备
计轴系统的一组高频发射磁头和接收磁头由
两对组成，其主要功能是判别列车运行方向。 正常情况下，列车轮对会先切割SK1磁头， 然后切割SK2磁头；当发生特殊情况时(例如 反向行车)，列车轮对会先切割SK2磁头，再 切割SK1磁头。
第一节 计轴设备
第一节 计轴设备
计轴系统的计数方法：当列车轮对切割高频
第一节 计轴设备
计轴系统与轨道电路相比，具有以下缺点：
1.设备需要大量的资金投入； 2.不具备轨道断裂检测功能； 3.由于维修车轮对的非标准化，计轴设备将
无法可靠地检测到维修车； 4.设备维修后需要重新复位。
第一节 计轴设备
计轴系统：计轴系统顾名思义，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。
列车运行控制基础 计轴器与应答器
计轴器与查询应答器
知识要点：
1．了解计轴器与应答器的基本概念。 2．掌握计轴器与应答器的基本工作原理。 3．了解计轴器的应用范围。 4. 了解应答器的设置与分类。
复习
一、计轴器
城 市 轨 道 交 通 列 车 自 控 系 统
CBTC系 统
替代轨道电路，检测轨 道区段有无列车占用
非通信列车、通信故障
2
1
室内设备：
➢ 安装于室内的计轴主机（计轴评估器ACE）和防雷等。
➢ 计轴主机与结合电路之间的接口电路、UPS电源。
➢ 操作盘上的控制按钮和表示灯。
工作原理：
计轴系统基于统计车轴数的原理。在需要检测的区段两端分 别设置计轴点，该计轴点被联到室内的计轴主机，计轴主机处 理来自磁头点的信息，如果进入区间的轴数和离开区间的轴数 相匹配，计轴主机给出该区段空闲指示。
属距离（Y方向）
mm
2
从应答器中心沿着轨道中心的无 315
金属距离（X方向）
mm
3
应答器下面的无金属距离，从应 210
答器的X基准标记测量
mm
3、当应答器安装在护轮轨处时，应答器中心至护轮轨轨基之间的 的横向无金属距离为320mm。
课堂小结
1．应答器的作用与组成。 2．应答器的分类。 3．应答器的工作原理。 4.应答器的安装要求
● 室外设备的安装：
计轴传感器和电子连接盒安装图
复习内容
1．计轴器与轨道电路的关系。 2．计轴器的组成及工作原理。
替代轨道电路，检测轨 道区段有无列车占用
城 市 轨
CBTC系 统
道
交 通
基于无线通信
计轴器
CBTC系统后备模 式
列
车
知识要点：
1．了解计轴器与应答器的基本概念。 2．掌握计轴器与应答器的基本工作原理。 3．了解计轴器的应用范围。 4. 了解应答器的设置与分类。
复习
一、计轴器
城 市 轨 道 交 通 列 车 自 控 系 统
CBTC系 统
替代轨道电路，检测轨 道区段有无列车占用
非通信列车、通信故障
2
1
室内设备：
➢ 安装于室内的计轴主机（计轴评估器ACE）和防雷等。
➢ 计轴主机与结合电路之间的接口电路、UPS电源。
➢ 操作盘上的控制按钮和表示灯。
工作原理：
计轴系统基于统计车轴数的原理。在需要检测的区段两端分 别设置计轴点，该计轴点被联到室内的计轴主机，计轴主机处 理来自磁头点的信息，如果进入区间的轴数和离开区间的轴数 相匹配，计轴主机给出该区段空闲指示。
属距离（Y方向）
mm
2
从应答器中心沿着轨道中心的无 315
金属距离（X方向）
mm
3
应答器下面的无金属距离，从应 210
答器的X基准标记测量
mm
3、当应答器安装在护轮轨处时，应答器中心至护轮轨轨基之间的 的横向无金属距离为320mm。
课堂小结
1．应答器的作用与组成。 2．应答器的分类。 3．应答器的工作原理。 4.应答器的安装要求
● 室外设备的安装：
计轴传感器和电子连接盒安装图
复习内容
1．计轴器与轨道电路的关系。 2．计轴器的组成及工作原理。
替代轨道电路，检测轨 道区段有无列车占用
城 市 轨
CBTC系 统
道
交 通
基于无线通信
计轴器
CBTC系统后备模 式
列
车
计轴器及应答器
接收与校 验模块
机车
地面应答器
地面
应答器地面设备作用
应答器向车载设备发送点式信息。 （1）无源应答器发送固定信息： —线路速度、坡度、轨道电路参数、信号点类型等。 （2）有源应答器发送实时变化的以及固定的信息： —临时限速、进路坡度、轨道电路参数、信号点类
型等。
应答器地面设备主要特性 点式传输设备（地—车） 适应列车速度：200 km/h以上 通用性（符合欧洲标准） 安全传输 精度高(精度为1米或更高) 信息传输速率: 564.48 kbit/s LEU传输距离：3.5 km
计轴器工作原理及其应用
黄帽子 黄帽子功能如下：
1. 感应磁头 2. 模拟车轮脉冲转换为数字车轮脉冲 3. 监督磁头，监督EAK自检 4. 向ACE发送计数和诊断数据
计轴器工作原理及其应用
室内设备 室内系统主要包括电源板、串口板、并口板、诊 断接口和计算机，其功能如下：
1. 向磁头进行数据轮询 2. 处理来自EAK的数据，占用信息 3. 向外发送轨道占用信息 4. 诊断信息 5. 重起 6. 自检
应答器工作原理及其应用
无源应答器 无源应答器没有外接电源供电，平时处于静止休 眠状态；当列车经过无源应答器上方时，地面应 答器接收到车载天线传递的载频能量，获得电能 量使地面应答器中的信号发生器工作。这种应答 器包含的信息可以使公里标、线路坡度、限速等 各种数据信息。
应答器工作原理及其应用
③并口板 联锁和ACE之间的通信，可以通过继电器接头和
ACE并行接口的直连来实现。 输入板上有对应的继电器，信号通过继电器将轨
道区段的占用情况报告给MCCS联锁工控机（主 机、备机），从而由联锁工控机完成联锁的计算 工作。 ④诊断接口 诊断接口可以被用来进行系统监测和状态判断。
《计轴器及应答器》课件
市场份额：西门子占据最大市场份额，阿尔斯通和庞巴迪紧随其后 技术优势：西门子在信号处理和通信技术方面具有优势，阿尔斯通在电力 电子和自动化技术方面具有优势，庞巴迪在轨道交通领域具有优势 价格策略：西门子价格较高，阿尔斯通和庞巴迪价格相对较低
市场发展趋势与预测
市场需求：随着轨道交通行业的快速发展，计轴器和应答器的市场需求将持续增长
应答器在列车定位中的应用：通过应答器获取列车位置信息，实现精确定 位
应答器在车地通信中的应用：通过应答器实现列车与地面之间的信息传输， 提高通信效率
应答器在列车运行控制中的应用：通过应答器获取列车运行状态信息，实 现列车运行控制
应答器在列车安全保障中的应用：通过应答器获取列车安全信息，实现列 车安全保障
目前，计轴器和应答器技术正在向智能化、集成化方向发展
当前技术水平与趋势
计轴器：采用光 电技术，实现对 列车位置的精确 检测
应答器：采用无 线通信技术，实 现列车与地面设 备的双向通信
发展趋势：向智 能化、网络化、 集成化方向发展
技术挑战：提高 可靠性、安全性、 准确性，降低成 本和功耗
技术发展对行业的影响与推动
定义与作用
计轴器：用于检 测列车通过的传 感器，可以实时 监测列车的位置 和速度
应答器：用于接 收和发送信号的 电子设备，可以 传输列车运行信 息
作用：提高列车 运行效率，保障 列车安全，提高 铁路运输能力
应用：广泛应用 于地铁、轻轨、 高铁等轨道交通 领域
工作原理简介
单击此处添加项标题
计轴器：通过检测车轮通过时的电磁感应信号，计算列车的 轴数和速度。
06
计轴器及应答器的市场 分析
市场现状与规模
计轴器及应答器 市场在全球范围 内具有广泛的应 用
市场发展趋势与预测
市场需求：随着轨道交通行业的快速发展，计轴器和应答器的市场需求将持续增长
应答器在列车定位中的应用：通过应答器获取列车位置信息，实现精确定 位
应答器在车地通信中的应用：通过应答器实现列车与地面之间的信息传输， 提高通信效率
应答器在列车运行控制中的应用：通过应答器获取列车运行状态信息，实 现列车运行控制
应答器在列车安全保障中的应用：通过应答器获取列车安全信息，实现列 车安全保障
目前，计轴器和应答器技术正在向智能化、集成化方向发展
当前技术水平与趋势
计轴器：采用光 电技术，实现对 列车位置的精确 检测
应答器：采用无 线通信技术，实 现列车与地面设 备的双向通信
发展趋势：向智 能化、网络化、 集成化方向发展
技术挑战：提高 可靠性、安全性、 准确性，降低成 本和功耗
技术发展对行业的影响与推动
定义与作用
计轴器：用于检 测列车通过的传 感器，可以实时 监测列车的位置 和速度
应答器：用于接 收和发送信号的 电子设备，可以 传输列车运行信 息
作用：提高列车 运行效率，保障 列车安全，提高 铁路运输能力
应用：广泛应用 于地铁、轻轨、 高铁等轨道交通 领域
工作原理简介
单击此处添加项标题
计轴器：通过检测车轮通过时的电磁感应信号，计算列车的 轴数和速度。
06
计轴器及应答器的市场 分析
市场现状与规模
计轴器及应答器 市场在全球范围 内具有广泛的应 用
城轨信号基础设备—计轴器
当列车驶出该区段，传感器B计数为N，经主机系统比较，与传感 器A的计数结果一致，确认区段空闲。
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
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
计轴器的介绍
轨道计轴器简介轨道计轴器用以检测列车通过铁路上某一点（计轴点）的车轴数,以检查两个计轴点之间或轨道区段内的空间情况,或判定列车通过计轴点的时间，自动校正列车行驶里程等的设备。
19世纪60年代，德国曾探索用计轴方式检测列车占用轨道区段的技术，但直到20世纪50年代中期，轨道计轴器才在联邦德国正式使用。
此后，法国、匈牙利、南斯拉夫等国相继使用计轴器。
编辑本段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。
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。
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。
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。
编辑本段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。
继电器、轨道电路、计轴器和应答器
单元二 继电器、轨道电路、 计轴器和应答器
2.1继电器
继电器
继电器是自动控制系统中常用的电器，它用于接 通和断开电路，用以发布控制命令和反映设备状 态，以构成自动控制和远程控制电路 地铁信号系统技术中广泛采用继电器，称为信号 继电器（简称继电器），通常作为自动控制系统 的接口部件
继电器的可靠性直接影响到地铁信号系统的可靠 性和安全性
五、继电器的应用
继电器有两个状态：吸起状态和落下状态。
继电器的定位状态应与设备的定位状态相一致，信号布置图中所 反映的设备状态约定为设备的定位状态。
根据故障-安全原则，继电器的落下状态必须与设备的安全侧相一致
电路图中，凡以吸起为定位状态的继电器，其线圈和接点处均以“↑”符 号标记；凡以落下为定位状态的继电器以“↓”符号标记
四、安全继电器
表 2-1 代 号 A B C D DB H J P 单闭磁 缓放 缓放 插入 安全型 安全 半导体 插入、传输、差动 动态 含 义 其他类型 继电器型号的文字符号含义 代 号 安全型 R S T W X Y 无极 信号 有极 整流 信号、小型 整流、转换 时间、灯丝、双门 通用、弹力 含 义 其他类型
偏极继电器
四、安全继电器
• 两个互相独立又互相作用的交 变电磁系统，继电器有吸起和 落下两种状态 • 交流二元二位继电器分为25 Hz和50 Hz两种 • 城市轨道交通使用50 Hz二元 二位继电器作为50Hz相敏轨道 电路中的轨道继电器 • 具有可靠的频率选择性和相位 选择性
交流二元二 位继电器
有极继电器
• 有极继电器根据线圈中电流极性不同而具有定位和反位两种 稳定状态，这两种稳定状态在线圈中电流消失后，仍能继续 保持，故又称极性保持继电器 • 磁系统中增加了永久磁钢。在线圈中通以规定极性的电流时， 继电器吸起，断电后仍保持在吸起位置；通以反方向电流时， 继电器打落，断电后保持在打落位置
2.1继电器
继电器
继电器是自动控制系统中常用的电器，它用于接 通和断开电路，用以发布控制命令和反映设备状 态，以构成自动控制和远程控制电路 地铁信号系统技术中广泛采用继电器，称为信号 继电器（简称继电器），通常作为自动控制系统 的接口部件
继电器的可靠性直接影响到地铁信号系统的可靠 性和安全性
五、继电器的应用
继电器有两个状态：吸起状态和落下状态。
继电器的定位状态应与设备的定位状态相一致，信号布置图中所 反映的设备状态约定为设备的定位状态。
根据故障-安全原则，继电器的落下状态必须与设备的安全侧相一致
电路图中，凡以吸起为定位状态的继电器，其线圈和接点处均以“↑”符 号标记；凡以落下为定位状态的继电器以“↓”符号标记
四、安全继电器
表 2-1 代 号 A B C D DB H J P 单闭磁 缓放 缓放 插入 安全型 安全 半导体 插入、传输、差动 动态 含 义 其他类型 继电器型号的文字符号含义 代 号 安全型 R S T W X Y 无极 信号 有极 整流 信号、小型 整流、转换 时间、灯丝、双门 通用、弹力 含 义 其他类型
偏极继电器
四、安全继电器
• 两个互相独立又互相作用的交 变电磁系统，继电器有吸起和 落下两种状态 • 交流二元二位继电器分为25 Hz和50 Hz两种 • 城市轨道交通使用50 Hz二元 二位继电器作为50Hz相敏轨道 电路中的轨道继电器 • 具有可靠的频率选择性和相位 选择性
交流二元二 位继电器
有极继电器
• 有极继电器根据线圈中电流极性不同而具有定位和反位两种 稳定状态，这两种稳定状态在线圈中电流消失后，仍能继续 保持，故又称极性保持继电器 • 磁系统中增加了永久磁钢。在线圈中通以规定极性的电流时， 继电器吸起，断电后仍保持在吸起位置；通以反方向电流时， 继电器打落，断电后保持在打落位置
《轨道交通信号基础设备应用与维护》教学课件—03计轴器与应答器的认知与维护
相关知识
三、应答器系统的组成 应答器系统分为地面设备和车载设备两部分。地面设备包括地面应答器和地面电子 单元（LEU）。车载设备包括车载天线、车载解码器和应答器传输模块（BTM）。车 载解码器的作用主要是对应答器报文进行解码还原，此外还包含载频发生器与功率 放大器。 1．地面应答器 地面应答器包含特定的地面信息，放置在轨道中间。当机车经过地面应答器时，可 以获得保障列车运行安全所学的线路信息如公里标、限速、坡度等信息。
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2．有源应答器 有源应答器，或称可变信息应答器，通过外接电缆获得电源。有源应答器中的信息 是可以通过外接电缆由地面控制设备实时改变的，一般设置在进站和出站信号机前 方，用于向列车传送实时可变信息，如临时限速、前方进路等。
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二、查询应答器的安装 查询器与应答器配对使用。若地面为了获取列车的有关信息（如车次号、列车类型 等），则将应答器安装在机车上，查询器安装在地面上。若列车为了获取地面的信 息，查询器安装在机车上，应答器安装在地面上。应答器在地面的安装一般有两种 方法：一种方法是安装在钢轨间中央道床上，另一种方法是安装在某一根钢轨外侧。 在我国列控系统（CTCS）应用中都是把应答器安装在中央道床上。根据应答器在地 面的安装方法，机车上的查询器与之对应进行安装。
项目引入
从项目二所介绍的轨道电路功能可知，部分轨道电路除了可以监督列车是否占用轨 道区段外，还可以传输行车信息。点式设备及机车底部均安装有感应线圈，点式设 备的线圈可以发射特定的频率信号，当列车在其上方经过时，机车上的线圈与点式 设备线圈之间产生电磁感应，使机车接收到停车信息。早期的点式设备传输的信息 太少，随着电子技术的进步，一种可以发送数据报文的高速数据传输点式设备得到 广泛应用，它已经成为现代铁路信号系统中的重要地面设备，成为沟通列车与地面 的一种点式信息交换装置，当列车通过装有该设备的点时，列车与该设备发生信息 交换，它不仅可以实现列车与地面的信息交换，还可以根据它安装的物理位置检测 列车的当前位置。它就是本项目的另一个主角——查询应答器，又称为点式应答器 （Balise）。在发达国家，铁路信号系统特别是列车运行控制系统得到了越来越广泛 的应用，已经完成定型化与标准化，20世纪90年代，欧洲国家研制开发了具有统一 尺寸标准、类型标准、接口标准及技术参数参考标准的点式应答器（Euro-balise）。 我国在点式应答器方面的研究起步较晚，但为了适应列控系统的发展，正在大力开 展欧洲标准的点式应答器的应用与研究。
最新03-项目三-信号基础设备-计轴器与应答器
一、计轴器工作原理
如图3-1所示，在每个计轴点的轨旁架设有计轴器传感器，也就 是通常所说的磁头（为了判别列车的运行方向，每个点的传感 器配有两套磁头）。 当列车驶入该轨道区段，列车车轮抵达计轴器（传感器）A的作 用区域，传感器A将车轴脉冲，经电子连接箱传送给室内计算机 主机系统，由主机系统计算车轴数量，并根据两套磁头的作用 时机，判明列车的运行方向；
三、计轴器在城轨系统的使用
(5)通信列车降级使用与计轴区段 当VOBC(车载控制器)失去位置时，VOBC将终止于MAU（移动授权单元） 的通信。ATO（列车自动驾驶）、ATPM（列车自动防护人工模式）和 WSP（轨旁信号保护）模式的列车施加EB，列车不再以上述的任一模 式运行。ATS转换列车为非通信列车，并基于计轴区段的占用来追踪 列车。 (6)线路/区段/复位与计轴区段 计轴区段可以是占用的，出清的或者是受扰的当一个区段是受扰时， 调度可以复位区段，为线路清扫做准备。只有受扰的区段能用这个命 令复位。占用和出清的区段不能复位。
一、计轴器工作原理
图3-3表示计轴磁头的磁场变化过程：在无车轮经过车轮传感器 时，此时磁通Φ1远大于Φ2，在接收线圈内感应出一定的交流 电压信号，其相位与发送电压相位相同；当车轮经过计轴器传 感器，由于车轮的屏蔽作用，整个磁通桥路发生变化，此时Φ1 减小、Φ2增大，在接收线圈内感应的交流电压相位与发送电压 相位相反。该相位变化经车轮电子检测器电路处理后，即形成 了的轴脉冲。
应答器工作原理及其应用
无源应答器
无源应答器没有外接电源供电，平时处于静止休 眠状态；当列车经过无源应答器上方时，地面应答器 接收到车载天线传递的载频能量，获得电能量使地面 应答器中的信号发生器工作。这种应答器包含的信息 可以使公里标、线路坡度、限速等各种数据信息。
认识计轴器
图3-8 计数方法（区间计出） 12
认识计轴器 四、计轴系统故障处理
1．计轴设备的复位操作 计轴设备运行过程中，由于干扰造成计数错误或其他原因导
致计轴设备故障，在排除干扰和故障后，经行车人员确认该区间 无车时可对计轴设备进行复位（清零）。
计轴设备的复位方法如下。
预复位：通过车站控制室控制台的按钮或HMI（人机接口） 上的操作命令对指定的计轴区段进行预复位；也可在设备房对 指定的计轴区段进行断电复位后，再进行预复位。
图3-2 计轴器的组成 5
认识计轴器
1．计轴传感器
传感器系统的主要功能是采集轮轴信息并准确地把它变成可计 数脉冲输送给主机。常用的传感器是电磁式有源传感器，它由磁头、 发送器、接收器三部分组成，如图3-3所示。它利用的是线圈互感原 理，当列车车轮通过计测点时，磁通发生变化，从而得到轮轴信号。 每套磁头包括发送和接收两个磁头，用来采集轮轴信息和鉴别列车 运行方向，发送磁头安装在钢轨外侧，接收磁头安装在钢轨内侧。
图3-6 计轴器工作原理 10
认识计轴器 拓展视野
轮轴计数方法如下。 如图3-7所示，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。同时，驶入端处理器经传输线向驶出端处 理器发送驶入轮轴数。当列车全部通过驶入端计轴点时，计数停止。
图3-7 计数方法（区间计入） 11
认识计轴器
图3-3 计轴传感器 6
认识计轴器
2．电子单元EAK 电子单元EAK箱是轨旁的密闭安装盒，俗称“小黄帽”。
它由接地板、模拟板卡、核算器等组成，如图3-4所示。它的 作用是给磁头供电，然后接收磁头发回的信号，通过简单逻 辑判断及处理后发回室内。
图3-4 EБайду номын сангаасK内部组成 7
认识计轴器 四、计轴系统故障处理
1．计轴设备的复位操作 计轴设备运行过程中，由于干扰造成计数错误或其他原因导
致计轴设备故障，在排除干扰和故障后，经行车人员确认该区间 无车时可对计轴设备进行复位（清零）。
计轴设备的复位方法如下。
预复位：通过车站控制室控制台的按钮或HMI（人机接口） 上的操作命令对指定的计轴区段进行预复位；也可在设备房对 指定的计轴区段进行断电复位后，再进行预复位。
图3-2 计轴器的组成 5
认识计轴器
1．计轴传感器
传感器系统的主要功能是采集轮轴信息并准确地把它变成可计 数脉冲输送给主机。常用的传感器是电磁式有源传感器，它由磁头、 发送器、接收器三部分组成，如图3-3所示。它利用的是线圈互感原 理，当列车车轮通过计测点时，磁通发生变化，从而得到轮轴信号。 每套磁头包括发送和接收两个磁头，用来采集轮轴信息和鉴别列车 运行方向，发送磁头安装在钢轨外侧，接收磁头安装在钢轨内侧。
图3-6 计轴器工作原理 10
认识计轴器 拓展视野
轮轴计数方法如下。 如图3-7所示，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。同时，驶入端处理器经传输线向驶出端处 理器发送驶入轮轴数。当列车全部通过驶入端计轴点时，计数停止。
图3-7 计数方法（区间计入） 11
认识计轴器
图3-3 计轴传感器 6
认识计轴器
2．电子单元EAK 电子单元EAK箱是轨旁的密闭安装盒，俗称“小黄帽”。
它由接地板、模拟板卡、核算器等组成，如图3-4所示。它的 作用是给磁头供电，然后接收磁头发回的信号，通过简单逻 辑判断及处理后发回室内。
图3-4 EБайду номын сангаасK内部组成 7
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计轴器工作原理及其应用
计轴系统与轨道电路相比，具有以下优点： 1.具有高可靠性，每年0.1%的故障率； 2.由于计轴系统具有一定独立性，所以大大降低了维护成本； 3.设备简单，易于维修； 4.易于根据实际情况改变计轴设备布局； 5.传输距离远，在没有分支的情况下，最长可传送20公里； 6.通过串行输出口将信息传输给计算机联锁部分和信号机；
有轮轴和无轮轴时发送器交变场的改变。
无轮轴
1 1 1
有轮轴
轮轴
发射线圈
接收线圈
发射线圈
接收线圈
1
2 2
2
轨枕
2
轨枕
1, 2 =场方向图（示例）
计轴器工作原理及其应用
黄帽子内主要包括模拟板和ISDN版。 模拟板负责：生成发送信号、放大接收信号、 调相、生成车轮脉冲、生成稳压输出；模拟板接 着将生成的车轮脉冲发送到ISDN板。 ISDN板则负责：计算车轮脉冲、判断计数方 向、监督磁头工作、编码报文、使用ISDN协议向 ACE机柜发送数据。
（7）调车危险信息包 （8）轨道区段信息包 （9）临时限速信息包 （10）区间反向运行信息包 （11）大号码道岔信息包
谢谢大家
③并口板
联锁和ACE之间的通信，可以通过继电器接头和
ACE并行接口的直连来实现。
输入板上有对应的继电器，信号通过继电器将轨
道区段的占用情况报告给MCCS联锁工控机（主
机、备机），从而由联锁工控机完成联锁的计算
工作。
④诊断接口 诊断接口可以被用来进行系统监测和状态判断。
联锁区域内计轴器的连接示意图
计轴器工作原理及其应用
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黄帽子 黄帽子功能如下： 感应磁头 模拟车轮脉冲转换为数字车轮脉冲 监督磁头，监督EAK自检 向ACE发送计数和诊断数据
计轴器工作原理及其应用
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室内设备 室内系统主要包括电源板、串口板、并口板、诊 断接口和计算机，其功能如下： 向磁头进行数据轮询 处理来自EAK的数据，占用信息 向外发送轨道占用信息 诊断信息 重起 自检
计轴器工作原理及其应用
计轴系统与轨道电路相比，具有以下缺点： 1.设备需要大量的资金投入； 2.不具备轨道断裂检测功能； 3.由于维修车轮对的非标准化，计轴设备将无法可靠地检测 到维修车； 4.设备维修后需要重新复位。
计轴器工作原理及其应用
计轴系统组成：
计轴器工作原理及其应用
有源应答器 有源应答器通过电缆与地面电子单元（LEU）连 接，可实时发送LEU传送的数据报文。 当列车经
过有源应答器上方时，有源应答器接收到车载天
线发射的电磁能量后，将其转换成电能，使地面 应答器中发射电路工作，将LEU传输给有源应答 器的数据循环实时发送出去。直至电能消失（即 车载天线已经离去）。平常处于休眠状态。
一、计轴器工作原理及其应用
室内设备 ①电源板 为整个系统提供电力保障，显示各模块电压是 否正常。 ②串口板 串口板将每组磁头通过的轮对数及方向报告给 ACE机架中的CPU模块，CPU模块根据各组磁 头通过的轮对数及方向，计算出各个轨道区段 的占用情况（占用、空闲、受扰），并将之发 送给并口板。
应答器工作原理及其应用
当列车上的查 询器通过地面应 答器时，应答器 被查询器瞬态功 率激活进入工作 状态，并向查询 器连续发送存储 于应答器中的行 车数据。
应答器工作原理及其应用
地面电子单元（简称 LEU）是一种数据采 集与处理单元，根据 外界变化的条件，选 择存储在LEU中的其 中一条报文传送给地 面有源应答器进行发 送，或将外部发送的 应答器报文直接向有 源应答器传送。
应答器工作原理及其应用
无源应答器 无源应答器没有外接电源供电，平时处于静止休 眠状态；当列车经过无源应答器上方时，地面应
答器接收到车载天线传递的载频能量，获得电能
量使地面应答器中的信号发生器工作。这种应答 器包含的信息可以使公里标、线路坡度、限速等 各种数据信息。
应答器工作原理及其应用
进路信标主要是设置在运行前方有道岔的接近轨道区段， 反应前方进路信息，即进路中道岔的位置，如果前方道岔 处于定位，激励进路信标处于工作状态。 问题：如果道岔处于反位，进路信标应处于什么状态？
在城市轨道交通中，列车有些是8节编组，有些是
6节编组，并在列车两头的A行车上装有车载控制 器（VOBC），当列车头部的VOBC不能完成功能 时，可由尾部的VOBC工作。
应答器工作原理及其应用
应答器的设置和分类
应答器的布置应该在保证行车安全和行车效率的前提 下满足数据的完整性和冗余覆盖。 在CBTC系统中应答器也称信标，按照设置的位置和 功能不同可分为进路信标和信号信标
信号信标主要是反映前方信号机的显示状态 绿色信标：表示前方信号显示为绿色 白色信标：表示前方信号显示为白色（或黄色） 注：如果前方信号显示为红灯，则信标处于呼叫状态。 （为什么不设置红灯信标？？？）
应答器车载设备功能
应答器车载设备包括：车载天线、解码器、载频发生器与 功率放大器。 车载天线是双工收发天线，BTM模块功能: (1)发送地面应答器需要的能量。 (2)接收来自地面应答器的信息。 (3)分析接收到的数据流，找出完整的报文。 (4)形成处理好的无错码报文。 (5)确定定位参考点。 (6)循环测试车对地发送通道（包括天线）的有效性。
计轴器
计轴器工作原理及其应用
计轴系统：计轴系统顾名思义，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。
计轴器工作原理及其应用
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 电器落下，当列车驶出该区段，传感器B计数为N， 经主机系统比较，与传感器A的计数结果一致，确认 区段空闲。
无源应答器与有源应答器区别： 外观相同 有源应答器连接电缆 发送信息 无源应答器发送自身预存信息 有源应答器发送自LEU来的信息，当电缆断线时发送 自身预存信息（默认/缺省报文）
应答器工作原理及其应用
每个应答器中的用户信息包是根据实际的需要，由1个或 几个不同的信息模块组合而成。 （1）应答器链路信息包 （2）线路坡度信息包 （3）线路速度信息包 （4）级间切换信息包 （5）用户数据包 （6）特殊区段信息包
联锁区域间计轴设备连接示意图
应答器
应答器工作原理及其应用
应答器 应答器是一种可以发送数据报文的高速数据传输设备， 分为有源应答器和无源应答器两种。 地面应答器可以单个设置，也可以按编组形式设置， 组内每个应答器均发送一组报文，所有报文综合定义了 该应答器组所代表的信息含义。
接收与校 验模块
计轴系统是怎么判断列车的运行方向的？为什么？
计轴器工作原理及其应用
将每个区间（两个站之间）划分为若干个闭塞区
段，在每个闭塞区段的开始端及结束端安装计轴 设备，目的是检测每个区段的占用情况，其功能 与轨道电路相似。 计轴设备仅能检测该区段是否被车占用，不能够 给出列车具体位置。 计轴设备与联锁设备相连接，为进路编排提供基 础信息。 在移动闭塞没有使用前，计轴设备为系统的主要 设备，当移动闭塞使用后，计轴设备将成为移动 闭塞的后备模式下的主要设备。如上海地铁6号线 ----11号线均没有使用移动闭塞，所以计轴设备 是现阶段的主要设备。
设置两个信标是为了区分列车的运行方向，那么在 此能不能用两个信标代替三个信标呢，因为设置两 个，即使列车头部VOBC没有没有接收到信息那么， 后面的头车在通过信标是依然能工作，这样可行么？ 为什么？
无源应答器与外界无物理连接 ——向列车传送固定信息 有源应答器通过电缆与LEU连接 ——向
地面应答器
地面
应答器地面设备作用
应答器向车载设备发送点式信息。 （1）无源应答器发送固定信息： —线路速度、坡度、轨道电路参数、信号点类型等。 （2）有源应答器发送实时变化的以及固定的信息： —临时限速、进路坡度、轨道电路参数、信号点类 型等。
应答器地面设备主要特性 点式传输设备（地—车） 适应列车速度：200 km/h以上 通用性（符合欧洲标准） 安全传输 精度高(精度为1米或更高) 信息传输速率: 564.48 kbit/s LEU传输距离：3.5 km