国外铁路LED信号机发展与应用

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备的基本功能是在灯点亮时进行热丝 und Draht v 96,n 12,2004
检查,用于确认信号已正确显示。在 [3] Petit,Williama.Wayside LED signals
灯 熄 灭 时 进 行 冷 丝 检 查 , 用 于 检 查 - Why it's harder than it looks.
映在 LED 的光学参数上,英国专家 H. 当 LED 部分短路时,其电流增加而亮
Barton 在第六届“铁路线路、信号及 度减小。而且 LED 还容易受干扰或感
构筑物维护与更新”国际会议上指出, 应而亮灯,存在安全问题。
黄色 L E D 的色坐标随温度变化较大, 4 结束语
可能超出铁路标准规定范围。LED 的
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世界铁路 World Railways
国外铁路 LED 信号机发展与应用 成远
烁工作模式,可产生闪光信号,满足 城市轻轨对信号的控制要求。
英国 Signal House 公司开发的 铁路干线 LED 信号机(见图 4),采用 亮度反馈控制技术,满足英国铁路信 号机的亮度标准,其信号色坐标可在 整个温度范围内达到标准要求。它设 有检测电路,当显示偏离标准时,电 路自动关闭。电路关闭后,具有很小 的空载电流。发光盘可设计成适合任 何交流电压,其装置元件少,可靠性 高,具有恒功率控制功能和寿命告警 功能,适合在标准基座上安装。
安装有测试按
表 2。
钮,可对每个
英国 Variable Message Signs
L E D 供电电路进
L i m i t e d 公司生产的 V M S L 型铁路
行检测,通过电
LED 信号机(见图 2),符合英国铁路
阻调节,确保回
路网公司的 RT/E/S/10062 标准,发
路电流和灯泡相
光盘采用 RIGEL 公司的 LED 技术,光
LED 信号机在美国、英国、法国、德 灭灯状态下产生可见光,在铁路信号
国、澳大利亚等国投入使用。
中是绝不允许的。
3 铁路 LED 信号机应用中的主 要问题
(3)灯丝安全。灯泡由灯丝发热 而亮灯,具有明显的两值特性,灯丝 正常状态亮灯,断丝而灭灯。而 LED
早期 L E D 信号机的主要问题反 发光盘本身不具有明显的两值特性,
维修检查一次。 德国西门子公司生产的 L E D 信
号机主要与城市轻轨系统配套。其中
角度,以适合短距离显示的需要。宽 (Westinghouse Rail Systems LED 70 型在隧道内使用,整个发光
电压范围输入(AC 78~131 V ),亮 Limited)生产的Westled 3000 系列 盘采用 3 0 个 L E D , 与 具 有 透 镜 的
参考文献
电压和电流决定功率的大小,当控制 [1]H.Barton.Led Cluster Technology in
电路的输出电压一定时,由于灯丝继 Railway Signalling. The Sixth Inter-
电器的工作需要,电流不能减小。因 national Conference o“n Maintenance &
图4 S i g n a l H o u s e 公司的LED 信号机
2 国外铁路LED信号机应用状况
加拿大运输部运输发展中心专门 就平交道口 LED 信号显示技术立项进 行深入研究,并制定了技术标准,美 国、英国也制定了相应的 LED 道口信 号技术标准。2004 年,GELcore 公司 为美国铁路客运公司(Amtrak)在东 北走廊的宾夕法尼亚、纽约、德拉瓦、 马里兰等地安装了 T R 3 和 R M 4 型 LED 信号机。同年,英国 Tube Lines 铁路客运公司向西屋公司订购了数十 套 125 mm 规格的 LED 信号机,安装 在伦敦地铁Jubilee延长线上,替代灯 丝信号机。目前,已有数以万计的
图 1 GELcore 公司的 LED 发光盘
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国外铁路 LED 信号机发展与应用 成远
世界铁路 World Railways
格优惠。该公司专为高速铁路研制了
表 2 ACOL 铁路 LED 发光模块技术指标
故障信号。灯盘
窄光束 LED 发光模块,其技术指标见
此,直接替换遇到了困难,为了与既 Renewal of Permanent Way,Power
有 设 备 直 接 接 口 , 可 能 要 人 为 增 大 &Signalling,Structures & Earthworks”,
L E D 发光盘的功耗。这不仅丧失了 2003
为:红灯 850 cd,黄灯 2 600 cd,绿 灯泡兼容,采用双电源供电,全盘 88 km/h,发光盘由 60 个 LED 组成。LED
灯 850 cd。非亮灯状态的平均故障间 个 LED 分成两组,由两个独立电源供 发光盘设计与双丝灯泡兼容,并设有
隔时间(M T B F )大于 1 5 年。当一 电。当 LED 发生 50% 故障时,可产生 白天 / 夜间开关,可根据时间和天气
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国外铁路 L E D 信号机 发展与应用
成远:上海铁大电信设备有限公司,总经理,上海,200070
摘 要 :发光二极管(LED)信号机相对于传统灯丝信号机具有节能、可视性好、 免调整、免维护、寿命长等诸多技术经济优势,在美国、英国、德国、瑞士等国 家铁路迅速推广应用。LED 的发光原理与灯泡不同,当 LED 直接替换灯泡时,需 要解决功率匹配、灯丝检查、灯丝安全等问题,保证其兼容性。适时修改信号标 准,以适应铁路信号安全要求,确保铁路运输安全。 关键词:铁路信号机;发光二极管(LED);技术特点;兼容性
度不变,灭灯后在 20 ms 内即可迅速 LED 信号灯 (见图 3)有 200 mm、125 mm Classic St 70型光学机构配合组成信
关闭。采用机械和电子鉴别装置,有 两种直径,输入电压 AC 78~131 V ,显 号机。L E D 1 3 6 型则适合在隧道外使
效防止发光盘的错误安装。轴向光强 示距离大于 800 m,与现有的双灯丝 用,适用速度可达 120 km/h 或 160
直接替换灯泡需要研究新的电路和控
(1)功率匹配。由于 LED 的发光 制方式,才能充分发挥其优势。L E D
效率高,在同等光强下,LED 发光盘 作为新型光源,只要设计合理、使用
需要的功率比白炽灯泡小。如用 L E D 适当,同样具有可靠的故障安全特性。
替换 25 W 灯泡时,大约需要 4~8 W。
发 光 盘 进 行 灯 丝 检 查 时 , 情 况 和 灯 [5] Petit, William A. Wayside LED sig-
泡 不 同 , 冷 丝 检 查 一 般 可 用 脉 冲 电 nals-why it's harder than it looks.
流进行。由于脉冲检查电流小,不会 R ailway Track and Structures,2002
列 LED 铁路发光盘,其光强和散角符
合我国铁路标准,可提供红、绿、黄、
蓝、白 5 种颜色,供电电压 AC 12 V,
具有功率因素校正、有效减低谐波干
扰等功能。发光为集束面式结构,光
线聚焦利用现有信号机透镜,灯丝检
图 2 VMSL 型铁路 LED 信号机
图 3 西屋公司的 LED 信号灯
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同。当电流小于
利用率高达 90%,独特的盖板和透镜 测采用 L . O . D 兼容方式(虚拟继电 50 mA 时,输出报警信号。每年只需
设计,无需遮掩也不会产生灯光幻 影。3。散角窄光束设计,确保显示距
离大于 800 m,并且可内部调节成宽
器)。由于各种原因,此产品并未在我 国得到使用。
英国西屋铁路系统公司
RM4 型 LED 发光盘的供电电压有 10 V(AC/DC)和 120 V(AC)两种类型, 电压范围较宽,设关闭电压,抗浪涌能力强,功率因数 90%,总谐波小于 20%, 工作温度 40~74℃,抗振能力符合 1999 AREMA 和 MIL-STD-833 Method 2007 标准,抗电干扰能力符合 AREMA Section 11.5.1 和 FCC Title 47
点亮灯泡信号机。而在 L E D 信号机
责任编辑 陈晓云
中,脉冲检查可使 L E D 产生可见光。
收稿日期 2007-04-04
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灯丝是否完整,预防信号不能开放。 Railway Track and Structures,2002
考 虑 到 设 备 兼 容 ,同 样 需 要 对 L E D [4]DTI, Report of a DTI global watch
信 号 机 的 灯 丝 检 查 功 能 。 但 对 L E D mission,2005
Section 15 Class A 标准,抗潮湿 能力符合 IP65 标准。RM4 85 型 LED 发光盘参数见表 1。
瑞士 A C O L 公司是专业生产 LED 大功率灯具的厂家,长期致力于 LED 研发和生产,产品品质优良,价
1 国外主要发光二极管(LED)信号机及其技术特点
美国 G E L c o r e 公司是 G E 照明与 E M C O R E 公司的合资公司,创建于 1999 年 1 月,是全球著名的 LED 产品供货商。GELcore 公司生产 RM4 25、 RM4 7 5 、R M 4 85 三种类型的铁路 L E D 发光盘(见图 1 ),其中 R M 4 8 5 型 采用窄光束,其光强和散角指标与我国铁路 TB/T2353 基本接近。盘面和 现有的灯丝信号系统完全兼容。单个 LED 故障,其光损失小于 1%。
发光原理和灯泡不同,对 LED 显示效
铁路信号采用 LED 技术,具有节
果的评估不能沿用原有的方法。随着 能、可视性好、免调整、免维护、长寿
LED 的技术发展,L E D 光学问题已基 命等优点,发展前景良好。LED 具有
本得到解决。目前,LED 在铁路应用 和白炽灯泡完全不同的特性,但 LED
中主要存在以下问题。
L E D 节能的优点,也增加了发光盘的 [2] J.Liebscher,(Siemens AG,Germany)
发热,缩短了发光盘的使用寿命。
D.Zimmermann.Source.Photo metric
(2)灯丝检查。铁路信号机应具 design of colour light signals: Signal
条 或 多 条 支 路 故 障 时 , 产 生 非 紧 急 输出报警信号,也可向联锁电路输出 变化调节发光亮度。控制电路具有闪
报警。当发光盘电流大于 75 m A 时
产 生 紧 急 报 警 。其 维 护 方 法 简 便 ,每
年只需清洁透镜。
英国 R o x b o r o 集团下属的
Diallight公司曾专为我国设计892系
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