城轨信号基础设备—计轴设备
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
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
03项目三 信号基础设备-计轴器
［知识要点］
1.掌握计轴器的工作原理、工作过程及对列车运行方向的判定过程。 2.了解计轴系统的部件与系统组成，掌握计轴器的安装。 3.熟悉计轴系统的使用、维护与调试
一、计轴器工作原理
计轴器是用以检测列车通过轨道上某一点（计轴点）的车轴数、检 查两个计轴点之间或轨道区段内的空闲情况；或可判定列车通过计 轴点的位置，自动校正列车行驶里程等的设备。 1.计轴系统的基本原理 计轴系统的基本原理如图3－1所示。
图3-3 车轮对磁场的影响
一、计轴器工作原理
（3）轴脉冲编码 为了判明列车行进方向，每个计轴器传感器必须由两套磁头构成。 当列车先后经过两组磁头时，每组磁头分别会产生一组轴脉冲，并 且产生的轴脉冲在时间上也有先后顺序，通过此时间差可以反应列 车的运行方向。
二、设备组成与使用
1.电子单元EAK 轨旁的密闭安装盒——电子单元EAK箱，EAK的功能是将室内提供 的电源转化为各单板所需电压，向车轮传感器发送磁头提供信号电 压，并将车轮传感器接收磁头中感应的信号电压送回盒内，转换成 便于远距离传输的数字信号（FSK），送往车站信号机械室计轴主 机进行计轴。 2.计轴评估器ACE 计轴评估器(ACE)安装在室内的计轴机笼内，ACE接收并处理来自E AK的数据，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，以及与诊断计算机连接并发送诊断信息。
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。
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。
第二章 信号基础设备 第五节 计轴器
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.计轴系统的工作原理
6
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。 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。
1. 具有高可靠性； 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。 计轴系统的缺点：
1. 不具备轨道断裂检测功能；
2. 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； 3. 设备维修后需要重新复位。
四.计轴器的设置方式
当两节以上编组列车运行发生车头、车体分离时会如何？
三.计轴系统的工作原理
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三.计轴系统的工作原理
8
三.计轴系统的工作原理
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三.计轴系统的工作原理
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计轴系统的组成
室外轨旁系统（探测点：磁头、电子单元）、室内系统（计轴评估
器，ACE）。
三.计轴系统的工作原理
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计轴系统 vs 轨道电路
计轴系统的优点：
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在每个轨道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。
计轴系统的输出为GJ状态，GJ的接点组接入联锁/闭塞系统， 为进路联锁/区间闭塞提供区段占用情况。
当区段有多个入口或出口时，计轴器设置的原则是什么？
铁路城轨计轴设备概述课件(PPT130页)
铁路城轨计轴设备概述(PPT130页)工 作培训 教材工 作汇报 课件管 理培训 课件安 全培训 讲义PPT 服务技 术
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轨道电路存在的问题：白光带（分路不良） 产生原因：由于轨面生锈等原因，造成车轮不能可靠分 路。如：车站侧线长时间不走车、沿海、风沙、粉尘严 重地区。
术语定义
7、复零 对计轴轨道区段从占用状态改为空闲状态的操作。复
零分为预复零和立即复零。
8、预付零 按压计轴轨道区段的预复零按钮后，该区段保持占用
状态，只有在经该区段运行一列车，当计轴轨道检查装 置确认计入和计出轴数相等后，该区段才可恢复为空闲 状态。
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德国、丹麦、芬兰、比利时、英国、荷兰、挪威、西班 牙、瑞士、葡萄牙、印度、印度尼西亚、土耳其、波兰 、俄罗斯、南非、澳大利亚、奥地利、保加利亚、墨西 哥等等。国外产品主要集中在阿尔卡特、西门子为代表 。
计轴设备发展简介
国内： 国产计轴设备的研究开始于上世纪50年代，从分立元件、到集成电 路、微处理器，历经几代，水平明显提高。但由于对高可靠性、安 全性的要求，真正上道使用却是近几年的事。 国内产品主要厂家是： 成都铁路通信厂； 齐齐哈尔科研所（哈尔滨科研所）； 黑龙江瑞星公司； 河南辉煌公司 基本上是以阿尔卡特公司设备原理为基础，仿制、改进、研发。
术语定义 5、负轴
计轴轨道区段在无计入轴数而有计出轴数或计出轴数 多于计入轴数时的状态。 6、大区段
包含多个闭塞分区的区段。
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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
计轴器、信号机、转辙机测试题(有答案)
信号基础设备——计轴器、信号机、转辙机测试题一、判断题1、电子单元EAK属于计轴器的室内设备，俗称“小黄帽”。
（×）2、城市轨道交通采用左侧行车制。
（×）3、控制信号机灯光显示的电路称为信号机点灯电路，又称继电电路。
（√）4、LED组合式色灯信号机的光源为灯泡。
（×）5、道岔的状态有定位、反位、四开三种。
（√）二、选择题6、透镜式信号机中透镜组由两块带棱凸透镜组成，其中内侧透镜为（），外侧透镜为（）。
A.无色凹透镜有色凸透镜B.有色凸透镜无色凸透镜C.无色凹透镜有色凹透镜D.有色凸透镜无色凹透镜7、ZD6型电动转辙机为了保护电动机的安全，提高设备的可靠性，其内部联结采用了( )A.固定联接B.摩擦联接C.自由联接D.紧固联接8、道岔号数或者辙叉号码是指辙叉角的（），常用的道岔号数有（）A.正切值 7号和9号B.余切值 7号和9号C.正弦值 8号和9号D.余弦值 8号和9号9、下列城市轨道交通信号系统设备中，不属于信号基础设备的是（）A.信号机B.转辙机C.轨道电路D.联锁设备10、进站信号机设置在距离最外方进站道岔尖轨尖端（）处。
A.大于40m小于500m处B.大于800m处C.大于50m小于400m处D.大于50m处三、填空题11、城市轨道交通的基本颜色有（红色）、（黄色）、（绿色）；辅助颜色有（月白色）、（蓝色）。
12、计轴器的计轴磁头分为发送（Tx）和接收（Rx）两个磁头，发送磁头安装在（钢轨外侧），接收磁头安装在（钢轨内侧）。
13、城市轨道交通信号可分为视觉信号和（听觉）信号，固定信号和（移动）信号，地面信号和（车载）信号。
14、当计轴磁头重新安装后或状态不良时，需要连接上（便携式计轴测试调节箱）进行设备调试。
15、转辙机的操纵方式有（电动转换）和（人工转换）两种转换方式，转辙机的锁闭方式有（机械锁闭）和（电气锁闭）两种锁闭形式。
16、交流系列的转辙机电源电压为（380）V，直流系列的转辙机电源电压为（160）V。
城轨通信信号设备之计轴器与应答器—计轴原理
计轴器
（2）计轴处理部分
计轴处理部分接收来自计轴点的轴脉冲，对轮轴脉冲进行计算并进行校对，以防止两个线圈所计轴数不 一致，区段(区间)一端的计轴系统将本系统所计轴数送给相应区段(或区间)的对方系统，并接收对方子系统送 来的轴数；根据两段系统计轴数量是否一致确定区段的占用或空闲状态，计轴处理部分还要对计轴点进行监测， 发现计轴点故障，显示计轴故障；另外，许多计铀设备还要为其他系统，如联锁系统、闭塞系统提供“轨道空 闲”，或“轨道占用”的表示信息，一般用QGJ表示，因此，计铀处理部分需要动作区间轨道继电器(QGJ)； 由于QGJ直接表征轨道空闲／占用，为了满足故障导向安全原则，计轴处理部分需要采用安全冗余机构，即其 中一个CPU出错，不能导致计辆结果出现错误，因此，一般采用2取2结构，以两套CPU为最小系统。
计轴器
2. 技术条件
1．轨道传感器应能在0～200 Km／h速度下，可靠地采集车轴脉冲。 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。 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奔需要，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。
计轴器
（3）信息传输部分
一个区段(或区间)是否处于占用或空闲状态必须由该区段(或区间)两端计轴系统所计轴数共同判定。一般 轴数相同为空闲，轴数不相同为占用。因此，两端计轴系统必须进行轴数互传，两端计轴系统的轴数互传是由 传输子系统实现的。由于所传输的信息具有很高安全特性，因此，要求传输子系统具有安全传输能力。
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。
城轨信号基础设备—计轴设备
LED灯 位 1 2
3
通道 通道1、2 通道1、2 通道1、2
4
通道1
4
通道2
5
通道1
5
通道1、2
6
通道1、2
颜色 绿 绿 绿 黄 黄 黄
黄 绿
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
图8 串行I/O模块面板
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计轴系统
LOGO
(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模块面板如图9所示。
图9 并行I/O模块面板
.
计轴系统
表 I/O模块面板状态指示灯释义
?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logo计轴系统轨道磁头组成
计轴系统
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计轴系统
LOGO
一、计轴设备的组成
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。
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。
图4 EAK内部连接背板图
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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。
城轨通信信号设备之计轴器与应答器—查询应答器系统结构
3. 应答器系统组成
应答器
4. 工作原理
应答器
5. 车载天线
应答器
应ห้องสมุดไป่ตู้器
2. 分类
1.无源应答器 点式无源应答器，或称固定信息应答器，与外界无物理连接，不需要外加电源，平时处于休眠状态，无源 应答器自身功耗很低，仅在列车通过并获得车载查询器发送的功率载波能量时被激活，激活后立即发送调 制好的数据编码信息。 无源应答器中的信息是经特殊设备固化在应答器存储单元里，一般安装以后不能改变，用于发送固定信息， 在我国CTCS2级系统中，用于发送线路速度、坡度、轨道电路参数、信号点类型等信息。 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可以通过外接电线由地 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。
应答器认知
应答器
1. 概述
查询应答器系统由查询器和应答器两部分组成。如果是为了列车获取地面信息，查询器安装在机车上， 应答器安装在地面上；反之，应答器也有安装在机车上，查询器安装在地面上，用于把列车的有关信息， 如车次号、列车类型传输给地面系统的。在列控系统应用中，为了获取地面信息，一般应答器是安装在 地面的，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，我国CTCS系统都 是把应答器安装在钢轨间中央道床上；另一种方法是安装一根钢轨外侧。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。本项目主要以CTCS系统为背景，介绍查询应答器系统的有关知识。
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图2 AzLM系统轨道磁头
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计轴系统
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工作原理：
图3中Tx为发送磁头，Rx为接收磁头。当车轮距Tx/Rx中心线200 mm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200 mm范围以内时，接收线圈中的感应电 势为零，如图4.44（b）所示。
LED灯 位 1 2
3
通道 通道1、2 通道1、2 通道1、2
4
通道1
4
通பைடு நூலகம்2
5
通道1
5
通道1、2
6
通道1、2
颜色 绿 绿 绿 黄 黄 黄
黄 绿
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
图4 EAK内部连接背板图
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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。
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。
（a）
（b）
（c）
图3 车轮与磁头磁力线分布关系
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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。
计轴系统
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计轴系统
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一、计轴设备的组成
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
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计轴系统 1.室外轨旁设备
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•轨道磁头
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。
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图7 电源模块面板
计轴系统
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(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
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计轴系统
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(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模块面板如图9所示。
图9 并行I/O模块面板
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计轴系统
表 I/O模块面板状态指示灯释义
图5 计轴评估器ACE面板图
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计轴系统
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(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。
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图6 计算机模块面板
计轴系统
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(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5 V和12 V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。
•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 。
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计轴系统
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（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。
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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