JZ.GD-1轮缘型计轴系统技术规格

JZ.GD-1型计轴设备技术规格书成都铁路通信设备有限责任公司2012.6计轴设备1、概述计轴是通过比较进入和驶离区段两端计轴点的列车轴数,来完成区段空闲与占用状态自动检查的专用铁路信号设备。

由成都铁路通信设备有限责任公司提供JZ.GD-1型计轴设备。

1.1JZ.GD-1型计轴设备计轴设备是作为轨旁列车位置检测和列车完整性检查的重要设备。

JZ.GD-1系统成熟可靠，并能安全、稳定地不间断工作，通过了SIL4安全认证。

室外部分采用福豪盛公司的RSR180型传感器，已在奥地利、澳大利亚、南非、瑞士、智利、南斯拉夫、古巴、捷克、德国、丹麦、西班牙、法国、荷兰、波兰、斯洛文尼亚、泰国、越南、突尼斯等国和中国的北京亦庄线、昌平线、8号线、成都地铁2号线等轨道交通领域广泛应用；室内设备采用成都铁路通信设备有限责任公司生产的JZ.GD-1型计轴主机系统，该系统已在国内各干线铁路、地方支线铁路以及乌兹别克斯坦干线铁路广泛采用。

JZ.GD-1型计轴系统是适用于各种轨型的轨道空闲检测设备，符合表10-5所示的标准和规范要求，等同或优于国家铁道部相关标准，可纳入国内外现有的各种联锁系统。

表10-5ACS2000计轴系统适用标准和规范EN50124铁路应用：绝缘等级1.2计轴设备特点JZ.GD-1型计轴设备特点：¾JZ.GD-1型计轴子系统采用双通道可编程微处理器系统组成2取2安全型运算器，检查和处理所有的安全信息。

系统具有逻辑判断能力，通过设置，能够对多种轨道区段进行处理，适应范围广。

软件和硬件都采用模块化设计，结构简单、维修方便。

¾室外车轮传感器采用双传感器单体封装设计，即两套车轮传感系统封装于一体。

车轮传感器的感应范围为距传感器表面垂直高度50mm内，水平方向距传感器外侧约20mm。

车轮传感器的运作基于磁力线偏转的原理，位于车轮传感器外壳中心线上的发射线圈产生的磁力线通过接收线圈，当一个轮轴顺序通过磁头传感器时，接收线圈的磁力线会按相应的顺序先后偏转，磁场强度也会相应改变。

线圈中感应电流也会随之变化，室内运算单元可通过检测两个磁头电流变化的先后顺序，准确检测出轮轴，同时对不满足时序的非车轮干扰进行排除。

¾室外计轴点，除了车轮传感器（RSR180）之外，没有任何其它的轨旁电子设备。

因此，故障处理方便，维修简便、维护费用低。

¾车轮传感器安装于钢轨内侧，安装方便，不用作雷电防护。

车轮传感器工作于雷电LPZ0B区域内，由于RSR180处于浮地工作状态，自身也具备足够的抵抗横向雷电脉冲的能力，因此室外不需要额外设置雷电防护元件，不接任何地线。

¾在室内，每个区段配置一套计轴运算单元，没有共用的主机单元。

¾采用模块化设计，便于系统维护。

¾JZ.GD-1型计轴系统采用单区段处理模式，每个轨道区段的检测结果以轨道继电器条件方式输出，即输出轨道继电器励磁或失磁条件，该条件为计轴与联锁的接口之一。

2、计轴设备构成JZ.GD-1型计轴系统的结构如下图所示。

系统包括：车轮传感器（RSR180），过电压防护板BSI，评估板IMC004（也叫EB板）、中央处理板（CPU）、条件采集板（TCJ)、显示板（TXS）和等单元。

其中，每个RSR180对应一个BSI和EB板，用于对传感器所感应的轴信息进行评估处理；CPU用于对所检测区段的轴数计算及判别；TCJ板用于采集外部复位信息，经处理后送CPU；TXS板用于将处理轨道区段轴数及故障代码显示出来。

一个计轴区段所有电子单元的集合称为计轴处理系统。

在计轴处理系统中，线路上车轮传感器的安装点称为计轴检测点。

图10-22计轴设备组成示意图车轮驶过传感器作用区域时，RSR180将所感应的电流信号通过电缆传输至室内评估板IMC004。

评估板采用双通道，对所接收到的2路传感器电流信息进行独立评估后，通过光电隔离，将轴信息以高低电平方式送至计轴板CPU。

CPU计轴板由2套独立处理电路，采用2取2方式，每个CPU独立实时处理经评估板评估后的轴信息（可同时处理1-6个检测点信息），并将检测结果比较后输出。

当两块CPU均判别进入区段轴数和驶离区段轴数相等，且无故障时，输出标识区段空闲的轨道励磁条件；否则输出标识区段占用的轨道励磁条件。

复零方式可根据用户需要选用预复零和直接复零两种方式。

在预复零工作方式下，对所检测区段预复零操作后，区段仍显示占用，需有列车完整通过所监视区间后，系统才输出标识区段空闲的轨道励磁条件。

在直接复零工作方式下，进行直接复零操作后，区段立即输出标识所监视区段的空闲轨道励磁条件。

2.1轨旁设备JZ.GD-1型计轴系统轨旁信号设备组成包括：室外车轮传感器、轨旁电缆终端盒（可根据需要由工程提供或另向厂家购买）、防护胶管及安装组件。

¾RSR180型车轮传感器车轮传感器安装于钢轨腰部，标准连接线为5米，特殊情况下可定制不同长度的连线。

车轮传感器内包括两套传感系统，轮对运行方向检测是基于车轮传感器内两套传感系统来实现的。

从系统安全性上考虑，在电气上两套传感系统是互相独立的。

图10-23RSR180车轮传感器车轮传感器是采用电磁感应原理来检测其周围铁磁物质有无的有源车轮传感器，其突出的特点是和周围其他的媒介无关且具有较好的环境适应性，RSR180型车轮传感器采用先进的车轮轮缘传感技术，可精确的判定车轮信息。

具有较强的抗干扰能力。

车轮传感器直接固定于钢轨的内侧，且无需室外电子设备，车轮传感器直接和室内设备相连，具有室外设备简单，安装紧固方便的特点。

¾传输电缆车轮传感器与室内设备要求使用星绞线进行连接，包含一对电源系统和一对信号系统，其中电源线和信号线可在同一个四芯组。

一根电缆只能用于传输车轮传感器信号，并能够传输多个车轮传感器的信号。

一个车轮传感器使用电缆的一个星绞组，如下图所示。

图10-24车轮传感器使用的电缆星绞组车轮传感器和室内设备连线每一个车轮传感器需要2对芯线，分别为供电线和检测数据线，每个检测点需一个车轮传感器。

建议每个检测点采用一个4芯星绞电缆组连接到室内相应主机上。

计轴点（室外设备RSR180）与运算单元（室内设备）之间的最大电缆长度即为传输距离。

JZ.GD-1型计轴系统的设备分布由传输距离确定。

计轴系统的传输距离受限于连接电缆的环阻，电缆线对环阻最高为250欧姆。

可以根据电缆线对环阻来计算传输距离。

作为例子，表21列出了典型的电缆直径所对应的传输距离。

表10-7使用典型铜缆的传输距离¾轨旁电缆接线盒车轮传感器与室外的星绞电缆在轨旁接线盒处进行接续。

车轮车轮传感器至电缆接线盒的引线距离不大于5米（车轮车轮传感器自带电缆长度为5m，特殊情况下可选择10m）。

轨边接线盒由工程提供，也可向设备供应商购买。

2.2室内设备计轴室内设备主要为计轴机柜。

图10-25计轴机柜布置机柜可以安装19英寸标准机箱，根据机柜的型号不同，一个机柜最多可安装15～18个运算单元。

端子排也布置于机柜内。

电源输入端子排、车轮传感器输入端子排和轨道状态输出端子排布置于机柜的背面。

¾机箱每个计轴机箱可以装3个运算单元，每个运算单元包括：TCJ板一块、TXS板1块、CPU板2块、评估板2块（评估板在具体配置中，因可以3重复用，具体数量有一定差异，通常为1-2块），见下图。

图10-26计轴机箱3、计轴设备原理3.1车轮传感器原理车轮传感器的运作基于磁力线偏转的原理。

位于车轮传感器外壳中心线上的发射线圈产生的磁力线通过接收线圈。

当有金属物体接近时，无论在发射线圈的上面还是下面，磁力线都会因为磁力线的偏转而发生磁感应强度的改变。

图10-27：传感器工作原理示意图车轮传感器（RSR180）由相互独立、电路分离的两套传感电路组成。

当车轮跨越RSR180，两套传感电路分别感应出变化的电流信号。

两路电流信号必须满足有先后有重叠的特征，才被认为是有效的车轮信号，如下图所示。

两路电流信号的相位关系代表车轮的运动方向，系统以此来识别车轮运行方向。

图10-28RSR180工作示意图车轮传感器RSR180的壳体内有两个单独的接收传感器，每个传感器独立执行同种任务。

head of rail field linestrain wheeltransmitter coilwheel sensorfoot of rails e n s o r c o i l 1s e n s o r c o i l2图10-29：车轮传感器内部构成原理示意图车轮传感器能够探测到处于探测区内的铁磁介质，其可靠探测区是一个立体的封闭区域。

车轮传感器的俯视投影边界即为可靠探测区的水平方向边界，垂直方向的边界距表面50mm 。

距车轮传感器的俯视投影边界外方70mm 规定为车轮传感器限界，限界之内的铁磁介质可能对车轮传感器有影响，限界之外的铁磁介质对车轮传感器无影响。

车轮传感器的工作状态已经考虑了在限界内的钢轨对车轮传感器的影响。

车轮传感器安装于钢轨腰部，金属物质通过电磁场对车轮传感器产生作用，所以对车轮的探测条件为：¾在传感器上方滚过由金属物质构成的车轮能够被车轮传感器识别；¾车轮驶过车轮传感器上方时，轮缘至传感器上表面的距离必须小于等于车轮传感器安装时设置轮缘感应高度；¾车轮直径满足技术指标要求。

3.2室内计轴主机原理计轴主机给室外车轮传感器供电，同时接收来自室外车轮传感器传回的轴信息。

通过运算处理后向联锁给出区段占用和空闲条件，并控制轨道占用表示安全型继电器落下，同时通过轴显表示区段轮对净轴数。

计轴主机的功能：¾接收并运算从室外车轮车轮传感器传来的轴信息。

¾比较进入区段计入车轮轴数和离开该区段的所计出的车轮轴数。

¾检测及判别区段的空闲与占用，并给出空闲与占用指示。

室内主机柜由电源屏提供，为一连续不间断为车轮传感器提供电源。

计轴主机硬件构成，计轴主机主要由评估板、中央处理板、条件采集板、显示板等组成：GNDVccSys1Sys212 VDC¾过电压防护板BSI过电压防护板安装于机柜背面，室外传感器引入与室内评估板之间。

BSI004避雷模块用来防止过电压对传感器功率以及评估板的影响。

每个RSR180对应一块过电压防护板。

图：10-30过电压防护板¾评估板：评估板通过对两个传感器系统对车轮传感器进行供电和数据统计，输出线路通过ABP背板到CPU板。

图10-312评估板每个评估板含独立双通道处理电路，分别处理一个检测点的两对传感器电流信息。

对于相邻区段共用RSR180（计轴点的复用）情况，评估板可提供三重复用。

评估板将模拟的RSR180信号转变成数字信号通过光电隔离输入到计轴单元。