铁路信号防雷设备技术论文

铁路信号防雷设备技术论文（精选11篇）

铁路信号防雷设备技术论文 篇1

铁路信号防雷设备技术论文

铁路信号防雷设备技术论文【1】

引言：随着社会经济的快速发展，铁路提速技术的不断提高，铁路信号系统趋向复杂化、电子化发展。

由于雷电事故时常发生，长给铁路信号之间的设备造成故障，进一步影响铁路信号系统的安全使用，造成很多的设备隐患。

因此，如何做好设备防雷技术是铁路信号系统维护的重要课题，在当前经济高速发展的时代，加强铁路信号设备的防护，对提高铁路信号系统的稳定性具有很重要的意义。

铁路信号系统是由多种机电设备组成的复杂控制系统，对铁路运行的安全、高效、快捷起着至关重要作用。

雷电是发生在大气中的一种瞬时高电压、大电流、强电磁辐射灾害性天气现象，雷电灾害是“联合国国际减灾十年”公布的最严重的十种自然灾害之一，雷电感应是雷电放电的强大电磁场在邻近铁路信号系统导线或系统设备内产生的电磁感应脉冲，该电磁感应脉冲产生的过电压和过电流幅值并不太高，但由于现代铁路信号系统设备采用了大量微电子设备，微电子设备耐过电压和过电流的能力很低，雷电感应引起的电磁感应脉冲可以造成雷害。

信号设备是铁路运输的耳目，对行车安全关系很大。

为了更好的确保铁路信号系统的稳定性，保障铁路安全、高效运行，因此加强对于铁路信号系统防雷技术的研究是十分必要的。

一、铁路信号防雷设备的重要性。

(一)雷电事故影响铁路信号较大

近年来我国雷电事故越来越多。

随着社会经济的发展，信号系统已普遍被应用，但由于其防雷设备的不完善，造成的雷电事故逐渐增多。

每年的6-8月份是雷电的高峰期，雷电事故明显增多，由雷电造成的设备故障影响铁路运输安全现象较多，直接影响铁路正常运输，造成一定的经济损失。

仅6月份，全路因雷击造成信号设备故障147件，故障延时117个小时。

由以往事故案例总结，发生雷电事故的原因主要是因为缺少标准的避雷措施和设备，工作人员缺乏专业的避雷知识。

因此，铁路部门应建立工作责任，提高防雷措施，整治铁路信号防雷设备，积极处理问题，尽可能保证铁路运输的安全性。

(二)铁路信号系统设备多为微电子构成

目前，铁路上的安防监控设备都是电子产品，这些安防监控设备主要具有高密度、高速度、低电压和低能耗的优点，但其对雷电的过电压、电力系统操作过电压、静电放电、电磁辐射等电磁干扰非常敏感，因此，安防监控设备非常容易受到雷电的损害，结果会给整个监控系统带来损害，导致系统失灵，造成难以估摸的.经济损失和安全方面的危险。

因此，提高铁路信号防雷设备的标准性，是减少灾害发生的根本。

铁道部在原有铁路防雷标准基础上，发布了《铁路信号设备电磁兼容及雷电电磁脉冲防护实施意见》。

其实施意见吸取了我国铁路信号多年的防雷经验，并借鉴国外成熟的防雷措施，包括地网设置、屏蔽设置等诸多综合防护措施，大大提高了铁路信号设备的防雷标准，进一步增强了设备防雷的可操作性。

同时实施意见还防雷设计、管理、验收、质量责任、雷害处理、设备的采购等细节内容，基本形成了信号设备雷电防护的综合框架。

目前，铁道部已经发布了《信号设计规范》，正在抓紧制定《铁路防雷、电磁兼容及接地工程技术规范》，努力提高信号设备防雷的设计和建设水平，进一步减少雷害发生。

二、铁路信号设备雷电防护分析。

(一)铁路信号设备遭受雷电的原因

(1)铁路信号设备的占地面积较大，并且很多信号设备分布在较高的山区上，还有的是在旷野中，构成易遭受雷电的特点。

(2)铁路的钢轨是雷电流的良好导体，与钢轨连接的信号设备就较容易受到雷电的袭击。

(3)自动闭塞和半自动闭塞的诸多信号线、控制线都是使用架空线，均架设在信号线路中，暴露在旷野中，在雷雨天气，保护措施较弱，极易受到雷电的威胁，线路中的大电流会串入信号机房，从而引起对内部设备的损害。

(4)信号机房存在较多的接地系统，其冲击接地电阻不均匀，在雷电袭击时，雷电流引起地电位差，也容易造成“地电位反击”，形成“不等电位”，威胁到机房人员和设备的安全。

从上述原因不难看出，为了提高铁路信号设备的防雷标准，一定要有良好的避雷设施、接地网等，采取完善的直击雷、感应雷防护措施。

同时在信号机房、计算机网络系统、信号传输系统、机房接地系统等采取有效的防护措施，在拦截、分流、均衡、接地、布线、布局等方面做好完善的综合防护。

(二)针对以上原因，应采取相应的防雷措施

(1)在各地的铁路信号设备加强防雷措施，在各地的机房上尽量安装防雷设备，尤其是暴露在旷野中的机房、铁路建筑物一定要做好防雷设施。

有关企业单位要严格按照防雷法规，通过正规的机构检测、完善本单位的防雷设施，避免贪图便宜，或者为了省事，请不正规的机构检测和完善防雷设施。

(2)通过有效途径加强防雷宣传，组织人员参加防雷有关知识培训，提高工作人员的专业知识和能力。

在雷雨天气，工作人员不要在开阔地工作，不能再金属旁避雨，避免遭受雷电的袭击;雷雨天气尽量少使用电器设备。

(3)信号机房或机械师建筑物要采取电磁屏蔽，安装避雷网;室外信号设备直击雷防护和屏蔽，机房信号设备安装好接地线。

三、综合防雷整治施工中应注意的问题。

(一)注意隐蔽工程的施工质量

施工和监管单位一定要保证隐蔽工程的施工质量，如果地网的某个地方一旦断开，就会形成“不等电位”，因此，地网的连接处一定要处理好，可采取焊接，并进行防腐处理。

(二)各级防雷器的参数要匹配

防雷器的通流量在分区分级的配置中要实现匹配，若出现不匹配现象，就容易出现在雷电流侵入时，后一级断路器先于前一级断路器脱扣掉下，造成系统停电的严重问题。

所以，要按以下原则进行配置：室外0区大于机械实1区，机械实1区大与机房2区，以电源防雷为例，信号楼引入之前为40KA以上，电源屏室前为20KA以上，微机房电源柜前为10KA以上。

为了参数的一致，防雷箱内防护断路器与电源的断路器最好选用同一个厂家的产品。

(三)组合架的连接

机械室同一排组合架之间的等电位连接一般采用大于10mm 的多股铜导线串联栓接，这种连接方式存在一定的缺点：如果某一个组合架的连接点接触不良就会导致所有组合架失去等电位连接。

如果采用与同一排组合架等长的30mm×3mm紫铜排与每个组合架并联连接，就能解决此问题。

参考文献

铁路信号防雷设备技术论文 篇2

1 铁路信号继电器

(1) 继电器的基本原理。由接点系统和电磁系统两大部分组成，电磁系统由线圈、固定的铁心、轭铁以及可动的衔铁。接点系统由动接点、静接点构成。 (2) 动作原理。当线圈中通入一定数值的电流后，由于电磁作用或感应方法产生电磁吸引力，吸引衔铁，由衔铁带动接点系统，改变其状态、从而反映输入电流的状况。可以说明继电器最基本的工作原理：可见，继电器具有开关特性，利用其接点的通、断电路，从而构成各种控制表示电路。 (3) 继电器的作用。能够以极小的电信号控制执行电路中相当大的对象，能够控制数个对象和数个回路，也能控制远距离的对象。有着良好的开关性能：闭合阻抗小、断开阻抗大，有故障→安全性能，能控制多回路、抗雷击性能强、无噪声、温度影响小等。在以继电技术构成的系统中，大量使用，在以电子元件和微机构成的系统中，作为接口部件，将系统主机与信号机、轨道电路、转辙机等执行部件结合起来。

2 安全型继电器

AX系列安全型继电器是直流24V系列的重弹力式直流电磁继电器，其典型结构为无极继电器，其它各型号都是由其派生而成。因此，决大部分零件都能通用。

2.1 插入式和非插入式

外观上是否有防尘罩，前者单独使用，后者匝内使用。

2.2 型号的表示法

采用汉字拼音字母和数字表示，字母表示继电器种类，数字表示线圈的阻值，例如：(图1)

2.3 安全型继电器的结构和动作原理

(1) 无极继电器：结构：电磁系统(线圈、铁心、轭铁、衔铁)接点系统(拉杆、动静接点组);动作原理：电→磁→力→动作拉杆，F吸引力>F重力为吸起状态。F吸引力

3 铁路信号中的继电器的应用

应用继电器构成的各种控制表示电路，统称继电电路。

(1) 选择继电器的一般原则。继电器的类型、线圈电阻，应满足各种电路的基本要求。电路中串联使用继电器时，串联继电器的数量满足电压的要求。继电器接点通过的电流不应小于电路的工作电流，必要时采用并联。继电器接点数量不够时(不能满足电路要求时)，设置复示继电器反映主继电器工作状态。电路中串联继电器接点时，接点的接触电阻满足电路要求(不影响电路正常工作)。 (2) 继电器的表述。继电器的名称符号根据主要用途和功能命名。如：按钮继电器为AJ，信号继电器为XJ等。对于同一功能和作用的继电器不止一个时，名称必须加以区别。如：XLAJ, SLAJ等。 (3) 继电器的定位。1) 继电器的定位状态必须和设备的定位状态一致。如：信号机以关闭为定位状态;道岔以开通定位为定位状态，轨道电路以空闲为定位状态。2) 继电器的落下状态必须与设备的安全侧相一致，满足故障——安全原则。如：信号继电器落下——信号机的关闭，轨道继电器的落下——轨道电路被占用。在电路中，凡是以吸起为定位状态的继电器，其接点和线圈均以“↑”符号表示，凡是以落下为定位状态的继电器，其接点和线圈以“↓”表示。3) 继电器的符号，对于线圈必须注明其定位状态箭头和线圈端子号。对于其接点只须标出其接点组号，而不必详细标明动、前、后接点号。但必须标出箭头方向。

4 继电器线圈的使用的要求

必须满足继电器的工作安匝和释放安匝。串联：前后线圈串联;如：JWXC-1700。并联：前后线圈并联;如：JWXC-850/850。单线圈使用时，为了保证得到与两线圈串联使用同样的工作安匝，通过线圈的电流必须比串联时大一倍，所消耗功率也大一倍。此时，电源容量要大，线圈易发热。因此，继电器大都采用两线圈串联使用的方法。但当电路需要时，也采用分线圈使用的方法。两线圈并联使用时，所需电压比串联时低一半，一般使用在较低电压的电路中。

参考文献

[1]25HZ相敏轨道电路 (第三版) .人民铁道出版社.

[2]陈广存.铁路信号概论.

[3]铁路信号基础设备.西南交通大学出版社, 2008.

铁路信号防雷设备技术论文 篇3

关键词：铁路信号；巡检管理；巡检技术；

一、铁路信号设备巡检管理的必要性

随着我国第六次大提速的实施，列车行驶速度的进一步加快，开天窗维护时间变短，铁路信号设备的维护工作难度越来越大。在列车速度加快的同时，车次增多，要点进行信号设备的维护己经非常困难，铁路信号设备的维护工作的难度之大可想而知。为此，要求工作人员在设备维护工作时要多巡视设备状况，少开箱检查，即“多看少动”，因此巡检信号设备的工作尤为重要。

传统的信号设备巡检管理工作一般采取签到的方式，依靠人为管理和监督实.现，但是工作签到记录的方法容易被伪造，且历史记录不易保存，也不利于数据日后的查询和管理。

因此，引入先进的智能化电子巡检管理系统势在必行。电子巡检系统的优势在于一方面可以避免巡检人员的麻痹思想和作弊行为，从而更好的保证铁路运输的安全性，另一方面可以更科学的考核巡检工作人员的工作业绩，提高管理效率。

二、铁路信号设备巡检管理系统关键技术浅析

（一）射频识别(RFro)技术

ID(RadinFrequencyIdentification)即射频识别，常称为感应式电子晶片或应答器、感应卡、非接触卡、电子标签、电子条码等。一套完整的RFID系统由阅读器(Reader)与应答器两部份组成。应答器依附或者嵌入待识别物体里，并且保存了待识别物体的特征信息。阅读器发射某一特定频率的电磁波给应答器，用以驱动应答器电路将IDCode送出，此时阅读器便接收此IDCode，完成了对待识别物体的识别。

RFID卡在继承了接触式IC卡大容量、高安全性等优点的同时，还克服了接触式所无法避免的缺点，如读写故障率高，触点外露导致的污染、损伤、磨损，静电以及插卡不便等。RFID卡完全密封的形式及无接触的工作方式，使之不受外界不良因素的影响，从而使用寿命完全接近IC芯片的自然寿命，因而卡本身的使用频率和期限以及操作的便利性都大大的高于接触式IC卡。并且因为完全封闭，其保密性能也大大加强。

（二）全球定位系统(GPs)技术

GPS是以卫星为基础的授时与测距导航无线电导航定位系统，能为车辆、轮船等诸多移动站提供精确的三维坐标、速度和时间。目前，GPS已经在全世界范围内得到了广泛的应用，包括在军事，农业，航海，勘探等许多领域都发挥了积极的作用。GPS系统由三部分组成:GPS卫星(空间部分)、地面支撑部分(地面监控部分)、GPS接收机(用户部分)。GPS基本的定位原理是:卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接受到这些信息以后，经过计算求出接收机的三维位置、三维方向以及运动速度和时间信息。

（三）地理信息系统(GIS)技术

地理信息系统起源于20世纪60时代。地理信息系统是一项以计算机为基础的新兴技术，在计算机软硬件支持下，它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理、对数据的有效管理、研究各种空间实体及相互关系。通过对多因素的综合分析，它可以迅速地获取满足应用需要的信息，并能以地图图形或数据的形式表示处理的结果。

随着技术的发展，当今Gls已融入rr技术的主流，形成Gls软件平台。通常在Gls软件平台上包含桌面软件、开发平台及利用平台开发的各种应用系统。目前GIS的主要应用领域有:地理空间数据管理;综合分析评价与模拟预测;空间查询和空间分析;地图制图;专题地图和区域信息系统;与遥感图像处理系统结合的应用;面向具体应用的GIS二次开发;属性数据的综合及融合应用。

（四）地图匹配技术

比较当前车辆的坐标和数字地图的过程叫做地图匹配。该算法以某个车辆位置点或某段车行轨迹曲线作为待匹配样本，最后根据确定的地形实体，来定位行驶中的车辆，并减小定位误差。可以简单来说，地图匹配是利用某一地区的已知信息来提高定位估算精度并以此来减小定位误差的一种方法。

在巡检管理信息系统中，地图匹配的概念与以往有所不同，在这里主要用来将巡检人员实际走的路径与规划设计路径相比较，得出其相似度，依此来判断巡检人员巡检操作的规范性。

（五）面向对象软件开发技术

面向对象技术的原理是，对问题领域实行自然分割，按照通常的思维方式建立问题领域的模型，设计尽可能直接、自然地表现问题求解的程序。它改变了计算机求解的问题空间和求解的方式，使得计算机语言对真实世界的描述更加直截了当。

面向对象的优点主要有以下几个方面:

1.容易解决大型复杂问题。

2.软件维护变得容易

3.软件的开发效率明显提高，

4.当需求改变时，可以重新将对象透明地定位到新的平台，甚至可以跨越网络定位至其他计算机。

5.将逐步改变人们的编程模式，由全部设计性活动过渡到集成性组装式的工作。

（六）人机交互界面设计技术

一般凡参与人机信息交流的一切领域都属于人机交互，即人机界面。此处所讨论的是计算机系统中的人机界面，又称为用户界面(UserInierface)，是指计算机与使用者之间的对话接口，是计算机系统的重要组成部分。人通过人机界面与硬件和软件构成的整体进行信息交流，而不是单独与硬件或软件直接相关。人机接口设计的目的是让计算机更聪明，更具有智能，能做更广泛的工作。而对使用者的要求逐步降低，即可针对任何缺乏计算机知识和经验的用户。设计人员不仅要充分发挥计算机的功能，而且要充分分析用户的特性和需求，从各个方面研究和调动用户的能动性，以达到人机之间充分的协调和合作。

三、结束语

本文在介绍了我国目前铁路信号巡检管理现状的基础上，得出了需要建设电子化、信息化的巡检管理系统的结论，并在此基础上详细分析了建设该种系统所需要的一些关键技术，希望能为广大同行提供一个参考，共同为我国的铁路信号事业做出贡献。

参考文献：

［1］刘晓胜,周岩.电子巡更系统及其发展现状[J].工程设计,2002,(12).

铁路信号防雷设备技术论文 篇4

一、铁道信号联锁设备的故障诊断

1、传统的故障诊断方法 依靠技术人员对设备故障机理的把握程度和经验,进行分析、判断和故障处理。主要方法有逻辑推理法、优选法、比较法、断线法、校核法、试验分析法、检查法、调研法、逐项排除法、仪表测试法等。

2、信号处理法 一般利用信号模型,如相关函数、频谱

、自回归滑动平均、小波变换等,分析可测信号,提取方差、幅值、频率等特征值,检测出故障。这些方法简单方便。

3、解析模型法,它建立诊断对象精确数学模型的基础上,运用数理统计、解析函数等数学方法,对被测信息进行处理诊断。但在实际诊断中,经常难以构成被诊断对象的精确数学模型,加上大型复杂设备的非线特征,限制了解析模型诊断法的使用效果和范围。

4、人工智能故障诊断法,是利用神经网络、遗传算法、模糊逻辑、专家系统等进行诊断以及与其他传统技术相融合的诊断技术,构成以诊断对象进行状态识别、故障辨识和状态预测的故障智能诊断系统。这种诊断方法有:神经网络故障诊断法、遗传算法故障诊断法、模糊逻辑故障诊断法和专家系统故障诊断法等。

随着电子技术计算机技术及信息技术的发展,智能故障诊断技术广泛应用在铁道信号设备,为故障分析和诊断提供了现代化辅助决策工具。为提高故障预防和状态维修的水平发挥了重要作用。

二、可靠性与安全性技术保障

保障性是指道岔电子控制模块的设计特性满足实际使用要求的能力。通过可靠性、维修性设计以及测试性设计。能够使设备在实际应用中具有高安全性、高可靠性的技术保障。另一方面通过模块的技术保障设计,使模块得到所要求的保障资源和措施,在这个过程中,需要进行深入的技术保障分析,使设备的设计与技术保障措施达到最佳的匹配,保障系统以最佳的寿命周期,完成和实现应用领域的控制要求。

道岔电子控制模块的设计特性主要包括可靠性、安全性、易维护性、测试性、运输性、保障性、标准化等等,其重要性显尤为突出的是可靠性和安全性,而达到高可靠性和高安全性的基础就是模块可靠性、安全性的技术保障。

1、硬件技术保障

硬件电路性能的好坏直接影响整个系统工作质量,应用硬件抗干扰措施是经常采用的一种有效方法。通过合理的硬件电路设计可以削弱或抑制绝大部分干扰,在道岔电子控制单元的`硬件设计中,主要采取了以下几种保障措施:

1)尽可能的采用电流器件,减少使用电压器件。因为干扰都是以电压的形式出现的,而形成电流必须有一定的能量,所以少使用电压器件可以收到事半功倍的效果。

2)在模块设计时,选用性能好、质量高、参数稳定性好的元器件。对电阻功率、电容的耐压必须有储备系数,储备系数均须大于1.5。

3)充分考虑电源对单片机的影响,电源做得好,整个电路的抗干扰就解决了一大半,单片机对电源噪声很敏感,在该系统中采用给单片机电源以及逻辑电路加滤波电路,以减小电源噪声对单片机的干扰。

4)电路板合理分区,比如强、弱信号、数字、模拟信号等。在道岔控制单元中,设计时将继电器等较大干扰源和MCU等敏感元件远离。

5)用地线把数字区和模拟区隔离,数字地和模拟地也进行了分离,最后接于电源地。

2、软件技术保障

对于数据信息的传输,采用了正反码重传的冗余结构,即任意一条来自CAN总线的控制命令都可以在两个MCU中同时执行。另外可以采用16位CRC编码校验技术,从而保证了信息传输过程中的安全性,对于数据信息的存储,采用了定时刷新的措施,MCU周期性的自检、刷新其内存中的数据信息,保证与原始信息的一致。

三、建立常态化联锁安全应急管理流程

将日常故障处理、临时过渡施工、配合施工中积累的联锁安全管理经验和做法,按照“风险识别、系统评估、卡控措施、反馈信息的步骤制定成常态化工作流程。各级联锁管理人员在信号设备发生故障到达现场后,按照流程要求,查明故障原因,积极进行修复,确定联锁试验范围名称、项目,故障处理完毕及时将相关试验表格上报段调度。

对特殊中岔、场联、坡道、引导、道口、专用线设备等进行详细检查,利用段局域网平台,将特殊设备分布、原理、试验方法及维护注意事项登录在段信息网络平台上,方便车间学习、交流,强化联锁试验应急演练。落实卡控措施,坚决杜绝联锁试验缺项、漏试,联锁试验不彻底盲目开通使用等违章行为。

四、建立联锁安全信息快速反馈机制

建立《联锁安全问题库》。对铁道部、路局、电务段检查监测诊断发现的问题,全部建档入库,分类管理,动态更新,及时处理各类隐患和问题。运用电务试验车轨检车检测、用户回访、机电联劳等方式,对问题处理进行跟踪验证,闭环处理。 健全联锁安全信息诊断评估制度,建立段车间2级固定设备和移动设备安全运行信息诊断评估网络,明确评估标准,实现联锁安全信息资源的科学合理利用,形成指导安全生产的有效依据强化联锁图纸档案管理,做

到信息化、标识化,制定落实5项管理要求: 每个车站相同的局部设备如有多套不同图纸必须合成为一套完整的图纸;工区、车间、电务段存放的同一个车站的图纸必须完全相同;室外箱盒内的图纸必须与车站整套图纸中的局部设备图纸完全一致;所有图纸应做到与实物配线完全一致;整套图纸应做到不缺图页、不缺边少角、张张清晰,并装订整齐。

五、建立联锁安全综合试验机制

强化计算机联锁修改软件仿真试验记录管理,针对部分软件厂家在仿真试验初期对发现问题、主要原因、处理措施等无任何记录的现象,电务段严格执行部 局规定,建立健全了计算机联锁仿真试验报告制度,在每次仿真试验时,由联锁软件研制单位和设备管理单位共同出具仿真试验书面报告,内容包括: 车站名称 试验日期、双方参加试验人、试验项目、发现问题、处理结果等,并由双方单位试验人签字。对完成仿真试验后的联锁软件芯片必须进行封存管理,研制单位和设备管理单位同时在封条上签字,现场施工封锁当天双方共同确认原封装良好后进行开封,如设备管理单位发现事前已经开封,应拒绝现场软件更换。

结语

总之,信号联锁是指通过技术方法,使信号、道岔和进路必须按照一定程序并满足一定条件,才能动作或建立起来的相互关系,确保联锁关系正确是信号设备设计、制造、施工、维护应遵循的基本原则,联锁错误或失效都将直接危及行车安全,以强化现场预防控制为重点,严格执行联锁纪律,严抓联锁责任制落实,实现了安全生产的持续稳定。

参考文献

[1]赵志熙等编着,计算机联锁系统技术[M].北京:中国铁道出版社,.93-203.

铁路信号技术的发展论文 篇5

但是相应施工技术的进步已经跟不上技术的飞速发展，导致在实际施工当中存在一些不足，特别是一些细节，从而对信号技术装备系统功能的发挥产生不利影响，将严重阻碍信号施工技术水平的改善。

随着铁路信号新技术、新制式的不断发展，强化并提高铁路信号施工技术已经迫在眉睫。

关键词：铁路;信号施工;施工技术

1 铁路信号工程施工中的技术措施

铁路信号工程施工中的技术交底主要指的是某一工程开工前或分项目开工前有两次技术交底，一次是在建设单位主持下进行的，由设计单位向施工单位交底;另外一次则是由施工单位主管领导会同项目主管工程师向参与施工人员的技术交底，以促使施工人员能够充分了解施工方法与工程质量要求等。

1.1 施工设计的范围

施工设计的范围一般包括了全站的信号设备，区间闭塞设备，以及站内电码化设备等。

1.2 质量标准、要求与保证质量措施

铁路信号防雷设备技术论文 篇6

［摘要］铁路为实现高速、高密度和重载运输的需要，积极引进采用新技术，大幅度提高了

现代化通信信号设备的装备水平，新型技术系统不断涌现。［关键词］故障-安全技术、实时操作系统开发平台、数字信号处理、计算机网络技术的应用、通信技术与控制技术的结

合、通信信号一体化近10多年来，运输市场竞争激烈，各国铁路，特别是我国

铁路为实现高速、高密度和重载运输的需要，积极引进采用新技术，大幅度提高了现代化通

信信号设备的装备水平，新型技术系统不断涌现。

一、故障-安全技术的发展随着计算机技术、微电子技术和新材料的发展，故障—安全技术得到了飞速发展。高可靠性、高安全性的故障—安全核心设备出现了“二取二”、“二乘二取二”和“三取二”等不同结构

形式，其同步方式有软同步和硬同步。西门子公司、阿尔斯通公司、日本日信公司等推出了

不同类型的采用硬件同步方式的安全型计算机。故障—安全技术的提高为高可靠和高安全的铁路信号系统的发展打下坚实的基础。

二、高水平的实时操作系统开发平台实时操作系统（RTOS,Real Time Operation System）是当今流行的嵌入式系统的软件开发平

台。RTOS最关键的部分是实时多任务内核，它的基本功能包括任务管理、定时器管理、存储

器管理、资源管理、事件管理、系统管理、消息管理、队列管理、旗语管理等，这些管理功

能是通过内核服务函数形式交给用户调用的。在铁路、航空航天以及核反应堆等安全性要求

很高的系统中引入RTOS，可以有效地解决系统的安全性和嵌入式软件开发标准化的难题。随

着嵌入式系统中软件应用程序越来越大，对开发人员、应用程序接口、程序档案的组织管理

成为一个大的课题。在这种情况下，如何保证系统的容错性和故障—安全性成为一个亟待解

决的难题。基于RTOS开发出的程序，具有较高的可移植性，可实现90%以上设备独立，从而

有利于系统故障—安全的实现。另外一些成熟的通用程序可以作为专家库函数产品推向社会，嵌入式软件的函数化、产品化能够促进行业交流以及社会分工专业化，减少重复劳动，提高

知识创新的效率。

三、数字信号处理新技术的应用随着铁路运输发

展，基于分立元器件和模拟信号处理技术的传统铁路信号设备越来越满足不了铁路运输的安

全性和实时性。因此，引进计算机技术，利用计算机的高速分析计算功能，来提高信号设备的技术水平已非常紧迫。数字信号处理技术（DSP,Digital Signal Pr ocessing）的出现为

铁路信号信息处理提供了很好的解决方法。与模拟信号处理技术相比较，数字信号处理技术

具有更高的可靠性和实时性。数字信号处理的频域分析和时域分析的两种传统分析方法有着

各自的优缺点。频域分析的优点是运算精度高和抗干扰性能好，而缺点是在强干扰中提取信

号时容易造成解码倍频现象，例如将移频的低频11Hz误解成22Hz；时域分析的优点是定型

准确，而缺点是定量精确地剔除带内干扰难度大。随着数字信号处理技术的新发展，在铁路

信号处理中引入了新的实用技术，如ZFFT（ZOOM-FFT）、小波信号处理技术、现代谱分析技

术等。目前，我国区间采用的ZPW2000-A信号发送、接收以及机车信号的接收都采用了数字

信号处理技术，日本的数字ATC和法国UM2000数字编码轨道电路也都采用了数字信号处理技

术。

四、计算机网络技术的发展 随着计算机网络技术的飞速发展，实施企业网

络化管理已成为企业实现管理现代化的客观要求和必然趋势。铁路信号系

统网络化是铁路运输综合调度指挥的基础。在网络化的基础上实现信息化，从而实现集中、智能管理。

（一）网络化，现代铁路信号系统不是各种信号设备的简单组合，而是功

能完善、层次分明的控制系统。系统内部各功能单元之间独立工作，同时又互相联系，交换

信息，构成复杂的网络化结构，使指挥者能够全面了解辖区内的各种情况，灵活配置系统资

源，保证铁路系统的安全、高效运行。

（二）信息化，以信息化带动铁路产业现代化，是铁路发展的必然趋势。全面、准确获得线路上的信息是高速列车安全运行的保证。因而现

代铁路信号系统采用了许多先进的通信技术，如光纤通信、无线通信、卫星通信与定位技术

等。

（三）智能化，智能化包括系统的智能化与控制设备的智能化。系统智能化是指

上层管理部门根据铁路系统的实际情况，借助先进的计算机技术来合理规划列车的运行，使

整个铁路系统达到最优化；控制设备的智能化则是指采用智能化的执行机构，来准确、快速

地获得指挥者所需的信息，并根据指令来指挥、控制列车的运行。近年来，我国铁路行业已

成功地推广应用了原TMIS和DMIS（现称TDCS）等系统，在利用信息技术方面取得了长足的进步。具有代表性的列车调度指挥系统TDCS，以现代信息技术为基础，综合运用通信、信号、计算机网络、多媒体技术，建立了新型现代化运输调度指挥系统（铁道部、铁路局、基层信

息采集网）。

五、通信技术与控制技术相结合随着计算机技术

（Computer）、通信技术（Communication）和控制技术（Control）的飞跃发展，向传统的以

轨道电路作为信息传输媒体的列车运行控制系统提出了新的挑战。综合利用3C（Computer、Communication、Control）技术代替轨道电路技术，构成新型列车控制系统已成必然。用3C

技术代替轨道电路的核心是通信技术的应用，目前计算机和控制技术已经渗透到列控系统中，称为“基于通信的列车运行控制系统”（CBTC，Communication Based Train Control）。其具

有以下特点：列车与地面之间有各种类型的无线双向通信。可分为连续式和点式的。其中又

可分为短距离传输（指1m以内）和较长距离传输（远至几公里至几十公里）的移动通信。它

们仍然保留闭塞分区，其中最简易方式CBTC仍采用固定的闭塞分区，但是闭塞分区的分隔点

不是用轨道电路的机械绝缘节或电气绝缘节（如无绝缘轨道电路），而是用应答器或计轴器，或其他能传送无线信号的装置构成分隔点，这种简易形式仍然保留固定长度的闭塞分区（FAS，Fixed Autoblock System），简称为CBTC—MAS。在CBTC中进一步发展的闭塞分区不是固定的,而是移动的(MAS,Moving Autoblock System),简称CBTC-MAS。

六、通信信号

一体化随着当代铁路的发展，铁路通信信号技术发生了重大变化，车站、区间和

列车控制的一体化，铁路通信信号技术的相互融合，以及行车调度指挥自动化等技术，冲破

了功能单

一、控制分散、通信信号相对独立的传统技术理念，推动了铁路通信信号技术向数

字化、智能化、网络化和一体化的方向发展。从铁路信号系统纵向发展看，德国已经

形成从LZB、FZB发展到ERTMS的发展趋势。LZB利用轨道电缆环线传输列车运行控制系统行

车指令和速度指令机车信号，取消地面闭塞信号机，保留闭塞分区，列车按固定闭塞方式（即

FAS）运行。FZB是基于无线的列车运行控制系统，是新一代移动自动闭塞系统（即MAS），其

目的是实现低成本、高性能的列车运行控制系统，并已加入ETCS。ERTMS/ETCS（欧洲铁路运

输管理系统/欧洲列车控制系统）是欧盟支持的统一的行车控制系统，采用GSM—R作为传输

系统，其成功应用将进一步推动铁路通信信号的技术进步，加快实现铁路通信信号一体化的进程。从信号系统的横向发展来看，日本新干线在1995年成功开发和投入运行的COSMOS系

统，则是通信信号一体化的又一个成功案例。该系统包含运输计划、运行管理、维护工作管

理、设备管理、集中信息管理、电力系统控制、车辆管理、站内工作管理等8个子系统，以

通信信号一体化技术，实现中心到车站各子系统的信息共享，并使系统达到很高的自动化水

平。另外成功地应用了安全光纤局域网，使之成为联锁系统、列车运行控制系统的安全传输

通道，达到通信技术与信号安全技术的深度结合，实现了通信信号一体化。

七、信号系统的规范化和标准化随着全球经济一体化的发展，铁路信号系统市场也出

现了全球一体化，主要体现在技术规范和安全规范的全球化，如ERTMS/ETCS。“统一规范、统一标准”是铁路信号系统的发展方向。信号系统的规范化和标准化的制定（如欧洲铁路运

输管理系统ERTMS规范），体现了以下的优势：

（一）新产品开发费用低；由于规范化和标

准化的制定考虑了系统的连续性，所以新产品能与老系统兼容；

（二）规范明确定义所有接

口（机械、电器、逻辑）标准，系统实现了模块结构，从而实现设备的互通互连；公开规范

和标准，开放市场，促进竞争，降低成本，从而获取最佳产品和最佳价格。参考

文献马桂贞 微机联锁系统 西南交通大学出版社 2001陈红霞 以微机为基础的铁

路信号设备的可靠性设计与分析西南交通大学图书馆，2005，第5期吴汶麒 城市轨道

交通信号与通信系统 北京 中国铁道出版社,1998.阮春欣 铁路信号容错技术 北京：中

国铁道出版社，1997：50~65［摘要］铁路为实现高速、高密度和重载运输的需要，积极引进采用新技术，大幅度提高了现代化通信信号设备的装备水平，新型技术系统不断涌

现。［关键词］故障-安全技术、实时操作系统开发平台、数字信号处理、计算机网络

技术的应用、通信技术与控制技术的结合、通信信号一体化近10多年来，运输

市场竞争激烈，各国铁路，特别是我国铁路为实现高速、高密度和重载运输的需要，积极引

进采用新技术，大幅度提高了现代化通信信号设备的装备水平，新型技术系统不断涌现。

一、故障-安全技术的发展随着计算机技术、微电子技术和新材料的发展，故障

—安全技术得到了飞速发展。高可靠性、高安全性的故障—安全核心设备出现了“二取二”、“二乘二取二”和“三取二”等不同结构形式，其同步方式有软同步和硬同步。西门子公司、阿尔斯通公司、日本日信公司等推出了不同类型的采用硬件同步方式的安全型计算机。故障

—安全技术的提高为高可靠和高安全的铁路信号系统的发展打下坚实的基础。

二、高水平的实时操作系统开发平台实时操作系统（RTOS,Real Time Operation System）是当今流行的嵌入式系统的软件开发平台。RTOS最关键的部分是实时多任务内核，它的基本功能包括任务管理、定时器管理、存储器管理、资源管理、事件管理、系统管理、消息管理、队列管理、旗语管理等，这些管理功能是通过内核服务函数形式交给用户调用的。在铁路、航空航天以及核反应堆等安全性要求很高的系统中引入RTOS，可以有效地解决系统的安全性和嵌入式软件开发标准化的难题。随着嵌入式系统中软件应用程序越来越大，对开

发人员、应用程序接口、程序档案的组织管理成为一个大的课题。在这种情况下，如何保证

系统的容错性和故障—安全性成为一个亟待解决的难题。基于RTOS开发出的程序，具有较高的可移植性，可实现90%以上设备独立，从而有利于系统故障—安全的实现。另外一些成熟的通用程序可以作为专家库函数产品推向社会，嵌入式软件的函数化、产品化能够促进行业

交流以及社会分工专业化，减少重复劳动，提高知识创新的效率。

三、数字信号

处理新技术的应用随着铁路运输发展，基于分立元器件和模拟信号处理技术的传

统铁路信号设备越来越满足不了铁路运输的安全性和实时性。因此，引进计算机技术，利用

计算机的高速分析计算功能，来提高信号设备的技术水平已非常紧迫。数字信号处理技术

（DSP,Digital Signal Pr ocessing）的出现为铁路信号信息处理提供了很好的解决方法。

与模拟信号处理技术相比较，数字信号处理技术具有更高的可靠性和实时性。数字信号处理的频域分析和时域分析的两种传统分析方法有着各自的优缺点。频域分析的优点是运算精度

高和抗干扰性能好，而缺点是在强干扰中提取信号时容易造成解码倍频现象，例如将移频的低频11Hz误解成22Hz；时域分析的优点是定型准确，而缺点是定量精确地剔除带内干扰难

度大。随着数字信号处理技术的新发展，在铁路信号处理中引入了新的实用技术，如ZFFT

（ZOOM-FFT）、小波信号处理技术、现代谱分析技术等。目前，我国区间采用的ZPW2000-A

信号发送、接收以及机车信号的接收都采用了数字信号处理技术，日本的数字ATC和法国

UM2000数字编码轨道电路也都采用了数字信号处理技术。

四、计算机网络技术的发展 随着计算机网络技术的飞速发展，实施企业网络化管理已成为企业实现管理现

代化的客观要求和必然趋势。铁路信号系统网络化是铁路运输综合调度指挥的基

础。在网络化的基础上实现信息化，从而实现集中、智能管理。

（一）网络化，现代

铁路信号系统不是各种信号设备的简单组合，而是功能完善、层次分明的控制系统。系统内

部各功能单元之间独立工作，同时又互相联系，交换信息，构成复杂的网络化结构，使指挥

者能够全面了解辖区内的各种情况，灵活配置系统资源，保证铁路系统的安全、高效运行。

（二）信息化，以信息化带动铁路产业现代化，是铁路发展的必然趋势。全面、准确获得线

路上的信息是高速列车安全运行的保证。因而现代铁路信号系统采用了许多先进的通信技术，如光纤通信、无线通信、卫星通信与定位技术等。

（三）智能化，智能化包括系统的智能化与控制设备的智能化。系统智能化是指上层管理部门根据铁路系统的实际情况，借助先进的计算机技术来合理规划列车的运行，使整个铁路系统达到最优化；控制设备的智能化则是指采用智能化的执行机构，来准确、快速地获得指挥者所需的信息，并根据指令来指挥、控制列车的运行。近年来，我国铁路行业已成功地推广应用了原TMIS和DMIS（现称TDCS）等系统，在利用信息技术方面取得了长足的进步。具有代表性的列车调度指挥系统TDCS，以现代信息技术为基础，综合运用通信、信号、计算机网络、多媒体技术，建立了新型现代化运输调度指挥系统（铁道部、铁路局、基层信息采集网）。

五、通信技术与控制技术相结合随着计算机技术（Computer）、通信技术（Communication）和控制技术（Control）的飞跃发展，向传统的以轨道电路作为信息传输媒体的列车运行控制系统提出了新的挑战。综合利用3C（Computer、Communication、Control）技术代替轨道电路技术，构成新型列车控制系统已成必然。用3C技术代替轨道电路的核心是通信技术的应用，目前计算机和控制技术已经渗透到列控系统中，称为“基于通信的列车运行控制系统”（CBTC，Communication Based Train Control）。其具有以下特点：列车与地面之间有各种类型的无线双向通信。可分为连续式和点式的。其中又可分为短距离传输（指1m以内）和较长距离传输（远至几公里至几十公里）的移动通信。它们仍然保留闭塞分区，其中最简易方式CBTC仍采用固定的闭塞分区，但是闭塞分区的分隔点不是用轨道电路的机械绝缘节或电气绝缘节（如无绝缘轨道电路），而是用应答器或计轴器，或其他能传送无线信号的装置构成分隔点，这种简易形式仍然保留固定长度的闭塞分区（FAS，Fixed Autoblock System），简称为CBTC—MAS。在CBTC中进一步发展的闭塞分区不是固定的,而是移动的(MAS,Moving Autoblock System),简称CBTC-MAS。

六、通信信号一体化随着当代铁路的发展，铁路通信信号技术发生了重大变化，车站、区间和列车控制的一体化，铁路通信信号技术的相互融合，以及行车调度指挥自动化等技术，冲破了功能单

一、控制分散、通信信号相对独立的传统技术理念，推动了铁路通信信号技术向数字化、智能化、网络化和一体化的方向发展。从铁路信号系统纵向发展看，德国已经形成从LZB、FZB发展到ERTMS的发展趋势。LZB利用轨道电缆环线传输列车运行控制系统行车指令和速度指令机车信号，取消地面闭塞信号机，保留闭塞分区，列车按固定闭塞方式（即FAS）运行。FZB是基于无线的列车运行控制系统，是新一代移动自动闭塞系统（即MAS），其目的是实现低成本、高性能的列车运行控制系统，并已加入ETCS。ERTMS/ETCS（欧洲铁路运输管理系统/欧洲列车控制系统）是欧盟支持的统一的行车控制系统，采用GSM—R作为传输系统，其成功应用将进一步推动铁路通信信号的技术进步，加快实现铁路通信信号一体化的进程。从信号系统的横向发展来看，日本新干线在1995年成功开发和投入运行的COSMOS系统，则是通信信号一体化的又一个成功案例。该系统包含运输计划、运行管理、维护工作管理、设备管理、集中信息管理、电力系统控制、车辆管理、站内工作管理等8个子系统，以通信信号一体化技术，实现中心到车站各子系统的信息共享，并使系统达到很高的自动化水平。另外成功地应用了安全光纤局域网，使之成为联锁系统、列车运行控制系统的安全传输通道，达到通信技术与信号安全技术的深度结合，实现了通信信号一体化。

七、信号系统的规范化和标准化随着全球经济一体化的发展，铁路信号系统市场也出现了全球一体化，主要体现在技术规范和安全规范的全球化，如ERTMS/ETCS。“统一规范、统一标准”是铁路信号系统的发展方向。信号系统的规范化和标准化的制定（如欧洲铁路运输管理系统ERTMS规范），体现了以下的优势：

（一）新产品开发费用低；由于规范化和标准化的制定考虑了系统的连续性，所以新产品能与老系统兼容；

（二）规范明确定义所有接口（机械、电器、逻辑）标准，系统实现了模块结构，从而实现设备的互通互连；公开规范和标准，开放市场，促进竞争，降低成本，从而获取最佳产品和最佳价格。参考文献马桂贞 微机联锁系统 西南交通大学出版社 2001陈红霞 以微机为基础的铁路信号设备的可靠性设计与分析西南交通大

铁路信号设备防雷分析与研究 篇7

关键词：铁路信号,防雷,安全,危害

多雨的季节总是伴随着雷声, 雷声对于铁路运输系统有着极大的影响, 会带来很多安全方面的问题, 因此, 在铁路信号系统方面, 就要及时的进行防雷设施的建立, 建立相关的防雷规章制度, 通过开展关于信号设备在防雷等工作方面的治理, 做好相关方面的工作, 来确保铁路信号系统的安全有保障。

1 铁路信号设备防雷

1.1 设备的重要性

对于铁路部门, 到了夏季多雨的时候, 特别是在雷雨汛期, 或者是雷雨季节, 为了避免雷害事件的发生, 铁路部门就要建立相关的防范雷击的责任制度, 保证防雷工作的顺利进行。因此, 铁路部门开展了信号设备、防雷专项的工作, 进行急时的处置, 确保了铁路在运输、生产的安全。防护雷害发生多的微电子设备、微电子设备集中的地段进行系统的设置。考虑到汛期的雷害, 即给信号设备带来的损坏, 而铁道部就做了相关的措施进行内部整动, 即把防雷工作作为今年的重点, 目前, 在铁路的六大干线, 即火车站、各站与各站之间的计算机进行联网布控, 主要针对雷雨多发的时候避免遭受到雷击进行防范, 在机房进行屏蔽措施, 通过地线的设置防止遭遇到雷击事情, 又通过防雷保安器的安装, 确保其安全的进行。

1.2 铁路信号设备防雷的分析

1.2.1 雷害

(1) 直接雷的形式进行攻击:这种形式的雷害能够破坏计算机系统等相关的设备的正常运行, 一些传输线也要注意受到雷电的攻击, 因此, 要提前进行预防, 防止更大事故的发生, 对于信号设备遭受到袭击的机会很小。

(2) 感应雷:在电磁感应的作用下, 能够在电气设备上感应雷电的电压, 以及感应的电流。而其有纵向、横向等两种的感应雷, 由于感应雷是发生机会较高的, 而袭击信号的次数是很多的。

1.2.2 雷电侵入信号设备的主要方法

首先, 雷电常常会进入交流电源内部, 产生的雷电冲击波, 将高压电线中的电流传输到了高压变压器上, 从而能导致设备遭受到雷电的电击, 特别是一些没有事先装上避雷器的设备, 更加受到严重的电击, 导致设备被破坏, 尤其是一些低压的设备更容易受到侵害。

其次是对于轨道电路, 轨道电路是把钢轨当作传输线来用的, 由于其高出地面, 受到雷击是很容易的。针对这样的轨道电路, 要采取必要的措施来应对雷击情况。

最后是雷电经过系统内部的电缆线进行侵入计算机系统, 如在室内和室外的电缆线处, 一旦有雷电的情况发生, 这些地方就非常容易遭受雷电的袭击。

1.2.3 注意信号设备的防雷

(1) 信号设备的防雷要求。对于雷电活动的发生区, 需要装设防雷的装置。特别是那些容易遭受雷电袭击的设备, 如电源外线、一些电子设备等, 往往都要采取的是相应的防雷的方法。

(2) 遵守信号设备雷电防护的原则。在正常的范围上, 往往防雷装置是不影响防护设备所有的过程, 在受雷电时, 为了信号设备的正常运行, 是应采用多级防护的设备, 来确保各级的防护, 以及配置元件要合理。

(3) 按照防雷设备。在一些设备外围进行安装一些防雷设备, 从而保证一些线路不受到雷电的直接袭击, 这就需要满足一定的安装要求, 安装的要求是, 牢固、可靠、方便、集中的安装, 在现代防雷保护, 尤其是外部防雷保护, 对于建筑物、设施的击雷的防护。

2 综合防雷整治措施

(1) 要综合防雷的原则进行防雷措施, 原理主要是减少其冲击接地的电阻值, 使得电阻之间是一个均衡发展的状态, 一旦发生雷击事故, 就会产生一个电流之间的电位差值, 从而能够有效地减少地电位的反击能力, 有效保证了工作人员、设备的损害, 来完善的直击雷、感应雷等防护。

(2) 针对计算机设备的机房对于雷击的防护

铁路系统有很多电脑控制铁路的信号系统, 对于这些房屋, 要进行对雷电的防护, 主要采用的方法是利用法拉第电磁笼感应原理进行对其的防护, 法拉第笼, 就是一个将避雷设备联合起来所形成的一个网络, 里面有避雷网、避雷带、引下线和接地等系统。机房内部通过这个法拉第笼进行雷电的屏蔽, 从而保证系统信号免受到雷电的袭击。

(3) 针对室外的信号设备遭受直击雷进行防范措施。对于信号设备, 即箱、盒、柜等壳体, 以电气贯通和电磁屏蔽为前提, 使得壳体内能够把专用的来接地。对于室外信号设备, 包括金属箱、盒壳体, 必须接地, 而屏蔽电缆的金属, 所屏蔽的层是接地的。

3 综合防雷整治施工中应注意的问题

3.1 隐蔽工程的质量

对于一些工程施工单位, 在施工的过程中, 也要注意地网的布设, 也要注意避免雷击, 他们采用的主要的方法就是防腐工作, 特别是在东北地区, 主要是通过安装地线测试极, 为了保证冬季地网的接地电阻的正常测试、分析, 进而保证整个铁路系统的安全稳定。

3.2 组合架的连接

在机械室、同一排的组合架, 其之间的等电位数值是大于10mm, 即多股的、铜导线来串联, 通过这种连接, 使得某一个组合架的连接点接触性能提高, 进而保证系统的防雷效果达到最好。

总而言之, 为了避免在汛期、雷雨季节的雷害事件的发生, 以及为了避免给铁路运输的带来的威胁, 在铁路部门要建立的是防雷的责任制, 多进行一些关于铁路信号设备的防雷工作进行预防, 保障铁路信号系统的安全, 进而营造一个安全的铁路运输系统, 这是我们铁路工作者都应该多关注的问题。

参考文献

[1]王超.铁路信号设备的系统防雷[J].电子世界, 2014 (08) .

[2]汤审.浅析铁路信号测试系统[J].科技致富向导, 2012 (35) .

[3]张荃.微机监测检测决策支持系统的研究[J].电子世界, 2012 (07) .

铁路信号防雷设备技术论文 篇8

关键词：铁路信号；知识库；产生式表示法；框架表示法；轨道电路

中图分类号：U284 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）11-0024-02

1 概述

目前铁路领域内多个厂家正在开发或完善铁路信号设备集中监测系统，该系统通过对信号设备日常运行的数据进行分析给出设备的运行状态、对将要发生故障的设备给出预警提示及对发生故障的设备给出综合的维修指导意见，能准确地判断现场设备的故障范围和故障点，加快了现场信号工人故障处理的速度，并对现场的日常检维修作业有很好的指示作用。该系统开发过程中一个核心部分即是知识库的建立，就是将日常的检修维修作业过程、事实数据及故障处理的程序采用某种（或若干）知识表示方式在计算机存储器中存储、组织、管理和使用，由于一种好的知识表示方式不但能节省存储空间，而且能使知识更易管理使用，所以本文对知识库中知识的表示方法进行了深入的研究，并提出了用产生式表示法和框架表示法相结合的表示方法来表示铁路信号设备日常的维修知识。

2 产生式表示法和框架表示法介绍

一般的一个产生式代表了一条规则，一个规则由前项和后项两部分组成，前项表示前提条件，各个条件由逻辑连接词组成各种不同的组合；后项表示当前提条件为真时应采取的的行为或结论，简单的表示为：IF﹤前提﹥THEN﹤结论﹥。

框架是一种描述对象属性的的数据结构，一个框架由若干个被称为“槽”的结构组成，每个槽又可以根据需要分为若干个“侧面”，槽用于描述对象的属性，侧面描述属性的一个方面，槽和侧面所具有的属性值分别为槽值和侧面值，具体表示格式如下：框架名：<>

3 知识表示方法说明

由于铁路信号系统是一个复杂的系统，系统中多数设备可以划分成多个功能面，且各设备间相互关联，所以构建信号知识库时，选择框架表示法表示设备的结构性知识，对于那些维修维护性的过程性知识，用产生式来表示。

现以ZPW-2000A轨道电路红光带故障处理知识为例，故障现象为：（1）本区段主轨道、小轨道均故障且有移频报警；（2）本区段主轨道、小轨道均故障，无移频报警，分线盘发送电压正常；（3）本区段主轨道、小轨道均故障，无移频报警，分线盘发送电压不正常；（4）本区段主轨道故障、小轨道正常，有移频报警；（5）本区段主轨道故障、小轨道正常，无移频报警，分线盘接收电压正常；（6）本区段主轨道故障、小轨道正常，无移频报警，分线盘接收电压不正常；（7）本区段主轨道正常、小轨道故障，小轨道输入信号不正常。

发生上述故障时，工区、车间技术人员应及时查找故障点，通过合理的分析找出故障。以下是对应故障的处理

措施：

故障处理措施：（1）如果主轨道、小轨道均故障且有移频报警，说明柜内有发送器故障，更换相应的发送器；（2）如果主轨道、小轨道均故障，没有移频报警且分线盘发送电压正常，说明故障在室外发送设备，技术人员在室外分别测量匹配变压器电压、调谐单元、等阻线；（3）如果主轨道、小轨道均故障，没有移频报警且分线盘发送电压不正常，通过测量室内衰耗盘功放输出、电缆模拟网络盘输入及输出，确定故障具体位置；（4）如果主轨道故障、小轨道正常，有移频报警，说明故障是在室内有接收器，更换相应的接收器；（5）如果主轨道故障、小轨道正常，没有移频报警，分线盘接收电压正常，说明故障在室内接收设备，测量电缆模拟网络盘输入及输出、衰耗盘信号输入及轨道继电器输出，确定故障的具体位置；（6）如果主轨道故障、小轨道正常，没有移频报警，分线盘接收电压不正常，室外接收轨面电压不正常，说明故障在接收端器材，分别测量调谐单元、匹配变压器电压进一步确定故障具体位置；（7）如果主轨道正常、小轨道故障，小轨道输入信号不正常，重点检查小轨道钢轨的状态及空心线圈等设备。

对这部分领域知识的表示，使用两个框架（故障处理和结论）。两框架间是逻辑推理关系，使用Infer槽，建立框架间的横向联系。表示如下：

框架名：<故障处理>

（1）本区段主轨道、小轨道均故障且有移频报警。

（2）本区段主轨道、小轨道均故障，没有移频报警，分线盘发送电压正常。

（3）本区段主轨道、小轨道均故障，没有移频报警，分线盘发送电压不正常。

（4）本区段主轨道故障、小轨道正常，有移频报警。

（5）本区段主轨道故障、小轨道正常，没有移频报警，分线盘接收电压正常。

（6）本区段主轨道故障、小轨道正常，没有移频报警，分线盘接收电压不正常。

（7）本区段主轨道正常、小轨道故障，小轨道输入信号不正常。

处理原则：

原则1：如果主轨道、小轨道均故障且有移频报警，更换相应的发送器。

原则2：如果主轨道、小轨道均故障，没有移频报警且分线盘发送电压正常，室外分别测量匹配变压器电压、调谐单元、等阻线），找出故障。

原则3：如果主轨道、小轨道均故障，没有移频报警且分线盘发送电压不正常，通过测量室内衰耗盘功放输出、电缆模拟网络盘输入及输出，确定故障具体位置。

原则4：如果主轨道故障、小轨道正常，有移频报警，更换相应的接收器。

原则5：如果主轨道故障、小轨道正常，没有移频报警，分线盘接收电压正常，测量电缆模拟网络盘输入及输出、衰耗盘信号输入及轨道继电器输出，确定故障的具体位置。

原则6：如果主轨道故障、小轨道正常，没有移频报警，分线盘接收电压不正常，室外接收轨面电压不正常，测量调谐单元、匹配变压器电压进确定故障具体位置。

原则7：如果主轨道正常、小轨道故障，小轨道输入信号不正常，检查小轨道钢轨的状态及空心线圈等设备。

对<结论>框架的过程性知识，用产生式表示法表示

如下：

IF 主轨道故障AND小轨道故障AND有移频报警

THEN 更换相应的发送器

IF 主轨道故障AND小轨道故障AND无移频报警AND分线盘发送电压正常

THEN 测量匹配变压器电压AND测量调谐单元电压AND等阻线电压

IF 主轨道故障AND小轨道故障AND无移频报警AND分线盘发送电压不正常

THEN 测量衰耗盘功放输出AND电缆模拟网络盘输入及输出

IF 主轨道故障AND小轨道正常AND有移频报警

THEN 更换发送器

IF 主轨道故障AND小轨道正常AND有移频报警AND分线盘发送电压正常

THEN 测量电缆模拟网络盘输入及输出AND衰耗盘信号输入AND轨道继电器输出

IF 主轨道故障AND小轨道正常AND有移频报警AND分线盘发送电压不正常AND室外接收轨面电压不正常

THEN 测量调谐单元AND匹配变压器电压

IF 主轨道正常AND小轨道故障AND小轨道输入信号不正常

THEN 检查小轨道钢轨的状态AND空心线圈

4 结语

用产生式表示法和框架表示法相结合的表示方法来表示铁路信号设备日常的维修及故障处理知识，既利用了产生式表示法的简单优点，又利用了框架表示法结构清晰的特点，能对铁路信号设备的维修及故障处理知识表达清楚，便于存储在知识库中，适合对知识的检索及使用修改。

参考文献

[1]范会敏，汪尚兵，霍珍，等.锅炉故障诊断专家系统领域知识表示方法研究[J].电脑知识与技术，2010，6（22）：6292-6294.

[2]郭进，魏燕，刘丽芳，等.铁路信号基础设备[M].成都：西南交通大学出版社，2008.

[3]林瑜筠.铁路信号基础[M].北京：中国铁道出版社，2009：146-148.

[4]付宏财.决策的知识管理支持理论方法及支持系统研究[D].昆明理工大学，2006：25-35.

[5]武波，马玉祥.专家系统[M].北京：北京理工大学出版社，2001：30-32.

作者简介：杨永才（1973—），男（蒙古族），内蒙古通辽人，内蒙古集通铁路（集团）有限责任公司安全监察室助理工程师，研究方向：铁路信号检修与运用及安全

管理。

铁路信号防雷设备技术论文 篇9

修订条文的通知

时间： 2013.09.29

现发布《高速铁路信号工程施工技术指南》（铁建设〔2010〕241号）、《高速铁路信号工程施工质量验收标准》TB10758-2010等2项标准的局部修订条文，自2013年8月6日起执行。原标准中的相应条文和内容同时废止。

标准局部修订条文

一、《高速铁路信号工程施工技术指南》（铁建设〔2010〕241号）

1． 第7.7.5条： 电加热元件应安装牢固，且与钢轨表面接触良好。2．第8.1.3条 钢轨放散锁定完毕，轨缝焊接符合轨道电路设备钻孔、安装条件。3．第8.2.2条：

进站口或站内股道为无绝缘分割的出站口机械绝缘节处设

备安装如图8.2.2-1所示。

站内轨道区段机械绝缘节处设备布置如图8.2.2-2所示。

4．第8.5.3条： 1 钢轨引接线

2）删除。

道岔跳线及并联线 1）道岔区段道岔多分支轨道电路区段应采用“分支并联的一送一受轨道电路”结构。道岔并联线从道岔弯股末端（道岔弯股的轨道绝缘节）起，向岔心方向（道岔绝缘节）依次间隔设置，间隔不应大于20m、岔心间隔不应大于30m，两端部必须设置道岔分支并联线，具体的孔间距及孔位置应符合设计和相关标准的要求。

一送一受轨道电路的道岔跳线及并联线如图8.5.3-1所示。

2）车站渡线两相邻区段均为ZPW-2000轨道电路时，绝缘节处的跳线及并联线如图8.5.3-2所示。

3）相邻区段分别为ZPW-2000轨道电路和25Hz相敏轨道电路时，渡线道岔跳线及并联线布置，如图8.5.3-3所示。

5．第8.5.4条： 钢轨钻孔时，应根据塞钉大小选用匹配钻具。电钻角度应与钢轨

钻孔面垂直，并稳固。钢轨钻孔应符合本技术指南第8.1.4条规定。

道岔内钢轨钻孔应在道岔生产厂内进行，孔径、孔间距及孔位置应符合设计和相关标准的要求。

在轨道板或道床板的轨道连接线均应采用M8化学锚栓和Ω型镀锌卡具进行固定。有砟地段普通轨枕的轨道连接线穿越钢轨时，应采用绝缘卡具固定，距轨底不得小于30mm。

二、《高速铁路信号工程施工质量验收标准》TB10756-2010

1． 第7.5.3条： 机械绝缘节处钢轨引接线应采用绝缘卡具安装牢固。

铁路信号基础感想 篇10

火车,一种不可缺少的交通工具,它给人们的出行带来极大的方便,而火车的安全行驶离不开信号的合理指挥,因此学好信号基础可以更好的为社会及人民服务。铁路信号设备是组织指挥列车运行,保障列车安全行驶,提高运行效率,改善人民出行的关键设施,信号设备的高低及技术水准是铁路现代化的重要标志。

通过对信号学习及对章节的总结和对比让我对这门课有了更深层次的理解和认识。同时，让我对信号设备的组成、特点、工作原理及操作都有了一定的理解和认识。铁路信号基础设备包括信号继电器、信号机、轨道电路、转辙机等是构成铁路信号系统的基础，他们的质量和可靠性直接影响信号系统效能的发挥、可靠性的提高，在铁路信号现代化的进程中，它在不断的更新和改造。

信号设备大概可分为两类：

一、室内设备可分为信号继电器和防雷设备，信号继电器具有开关特性，吸起值大于释放值。根据动作原理可分为电磁继电器和感应继电器；按动作电流可分为直流继电器和交流继电器；电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触电簧片等组成。在铁路中起着自动调节、安全保护、控制远距离对象、转换电路等作用。防雷设备是保证信号系统的正常工作，在雷电电磁脉冲侵入时应能及时限制雷电压和将雷电流引导入地。

二、室外设备可分为铁路信号、轨道电路及转辙机。铁路信号包括听觉信号和视觉信号。听觉信号又称音响信号，是用音响表示的信号，它以

音响的强度、频率和时间长短来表达信号含义。视觉信号是用颜色、形状、位置、显示数目及灯光状况表达的信号。轨道电路是利用钢轨线路和钢轨绝缘构成的电路。它用来监督线路的占用情况，以及将列车运行与信号显示等联系起来，及通过轨道电路向列车传递行车信息。它是铁路信号的重要基础设备，它的性能直接影响了行车的安全和运输效率。转辙机，顾名思义，它是道岔的转换和锁闭，是直接关系到行车安全的关键设备。它是转折装置的核心和主体，除转辙机外，还包括外锁闭装置和各类杆件，安装装置，它们共同完成道岔的转换和锁闭。

目前，铁路运输正向着高速、高密、重载发展需要现代化的信号设备，计算机技术、网络技术、现代通信技术等现代化技术的发展为铁路信号构筑了实现现代化的平台。铁路信号现代化越来越成为铁路现代化的重要标志和主要内容。铁路信号自动化的方向是数字化、网络化、智能化和综合化。

在实现信号设备现代化的过程中，要进一步提高信号基础设备的技术性能和可靠性，积极发动外锁闭道岔转换技术。在高速及提速区段采用高可靠、高安全、少维修的大功率三相交流转辙机。积极开发新一代模块化信号电源屏，并应具备自动检测和联网功能。采用新技术、新工艺、新材料、新器件，从结构上、工艺上全面提高轨道电路、信号机、计轴设备和信号电缆等设备的可靠性。要根据信号新技术发展的需要，积极开展信号设备电磁兼容、系统防雷、抗电化干扰的研究、积极采用冗余设备技术，以提高信号设备的可靠性。

通过信号基础的学习，使我更深刻的认识了现在铁路上信号的重要性，也使我对这个行业更加的热爱，激励我上进的信心，促使我不断的进步，努力的朝着这方面靠近，为社会，人民做出更大的贡献。

人生就是如此，只有不断的寻找自己的目标，才能更好的进步，在每一个年龄段都有着自己的计划和目标，才可以使自己在前进中有着属于自己的照明灯，才不会迷失自己的方向，而信号专业即是我现在所追寻的方向，也是我热爱的专业，从而信号基础这门课程也是我热爱的课程，从它的学习中我可以感受到无穷的乐趣，使我悠然自得，乐此不彼。

铁路信号防雷设备技术论文 篇11

【关键词】高速铁路；信号系统；智能监测技术

前言

目前，我国已经成为世界上高速铁路运营里程最长、运营速度、建设规模最大的国家，而且随着我国信息技术的不断发展，我国的高速铁路信号技术和设备逐步由原来的单一转向了综合性、系统化的发展趋势，逐步建立了高速铁路信号系统监测综合自动化系统，以切实保障列车的安全、稳定运行。但是目前我国高速铁路信号系统的维修维护模式仍比较传统，采用的是人工检修为主的方式，虽然建立了铁路信号监测系统，但是由于各个监测系统之间没有形成一个整体，缺少互联互通，所监测到的数据也由于综合性、关联性不强而无法实现有效共享。但是随着我国社会经济的快速发展，高速铁路会成为未来的运输主力，针对高速铁路信号系统监测技术存在的弊端，我们必须要给予高度重视，利用先进的网络技术和控制设备对信号设备的运行状态进行全面、科学、实时监测与记录，实现真正意义上的现代化高速铁路信号系统，切实保障列车的安全运行。

一、我国高速铁路信号监测系统系统

（一）信号集中监测系统

信号集中监测系统，英文简称为CSM。它是一种三级四层体系架构，具有检测、信息储存、报警、状态再现等重要功能。CSM主要是通过CAN总线与信号机、电源屏、信号电缆、采集转撤机、轨道电路等多个信号设备的电气参数模拟量信息、部分开关量信息进行实时联系，同时CSM为了获取信息信息，还以通信接口的方式与CBI、TCC、ZPW2000轨道电路等设备的维修机进行连接。对于工作人员来说，在进行现场设备工作状态监测与诊断时，可以借助CSM设备，从而发现故障，更好的开展现场的维修工作。

（二）列控监测检测子系统

列控监测检测子系统的功能非常重要，对于列车运输过程的实时数据都能够进行不同程度的采集和处理。列控监测检测子系统主要包括： 车载司法记录器（JRU）、RBC维护终端、维护终端临时限速服务器 TSRS以及微机联锁电务终端。每个装置都有其重要的功能。其中车载司法记录器（JRU）是安装在列车上，主要对列车运行有关的安全数据进行记录，例如司机动作信息、输出常用制动命令或者紧急制动命令信息、输入信息、速度信。设置在RBC监控室的RBC维护终端主要用于查阅CTC系统的通信状态、RBC系统的工作状态以及C3列车的运行状态等。微机联锁电务终端是用于诊断计算机联锁系统故障，而临时限速服务器TSRS主要是诊断、管理与维护TSRS故障。

（三）GSM-R 通信监测系统

GSM-R通信监测技术主要包括两大检测装置，即GSM-R网管监测和通信接口监测。其中GSM-R网管具有告警管理、配置管理、故障管理等多项功能，可以对列车信号系统的工作状态进行实时监控，从而保障列车安全、稳定运行。而GSM-R接口监测主要是实时监测GSM-R网络重要接口，可以对网络接口的信令、业务数据进行跟踪与记录，并对异常网络事件进行分析，供GSM-R在线用户进行历史数据查询，监测网络状况等。

三、我国高速铁路信号监测系统技术现状分析

近年来我国在高度铁路信号系统技术方面也取得了一定的成就，围绕信号系统监测与维护也积极展开了很多工作，已经逐步将信号集中监测以及各种列控设备的管理与维修投入正常的使用中，但是在肯定这些成就的同时，我们还需要看到其不足，其和我国的高速铁路发展规模还存在很多不协调之处。

（一）信号系统监测设备之间缺少互联互通、监测数据关联性不强

对于我国铁路信号监测设备来说，信号集中监测系统是其的核心设备，信号集中监测系统主要对轨道电路、电源屏、转撤机、信号机、信号电缆等设备的电气参数和部分开关量信息进行实时监测，同时还连接ZPW2000轨道电路、TCC等设备的维修机，以此来获取有效的监测信息。但是信号集中监测系统却那些动态监测设备（DMS）、RBC维护终端等设备之间的连接性不强，缺少互联互通，因而监测的数据关联性、综合性也不是很强。如果列控系统出现了故障，信号集中监测系统无法实现自我诊断故障原因，还必须要依靠人工去完成检测与维修，这样检测、维修的效率就会大大降低。

（二）设备状态的智能分析与预测实施到位

列车在运行过程中必须要保障一切设备都处于良好的运行状态，一旦任何一个环节出现问题，极有可能造成严重的后果。因此在列车运行中，需要铁路信号各种监测设备存储和记录了大量的监测数据。但是铁路信号各种监测设备无法利用智能分析软件深度挖掘所记录的历史数据，进而也就无法准确分析道岔转辙机、轨道电路等设备的运用状况。

（三）通信网管及信号设备监测数据不能共享

目前，GSM-R已成为了列车控制与调度指挥系统的重要组成部分，主要负责CTCS-3级列控系统的车-地信息传输情况。但是在高速铁路运行过程中，我们会经常遇到通信超时、脱网等状况，这直接影响到了列车控制与调度指挥系统的正常工作。由于通信网管及信号设备监测数据不能实现共享，也就无法有效分析通信信号结合部分的故障问题，例如无线电干扰、信号地面设备、传输设备问题等问题，在第一时间内无法准确确定故障原因，也制约着我国列控系统应用的进一步发展。

四、铁路信号系统智能监测技术的未来发展构想

铁路信号综合智能化监测维护系统主要针对目前铁路信号系统的不足而开展的，其能够进一步提高铁路信号监测检测、综合智能分析和辅助决策的能力，从而为完善检测、监测设备功能以及技术集成提供一个发展平台。铁路信号综合智能化监测维护系统的总体构架主要包括三级应用平台，即车站、电务段以及电务处。首先信号集中监测车站系统汇聚来自车站的监测数据，然后将这些数据低昂电务段上传。而电务段将这些数据进一步整合为电务段的数据信息，以供自身的智能化故障分析和预报警。最后电务段通过数据中心将预报警数据向电务处上传，最终电务处在对所有来自电务段的数据信息以及TSRS、RBC、DMS、GSM-R网管等电务段无法获取的系统监测数据整合为自身的数据中心，以进行自我故障诊断。这样一来铁路信号智能化监测维护系统就能够克服掉原有信号系统监测技术存在的弊端。

结语

综上所述，本文主要在分析目前我国铁路信号系统监测技术组成基础上，指出了其中存在的主要问题，并初步提出了建立综合智能化电务监测维护系统的构想，以期更好的适应现代高速铁路的快速发展节奏，但是这个构想的真正实现还需要我们进一步的努力。

参考文献

[1]岳春华.广铁集团电务调度指挥中心的建设与运用[J].铁道通信信号，2013.49（3）：2-7