铁路信号测试系统论文

时间：2022-10-09 00:42:13 本科毕业论文我要投稿

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铁路信号测试系统论文

　　铁路信号测试系统论文【1】

铁路信号测试系统论文

　　【摘要】随着铁路技术的飞速发展，铁路信号系统越来越复杂，设备间和信号间的相关性越来越大，这使得实际中出现的故障呈现复杂化和多样化。

　　为了更好的发现和诊断故障，保障铁路安全、高效运行，因此研究开发一种新型铁路信号测试系统是十分必要的。

　　【关键词】铁路信号;测试系统;安全

　　0.引言

　　铁路信号系统，通常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、快捷起着重要作用。

　　为了更好的发现和诊断故障，保障铁路安全、高效运行，因此研究开发一种新型铁路信号测试系统是十分必要的。

　　信号设备是铁路运输的耳目，对行车安全关系很大。

　　它分为信号、联锁设备和闭塞设备三类。

　　为了保证设备质量，铁路信号设备所命名用的器材和配件，必须符合部颁标准。

　　当变更设备结构时，须经铁道部批准。

　　1.对各类信号设备安全的共同要求

　　各种信号均须符合下列各项要求：①除与机车车辆发生直接相互作用的设备如车辆减速器、限界检查器等以外，信号设备的任何部门不得侵入现行国标 GB146-59规定的建筑接近限界(包括曲线部分的加宽)。

　　②所有信号设备的安装，均须符合批准的安装标准图和设计图的要求。

　　③信号设备的联锁关系，必须与批准的联锁图表一致，并满足《铁路技术管理规程》的要求。

　　④各种基础或支持物不应有影响强度的裂纹，安装稳固，其倾斜限度不得超过10mm。

　　信号机柱应垂直安装，其倾斜限度不应超过36mm。

　　⑤各种信号设备的机械部分和电气特性，都应符合规定的技术标准。

　　⑥对设有加锁、加封的信号设备，均应加锁、加封或装设计数器。

　　⑦铁路信号设备及其电路，应保护在发生故障时导向安全，以免出现危及行车安全的后果。

　　⑧凡与交流电源引入、架空线(包括架空线电缆接入)及轨道电路等外线连接的信号设备，必须设置外部防护设施(雷电防护、安全地线等)。

　　⑨在交流电力牵引区段的防护要求：a为了保证人身安全，信号设备外缘距接触网带电部分的距离不得少于2m;b距接触网带电部分5m范围内的金属结构如信号机构、梯子、安全栅网以及继电器箱箱体、转辙握柄等均须接地。

　　c同一设备接地时，严禁既接向牵引轨条或扼流变压器中点，又接向专用地线。

　　2.对各类信号设备的具体安全要求

　　2.1对信号(装置或显示)的安全要求

　　①对信号的基本要求是显示明确，有足够的显示距离，当发生故障时能给出最大限制的显示，保证行车安全。

　　②信号机(含表示器，下同)的显示方向，应使接近的列车或车列容易辩认信号显示，并不致被误认为邻线的信号机。

　　信号机的显示，均应使其达到最远。

　　曲线上的信号机，应使接近的列车能尽量不间断地看到它的显示。

　　③各种信号机及表示器的显示距离，在正常情况下应符合下列规定：a.进站、通过、遮断、防护信号机，不得少于 100m;b.出站、进路、预告、驼峰、驼峰辅助信号机，不得少于400m;c.调车、矮型出站、复示信号机，容许、引导信号机及各种表示器，不得少于 200m;在地形、地物影响视线的地方，进站、通过、预告、遮断、防护信号机的显示距离，最少不得少于200m。

　　④各种信号机开放后，均应按《铁路技术管理规程》规定的条件，在列车或车列运行的适当时期及时关闭，若恢复定位状态。

　　⑤进站、出站、进路、通过和防护信号机的灯光熄灭、显示不明或显示不正确时，均应视为停车信号。

　　⑥色灯信号机的机构及灯光配列形式，应符合规定的标准。

　　以两个基本灯光组成一种信号显示时，应在一条垂直线上，并应有一定的间隔。

　　由两个同色灯光组成的一种信号显示时，其颜色一致。

　　2.2对联锁设备的安全要求

　　为保证站内的列车运行、调车作业安全，站内正线、到发线上的道岔，及联锁区范围内的道岔，均须与有关信号机联锁。

　　区间内正线上的道岔，也必须与有关信号机或闭塞设备联锁。

　　①各种联锁设备均须满足下列安全、要求：a.当进路上的道岔开通位置不正确、或敌对信号机未关闭时，防护该进路的信号机不能开放;信号机开放后，该进路上的有关道岔不能扳动，其敌对信号机不能开放。

　　b.正线上的出站信号机未开放时，进站信号机不能开放为通过信号;主体信号机未开放时，其预告信号机不能开放;色灯复示信号机应保证不间断地检查主体信号机的开放条件。

　　c.装有转换锁闭器、电动或电空转辙机的道岔，当第一连接杆处的尖轨与基本轨间有4mm及其以上间隙时，不能锁闭或开放信号机。

　　②电气集中联锁设备还应保证下列要求：a.当机车车辆通过道岔时，该道岔不能转换。

　　b.向有车占用的线路排列列车进路时，有关信号机不能开放。

　　c.能监督道岔是否被挤，并能在挤岔的同时，使防护该进路的信号机自动关闭。

　　3.对闭塞设备的安全要求

　　①区间内正线上的道岔必须与闭塞设备联锁，当区间道岔未开通正线时，两端站不得开放有关信号机。

　　②当列车或后部补机需由区间返回原发车站时，自动闭塞或半自动闭塞应设钥匙路签。

　　在钥匙路签未放入原设备以前，掺有钥匙路签的列车或后部补机占用的区间，不得解除闭塞，出站信号机不得开放。

　　③自动闭塞设备应保证：当闭塞分区被占用或轨道电路失效时，防护该分区的信号机自动关闭;当进站及通过信号机红灯灭灯时，其前一个信号机应自动显示红灯;当闭塞设备中任何元件或部件发生故障时，不得出现信号的升级显示; 在站内控制台上应有相应的区间情况的表示。

　　④继电半自动闭塞设备应满足下列要求：①出站(或通过)信号机开放的条件是，单线区间在得到对方站的同意接车信号后，双线区间在得到对方站的列车到达信号后。

　　②电锁器联锁的车站，操纵发车手柄(或按钮)后，电气集中联锁的车站，出站信号机开放后，均不能按正常办法取消闭塞。

　　③列车从发车站进入区间后，出站信号机应自动关闭，并使双方站闭塞机处于闭塞状态，在列车到达接车站以前不能解除，有关出站信号机，不能开放。

　　4.基于ARM9的通用铁路信号测试系统的研究

　　一种基于ARM9的通用铁路信号测试系统，用以帮助工作人员发现和分析诊断故障。

　　整个系统分为两大部分，即基于单片机的前端采集部分和基于ARM9的主板部分，两部分之间通过双口RAM进行双机通信。

　　前端采集部分选用SST公司的89E58RD单片机做主控制器，主要完成信号采集、数据存储等功能。

　　主板部分采用三星公司ARM9系列的S3C2440A处理器作为核心处理器，并采用Linux操作系统，实现对双口RAM数据读取、处理、显示、存储、传输和前端采集路数控制及存储数据二次处理分析等功能。

　　系统设计实现了对通用铁路信号量的多路采集、处理显示、带时间信息的大容量数据存储、组成柔性多点测试网络和对存储数据简单二次分析处理等功能。

　　本文在对系统采集量、功能要求、关键技术进行了分析基础上，给出了系统总体设计方案。

　　对于基于单片机的前端采集部分，设计了采集板硬件电路，并给出了相应信号采集和存储等软件程序。

　　本文实现了对两路牵引电流的测试、存储和对存储数据的片上二次处理分析，满足基本功能要求，证实了系统可行性。

　　为了完善系统对测试信号的分析能力，本文又采用了基于最小二乘法的曲线拟合对系统存储的带时间信息的测试数据进行了后期处理分析，得出了测试信号的基本规律，完善了系统功能。

　　最后对本文所研究内容进行了总结并指出系统的不足和改进方法。

　　基于单片机的铁路信号测试系统论文【2】

　　【摘要】随着铁路信号的发展，为了更好的实现对铁路系统中微小电阻测量、补偿电容测试，建立基于单片机的电阻电容测试系统。

　　系统主要由单片机、电阻测试模块、电容测试模块，电源模块、LCD显示模块、DC转换模块、串行口模块以及数据存储模块组成。

　　该系统测量精度高，可靠性好，实用性良好。

　　【关键词】单片机;测试系统;电阻测量;电容测量

　　1.引言

　　基于单片机的铁路信号测试系统，是根据现场的实际使用需要而研制开发的，可以很精确的测试电阻和补偿电容，直接读出电阻阻值、电容容量。

　　接地线电阻作为轨道电路的一个重要参数，为了保证通信、信号设备及人员安全，要求通信、信号设备的地线接地电阻必须达标，控制在一定范围内。

　　补偿电容可以弥补电容不足，抵消钢轨感性，使钢轨阻抗尽可能呈阻性负载，以保证轨道电路的传输距离和机车信号系统的可靠性。

　　2.系统总体结构

　　基于单片机的铁路信号测试系统的软件流程图如图1所示，硬件框图如图2所示。

　　系统的工作过程：启动测试系统，上电或复位，系统进行初始化，完成初始化后，选择工作模式，电阻测试或者电容测量。

　　通过STC89C52单片机控制电阻模块和电容模块，测试的数据存储在SD卡中，通过RS232串口将数据传输到微机存储。

　　在硬件设计过程中，采用单片机STC89C52编程，实现对电阻、电容测试的控制，LCD显示;采用24位HX712A/D转换器芯片;RS232串行口通讯频率9600bit/s;电源采用线性稳压芯片ASM1117，供电电压3.3V、5V。

　　3.测试工作原理

　　采用STC89C52单片机，20引脚为接地端，40引脚为电源端，31引脚需要接到电位使单片机选用内部程序存储器，18、19引脚接上一个11.0592MHz的晶振为单片机提供时钟信号，第9引脚为复位引脚，单片机只有满足这些才能正常工作。

　　利用P2口作为数据读写，片选信号端，功能切换。

　　P3口采用第二功能，定时器/计数器外部计数脉冲输入，外部数据存储器写/读。

　　采用HX712芯片完成测阻。

　　在设计程序测量时，首先选择测试工作模式，在测量的同时，程序执行做出判断，不能超过设定的量程，然后跳转到测量程序，在范围内正常测试并且显示结果，按“确定”键后数据存储。

　　测阻电路如图3所示。

　　4.系统软件设计

　　基于单片机的测试系统，在Keil环境下，由主程序、A/D转换子程序、时钟芯片程序、数据存储程序等部分子程序组成。

　　主程序完成各个子程序的上电初始化，以及实际控制各个功能模块的正常工作。

　　读写、存储产生程序设计根据测量的接地电阻，补偿电容的属性，来不断循环延时，并且通过单片机来控制完成测试。

　　系统的程序设计，完全是基于单片机的应用，其中包括I/O口的控制、定时器、外部中断及寄存器的使用。

　　5.结语

　　本系统以单片机为核心，以HX712 A/D转换器芯片为数模转换原件，SD-SPI数据存储，RS232串行口数据通讯。

　　电路结构简单、运行可靠，实现了对电阻、电容的测试。

　　此系统可以顺利的完成与PC机的数据通讯，还可以在单片机的预留的I/O口增加检测传感器，以提高系统的广泛性。

　　参考文献

　　[1]金川，董爱华，马一杰.基于步进电机的运料系统的软硬件设计[J].仪表技术，2013(2)：35-37.

　　[2]张灿.单片机花样流水灯设计[J].信息通信，2013(1)：42-43.

　　[3]潘磊.基于单片机的多路温湿度检测系统设计[J].信息通信，2013(1)：65-66.

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