1、主体机车信号系统技术条件（暂行）北 京 交 通 大 学2004 年 10 月I目 录1 范围 .12 引用标准 .13 定义 .14 总则 .25 主体机车信号系统地面设备 .26 主体机车信号系统车载设备 .57 系统的可靠性和安全性 .8附录 A 机车信号显示器接口定义 .91主体机车信号系统技术条件1 范围本标准规定了主体机车信号系统的定义术语、总则，地面设备、车载设备、可靠性和安全性等技术条件。本标准适用于自动闭塞区段，运行速度 160km/h 及以下的列车。2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用成为本标准的条文。TB/T 2859-1997 JT1 型通用式机车信号设备
2、TB/T 3021-2001 铁道机车车辆电子装置TB/T 3060-2002 机车信号信息定义及分配TB/T 3073-2003 铁道信号电器设备电磁兼容性试验及其限值 ZPW-2000 系列无绝缘轨道电路技术条件（暂行）2003CTCS 技术规范总则（暂行）2004IEC62278 铁路应用：可靠性、可用性、可维护性和安全性（RAMS）规范和说明IEC61508 电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全3 定义本标准采用下列定义3.1 机车信号在司机室内反映列车前方运行条件的信号显示。3.2 主体机车信号作为行车凭证的机车信号。3.3 主体机车信号系统完成机车信号作为行车凭证功能的系统
3、，由车载设备和地面设备构成。3.4 机车信号信息由地面向机车上传递反映线路空闲与进路状况的信息。3.5 机车信号钢轨最小短路电流值地面信号设备发送的机车信号信息被列车轮对短路时的最小电流值。3.6 机车信号灵敏度使机车信号设备工作（稳定译码）的最小的钢轨短路电流值。3.7 机车信号应变时间车载信号设备从钢轨线路接收到机车信号新信息开始，到给出相应机车信号显示所需要的时间。23.8 机车信号邻线干扰相邻线路上的机车信号信息对本线机车信号设备的干扰。3.9 站内电码化站内轨道电路不含机车信号信息时，在站内轨道电路区段发送机车信号信息的技术方法。3.10 闭环电码化具有闭环检测的站内电码化。3.11
4、 载频自动切换锁定机车信号设备根据地面传递的载频切换信息，实现接收载频的自动切换和锁定。4 总则4.1 主体机车信号系统是由地面设备和车载设备构成的系统，设备的研究、设计应按系统考虑。4.2 主体机车信号系统应符合CTCS 技术规范总则（暂行） 的要求。4.3 主体机车信号系统应满足“故障-安全”原则。4.4 轨道电路和站内电码化是主体机车信号系统的地面设备，地面设备应保证提供正确的机车信号信息。4.5 主体机车信号系统应解决邻线干扰问题，可通过相邻线路的轨道电路采用不同的信号载频，由车载设备锁定接收本线载频来防止邻线干扰；当与邻线载频相同或车载设备不能锁定某一载频时，轨道电路设计时应保证邻线
5、干扰不会造成机车信号错误显示。4.6 站内应采用与区间同制式的轨道电路或实现闭环电码化。4.7 主体机车信号车载设备应具有数据记录的功能，便于设备运用、维修、故障分析。4.8 主体机车信号车载设备应具有与列车运行监控记录装置的通信接口。4.9 主体机车信号车载设备应兼容通用机车信号设备功能，主体机车信号的显示与非主体机车信号的显示应有明显区别。 4.10 在轨道回流为 1000A、不平衡系数 10%的电气化区段，主体机车信号车载设备应能正确译码。对于特殊区段，抗电气化干扰的能力应根据实际要求确定。5 主体机车信号系统地面设备5.1 功能地面设备根据车站联锁条件和区间列车运行位置发送机车信号信息
6、，并通过钢轨（或环线）传输机车信号信息。5.2 构成地面设备由区间轨道电路和站内轨道电路构成。主体机车信号系统采用ZPW-2000 系列轨道电路，应符合ZPW-2000 系列无绝缘轨道电路技术条件（暂行） 。35.3 ZPW-2000 系列轨道电路:载频为 1700Hz、2000Hz、2300Hz、2600Hz ，载频偏移范围小于 1.5Hz。对于 1700-1、2000-1 、2300-1 、2600-1 载频偏移应在Hz 范围内，对于 1700-2、2000-2 、2300-2 、2600-2 载频偏移应在1.04Hz 范围内。35.4 ZPW-2000 系列轨道电路调制频率为 10.3
7、Hz、11.4 Hz、12.5 Hz、13.6 Hz、14.7 Hz、15.8 Hz、16.9 Hz、18 Hz、19.1 Hz、20.2 Hz、21.3 Hz、22.4 Hz、23.5 Hz、24.6 Hz、25.7 Hz、26.8 Hz、27.9 Hz、29 Hz，调制频率的频率偏移应小于 0.1Hz。5.5 机车信号信息的定义应符合 TB/3060-2002 标准，见表 1。表 1 主体机车信号的信息定义序号信息名称 信息定义1 L3 准许列车按规定速度运行，表示运行前方 5 个及以上闭塞分区空闲。2 L2 准许列车按规定速度运行，表示运行前方 4 个及以上闭塞分区空闲。3 L 准许列车
8、按规定速度运行。4 LU 准许列车按规定速度注意运行。5 LU2 要求列车减速到规定的速度等级越过接近的地面信号机，并预告次一架地面信号机显示一个黄色灯光。6 U 要求列车减速到规定的速度等级越过接近的地面信号机。7 U2S 要求列车减速到规定的速度等级越过接近的地面信号机，并预告次一架地面信号机显示一个黄色闪光和一个黄色灯光。8 U2 要求列车减速到规定的速度等级越过接近的地面信号机，并预告次一架地面信号机显示两个黄色灯光。9 U3 要求列车减速到规定的速度等级越过接近的地面信号机，表示接近的地面信号机显示一个黄色灯光，并预告次一架信号机为进站或出站信号机且显示一个红色灯光。10 UUS 要
9、求列车限速运行，表示列车接近的地面信号机开放经 18 号及以上道岔侧向位置进路，且次一架信号机开放经道岔的直向或18 号及以上道岔侧向进路；或表示列车接近设有分歧道岔线路所的地面信号机开放经 18 号及以上道岔侧向位置进路。11 UU 要求列车限速运行，表示列车接近的地面信号机开放道岔侧向位置的进路。12 HB 表示列车接近的进站或接车进路信号机开放引导信号或通过信号机显示容许信号。13 HU 要求及时采取停车措施。14 H 要求列车立即采取紧急停车措施。45.6 地面取消信号机时，表 1 中所述地面信号机处用地面停车标代替。5.7 ZPW-2000 系列轨道电路低频信息分配及机车信号显示见表
10、 2。表 2 ZPW-2000 系列轨道电路低频信息分配及机车信号显示序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10信息名称 L3码 L2码 L 码 LU码 LU2码 U 码 U2S码 U2码 U3码 UUS码低频频率Hz 10.3 12.5 11.4 13.6 15.8 16.9 20.2 14.7 22.4 19.1机车信号显示L绿L绿L绿LU绿黄U黄U黄U2S黄 2闪U2黄 2U黄UUS双黄闪速度等级输出 110 101 001 001 101 010 101 001 001 101表 2 续序 号 11 12 13 14 15信息名称 UU码 HB码 HU码 H 码 载频切换低频频率
11、Hz 18 24.6 26.8 29 25.7 无码 无码机车信号显示UU双黄HUS红黄闪HU红黄H红H红B白速度等级输出 001 101 001 100 100 0015.8 地面设备应在列车进路中（道岔侧向的接、发车进路的道岔区段除外）提供连续的机车信号信息。5.8.1 区间由自动闭塞系统的轨道电路发送和传输机车信号信息。5.8.2 站内正线接发车进路、侧线股道应采用与区间同制式的轨道电路或实现闭环电码化，提供连续的机车信号信息。5.8.3 经道岔侧向的接、发车进路的道岔区段可以不提供机车信号信息。5.9 同方向相邻股道应采用不同载频交错设置。5.10 闭环电码化设备应和车站联锁设备结合，
12、闭环电码化故障时应给出表示。5.11 为了车载设备实现接收载频锁定或载频自动切换功能，地面设备应发送正确的载频切换信息码。 5.11.1 车站开放侧向接车进路时，在车载设备接收股道信息前地面设备应发送载频切换信息码；55.11.2 车站开放侧向发车进路时，在列车到达区间前应发送载频切换信息码；5.11.3 其他需要实现车载设备载频自动切换时，应发送载频切换信息码。5.11.4 发送载频切换信息码的时间应不小于 2s，载频切换信息码的频率、功能应符合表 3。表 3 载频切换信息码使用要求标号 载频及低频 功能D1 1700-1, 25.7Hz 车载设备锁定接收 1700HzD2 2000-1,
13、25.7Hz 车载设备锁定接收 2000HzD3 2300-1, 25.7Hz 车载设备锁定接收 2300HzD4 2600-1, 25.7Hz 车载设备锁定接收 2600HzS1 1700-2, 25.7Hz 车载设备切换到接收 1700/2300HzS2 2000-2, 25.7Hz 车载设备切换到接收 2000/2600HzS3 2300-2, 25.7Hz 车载设备切换到接收 1700/2300HzS4 2600-2, 25.7Hz 车载设备切换到接收 2000/2600Hz5.12 ZPW-2000 系列轨道电路，在最不利条件下，轨道电路钢轨短路最小电流值应满足表 4 的规定。表 4
14、 ZPW-2000 系列轨道电路钢轨短路最小电流值载频频率 （Hz ） 1700 2000 2300 2600钢轨最小短路电流 （mA） 500 500 500 4505.13 站内轨道电路机械绝缘节处信号发送设备的连接线应交叉铺设以保证机车信号接收连续。连接线应采用绝缘护套防护。6 主体机车信号系统车载设备6.1 功能6.1.1 接收钢轨线路（或环线）中传输的机车信号信息，给出作为行车凭证的机车信号显示。6.1.2 为列车运行监控记录装置提供机车信号信息。6.1.3 在移频（载频 550850Hz） 、交流计数区段，具有降为通用机车信号功能。6.1.4 具有数据记录功能。6.2 构成6.2.
15、1 车载信号设备由接收线圈、主机、显示器、记录器、电源模块等部分构成。6.2.2 接收线圈接收钢轨线路（或环线）中传输的机车信号信息。6.2.3 主机将接收到的机车信号信息进行处理后控制机车信号显示，并将处理后的信号提供给列车运行监控记录装置。6.2.4 显示器给出机车信号显示。66.2.5 记录器采集和储存机车信号动态运行数据。6.2.6 电源模块将机车供电电源转换为主机、显示器和记录器的工作电源。6.3 机车信号的显示应符合表 2 规定。6.4 机车信号接收信息的应变时间应不大于 2s，从有信息到无信息的应变时间应不大于 4s。6.5 机车信号灵敏度应符合表 5 规定。表 5 机车信号灵敏
16、度载 频（Hz ） 1700 2000 2300 2600机车信号灵敏度（钢轨短路电流值）（mA） 31031 27528 25526 235246.6 作为通用机车信号使用时，灵敏度和应变时间应符合 TB/T 2859-1997 标准。6.7 根据机车运行方向信息（、端控制信息） ，两端接收线圈应采用双断方式自动切换。6.8 车载设备在地面提供载频切换信息码时，应自动实现载频锁定或切换，其功能符合表 3 要求。6.8.1 任何信息掉码大于 10s，只接收载频切换信息码（ 25.7Hz） ，其他信息停止接收。6.8.2 收到 UU/UUS 码后如果接收不到信息，在点白灯前，只接收 HU/HUS
17、 码；在点白灯后，只接收载频切换信息码。6.9 车载设备应设置载频切换装置，切换装置应设载频指示灯，指示切换后的载频组（1700Hz 和 2300Hz 为 1 组载频，2000Hz 和 2600Hz 为 2 组载频） 。6.9.1 在下述条件下需要操作载频切换装置进行人工介入：（1）主机上电后或故障复位后；（2）机车连挂后始发；（3）接收载频切换信息码失效后；（4）非主体机车信号区段。6.9.2 载频指示灯在主机上电或故障复位后显示灭灯；人工操作后用稳定灯光指示载频组切换结果，自动切换载频后用闪烁灯光指示载频切换结果。6.10 车载设备应具有良好的可测试性，通过便携式测试设备，在车上可实现对车
18、载系统进行功能测试。6.11 车载设备在 TB/T 3021-2001 标准规定的环境条件下应可靠工作。6.12 接收线圈6.12.1 接收线圈的安装位置应符合 TB/T 2859-1997 标准，要求结构牢固，能抗最高允许车速下冰雪、飞石等冲击，具有良好的防水防潮性能。6.12.2 接收线圈内部应具有冗余线圈或测试线圈，测试设备可通过冗余线圈或测试线圈对车载信号设备进行闭环测试。6.12.3 冗余线圈或测试线圈回路开路时，应不影响主机正常工作。76.12.4 接收线圈可接收 ZPW-2000 系列、交流计数、移频信号。6.12.5 当接收线圈每一路线圈与 4k 电阻相连时，在表 7 所示的钢
19、轨短路电流和频率下，各接收线圈应达到规定的电压。在上述条件下，当一路接收线圈开路时，另一路的接收电压变化不大于 15%。表 7 接收线圈的频率响应频率（Hz） 25 550 650 750 850 1700 2000 2300 2600钢轨短路电流（mA）1050 113 90 69 50 310 275 255 235接收电压（mV）9.37.5%15.97.5%14.67.5%12.47.5%10.07.5%100 7.5%100 7.5%100 7.5%100 7.5%6.12.6 接收线圈每路开路下测试，线圈直流电阻值误差应不大于标称值5%；在 1000Hz 条件下测试，电感量误差应不
20、大于标称值5%。6.13 主机6.13.1 车载设备主机应采用冗余结构。6.13.1.1 采用 22 取 2 结构时，工作机故障自动切换到备用机，切换时间应不大于 0.5s。工作机和备用机都应有工作正常或故障表示。6.13.1.2 主机采用 3 取 2 表决冗余结构时，比较结果不一致时，主机应有相应表示。6.13.2 主机应有开机自检功能，自检正常后进入工作状态并给出工作正常表示。6.13.3 主机对外应具用并行和串行接口。与列车运行监控记录装置采用并行接口时，并行输出信息定义应符合表 2 规定；串行接口可采用 RS485 或 CAN 总线。6.13.4 主机应具有良好的可测试性，在检修时可自
21、动测试各项功能及指标。6.13.5 主机应安装在机车内便于检测的地方。6.14 显示器6.14.1 显示器可采用点阵式 LED 显示方式。6.14.2 显示方式可采用模拟色灯的图形方式或字符方式。6.14.3 点阵式显示器的控制电路应采有冗余措施，应符合“故障-安全”原则。6.14.4 显示器与主机间接口应采用既有 8 色灯显示器兼容方式，接口说明见附录 A。6.15 记录器6.15.1 记录器应记录以下信息。（1）从接收线圈收到的机车信号信息的信号波形。（2）机车载频切换装置状态、机车运行方向信息。（3）机车信号输出信息。8（4）主机工作状态。（5）机车电源工作电压状态。（6）来自 TAX2
22、 箱通信接口的时刻、线路公里标、车站编号、信号机编号等定位信息。6.15.2 记录器应以独立插板的形式嵌入主机箱，记录器故障后不影响主机正常工作。6.15.3 记录器存储容量应满足记录长大机车交路所需信息的要求。6.15.4 开关量采集接口输入阻抗应大于或等于 30k。6.15.5 接入接收线圈的输入阻抗应大于或等于 200k。 6.15.6 地面处理分析系统应具用故障分析和统计功能。6.15.7 记录数据应读取方便，采用移动存储器时应有防止丢失的措施。6.15.8 应具用通信接口扩展功能。6.16 电源6.16.1 电源应采用双套电源，一套故障时另一套能保证系统正常工作。6.16.2 额定输
23、入电压 DC110V。机车电源电压在 TB/T 3021-2001 标准规定的变化范围内，系统应正常工作。6.16.3 电源过流保护宜采用断路器。7 系统的可靠性和安全性7.1 设备的可靠性和安全性要求参照 IEC62278 标准。7.2 车载设备应符合 TB/T 3073-2003 电磁兼容标准。7.3，接收线圈的引线应采用屏蔽电缆，屏蔽层应单点接地。7.4 车载设备机箱应可靠接地。7.5 车载设备应采用可靠、防振性能好的接线连接器和接线端子。7.6 车载设备机箱应有防止非法拔插电路板的措施。7.7 车载设备及连接电缆应安装牢固、应有防振、放松动的措施。7.8 低温试验、高温试验、(交变)湿热试验、振动试验、绝缘试验内容和方法，依据 TB/T 3021-2001 标准。7.9 车载设备的安全度等级(SIL)要求参照 IEC61508 标准规定的 4 级。7.10 地面设备轨道电路发送器和接收器的平均故障间隔时间（MTBF ）大于或等于 1.5105h。7.11 车载设备平均故障间隔时间（MTBF ）大于或等于 106h。7.12 车载设备使用寿命 8 年。
