电气集中工程设计项目设计方案.docx

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电气集中工程设计项目设计方案

电气集中工程设计项目设计方案

一、文献综述

随着铁路运输朝着高密、重载及高速的方向发展，既有的车站铁路信号联锁装置已无法适应铁路信号对可靠性与故障——安全性的更高要求。

就技术方面而言，铁路信号系统已经历了机械联锁、电气联锁（继电联锁）等二个阶段，目前在我国干线铁路或企业自备铁路上所使用的联锁系统绝大多数仍为继电联锁系统。

70年代末期新型微处理器的出现以及容错理论与技术的逐步完善，激励人们以微型计算机为核心构成计算机联锁系统。

但是常规的计算机控制系统并不具有故障——安全特性，也即不具有辩别外部输入信息的正确与否或在系统故障时能将系统导向安全的能力，在应用中受到了极大的限制。

目前在我国干线铁路上装备的计算机联锁系统大多系国外铁路信号公司的容错计算机信号控制系统，其价格相当昂贵。

因此近年国不少铁路行业科研院所都将研制故障——安全的铁路信号控制系统作为近期的主要工作。

二、选题的目的和意义

6502电气集中联锁设备作为实现控制车站围的道岔、进路、信号机,并实现它们的联锁关系,有着保证保证行车、缩短列车停站时间,提高铁路运输效率、改善行车人员的作业条件、提高车站通过能力等等优点，是一种高效、安全、经济的联锁设备，并且该系统以它的安全、可靠在铁路车站信号自动控制系统中还将继续使用。

即使今后推广微机联锁控制技术也仍将会持续发展电气集中。

从工作、学习中来看，如对6502知识掌握不够，计算机联锁也不能深度掌握。

因此，无论在新建铁路或是改造现有铁路的工程中，熟悉和掌握6502电气集中控制系统的设计对我们这些从事信号施工的工作人员来说是必不可少的。

三、研究方案：

本次设计涉及到的主要容有

1、车站信号平面布置图；

2、联锁表；

3、双线轨道电路图；

4、电缆网络图；

5、控制台盘面图；

6、组合联结图；

7、组合排列表；

8、室布置图；

9、方向继电器、通过按纽继电器电路图；

10、道岔、信号电路配线图；

11、控制台零层配线图；

12、组合架零层配线图；

重点研究联锁电路，故障导向安全措施。

按照平面图、联锁表、双线图、控制台盘面、组合联结图、组合排列、室布置、网路图、不参加拼贴电路、配线图的顺序进行设计。

虽然6502电气集中设计比较复杂，但我会加倍努力，高质量的完成本次设计，同时使自己的技术水平得到提高。

四、进度计划：

3月16日～3月31日

分析题目，查阅资料，学习毕业设计相关知识，做好前期准备。

4月1日～7月31日

根据选定站场设计图纸并撰写说明书。

8月1日～9月25日

争得导师意见，修改毕业设计，进行毕业论文评议。

五、指导教师意见：

选题及论文容较好，设计方案合理。

指导教师：

婷婷

2011年3月16日

中期报告

题目：

6502电气集中工程设计

报告人：

洪波

一、总体设计

a）车站信号平面布置图

b）联锁表的编制

c）双线轨道电路图

d）电缆网络图

e）控制台盘面图

f）组合联结接图

g）组合排列表

h）室布置图

i）大网络拼贴设计

二、详细设计

（1）车站信号平面布置图：

主要有信号楼的确定、联锁区的划分、确定道岔定位位置、布置信号机、轨道区段的划分和绝缘节的确定、道岔、警冲标、信号机坐标的计算、股道、道岔及轨道区段的编号、中间道岔与延续进路。

（2）联锁表的编制：

主要对联锁图表各项容依据平面布置图进行编制。

（3）双线轨道电路图：

主要研究极性交叉的布置和轨道电路送电端、受电端的布置。

（4）电缆网络图：

依据双线图进行电缆网络计算、合理布置。

（5）控制台盘面图：

研究各种单元块的配置。

（6）组合连接图：

根据继电器组合类型及站场布置绘制组合连接图，编制组合排列表。

（7）室布置图：

各设备的安装布置图

（8）室外设备配线图：

道岔、信号机配线

（9）大网络拼贴设计：

设计拼贴式信号网络连接图，针对故障导向安全原则对具体电路进行分析。

三、进展情况

根据任务书要求，基本容已经完成，正在进行不拼贴电路图、配线图设计、核对及一些容的修改，预计再有一个月时间可以完成。

四、指导教师意见

进度及安排合理，设计思路正确，可正常进行下一步设计任务。

结题验收

一、完成日期

2011年9月25日

二、完成质量

该生写作态度较认真，能够按毕业论文的要求完成毕业设计阶段的全部工作，达到毕业论文的要求。

三、存在问题

本论文层次清晰，框架结构也安排得比较合理，理论知识方面仍可进一步加强。

四、结论

本论文在介绍相关理论容的基础上，结合实际展开分析，给出一定建议，结构较完成，思路较清晰，本文达到本科毕业论文要求，同意答辩。

指导教师：

婷婷

2011年9月25日

摘要

电气集中是一种安全、高效、经济的车站联锁设备，是实现铁路现代化和自动化的基础设施之一，是提高车站通过能力的基础。

它把全站的道岔、进路和信号机集中起来控制和监督，实现了站行车指挥自动化，而且能及时准确地反映现场行车情况，不再需要分散控制室所必需的联系时间，完全消除了因联系有误而引起的事故。

本毕业设计是以实际站场为例，站场是单线4股道。

主要完成了6502电气集中工程设计的部分图纸。

其中有：

车站信号平面布置图、联锁表、双线轨道电路及电缆径路图、控制台盘面图、室布置图、控制台电源配线图、控制台零层端子配线图、室外电缆配线图。

在论文中简要说明了每图的设计原理和方法。

通过本次设计，可以对铁路工程设计的基本方法有了初步了解，对铁路现场的一些情况有了更深入的认识，有助于我们在今后能更好的展开电气集中系统的工程设计和设备维护工作。

关键词：

车站信号；电气集中；联锁表

Abstract

Electricalinterlockingisakindofthestationinterlockingequipmentsofsafety,efficiencyandeconomy.Itisoneofinfrastructuresthatrealizesrailwaymodernizationandautomation.Itisthefoundationofraisingcapacityatstation.Itistherunwayswitchofwholestation,routeandsignalmachineconcentratecontrolwithsupervisor,andhaverealizedtrafficcommandautomation.Itcanreflectthetripvehicleconditionon-the-spotintimeaccurately,donotneedagaintoscattercontrolroomtheconnectionwithnecessaryplacetime.Ithaseliminatedcompletelyaccidentbecauseofconnection.

Thetaskofthisdesignistocarryoutelectricalinterlockingdesignforapracticalstationsitethatdesigned.Itissinglelineandfourtracks.Apartsofdiagramsabout6502electricinterlockingengineeringdesignarefinished.Thisdesignmainlyincludes:

Thelayoutofstationsignaling;Interlockingform;Doublelinetrackcircuitlayoutdiagramandcableroutediagram;Controldesklayoutdiagram;Controldeskpowersupplywiring;Controldeskterminalsoflayer0ofrelayrackswiring;Theoutdoorselectriccablewiring.Inthispaper,thedesignprincipleandmethodofeachdiagramareintroduced.

Throughthedesign,wecangetunderstandingthebasicmethodofrailwayprojectdesignpreliminarilyandgetmoreknowledgeoftherailwayscene.Itishelpfulforustobebeingbetterinthefuturetospreadoutequipmentmaintenanceworkandtheprojectdesignofelectricalinterlockingsystem.

Keywords:

Signalingatstations;Electricalinterlocking;Interlockingchart

6502电气集中工程设计

1.绪论

在铁路发展史上，铁路信号具有举足轻重的地位。

铁路信号是铁路运营的耳目，它的主要功能是保证行车安全[1]。

关于安全条件的检查，最初是靠运营管理措施来保证的，随着铁路运输的发展需要和科学技术的进步，保证行车安全的措施逐步从管理措施向技术措施过渡，以至发展成今天的自动控制系统。

电气集中是实现铁路现代化和自动化的基础设备之一，要求它必须安全可靠，当设备发生故障时，必须导向安全，即必须符合故障安全原则。

故障安全原则是电气集中设计时首要考虑的因素，也是必须遵守的重要原则。

6502电气集中联锁系统即为车站信号控制系统，是目前在我国广泛使用的典型的车站联锁设备，它是一个安全继电集中联锁系统。

这个系统主要包括的技术有：

（1）进路空闲的检测技术；

（2）道岔控制技术；（3）信号控制技术；（4）联锁技术；（5）故障-安全技术。

这些技术都反应在系统的联锁电路中。

在这些电路安装之前，首先需要现场勘测调查，然后设计站场室室外设备的布置以及电路电缆的走向、送电受电等等。

这也就是本设计所要做的，即6502电气集中工程设计。

6502工程设计中，主要包括车站信号平面布置图、联锁表、双线绝缘轨道电路布置图、电缆径路图、控制台盘面布置图、控制台电源配线图、控制台零层端子配线图、室外电缆配线等容。

本次设计的主要依据是任务书和指定的站场缩尺图，该设计所选车站为乐都站全站。

该站场为4股道站场，有和两个出站方向。

设计包括两个部分：

一是论文，主要对设计方法及原理的论述；二是6502电气集中工程设计图册。

2.6502电气集中工程具体设计

对于工程设计，首先需要勘测调查。

勘测调查是在接到批准的设计任务书，取得按一定比例绘制的车站线路平面图之后进行的，主要包括收集资料和现场勘测两部分。

车站信号平面布置图应能正确反映电气集中室外主要设备的布置情况及设置地点、线路和股道的运用情况以及站列车和调车作业的概况等。

所选站场为单线4股道站场，带有专用线一条，牵出线一条,一条货物线。

设计只针对集中联锁区。

其中IIG为正线，可走超限货物列车。

1G、3G、4G为站线。

下行咽喉共布置信号机8架，其中调车信号2架；进站信号机1架X;预告信号机1架YX；出站兼调车信号机4架S1、SII、S3、S4；道岔4组，其中双动道岔为1组，单动道岔为3组。

上行咽喉共布置信号机9架，其中调车信号机9架，进站信号机1架S；预告信号机1架YS；出站兼调车信号机4架XII和X1、X3、X4；道岔6组，其中双动道岔为2组，单动道岔为4组。

在信号平面布置图的基础上进行6502电气集中的其它工程设计。

车站信号平面布置图

车站信号平面布置图所包含的容将是6502电气集中所有后续技术图纸的设计依据，而且车站信号平面布置图设计的是否合理，关系到车站通过能力、铁路运输效率等等方面，甚至会影响行车作业安全。

所以，车站信号平面布置图设计的优劣直接影响6502电气集中整个设计的质量。

在这图纸上能正确反映电气集中室外主要设备的布置情况及设置地点、线路和股道的运用情况以及站列车和调车作业的概况等。

车站信号平面布置图包括以下容：

1、信号楼及其设置位置，联锁区的全部线路以及与联锁区有密切联系的非联锁区线路；

2、联锁区的全部道岔，需标明每组道岔岔尖距信号楼中心的距离；

3、信号机的布置及每架信号机至信号楼中心的距离；

4、分割轨道区段的全部轨道绝缘节，需标明各绝缘节距信号楼中心的距离；

5、道口房和机车出入库闸楼的位置；

6、继电器箱和局部控制盘等距信号楼中心的距离；

7、标明桥梁、涵洞及高架天桥的位置；

8、标明道口宽度及其距信号楼的距离；

9、站台的位置、宽度及线路间距；

10、信号楼外墙至最近线路中心的距离；

11、通话柱位置；

12、股道上及咽喉区，与信号机有关的及侵入限界的绝缘节处的警冲标位置；

13、进站信号机外方制动距离进站方向为超过6‰的下坡道时，应画出接近车站的制动距离线路坡道示意图；

14、对集中道岔、股道、色灯信号机及道岔和无道岔轨道电路区段均需标出编号和名称；

15、车站线路应以箭头表示其接车方向；

16、当有局部控制道岔时，应对局部控制的道岔在平面图上除标以联锁道岔外再画圆圈表示；

17、应附有道岔类型及股道有效长度的统计表。

下面就结合所设计的站场，根据信号平面布置图中的容和要求分别说明设计方法。

信号楼的确定

信号楼理论上应设置在靠近道岔较多的咽喉一侧,这主要考虑到节省电缆费用,在实际情况中也要考虑具体的地理环境。

信号楼的具体位置,应保证信号楼靠近线路一侧的外墙至最近线路中心有一定的距离（距到发线时不少于5米,距正线时不少于7米）。

信号楼坐标为（0,0）,本站所有的设备包括信号机、道岔、警冲标等坐标均以信号楼为参考对象。

联锁区的划分

信号平面布置图只包括联锁区的线路和道岔以及与联锁区有密切联系的非联锁区线路，因此，在拿到站场缩尺平面图后应首先确定联锁区的围。

只有联锁区的道岔才需要由信号楼集中控制，也只有在联锁区的信号设备才需要考虑联锁关系。

因此，确定联锁区的围也就是确定电气集中的设计围。

凡列车进路以及与列车进路有联系的调车进路上的道岔都应划入联锁区。

对于某些可划可不划的个别道岔，若划入联锁区比较有利，则以划入联锁区为宜。

在电气集中车站，联锁区的道岔都由信号楼集中控制，故联锁区也可以称为集中区。

确定道岔定位位置

在联锁区划定之后，应确定联锁区道岔的定位位置。

道岔定反位的确定主要考虑两个因素，一是为了保证安全，对于某些因其所处位置不同而会影响行车安全的道岔，应以引向安全位置为定位。

二是从设备的维护和减轻劳动强度以及提高效率等方面考虑，有关道岔应以开向作业比较繁忙的线路为定位。

在电气集中车站，在所排列的进路使用完毕后并不要求道岔恢复定位，也就是说平时道岔可处于两个位置中的任意一个位置。

考虑到便于道岔两个位置的命名、绘图时的参考位置、当联锁失效仍以手动方式搬动道岔以及道岔局部控制、非进路调车等电路的技术条件中仍要检查有关道岔的定位位置，并沿用了手动道岔确定定位的原则。

确定道岔定位位置的原则如下：

1、单线区段车站的进站道岔，应以由车站两端向不同线路开通的位置为定位。

2、复线区段车站正线上的进站道岔，为向各该正线开通的位置。

3、所有区间及站正线上的其它道岔，除引向安全线及避难线外，均向各该正线开通的位置。

4、引向安全线，避难线的道岔，为向各该安全线和避难线开通的位置。

5、侧线上的道岔除引向安全线和避难线者外，为向列车进路开通的位置或靠近站舍进路开通的位置。

6、在决定道岔位置时，可以划成双动道岔的，应尽量划成双动道岔。

布置信号机

首先应对车站线路运用情况进行充分了解，再布置信号机。

一般先布置列车信号机，再布置调车信号机。

1、进站信号机

进站信号机用于对由区间线路驶向车站方的接车进路进行防护，设置在每一方向的进站口道岔外方，列车运行前进方向线路的左侧。

技规59条规定，进站信号机应设于距进站道岔尖轨尖端（顺向为警冲标）不少于50米的地方，如因调车作业或制度距离的需要，一般不超过400米。

除基本要求外，还应结合勘测调查和收集到的资料来确定进站信号机设置的地点。

2、预告信号机

预告信号机对主体信号机起预告作用。

一般安装在非自动闭塞区段进站信号机前方，与主体信号机间距不得少于800米。

当预告信号机显示不足400米时，安装间距不得小于1000米。

3、出站信号机

为了禁止或准许列车由车站开往区间，车站有发车作业的道发线股道上，均应设出站信号机。

在编组场的头部设线群出站信号机。

确定设置地点时，在不侵入限界的条件下，主要应从最大限度地利用股道有效长度考虑选择和确定出站信号机的设置地点。

为此信号机应尽量向道岔群靠近，设置在警冲标方（对向道岔为尖轨尖端外方）适当地点。

4、进路信号机

进路信号机是为站界围禁止或准许列车由一个车场进入另一个车场的防护信号机。

5、调车信号机

调车信号机是为在联锁区进行调车作业而设置的。

调车作业一般是利用牵出线与到发线、咽喉区与到发线之间的线路进行的。

下面结合调车作业号机的作用，说明设置时考虑的情况：

a、在尽头线，机车出库线，机待线，牵出线及编组线向集中区入口处都设置调车信号机进行防护。

b、咽喉区对向道岔岔尖前应设置调车信号机，满足调车折返转线作业。

c、在两背向道岔之间，构成长度不小于50米的无岔区段时，设置调车信号机。

d、为满足平行作业，设置起阻挡作用的调车信号机。

e、在向股道进行调车作业时，为减少走行距离，使车列中途折返，设置调车信号机。

f、在不设专用牵出线的中间车站或小型区段站上，在进站信号机方设一无岔区段和供调车折返作用的调车信号机。

g、信号机上装设调车灯光显示。

h、对于到发线股道中设有道岔时，应设调车信号机防护。

6、信号机编号

进站信号机：

上行“S”，下行“X”；

出站信号机：

上行“S”，下行“X”；

调车信号机:

“D”上行咽喉编为双号，下行咽喉编为单号，且由列车到达方向顺序编号，上下行咽喉以进站信号机的方向为准；

预告信号机:

“Y”,在下方写上主体信号机的代号。

轨道区段的划分和绝缘节位置的确定

在电气集中联锁区域，所有接发车线路，机车走行线及道岔区域均应装设轨道电路，用以反映进路和接近区段是否空闲。

划分轨道电路区段的原则是：

应能保证轨道电路的可靠工作，并满足排列平行进路的需要和便于车站作业。

（一）轨道电路区段的划分方法

1、凡是有信号机的地方，都要用钢轨绝缘将其外方划分成不同的轨道电路区段。

2、牵出线、机待线、尽头线、专用线等入口处的调车信号机前方应设置一段不小于25米的轨道电路，以供值班员能及时了解调车信号机前方是否有车辆占用。

3、当道岔为梯形布置时，绝缘节可靠近辙叉处距离辙叉末端不小于4.5米的地方设置。

4、在双线区段，若在出站口的最外方对向道岔前方装设调车信号机，在信号机与站界间应设一段长度不小于50米的轨道电路区段，以便利用该调车信号机进行折返作业时不占用区间线路。

5、凡是能构成平行进路的地点，都应设置钢轨绝缘把它们隔开。

6、异型钢轨接头处，原则上不得安装钢轨绝缘。

（二）钢轨绝缘节位置的确定

1、信号机处的绝缘节原则上应和信号机在同一坐标处。

2、道岔处的绝缘节，在岔尖一端应安装在基本轨接缝处，另一端（定、反位岔后）原则上安装在距警冲标计算位置不少于3.5米、不大于4米的地方。

渡线上的绝缘节不受此限制。

3、为了满足平行作业的需要，两组背向道岔之间即使距离很近，也必须用绝缘节隔开。

该绝缘节与警冲标之间的距离若小于3.5米，则称为超线绝缘。

4、安全线，避难线上的绝缘节应设在尽头处，以利于监督该线路的情况。

5、在半自动闭塞区间，预告信号机处的绝缘节，应安装在预告信号机前方100米处。

6、局控道岔处的绝缘节一般设在道岔前12米以上的轨缝处。

7、轨道电路的两组轨道绝缘，应尽量装设在同一坐标处，如不能装在同一坐标处而需要错开安装时，就出现轨道电路的死区间。

倘若有轮对在死区间，轨道电路不会被分路，是非常危险的。

因此，其错开距离（死区间长度）最大不能超过2.5米。

道岔、警冲标、信号机坐标的计算

在电气集中车站中，道岔、警冲标、色灯信号机的坐标是指从信号楼至上述各设备间的距离。

计算各种设备的数据，其目的是为计算电缆长度提供必要的依据。

（一）道岔坐标

由基建部门提供的缩尺平面图上，给出的道岔坐标是道岔中心距车站中心的距离。

而电气集中设计时，由于电动转辙机安装在道岔尖轨尖端附近，因而需要换算出道岔尖轨尖端距信号楼的坐标。

一般车站常用的道岔是单开道岔和交叉渡线道岔。

根据各种类型的道岔尺寸表，可以查出道岔尖轨尖端至道岔中心的长度。

计算道岔坐标就是把岔心坐标换算成岔尖坐标。

如果岔尖在靠近站中心一边，则岔尖坐标就是岔心坐标减去岔心至岔尖的长度，如3、4、7、8号道岔；如果岔尖在远离站中心一边，则岔尖坐标使岔心坐标加上岔心至岔尖的长度，如1、2、5、6号道岔等。

（二）警冲标

警冲标应设在两分歧线路中心线相距4米的地方，即两中心线至警冲标的距离均为2米。

按照上述规定设置警冲标，即使某股道警冲标方停有机车车辆时，列车仍可以沿邻线安全通过。

可据表查出道岔中心距警冲标的长度，再由已知的岔心坐标换算成警冲标坐标。

警冲标与道岔中心的长度是由道岔、联接曲线半径和线间距离三个参数决定的。

（三）信号机坐标

电气集中车站采用色灯信号机，其类型有高柱和矮柱两种。

进站信号机、正线出站信号机、牵出线调车信号机为高柱信号机，侧线出站信号机及咽喉区调车信号机为矮柱信号机。

1、设置在道岔辙叉后两条线路中间的高柱信号机的坐标，应根据建筑接近限界要求进行设计。

工程设计时，只要知道信号机设置地点的道岔辙叉号、道岔连接曲线半径、两条线路中心之间的距离以及股道运用情况（股道是否有超限货物列车通过，有超限的在平面图中用圆圈标记），就可以查表确定信号机坐标。

2、设置在道岔辙叉后线路中间的矮型信号机的坐标。

由于矮型信号机高度不超过1100mm，因此设于辙叉后两线路中间的矮型信号机，其装设位置在警冲标方3至4米的地方，就不会侵入建筑接近限界。

3、设置在道岔岔尖前的信号机坐标。

设与道岔岔尖前的高柱或矮柱信号机，一般并排设于道岔与基本轨接缝处。

信号机、道岔坐标计算好后，应将数值标明在车站信号平面图的上部。

此外，根据到发线上信号机和警冲标坐标，可以计算出股道有效长，即在股道全长围可以停留机车车辆而不影响邻线行车的一段长度。

股道有效长的计算方法是自股道一端的信号机至另一端警冲标止。

由于股道设置位置不同，其起止点也不一样，所以各股道要一一计算。

如果同一股道上的上、下行均有接发车作业，则股道有效长度应分别计算。

各股道有效长度计算出来后，列表标明在车站信号平面图的下部。

股道、道岔及轨道区段的编号

（一）股道编号

为了便于使用、维修和管理，站股道要有规定的编号。

方法是：

在单线车站从靠近站舍起，向远离站舍方向顺序编号，正线用罗马数字，站（侧）线用阿拉伯数字编号；复线车站，