机车信号
1.1机车信号概述
1. 机车信号分类
(1)按机车接收地面信息的时机分，机车信号可分为点式、连续式和接近连续式三种。
点式机车信号是在线路上某些固定地点，如进站信号机外方 1200 m 和 400 m 处设置地面设备向机车传递信息的，用于非自动闭塞区段。但仅在个别地点有显示，不能有效地保证行车安全，已淘汰，被改造为接近连续式机车信号。
连续式机车信号能在整条线路上连续不断地反映线路状态和运行条件，用于自动闭塞区段。连续式机车信号能连续地显示运行条件，大大改善司机的劳动强度，保证了行车安全。
接近连续式机车信号是在车站的接近区段和站内连续地反映地面信号显示，广泛用于半自动闭塞区段。在进站信号机前方接近区段的地面设备发送与进站信号机显示相符的信息，站内正线接车进路和侧线股道发送与出站信号机显示相符的信息，其它线路则没有信息。
(2)按机车接收地面信息的特征分，机车信号原主要有移频、极频和交流计数电码三种制式。
引进的和 UM71 相配套的 TVM300 带速度监督的机车信号，和 UM2000 相配套的 TVM430 带速度监督的机车信号。
为满足机车长交路的要求，90 年代研制了通用机车信号，其利用微机和数字信号处理技术，能自动识别各种制式的机车信号信息，
可用于各种制式的自动闭塞和半自动闭塞区段。
(3)按是否有超速防护功能分，我国原来的三种机车信号制式，都没有超速防护功能，仅能为列车自动停车装置提供信息。从法国引进的 TVM300,TVM430 是带有超速防护功能的机车信号。
2．机车信号的主体化
目前，随着机车信号可靠性的提高，机车信号已开始从辅助信号转为主体信号，如在双线双向自动闭塞区段，反方向不设通过信号机，仅在分界点处设停车标志，以机车信号作为主体信号。在准高速铁路上，列车速度在 160 km/h 以上，这是司机能确认地面信号机显示的临界速，故其正方向仍设地面信号机，但在正常情况下以机车信号为主，反方向则按机车信号运行。在高速铁路上，列车速度超过 200 km/h ，靠司机瞭望地面信号来行车已经不可能，只能凭主体化机车信号行车。
既有机车信号，包括通用式机车信号存在着可靠性低、抗干扰能力差、显示正确率低、信息量少、各种制式不通用、不适应机车长交路等问题，尤其是其可靠性不高，不能成为主体信号使用。必须采用主体化机车信号。
3．机车信号的发展
我国铁路从 1959 年开始安装机车信号和列车自动停车装置，但长期以来对它们的作用认识不足，发展十分缓慢。直到 1978 年杨庄事故后，才引起了各有关方面的高度重视。20世纪 80 年代后，加快了安装机车信号、列车自动停车和无线列调三项设备的步伐。到年
底，机车信号地面设备已安装62000km ，占营业里程的97%。
最初, 由于历史的各种原因，我国铁路自动闭塞的建设，出现了不同线路、不同区段建有不同制式的自动闭塞，各制式间机车信号不通用，除枢纽内不能保证连续不间断的显示外，给机车长交路运行带来一定的影响，甚至一台机车安装两种以上车载设备等等。为了解决以上的问题，在这样的历史背景下，就研制出了通用式机车信号。在“八五”、“九五”期间，通用式机车信号发展非常迅速。
JTl-CZ2000型主体化机车信号，在JTl-A ／B 通用式机车信号的成熟技术基础上，采用多项先进技术和系统化的安全设计方案，满足铁路信号故障--安全原则，具有数据记录功能，在地面信号具备条件时可作为主体化机车信号应用。是目前机车信号设备中安全性、可用性、可靠性最完善和先进的一种，是具备机车信号主体化条件的车载设备。
JTl-CZ2000型主体化机车信号车载系统设备，吸取了JTl-A ／B 数字化通用式机车信号十年来大面积推广运用的经验，采用先进的DSP 技术，符合铁路信号故障--安全原则，具有数据记录功能，具备机车信号主体化条件。
在铁路跨越式发展的进程中，要构建我国铁路列车运行控制系统，其重点是发展主体化机车信号和列车超速防护。主体化机车信号是列车超速防护的基础，必须符合故障—安全原则，实现主体化机车信号必须同步推进地面和车载设备的改造。
1.2主体化机车信号
JT1-CZ2000机车信号
通用式机车信号主要是为了解决在多制式自动闭塞通用机车信号通用的这个目的而研制的，在当时的历史背景下根本没有考虑主体化机车信号的需要，也不会很严密地考虑接收正确性、设备的安全可靠性、与列控设备的接口。更没有从提高整个车载设备系统故障—安全性、可靠性、可用性角度来研发。因此，通用式机车信号系统可靠性不高，不具备双机热备冗余功能，不符合故障—安全原则，难以作为主体化机车信号的车载设备。而JT1-C2000则是作为主体化机车信号来研制的。JT1-CZ2000型机车信号解决了通用式机信号车载设备存在的问题，满足了主体化机车信号的需要。JTl-CZ2000型主体化机车信号的多制式并行接收处理、动态控制安全点灯电源、双路线圈同时接收、系统冗余结构、记录信号原始波形、地面数据处理软件等技术具有创新性。车载系统设备已经于2003年10月通过铁道部技术鉴定，经鉴定该系统设备的技术已达到国际先进水平。
1．主要技术特点
（1）提高车载设备系统安全性和可靠性。从接收主机、感应器、显示器、电源等部分整体考虑，并增加了机车信号记录器和机车信号自动闭环测试仪，来提高整个车载系统的可靠性。
接收主机采用国外信号系统或高速铁路惯用的双机比较即二取二的容错安全结构, 提高了设备的安全性；同时采用双套热备冗余来提高可靠性，实现的自动切换。
采用双线圈感应器，每套主机对应一路接收感应器线圈绕组，提
高了接收信息的可靠性。
采用LED 双面点阵式机车信号显示器，实现数字方式显示，可显示不同意义的信息，它既可以显示图形，也可以显示数字符号，显示意义可以扩展。
电源采用单110V 输入，双50V 输出。一路50V 输出常有，另一路为动态驱动的50V 点灯电源输出, 提高了供电的可靠性；采用带有动态控制点灯电源的故障-安全电源，进一步提高了系统的安全性。
（2）采用先进的32位浮点高速DSP 运算及频域、时域相结合分析方式的处理方法, 提高了系统的抗干扰能力使其抗干扰性能比JTA ／B 型有较大提高，移频干信比满足用钢轨电流迭加法测试的3：1的要求，UM71信息接收干信比比TVM300略有提高。通过对移频数据进行频域处理，分析出信号的频谱特征（载频、低频、幅度、畸变等），最优判决准则得到分析结果，最后对结果进行冗余判断并输出。同时对每个采集的数字信号数据进行滤波，经多个滤波器组，得到低频调制信号，对每个计算得到的低频信号分别计算出其周期、幅度，根据判决准则得到分析结果，最后对结果进行冗余判断并输出。
（3）具有功能完善的机车信号记录器。可记录接收的信号波形及有关数据，为故障分析、查找及维护管理创造了良好条件。记录项目有：条件输入开关量、信号输出开关量、机车信号工作状态开关量、电源状态开关量、感应器接收信号幅度状态、感应接收信号波形，时间、线路公里标。系统有故障信息提示功能，提供了可维护性。
（4）采用模块化设计方法，利于各模块的更换、升级。
JT1-CZ2000机车信号车载设备采用双套主机各自线圈独立取样，独立工作，双套热备冗余，输出故障自动切换。频域和时域结合判断，相应时间快。外接优选接收制式，无制式转换延时。在传统的并行输出基础上，预留了串行输出，可支持大信息量及双向传输。配套开发的机车信号测试仪和VXI 总线测试系统，为机车信号主机设备自动闭环测试提供方便。是目前车载设备中安全性、可用性、可靠性最完善和先进的一种，是具备机车信号主体化条件的车载设备。
2．设备构成
JTl-CZ2000型主体化机车信号车载系统由主体化机车信号主机(含机车信号记录器) 、机车信号带电源接线盒、机车信号双路接收线圈、机车信号显示器构成。
图4-2 JTl-CZ2000主体化机车信号车载系统构成框图
3．主体化机车信号主机
（1）硬件结构
主机采用4槽机箱结构，自左至右分别为记录器插板、主机板
A
插板、主机板B 插板、连接板，如图4-3所示。
图4-3 JTl-CZ2000主机机箱结构
图4-4 接收主机结构原理框图
（2）二取二的原理
主机的每块主机板内采用二取二容错安全结构，其含义是每块主机板中有两路独立接收译码通道，两路的译码输出进行比较，
比较一
致才有有效输出。主机板二取二结构框图如图4-5所示。
图4-5 主机板二取二结构框图
(3) 双套热备的原理
JTl-CZ2000的双套热备是指由机车信号主机内双套主机板、接线盒中的双路电源、双路接收线圈共同组成的双套热备系统。主机完成双套热备输出的切换。
主机的双套切换继承了JTl-B 切换电路, 主机上电后随机由双套主机板中的一套占据输出位置，即处于工作状态，另外一套处于备用状态。当占据输出位置的主机故障时，将自动关断点灯电源失去输出位置状态，而由备机获得输出位置状态，从而实现双机的自动切换。然而对于JTl-B 机车信号主机而言，当工作主机的接收线圈信号输入部分、前级放大部分故障时，机车信号主机会误以为线路无码 “掉灯”，并不切换到正常工作的备机，造成双套热备份不起作用的情况。JTl-CZ2000的主机双套主机板之间有动态方波信号进行信息交换，当工作主机前级故障“掉灯”时，备机正常“有码”
信息会传递到工作主
机，工作主机会短时自动切掉输出，使得系统自动转到备机工作。实现完全双套热备份的功能。
(4 ) 信号接收处理原理
轨道电路信号通过机车信号双路接收线圈感应接收。双路接收线圈中的每路信号各对应一个主机板，由主机板中的两路接收电路同时接收。进入主机板的信号由隔离放大器进行隔离，然后经A/D转换，由DSP 芯片进行处理、译码。
4．机车信号双路接收线圈
JT·JS 型双路接收线圈内部设计为双路接收线圈，每路接收线圈对应机车信号主机中的一块主机板。接收线圈中一路存在故障时，主机可以通过自动切换控制电路，把对应正常接收线圈的主机转换成工作机，提高了系统可靠性。
双路接收线圈保持原接收线圈的电气参数、安装位置不变，与单路接收线圈相同。双路接收线圈在设计时考虑了双路线圈断路、短路对系统接收电路电气参数的影响，保证一路线圈断线造成的另外一路线圈接收的幅度变化不超过15％。
另外双路接收线圈可实现车载系统的闭环自动测试。测试时线圈的一路作为测试线圈发送信号，另一线圈接收信号，并控制与接收线圈相连接的主机进行译码接收，从而实现车载系统的闭环测试。这种设计既完成了闭环测试，又省去了测试线圈。
5．机车信号带电源接线盒
6． 机车信号显示器
为了提高显示器的可靠性，JTl-CZ200C 系统要求使用双面8色灯LED 机车信号显示器或双面点阵式显示器。
7．机车信号记录器
记录器车载部分实现对机车信号的动态运行信息的数据采集和存储，以插件形式插在机车信号与机车信号主机箱内，应用大容量CF 卡(COMPACT FLASHCARD) 作为存储介质进行记录。
机车信号
1.1机车信号概述
1. 机车信号分类
(1)按机车接收地面信息的时机分，机车信号可分为点式、连续式和接近连续式三种。
点式机车信号是在线路上某些固定地点，如进站信号机外方 1200 m 和 400 m 处设置地面设备向机车传递信息的，用于非自动闭塞区段。但仅在个别地点有显示，不能有效地保证行车安全，已淘汰，被改造为接近连续式机车信号。
连续式机车信号能在整条线路上连续不断地反映线路状态和运行条件，用于自动闭塞区段。连续式机车信号能连续地显示运行条件，大大改善司机的劳动强度，保证了行车安全。
接近连续式机车信号是在车站的接近区段和站内连续地反映地面信号显示，广泛用于半自动闭塞区段。在进站信号机前方接近区段的地面设备发送与进站信号机显示相符的信息，站内正线接车进路和侧线股道发送与出站信号机显示相符的信息，其它线路则没有信息。
(2)按机车接收地面信息的特征分，机车信号原主要有移频、极频和交流计数电码三种制式。
引进的和 UM71 相配套的 TVM300 带速度监督的机车信号，和 UM2000 相配套的 TVM430 带速度监督的机车信号。
为满足机车长交路的要求，90 年代研制了通用机车信号，其利用微机和数字信号处理技术，能自动识别各种制式的机车信号信息，
可用于各种制式的自动闭塞和半自动闭塞区段。
(3)按是否有超速防护功能分，我国原来的三种机车信号制式，都没有超速防护功能，仅能为列车自动停车装置提供信息。从法国引进的 TVM300,TVM430 是带有超速防护功能的机车信号。
2．机车信号的主体化
目前，随着机车信号可靠性的提高，机车信号已开始从辅助信号转为主体信号，如在双线双向自动闭塞区段，反方向不设通过信号机，仅在分界点处设停车标志，以机车信号作为主体信号。在准高速铁路上，列车速度在 160 km/h 以上，这是司机能确认地面信号机显示的临界速，故其正方向仍设地面信号机，但在正常情况下以机车信号为主，反方向则按机车信号运行。在高速铁路上，列车速度超过 200 km/h ，靠司机瞭望地面信号来行车已经不可能，只能凭主体化机车信号行车。
既有机车信号，包括通用式机车信号存在着可靠性低、抗干扰能力差、显示正确率低、信息量少、各种制式不通用、不适应机车长交路等问题，尤其是其可靠性不高，不能成为主体信号使用。必须采用主体化机车信号。
3．机车信号的发展
我国铁路从 1959 年开始安装机车信号和列车自动停车装置，但长期以来对它们的作用认识不足，发展十分缓慢。直到 1978 年杨庄事故后，才引起了各有关方面的高度重视。20世纪 80 年代后，加快了安装机车信号、列车自动停车和无线列调三项设备的步伐。到年
底，机车信号地面设备已安装62000km ，占营业里程的97%。
最初, 由于历史的各种原因，我国铁路自动闭塞的建设，出现了不同线路、不同区段建有不同制式的自动闭塞，各制式间机车信号不通用，除枢纽内不能保证连续不间断的显示外，给机车长交路运行带来一定的影响，甚至一台机车安装两种以上车载设备等等。为了解决以上的问题，在这样的历史背景下，就研制出了通用式机车信号。在“八五”、“九五”期间，通用式机车信号发展非常迅速。
JTl-CZ2000型主体化机车信号，在JTl-A ／B 通用式机车信号的成熟技术基础上，采用多项先进技术和系统化的安全设计方案，满足铁路信号故障--安全原则，具有数据记录功能，在地面信号具备条件时可作为主体化机车信号应用。是目前机车信号设备中安全性、可用性、可靠性最完善和先进的一种，是具备机车信号主体化条件的车载设备。
JTl-CZ2000型主体化机车信号车载系统设备，吸取了JTl-A ／B 数字化通用式机车信号十年来大面积推广运用的经验，采用先进的DSP 技术，符合铁路信号故障--安全原则，具有数据记录功能，具备机车信号主体化条件。
在铁路跨越式发展的进程中，要构建我国铁路列车运行控制系统，其重点是发展主体化机车信号和列车超速防护。主体化机车信号是列车超速防护的基础，必须符合故障—安全原则，实现主体化机车信号必须同步推进地面和车载设备的改造。
1.2主体化机车信号
JT1-CZ2000机车信号
通用式机车信号主要是为了解决在多制式自动闭塞通用机车信号通用的这个目的而研制的，在当时的历史背景下根本没有考虑主体化机车信号的需要，也不会很严密地考虑接收正确性、设备的安全可靠性、与列控设备的接口。更没有从提高整个车载设备系统故障—安全性、可靠性、可用性角度来研发。因此，通用式机车信号系统可靠性不高，不具备双机热备冗余功能，不符合故障—安全原则，难以作为主体化机车信号的车载设备。而JT1-C2000则是作为主体化机车信号来研制的。JT1-CZ2000型机车信号解决了通用式机信号车载设备存在的问题，满足了主体化机车信号的需要。JTl-CZ2000型主体化机车信号的多制式并行接收处理、动态控制安全点灯电源、双路线圈同时接收、系统冗余结构、记录信号原始波形、地面数据处理软件等技术具有创新性。车载系统设备已经于2003年10月通过铁道部技术鉴定，经鉴定该系统设备的技术已达到国际先进水平。
1．主要技术特点
（1）提高车载设备系统安全性和可靠性。从接收主机、感应器、显示器、电源等部分整体考虑，并增加了机车信号记录器和机车信号自动闭环测试仪，来提高整个车载系统的可靠性。
接收主机采用国外信号系统或高速铁路惯用的双机比较即二取二的容错安全结构, 提高了设备的安全性；同时采用双套热备冗余来提高可靠性，实现的自动切换。
采用双线圈感应器，每套主机对应一路接收感应器线圈绕组，提
高了接收信息的可靠性。
采用LED 双面点阵式机车信号显示器，实现数字方式显示，可显示不同意义的信息，它既可以显示图形，也可以显示数字符号，显示意义可以扩展。
电源采用单110V 输入，双50V 输出。一路50V 输出常有，另一路为动态驱动的50V 点灯电源输出, 提高了供电的可靠性；采用带有动态控制点灯电源的故障-安全电源，进一步提高了系统的安全性。
（2）采用先进的32位浮点高速DSP 运算及频域、时域相结合分析方式的处理方法, 提高了系统的抗干扰能力使其抗干扰性能比JTA ／B 型有较大提高，移频干信比满足用钢轨电流迭加法测试的3：1的要求，UM71信息接收干信比比TVM300略有提高。通过对移频数据进行频域处理，分析出信号的频谱特征（载频、低频、幅度、畸变等），最优判决准则得到分析结果，最后对结果进行冗余判断并输出。同时对每个采集的数字信号数据进行滤波，经多个滤波器组，得到低频调制信号，对每个计算得到的低频信号分别计算出其周期、幅度，根据判决准则得到分析结果，最后对结果进行冗余判断并输出。
（3）具有功能完善的机车信号记录器。可记录接收的信号波形及有关数据，为故障分析、查找及维护管理创造了良好条件。记录项目有：条件输入开关量、信号输出开关量、机车信号工作状态开关量、电源状态开关量、感应器接收信号幅度状态、感应接收信号波形，时间、线路公里标。系统有故障信息提示功能，提供了可维护性。
（4）采用模块化设计方法，利于各模块的更换、升级。
JT1-CZ2000机车信号车载设备采用双套主机各自线圈独立取样，独立工作，双套热备冗余，输出故障自动切换。频域和时域结合判断，相应时间快。外接优选接收制式，无制式转换延时。在传统的并行输出基础上，预留了串行输出，可支持大信息量及双向传输。配套开发的机车信号测试仪和VXI 总线测试系统，为机车信号主机设备自动闭环测试提供方便。是目前车载设备中安全性、可用性、可靠性最完善和先进的一种，是具备机车信号主体化条件的车载设备。
2．设备构成
JTl-CZ2000型主体化机车信号车载系统由主体化机车信号主机(含机车信号记录器) 、机车信号带电源接线盒、机车信号双路接收线圈、机车信号显示器构成。
图4-2 JTl-CZ2000主体化机车信号车载系统构成框图
3．主体化机车信号主机
（1）硬件结构
主机采用4槽机箱结构，自左至右分别为记录器插板、主机板
A
插板、主机板B 插板、连接板，如图4-3所示。
图4-3 JTl-CZ2000主机机箱结构
图4-4 接收主机结构原理框图
（2）二取二的原理
主机的每块主机板内采用二取二容错安全结构，其含义是每块主机板中有两路独立接收译码通道，两路的译码输出进行比较，
比较一
致才有有效输出。主机板二取二结构框图如图4-5所示。
图4-5 主机板二取二结构框图
(3) 双套热备的原理
JTl-CZ2000的双套热备是指由机车信号主机内双套主机板、接线盒中的双路电源、双路接收线圈共同组成的双套热备系统。主机完成双套热备输出的切换。
主机的双套切换继承了JTl-B 切换电路, 主机上电后随机由双套主机板中的一套占据输出位置，即处于工作状态，另外一套处于备用状态。当占据输出位置的主机故障时，将自动关断点灯电源失去输出位置状态，而由备机获得输出位置状态，从而实现双机的自动切换。然而对于JTl-B 机车信号主机而言，当工作主机的接收线圈信号输入部分、前级放大部分故障时，机车信号主机会误以为线路无码 “掉灯”，并不切换到正常工作的备机，造成双套热备份不起作用的情况。JTl-CZ2000的主机双套主机板之间有动态方波信号进行信息交换，当工作主机前级故障“掉灯”时，备机正常“有码”
信息会传递到工作主
机，工作主机会短时自动切掉输出，使得系统自动转到备机工作。实现完全双套热备份的功能。
(4 ) 信号接收处理原理
轨道电路信号通过机车信号双路接收线圈感应接收。双路接收线圈中的每路信号各对应一个主机板，由主机板中的两路接收电路同时接收。进入主机板的信号由隔离放大器进行隔离，然后经A/D转换，由DSP 芯片进行处理、译码。
4．机车信号双路接收线圈
JT·JS 型双路接收线圈内部设计为双路接收线圈，每路接收线圈对应机车信号主机中的一块主机板。接收线圈中一路存在故障时，主机可以通过自动切换控制电路，把对应正常接收线圈的主机转换成工作机，提高了系统可靠性。
双路接收线圈保持原接收线圈的电气参数、安装位置不变，与单路接收线圈相同。双路接收线圈在设计时考虑了双路线圈断路、短路对系统接收电路电气参数的影响，保证一路线圈断线造成的另外一路线圈接收的幅度变化不超过15％。
另外双路接收线圈可实现车载系统的闭环自动测试。测试时线圈的一路作为测试线圈发送信号，另一线圈接收信号，并控制与接收线圈相连接的主机进行译码接收，从而实现车载系统的闭环测试。这种设计既完成了闭环测试，又省去了测试线圈。
5．机车信号带电源接线盒
6． 机车信号显示器
为了提高显示器的可靠性，JTl-CZ200C 系统要求使用双面8色灯LED 机车信号显示器或双面点阵式显示器。
7．机车信号记录器
记录器车载部分实现对机车信号的动态运行信息的数据采集和存储，以插件形式插在机车信号与机车信号主机箱内，应用大容量CF 卡(COMPACT FLASHCARD) 作为存储介质进行记录。