06.08.2024
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提升铁路信号系统:采用先进的计轴系统

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铁路系统依赖多种技术确保运营的安全、顺畅和高效,其中计轴系统和轨道电路系统在这方面发挥了重要作用。尽管两者都用于监测和探测列车运行,但计轴系统因其卓越的可靠性、可用性和安全性,已成为全球铁路运营商的首选,远超传统的轨道电路系统。

轨道电路:一种传统的列车探测技术

轨道电路技术作为铁路信号系统的基石,得益于其操作原理的简洁性,数十年来一直占据着铁路信号系统的关键位置。其工作原理主要在于运用铁路线路来形成闭合的电气回路。在标准配置中,通过向一根轨道发送低电压电流,再由另一根轨道接收,绝缘接头或间隙分隔各个独立的轨道段。这些轨道段一端连接至电源,另一端则连接至监测继电器或接收器。电源持续向一根轨道输送低电压电流,电流沿另一根轨道回流至接收器,形成一个完整回路。

当轨道区段无列车时,信号电流从发送端直接流向接收端,表明轨道区段空闲。一旦列车驶入该区段,列车轮轴构成短路,使电流经由列车轮轴分流,而非沿整个轨道回流至接收端。由于电流被分流,轨道电路末端的继电器断电,触发轨道区段被占用的信号

计轴系统:全球铁路信号的首选

计轴系统在铁路信号领域至关重要,特别是在需要高度可靠与可用性的列车探测系统的情况下。计轴系统因其卓越的性能和高可靠性,已经成为现代铁路信号系统的关键技术。与轨道电路不同,计轴系统采用车轮传感器来探测列车车轮通过轨道上的指定位置。每当列车车轮经过这些车轮传感器时,便会触发信号,随后这些信号将被传送到评估单元进行处理。

顾名思义,计轴系统是通过计算进入轨道区段的列车的轴数来工作的。当列车的车轴通过探测点进入轨道区段时,计轴系统会将该区段的计轴板的轴数增加一轴。反之,当列车的车轴通过探测点离开轨道区段时,系统会将该区段的计轴板的轴数减少一轴,这一过程在列车进出轨道区段的两个方向上都适用。当进入轨道区段的车轴数与离开的车轴数相等时,表明该轨道区段没有列车停留,即区段为空闲状态。然而,如果进入轨道区段的车轴数超过离开的车轴数,那么系统会标记该区段为占用状态。如果出现负轴或系统错误,系统会触发故障状态,为确保安全,系统会默认将该轨道区段标记为占用状态,直到故障被解决并复位。

计轴系统相较于轨道电路的一大优势在于它能提供更高级的功能和选项,而不仅仅是基本的列车探测信息。这些额外信息涵盖列车的行进方向、车轴数量、速度,以及诊断数据。鉴于其优异的性能和高级功能,计轴系统已成为当今全球铁路信号系统中不可或缺的组成部分。

福豪盛高级计轴系统FAdC®:一种先进的计轴系统

FAdC®的接口与应用

福豪盛高级计轴系统FAdC®是一款由福豪盛传感器技术有限公司制造的全球知名的计轴系统。自其问世以来,FAdC®已在世界各地的多个轨道交通项目中得到应用,这得益于它为运营商提供的广泛优势。FAdC®系统能够满足客户和市场特定需求,同时遵循安全完整性等级SIL4的要求,这使其成为诸平交道口保护和轨道空缺探测等关键应用的理想选择。此外,由于轨旁连接盒中无电子设备安装,避免了电子组件受环境因素而被损坏的风险,这不仅在简化了系统的同时降低了设备维护需求,并有效节省了计轴系统在生命周期的成本。

当涉及到与上级系统进行通信时,FAdC®凭借其灵活的架构和广泛的接口选项,确保了能与现有系统无缝集成。在接口方面,FAdC®提供了三种不同的选择:继电器接口、光耦合器接口和以太网接口。通过IO-EXB板卡,FAdC®系统可以提供继电器接口,这一设计使得每块IO-EXB板能够安全地输出两条轨道区段的信息。这种接口方式便于与基于继电器接口的联锁系统等上级系统进行有效通信与连接。更重要的是,FAdC®的通信板还提供了先进的软件接口,支持包括福豪盛安全以太网协议FSE、客户特定协议以及EULYNX在内的多种安全通信协议——通过EULYNX协议的实施,FAdC®为信号系统提供了无缝且标准化的接口。

广泛的配置选项

此外,FAdC®系统的灵活性和可扩展性,让系统能够根据具体项目的定制化需求进行调整,确保项目得以高效且经济地实施——这包括了实现全分布式架构的可能性。FAdC®的可扩展性是该计轴系统的一大亮点,这不仅降低了系统复杂度,还减少了维护和设置成本,带来了一系列技术及经济上的优势。

在铁路信号系统中,分布式架构极大地提升了系统的稳定性和可扩展性。与集中式系统相比,一旦出现单点故障,使用集中式系统可能引发大面积的运营中断。而分布式架构通过将信号控制功能分布到多个互联的节点上,确保即使某个部分出现问题,整个铁路网络仍能保持运营,从而提高了系统整体的可靠性和降低了停机时间。在FAdC®覆盖的每个区域,可以依据需求增设任意数量的探测点。之后,这些分布式FAdC®站点利用光纤等电信网络相互连接,并可接入集中式站点。这一架构精简了系统的网络布局,减少了电缆的需求,有效控制了项目成本,并带来了显著的效益。

智慧功能

尽管FAdC®系统提供了无与伦比的可靠性和可用性,但为了确保最佳性能,仍融入了多项创新功能。

其中一项创新性的功能为计数头控制(CHC),其设计具备高度的可配置性,能够灵活适应各类轨道交通项目的需求。CHC的主要职责聚焦于防止计轴过程中因外部干扰因素而产生的错误计数及错误信息——诸如道路交通、轨道上的金属物体或异物等干扰因素均可能引发计轴系统的不准确结果。CHC通过精准控制,有效规避了此类问题,确保了计轴数据的准确无误。

得益于技术头控制(CHC)技术,当相邻轨道区段未被列车占用时,计轴系统可切换至待机模式,有效避免可能引发的干扰与误报。此外,系统内抑制受扰及误触的次数可自由配置,确保轨道区段仅在达到预设干扰阈值时才会判定为轨道占用。一旦有列车接近并进入相邻的任一轨道区段,车轮传感器的干扰抑制会立即解除,恢复到符合SIL 4的安全完整等级的列车探测模式,以确保列车探测系统的准确与安全。

与CHC相似,管理员区段(STS)是FAdC®中的一个关键功能,旨在提高铁路运营的可靠性和效率。STS功能是一种自动化的故障恢复机制,当轨道发生故障时,系统能够自动进行复位,无需人工介入,从而显著减少系统停机以及维护时间,提高整体运营的连续性和稳定性。

STS功能的核心机制是轨道区段与监督区段的叠加。STS覆盖每相邻的两个轨道区段,形成若干个监控单元,一旦轨道区段探测到错误,而对应的监督区段却显示正常,系统将自动触发复位流程。同理,若监督区段发生故障,但其覆盖的所有轨道区段均状态良好,同样会自动进行复位处理。

在轨道信号系统中,计数头与监控区段的配置极具灵活性,完全依据具体项目需求与技术规范进行自定义调整,STS完全满足SIL 4的安全完整等级,适用于包括轨道空闲探测在内的多种应用场合。这意味着,STS不仅确保了最高级别的安全性,还为系统提供了额外的可用性。

这两项功能只是一系列创新和强大功能的一个缩影,它们为集成商和运营商提供了简化系统和操作程序的可能性。


由于FAdC®是福豪盛计轴系统的核心产品,客户能够从中受益,享受到持续的改进和新发展,同时拥有一个快速的创新过程。

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