FTGS轨道电路介绍

大纲 轨道电路的原理、基本概念简介 FTGS 轨旁室外设备介绍 FTGS 室内设备介绍 FTGS 轨道电路的维护工作 FTGS 轨道电路的故障处理论述

轨道电路概念 什么是轨道电路 ? 它有什么作用？•轨道电路是以铁路线路的两根钢轨作为导体，并用引接线连接信号电源和接收设备所构成的电气回路，用于监督铁路线路是否空闲，并自动、连续地将列车的运行和信号设备联系起来，以保证行车的安全。 •针对 FTGS ，具体的说它起的作用就是把轨道线路分割为多个区段，检查和监督这些轨道区段是否空闲，并将空闲 / 占用信息传给联锁系统。它还有一个特殊功能就是：传送 ATP （自动列车保护系统）产生的报文信息到列车上。

轨道电路的原理钢轨线路

轨端接续线轨道绝缘节

( 送 电 设备 )

GJ

( 受 电 设备 )

轨道电路原理图

轨道电路有三种工作状态：调整状态、分路状态、断轨状态

1 、调整状态：或称为正常工作状态，即在轨道电路空闲，设备完好的状态。此时，轨道继电器衔铁应当可靠地吸起 LOW 上显示白光带（排进路时）或无显示。2 、分路状态：即轨道电路在任一点被列车占有的状态。此时，轨道继电器衔铁应当可靠地落下， LOW 上显示红光带。3 、断轨状态：即轨道电路的钢轨在某处断开时的状态。此时，轨道继电器衔铁应当可靠地落下， LOW 上显示红光带。

轨道电路的原理

这三种状态受哪几个参数影响？为什么？轨道电路在这三种状态下工作，主要会受三个变量参数影响：轨道电路的道碴电阻，钢轨阻抗、电源电压 。原因则是运用了欧姆定律的理论： R=U/I ；也可演变成 I=U/R

知识扩充 还有一种特殊的轨道电路——计轴轨道电路 计轴轨道电路是一种通过检测和比较进入和离开轨道区段的列车车轮轮轴数，来

判断相应轨道区段的空闲 / 占用状态，并判断的结果经继电器输出的轨道电路。它与轨道和道床状况的无关性，这使其不仅具备检查长大区间的能力，而且也解决了长期因道床潮湿和钢轨生锈影响铁路安全运行的困扰。

香港及国内的大铁路、地铁，大多都采用了计轴轨道电路作为现有轨道电路的一个补充或称后备，并且采用计轴轨道电路是信号设备的一个趋势，不过 4 号线一期没有采用，所以这里只做一个介绍，让大家知道有这种设备而已。

FTGS 概念（中心频率、位模式） FTGS 与以住的轨道电路不同，它不是使用机械绝缘节而是使用电气绝缘节来划

分区段的 . 为了防止相邻区段之间串频，使用了不同中心频率和不同位模式进行区分。对于某一轨道区段来说，只有收到与本区段相同的频率与位模式的信息才被响应。

那什么是中心频率及位模式呢？• 中心频率其实是物理学上的个概念，属于电子电工的内容，在通讯、计算机甚至于声音等学科上大量应用。如果要详加论述需要大量的篇幅。这里就不详加讲述了。只是通俗的仅就 FTGS 而言的让大家理解一下。

FTGS-917型轨道电路共使用 8 种频率（ 9.5KHz, 10.5KHz, 11.5KHz, 12.

5KHz, 13.5KHz, 14.5KHz, 15.5KHz, 16.5KHz ），相邻的区段使用不同的频率作为某区段固有的中心频率。

大家可以把这个中心频率理解为道路，为了区分道路，就要给每条道路取名而 9.5KHZ 、 10.5KHZ等频率就是道路的名字。又因为总共只有 8 个名字害怕混淆，所以规定相邻的道路不能使用相似更不能使用相同的名字。

FTGS概念（中心频率、位模式）

位模式是用 X.Y表示：它其实把一小段时间分成八等份，在一个周期内，先是 X

份时间的高电平，然后是 Y份时间的低电平，且要求 X+Y≤8 。 FTGS-917型轨道电路采用 15 种不同的位模式 (2.2 、 2.3 、 2.4 、 2.5 、 2.6 ； 3.2 、 3.3 、 3.

4 、 3.5 ； 4.2 、 4.3 、 4.4 ； 5.2 、 5.3 ； 6.2) ，相邻区段使用不同的位模式。

FTGS概念（中心频率、位模式）

• 其实，可以把位模式理解为跑在中心频率这条道路上的车辆，每辆车的名字不同罢了。总而言之，大家记住， FTGS 轨道电路上带了三样东西：电压、频率、位模式。而轨道电路的空闲的检测过程：幅值计算、调制检验、编码检验也就是检测这三样，只有这三样都正确了，就证明本轨道电路区段空闲。

FTGS室外设备（原理） FTGS 轨道电路分为三种类型： 标准型：用于一送一受轨道区段 道岔型：用于一送两受的道岔区段 中间馈电型：用于长轨道区段，一般是站台。电气绝缘节有： S棒、终端棒、 8字棒。电气节是由短路棒和轨旁盒内的调谐单元共同组成。另外要注意：道岔本身和终端棒必须采

用机械绝缘节，其它轨道电路都采用电气绝缘分割 。电气节的原理以前跟大家讲述过，这里不再重复，大家只要记住，它是把钢轨、电缆作为电感，再加上它们之间的互感与电容构成并联谐振从而实现这个电气绝缘 的功能即可。另外，它是靠调谐单元来调整谐振点的。

轨道电路室外的发送、接收及连接室内外的设备就是轨旁盒。轨旁盒内一般可分为左右两部分，对称结构布置。每部分都由一个调谐单元和一个转换单元组成；一部分作为一个区段的发送端时，则另一部分作为相邻另一个区段的接收端。每一部分的调谐单元接电气节，转换单元接室内设备。

FTGS室外设备（轨旁盒）

调谐单元 调谐单元

转换单元 转换单元

D C BA

蓝 红 黄 灰 蓝 红 黄 灰

轨旁盒

到室内

调谐单元：顾名思议，调谐单元的作用就是调整谐振点。通过用内六角扳手调整可调电感器它使绝缘棒与调谐单元调谐部分达到谐振点，使发到轨面上的电压最高，接收到的相应频率电压最高 。另外，选择不同的端子可以选择变压器不同的抽头，调整引入室内的电压值。

转换单元：主要作用就是转换发送和接收模式。 注意：调谐单元和转换单元根据频率的不同，型号是不一样的。也就是说

相邻的两个轨旁盒里，两种单元的型号是不同的。如需更换时要选用型号一致的。

FTGS室外设备（轨旁盒）

FTGS室外设备（轨旁盒）

下面我们对室内设备的各种板卡功能进行讲解 ,最后构成整个 FTGS 轨道电路的回路 . 对于我们维护人员来说 , 有以下几点必须掌握 .

此板卡的位置在哪里 ?

此板卡的作用是什么 ?

此板卡哪里进行测量 ?

此板卡正常的参数值是多少 ?

此板卡各显示灯意义是什么？

FTGS室内设备（各板卡意义）

首先是 STEKOP模块 ,中文名是输入输出接口模块 , 它位于 ESTT 接口计算机机柜中 . 它的作用之一是实现轨道电路与联锁计算机（ SICAS ）连接 . 电源屏、其它联锁之间开关量输入输出的连接 也是靠这块板子 . 对于轨道电路它主要是靠采集继电板两个继电器的状态来判断轨道的占用或空闲 . 下图你可以看看连接方式 .

FTGS室内设备（ STEKOP ）

从右图可以看到 ST

EKOP从继电器状态来采集信息 .

FTGS室内设备（ STEKOP ）

FTGS室内设备（组合框架）标准型轨道电路的组合框架

功能： 产生各种频率的音频电压 位模式调制和 ATP 报文调制的切换 向接收 2板提供 16.33KHz 的驱动脉冲

FTGS室内设备（ B30发送板）

输出 :FSK 信息送入放大滤波板 ;驱动脉冲至接收2板 ; 时钟脉冲送入报文转换板 ;

输入 : 轨道占用时由报文转换板输入触发信号 ;

轨道占用时 , 报文转换板输入报文 ;

另外 , 有谁能告诉我 ,FSK 是什么意思 ?

FTGS室内设备（ B30发送板）

功能： 对发送板发来的调制音频电压进行放大 滤波：滤除发送信号中的高次谐波，仅将本区段频率

的信号馈入发送电缆中

FTGS室内设备（ B40放大滤波板）

输出 : 经调制的 FSK 信息输入 :由发送板送来的 FSK 信息 ;

FTGS室内设备（ B40放大滤波板）位置 测量插孔 测量值 备注放大滤波板 1/2 9~12V

3/4 50~60V 输出到轨道（在平衡电阻前）的电压

功能： 检测接收回来的电压的中心频率及电压幅值 对接收回来的电压进行放大 轨道空闲时，向解调板提供脉冲电压 轨道空闲时向接收 2板提供 14.8v 的控制电

压 轨道占用时向报文转换板提供“占用”信息

FTGS室内设备（ B33接收 1板）

注意 : 它把从室外接收到的信号分为两个通道 , 并分别进行检测 .

FTGS室内设备（ B33接收 1板）

功能： 检测接收回来的音频电压所携带的位模式 当位模式检测正确时向接收 2板提供控制低电平

FTGS室内设备（ B35解调板）

注意 : 它把从接收 1板接收到的信号也是进入双通道 ,

分别进行检测 .

功能： 将接收 1板的输出信号和解调板送出的 TTL 电平进

行动态 AND 运算 如果接收 1板输出 14.8V高电位且解调板输出低电位，则发送板输出 16.33KHz驱动脉冲可以通过板上的安全触发电路，形成 16V 电压提供给继电器板

FTGS室内设备（ B39(B34) 接收 2板）

输入 : 接收 1板和解调板输出 : 继电器板

FTGS 室内设备（ B39(B34) 接收 2板）

功能： 两个继电器双通道工作 根据接收 2板提供的控制电压，使继电器吸或落下，从而判断轨道区段的占用和空闲状态

FTGS室内设备（ B36继电器板）

输入 : 接收 2板输出的直流 16V 电压 输出 :发送“轨道占用”或“空闲”信号到联锁和 L

ZB 注意 :每个通道有一个 K50型缓吸缓放继电器，两通道是一样的，联锁定时检查开关状态，两组继电器的开关状态必须一致

功能：FTGS 的位模式和 ATP 报文之间的转换

FTGS室内设备（ B44报文转换板）

说明 : 列车占用轨道区段时，发送 ATP 报文，并使发送方向迎着列车方向；在有列车占用轨道区段时， FTG

S 的位模式无效，同时， ATP 报文被激活；发送板执行一个报文转换信号进行开关切换，再通过一个光耦合器， ATP 报文就从报文转换板传送到发送板

FTGS室内设备（ B44报文转换板）

功能： 实现发送电缆和接收电缆的切换 标准型和道岔型轨道电路，由 LZB 根据进路

的方向直接控制方向转换板上的 继电器来转换方向

中间馈电型轨道电路，由 LZB提供进路的方向信息给中间馈电转换板，再由中间馈电转换板根据区段的占用情况和进路方向，控制方向转换板上的继电器来转换方向

FTGS室内设备（ B43方向转换板）

FTGS 分为三种类型 :标准型、道岔型、中间馈电型。它们有什么区别呢？

FTGS室内设备（区别）室外区别：标准型和道岔型都是用的 S棒，中间馈电型用的 8字棒。

室内区别：1.方向转换板的输入不同；2. 道岔型比标准型多了一块接收 1板和一块解调板，这是因为道岔型多了一个接收端的原因 3.中间馈电型比道岔型多一块中间馈电转换板（ B45 ），用来实现发送端的切换

FTGS室内设备（组合框架区别） 标准型组合框架

功能： 专用于中间馈电式轨道区段 完成中间发送端的转移：当列车头部进入轨道区段并靠近中间发送端时，将发送端从中央移到列车运行方向的远端，从而保证列车能不间断地接收 ATP 报文

FTGS 室内设备（ B45中间馈电转换板）

输入：由轨旁 LZB 及接收 1板接收信息输出：由轨旁 LZB 及接收 1板接收信息

FTGS室内设备（ B45中间馈电转换板）