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ACS2000型计轴系统在地铁信号中的应用

作者：吴卉 李隽鹏 王浩 李高科 来源：《电子技术与软件工程》2015年第03期

摘 要 结合北京地铁ACS2000计轴系统的应用情况，深入分析ACS2000型计轴系统在工程中的应用特点，并介绍了计轴直接复位方式的应用。 【关键词】计轴 直接复位 应用

ACS2000型微机计轴系统采用双通道可编程微处理器系统组成2取2安全型运算器，检查和处理所有的安全信息。系统具有逻辑判断能力，通过不同的软件和设置，能够对多种轨道区段进行处理，适应范围广，软件和硬件都采用模块化设计，结构简单、维修方便。其设计和生产完全符合欧洲标准EN-50126（RAMS）、EN-50128、EN-50129的规范体系并具有独立的安全认证机构颁发的安全完整性水平SIL4级认证证书。北京地铁昌平线、亦庄线、7号线、8号线均选择了ACS2000型计轴系统作为列车位置检测的后备方式。

ACS2000型计轴系统对从磁头传来的轴脉冲的处理采用了故障-安全方式，并且双CPU进行独立处理；整个系统完全按故障―安全原则设计并且具有故障弱化功能：每个检测区段均由独立的计轴主机处理，不会因某个计轴主机的故障而影响到其它区段；复位方式可以选择直接复位或预复位方式；系统采用星型方式，不会因为某个传输问题而影响到其它区段；室外检测点计轴传感器直接连接室内计轴主机，检测点无需地线并且每个检测点只需一个星绞四芯组，电源和信号可在同一个四芯组内；面板LED指示简单明了，便于故障查询与定位；计轴设备故障不影响CBTC系统的安全性和效率。

ACS2000型计轴系统采用独特的轮缘传感技术，具有较高的技术水平，其可靠性较高而且占用钢轨单面，安装方式极为简便，计轴磁头传感器直接固定于钢轨的内侧（可卡式安装和打孔安装），且无需其它室外电子设备，计轴传感器直接和室内设备相连。ACS2000型计轴系统能应用于各种类型的轨道区段。 1 计轴系统构成及工作原理 1.1 计轴系统构成

计轴系统主要有室外计轴传感器设备、室内计轴主机、连接电缆和连接端子排组成。室外设备主要包括：车轮计轴传感器、计轴传感器夹具和保护管、计轴传感器电缆连接盒。 室内计轴主机设备主要包括：计轴单元（计轴板、评估板、传输板、熔丝板）、防雷单元、接口单元。

1.2 计轴系统工作原理

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轨道区段的两端各有一个计轴传感器，通过这两个传感器对进出此轨道区间的所有车轮进行计数并检测车轮运行方向。计轴传感器所检测到的车轮信息通过四芯信号电缆传输到AMC（EB）板。此板负责对此信息进行处理同时负责给传感器供电，AMC（EB）板将传感器检测的车轮数据进行预分析处理后传送给ACB板，ACB板将采集到的信息进行逻辑运算、处理，并根据与其相连的EB（EIB）板的检测数据计算出相应计数轨道区段的状态是空闲、占用和还是故障，并将数据传给显示模块进行实时显示，同时输出驱动信号以表示所计数的轨道区间的状态。

为了使计轴系统在初次上电和故障修复时重起系统，ACB板设有系统复位条件输入接口，由外部的区段复位继电器接点提供条件。 计轴系统各单元功能如下： 1.2.1 AMC（EB）板

用于给计轴传感器的两个传感系统供电及检测分析其检测到的信息，并将采集到的信号通过系统母板传给ACB板。其主要优点是对由计轴传感器传回的信息状况进行判别，通过灵敏度，信号强度，信号频率等关系确定是否是信号或者是干扰信号。 1.2.2 ACB板

此板为系统的运算部分，内部由一个2取2的安全型计算机系统和相应的采集、故障-安全输出、显示等模块组成，负责处理AMC（EB）板和DIOB板传送的信号，并输出安全状态信息。 每一个ACB板可管理1～6个AMC（EB）板或传感器，可给出一个区间状态表示，每个区间可一次计数8191轴。 1.2.3 SIB镕丝板

用于向ACB板、AMC（EB）板、计轴传感器等部件供电并提供ACS2000型计轴系统内部电源分配和保护。

1.2.4 数字输入/输出DIOB板

通过调制解调器来传输数字信息。当应用于与安全相关的使用情况时可以传输8个参数；而用于与安全不相关的使用情况时，则可传输多达16个参数。对于应用于与安全相关的使用情况时，DIOB板通道的输入与输出必须正确连接，并且只能用于运行于传输模式下的ACS2000型系统，而且只能与ACB板一起使用。DIOB传输的数据独立于计轴数据，它们是附加数据。数据通过光偶隔离完成读入，并通过继电器隔离输出给下端设备，其前面板的LED完成计轴数目和故障信息等的显示。DIOB板可以根据需要进行选用。 1.2.5 计轴传感器

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是一种采用电磁感应原理和先进的车轮轮缘传感技术来检测其周围铁磁物质是否存在的有源传感器，可精确的判定车轮信息，具有较强的抗干扰能力，其突出的特点是和周围其他的媒介无关且具有较好的大气适应性。直接固定于钢轨的内侧，即可以卡式安装，也可以打孔安装，且无需室外其它电子设备，直接和室内设备相连，只需要4芯星绞电缆，安装既简单，又紧固、方便。 1.2.6 系统电源

由外供24V输入不间断直流电源经设备隔离分路后供给系统主机及传感器各单元。 1.2.7 防雷单元

系统配置了一套较为完善的防雷设施，由专用BIS过压保护组件组成，在室外设备计轴传感器和室内主机间的传输通道均设置了BIS过压保护板。 2 计轴系统各部分的接口 2.1 主机柜与联锁的接口

计轴设备机柜与联锁系统的接口采用继电器或继电器接点方式进行连接。每个检测区段设有一个轨道区段继电器，当该区段占用或设备故障时，轨道区段继电器落下；当该区段空闲时，轨道区段继电器吸起。每个检测区段设有一个轨道区段复位继电器，设备通过采集该继电器的接点条件完成对该轨道区段的复位，使该轨道区段继电器吸起。 2.2 室外与室内的接口

所有室外电缆与室内主机柜的连接需经过防雷分线柜内部防雷端子进行接续，防雷端子为多路小二位万可端子，通过压接方式完成输入和输出的连接，然后进入计轴主机柜通过独立的防雷单元接入计轴单元。

2.3 室外电缆和计轴传感器线缆的接口

室外电缆和计轴传感器线缆的接续是经过轨旁接线盒完成，在内部安装四位万可压接端子，通过压接方式将两端电缆连接牢固。 3 计轴复位

计轴主机在初始工作和由于磁头损坏、计轴设备故障等特殊原因，导致计轴设备不能正常工作，相应轨道区段继电器落下，故障修复后需进行复位操作。ACS2000型计轴设备的复位方式有如下：