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第1章 铁路车站信号系统的控制方法研究的背景及意义 1

1.1 铁路车站信号系统的控制方法研究的背景 1

1.1.1 我国铁路车站控制技术发展 1

1.1.2 我国铁路车站信息技术发展 2

1.1.3 国外铁路车站自动化技术发展 5

1.1.4 国内外铁路车站信号系统发展 5

1.2 铁路车站信号系统的控制方法研究的意义 8

1.2.1 解决综合自动化技术发展中存在的问题 8

1.2.2 铁路发展形势的要求 9

1.2.3 实现行车指挥自动化 10

第2章 铁路信号基础设备 12

2.1 铁路信号继电器原理 12

2.1.1 直流无极电磁继电器工作原理 12

2.1.2 直流继电器的电特性 13

2.1.3 其他类型安全型继电器 14

2.1.4 安全型继电器的特点 15

2.1.5 继电器的图形符号和继电器电路的组成和分析方法 16

2.1.6 继电器接点电路逻辑基础 24

2.2 铁路色灯信号机 27

2.2.1 信号机的用途 27

2.2.2 透镜式色灯信号机结构原理 28

2.2.3 LED色灯信号机结构原理 30

2.2.4 铝合金色灯信号机构 31

2.2.5 信号机的计算机控制 32

2.3 铁路动力转辙机 33

2.3.1 道岔 33

2.3.2 对向道岔和顺向道岔 35

2.3.3 动力转辙机的基本任务 35

2.3.4 ZD6系列电动转辙机 38

2.3.5 外锁闭装置 40

2.3.6 S700K型电动转辙机 43

2.4 铁路轨道电路 44

2.4.1 轨道电路概述 44

2.4.2 工频交流连续式轨道电路 48

2.4.3 电气化牵引区段的轨道电路 49

2.4.4 轨道电路的基本工作状态 50

第3章 铁路车站信号控制系统 52

3.1 车站信号控制系统基本概念 52

3.1.1 进路与信号机 53

3.1.2 道岔的位置和状态 55

3.1.3 道岔、进路和信号机之间的联锁 56

3.1.4 联锁系统概述 61

3.1.5 进路控制过程 66

3.2 车站信号控制系统设计和电路原理 68

3.2.1 电气集中设备简介 68

3.2.2 进路选择电路 69

3.2.3 执行组电路 72

3.2.4 进路解锁电路 74

3.3 计算机联锁系统 76

3.3.1 计算机联锁系统的硬件结构 76

3.3.2 计算机联锁系统的软件简介 85

第4章 列车运行自动控制技术的应用 90

4.1 列车运行自动控制系统的速度控制模式 90

4.1.1 分级速度控制 90

4.1.2 目标距离速度控制 93

4.2 列控系统的构成及应用等级 93

4.2.1 列控系统的构成 93

4.2.2 列控系统的应用等级 94

4.3 典型的列控系统 98

4.3.1 法国U/T系统 98

4.3.2 日本 ATC系统 99

4.3.3 欧洲ETCS系统 99

4.3.4 德国LZB系统 99

4.3.5 信息传输媒介 100

4.4 机车信号与超速防护 100

4.4.1 机车信号系统 102

4.4.2 列车超速防护系统 103

第5章 铁路车站信号控制系统综合自动化系统的应用 105

5.1 驼峰自动化系统在铁路车站应用的研究 105

5.1.1 驼峰自动化系统简介 105

5.1.2 系统组成 107

5.1.3 系统基本原理 107

5.1.4 已有驼峰自动化系统介绍 110

5.1.5 在铁路车站综合自动化系统应用 111

5.2 计算机联锁系统在铁路车站应用的研究 113

5.2.1 计算机联锁简介 113

5.2.2 计算机联锁系统总体结构及分析 114

5.2.3 计算机联锁基本组成及工作原理 115

5.2.4 系统在铁路车站综合自动化系统的应用 120

5.3 停车器控制系统在铁路车站应用的研究 122

5.3.1 系统简介 122

5.3.2 系统组成及基本原理 122

5.3.3 在铁路车站综合自动化系统的应用 123

第6章 可编程控制器及其应用 125

6.1 可编程控制器概述 125

6.1.1 PLC的产生与发展 125

6.1.2 PLC的特点及分类 126

6.1.3 PLC的组成 128

6.1.4 PLC工作原理 133

6.2 FX2N系列PLC指令系统及其编程方法 135

6.2.1 PLC编程元件 135

6.2.2 PLC编程语言 140

6.2.3 PLC的基本逻辑指令 142

6.2.4 梯形图编程方法 144

6.3 步进指令及其应用 149

6.3.1 顺序控制原理 149

6.3.2 步进指令 151

6.3.3 SFC图与梯形图的转换 152

6.3.4 步进指令的应用 152

6.4 功能指令及其应用 153

6.4.1 功能指令的基本格式 153

6.4.2 功能指令的应用 155

6.5 PLC特殊功能模块 165

6.5.1 模拟量输入模块FX2N-4AD 165

6.5.2 模拟量输出模块FX2N-4DA 165

6.5.3 高速计数模块FX2N-IHC 166

6.6 PLC控制系统设计 166

6.6.1 PLC系统设计概述 166

6.6.2 主回路与控制回路设计 168

6.6.3 PLC的接口电路 171

6.6.4 PLC安装与连接设计 172

第7章 铁路车站信号系统控制综合自动化总体设计 178

7.1 系统设计原则及实现目标 178

7.1.1 系统设计原则 178

7.1.2 系统实现目标 179

7.2 系统总体设计 180

7.2.1 系统框架 180

7.2.2 系统主要功能 181

7.2.3 系统组成 182

7.2.4 系统主要岗位设置及职责 183

7.3 系统设计特点 185

7.3.1 专业分工 185

7.3.2 管控结合 186

7.3.3 系统建设 186

7.4 系统故障—安全技术 187

7.4.1 系统故障—安全原理 187

7.4.2 故障-安全计算机技术 199

7.4.3 硬件安全性技术分类 201

7.4.4 软件安全性技术分类 203

7.4.5 容错技术 204

7.4.6 铁路信号安全技术 211

第8章 集中控制系统的研究 216

8.1 系统组成 216

8.2 系统功能描述及控制模式 217

8.2.1 功能描述 217

8.2.2 控制模式 218

8.3 计划交互与管理 219

8.3.1 列车作业计划交互与管理 219

8.3.2 调车作业计划交互与管理 220

8.3.3 计划执行进度的交互 220

8.4 人机交互与管理 220

8.4.1 大屏幕综合调度表示 221

8.4.2 集中操作终端 221

8.4.3 作业过程监控终端 222

8.4.4 系统维护终端 222

8.5 车辆实时追踪及闭环控制 222

8.5.1 车辆实时追踪 222

8.5.2 闭环控制 223

8.6 作业计划自动执行 224

8.7 系统接口的设计 225

第9章 分布式自动化控制系统功能验证 227

9.1 硬件平台的搭建 227

9.1.1 联锁指令控制界面 227

9.1.2 Pro-DP板 228

9.1.3 光-电转换接口 229

9.2 系统软件设计 230

9.2.1 联锁机与执行系统通信协议RSSP—I 230

9.2.2 主、从站Profibus-DP通信协议 233

9.2.3 数据通信流程 234

第10章 硬件平台的实现 235

10.1 电源与复位管理电路设计 235

10.1.1 电源管理系统 235

10.1.2 复位管理电路 236

10.2 PCB电路板 236

10.3 焊接与调试 237

10.4 系统详细设计及实现 238

10.4.1 人机界面设计 238

10.4.2 信号机设备设计 239

10.4.3 轨道设备设计 239

10.4.4 车站道岔设备设计 239

10.4.5 站台设备设计 240

参考文献 241