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鐵路交通的優(yōu)點和缺點范文第1篇

【關(guān)鍵詞】橋梁施工；跨越；高速鐵路；施工方案；防護設(shè)計

我國的高速鐵路正處在高速發(fā)展的階段，在建設(shè)鐵路時常常會出現(xiàn)鐵路路線的交叉跨越現(xiàn)象。為了使客貨共線鐵路和高速鐵路之間的跨越關(guān)系得到很好地解決，并保證高速鐵路列車的安全行駛，在橋梁施工的過程中擁有一個完善的施工方案和防護設(shè)計方案就顯得尤為的重要。

一、跨越既有的高速鐵路橋梁施工所面臨的困難

（一）橋梁施工對高速鐵路本身產(chǎn)生的影響

在進行既有的高速鐵路橋梁施工時，進行橋梁基礎(chǔ)的挖掘是可能對高速鐵路的基礎(chǔ)造成一定程度上的影響；而在橋梁施工的過程中使用的機械設(shè)備可能會對既有線路限界造成一定的侵占；如果是在既有的高速鐵路的上空作業(yè)，一旦出現(xiàn)墜落物，就可能威脅到基礎(chǔ)網(wǎng)線和列車的安全。在跨越既有的高速鐵路橋梁施工過程中對于高速鐵路可能帶來諸如以上所說的多方面的安全威脅，而列車的高速行駛也將對橋梁的施工帶來一些影響。

（二）列車對于橋梁施工帶來的影響

列車在高速行駛時會產(chǎn)生動力強勁的誘導氣流。所以，列車在通過施工作業(yè)的場地時，產(chǎn)生的誘導氣流就會對周邊的結(jié)構(gòu)設(shè)施和設(shè)備產(chǎn)生一個很大的作用力，使施工的安全威脅加大并會導致施工費用的增加。同時，這部分誘導氣流還會對施工人員的人身安全產(chǎn)生威脅。而接觸電網(wǎng)會在一定的程度上影響橋梁施工。

面對這些困難，如何使橋梁的施工安全順利的進行，這就要求我們有一個適宜的施工方案和完善的安全防護方案。

二、跨越既有的高速鐵路橋梁施工方案的介紹

由于鐵路建筑對于界限與安全都有要求，所以跨越鐵路的橋梁一般都有一個較大的跨徑。因此，在橋梁類型的選擇上，多會選擇建設(shè)剛構(gòu)橋、斜拉橋或拱橋。常用的施工方法就有水平轉(zhuǎn)體法、頂推法、懸臂澆筑法和支架現(xiàn)澆法。下面會對這四種施工方案做一個簡單的介紹。

（1）水平轉(zhuǎn)體法。在跨越既有高速鐵路橋梁施工中多會采用水平轉(zhuǎn)體法中的平轉(zhuǎn)法。平轉(zhuǎn)法是在橋臺或橋墩上預(yù)制一個轉(zhuǎn)動軸心，上部整體旋轉(zhuǎn)，下部為固定墩臺、基礎(chǔ)，在橋址附行線路上預(yù)制上部結(jié)構(gòu)，根據(jù)設(shè)計需要確定旋轉(zhuǎn)的角度。具有可自主旋轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)整體性強、穩(wěn)定性好、施工工藝簡單和施工速度快的特點。依據(jù)其自身的特點，我們可以知道這種施工方案的優(yōu)點有：適合用于剛構(gòu)橋、斜拉橋和拱橋橋型的施工；施工跨越能力大；跨線作業(yè)用時短，安全風險小。缺點有：設(shè)計較為復雜，所耗費的施工費用較高。

（2）頂推法。頂推法指的是梁體在橋頭逐段澆筑或拼裝，用千斤頂縱向頂推，使梁體通過各墩頂?shù)呐R時滑動支座面就位的施工方法。其具有設(shè)備輕型簡便，不影響列車運行，施工工廠化，防護要求低等特點。該種施工方案的優(yōu)點有：非常適用于小跨度、多跨度和等截面連續(xù)梁橋的施工作業(yè)；對既有的高速鐵路的線路的干擾小；跨線作業(yè)用時較短。缺點有：對于變截面橋梁、斜拉橋和拱橋的施工并不適用；施工時，要設(shè)立臨時墩，對既有的高速線路造成一定的影響；有較多的線內(nèi)作業(yè)，安全風險較高。

（3）懸臂澆筑法。懸臂澆筑法是指在橋墩兩側(cè)設(shè)置工作平臺，平衡地逐段向跨中懸臂澆筑水泥混凝土梁體，并逐段施加預(yù)應(yīng)力的施工方法。其具有從橋墩處開始向兩側(cè)對稱分節(jié)段懸臂施工，工藝、設(shè)備成熟，跨線作業(yè)用時長的特點。該種施工方案的優(yōu)點有：非常適用于剛構(gòu)橋和斜拉橋的施工作業(yè)，所需的施工費用較低。缺點有：跨線作業(yè)時間長，需要設(shè)置防護棚；防護棚會干擾到線路運營；安全風險較大。

（4）現(xiàn)澆支架法?，F(xiàn)澆支架法采用的是在橋梁橋軸線方向搭設(shè)滿堂支架對橋梁進行整體或分段分工的施工方法。其具有工藝成熟，耗時短花費低和全天候施工的特點。該施工方案的優(yōu)點有：施工工藝簡單，施工時間短，耗費少。缺點有：對于既有的高鐵線路的運行影響大，存在的安全風險大。

綜合考慮所有的跨越既有高速鐵路橋梁施工的施工方案自身的特點和優(yōu)缺點，在跨越既有高速鐵路橋梁施工中水平轉(zhuǎn)體法是較為理想的施工方法。

三、因列車高速行駛產(chǎn)生的空氣動力對施工的影響

列車在高速行駛時會產(chǎn)生誘導氣流，這種誘導氣流具有強勁的動力，會對在周邊環(huán)境和活動的人員產(chǎn)生負面影響。誘導氣流會對人體產(chǎn)生一個氣動作用力，這會較為嚴重的威脅到路邊的行人和進行施工作業(yè)的人員的人身安全。如何使列車高速行駛通過時產(chǎn)生的誘導氣流對防護支架影響減少，這對防護設(shè)施的安全和橋梁施工安全都有重要的意義。

（1）列車產(chǎn)生的誘導氣流對施工人員的人身安全的影響

通過研究表明，當一輛時速350N/h的列車通過時，可對4.1m以內(nèi)的人員造成一個向內(nèi)的作用力，這對在高速鐵路旁邊施工的工作人員的人身安全有很大的威脅。所以在橋梁施工的過程中，要求施工人員與高速鐵路之間時刻保持較大的安全距離，而且，也應(yīng)該盡量減少在線路內(nèi)的作業(yè)量和作業(yè)時間。

（2）列車產(chǎn)生的誘導氣流對防護支架造成的負面影響

防護支架與通過列車之間的平行距離為2m，一輛時速350N/h的列車經(jīng)過時，在2m處產(chǎn)生的風速可達10m/s，這就對支架的荷載有一個極為嚴苛的要求。因而，在建立防護支架時應(yīng)該建設(shè)符合規(guī)范要求的雙立柱防護體系。

四、跨越既有的高速鐵路橋梁施工的安全防護設(shè)計

跨越既有的高速鐵路橋梁施工的防護設(shè)計應(yīng)遵循原則有：安全原則，既要保證施工安全也要保證既有線路的運行安全；可行原則，滿足設(shè)計要求，施工簡單可行；快速，防護的安裝要在有限的時間內(nèi)完成；經(jīng)濟，施工耗費少；環(huán)保，保護周圍環(huán)境，達到環(huán)保要求。

在防護設(shè)計時，應(yīng)達到的設(shè)計要求包括：充分考慮到空氣動力對施工防護支架的影響，針對這些問題提前規(guī)劃好防護設(shè)計的方案，使高速行駛的列車產(chǎn)生的空氣動力對防護支架影響盡量降低。防護支架頂板應(yīng)密閉，防止物體墜落事故的發(fā)生。

結(jié)束語

在跨越既有的高速鐵路橋梁施工過程中，要考慮諸多的安全問題。因此，在施工方案和防護設(shè)計方案的設(shè)計中要綜合考慮所有的因素，才能使施工順利安全的進行。

參考文獻：

[1]劉東.跨越既有高速鐵路橋梁施工方案及防護設(shè)計研究[J].橋梁建設(shè)，2010，06：70-72+76.

[2]蔡焱.高速鐵路跨水源保護區(qū)橋梁基礎(chǔ)施工環(huán)境保護研究[D].西南交通大學，2011.

[3]余紹賓，張克，陳濤.跨高鐵橋梁設(shè)計及施工[J].鋼結(jié)構(gòu)，2011，02：61-63.

鐵路交通的優(yōu)點和缺點范文第2篇

【關(guān)鍵詞】　城市軌道交通; 　輕軌交通; 　發(fā)展模式

1 　軌道交通的地位及發(fā)展

1863 年英國建成第一條地鐵線路，1888 年美國建成第一條有軌電車線路，城市交通進入了軌道交通時代。經(jīng)過一個多世紀的發(fā)展，在現(xiàn)代化的國際性大都市中，軌道交通作為連接城市主要樞紐的主干交通線，在公共交通系統(tǒng)中處于骨干(或主動脈) 地位。在東京、倫敦、維也納等城市軌道交通在公共交通方式的分擔率占到90 % 以上。在我國北京、上海和廣州已經(jīng)相繼出現(xiàn)了地鐵，但還處于起步階段。

成都是我國西南地區(qū)科技、商貿(mào)、金融中心和交通、通訊樞紐。現(xiàn)轄7 區(qū)4 市8 縣和高新技術(shù)開發(fā)區(qū)，總面積12390 平方公里，總?cè)丝?89119 萬人。隨著中國進入WTO 和我國的西部大開發(fā)，成都已經(jīng)成為中國繼上海浦東之后又一個發(fā)展中心。雖然成都的城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)已取得巨大的成就，相繼開通了二環(huán)、三環(huán)和繞城高速等線路，但據(jù)最新資料表明，目前成都的私家車擁有量列全國第三，再加上成都公共交通比例低，城市交通量急劇上升，現(xiàn)有道路仍不能滿足機動車對城市交通的巨大需求。按照城市交通規(guī)劃規(guī)則， 一個城市人口達到150 萬以上，就應(yīng)該修建城市軌道交通， 成都遠遠超過了這個數(shù)字。而且根據(jù)發(fā)達國家經(jīng)驗，人均國民收入達到1200～1300 美元是建設(shè)快速軌道交通的起步點，達到2500 美元將進入大規(guī)模建設(shè)地鐵時期。2002 年成都市GDP 預(yù)計將達到1660 億， 人均GDP 將達到16227 元(約1955 美元) 。成都市發(fā)展城市軌道交通的時機已經(jīng)成熟，應(yīng)該借中國進入WTO 和西部大開發(fā)之機大力發(fā)展成都市的軌道交通，使成都在21 世紀發(fā)展成為國際化大都市。

2 　城市軌道交通的主要形式

城市軌道交通包括城市輕軌、獨軌鐵路、地下鐵道、磁懸浮列車等運輸形式，這些多元化軌道交通形式各具特色，各具優(yōu)缺點。世界大城市以及我國北京、上海、廣州等大城市80 年代以來的實踐證明:單純的道路建設(shè)難以根治復雜的城市交通問題，只有建設(shè)以大容量快速軌道交通為骨干，輔以常規(guī)的公共汽車、小公共汽車等交通工具，形成一個從地下、地面到高架的多層次的立體的城市公共交通網(wǎng)絡(luò)，形成符合成都市自身特色的軌道交通模式，構(gòu)筑起多元化的城市軌道交通體系，才是解決成都市城市交通問題的必由之路， 也是為子孫后代謀利的治本之策。

在這幾種軌道交通方式中，輕軌作為一種新興的軌道交通方式，已為國外很多大城市所青睞。目前，世界上已有50 個國家和地區(qū)經(jīng)營輕軌交通，共擁有360 個輕軌交通系統(tǒng)， 其中以德國、美國和烏克蘭等國擁有的數(shù)量居多。輕軌鐵路運輸能力較大、造價較低、能耗低，是除地鐵之外的大容量快速軌道交通系統(tǒng)。而且輕軌快速交通系統(tǒng)建設(shè)方式的多樣性，能以較少的初期投資，部分的、較早的享受起接近地鐵水平的服務(wù);此后再通過對系統(tǒng)的進一步完善和擴大，逐步提高運輸能力，與客運增長量相適應(yīng)。鑒于以上優(yōu)點，成都市最適宜優(yōu)化發(fā)展以輕軌交通為主的城市軌道交通。

3 　輕軌交通

輕軌交通是本世紀60～70 年代誕生并發(fā)展起來的一種比較年輕的電氣牽引交通系統(tǒng)，是服務(wù)于現(xiàn)代化城市的軌道交通形式中新的一族。1978 年在布魯塞爾國際公共交通聯(lián)合會(U TTP) 召開第一次“輕軌委員會”會議，將新型有軌電車交通統(tǒng)一命名為輕軌交通。會議提及的“ 輕軌”一詞，主要是表示輕軌交通系統(tǒng)施加在軌道上的負荷重量相對于傳統(tǒng)的鐵路系統(tǒng)或大運量快速軌道交通系統(tǒng)明顯較低，并非采用“輕型鋼軌”。輕軌交通和地鐵作為兩種主要的城市軌道交通，各有自己的優(yōu)點。我國自發(fā)展城市軌道交通以來，地鐵建設(shè)發(fā)展緩慢。上海地鐵1 號線一期工程自籌建始，將近十年才投入運營。地鐵受資金和技術(shù)水平等的限制，建設(shè)速度難以適應(yīng)城市交通量的劇增速度。輕軌交通的許多優(yōu)點正好迎合我國許多城市的需要，已經(jīng)有重慶、長沙等城市計劃發(fā)展輕軌交通。

311 　較大的運輸能力和較低的造價

輕軌交通具有速度快、準時性好的特點，具備保護模塊的輕軌車輛的發(fā)車最小間隔約為90S 至300S ， 此系統(tǒng)的最大載客量可以達到每小時單方向3 萬人次，足以大大緩解目前成都市的交通擁擠狀況。

軌道交通建設(shè)費用都較高，線路設(shè)置方式與投資額的關(guān)系很大，同樣規(guī)模的線路，地面、高架、地下三種不同的線路設(shè)置方式其投資比一般為1 :3 :9。據(jù)國外統(tǒng)計的地鐵各項投資的比例，土建工程占大部分。輕軌系統(tǒng)通常為高架及地面線路，大幅度減少土建工程投資，每公里投資比地鐵少得多。已建、在建的輕軌鐵路造價為115～315 億元/ km ， 與同樣規(guī)模的地鐵相比，僅為地鐵造價的1/ 2～1/ 4。

312 　良好的乘車環(huán)境和較高的安全性能對于絕大多數(shù)每天依靠公共汽車出行的工薪階層來說， 輕軌系統(tǒng)良好的車輛設(shè)施和乘車環(huán)境，使人們能夠避免堵車麻煩和提高出行舒適程度。而輕軌系統(tǒng)在軌道上運行，大部分與道路分離，大大減少與道路交通之間的沖突數(shù)量，也就減少了事故發(fā)生的可能性。

313 　多樣的建筑類型

輕軌具有各種線路形態(tài)，主要以地面線和高架線為主。靈活的建筑類型使輕軌交通能夠適應(yīng)各種地形。在市中心可以走地下，市區(qū)周邊附近可以上高架，在城鄉(xiāng)結(jié)合部及市郊可以在地面。不僅可以用作繁華地段的交通主力，也可以用在市區(qū)周邊當城市鐵路使用，也可以在近郊或衛(wèi)星城市當市郊鐵路用。

314 　對城市發(fā)展起著重要的誘導作用

交通引導城市發(fā)展是一條普遍規(guī)律。軌道交通是城市的主骨干，交通結(jié)構(gòu)的好壞、交通網(wǎng)絡(luò)的完善直接影響城市的整體布局和功能定位，對城市的未來產(chǎn)生深遠的影響。軌道交通的規(guī)劃和建設(shè)，可帶動沿線住宅的商業(yè)區(qū)的開發(fā)和升值?？梢源碳こ鞘型恋亻_發(fā)，在土地機制和人為規(guī)劃的雙重作用下，軌道交通沿線土地開發(fā)速度和強度都較高。軌道交通的建設(shè)和運營，會帶動城市向效外地區(qū)擴展，從而使城市原有的規(guī)模得到擴大。

轉(zhuǎn)貼于

近年來的新區(qū)建設(shè)，大都圍繞老城，呈現(xiàn)一種攤大餅的發(fā)展模式。而軌道交通的發(fā)展改變了大都市地區(qū)的發(fā)展形態(tài)，使城市沿軌道交通走廊軸向延伸，從而出現(xiàn)了城市的蔓延和郊區(qū)中心的出現(xiàn)。如上海新一輪總體規(guī)劃中確定城市發(fā)展的四個伸展軸，無不依附于相應(yīng)的軌道交通干道。

315 　引起城市中心布局的變遷和衛(wèi)星城市的發(fā)展

現(xiàn)在世界上各大城市都是多中心的城市結(jié)構(gòu)，各個區(qū)域功能齊全，相應(yīng)的獨立，無形中就大大減少市民流動，從而減少道路交通的壓力。隨著輕軌交通的不斷發(fā)展，沿線區(qū)域的可達性大大提高，進而引起城市居民的遷移和設(shè)施的重新分布，新的中心地帶不斷興起，城市中心布局也相應(yīng)發(fā)生改變。成都市的交通堵塞就是由于單中心的城市格局造成的。輕軌的修建有望改變成都單中心的城市布局，輕軌的完成可以連接并促進規(guī)劃的華陽、龍泉兩個城市副中心快速發(fā)展。

現(xiàn)代化城市結(jié)構(gòu)由單中心向多中心轉(zhuǎn)變，衛(wèi)星城是大城市發(fā)展的有力支撐。衛(wèi)星城市考慮的重點是通過生產(chǎn)來帶動城市人口的擴散，以解決由于人口過密及交通擁擠引起的城市中心功能衰退的難題，達到改善人們的居住環(huán)境和工作環(huán)境，提高人們的生活質(zhì)量。成都周圍雖然有郫縣、都江堰、溫江等衛(wèi)星城市，但事實上并不能達到疏解市區(qū)人口的作用，其生活設(shè)施的不配套以及與市中心的交通聯(lián)系不便是主要因素。輕軌系統(tǒng)可以將市中心與近郊就業(yè)區(qū)、生活區(qū)及遠郊等衛(wèi)星城市直接聯(lián)系起來，形成多中心的城市結(jié)構(gòu)，使衛(wèi)星城市真正發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

316 　銜接方式和換乘車站對城市的影響

交通銜接是城市交通線路形成網(wǎng)絡(luò)的紐帶，對既有國有鐵路網(wǎng)的功能發(fā)揮有重要的影響。以廣州市為例，由于廣州地鐵1 號線與廣州火車站換乘便利，在地鐵1 號線開通后，廣州火車站的交通狀況得到明顯改善，廣深線的客流量顯著回升。據(jù)1999 年7 月統(tǒng)計資料，廣深線的客流比去年同期上升30 % ， 廣九直通車的客流上升了50 % 。北京和上海兩地的地鐵的換乘站也直接和國有鐵路相銜接，這種銜接方式大大改善人們的出行方便。成都市由于公交客運站、長途汽車站和荷花池批發(fā)市場均集中在火車北站周圍，客流量非常大。在火車北站建設(shè)輕軌系統(tǒng)的換乘站不僅可以從根本上解決火車北站周圍交通堵塞的問題，而且還可以通過良好的設(shè)計，使換乘站結(jié)構(gòu)輕巧美觀，成為一種新的景觀，增加城市的美感。

輕軌車站作為城市的客流集散中心，在城市發(fā)展中起著極其重要的作用。隨著車站的興建，其所在地的可達性顯著提高，同時該處的客流量也顯著提高。于是大型換乘站會成為城市區(qū)域的相對中心，車站附近迅速發(fā)展為城市的中心地帶，各個中心相互呼應(yīng)帶動區(qū)域的發(fā)展，從而改變整個城市的布局，徹底改變成都市單中心的城市結(jié)構(gòu)。

317 　節(jié)約能源和對城市環(huán)境的影響

城市交通應(yīng)朝著減少能源消耗方向發(fā)展。不同交通方式的人公里能耗量，鐵路、公汽、轎車之比例大體為1 :2 :6 ， 其中軌道交通能耗最低，應(yīng)優(yōu)先發(fā)展。城市交通必須減輕對城市的環(huán)境污染，交通工具的污染物排放和嘈聲是城市環(huán)境的主要污染源之一。輕軌系統(tǒng)采用電力為能源，基本不會產(chǎn)生廢氣污染，只產(chǎn)生輕微的嘈聲和振動，大大降低了城市空氣中氮氧化物(NO2) ，一氧化碳(CO) 的排放量以及煙塵濃度。

在上海等城市以前為了改善交通狀況都修建了許多高架路。高架路一般寬度在40m 以上，又是混凝土結(jié)構(gòu)，景觀效果難以處理好。而輕軌的高架系統(tǒng)占地面積僅為高架道路的1/ 3～1/ 2。而且輕軌高架可以運用鋼結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)輕巧， 可與整個地面交通網(wǎng)絡(luò)及其他城市建筑有機結(jié)合，大大增添城市的美學效應(yīng)。

4 　結(jié)　論

結(jié)合成都市的現(xiàn)有城市規(guī)劃，成都市應(yīng)修建5 至6 條輕軌線路，形成一個完整的城市軌道交通體系。分別為外三環(huán)的環(huán)行輕軌、連接火車北站經(jīng)人民南路到火車南站和雙流機場、連接都江堰、溫江、清白江、龍泉驛等方向的支狀輕軌。待完善的軌道交通體系完成之后能保證三環(huán)路內(nèi)的市民在半小時內(nèi)快速、便捷地到達三環(huán)路內(nèi)城市的任何地方。周邊衛(wèi)星城市也能得到迅速的發(fā)展，使成都發(fā)展成為真正的國際化大都市。 參考文獻

[1 ] 　張定賢. 現(xiàn)代化城市的輕軌快速交通[J ]. 城市軌道交通研究， 1998.

[2 ] 　蔡蔚. 軌道交通對城市發(fā)展引導作用分析[J ]. 城市軌道交通研究，1999.

鐵路交通的優(yōu)點和缺點范文第3篇

1鐵路信號設(shè)備故障處理方法

1.1鐵路信號設(shè)備故障信號處理技術(shù)其次，是鐵路信號設(shè)備的信號處理法。信號處理法是當前針對設(shè)備故障進行研究和排查的一項重要技術(shù)。通過相關(guān)函數(shù)和數(shù)學模型，可以直接的分析得出信號，并且得出相應(yīng)的結(jié)果，最終提取得出信號的特征值，運用科學的方式和途徑解決故障基本問題。當前信號處理的方式具有較大的優(yōu)勢，對于故障的模型無顯著的要求，所以運用信號檢測技術(shù)具有相當強的適應(yīng)性。信號檢測法不僅操作簡便，同時容易實現(xiàn)，但是其缺點則是容易受到外界信號和聲波的干擾，而導致難以正常的、準確的檢測出故障部位，所以對于信號有著較強的依賴性，不能夠準確的檢測各種類型和各種環(huán)境之下的鐵路信號設(shè)備故障。所以，信號處理技術(shù)有其獨特的適用范圍，這一點應(yīng)當予以明確。由于信號檢測處理技術(shù)只能夠局限于某一種特定的故障診斷之中，所以難以運用在其他的檢測對象之上。在最近的幾年之中，通過技術(shù)的研究和探索，開發(fā)出了許多新興的高科技故障檢測系統(tǒng)，所以在當前的信號處理技術(shù)發(fā)展過程之中還需要不斷的挖掘新技術(shù)，將高新的手段和存在的矛盾問題相互結(jié)合，做到統(tǒng)籌兼顧，運用更加精準的檢測技巧來確保鐵路信號設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。

1.2鐵路信號設(shè)備故障解析模型技術(shù)所謂解析模型法是指運用數(shù)理統(tǒng)計、解析函數(shù)等數(shù)學方法進行信息處理的方法。這種方法是被建立在診斷對象精確數(shù)學模型的基礎(chǔ)之上的。運用解析模型的方法高智商地建立數(shù)學模型的方法是非常實用和有效的。因為在系統(tǒng)出現(xiàn)了故障的時候，跟著改變的是系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系。這種方法對于高科技的運用非常到位，有很多研發(fā)能力非常強高科技的操作人員參與進來，對于故障的解決以及及時處理突發(fā)的能力的塑造非常有效。我們在故障檢測和處理的時候應(yīng)該多考慮這種方法，及時地處理故障。鐵路信號故障進行檢測，從而為這些故障的解決提供行之有效的辦法。數(shù)學的運算方法在這一方法中得到了淋漓盡致的運用，人類的智慧表達了人類對于解決現(xiàn)實問題的超然物外的優(yōu)越性。

1.3人工智能鐵路信號設(shè)備故障檢測技術(shù)專家控制系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)適合用于模擬人的邏輯思維，解決需要進行邏輯推理的復雜診斷問題，這是這一方法的很大的優(yōu)點。通過這一方法知識可以通過符號表示出來，對知識細節(jié)的處理，對于問題處理的模塊化非常有效這一方法可以通過專業(yè)知識解釋自己的具體解答推理步驟?；谖覈囌疚C監(jiān)測的實際，運用這一方法將知識和實踐結(jié)合起來，采用人工智能的方法對問題進行處理非常有助于故障的排除和解決。同時也需要與傳統(tǒng)的故障處理辦法相結(jié)合，因此方法新穎獨特，很利于故障的準確定位和及時解決。模糊性是由于我們對事物的定義沒有根本的把握，在數(shù)量上沒有規(guī)定，在質(zhì)上沒有明確的涵義。模糊邏輯具有很多在故障排查當中的所具有的獨特優(yōu)勢，因此被越來越廣泛地采用。模糊邏輯方法進入故障診斷領(lǐng)域是一種必然的發(fā)展趨勢，它比較適合表達模糊的知識，在普及的時候比較接近人的邏輯思維。結(jié)合上述的分析，當前的人工智能技術(shù)是今后針對鐵路信號設(shè)備故障進行檢測和維修的主要技術(shù)手段之一，同時也是技術(shù)的重要發(fā)展方向，應(yīng)當明確工作的重點和難點，并且以促進技術(shù)的全面發(fā)展為基礎(chǔ)原則，最終為鐵路信號設(shè)備的穩(wěn)定運行奠定基礎(chǔ)。

2結(jié)論

鐵路交通的優(yōu)點和缺點范文第4篇

關(guān)鍵詞：上跨；滬昆鐵路；方案選擇；防護措施

1　工程概況

昆明市二環(huán)改擴建工程石虎關(guān)立交Ea、Eb匝道上跨既有滬昆鐵路及現(xiàn)有東二環(huán)道路，是石虎關(guān)立交段施工的重點和難點，也是二環(huán)快速路系統(tǒng)的控制性工程。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是上跨上、下行滬昆鐵路，該鐵路線是云南、貴州兩省的主要干線，交通運輸繁忙。施工與鐵路運輸干擾大，與鐵路運輸部門配合協(xié)調(diào)難度大。二是上有電氣化接觸網(wǎng)，距施工結(jié)構(gòu)物近，且上跨施工，行車安全問題矛盾突出，安全防護、安全管理工作必需確保方無一失。三是上跨東二環(huán)現(xiàn)有道路，在現(xiàn)有車流量飽和的情況下，施工期間要封閉既有外環(huán)路，將造成車輛、行人擁堵，給施工組織、交通疏解、安全管理造成極大的困難。四是按照昆明市政府的要求，二環(huán)改擴建工程必須在9.30到達主線通車，為祖國60周年獻禮，安全、質(zhì)量、工期壓力非常大。

2　跨鐵路方案的選擇

昆明市二環(huán)快速系統(tǒng)改擴建工程石虎關(guān)立交段Ea、Eb匝道上跨既有滬昆鐵路，設(shè)計院原報建方案為“支架法施工的現(xiàn)澆連續(xù)梁方案”，采用三孔一聯(lián)現(xiàn)澆單箱雙室預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁上跨既有滬昆鐵路。經(jīng)我單位與BT投資方的相關(guān)專家研究后，認為原報建方案在施工過程中存在較大的安全隱患，建議采用三孔一聯(lián)連續(xù)剛構(gòu)橋跨越既有滬昆鐵路，以減少施工對滬昆鐵路的影響。2008年12月19日，昆明鐵路局總工程師室組織了“石虎關(guān)立交匝道橋跨滬昆鐵路方案”評審會，同意采用35m+60m+35m連續(xù)剛構(gòu)橋跨越鐵路方案。兩種方案對比，存在以下優(yōu)缺點：

2.1　采用現(xiàn)澆箱梁上跨上、下行滬昆鐵路，有以下缺點：

2.1.1　施工與鐵路運輸干擾大。存在的危險源多，安全風險大。

2.1.2　上有電化接觸網(wǎng)，距施工結(jié)構(gòu)物近，施工中大量工程材料、施工器材需上跨鐵路進行水平、垂直運輸，行車安全問題矛盾相當突出。

2.1.3　Ea匝道的26#墩、Eb匝道21#墩位于既有滬昆鐵路上下行線之間，承臺尺寸為6.5m×6.5m×2m，承臺開挖將侵入部分鐵路橋錐體護坡及路基。對鐵路行車安全影響大。

2.2　相對現(xiàn)澆梁施工，采用連續(xù)剛構(gòu)橋上跨上、下行滬昆鐵路，有以下優(yōu)點：

2.2.1　不用跨鐵路搭設(shè)支架，僅需在掛藍在鐵路上方移動時需要短時間封閉線路，最大程度的減少了對鐵路既有線行車的影響。

2.2.2　采用塔吊進行垂直運輸，將施工材料、機械運至O號塊后。再進行水平運輸，確保了行車安全。

2.2.3　取消了既有滬昆鐵路上下行線間橋墩，減少了對鐵路上下行線橋臺錐坡與路基的影響。

2.2.4　根據(jù)據(jù)昆明樞紐項目的規(guī)劃，石虎關(guān)立交Ea、Eb匝道橋跨滬昆鐵路位置，遠期將擴建為四線鐵路，且未來新增的兩條線路均從上行鐵路橋北側(cè)通過，為遠期規(guī)劃提供了便利條件。

3　承臺基礎(chǔ)施工

Ea3、Eb4主墩承臺已侵人滬昆鐵路下行線鐵路橋橋頭路堤坡腳2.0m，由于受空間限制無法放坡開挖，為保證鐵路橋臺錐坡穩(wěn)定，在鐵路路堤坡腳沿承臺邊緣打人鋼板樁作為支撐防護，并在鋼板樁內(nèi)側(cè)設(shè)置型鋼支撐。在承臺施工時，對既有線路基、橋梁的位移和沉降進行跟蹤觀測，并加強與鐵路工務(wù)部門的配合，根據(jù)觀測結(jié)果對施工處滬昆鐵路路段處實行限速，或及時對既有線進行整道，保證既有線行車的安全。

4　連續(xù)剛構(gòu)施工

由于上跨滬昆鐵路連續(xù)剛構(gòu)施工圖紙在2009年3月份才正式下發(fā)，安全壓力大，工期緊迫，為了保證安全、順利地實現(xiàn)總的工期目標，主要采取了以下方法：

4.1優(yōu)化設(shè)計方案，減少施工程序，節(jié)約施工時間。

4.1.1　原設(shè)計O#塊長度為6.8m，1#塊長度為1.6m。考慮到工期因素，經(jīng)設(shè)計單位檢算，同意把僻、1#合為一起施工，這樣不僅減少了一個節(jié)段施工時間，另外，為掛籃拼裝提供了工作面。

4.1.2　為了防止邊跨現(xiàn)澆段與兩側(cè)現(xiàn)澆粱施工存在沖突，經(jīng)設(shè)計單位檢算，將邊跨現(xiàn)澆段預(yù)應(yīng)力筋由雙端張拉改為箱室內(nèi)單端張拉，這樣兩側(cè)現(xiàn)澆梁與連續(xù)剛構(gòu)邊跨現(xiàn)澆段就可以同時施工。加快了橋梁整體施工進度。

4.2　加強技術(shù)措施，完善掛籃結(jié)構(gòu)。確保施工安全。

4.2.1　為保證施工中掛籃的安全，掛籃在設(shè)計中保證掛籃總重量控制在設(shè)計限重之內(nèi)，施工和行走抗傾覆安全系數(shù)大于2，自錨系統(tǒng)的安全系數(shù)大于2。

4.2.2　在施工前對掛籃進行預(yù)壓

為了保證石虎關(guān)立交Ea、Eb匝道連續(xù)剛構(gòu)橋線形達到設(shè)計要求，必須對掛籃進行預(yù)壓，以便消除掛籃的非彈性變形值，同時測出掛籃的彈性變形值，并為各節(jié)段的立模標高的確定提供科學的依據(jù)。

由于掛籃受力后產(chǎn)生的非彈性變形及彈性變形量主要由菱形主構(gòu)架的非彈性變形量和彈性變形量組成，故在掛籃拼裝前只需對菱形主構(gòu)架進行預(yù)壓。加載重量為1.5倍的最大塊重。

預(yù)壓時先將每片菱形主構(gòu)架拼裝成型，將兩片菱形架相對平放在地面上。后錨點用精軋螺紋鋼筋錨固，前吊點處拼裝扁擔粱，扁擔粱用2根φ32精軋螺紋鋼筋連接，然后用一臺500T千斤頂通過精軋螺紋鋼筋頂壓扁擔梁，將荷載傳遞給兩片菱形主桁架，以達到預(yù)壓目的。

4.3　精心組織，合理安排。確保掛籃順利拆除。

Ea、Eb匝道合攏段正好在滬昆鐵路E行線正上方，施工完成后，掛籃底部距接觸網(wǎng)只有2.2m，如何安全的將掛籃從鐵路上方移出，并將掛籃順利落到地面確保鐵路運營安全顯得無比重要。

首先，利用掛籃兩個側(cè)聯(lián)和前上橫粱用4根中32精軋螺紋鋼筋將底模與側(cè)模吊住，并下放20cm；然后，合理組織施工人員，利用列車運營的間隔時間快速的將掛籃移動到鐵路范圍以外；最后，按正常施工程序?qū)旎@下放到地面。

5　安全防護措施

由于上跨滬昆鐵路施工，安全隱患多，安全責任大，為了確保鐵路運營安全和施工順利進行，我們采取了如下幾方面措施：

5.1　分析危險源頭，從源頭抓起，清除安全隱患。

結(jié)合本工程的實際情況，可能對鐵路正常運營存在的危險源有：高空落物，影響行車安全；施工影響接觸網(wǎng)，引起接觸網(wǎng)斷電；人員在施工工程中觸電、高空跌落，造成人員傷亡事故；掛籃發(fā)生傾覆，造成鐵路中斷。

5.2　因為設(shè)計梁底距鐵路接觸網(wǎng)最近距離2.9米，掛藍底部距鐵路接觸網(wǎng)最近距離2.2米，所以在掛籃底部掛設(shè)環(huán)氧樹脂高壓絕緣板，并保證“在掛籃上施工時作業(yè)人員及其攜帶物件與接觸網(wǎng)帶電部分的距離必須保持2米以上”。

5.3　兩端懸臂灌注的混凝土及施工人員、機具、材料做到加載平衡。在掛籃底部及四周設(shè)置全密封的防落網(wǎng)。防止物體下落。已施工橋面和掛籃四周設(shè)欄桿并掛安全網(wǎng)，且安全網(wǎng)網(wǎng)繩不破損，并生根牢固、繃緊、圈牢、拼接嚴密。

5.4　掛籃前移施工必須在“施工天窗點”內(nèi)完成。

為避免掛簸在鐵路線上方縱移時發(fā)生意外，當掛籃在鐵路線上方縱移時，應(yīng)做好組織工作。確保整個掛籃移動必須在昆明鐵路局批復的“施工天窗點”內(nèi)完成，減少施工對鐵路行車的干擾。

掛籃移動前后，必須對掛籃吊帶、軌道錨固等關(guān)鍵部位進行全面檢查，檢查無安全隱患后方可進行下到施工程序。

5.5　加強安全值班，防患于未然。

為保證跨滬昆鐵路上跨橋施工安全，從鐵路部門聘請既有線施工有經(jīng)驗的職工作為專職安全防護員，負責施工現(xiàn)場與站場聯(lián)系和現(xiàn)場安全防護工作。安全防護員24小時對既有線進行防護和監(jiān)督，發(fā)現(xiàn)問題及時匯報或處理，杜絕安全隱患。

6　總結(jié)

6.1　采用連續(xù)剛構(gòu)跨越滬昆鐵路的方案可行，施工方便，安全可靠。

鐵路交通的優(yōu)點和缺點范文第5篇

（1.北京交通大學電子信息工程學院，北京100044；2.中國鐵路總公司電務(wù)部信號處，北京100844）

摘要：傳統(tǒng)的鐵路信號系統(tǒng)中的信號點燈控制系統(tǒng)采用集中控制的方法，由于沒有使用微處理器，不便于實現(xiàn)故障的自診斷等有用的技術(shù)。因此提出一種新穎的方案，將LED信號燈進行網(wǎng)絡(luò)化控制，每個LED信號燈集成一套具有雙網(wǎng)熱備通信功能的嵌入式微處理器系統(tǒng)。這套LED系統(tǒng)由安裝于室內(nèi)的智能信號機控制器集中控制，智能信號機控制器接收來自微機聯(lián)鎖系統(tǒng)的信息，執(zhí)行點燈命令，反饋燈絲繼電器信息。該方案可提高鐵路信號系統(tǒng)的智能化程度，使信號的電纜使用量大幅度下降，系統(tǒng)可維護性和可擴容性顯著提高。

關(guān)鍵詞 ：網(wǎng)絡(luò)控制；LED；信號控制；鐵路信號系統(tǒng)

中圖分類號：TN911.7?34 文獻標識碼：A 文章編號：1004?373X（2015）14?0156?04

收稿日期：2015?01?25

基金項目：國家自然科學基金項目（61050001）

0 引言

在傳統(tǒng)的鐵路信號系統(tǒng)中，信號開啟與關(guān)閉采用集中控制的方法，即每個信號燈分為供電和可控制兩個部分，供電為現(xiàn)場供電，而信號的控制信號，則是通過線纜都需引入控制室集中控制[1]。無論是早期的6502 繼電聯(lián)鎖，還是最新的微機聯(lián)鎖系統(tǒng)，信號機控制系統(tǒng)普遍采用繼電電路的硬開關(guān)，實現(xiàn)信號的開啟和關(guān)閉。在這種架構(gòu)下，每個信號機控制單元都采用專門的電纜和室內(nèi)相連，通過室內(nèi)電路繼電器的組合來控制信號燈開啟和關(guān)閉。這種傳統(tǒng)的信號燈控制方式，每個燈位的控制信號都需引入控制室，雖便于管理，這樣會導致信號系統(tǒng)電纜部分投入和施工量較大，并且維護成本和強度較大；同時，由于已布好的線纜不便于調(diào)整，使得系統(tǒng)的擴容和改造很不方便[2?3]。

隨著現(xiàn)代計算機技術(shù)及通信技術(shù)的發(fā)展，鐵路信號正朝著智能化、網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化的方向發(fā)展；針對這種發(fā)展方向[4]，本文提出并實現(xiàn)了一種新穎的基于網(wǎng)絡(luò)信號的控制方案，即采用網(wǎng)絡(luò)化的結(jié)構(gòu)來控制信號機的開啟和關(guān)閉。這樣可大大提高鐵路信號系統(tǒng)的智能化程度；同時，控制信號承載在英特網(wǎng)協(xié)議中傳輸，減少信號的電纜使用量，大大提高系統(tǒng)可維護性和結(jié)構(gòu)靈活性，而且非常有利于今后系統(tǒng)擴容和設(shè)備升級。本方案通過對現(xiàn)場信號設(shè)備的智能化和模塊化設(shè)計，使信號設(shè)備在現(xiàn)場構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)并將控制信號承載在英特網(wǎng)協(xié)議之上，所有信號設(shè)備的控制由網(wǎng)絡(luò)完成。這種信號機的智能化設(shè)計方法，可以做到站場內(nèi)的全部信號機的控制信號，通過以太網(wǎng)接入到控制室，在控制室內(nèi)，通過用通信電纜與室內(nèi)的信號設(shè)備連接，實現(xiàn)控制，同時控制信號燈LED顯示方式，大大提高了系統(tǒng)的可靠性。

1 系統(tǒng)整體方案

信號機中燈位的控制采用嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)，并具有網(wǎng)絡(luò)通信功能，其中信號機功能及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1中上半部分為室外設(shè)備，包括信號機和雙網(wǎng)熱備通信電纜，使用以太網(wǎng)連接，這也是現(xiàn)代信號控制發(fā)展的方向[5]。對于通信電纜長度超過4 km的站場，還包括雙網(wǎng)通信智能中繼控制器。每架信號機中的各個信號燈都是一個獨立的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，都有獨立的網(wǎng)絡(luò)地址，地址可由位于燈后殼的DIP 開關(guān)或是燒入軟件時實現(xiàn)設(shè)置。接入網(wǎng)絡(luò)的每個燈位，都可以通過網(wǎng)絡(luò)匯報自己的健康度和系統(tǒng)自檢結(jié)果，以供控制機完成健康度匯總分析，同時控制機通過網(wǎng)絡(luò)控制完成全系統(tǒng)的故障自診斷與故障定位，這樣可進一步提高系統(tǒng)的可靠性；對于出現(xiàn)健康隱患的信號燈，站場維護部門可根據(jù)控制室的匯總報表定期對設(shè)備進行硬件維護和更換。

如圖1所示，每架信號機中的幾個燈位都采用雙電源熱備供電。圖中下半部分為室內(nèi)設(shè)備及其連接關(guān)系，室內(nèi)設(shè)備安裝于一個標準機柜中，機柜中的設(shè)備包括二乘二取二機柜一個或多個（根據(jù)站場大小而定），監(jiān)控工控機2 臺，其中有1 臺為冷備機，用于主機故障時候使用。

圖1 所示信號機中的每一個燈位都由一個信號智能控制單元和一個LED發(fā)光盤組成。如果信號機的架數(shù)較多時，可以根據(jù)區(qū)域分布將相近的信號機組成一個局部網(wǎng)絡(luò)，即一個組，形成子網(wǎng)，然后通過子網(wǎng)向上層網(wǎng)絡(luò)匯聚數(shù)據(jù)。對于同一個組中的所有信號機由智能中繼控制器管理；智能中繼控制器通過接收上級智能橋接控制器的指令來控制本組中信號設(shè)備的工作，并實現(xiàn)信號匯總和傳輸；指令由通信數(shù)據(jù)包傳輸，每個數(shù)據(jù)包包含尋址的設(shè)備地址和控制信息。

智能橋接控制器是智能信號控制系統(tǒng)的核心，各組的智能中繼控制器通過第二級網(wǎng)絡(luò)與智能橋接控制器連接。它可將計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)中輸出的點燈信號控制信號進行邏輯分析，轉(zhuǎn)換為智能控制網(wǎng)絡(luò)的控制信息，實現(xiàn)對智能中繼控制器的管理，最終實現(xiàn)對現(xiàn)場所有信號機的控制。智能橋接控制器通過網(wǎng)絡(luò)采集所有信號機的工作狀態(tài)，傳輸?shù)叫盘枡C系統(tǒng)故障定位及分析單元，用戶可以通過終端查詢不同故障級別的信號機的分布及健康度。同時，系統(tǒng)也可以自動報警，以提示健康度超限的信號機進行維護，同時將報警信息傳輸?shù)杰囌局蛋嗍?。信號機的控制信號來自聯(lián)鎖系統(tǒng)，智能橋接器可實現(xiàn)聯(lián)鎖系統(tǒng)發(fā)出的信號繼電器邏輯進行分析轉(zhuǎn)換，通過現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)傳輸。

本設(shè)計在提高鐵路信號系統(tǒng)的智能化程度的同時，使信號的電纜使用量大幅度下降，系統(tǒng)可維護性和可擴容性顯著提高。同時，為提高可靠性，本方案中，加入了“信號燈健康度”統(tǒng)計量，“信號燈健康度”主要針對LED信號燈，即LED 信號燈中可正常工作的LED 發(fā)光管數(shù)目占發(fā)光管總數(shù)的百分比。為了獲得信號燈健康度數(shù)據(jù)，集成在信號燈中的微處理器需要準確識別LED 發(fā)光管中短路（擊穿）和開路（燒斷）2 種故障，并進行統(tǒng)計，給維護部門提供更換依據(jù)。

2 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 二乘二取二系統(tǒng)主備系統(tǒng)

二乘二取二系統(tǒng)是本設(shè)計的功能核心。二乘二取二系統(tǒng)接收微機聯(lián)鎖系統(tǒng)發(fā)來的點燈邏輯，傳送到兩系熱備的控制機，控制機主機解析點燈邏輯，翻譯成網(wǎng)絡(luò)命令發(fā)送給現(xiàn)場的信號燈位，信號燈位反饋回網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和健康度；同時控制機分析燈絲繼電器邏輯，然后通過二乘二取二系統(tǒng)反饋給微機聯(lián)鎖系統(tǒng)。整套系統(tǒng)替換現(xiàn)有的信號機及點燈邏輯電路后，不改變微機聯(lián)鎖系統(tǒng)的任何操作，所以微機聯(lián)鎖系統(tǒng)感知不到新系統(tǒng)的啟用。按照網(wǎng)絡(luò)理論可表達為“智能信號機系統(tǒng)對微機聯(lián)鎖系統(tǒng)是透明的”。為了不影響微機聯(lián)鎖系統(tǒng)的驅(qū)動與采集，系統(tǒng)與微機聯(lián)鎖系統(tǒng)的信號傳遞采用了全物理隔離，即信號繼電器的磁隔離，進一步提高系統(tǒng)安全性能。在本設(shè)計中，二乘二取二系統(tǒng)通過控制機實現(xiàn)，主要包含以下4部分：

（1）信號輔助繼電器邏輯處理單元：智能信號控制系統(tǒng)的核心，它可將計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)中輸出的點燈信號進行邏輯分析，轉(zhuǎn)換為智能控制網(wǎng)絡(luò)的控制信息，最終實現(xiàn)對現(xiàn)場所有信號機的集中控制；

（2）智能橋接控制單元：通過網(wǎng)絡(luò)采集所有信號機的工作狀態(tài)和健康度信息，并實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)的管理和維護，包括燈位的入網(wǎng)、退網(wǎng)、脫機、故障及監(jiān)控AB雙網(wǎng)的智能切換。

（3）信號機系統(tǒng)故障定位及分析單元：通過智能橋接控制單元接收網(wǎng)絡(luò)上信號燈的健康度信息、故障自診斷信息、網(wǎng)絡(luò)注冊節(jié)點信息，AB網(wǎng)在各個節(jié)點的故障情況，將上述情況進行匯總分析，給出綜合報警信息，通過郵件報表方式傳送給維護部門。

（4）人機接口單元：包括強制倒機切換按鈕和監(jiān)控機系統(tǒng)。強制切換按鈕完成二乘二取二的主備系統(tǒng)的硬切換，主要用于出現(xiàn)緊急事故時或網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，為保證行車安全，而進行的硬切換。

2.2 信息的采集和驅(qū)動

在設(shè)計中，本智能控制系統(tǒng)通過對信號繼電器接點的采集，將采集信息輸入智能控制機，通過控制機的邏輯分析判斷，輸出控制命令，從而完成對信號機的開放。信息采集具有以下幾個特點：

（1）為減少對原系統(tǒng)的干擾，采用和原聯(lián)鎖系統(tǒng)的無縫連接，所有采集的接點全部為信號繼電器的空結(jié)點。

（2）為保證信息采集的可靠，對采集每個信號繼電器的接點均采用其上下都采集，這樣可防止由于繼電器接粘連而可能出現(xiàn)的信號升級顯示，降低了信號虛假信號的誤判率，提高了系統(tǒng)安全性。

在設(shè)計中，由于實際上已經(jīng)取消了繼電點燈電路，原燈絲繼電器實際也已經(jīng)不復存在，但由于微機聯(lián)鎖系統(tǒng)仍然在采集燈絲繼電器的信息，為減少改動微機聯(lián)鎖系統(tǒng)軟件帶來的麻煩，設(shè)計中仍保留了“燈絲繼電器”，并通過智能控制機輸出驅(qū)動信號使其按照原邏輯吸起。燈絲繼電器信號驅(qū)動電路如圖2所示。

在驅(qū)動電路設(shè)計時，需要考慮向前向后兼容性，因此，驅(qū)動電路具備以下幾個特點：

（1）繼電器沒有使用動態(tài)繼電器，而是采用普通繼電器，考慮到雙機切換時，為保持繼電器不至于落下，選擇了具有緩放功能的繼電器。

（2）由于沒有采用動態(tài)繼電器，為保證驅(qū)動的安全和可靠，對所驅(qū)動的燈絲繼電器采取了回采的辦法，出現(xiàn)驅(qū)動和采集不一致時，立即使該繼電器落下，保證故障安全，提高了系統(tǒng)可靠性。

（3）對于一些老車站的信號燈設(shè)備，本系統(tǒng)可以較好的實現(xiàn)向下兼容。

2.3 LED信號發(fā)光盤

傳統(tǒng)的色燈信號燈采用白熾燈作為光源，由光源、集光器、反射鏡、色鏡及用于形成光分布的透鏡組成。由于白熾燈的光輻射幾乎占據(jù)整個空間，因此需要用反射器將其他方向上的光收集起來投向要求的區(qū)域。傳統(tǒng)的色燈信號燈的缺點是壽命短，僅1 000~3 000 h；耗電量大，通常要用25 W；光亮效果差，形成可靠光源的結(jié)構(gòu)復雜，焦距調(diào)整麻煩；主燈絲斷絲不能報到具體燈位，不便維護的缺點尤為明顯[6?7]。

本設(shè)計采用LED 光源，具有普通LED 信號機的所有優(yōu)點，如節(jié)能、長壽命等，并特有LED發(fā)光管短路、斷路的自診斷功能和保護功能，并由此可以計算“信號燈健康度”。每個燈位的健康度信息可通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇刂茩C。此外，信號燈系統(tǒng)具有系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)故障自診斷和故障定位功能，故障信息可通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇刂茩C，包括信號的開啟關(guān)閉狀態(tài)、工作電流狀態(tài)、溫度狀態(tài)、濕度狀態(tài)等。本設(shè)計中的LED發(fā)光盤為帶有智能控制芯片的LED發(fā)光盤，每個發(fā)光盤有地址撥碼開關(guān)，相對應(yīng)于每個信號機燈位，具有固定的地址碼，為防止更換發(fā)光盤時地址碼撥錯，在地址碼上方具有易于識別的液晶顯示對應(yīng)的數(shù)字。同時，LED 能夠具有短路斷路報警功能，其LED 發(fā)光管選用了高亮度低功耗的發(fā)光管。本設(shè)計所選的LED 燈源外殼為金屬外殼，強度高，散熱好。對應(yīng)的2個接線插座分別是電源插座和雙網(wǎng)通信插座，LED發(fā)光盤和線纜的連接采用航空插頭，方便維護更換。圖3為LED 信號燈機構(gòu)的設(shè)計及LED 信號燈的機殼機電路系統(tǒng)。

對于LED 燈控制方面，控制系統(tǒng)可對微機聯(lián)鎖系統(tǒng)送來的點燈邏輯信號進行合法性檢查，如有非法碼則導向安全顯示?？稍\斷信號繼電器的上中下觸點同時粘連的故障和懸空故障，并自動導向安全。該系統(tǒng)的控制機采用雙網(wǎng)控制，無擾切換，可實現(xiàn)故障自診斷，具有歷史紀錄查詢和回放的功能。

2.4 電源模塊設(shè)計

LED發(fā)光盤的點燈電源為高可靠的開關(guān)電源，考慮到現(xiàn)場電源可能出現(xiàn)波動，采用了寬幅和抗浪涌的工作的電源，在輸入交流電為85~265 V時，均能保證可靠工作。為進一步保證系統(tǒng)可靠，該開關(guān)電源設(shè)計為雙套熱備，任何一個的故障，無論開路、短路，均不影響發(fā)光盤的點亮。開關(guān)電源的接線采用冷壓接頭連接。

2.5 微機聯(lián)鎖系統(tǒng)的接口

本設(shè)計在完成系統(tǒng)安裝后，在控制室首先關(guān)聯(lián)的設(shè)備是微機聯(lián)鎖系統(tǒng)，為使智能信號機系統(tǒng)不影響微機聯(lián)鎖系統(tǒng)，信號機系統(tǒng)對點燈邏輯信號的采集和燈絲繼電器信號的驅(qū)動都采用繼電器在中間隔離[8]。為不影響微機聯(lián)鎖系統(tǒng)的安全性，智能信號機系統(tǒng)只采集微機聯(lián)鎖信號繼電器的空端子，這樣可以保證通過繼電器隔離的方法傳遞信號。采集和驅(qū)動隔離方式如圖4所示。

圖4中虛線為隔離線，可以看出微機聯(lián)鎖與智能信號機系統(tǒng)之間沒有導線的連接，實現(xiàn)了物理隔離。上下接點同時采集可以判斷，中接點和上下接點同時粘連的情況，但對于中接點和上下接點單獨粘連的情況則無法判斷。對于驅(qū)動的燈絲繼電器的各種接點粘連則全部能夠判斷。為了防止智能信號機驅(qū)動燈絲繼電器信號時對微機聯(lián)鎖造成影響，使微機聯(lián)鎖系統(tǒng)只采集燈絲繼電器的空端子，這樣保證了智能信號機系統(tǒng)和微機聯(lián)鎖系統(tǒng)沒有導線的直接電氣連接，如圖5所示。

3 系統(tǒng)自身安全性分析

智能信號機系統(tǒng)本身的安全性保障采取多個安全措施，保證了系統(tǒng)自身的安全性[9?10]：

（1）控制機采用故障安全的動態(tài)電路采集微機聯(lián)鎖送來的信號；

（2）控制機采用三取二邏輯進行點燈邏輯的計算；

（3）控制機采用硬件防死機技術(shù)，保證系統(tǒng)不停機；

（4）系統(tǒng)采取雙網(wǎng)熱備通信，保證通信安全可靠；

（5）信號燈控制板也采用了硬件防死機技術(shù)，保證系統(tǒng)受到干擾后不停機；

（6）大量采用了軟件和糾錯校正冗余技術(shù)，保證系統(tǒng)的容錯性能。

4 結(jié)語

本文提出一種新穎的方案，將LED 信號燈進行網(wǎng)絡(luò)化控制，每個LED 信號燈集成一套具有雙網(wǎng)熱備通信功能的嵌入式微處理器系統(tǒng)，由安裝于機械室內(nèi)的智能信號機控制器集中控制，智能信號機控制器接收來自微機聯(lián)鎖系統(tǒng)的信息，執(zhí)行點燈命令，反饋燈絲繼電器信息。本設(shè)計可提高鐵路信號系統(tǒng)的智能化程度，使傳輸信號的電纜使用量大幅度下降，系統(tǒng)可維護性和可擴容性顯著提高。

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