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德国铁路行车保护PZB系统介绍一(基本原理)

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发表于 2019-5-9 15:50:45 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 vvvf 于 2019-5-9 15:55 编辑

德国铁路行车保护PZB系统介绍一(基本原理)
       最近发现大家对模拟火车这个游戏挺感兴趣的,但玩过这游戏里德国线路的朋友可能会遇到过车开着开着就突然给你来了个紧急制动之类的灵异事件,当初我玩的时候也是被吓的各种战战兢兢畏手畏脚不敢提手柄,生怕突然就给你来个紧急制动,其实这个系统叫做PZB系统,他的原理和我国的LJK完全不同,它既不会告诉你前方信号灯颜色,也不会告诉你当前线路限速,你所要做的是认真瞭望信号机,瞭望限速牌,认真确认每一个信号,牢记不同信号灯的含义和PZB系统的速度要求,总之它是一套既即监控司机行为又监控行车结果为出发点的行车保护系统,LZB不一样以后再讨论,相比而言我们的LJK更注重的是什么都告诉司机和行车结果,司机甚至都不用瞭望只要不超速不闯信号,所有信息LJK尽在掌握,哦对了,这个帖子是介绍PZB的,那就不扯LJK了,下面进入正题:
      德国铁路的行车保护系统称作“Indusi”,即德语Induktive Signalsicherung(感应信号保护)两个单词组合而成,它的正式术语称作PZB(Punktförmige ZugBeeinflussung),翻译成英语的话就是spot-wise train control,即点式列车控制,当然还有一种叫连续式列车控制的LZB,这个我们以后再讲。
      PZB系统是1934年推出的,其物理实体为:
      a)    线路侧:在线路上的距离(预告)信号机处(一般设置在主体信号机前1000米)、主体信号机处、接近主体信号机250米处的三个位置的线路边各安装一个自激振荡线圈,由于自激振荡的频率是由电感L和电容C的参数所决定的固定常数,所以在不同地点安装有不同固有频率的自激振荡线圈,具体为:
      距离(预告)信号机所在处1000Hz;
      主体信号机所在处2000Hz;
      接近主体信号机250米处500Hz。
12.png
file:///C:/Users/mamin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.png
      b)    机车侧:机车上在对准线路侧线圈的垂直空间上安装两个电磁线圈,一个叫直流常带电线圈(也可以称作电源线圈),另一个叫接收线圈(也可以称作反馈线圈),这两个线圈前后紧挨着布置,如果参考机车前进方向的话,直流常带电线圈的位置在前,接收线圈的位置在后,这两个线圈的作用分别是:
      直流常带电线圈:给线路侧线圈励磁,或者说充能,被励磁的线路线圈内部便按其固有频率开始自激振荡。
      接收线圈:将已经开始自激振荡的线路侧线圈的振荡频率感应到机车上来,使安装在机车上的车载PZB装置能够知道当前线路上哪个频率的信号已经被激活。
      它的基本原理如图所示:
11.gif
file:///C:/Users/mamin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image003.gif
      图中,下方为自激振荡线圈,上方为移动的列车,下方的自激振荡线圈如果要被充能的话还需满足一个条件,即其本身的自激振荡回路闭合,而这个回路的闭合与否是由当前信号灯状态所决定的。
      举个例子:
      当主体信号机显示绿灯时代表前方线路未被占用,此时轨道电路没有被车轴短路,这时在连接在左右轨道间也就是轨道电路正负电源间的继电器处于得电动作状态(继电器同时也控制信号灯绿灯回路的导通),相应的继电器的常闭接点处于动作断开状态,然后再把该常闭接点串联到位于信号机底下线路侧线圈的振荡回路中,此时的自激振荡线圈回路断开不通,如果有车通过这个绿灯信号,自激振荡线圈不会被励磁起振,同样接收线圈也没有信号可以接收,车载PZB装置只要没有信号输入就认为当前线路空闲可以通过。
      当上述列车通过主体信号机后,此时前方线路轨道电路就被车辆车轴所短路,继电器被短路后失电,其所控制的所有接点状态翻转,此时用来点亮绿灯的回路断开,红灯回路导通(信号机显示红灯),而位于信号机底下的自激振荡线圈回路也被导通,如果紧接着后面还有辆列车也越过了该信号灯,机车上的直流常带电线圈就能使线路侧线圈产生自激振荡,同时接受线圈就能接收到2000Hz(主体信号机处)的反馈信号,后续列车的车载PZB装置凭借接收到的2000Hz信号就能知道机车已经越过了红灯信号机,接下来就要开始启动紧急制动程序了。
      当然这仅仅是举个例子,真实情况会稍微复杂一点,因为当后续列车在通过位于红灯信号机前1000米处的距离(预告)信号机和位于红灯信号机前250米两处时,安装于这两处的线圈也已经被前车所激活,因此车载PZB装置分别会收到1000Hz和500Hz两个反馈信号,所以如果司机没有任何减速操作的话,列车不用等到越过红灯就已经开始自动放风了,至于具体操作要求我会在后序的教程中再跟大家介绍的。
      好了,这期介绍就到此,有什么不清楚的话可以跟帖留言,顺便说个题外话,作为一个电气出身的人,就我个人而言,发明这个系统的人绝对是个天才,地面线圈根本就不需要外接电源,受电和反馈几乎在同时完成,这也是我在做这个PZB介绍时首先介绍这部分内容的原因。
如果大家兴趣较高的话,下期我准备介绍PZB系统的操作和速度要求,手码字比较累,工作也比较忙,如果更新的慢也请大家见谅。

发表于 2019-5-10 11:30:58 | 显示全部楼层
首先感谢楼主于百忙之中为我们带来国外铁路技术的介绍
但看过介绍我并不认为这套系统比LKJ(请注意不是LJK)更高级/合理
这套系统应该也只能应用于运量不高的半自动闭塞线路
至于LKJ把信号和限速都显示在机车上是否合理,我觉得这是显而易见的,当然,即便没有LKJ,机车还自带机车信号呢,一样可以把信号引入车内
应该是90年代吧,英国铁路出过两列客运列车迎头相撞的事故,原因就是当值司机没看清信号,结果冒进了,当然最后定责司机无责(被阳光晃眼了),是信号机设置有问题,所以说把信号引入车内的重要性是不言而喻的,否则极易造成臆测行车——当然这定责本身充分显示了中外的区别(跑题不多说)
至于线路限速,我不认为把司机有限的瞭望精力分给寻找限速牌会更合理
回到这套PZB系统本身,通过您的介绍我认识到,列车是完全存在越过红灯信号机的可能的,而LKJ理论上不存在这种可能性
只能说,德铁针对自身运量和投资以及人员素质选择了适合自己的方式,没必要来和LKJ比个高下——实际上真没啥可比性
另外有一个疑问是,作为非电气专业出身的我,确实没看懂那个原理线路图,那开关的位置我怎么看都不影响振荡电路本身啊
发表于 2019-5-10 14:18:51 来自手机 | 显示全部楼层
铁道游击队长 发表于 2019-5-10 11:30
首先感谢楼主于百忙之中为我们带来国外铁路技术的介绍
但看过介绍我并不认为这套系统比LKJ(请注意不是LJK ...

司机当场遇难,肯定免于追究阿。。。
发表于 2019-5-10 14:22:56 | 显示全部楼层
川黔上的韶山三 发表于 2019-5-10 14:18
司机当场遇难,肯定免于追究阿。。。

这两回事,责任归责任
如果放在国内,司机挂了岂不是完美的替罪羊?(就算活着也肯定毫无疑问的成为替罪羊)


 楼主| 发表于 2019-5-11 11:32:55 | 显示全部楼层
铁道游击队长 发表于 2019-5-10 11:30
首先感谢楼主于百忙之中为我们带来国外铁路技术的介绍
但看过介绍我并不认为这套系统比LKJ(请注意不是LJK ...

德铁的PZB确实有点老旧,毕竟是建立在再1934年的基础上的,我也不是硬要和LKJ进行比较,只是因为大家先入为主的是LKJ,用LKJ来简单对比一下PZB的不同,主要是想让人对德铁的信号监控有个初步认识,其实光这么说大家也不一定能有概念,后续有时间我会进一步说明PZB的操作。
另外PZB也用在干线自动闭塞线路上,只要是线路设计时速低于160公里的线路PZB是全覆盖的,线路设计时速上限在160-200的,德铁另有一套LZB系统,这套系统配合德铁机车上的AFB(自动牵引制动)系统可以做到让机车在不需要司机操作的情况下完全自动地跟随地面速度指令进行加减速操作,司机完全可以不用瞭望信号和限速牌,而且线路限速信息也不是预存在监控装置里的,完全靠地面信息实时给定。
 楼主| 发表于 2019-5-11 12:02:27 | 显示全部楼层
铁道游击队长 发表于 2019-5-10 11:30
首先感谢楼主于百忙之中为我们带来国外铁路技术的介绍
但看过介绍我并不认为这套系统比LKJ(请注意不是LJK ...

PZB理论上也不会越过红灯信号机,具体以后会说到
发表于 2019-5-11 14:33:32 | 显示全部楼层
vvvf 发表于 2019-5-11 11:32
德铁的PZB确实有点老旧,毕竟是建立在再1934年的基础上的,我也不是硬要和LKJ进行比较,只是因为大家先入 ...

话说现在天朝不也在推动高铁的自动化驾驶控制系统吗?
发表于 2019-5-11 14:36:20 | 显示全部楼层
本帖最后由 一只老斑鸠 于 2019-5-11 14:37 编辑
vvvf 发表于 2019-5-11 11:32
德铁的PZB确实有点老旧,毕竟是建立在再1934年的基础上的,我也不是硬要和LKJ进行比较,只是因为大家先入 ...

不过每个国家的铁路系统的运营调度和信号设备系统等方面差异也挺大的。也有的国家是后来沦为殖民地后被迫师从了某些国家的风格。我国好像从1949年之后就渐渐效仿苏联模式了。实际上直到今天的俄铁都还有不少苏联时代遗留的东西。(当然,LKJ都是90年代之后的东西了。)。
 楼主| 发表于 2019-5-11 14:36:57 | 显示全部楼层
一只老斑鸠 发表于 2019-5-11 14:33
话说现在天朝不也在推动高铁的自动化驾驶控制系统吗?

推把,反正国外都有现成的东西,之后就是厉害了我的国
发表于 2019-5-11 14:39:41 | 显示全部楼层
本帖最后由 一只老斑鸠 于 2019-5-11 14:40 编辑
vvvf 发表于 2019-5-11 14:36
推把,反正国外都有现成的东西,之后就是厉害了我的国

中国真正能做到完全原创的科技成果的确不多(实际上也压根就没几样是中国人原创或者首创的,不都是从人家后面照葫芦画瓢学来的吗?),很多就算后期把造型改变了依然还是可以看到人家的影子。只是某TS官媒都已经习惯于“厚颜无耻”了。
 楼主| 发表于 2019-5-11 14:42:37 | 显示全部楼层
铁道游击队长 发表于 2019-5-10 14:22
这两回事,责任归责任
如果放在国内,司机挂了岂不是完美的替罪羊?(就算活着也肯定毫无疑问的成为替罪 ...

话说英国的AWS系统在黄灯前就会报警,司机没看见一样放风,不过90年代的英国铁路不太清楚,难道也是和我们一样处于半裸奔状态?
 楼主| 发表于 2019-5-11 14:45:00 | 显示全部楼层
一只老斑鸠 发表于 2019-5-11 14:39
中国真正能做到完全原创的科技成果的确不多(实际上也压根就没几样是中国人原创或者首创的,不都是从人家 ...

激发国民自豪感无可厚非也天经地义,这种宣传过头了会适得其反麻痹自己,话再说的难听点就是愚民了
发表于 2019-5-11 14:55:17 | 显示全部楼层
本帖最后由 一只老斑鸠 于 2019-5-11 15:20 编辑
vvvf 发表于 2019-5-11 14:45
激发国民自豪感无可厚非也天经地义,这种宣传过头了会适得其反麻痹自己,话再说的难听点就是愚民了[/back ...

TS的官僚们,他们整天吹嘘某些事物,其实想的只是为了讨好现在的某“皇帝”,并为此牟利。至于这些东西本身的意义却并不是他们想要关心的。
发表于 2019-5-11 21:25:40 | 显示全部楼层

是够天才的
拿机车给地面设备充电
又不需要接电源,又节能,连带来车检测都进去了
 楼主| 发表于 2019-5-11 22:58:21 | 显示全部楼层
CRS 发表于 2019-5-11 21:25

是够天才的
拿机车给地面设备充电

是的,还能根据不同位置设置不同频率的线圈,以便告诉后车自己在什么位置,该如何监控速度,1934年啊
发表于 2019-5-13 17:32:59 | 显示全部楼层
vvvf 发表于 2019-5-11 11:32
德铁的PZB确实有点老旧,毕竟是建立在再1934年的基础上的,我也不是硬要和LKJ进行比较,只是因为大家先入 ...

但至少从您的介绍来看,看不出在自动闭塞上能有太大作为,当然,德铁是否有四显示,我也不知道
发表于 2019-5-13 17:34:22 | 显示全部楼层
vvvf 发表于 2019-5-11 12:02
PZB理论上也不会越过红灯信号机,具体以后会说到

那可能是您介绍的不是很清楚吧
因为您说的这个线圈是位于信号机处的,只有当机车抵达线圈处,才能接收制动信号,那必然越过信号机啊
当然,线圈位置适当前提即可


发表于 2019-5-13 17:35:16 | 显示全部楼层
一只老斑鸠 发表于 2019-5-11 14:33
话说现在天朝不也在推动高铁的自动化驾驶控制系统吗?

各地地铁的ATO,了解一下
发表于 2019-5-14 11:29:33 | 显示全部楼层
说了半天,那张线路图到底是画错了,还是我理解错了
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