论文题目：新型道岔控制电路研究及其可靠性安全性分析
摘要：道岔控制电路用于来控制道岔，其可靠性安全性高低对行车效率和运输安全影响重大[1]。目前我国铁路上使用的道岔控制电路根据转辙机类型大体分为三种：一是用于直流转辙机的四线制控制电路，二是用于直流转辙机的六线制控制电路，三是用于三相交流转辙机的五线制电路。这几种道岔控制电路经过长期使用，发现存在以下几个问题：首先，道岔位置表示只通过表示二极管的极性确定，略显简单，在某些特定条件下，外电路可形成二极管特性，造成“虚假”表示，影响系统的安全性；其次，这三种道岔控制电路没有匹配的防雷电路，容易因雷电产生故障；最后，这几种道岔控制电路都属于继电器联锁范畴，该系统配线复杂，此外，继电器由于工艺材质等原因故障频发，使得道岔控制电路的可靠性不高。上述问题严重影响着既有道岔控制电路的可靠性与安全性，然而道岔控制电路在铁道信号控制领域中恰恰是技术要求最高、故障防护能力最强的。本文正是在这种背景下开展了对新型道岔控制电路——全电子道岔电路的研究。 论文主要完成了以下工作：详细分析了五线制道岔控制电路的故障，总结出五线制道岔控制电路存在的问题，并在此基础上综合运用FMEA和故障树分析方法对其性能进行定量分析；论文对西门子Siwes2道岔控制系统的组成及工作原理进行了较详细的描述，并以此为依据提出了一些方法来解决五线制道岔控制电路存在的问题；论文在充分分析全电子道岔电路功能需求和性能需求的基础上，采用可靠性高的电力电子开关等元器件代替继电器，并采取多种故障-设计措施设计出全电子道岔电路；论文以元器件失效率等基础数据为依据，利用Markov模型计算了全电子道岔电路的可靠性，利用硬件失效概率评估方法对道岔电子电路的安全性进行定量分析；最后，按照《铁道信号电气设备电磁兼容性试验及其限值》对全电子道岔电路进行了静电测试，输入/输出线的电快速脉冲测试以及防雷测试，测试结果表明全电子道岔电路的电磁兼容水平能够达到规定的水平。 全电子道岔电路综合运用了电力电子开关技术、通信技术、计算机技术等。该电路具有占用面积小、实现功能多、无维修少维护、短路自动保护报警等优点。因而，全电子道岔电路具有较高的可靠性与安全性，它能够提高列车的运输效率，更好的保证列车运行安全，符合未来我国铁路事业对信号系统的需求。
关键词：道岔控制电路;全电子道岔电路;可靠性;安全性
学科专业：交通信息工程及控制
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题的背景及意义
1.2 选题的国内外发展概况
1.2.1 国内道岔控制电路发展概况
1.2.2 国外道岔控制电路发展概况
1.3 课题主要内容及章节安排
2 既有道岔控制电路
2.1 五线制道岔控制电路组成
2.2 五线制道岔控制电路工作原理
2.2.1 道岔启动电路
2.2.2 道岔表示电路原理
2.3 五线道岔控制电路故障分析
2.3.1 室内控制电路故障
2.3.2 控制电路电缆线路故障
2.3.3 室外电路故障
2.3.4 三相电源故障
2.4 道岔控制电路性能分析
2.4.1 FMEA 分析
2.4.2 故障树分析
2.5 Siwes2 道岔控制系统
2.5.1 Siwes2 道岔控制系统组成
2.5.2 Siwes2 道岔控制系统工作原理
2.5.3 Siwes2 道岔控制系统特点
2.6 结论
2.6.1 定性分析结论
2.6.2 定量分析结论
3 新型道岔控制电路
3.1 全电子道岔电路需求分析
3.1.1 功能需求分析
3.1.2 性能需求分析
3.2 道岔控制电路整体方案设计
3.3 表示电路
3.3.1 表示信号采集电路模型设计
3.3.2 工作原理
3.4 动作电路
3.4.1 动作电路模型设计
3.4.2 工作原理
3.5 软件设计
3.5.1 软件功能设计
3.5.2 软件流程设计
3.6 可靠性与安全性保障
4 新型道岔控制电路可靠性和安全性
4.1 可靠性分析
4.1.1 可靠性框图
4.1.2 可靠性计算
4.1.3 可修复时间
4.2 安全性计算
4.2.1 子系统划分
4.2.2 传感器子系统安全性计算
4.2.3 道岔控制模块安全性计算
4.3 本章小结
5 新型道岔控制电路电磁兼容性测试
5.1 静电测试
5.1.1 试验等级
5.1.2 试验方法及结果
5.2 电快速脉冲测试
5.2.1 试验等级
5.2.2 试验电路
5.2.3 试验方法及结果
5.3 防雷测试
5.3.1 防雷测试电路
5.3.2 测试方法及结果
5.4 本章小结
6 总结
致谢
参考文献