五、交流工频轨道电路

用于城市轨道交通的交流工频轨道电路有 50 Hz 相敏轨道电路（包括继电式和微电子式）、 PF 轨道电路。它们只有监督列车占用的功能，不能传输其他信息。

城市轨道交通一般采用直流牵引，所以轨道电路可以采用 50 Hz 电源，这与铁路不同（铁路采用交流工频牵引，轨道电路只能采用 50 Hz 以外的电源，一般为 25 Hz ）。

六、音频轨道电路

音频轨道电路具有检测列车占用和传递 ATP / ATO 信息两个功能。音频轨道电路皆为无绝缘轨道电路，用电气隔离的方式形成电气绝缘节，取代机械绝缘节，进行两相邻轨道电路的隔离和划分。

1 ．音频无绝缘轨道电路的基本工作原理

音频无绝缘轨道电路有谐振式和叠加式两大类。谐振式又称电气隔离式，它是在轨道电路分界处，采用电容和钢轨构成的电感组成谐振电路；另外，相邻轨道电路采用不同频率的信号电流，使轨道电路电气隔离。谐振式轨道电路具有信号外串相对较小的特点，相邻轨道电路之间隔离性能要优越于叠加式。叠加式又称自然衰耗式，它是利用轨道电路的自然衰耗，相邻轨道电路采用不同的信号电流，在轨道外滤波使相邻轨道电路的工作互不影响。叠加式信号外串相对较大，但绝缘节结构简单。

城市轨道交通中轨道电路区段较短，故多采用谐振式。早期的音频无绝缘轨道电路采用短路连接式，各相邻轨道区段采用不同的信号频率。该轨道电路在接收端存在“死区”，具有一定的危险性。

为了克服上述缺陷，目前一般采用把短路钢条连成“S ”形方式，称为 S 型连接式音频轨道电路。 “S ”形电缆将信号f1与f2阻隔，使它们不能向相邻区段传输。这样，就实现了f1区段（轨道区段 1 ）与f2区段（轨道区段 2 ）的相互隔离。

S 型连接电气绝缘节的特点为：

( l )谐振回路的品质因数 Q 值不高，因而频带较宽；

( 2 )相邻轨道电路区段在电气绝缘节区域存在重叠区，因此在整个轨道电路传输区域不存在“死区”。

此种 S 型连接式音频轨道电路称为标准式音频轨道电路。

在音频条件下，轨道电路的衰耗很大，限制了音频轨道电路的有效作用距离，频率为 10 kHz 时，轨道电路的有效作用距离为 300m 。为了增加音频轨道电路的有效作用距离，通常采用中间馈电式音频轨道电路，在轨道电路中间发送，两端接收。当两个接收器均接收到高电平时，说明轨道电路空闲。当两个接收器所接收到电平为一高一低或者均为低电平时，说明轨道电路空闲被占用。

采用中间馈电式后，音频轨道电路的有效作用距离可以增加一倍

2 ．音频无绝缘轨道电路的分类

①按信息处理技术分为模拟轨道电路和数字编码轨道电路

模拟轨道电路用代表不同速度信息的低频对载频进行调制，该调制信号是模拟量，以实现对列车速度的控制。它只能传输速度信息，不能传输更多的 ATP 信息，因此只能实现阶梯式控制模式的固定闭塞。上海地铁 1 号线采用的原美国 GRS 公司的轨道电路和北京地铁采用的英国西屋公司的 FS2500型轨道电路，就属于这一类。

数字编码轨道电路则用报文形式，通过数字编码对载频进行数字调频，该调制信号是数字量，以实现列车控制用各种信息（包括目标速度、目标距离、线路坡度、区间限制、轨道电路长度等信息）的传输。通过这种轨道电路可实现曲线式控制模式的准移动闭塞。上海地铁 2 号线采用的美国 us & S 公司的 AF-904 型轨道电路，广州、南京、深圳地铁采用的德国西门子公司的 FTGS 型轨道电路，上海城市轨道交通 3 号线采用法国 ALSTOM 的 DTC921 型轨道电路，都属于这一类。

②按调制方式分为调幅轨道电路和调频轨道电路

调幅轨道电路采用调幅的方式将低频信号调制在载频上予以传送。上海地铁 1 号线用的 GRS 的音频无绝缘轨道电路即采用调幅方式，它用 2 Hz 、 3 Hz 去调制 2 625 Hz 、 2 925 Hz 、 3 375 Hz 、 4 275 Hz 作为检测列车占用用。

调频轨道电路采用调频和数字调频的方式将低频信号或报文载在载频上，多数音频轨道电路均采用此种方式。例如， FTGS917 型轨道电路采用 9 . 5 Hz 、 10 . 5 Hz 、 11. 5 Hz 、 12 . 5Hz 、 13 . 5 Hz 、 14 . 5 Hz 、 15 . 5 Hz 、 16 . 5 kHz 作为载频，偏频为±64 Hz ，＋ 64 Hz 为 " 1 ”，－64 Hz 为“0” ，进行数字调频。

③按功能分为检测列车占用与传输 ATP 信息分开和检测列车占用与传输 ATP 信息合一两种方式。

检测列车占用与传送 ATP 信息分开的方式是检测列车占用采用一种方式，而 ATP 信息采用另一种方式。例如 GRS 的音频无绝缘轨道电路，用 2 Hz 、 3 Hz 调制275 Hz 作为检测列车占用用，用 8 种低频（ 0 ~20 Hz ）调制 2 250 Hz 作为传送速度控制命令。 FTGS 轨道电路用位模式调制载频作为检测列车占用用，用报文调制载频发送 ATP 信息。

检测列车占用与传送 ATP 信息合一的方式是检测列车占用和传送 ATP 信息由同一种方式实现。例如 FS2500轨道电路，用 14 种速度码传送 ATP 信息，同时作为列车占用的检测，在接收端收不到信号时，即为列车占用本区段，但发送端照样可为列车传送 ATP 命令。 AF -904 型轨道电路也是这样，用报文传送 ATP 信息，同时作为列车占用的检测。

3 ．音频无绝缘轨道电路的连接方式

谐振式无绝缘轨道电路的发送器和接收器与钢轨的连接方式有感应（互藕）方式和直接注入（自藕）方式两种。

感应方式亦有两种，一是发送器、接收器经阻抗连接器接至钢轨；二是将 S 形电缆两端焊接到钢轨上，由一匝电线构成的环线与 S 形电缆连接器藕合。

借助其外形尺寸，可提供很强的方向性，以设定轨道电路电流的方向。

直接注入方式是轨道电路的发送器和接收器经调谐单元直接由引接线焊接到钢轨上。

4 ．棒

音频轨道电路一般由电气绝缘节分隔，它由钢轨间的棒（Bond ）和调谐单元组成，调谐单元位于轨旁连接箱内。

棒有 S 棒、 O 棒、 I 棒等种。

一般情况下（主要是正线区间的轨道电路）相邻的轨道电路通过 S 棒隔离。它是镜像对称的，以 S 棒的中心线作为轨道区段的物理划分。 S 棒长 7 . 5m 左右，模糊区段长小于或等于 3 . 9m （指车压在 S 棒的 1 / 4 至 3 / 4 范围内，两边的区段都显示“轨道占用”）。 S 棒还起平衡两个走行轨牵引电流的作用。

在两个轨道电路区段之间需清晰分离或由于缺少空间（道岔处）无法安装 S 棒时，使用机械绝缘节。此时电气绝缘节由终端短路棒（O 棒）和一个机械绝缘节共同组成，来划分两个轨道电路，它主要应用在双轨条牵引回流区段。终端棒长约 3 . 5m ，距机械绝缘节0.3~0.6m。

短路棒（ I 棒）用于一端为轨道电路区段，另一端为非轨道电路区段的情况。棒长约 4 . 2m 。

调整短路棒是短路棒的改进型，主要应用于车站站台区段两端。