本发明涉及铁路信号系统，具体地讲是在铁路各段提供信号以 控制列车速度的信号系统。这种速度控制通过列车驾驶室内的显示 信号提供，然后工程人员或列车司机或自动节流阀/阐控制根据显示 信号作出反应。

本发明特别适合在列车速度控制系统中应用。控制信号以音频 电流的形式输入到一段铁轨中，当列车进入这段铁轨时，列车上的接 收器就接收到这种信号，这样，控制信号就传给了列车。频率可以是 一个或多个频率。传统上输入到铁轨上的信号是一种开关调制的载 波信号。调制率或码率提供不同的速度命令。一般来说，调制率范围 为1.25Hz-21.5Hz。一个典型的高速运输管理局可以有一个10. 8Hz的最高速度码率，表示70英里/小时。相应地，码率为4.5、3.8、 2.0、1.5Hz分别代表55、35、25、15英里/小时。没有码率可以被用 作：停命令”的码率。一个特殊的频率(例如在上面提到的铁路管理 局的18.5Hz)可用作“停”码率，其它码率被用作“切断”命令。这个 “切断”命令是一个特殊命令，它告诉工程人员或列车司机或列车上 装备的自动速控系统，列车已进入没有速度控制信息输入的路段。

这种控制系统在下面的专利中有过介绍，为进一步讨论，我们可 参考一下这些专利，它们是：J.W.帕克(J.W.Parker)，于91 年4月9日公开的、专利号为5006989的专利；H.C.西帕莱 (H.C.Sibley)于1981年12月22日公开的、专利号为4307463的 专利，以及J.W.帕克(J.W.Parker)于1988年3月22日公 开、专利号为4732355的专利。

如果在铁路上或者离铁路很近的地方有作业，就有必要使自动 列车速度控制系统失去作用，并防止允许在临时条件下超过安全速 度的速度信号输入这段铁轨，尽管控制速控系统操作的路轨被占或 其它因素都可以允许列车有更高的速度。传输到列车上的较低的速 度是一种安全的且与铁道临时情况相一致的速度。因此，速控系统利 用了人工操作的速度限制装置。这种装置可允许自动速度控制系统 继续操作，但传输到列车上的速度信息限制在由限速装置确定的最 大速度范围之内，最大限度是向列车调度员或铁道维修人员提供的 几个数据之一，这也是很需要的。列车速度限制装置在操作时必须是 安全的(故障保险的)，因为它影响到列车和/或在铁道上或附近工作 人员的安全。先有技术的速度限制方案在后面结合图1和图2进行 讨论。这种方案由于众多原因而不能完全令人满意，这些原因包括操 作的简易性、操作的安全性以及缺乏灵活性，它被限定在特定的铁道 管理局应用(在一个特定的速度控制系统)。

因此，本发明的目的之一是提供一种改进了的列车速度限制装 置，以在一段铁道内限制允许的列车速度，并且这种装置可为多数铁 道运输管理局采用。

本发明的目的之二是提供一种在操作时安全的(故障保险的)改 进了的列车限定装置，以在有必要或需要限速的铁路段内，把列车 速度限制在允许的速度之内。

本发明的目的之三是提供一种改进了的限速装置，它能与列车 速度控制系统中细小的、易于实施的改进相匹配，这些列车速度控制 系统可以有一些不同的速度控制信号组(例如，码率的不同组合或者 多个载频)，因此，它能降低列车速度控制系统的整体成本。

本发明的目的之四是提供改进了的列车限速装置，它有一个能 把速度限制在不同速度范围内的部件，这个部件是两面四边形的平 面板，同时它还可做成可插入的选择器板，另外它也能插入载波 板，载波板在八个不同位置载有速度限制信号，每个位置对应一个不 同的速度限制。

本发明的目的之五是提供改进了的列车限速装置，由所需的速 度限制决定连接不同组合，利用单一的有许多触点的选择器部件完 成这种组合，这些触点提供了一组连接，另外在每路载有安全速度的 速度控制信号的电路间插入一个接地电路或者普通保护电路，这样 就获得了安全操作，它能防止相邻安全电路由于漏电和其它原因而 出现的短路。另外，如果插入的接地保护护电路断开或与地分离，那 么通过关掉码率产生器的输出而得到检测。

本发明的第六个目的，也是更明确的目的是提供改进了的列车 限速装置，它在产生码率信号的元件与利用码率产生速度控制及把 速度控制信号输入到铁轨中的元件之间有一个接口，向铁轨输入这 种速控信号是为了防止输入比识别人员如调度人员或维修人员为在 紧急情况下保证安全而选择输入这段铁段的信号更大的速控信号， 虽然对应更高速度的速控信号是由驾驶室发出的信号或只考虑到铁 道被占条件及预定速度限制的速控系统所控制的，特别是接口利用 一个单个的有许多连接位置的插入连接器件，这种连接器件可插入 对应所限的最大允许速度的位置，而装置在操作时是故障的，且对于 速度控制信号的不同的排列和组合，装置都是通用的。

简要地说，在实施本发明的铁路列车速度控制系统中，本装置限 制对应允许的列车速度的控制信号输入，它扔一个提供许多控制信 号的源，还有一个对从源输出的控制信号响应的部件，这个部件产生 一个适当的控制信号，并把这个控制信号输入到列车速度被控的铁 路段，在这源和部件之间有连接器件，连接器的第一部分是一个限速 载波板，它载有速度控制信号或者能产生速度控制信号的信号。这个 限速载波板为可移动的、可选择位置的选择器板提供了一个插座。 选择器板有许多组触点，每一组对应不同的允许速度。在一个被选 择的位置，选择器板的触点与载板的触点互相接触，这样就得到了 一个连接的组合，它使得装置产生并输入速控信号，这些速控信号所 对应的速度为允许的速度或低于允许速度。安全性结构利用选择器 板和载板的接触点及两板上接触点的连接来提供，在载有速控信号 或可以用来产生速控的信号的信号的电路之间，它提供了一个串联 交叉电路。影响安全的电路之间任何漏电情况或连接的任何故障，都 提供一个断开电路的条件，它被用来禁止产生速控信号：没有速控信 号就表示列车在这段被控制的路段以最小的速度行驶或停止。选择 器板与载波板上的触点也给显示器组提供了连接，它适合于不同颜 色的灯，不同灯的组合对应不同允许的(限制的)速度条件。

通过结合附图阅读以下叙述，我们将会对前面所讲的发明目的 或其它目的与发明的特点、优点以及提出的最佳实施例有更清楚的 了解。

图1是先有技术限速的列车速度控制系统示意图；

图2是另一个先有技术限速的列车控制系统的示意图；

图3a与图3b和图3c组成本发明限速列车控制系统的示意图；

图4是在图3的系统中限速载波板的边缘连接器的触点组的排 列示意图；

图5示出了在选择板的边缘的多组触点的排列，当插入载波板 边缘连接器时，它提供不同的允许速度(速度限制)，载板的边缘连接 器在图3a、图3b和图4中曾示出；

图6是一个表格，它举例标出了图4中的显示元件发光的颜色 所对应的不同的速度限制；

图7是图4中所示的显示器的更详细的示意图；

图8是图3中画出的限速选择器板、载波板和系统母板的部件 分解图；

图9和图10分别是载波板的前视图和后视图；

图11和图12分别是选择器板的前视图和后视图。

参看图1，它画出了先有技术的速度控制系统。这个系统利用一 系列的码率产生器，它们工作在不同的频率，在各自不同的输出端提 供不同的码率(在图中由码率1到码率7)，然后经速度限制盘输出 到安全防护速度控制模板由它根据来自列车速度控制系统(TSCA) 的输入控制来选择其中一个码率。被选择的码率信号再回过来经过 速度限制盘到输出，然后在振荡器板上调制列车速度载波产生器。在 板上有两个振荡器，把它们的输出结合起来，并在功率放大器中加以 放大，提供一个被所选码率调制的载波，它被加在列车速度需要控制 的铁道段的接头，而另一个被调制的载波用于列车的检测。码率板上 画出了码率产生器。振荡器和功率放大器在图中被放在各自的板上。

振荡器板包括两个音频载波产生器，一个是列车速度载波产生 器，另一个是列车检测载波产生器。列车速度载波器被所选的速度码 率信号所调制，然后被滤波，再在一个缓冲放大器中被放大。列车检 测载波产生器(不同频率)被两个列车检测码率(不同于速度码率中 的任一个)之一所调制，被滤波，再被第二个缓冲放大器放大。两个信 号的所需大小在它们的各自的缓冲放大器中被调节。功率放大器把 这两个不互相干扰的码率信号结合起来并放大，而且可以通过一个 输出耦合变换器施加在铁道阻抗连接点。对连接和组合的讨论可以 在前面提到的美国专利，以及C.S.威尔科斯(C.S.Wilcox)于 1915年12月23日公开的，专利号为3927851专利中找到。

在图1中系统限速装置就是限速盘。在这里使用了多层联动旋 转开关，一个开关层处理一个码率。每一个旋转开关电路都在一个单 独的开关层上，它并不提供安全操作，因为旋转开关上触点之间的 距离小于四分之一英寸，而在安全电路中，赤裸电路元件被规定所需 要时最小防止漏电距离为四分之一英寸。故障形式也可能由可能的 旋转开关层可能的相对运动产生，所有开关层的联动动作由“Q” 形旋纽完成，这个旋转通过开关的各层并且同步地旋转它们。如果 在一个开关层中Q形孔变成园孔或变形了，就不能同步。这会导致 安全操作失效，可以引起不安全的电路结构。为了适合不同的运输管 理局的不同的限速系统，多层开关的不同的连线是需要的。

在图2所示的先有技术系统，码率板、安全防护速度控制模 板，振荡器板和功率放大器板都如图1所示的相同，速度限制装置被 提供了一个插座，这信插座与码率板上的不同码率产生器相连接， 并输出连接到速控模板，而输出到速控板的连接点之间是速控模板 的输出及振荡器板的一个公共输入。布线插头一个一个地被插入插 座。在图示的设计中，有8个不同的限定选择，因此，就有7个布线不 同的限速插头，插座和插头的不同布线是必要的，它由铁道管理局在 实施他们的列车速度控制系统时所使用的码率信号组决定。图2的 方案并没有图所示的多层旋转开关的全部不安全的故障模式，对于 图2，对于它的单个的限速插头设有固定的实用的存放设备，因而在 关键时刻有可能错放所需的插头。

参看图3a，3b和3c所示的速度控制系统也有一个安全防护速 控模板30和一个码率产生器板32，码率产生器板32提供了一个能 够产生多达9个不同频率信号的源。在图示的系统只用到7个信 号。当然，提供有9个码率信号，它们能被合并和替代，这样使得系统 能够处理不同的码率组，利用限速载波板34上的搭接片J1到J7来 选择码率组。这种载波板有连接器部件，这种连接器部件有一组象在 图4中的P3卡边缘连接器一样的边缘连接。载波板有允许以一个安 全方式处理所有安全速度控制(码率)信号的连线，这种信号由板32 上的码率源所产生，提供给速度控制模板30，它也可作为列车的码 率(被选码率)输入到系统的振荡器板36。振荡器板连接到功率放大 器板38。功率放大器板把一个放大了的控制输出信号提供给列车 速度需要控制的铁路段的连接点。

限速装置用限定选择器板路，选择器板在一个平面两面印刷线 路板40的多个对边有8组触点，如图8、11、12所示，两组触点沿着 每边设置，每一组，如果存在的话(一个空组并不占用触点之间的连 接)，提供从正常速度(70英里/小时)到停、也包括切断的7个不同 的最大允许速度选择，如图中所示。应该注意从板的一面到另一面的 连接由通过镀通孔来实现。

限速载波板34如图8、9、10中所示，它有一个沿着槽的两个边 缘有导槽、沿槽42底部有触点的槽，这些触点与边缘连接器相连接 (在图9和图10中未画出，但在图8的44中画出)，载波板的槽与边 缘连接器组成了为限速选择板40的插座。限速选择板有孔46，操作 人员的手指可以插入便于移动线路板，以便它能被旋转或翻动而选 择所需的最大速度。

选择板有许多触头，从1到72排序后示出，偶数触头在线路板 的一面，奇数触点在另一面。限速载波板的槽的底边也有许多连接 器，同样是从1到72编号，偶数触头在一面而奇数触头在另一面。 这些触头中仅一半(奇数触头1到35和偶数触头2到36)，用作与 选择器板触点的连接。这些触头在图9和图10中相应在标示出来， 并被指定作为P3卡边缘连接器的触点。如上所述，选择线路板的四 边都有印刷线路触头。每边有两套独立的触头，共8个可用的触头 组。这些触头组中每个都对应一个不同的最大允许速度。如图5所 示，图示的实施例所允许的各速度值均在各连接器组的顶部标出。

对于P3卡边缘连接器，触头1到36组成一个开关回路，倒序 的触头72到37在同一边组成另一开关的回路。

结果，单一速度限制选择板40可以8种方式中的任一种插入载 波板34中的插孔，从而产生8种不同速度限制选择中的这一种。选 择板能沿它四边中的任一边插入，而且它能被倒转，并能依倒转(翻 转)的方向沿它四边中的任一边再插入。

速度限制载波板的机械设计就象码率板、振荡器板和功放板安 放在母板(图8)上面，如图3所示那样相互连接。

再回到选择板40，如图11和图12所示，可以看到线路板上印 有速度限制，这个速度限制可以在位于板的前面(在左面沿波板34 的外边52)的边上孔46中之一来实现操作。沿着选择板的每边的触 点，它的对应速度被印在触点组附近。

图4示出了P3边缘连接触点(奇数触点从1到35)，被引出到 P2母板连接器，以便与率产生器的输出引结相连接；码率产生器是 沿在母板上的线路码率板到载波板引出的(见图3)。图中也示出了 P1输出连接器，它处理所有与诸如速度控制模板之类的系统元件间 的连接及与其它印刷电路路板间的连接的输入/输出连接。在所有印 刷电路板上的P1连接器，都提供输入/输出连接和与印刷电路板之 间在定型连接，以便适应不同运输管理局的不同需要，它不能被包含 在母板的普通固定印刷线路连线里面。

从图5可以看出，载有码率安全信号的输入连接和载有这些安 全信号到模块的输出连接之间，有各种各样的连接组合。在常规操作 时，连接是直通的。70MPH(英里/小时)的码率信号，直接从载波板 边缘连接器一边的触点组中触头3，通到载波板边缘连接器另一边 的触头2。如果施加一个55MPH的速度限制，那么用选择器板选择 55MPH的触点组，而不能用70MPH的输入(触点70)的连接。 55MPH触点66上的码率信号的进入，是通过55MPH触点组左边 上的触点67和71之间导电通路连接的，55MPH码率信号然后在 70MPH线路上被输出到达模板。因此，如果70MPH是通过从 TSCS(列车速度控制系统)的控制输入选择的，55MPH码率将作为 速控码率输出。所有其它的码率都是同样的道理。穿过双面印刷电 路选择板连接的不同排列，通过利用仅允许的码率所对应的触点 组，来提供对可容许速度的限制；码率对应的触点组与载波板的触点 组相接合。

图5示出了不同速度的相互联结。“切断”选择表示没有向火车 输入的“切断”码率(CR #7)，当在备用位置时，在各触点之间没有 连接。

为了提供在载有安全码率信号的电路之间的保护，在载波板对 边上的相间触点(触点4-5，8-9，12-13，等等)，相互间如图所示 的虚线内连。同样，与载板边缘连接器上内连的相间触点连接的选择 器板上对边的相同的触点，也通过穿过选择器板的导线内连。例如， 在触点1和4，5和8。9和12等等之间是相互连接的。在载波板上 的直接和在选择板上相间触点间的线路，提供了在每个安全信号线 路之间内插式穿过的共同的回路或地线，这些安全信号线路穿过载 波和选择板的触点组。因为在P3连接器限速载波和选择板上安全 线路之间，1/4英寸的安全距离是不能成功的，上述“接”内插电路在 安全电路之间提供一种阻挡，从而不会发生不安全的短路。为了检验 这种保护性的内插电路的有效性和完整性，这种电路提供在母板电 路图80上的地线共同回路到在码率板32上共同或接地的输入端。 因此，如果内插电路断路或未接地“而不能完成保护功能，因为没有 接地或共同回路，从码率板产生的输出就会停止，因此会为列车产生 “停”的信号。

如图4，7，9，10所示本装置的另一个特点，是有一个可产生红、 黄、绿色的发光装置或发光二极管(LED)组成的发光指示器60。图7 具体示出了这种故障保险度计方法，它是用来保护指示器控制线头 触在安全电路之间作为保护装置，类似于“接地”内插电路。

指示器电路的控制线头，是通过穿过速度限制载波板边缘连接 器和选择板的触点的连接来提供的。这些是载波板边缘连接器的触 点29，32、33、36和选择板的对应触点(如图5所示板上每边的最后 三个触点)。控制线作为较低的三个安全信号电路之间的接地保护线 路，因为如图7所示，通过使用从R3到R7的薄膜电阻，它们被安全 地维持在低电压，在任何故障状态下，薄膜电阻不降低阻抗。电阻R1 是一个特别可的绕线电阻，在任何故障状态下，它都不会增加电阻 值，并且有引线结构，其牢固性通过制造、连续的质量检测和特殊处 理得到保证，而不会断开或者与电阻元件分离。另外，如图7所示，， 电阻R1固定有4个接线端子。用这4个连接端子，如果在R1和薄 膜电阻之间的引线断开，或者在R1与电阻R9之间的引线断开，在 安全电路之间的指示器操纵线将会向下拉到地，因而，仍然起到对安 全保护的作用。如果在R1与载板共同终端连接间的接地连接断开， 或者R1与发光二极管CR5间的连接断开，指示器操纵结将上升到 供电电势，这个电势是不安全的，但这两个引线与保护性的接地内 插电路串联，码率板将失去它的接地或共同回路连接，它将使码率板 停止输出，而对列车则产生“停”的信号。所以，仍然起到故障保险的 作用。

很明显，红、黄、绿发光二极管(CR1、CR2、和CR3)的光线的 不同组合，能够通过让指示器短路来选择，而指示器不被点亮。选择 的发光二极管的短路，是通过在限定选择板40上搭接片连接而实 现的。图6的表格示出了红色组合对应于速度限制的数值，从而指 示维修人员速度限制是否有效，如果是有效的，对应的速限是多少等 级。

从前述的叙述中，很明显这已提供了用于列车速控系统的改进 了的速度限制控制装置。无疑，本专业熟练技术人员还可对所述系统 作进一步的变化和修改。例如，专用安全防护速控模板连续产生和 选择码率信号的地方，不用码率信号源，速控系统可被用来选择或加 强精选码率产生器。限制装置用来在从列车速率系统到控制信号源 的控制结之间提供一个接口，并同样建立一个对应一个最大允许速 度最大允许的码率。本专业熟练技术人员还可根据本发明对所述系 统作其它变动和更改。因此，前面的叙述只是说明性的，而不能作狭 义的理解。