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,第6章 信号设备,问题引入,城市轨道交通车辆在线路上如何有序安全地工作? 如何有效率地运行? 城市轨道交通信号系统起着指挥列车运行、保证行车安全、提高运输效率的作用。,第6章 信号设备,第一节 概述 第二节 信号基础设备 第三节 联锁 第四节 闭塞 第五节 ATC系统,第一节 概述,城市轨道交通设备,一、信号设备的作用,城市轨道交通信号设备是城市轨道交通的主要技术装备,它担负着指挥列车运行、保证行车安全、提高运输效率的重要任务。 现代化的城市轨道交通要求城市轨道交通信号设备的现代化。,城市轨道交通设备,二、信号设备的要求,安全可靠性高 通过能力大 保证信号显示距离 自动化程度高,城市轨道交通设备,三、信号系统的特点,具有完善的列车速度监控功能 正线和车辆段信号设备相对独立 自动化水平高 各线路的设备不要求兼容,城市轨道交通设备,四、信号系统的构成,第6章 信号设备,第一节 概述 第二节 信号基础设备 第三节 联锁 第四节 闭塞 第五节 ATC系统,第二节 信号基础设备,城市轨道交通信号基础设备主要包括: 继电器 信号机 转辙机 轨道电路 计轴设备 控制台,城市轨道交通设备,一、继电器,继电器是自动控制系统中常用的电器,它用于接通和断开电路,以发布控制命令和反映设备状态,构成自动控制电路。 继电器是信号技术中的重要部件,在城市轨道交通信号技术中广泛采用。,城市轨道交通设备,一、继电器,目前,信号继电器在以继电技术构成的系统中起着核心作用。 在电子和计算机构成的系统中,继电器仍作为接口部件。,城市轨道交通设备,二、信号机,1.信号种类 视觉信号和听觉信号 固定信号和移动信号 地面信号和车载信号,城市轨道交通设备,二、信号机,2.信号显示颜色 基本色 红色、绿色、黄色 辅助色 月白色、蓝色,城市轨道交通设备,我国城市轨道交通的信号系统对显示的意义未作统一规定,因此信号显示存在一定差异,红色:停车信号,禁止越过该信号机 绿色:允许信号,信号处于正常开放状态 黄色:注意或减速信号 月白色:允许越过该信号机调车 蓝色:禁止越过该信号机调车,二、信号机,3.色灯信号机 色灯信号机以其灯光的颜色、数目和亮灯状态来表示信号。 应用最广泛的是透镜式色灯信号机和LED色灯信号机。 透镜式色灯信号机有高柱和矮型两种类型。 色灯信号机可分为二显示、三显示和单显示信号机。,城市轨道交通设备,矮型透镜式色灯信号机,高柱透镜式色灯信号机,三显示,二显示,单显示,二、信号机,4.地面信号机 (1)地面信号机的设置原则 除了车辆段和车站道岔外,一般不设地面信号 设于列车运行方向右侧 信号机柱的选择,城市轨道交通设备,二、信号机,4.地面信号机 (2)正线信号机及表示器 防护信号机 阻挡信号机 通过信号机 进出站信号机 发车表示器,城市轨道交通设备,防护信号机设于道岔岔前或岔后的适当地点。 红色:禁止越过该信号机 绿色:道岔开通直向位置 黄色:道岔开通侧向位置,阻挡信号设在线路尽头,采用单显示,为一个红灯。,发车表示器设置在车站站台上列车发车始端位置,向司机表示能否关门及发车时间。,二、信号机,4.地面信号机 (2)车辆段的信号机 进段、出段信号机 阻挡信号机 调车信号机,城市轨道交通设备,二、信号机,4.地面信号机 (3)信号显示制度 信号显示基本要求(定位) 信号显示意义 信号显示距离,城市轨道交通设备,各种地面信号机及表示器的显示距离应符合下列规定: 行车信号和道岔防护信号应不小于400m;调车信号和道岔状态表示器不小于200m;引导和道岔状态表示器以为各种表示器应不小于100m.,三、转辙机,城市轨道交通设备,转辙机就是转换道岔和锁闭道岔的重要信号基础设备。,道岔转辙设备安装,三、转辙机,作用 1)转换道岔:根据需要定位和反位。 2)锁闭道岔:道岔转至所需位置而且贴紧后,实现锁闭。 3)表示:正确地反映道岔的实际位置,道岔的尖轨贴于基本轨后,正确地给出相应的表示。 4)报警:道岔被挤或因故处于“四开”位置时,及时给出报警或表示,在道岔被挤未修复前不应再使道岔转换。,城市轨道交通设备,四 开 状 态,对转辙机的基本要求,1.作为转换装置,应具有足够的拉力,以带动尖轨作直线往返运动;当尖轨受阻不能运动到底时,应随时通过操纵使尖轨回复原位。 2.作为锁闭装置,当尖轨与基本轨不密贴时,不应进行锁闭,一旦锁闭,应保证道岔不因列车通过的震动而错误解锁。 3.作为监督装置,应正确反映道岔的状态。 4.道岔被挤(挤岔)后,在未修复之前不应再使道岔转换。,城市轨道交通设备,三、转辙机,挤岔,转辙机的分类,按供电电源的种类: 直流:ZD6系列直流220V。由于存在换向器和电刷,易损坏,故障率高 交流:单相或三相电源,有S700K、ZYJ7系列交流380V。故障率低并控制隔离区,转辙机的设置,正线上一般采用9号道岔,车辆段一般采用7号道岔,通常一组道岔由一台转辙机牵引。,活动岔心道岔,城市轨道交通设备,四、轨道电路,轨道电路是以轨道线路的两根钢轨作为导体,两端加以电器绝缘或是电气分割,并接上送电和受电设备构成的电路。 它用来监督线路的占用情况以及将列车运行与信号显示等联系起来,即通过轨道电路向列车传递行车信息。,城市轨道交通设备,轨道电路作用,作用一:是监督列车占用线路的情况 利用轨道电路可反映该段线路是否空闲,为开放信号、建立进路或构成闭塞提供依据。 作用二:是传递列车信息 例如音频数字编码轨道电路中传送的行车信息,为ATC系统直接提供控制列车运行所需要的前行列车位置、运行前方信号机状态和线路条件等有关信息,以决定本次列车运行的目标速度,控制列车在当前运行速度下是否停车或减速。,轨道电路的基本原理: 轨道电路是以线路轨道作为导体,两端加以机械绝缘,接上送电和受电设备构成的电路,最简单的轨道电路,1)轨道电路的两端分别设有送电端和轨道继电器。 2)当轨道电路内钢轨完整,没有列车占用轨道时,继电器吸起,表示轨道电路空闲。 3)当轨道电路被列车占用,轨道电路轮对分路,轮对电阻远小于轨道继电器线圈的电阻,流经轨道继电器的电流大大减小,轨道继电器落下,表示轨道电路被占用,这时轨道电路呈分路状态。,轨道继电器,音频轨道电路原理图,音频轨道电路 城市轨道交通的轨道电路不仅用来检测列车的占用,更重要的是传输列车的行车信息。 1)传输轨道电路报文。 2)传输ATP列车报文。 3)双向发送信息,具有方向性。 4)作为列车的定位设备。,计轴设备,轨道计轴器用以检测列车通过轨道上某一点(计轴点)的车轴数,以检查两个计轴点之间或轨道区段内的空间情况,或判定列车通过计轴点的时间,自动校正列车行驶里程等的设备。,控制台,控制台设在车站值班室(综控室)内,用于操作控制室外设备。车站值班员(综控员)通过操纵控制台上的按钮,可以开闭信号,转动道岔,办理列车运行所需的进路,组织指挥列车运行;并通过各种表示灯监视线路、道岔状态、进路开通方向、列车运行情况、屏蔽门状态,复示有关信号机的显示及信号运行的状态。,控制台,1单元控制台 2鼠标控制台 3应急控制盘,1.单元控制台,2.鼠标控制台,3.应急控制盘,第五章 信号设备,第一节 概述 第二节 信号基础设备 第三节 联锁 第四节 闭塞 第五节 ATC系统,第三节 联锁,城市轨道交通设备,一、联锁及联锁设备,联锁 联锁指车站范围内的进路、信号、道岔之间相互制约的关系。 联锁设备的功能是排列进路、开放信号,保证道岔、信号和轨道区段间的联锁,监视列车运行和信号设备状态。,进路,列车和调车车列在站线范围内运行所经过的路径。 进路分列车进路和调车进路。 列车进路又分为接车进路、发车进路和通过进路等。 进路有建立和不建立两种状态:建立了进路,即排列了进路,且处于锁闭状态;进路未建立,即未排列进路,其在解锁状态。,城市轨道交通设备,一、联锁及联锁设备,联锁的基本内容 进路上各区段空闲时才能开放信号 进路上有关道岔在规定位置且被解锁才能开放信号 信号机开放后,它们防护的进路上的各道岔必须被锁闭在规定位置不能转换,与该进路敌对的所有进路不能建立。,城市轨道交通设备,一、联锁及联锁设备,联锁设备 控制车站道岔、进路和信号,并实现它们之间相互制约关系的设备成为联锁设备。 集中联锁包括继电集中联锁和计算机联锁。,城市轨道交通设备,二、继电集中连锁,继电集中联锁基本原理,城市轨道交通设备,三、计算机联锁,人机界面,联锁计算机,第五章 信号设备,第一节 概述 第二节 信号基础设备 第三节 联锁 第四节 闭塞 第五节 ATC系统,第四节 闭塞,一、闭塞的概念,为了确保列车在区间内的运行安全,列车由车站向区间发车时,必须确认区间内没有列车,并需遵循一定的规律组织行车,以免发生列车正面冲突或追尾等事故。 使列车按照空间间隔或时间间隔安全运行的技术方法。,双线线路区间划分,双线线路自动闭塞分区划分,移动闭塞线路闭塞分区划分,二、闭塞分类,办理方法不同 (1)人工闭塞 (2)传统的自动闭塞 (3)装备列车运行自动控制系统的自动闭塞(超速防护自动闭塞),二、闭塞分类,闭塞区间不同 (1)固定闭塞 (2)移动闭塞 (3)准移动闭塞,三、电话闭塞,人工办理闭塞的一种方法,是由相邻两个车站的综控员利用行车专用电话进行联系,以电话记录的方式共同确认闭塞区间空闲后,方准列车进入该闭塞区间运行的行车闭塞法。,四、站间自动闭塞,以车站进、出站信号机或指定的分界点信号机为分界线,借助轨道电路和联锁设备,根据列车运行和站间区间状态,自动转换出站信号机(或分界点信号机)的显示,司机凭出站信号机和分界点信号机行车的行车组织方法。,五、超速防护自动闭塞,1.固定超速防护自动闭塞 将线路划分为若干个固定区间并安装轨道电路,借助轨道电路系统和地车车载设备,自动完成将地面信号翻译成车载信号(速度码),实现有ATP系统监督人工驾驶达到列车超速自动防护目的的行车闭塞法。,固定超速防护自动闭塞,五、超速防护自动闭塞,2.准移动超速防护自动闭塞 保留线路固定分区的划分,借助于无线传输系统、地面控制中心、地车车载系统等设备,根据前行列车运行和线路状况,实时计算出列车至前方目标点的速度曲线,确保列车运行不超过前方目标点的安全距离。 由于前后两列列车间的间隔距离长度(即闭塞分区)是由固定闭塞分区长度和线路情况而确定的,故称为准移动。 注:前方目标点指的是前行列车所占用闭塞区间的始端。,准移动超速防护自动闭塞,五、超速防护自动闭塞,3.移动超速防护自动闭塞 取消线路固定分区的划分,借助于无线传输系统、地面控制中心、地车车载系统等设备,根据前行列车的运行和线路状况,实时计算出列车至前方目标点的速度曲线,确保列车运行不越过前方目标点的安全距离。 由于前后两列列车间的间隔距离长度(即闭塞分区)是由前后两列车的运行速度及线路状况而定的,间隔距离长度随着速度和线路状况变化而变化,自动调整其长度,故称为移动。 注:前方目标点是指前行列车的尾部,移动超速防护自动闭塞,第五章 信号设备,第一节 概述 第二节 信号基础设备 第三节 联锁 第四节 闭塞 第五节 ATC系统,第五节 ATC系统,列车自动控制系统(ATC)是城市轨道交通信号系统的最重要组成部分。 ATC系统的技术含量高,运用了许多当代重要的科技成果。,城市轨道交通设备,作用,指挥,控制,城市轨道交通设备,一、ATC系统综述,列车自动控制(ATC)系统: 原理是对列车自动进行控制,使其速度不超过设定的限制速度。 列车自动防护(ATP) 列车自动运行(ATO) 列车自动监控(ATS),
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