交通运输信号交通运输信号 2交通运输信号教材教材第一章第一章 城市轨道交通信号概述城市轨道交通信号概述 第二章第二章 信号与运营信号与运营 第三章第三章 信号基础设备信号基础设备 第四章第四章 信号基础设备信号基础设备轨道电路轨道电路 第五章第五章 联锁设备联锁设备第六章第六章 闭塞与列控系统闭塞与列控系统第七章第七章 列车自动控制（列车自动控制（ATC）系统基本原理）系统基本原理 第八章第八章 基于轨道电路的基于轨道电路的ATC系统系统 第九章第九章 CBTC系统系统 23信号基础设备第一部分第一部分 信号机信号机 第二部分第二部分 转辙机转辙机 第三部分第三部分 计轴器计轴器 第四部分第四部分 应答器应答器 34第一部分信号机信号机4轨道交通信号分类听觉信号听觉信号听觉信号又称音响信号，是用音响表示的信号。听觉信号又称音响信号，是用音响表示的信号。 视觉信号是用颜色、形状、位置、显示数目及灯光视觉信号是用颜色、形状、位置、显示数目及灯光状况表达的信号状况表达的信号 。视觉信号视觉信号5视觉信号 视觉信号视觉信号按信号机具是否移动可分为：按信号机具是否移动可分为： 手持信号旗或信号灯发出的信号。手持信号旗或信号灯发出的信号。 在地面上临时设置的可以移动的信号牌。在地面上临时设置的可以移动的信号牌。 为防护一定目标，常设于固定地点的信号。为防护一定目标，常设于固定地点的信号。 移动信号移动信号移动信号移动信号手信号手信号手信号手信号固定信号固定信号固定信号固定信号6固定信号分类按设置部位分类，可分为：按设置部位分类，可分为： 地面信号是设于车站或区间固定地点的信号机。地面信号是设于车站或区间固定地点的信号机。 机车信号设于机车驾驶室内，用来复示地面信号显示。机车信号设于机车驾驶室内，用来复示地面信号显示。 地面信号地面信号地面信号地面信号机车信号机车信号机车信号机车信号7固定信号分类按信号机构造分类，可分为：按信号机构造分类，可分为：色灯信号机是用灯光的颜色、数目及亮灯状态表示信色灯信号机是用灯光的颜色、数目及亮灯状态表示信号含义的信号机。号含义的信号机。 臂板信号机是以臂板的形状、颜色、数目、位置表达臂板信号机是以臂板的形状、颜色、数目、位置表达信号含义的信号机。信号含义的信号机。 色灯信号机色灯信号机色灯信号机色灯信号机臂板信号机臂板信号机臂板信号机臂板信号机8固定信号分类按用途分类，可分为：按用途分类，可分为：信号机是表达固定信号显示所用的机具，用来防护站内信号机是表达固定信号显示所用的机具，用来防护站内进路，防护区间，防护危险地点，具有严格的防护意义。进路，防护区间，防护危险地点，具有严格的防护意义。信号表示器是对行车人员传达行车或调车意图的，或对信信号表示器是对行车人员传达行车或调车意图的，或对信号进行某些补充说明所用的器具，没有防护意义。号进行某些补充说明所用的器具，没有防护意义。信号机信号机信号机信号机信号表示器信号表示器信号表示器信号表示器9固定信号分类按地位分类，可分为：按地位分类，可分为： 主体信号机是能独立地显示信号，指示列车或调车车主体信号机是能独立地显示信号，指示列车或调车车列运行条件的信号机。列运行条件的信号机。 从属信号机是本身不能独立存在，只能附属于某种信号从属信号机是本身不能独立存在，只能附属于某种信号机的信号机，如预告信号机从属于进站信号机。机的信号机，如预告信号机从属于进站信号机。 主体信号机主体信号机主体信号机主体信号机从属信号机从属信号机从属信号机从属信号机10固定信号分类按安装方式分类，可分为高柱信号机、矮型信号机按安装方式分类，可分为高柱信号机、矮型信号机高柱信号机的信号机安装在信号机柱上，一般用于距高柱信号机的信号机安装在信号机柱上，一般用于距离要求较远的信号机。高柱信号机具有显示距离远、离要求较远的信号机。高柱信号机具有显示距离远、观察位置明确等优点。观察位置明确等优点。矮型信号机设于位于建筑限界下部外侧的信号机基础矮型信号机设于位于建筑限界下部外侧的信号机基础上，一般用于显示距离要求不远的信号。上，一般用于显示距离要求不远的信号。高柱信号机高柱信号机高柱信号机高柱信号机矮型信号机矮型信号机矮型信号机矮型信号机11信号机为指示列车运行及调车作业的命令，必须根据需要为指示列车运行及调车作业的命令，必须根据需要设置各种设置各种信号机信号机，它是各种信号系统中不可缺少的，它是各种信号系统中不可缺少的组成部分。组成部分。信号机的功能：信号机的功能： 用来行车信号显示，指示运行条件。用来行车信号显示，指示运行条件。12色灯信号机色色灯灯信信号号机机 透透镜镜式式色色灯灯信信号号机机 组组合合式式色色灯灯信信号号机机 LED信信号号机机13色灯信号机 （1）透镜式色灯信号机）透镜式色灯信号机 透镜式色灯信号机是以凸透镜组为集光器的色灯信号透镜式色灯信号机是以凸透镜组为集光器的色灯信号机，在曲线上不能保证连续显示。机，在曲线上不能保证连续显示。 （2）组合式色灯信号机）组合式色灯信号机 组合式色灯信号机是为克服透镜式信号机的缺点而研组合式色灯信号机是为克服透镜式信号机的缺点而研制的新型信号机构。信号机构采用组合形式，一个灯位为一制的新型信号机构。信号机构采用组合形式，一个灯位为一个独立单元，配一种颜色，使用时根据需要进行组合。个独立单元，配一种颜色，使用时根据需要进行组合。 （3）LED信号机信号机 LED色灯信号机用发光二极管取代的白炽灯泡和透镜组，色灯信号机用发光二极管取代的白炽灯泡和透镜组，采用铝合金机构组合而成的新型信号机。采用铝合金机构组合而成的新型信号机。14透镜式色灯信号机透镜式色灯信号机的组成透镜式色灯信号机的组成 透镜式色灯信号机有透镜式色灯信号机有高柱高柱和和矮型矮型两种类型两种类型 高柱信号机的机构安装在钢筋混凝土信号机柱上高柱信号机的机构安装在钢筋混凝土信号机柱上15机柱机柱：安装机构和梯子灯位灯位：配备透镜组和单独点亮的灯泡托架托架：将机构固定在机柱上梯子梯子：给信号维修人员攀登及作业16矮型信号机矮型信号机的机构安装在信号机水泥基础上矮型信号机的机构安装在信号机水泥基础上机构用螺栓固定在信号机构用螺栓固定在信号机基础上，没有托架，机基础上，没有托架，更不需要梯子。更不需要梯子。螺栓螺栓信号机基础信号机基础机构机构17高柱信号机色灯信号机有单显示、二显示和三显示信号机色灯信号机有单显示、二显示和三显示信号机18矮型信号机19透镜式色灯信号机透镜式色灯信号机的机构透镜式色灯信号机的机构 透镜式色灯信号机的每个灯位由透镜式色灯信号机的每个灯位由灯泡、灯座、透镜组、遮灯泡、灯座、透镜组、遮檐檐和和背板背板等组成。等组成。灯泡灯泡：灯泡：色灯信号机的光源灯座：灯座：用来安放灯泡遮檐：遮檐：用来防止阳光等光线直射时产生错误的幻影显示 透镜组透镜组20透镜组透镜组由无色的带棱外透镜透镜组由无色的带棱外透镜和有色的带棱内透镜组成。和有色的带棱内透镜组成。显示的颜色取决于内透镜的显示的颜色取决于内透镜的颜色。（红、黄、绿、蓝、颜色。（红、黄、绿、蓝、月白、无色六种颜色）月白、无色六种颜色）它的每个灯位固定一种颜色，它的每个灯位固定一种颜色，多种颜色由多个灯位完成显多种颜色由多个灯位完成显示，故又称多灯信号机。示，故又称多灯信号机。 透镜框：透镜框：透镜组装在透镜框上21透镜组为什么采用两块透镜？为什么采用两块透镜？ 采用两块透镜组成光学系统，是利用光的折射和反射采用两块透镜组成光学系统，是利用光的折射和反射原理，将光源发出的光线集中射向所需要的方向，即增原理，将光源发出的光线集中射向所需要的方向，即增加该方向的光强。这样，就能满足显示距离远且具有很加该方向的光强。这样，就能满足显示距离远且具有很好的方向性的要求。好的方向性的要求。为什么采用带棱型透镜？为什么采用带棱型透镜？ 它比不带棱的透镜轻，且光学效果好。它比不带棱的透镜轻，且光学效果好。22透镜式色灯信号机高柱信号机才有高柱信号机才有背板背板 背板是黑色的，可衬托出信号灯光的亮度，改善嘹望背板是黑色的，可衬托出信号灯光的亮度，改善嘹望条件。条件。 23透镜式色灯信号机透镜式色灯信号机构分类透镜式色灯信号机构分类 高柱、矮型信号机构按结构又分为二显示、三显示两种。高柱、矮型信号机构按结构又分为二显示、三显示两种。 二显示机构：二显示机构：有两个有两个灯室灯室，每个灯室内有一组透镜、，每个灯室内有一组透镜、 一副灯座、一个灯泡和遮檐。一副灯座、一个灯泡和遮檐。 灯室间用灯室间用隔板隔板分开，以防止相互串光，保分开，以防止相互串光，保 证信号的正确显示。证信号的正确显示。 背板背板是共用的。是共用的。 三显示机构：三显示机构：有三个灯室。有三个灯室。24透灯式色灯信号机透镜式色灯信号机构的型号含义：透镜式色灯信号机构的型号含义： H红色；红色；L绿色；绿色； U黄色；黄色； B白色；白色；A蓝色蓝色G高柱；高柱； A矮型；矮型； B 表示；表示；F发车；发车； J 进路；进路；Y 引导引导25透镜式色灯信号机 透镜式色灯信号机透镜式色灯信号机的优缺点：每一种颜色的光都需的优缺点：每一种颜色的光都需要设一组透镜和一个光源，其主要优点是结构简单，要设一组透镜和一个光源，其主要优点是结构简单，便于维修；缺点是光源利用率低，而且在曲线上不便于维修；缺点是光源利用率低，而且在曲线上不能保证连续显示。能保证连续显示。26组合式色灯信号机 组合式色灯信号机组合式色灯信号机是为了克服透镜式信号机的缺点，是为了克服透镜式信号机的缺点，改善曲线区段信号显示连续性，而研制的新型信号改善曲线区段信号显示连续性，而研制的新型信号机构。机构。组合式信号机每个机构只有一个灯室，使用时根据组合式信号机每个机构只有一个灯室，使用时根据信号显示要求分别组装成二显示、三显示及单显示信号显示要求分别组装成二显示、三显示及单显示机构，故称为组合式。机构，故称为组合式。27组合式色灯信号机 组合式色灯信号机构结构组合式色灯信号机构结构 组合式信号机构由组合式信号机构由反光镜、灯泡、色片、非球面镜、偏散反光镜、灯泡、色片、非球面镜、偏散镜镜及及前表面玻璃前表面玻璃组成。组成。 灯泡灯泡发出的光，通过发出的光，通过色片色片滤色变成有色光，再由滤色变成有色光，再由非非球面镜球面镜汇聚成平行光束，汇聚成平行光束，再经过再经过偏散镜偏散镜将一部分光将一部分光偏散到所需方向，使区线偏散到所需方向，使区线上能连续地、准确地看到上能连续地、准确地看到信号显示。信号显示。 色片包括有红、黄、绿、色片包括有红、黄、绿、蓝、月白五种颜色。蓝、月白五种颜色。28组合式色灯信号机 组合式色灯信号机特点组合式色灯信号机特点： （1）每个机构一个灯室，按显示要求将若干机构组合起来。）每个机构一个灯室，按显示要求将若干机构组合起来。 （2）增加了反光镜和偏散镜，曲线折射性能强，偏散角度大，）增加了反光镜和偏散镜，曲线折射性能强，偏散角度大，可见光分布均匀，能见度高；采用非球面镜，光能利用率高，可见光分布均匀，能见度高；采用非球面镜，光能利用率高，显示距离远，改善了曲线区段信号显示连续性，适用于瞭望显示距离远，改善了曲线区段信号显示连续性，适用于瞭望困难的线路。困难的线路。（3）能在曲线半径）能在曲线半径300-20000m的各种曲线上得到连续信的各种曲线上得到连续信号显示。号显示。（4）显示距离远，直线可达）显示距离远，直线可达1500m以上，弯道可达以上，弯道可达1000m以上。以上。29LED信号机 LED信号机信号机 利用利用LED技术实现信号的显示，有两灯位、三灯位技术实现信号的显示，有两灯位、三灯位和四灯位机构三种。和四灯位机构三种。 LED信号机的机构规格，与透镜式色灯信号机基本信号机的机构规格，与透镜式色灯信号机基本相同。相同。 LED信号机机构由信号机机构由铝合金机构、发光盘（超高亮度铝合金机构、发光盘（超高亮度发光二极管矩阵）、点灯变压器、报警单元发光二极管矩阵）、点灯变压器、报警单元组成。组成。30LED信号机的结构 （1）发光盘）发光盘发光盘为圆形盘状结构，上面安发光盘为圆形盘状结构，上面安装了众多发光二极管装了众多发光二极管31LED信号机 （2）点灯变压器）点灯变压器 因因LED发光管是低能低耗的高效发光器材，在满足发光管是低能低耗的高效发光器材，在满足相关光学指标的前提下，相关光学指标的前提下，LED信号光源的功率不足信号光源的功率不足25W双灯丝灯泡的四分之一双灯丝灯泡的四分之一，仅，仅6W左右，如果左右，如果直接采用交流直接采用交流220V向发光盘供电，则会造成电灯向发光盘供电，则会造成电灯回路中的电流过小而无法满足继电器工作的要求，回路中的电流过小而无法满足继电器工作的要求，所以，供电电路一般会采用低压供电方式，即通过所以，供电电路一般会采用低压供电方式，即通过点灯变压器将信号点灯电源由交流点灯变压器将信号点灯电源由交流220V降为降为110V再向发光盘供电。再向发光盘供电。 32LED信号机 （3）报警单元）报警单元 当发光盘当发光盘LED二极管损坏数量超过二极管损坏数量超过30%时，以时，以及主、备电源一路发生故障的时候，产生报警条件及主、备电源一路发生故障的时候，产生报警条件发出报警。发出报警。33LED信号机 34LED信号机 35LED信号机LED信号机优点：信号机优点： （1）可靠性高）可靠性高 发光盘由上百只发光盘由上百只LED和数十条支路组成，个和数十条支路组成，个别别LED或支路故障不会影响信号正常显示。或支路故障不会影响信号正常显示。 （2）寿命长）寿命长 LED寿命可达寿命可达10万小时，是信号灯泡的万小时，是信号灯泡的100倍，有利于实现免维修。倍，有利于实现免维修。 （3）节省能源）节省能源 信号灯泡功率为信号灯泡功率为25W，发光盘功率不足信号，发光盘功率不足信号灯泡的灯泡的1/4，LED节能效果显著。节能效果显著。 36LED信号机LED信号机优点：信号机优点： （4）聚焦稳定）聚焦稳定 发光盘焦距在设计和生产中已经确定，并能发光盘焦距在设计和生产中已经确定，并能够始终保持良好的聚焦状态，不需现场调整。够始终保持良好的聚焦状态，不需现场调整。 （5）无冲击电流）无冲击电流 LED信号机没有点灯过程中冷丝状态的冲击信号机没有点灯过程中冷丝状态的冲击电流，有利于延长供电装置使用寿命。电流，有利于延长供电装置使用寿命。37LED信号机LED信号机缺点：信号机缺点： （1）价格昂贵。）价格昂贵。 （2）生产厂家多，设计生产标准未完全统一。）生产厂家多，设计生产标准未完全统一。 （3）发光盘寿命长，但点灯单元、信号机构寿命）发光盘寿命长，但点灯单元、信号机构寿命不能同样长。不能同样长。38地面信号机设于车站或区间固定地点的信号机设于车站或区间固定地点的信号机地面信号机设置原则地面信号机设置原则（1 1）设置于列车运行方向的右侧）设置于列车运行方向的右侧 地铁采用右侧行车制，其地面信号机设于列车运行方向的右侧，在地铁采用右侧行车制，其地面信号机设于列车运行方向的右侧，在地下部分一般安装在隧道壁上。地下部分一般安装在隧道壁上。 （2 2）信号机柱选择：高柱、矮型）信号机柱选择：高柱、矮型 高柱信号机具有显示距离远，观察位置明确等优点，因此车辆段的高柱信号机具有显示距离远，观察位置明确等优点，因此车辆段的进段、出段信号机（以及停车场的进场、出场信号机均采用高柱信号机）进段、出段信号机（以及停车场的进场、出场信号机均采用高柱信号机）。 而其他信号机由于对显示距离要求不远，以及隧道内安装空间有而其他信号机由于对显示距离要求不远，以及隧道内安装空间有限，一般采用矮型信号机。限，一般采用矮型信号机。 39信号机的设置原则信号机的设置：目前地铁使用的信号机一般为信号机的设置：目前地铁使用的信号机一般为固定的色灯信号机。固定的色灯信号机。 （1） 正线上信号机设置正线上信号机设置 （2）车辆段（停车场）的信号机设置）车辆段（停车场）的信号机设置40信号机的设置原则（1） 正线上信号机设置正线上信号机设置 在每一站台的正常运行方向都应设置在每一站台的正常运行方向都应设置出站信号机出站信号机。在道岔前都应设置道岔在道岔前都应设置道岔防护信号机防护信号机。41信号机的设置原则（1） 正线上信号机设置正线上信号机设置在防淹门前都应设置在防淹门前都应设置防淹门防护信号机防淹门防护信号机。在线路的尽头都应设置在线路的尽头都应设置阻挡信号机阻挡信号机。信号机应设在列车运行方向的右侧，特殊情况可设于列车运信号机应设在列车运行方向的右侧，特殊情况可设于列车运行方向的左侧或其他位置。行方向的左侧或其他位置。42信号机的设置原则（2）车辆段（停车场）的信号机设置）车辆段（停车场）的信号机设置 a.在车辆段（停车场）入口处设在车辆段（停车场）入口处设进段（进场）信号机进段（进场）信号机。在车。在车辆段（停车场）出口处设辆段（停车场）出口处设出段（出场）信号机出段（出场）信号机。 b.在同时能存放两列及以上列车的停车线中间进段方向设在同时能存放两列及以上列车的停车线中间进段方向设列列车阻挡信号机车阻挡信号机（可兼作调车信号机）。（可兼作调车信号机）。 c.车辆段（停车场）内其他地点根据需要设车辆段（停车场）内其他地点根据需要设调车信号机调车信号机。 43信号机命名信号机命名信号机命名正线上的出站信号机是按列车的运行方向命名的，正线上的出站信号机是按列车的运行方向命名的，一般下行方向冠以一般下行方向冠以“X”、上行方向冠以上行方向冠以“S” ，其下缀编号方法：其下缀编号方法： 下行方向编为单号下行方向编为单号 上行方向编为双号上行方向编为双号 从站外向站内顺序编号。从站外向站内顺序编号。X1S4X1 X3 X5 X7.44信号机命名信号机命名信号机命名正线上的防护信号机冠以正线上的防护信号机冠以“F” ，其下缀编号方法：，其下缀编号方法： 下行方向编为单号下行方向编为单号 上行方向编为双号上行方向编为双号 从站外向站内顺序编号。从站外向站内顺序编号。45信号机命名信号机命名信号机命名车辆段的进段信号机冠以车辆段的进段信号机冠以“JD”，下缀编号方法：，下缀编号方法： 下行方向编为单号下行方向编为单号 上行方向编为双号上行方向编为双号 从段外向段内顺序编号从段外向段内顺序编号46信号机命名信号机命名信号机命名列车阻挡信号机冠以列车阻挡信号机冠以“Z”，下缀编号方法：，下缀编号方法： 下行方向编为单号下行方向编为单号 上行方向编为双号上行方向编为双号 从段内向段外顺序编号。从段内向段外顺序编号。 47信号机命名信号机命名信号机命名列车调车信号机冠以列车调车信号机冠以“D”，下缀编号方法：，下缀编号方法： 下行方向编为单号下行方向编为单号 上行方向编为双号上行方向编为双号 从段内向段外顺序编号。从段内向段外顺序编号。 48信号显示信号显示信号显示 信号显示颜色的选择（信号显示颜色的选择（红色、黄色、绿色、蓝色、月白色红色、黄色、绿色、蓝色、月白色） 一般表示意义如下：一般表示意义如下： 红灯红灯代表停车信号，列车必须在信号机前停车。代表停车信号，列车必须在信号机前停车。 绿灯绿灯代表列车可以通过信号机，且进路中的所有道岔开通直股代表列车可以通过信号机，且进路中的所有道岔开通直股(只用于正线只用于正线显示，车辆段：一般不设绿色显示显示，车辆段：一般不设绿色显示)。 黄灯黄灯代表列车可以通过信号机，且进路中的道岔至小有一组开通弯股代表列车可以通过信号机，且进路中的道岔至小有一组开通弯股(用于用于正线显示正线显示)，用于车辆段显示时，只代表列车可以通过信号机，不含道岔开通情，用于车辆段显示时，只代表列车可以通过信号机，不含道岔开通情况。况。 蓝色蓝色代表禁止调车信号代表禁止调车信号(用于车辆段显示用于车辆段显示)，列车必须在信号机前停车。，列车必须在信号机前停车。 月白色月白色代表允许调车信号代表允许调车信号(只用于车辆段只用于车辆段)，列车可以通过信号机进行调车作，列车可以通过信号机进行调车作业。业。 黄灯黄灯红灯红灯引导信号，允许列车按规定模式越过该信号机。引导信号，允许列车按规定模式越过该信号机。49信号机的灯光配列机构选用机构选用 色灯信号机的机构有单显示、二显示、三显示。色灯信号机的机构有单显示、二显示、三显示。 单显示机构仅用于阻挡信号机。单显示机构仅用于阻挡信号机。 二显示和三显示可以单独使用，也可组合使用，二显示和三显示可以单独使用，也可组合使用，构成各种信号显示。构成各种信号显示。50信号机的灯光配列灯光配列灯光配列（1） 防护信号机：三显示，防护信号机：三显示，黄黄+绿绿+红红。若设正线。若设正线出站信号机，其灯光配列同防护信号机。出站信号机，其灯光配列同防护信号机。（2） 阻挡信号机：单显示机构，为一个阻挡信号机：单显示机构，为一个红灯红灯。（3） 进段（场）信号机：可同防护信号机，亦可采进段（场）信号机：可同防护信号机，亦可采用双机构（两个二显示）带引导机构，自上而下灯用双机构（两个二显示）带引导机构，自上而下灯位为位为黄黄+绿绿+红红+黄黄+月白月白。51信号机的灯光配列灯光配列灯光配列 （4） 出段（场）信号机：三显示机构，出段（场）信号机：三显示机构，绿绿+红红+白白（调车白灯），或者双机构（调车白灯），或者双机构黄黄+绿绿和和红红+白白。（5）调车信号机：二显示机构，）调车信号机：二显示机构，白白+红红（或（或白白+蓝蓝）（6）通过信号机：一般为三显示机构，）通过信号机：一般为三显示机构，黄黄+绿绿+红红52信号机显示制度信号机显示制度信号机的显示距离信号机的显示距离 信号机的显示均应使其达到最远，即使是在曲线上的信号机，信号机的显示均应使其达到最远，即使是在曲线上的信号机，也应使接近的列车尽量不间断地看到显示，信号机的显示距也应使接近的列车尽量不间断地看到显示，信号机的显示距离应满足以下要求：离应满足以下要求： （1）正线上各类信号机的显示距离原则上不得小于）正线上各类信号机的显示距离原则上不得小于300m。 （2）车辆段各类信号机的显示距离原则上不得小于）车辆段各类信号机的显示距离原则上不得小于200m。 （3）不满足显示距离要求的小半径曲线区段的信号机应使其）不满足显示距离要求的小半径曲线区段的信号机应使其达到最远显示距离。达到最远显示距离。 53信号显示 54信号显示 55信号显示 5657