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1、第三章 联锁系统,第一节 联锁 第二节 联锁设备,返回,第一节 联锁,3. 1. 1 联锁的定义 联锁: 为了保证轨道交通列车在进路上的安全, 有效利用站内线路, 高效率地指挥行车和调车, 改善行车人员的劳动条件, 利用机械、电气自动控制, 远程控制及计算机等技术和设备, 通过一定的技术方法, 使信号、道岔和进路必须按照一定程序并满足一定条件才能动作或建立起来的相互制约的关系。 联锁是轨道交通信号保证行车安全的重要技术措施。 信号、道岔和进路是联锁对象, 必须按照一定程序并满足一定条件是联锁规则, 动作或建立起来的相互关系是联锁结果。,下一页,返回,第一节 联锁,城市轨道交通设备种类繁杂, 是
2、一个大的联动系统, 任何一个系统发生故障都可能影响行车, 甚至导致行车事故。联锁对象远非信号、道岔、进路三个。 3. 1. 2 联锁的基本内容 联锁的基本内容包括防止建立会导致机车车辆相冲突的进路(防止建立敌对进路); 必须使列车或调车车列经过的所有道岔均锁闭在与进路开通方向相符的位置; 必须使信号机的显示与所建立的进路的开通状态相符合(信号机显示必须正确)。 (1) 不允许建立会导致列车、机车车辆冲突的进路,上一页,下一页,返回,第一节 联锁,防护进路的信号开放前, 须检查其敌对信号处于关闭状态; 信号开放后, 应将其敌对信号锁闭在关闭状态, 不允许办理与之相敌对的进路。 (2) 进路上的道
3、岔必须被锁闭在与所办理进路相符合的位置 办理进路后, 当有关道岔转换至开通进路的位置并锁闭后, 才能开放信号。图3-1-1所示为某车辆段出入口平面图, 若图中10 号道岔处于直向位置, 信号机D14 不能开放, 不能为洗车线中列车排列进路。 (3) 信号机的显示必须与进路的开通状态相符合 以车辆段进段信号机XJ1 为例, 如图3-1-2 所示, 信号机XJ1 显示一个黄灯, 表示开通直向进路, 列车可沿进路进入车辆段; 信号机XJ1 显示两个黄灯, 表示开通侧向进路, 指示列车可以进入洗车线。,上一页,下一页,返回,第一节 联锁,在联锁设备中, 防护信号开放, 表示进路已经准备好且允许列车进入
4、。防护进路信号的开放应满足以下联锁条件: 进路上各区段空闲时才能开放信号。如果进路上有车占用的时候开放信号, 则会引起列车、调车车列与原停留列车发生冲突。 进路上有关道岔在规定位置才能开放信号。如果进路上有关道岔不在规定位置却给出进路开放的信号, 则会引起列车、调车车列进入导线或出现挤岔现象。信号开放后, 进路上所有道岔必须被锁闭在规定的位置且不能转换。 敌对信号未关闭时, 防护进路的信号机不能开放。,上一页,下一页,返回,第一节 联锁,进路开放前检查到存在敌对信号时, 防护信号机不能开放, 否则可能造成正面冲突。信号开放后, 其敌对信号也必须被锁闭在关闭状态不能开放。 3. 1. 3 联锁系
5、统的结构层次 为了保证车站行车安全, 必须制定一系列制约信号的开放与关闭、道岔转动和进路的联锁规则, 这些联锁规则必须通过信号技术手段来实现。联锁系统中, 通常以电气设备或电子设备来实现其联锁功能, 具体表现为以信号机、转辙机和轨道电路(或室外采用其他轨旁设备) 作为检测设备三大件来体现联锁功能。,上一页,下一页,返回,第一节 联锁,根据系统内各设备在功能上的分工和所在的位置, 联锁系统的结构可分解成人机会话层、联锁层、监控层和室外设备层四个层次, 如图3-1-3 所示。其中, 联锁层、监控层都必须符合故障安全原则, 其设备设在车站信号机房或车辆段信号楼内。人机会话层相关设备安装在车站值班室或
6、车辆段信号楼值班室, 供运营管理人员及信号段工作人员使用。 1. 人机会话层 操作人员通过操作向联锁机构输入进路操作信息, 并接收联锁机构输出的反应联锁设备工作状态的信息和行车作业情况表示信息。 2. 联锁层,上一页,下一页,返回,第一节 联锁,实现联锁逻辑处理, 是联锁系统的核心。联锁机构根据联锁条件对人机会话层输入的操作信息和监控层反馈的信号机、转辙机、轨道电路等信号设备状态信息进行逻辑运算, 改变联锁系统内部存储信息并产生相应的控制命令。 3. 监控层 接收联锁机构的控制命令, 通过信号控制电路来改变信号机显示; 接收联锁机构的道岔控制命令, 驱动道岔转换, 向联锁机构反馈信号机状态、道
7、岔状态和轨道电路状态信息。 4. 室外设备层,上一页,下一页,返回,第一节 联锁,信号机、转辙机和轨道电路(或室外采用其他轨旁设备) 通过输入/ 输出接口接收监控层的控制命令并执行, 将现场设备状态信息通过输入/ 输出接口反馈回监控层。 3. 1. 4 联锁系统的功能 1. 轨道电路处理功能 接收和处理轨道区段“空闲、占用” 状态信息, 并把该状态信息转发给其他相关设备。 2. 进路控制功能 进路控制功能包括建立进路和解锁进路两方面。,上一页,下一页,返回,第一节 联锁,建立进路是指从开始办理进路到防护该进路的信号机开放的过程。解锁进路是指从列车驶入进路到越过进路中全部轨道区段的过程, 或操作
8、人员解除已建进路的过程。 (1) 建立进路过程 建立进路过程包括进路选择、道岔控制、进路锁闭和信号控制四个阶段, 如图3-1-4 所示。 进路建立后, 一直保持在锁闭状态。当发出取消进路命令, 或有占用列车出清封锁区后, 进路才能取消。 进路选择的检查条件是: 所选进路空闲, 道岔位置正确, 敌对信号未开放。,上一页,下一页,返回,第一节 联锁,如果进路选择检查条件满足要求, 联锁设备开始转换道岔并锁闭, 开放进路始端信号机。如果进路选择检查条件不满足要求, 联锁设备停止建立进路的操作。 (2) 解锁进路过程 进路解锁是指在进路建立之后, 又要取消, 使线路信号设备关闭等待状态。其过程可以采用
9、系统自动解锁进路的方式或者采取人工办理解锁进路的方式实现。进路解锁过程如图3-1-5 所示。 1) 自动解锁进路,上一页,下一页,返回,第一节 联锁,自动解锁进路是指进路锁闭信号开放后, 随着列车越过信号机进入进路或调车车辆(列车) 的牵出、折返, 进路上有关轨道区段自动解锁, 控制台上相应轨道区段的白光带自动熄灭。 进路的自动解锁根据电路动作的特点不同, 包括两种情况: 正常解锁: 也称为逐段解锁, 即列车或调车机车车辆顺序占用和出清进路的各轨道区段后, 进路上的轨道区段自动顺序解锁。 调车中途返回解锁: 在调车过程中, 调车机车车辆未压上或部分压上的轨道区段, 能够随着调车机车车辆的折返而
10、自动解锁。 调车中途折返解锁是车站范围内调车转线作业形成的。,上一页,下一页,返回,第一节 联锁,调车转线作业一般需要两个过程: 一是调车进路的牵出过程; 二是调车进路的折返过程, 如图3-1-6 所示。正常情况下,调车中途折返必须符合下列条件: 原牵出进路的信号机已经关闭; 原牵出进路曾经占用过, 并已退清; 调车车列确实折返回去了。 2) 人工办理解锁进路 人工办理解锁进路指的是进路建立后, 不经列车或调车机车车辆运行, 经人为操作将进路解锁。 当进路接近区段无车占用时, 进路处于预先锁闭状态, 办理“取消解锁”, 可将进路解锁。,上一页,下一页,返回,第一节 联锁,当进路接近区段有车占用
11、时, 进路处于接近锁闭状态, 须办理“人工解锁”, 才能将进路解锁。办理“人工解锁” 时, 进路需经过3 min 或30 s 的延时才能解锁。设置延时解锁,是为了防止解锁原有进路后, 再改办其他进路时, 处于接近区段的列车或调车机车车辆可能由于停车不及时冒进信号而压上正在转换的道岔。延时能够确保列车或调车机车车辆有足够的停车时间。 当发生车站停电后恢复供电及进路没有完全解锁等情况, 控制台上全部或部分轨道区段显示白光带, 此时有关区段均处于锁闭状态, 需办理“区段人工解锁手续”, 才能将有关区段解锁。 3. 道岔控制功能,上一页,下一页,返回,第一节 联锁,监控所有道岔的状态, 如果发生挤岔等
12、不正常情况, 可由道岔检测设备反映到控制室,给出声光报警。锁闭道岔, 并反馈锁闭状态信息给控制中心, 可以根据需要对每组道岔进行单独锁闭。 除进路锁闭外, 联锁道岔还有以下锁闭方式: 区段锁闭: 道岔区段有车占用时, 区段内有关道岔不能转换, 称为区段锁闭, 此时控制台上有关道岔区段显示红光带。 单独锁闭: 即利用控制台上道岔按钮断开道岔控制电路, 使该道岔不能转换。对道岔进行单独锁闭后, 控制台上该道岔表示灯显示红灯。,上一页,下一页,返回,第一节 联锁,故障锁闭: 即在故障情况下道岔区段被锁闭, 此时控制台上有关道岔区段显示白光带。 联锁道岔受到上述任一种锁闭时, 应保证机车车辆通过道岔时
13、, 道岔不能启动。 上述锁闭方式均属于对道岔进行电气锁闭, 即通过断开转辙机的控制电路, 使转辙机不能转换。除上述锁闭方式外, 当设备故障时, 为保证行车安全, 使用钩锁器对道岔现场加锁进行机械锁闭。 4. 信号控制功能,上一页,下一页,返回,第一节 联锁,当进路建立条件满足, 进路始端信号机开放(绿(黄、白) 灯亮), 表示进路处于锁定状态; 若进路建立条件不满足, 进路始端信号机关闭(红灯亮)。 5. 进路自动设置功能 正常情况下, 城市轨道交通信号联锁系统根据列车的目的地和进路触发条件, 自动设置进路。包括根据列车时间表自动设置进路和根据列车识别号自动设置进路两种模式。 3. 1. 5
14、联锁系统的运营模式 城市轨道交通信号中, 为了保证行车安全、提高运营效率, 需要设置联锁系统来实现信号、道岔、进路之间的相互制约关系。,上一页,下一页,返回,第一节 联锁,城市轨道交通存在很多与传统铁路电气集中系统不同的情况。 1. 列车运行控制模式 列车进路由进路防护信号机防护, 但列车在进路中的运行安全由ATP 负责, 这为城市轨道交通高密度行车提供了前提和安全保证。列车运行进路控制采用三级控制, 即控制中心控制(ATS 自动控制)、远程终端控制和车站工作站控制。 控制中心集中控制全线的列车运行(不包括车辆段内列车的运行控制)。系统根据列车运行时刻表及列车运行状况发出列车运行控制命令, 并
15、进行自动调整。在车站设置必要的自动控制功能, 控制中心故障时, 转入站级控制, 如图3-1-7 所示。,上一页,下一页,返回,第一节 联锁,中心级控制: 全自动列车监控模式, 在该模式下, 列车进路设置命令由自动进路设定系统发出, 其信息来源于时刻表和列车运行自动调整系统。控制中心行车调度员也可以人工干预, 对列车进行调整, 操作非安全相关命令, 排列和取消进路。 远程终端控制: 在控制中心设备故障或控制中心与下级设备的通信线路故障时, 控制中心将无法对远程控制终端进行控制, 此时系统自动地转入列车自动控制的降级模式。在降级模式下, 由司机在车上输入目的地码, 通过列车上的车次号发送系统发出带
16、有列车去向的车次号信息, 远程控制终端自动产生进路控制命令, 联锁系统根据来自远程控制终端的进路号排列进路。,上一页,下一页,返回,第一节 联锁,在这种情况下, 系统不具备列车运行自动调整功能, 但对于高密度的列车运行,用此功能可以节省车站操作人员大量的精力。 站级控制: 列车运行的进路控制在车站值班员工作站执行, 但此时只要控制中心设备及通信线路功能完好, 自动进路设置仍可进行。站级控制时, 列车进路的设定完全取决于行车值班员的意图, 行车值班员选择通过联锁区的预期进路。联锁控制逻辑检查进路没有被占用, 并没有建立敌对进路, 然后自动排列通过联锁区的进路, 锁闭进路, 在所有条件满足列车的安全运行后, 开放地面信号机, 并允许ATP 将速度命令传送给列车。信号机的开放表示通过联锁区的进路开通。,上一页,下一页,返回,第一节 联锁,2. 进路 (1) 进路定义及分类 进路是指列车或调车车列在站内运行所经过的路径。按照作业性质, 进路大体上可分为列车进路和调车进路两类。 列车进路是指列车在车站到达、出发、通过的作业进路, 又划分为接车进路(到达进路)、发车进路、通过进
