有轨电车信号系统精要

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1、1 现代有轨电车信号系统 2015年11月 1 目录 有轨电车历史简介 信号系统功能 高铁信号系统简介 有轨电车信号系统 正线道岔控制 平交路口优先 车辆段联锁系统 车载设备 运营调度系统 有轨电车历史简介 有轨电车在19世纪末出现，并技术日趋成熟； 汽车工业迅猛发展，有轨电车衰退； 由于交通堵塞及能源危机、环境污染等因素 ，有轨电车再次走上历史舞台。 现代有轨电车特点： l 高效 l 较廉价 l 无污染 l 外观形象现代化和控制方式现代化 信号系统功能 信号定义： 用特定的物体的颜色、形状、位置，或用仪器和音响设 备向行车人员传达行车相关的指示和命令等信息。 信号系统功能 信号系统的发展历程

2、： 骑马的人在列车前面打 手势 臂板信号机 色灯信号机 列车自动控制系统(大铁、地铁) 有轨电车模式信号系统 信号系统功能 保障行车安全 提高运营效率 信号系统功能 现代有轨电车控制特点： l人工驾驶，主要由司机负责列车运行安全； l配置必要的信号系统设备，具有道岔控制、车辆段 信号联锁、申请路口优先等功能； l信号系统给司机提供驾驶所需相关信息和报警提示 ，共同保障运行安全，提高运营效率。 信号系统功能 现代轨道交通领域，信号是“信号(显示)、联锁、闭塞”的 总称，是由各类信号显示、轨道电路、道岔转辙装置等设备及其 他附属设施构成的完整的体系。 当今信号系统已融信号、计算机、通信等先进技术与

3、一体， 向数字化、智能化、自动化方向发展。 信号（显示）、联锁、闭塞 进路 （一）、定义： 进路是列车或调车车列在站内运行时所经由的路径。 （二）、办理进路的一般步骤： （1）、进路选择 （2）、进路确定 （3）、道岔操作及锁闭 （4）、进路检测 （5）、信号机选择 （6）、信号机接通 （7）、在完成列车运行或调车以后，进路能自动解锁 信号（显示）、联锁、闭塞 联锁 （一）、定义： 为了保证行车安全，通过技术方法，使进路、进路道 岔和信号机之间按一定程序、一定条件建立起的既相互联系，而 又制约关系，这种制约关系即联锁。 （二）、联锁系统中的主要技术： 1、进路空闲的检测技术 采用轨道电路 2、

4、道岔控制技术 扳动并锁止 3、信号控制技术 4、联锁技术 电锁器联锁 继电联锁 计算机联锁 5、故障导向安全技术 信号（显示）、联锁、闭塞 闭塞 （一）、闭塞的定义 闭塞是指列车进入区间（或闭塞分区）后，使之与外界 隔离起来，区间两端车站都不再向这一区间（或闭塞分区）发车， 以防止列车相撞和追尾。 （二）、闭塞的分类 1、站间闭塞 （1）人工闭塞 （2）半自动闭塞 （3）自动闭塞 2、闭塞分区间的闭塞 （1）传统的自动闭塞 （2）具有列车控制系统的自动闭塞 固定闭塞 准移动闭塞 移动闭塞 成都新筑路桥机械股份有限公司成都新筑路桥机械股份有限公司 高铁信号系统简介-信号系统构成 CTC/TDCS

5、车 站分机 调度中心 CTC 车站联锁列控中心 轨道电路应答器信号机道岔 运行图 进路命令临时限速信息 轨道电路编码 进路信息 应答器报文 控制 速度曲线 1、地面设备 高铁信号系统简介-信号系统构成 2 2、车载设备 列车运行模拟 高铁信号系统简介-信号系统构成 高铁信号系统简介-设备功能 列车占用检查 轨道电路 允许速度和闭塞分区长度 临时限速和进路信息 应答器 行车许可及闭塞分区数量 生成连续速度控制曲线 车载设备 轨道电路为 CTCS-2级提供连续 的行车许可 速度曲线 监控列车安全运行 1250 +1300 + 1350 +1300 +1350 +1300 +1350 9200 空闲

6、区段：7 7950 空闲区段：6 6650 空闲区段：5 5300 空闲区段：4 4000 空闲区段：3 2650 空闲区段：2 1350 空闲区段：1 速度曲线 0 空闲区段：0目标距离: 行车许可模拟： 高铁信号系统简介-运行模拟 高铁信号系统简介-运行模拟 速度限制曲线 时速(km/h) 目标停车点 CTCS-2级区段追踪运行模拟： 有轨电车信号系统-结构 有轨电车 信号控制系统 正 线 道 岔 控 制 系 统 平 交 路 口 信 号 优 先 车 辆 段 信 号 联 锁 信 号 车 载 设 备 中 心 运 营 调 度 系 统 有轨电车信号系统-正线道岔控制子系统 1、系统功能 转换道岔，

7、并对正线道岔进行联锁控制，实现道岔 区段内道岔、进路表示器、轨道区段之间正确的联锁关系，控 制进路的安全，正线道岔控制系统安全完整性等级需达SIL3。 控制转辙机转换道岔：自动控制、司机遥控、通过 轨旁设置的按钮盘控制、使用专用工具人工扳岔； 道岔锁闭后，进路表示器信号开放，开放相位与道 岔开通方向一致，司机按进路表示器相位驾驶电车通过道岔； 车辆驶出道岔控制区域后自动失去控制权，保证不 会因司机误操作造成道岔再次转动，然后通过道岔。车辆取得 控制权至车辆完全离开道岔区段期间，系统不授予其他车辆控 制权，以保证运行安全； 具备检测道岔区段占用和出清的功能，以防止发生 列车追尾或冲撞等事故； 具

8、有较完善的自诊断功能。 有轨电车信号系统-正线道岔控制子系统 2、系统结构图 有轨电车信号系统-正线道岔控制子系统 3、设备及功 能 a.控制机柜 用于安装道岔控制系统部分 组件，机柜内部具有温控装置调节柜内 温度，可以根据道岔组数和项目现场情 况调整机柜大小尺寸，柜内所有组件均 固定于机柜背板。 有轨电车信号系统-正线道岔控制子系统 核心处理器：由CPU 、通信板和I/O板组成，各板 卡与CPU之间通过总线交换数 据，核心处理器运行符合“故 障-安全”程序，并将处理结 果发送给I/O板（2取2结构） ； 道岔控制模块：驱 动正线转辙机的动作，并具备 设备监测功能； 信号控制模块：驱 动正线信

9、号机工作，并具备设 备监测功能； 车地通信模块等。 b.正线转辙机 有轨电车信号系统-正线道岔控制子系统 （1）安全完整性等级达SIL4; （2）IP防护等级要求高，设有防水浸 不锈钢外壳，进口设备一般达IP67； （3）可选择地埋式安装； c.信号机 有轨电车信号系统-正线道岔控制子系统 （1）信号机显示符合欧洲标准； （2）LED型信号机； （4）信号机立柱上集成了道岔控制 的操作按钮盘； （3）司机按信号显示驾驶行车； d.无绝缘轨道电路 有轨电车信号系统-正线道岔控制子系统 作用：检测道岔区域内列车的占用、出清信息， 为道岔控制联锁提供判断条件。其他检测方法： 计轴 1、电容+电感（钢

10、轨）构成谐振式传输电路 ； 2、发送端输出工作频率，接收端根据接收 到的频率判断占用或空闲； 3、列车在检测区域运行，会产生交变磁场 影响输出频率，当接收端检测的频率低于门 限值时，使轨道电路占用。 有轨电车信号系统-正线道岔控制子系统 特点： 使用稳定，免维护 ； 分路灵敏度高，防迷流干扰 ； 对轨道板钢筋布置有特殊要求 ； 轨道电路安装 计轴安装 e.车地通信设备 有轨电车信号系统-正线道岔控制子系统 要求：车地双向通信 方式：感应环线或通信天线 感应环线通信依靠轨间电缆与车载天 线的电磁感应，环线可安装在轨道的正中央， 也可以安装在靠近轨道一边的位置。具体的安 装位置取决于车载天线的安装

11、位置。 有轨电车信号系统-正线道岔控制子系统 4、道岔控制模式及流程 分散控制模式 系统以单独控制道岔为基础 道岔 控制 器根 据车 次号 信息 自动 控制 道岔 司机 在驾 驶室 手动 下发 控制 命令 控制 道岔 操作 设置 在轨 旁的 控制 盘操 作道 岔 使用 专用 工具 人工 扳岔 5、设备明细表 有轨电车信号系统-正线道岔控制子系统 序号设备设备 名称备备注 1控制机柜包含各型控制模块 2正线转辙 机 3正线信号机含道岔按钮控制盘 4无绝缘轨 道电路 5车地通信设备感应环线 或天线 有轨电车信号系统-路口接近检测子系统 1、系统功 能 （1）提高有轨电车的平均运行速度， 保障整条线

12、路运营的通畅与快捷； （2）保证有轨电车与社会车辆有序运行。 2、系统结 构 有轨电车信号系统-路口接近检测子系统 有轨电车信号系统-路口接近检测子系统 3、优先策 略 绝对信号优先 相对信号优先 部分信号优先 当检测器检测到有轨电车到达时，交通信号控制器 就无条件中断当前的信号相位，直接给予有轨电车 通过信号，出清路口后再相位恢复。 不是无条件的中断当前信号相位，而是通过调整一 个信号周期内不同相位出现的时间来达到有轨电车 优先通行的目的。 有选择的为有轨电车提供优先：在有轨电车客流高峰 期提供优先，平时不优先或权衡有轨交通和地面交通 延误情况，确定是否优先。 有轨电车信号系统-路口接近检测

13、子系统 相对 信号 优先 策略 绿灯 提前 绿灯 延长 相位 插入 有轨电车信号系统-路口接近检测子系统 序 号 控制 策略 绿灯启动 时刻 优先主体 优先 级别 横向车 流影响 适用路口 1 绝对 优先 不等待 所有有轨 电车车辆 最高最大与次要道路相交 2 相对 优先 略有等待 所有有轨 电车车辆 较高较大 车流基本相同的 路口 3 部分 优先 同1或2 部分有轨 电车车辆 最低最小 车流大，优先影 响大的路口 优先策略比较 有轨电车信号系统-路口接近检测子系统 4、界面划分 有轨电车 信号专业 交通管理控制系统 向路面交通控制系统提供有轨电车接近、到达 及离开路口的信息 接收有轨电车相关

14、信息，决定是否进行信号 优先及采用的优先策略，并对交通控制系统 实施的相关改造 5、接近检测子系统设 备 序号设备设备 名称备备注 1列车位置检测设备感应环线 或天线 2控制箱包含与交通系统的接口设备 有轨电车信号系统-车辆段信号联锁系统 1、系统功 能 计算机联锁设备对车辆段的调车作业进行集中控制； 实现作业进路上的道岔、信号机、轨道区段联锁功能， 保障调车作业安全。 （1）实现进路上的联锁功能，满足故障安全原则； （2）进路的办理、锁闭、解锁； （3）实现道岔的单操； （4）系统检测功能； （5）与其他系统的接口功能。 2、系统结 构 有轨电车信号系统-车辆段信号联锁系统 有轨电车信号系统

15、-车辆段信号联锁系统 3、设备组 成 a.计算机联锁设备 SIL4安全认证 双机热备或2乘2取2、3取2冗余结构 实现进路的建立、锁闭及解锁功能， 对室外设备进行控制 全电子联锁设备 特点： 联锁设备中设置了全电子执行单元，取代了传统 计算机联锁系统中继电器电路部分，占地面积小； 模块化设计，简单快捷维护； 完备的电务维修与微机监测功能。 有轨电车信号系统-车辆段信号联锁系统 有轨电车信号系统-车辆段信号联锁系统 b.微机监测设备 1) I 、II 路外电网的电压、电流、频率、 功率、相位、断相、错序监测； 2) 电源屏输入输出电源的电压、电流以 及电源屏模块状态的监测； 3) 道岔启动电流、功率监测，道岔分线 盘表示电压监测； 4) 列车信号机灯丝回路电流监测； 5) 电缆绝缘、电源屏输出电源漏流监测； 6) 报警、存储和回放等。 系统 组成 微机监测主机 各型传感器 外电网监测箱 有轨电车信号系统-车辆段信号联锁系统 c.转辙机 d.信号机 有轨电车信号系统-车辆段信号联锁系统 e.计轴设备 有轨电车信号系统-车辆段信号联锁系统 SIL4安全完整性等级认证 4、设备明细表 有轨电车信号系统-车辆段信号联锁