车站信号控制系统解析

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1、车站信号控制系统 车站信号控制系统 计算机联锁系统 车站信号控制系统基本概念 v进路、道岔和信号之间的联锁 v联锁系统概述 v进路控制过程 u在车站范围内，当办理一条进路时， 可能存在若干条彼此交叉相互妨碍的进 路，若同时办理必然要危机行车安全。 u机车车辆在进路上运行沿途要经过若 干道岔，一旦道岔位置和状态不对或发 生变化也会直接影响行车的安全。 进路、道岔和信号之间的联锁 为了保证机车车辆在其进路上运行的安全， 必须采取相应的技术措施，即机车车辆在驶 入进路之前: u必须确证进路处于空闲状态； u必须确证进路上的道岔位置正确而且被锁 在规定的位置上，防止由于震动或扳动道岔 而使运行中的机车

2、车辆脱轨。 u必须确证其它的机车车辆不会从正面、侧 面和尾部闯入进路而造成撞车事故。 上述几条满足后才允许进路开通，防 护该进路的信号机才有开放的可能。 此外，还必须解决对已开通的进路在 什么条件下可以提前解锁，为办理另一进 路创造条件。 综上所述，进路、道岔和信号机之间 存在着相互制约的关系。 进路、道岔以及联锁的基本概念。 （一）进路的划分 车站的技术作业可分为列车作业和调车 作业两类。 列车作业主要使指列车的接车和发车作 业。 调车作业是指车辆的解体和编组，摘挂 车辆，机车车辆转线、转场及机车出入 库等 。 列车作业还是调车作业，总是由某一指定 地点运行到另一指定地点，在两点间运行 的路

3、径称作进路。按作业性质，进路大体 上可分为列车进路和调车进路两类。 列车进路又可划为：接车进路、发车进路、 通过进路、转场进路。 u凡是列车进站所经由的路径叫接车进路； u列车由车站发往区间所经由的路径叫发车 进路； u列车由车站通过所经过的正线接车进路和 正线同方向发车进路组成的进路叫通过进路 ； u列车由车站的一车场开往另一车场所经由 的路径叫转场进路。 v v列车进路的始端和终端 v确定各种进路的始端和终端，亦就是确定进路的 范围，即确定信号机防护的范围。列车进路范围 确定原则大致如下： v进路的始端是信号机； v进路的终端一般是信号机、站界标以及警冲标； v进路范围内包括道岔和道岔区段

4、； v一架信号机同时可防护几条进路，可以作几条进 路的始端 v 调车进路的始端和终端 v调车进路的始端一般是防护该调车进路的 调车信号机和车站兼调车信号机，而终端 大致有以下几种情况。 v由到发线向咽喉区调车的终端 v由咽喉区的调车信号机向股道调车的终端 v往无岔区段调车进路的终端 v由咽喉区调车信号机往牵出线调车进行的 终端 基本联锁概念 u 平行进路 :如果两条进路没有任何共用路段 ，彼此互不妨碍，同时办理同时建立不会危及 行车安全的进路，称作平行进路。 u 敌对进路 :如果两条进路既有共用路段又对 共用道岔位置要求相同，在这种情况下，不可 能借助道岔位置防止它们同时建立，这类进路 称作敌

5、对进路。 抵触进路 :若两条进路具有共用路段，又都经由某 一道岔，但该道岔的位置要求不相同的（一进路建 立后，另一条进路由于道岔位置要求不符合则不能 建立），这类进路存在相互妨碍但用道岔位置能够 区分的进路，称作抵触进路。 为了保障列车或调车车列在其进路上运行的安全， 在道岔、进路和信号机之间必须存在着某些相互制 约的关系，而且必须按照一定的程序才能动作和建 立。我们把这种制约关系和程序叫做“联锁”。 办理一条进路信号开放基本联锁条件是： u进路空闲； u道岔位置正确并锁闭； u没有办理敌对进路，并且将敌对进路锁闭。 联锁系统概述 v车站信号控制系统的功能主要表现在两个方 面： v一是控制道岔

6、、进路和信号机； v二是实现道岔、进路和信号机之间的联锁。 v随着铁路运输事业的发展以及科学技术的进 步，控制道岔和信号的技术以及实现联锁的 技术也在不断地发展。 v根据控制道岔和信号机以及实现联锁的集中 化程度已由非集中联锁系统发展成集中联锁 系统。根据控制道岔和信号机以及实现联锁 技术方面已经经历了机械化和电气化两个阶 段，并正向着电子化阶段过渡。 v当前广为使用的集中联锁系统是电气集中联 锁系统，该系统是用继电器及其电路实现联 锁的，所以又称位继电集中联锁系统，典型 的系统是6502电气集中联锁系统。随着微型 计算机技术的发展，以及容错理论和技术的 发展，用微型计算机作为系统的联锁机构取

7、 代继电电路，故称这类联锁系统为微机联锁 系统。微机联锁系统的使用标志我国车站联 锁技术发展进入了一个新阶段。 v(一) 车站信号控制系统组成 v 车站信号控制系统组成框图如图4-1-4所示 。系统的设备组成主要由室外和室内设备组成 ， v室外包括色灯信号机、动力转辙机、轨道电路 等。 v室内有联锁机构、控制台、电源以及设备之间 的连接电缆等。 v显然，色灯信号机是作为开笔信号机显示用的 执行机构；电动转辙机是作为转换道岔用的执 行机构；而轨道电路则是监督进路和信号机接 近区段内有无车的执行设备。我们说对信号机 、道岔和进路进行控制和监督，实际上就是对 色灯信号机、电动转辙机和轨道电路进行控制

8、 和监督。 联锁机构是联锁系统的核心部分 ，图4-1-4中的联锁机构: u电气集中联锁系统:是指实现联锁功 能的继电器及其电路； u微机联锁系统：是微型计算机或微 处理器及接口电路等。 在图4-1-4中，联锁机构与外部设备之 间的联系线主要是反映了它们之间的 信息联系与流向。 联锁机构输入信息包括： u接收来自控制台的操作信息； u来自信号机控制环节的信号状态信 息； u来自动力转辙机的道岔状态信息以 及轨道电路的状态信息。 联锁机构对这些信息进行逻辑运 算加工处理，形成输出信息包括： u道岔控制信息：道岔控制信息使道 岔转换； u信号控制信息：使信号机改变显示 ； u表示信息：向行车人员及信

9、号设备 维护人员反映车站作业状况及信号设 备的状况。 联锁系统的基本技术 车站信号控制系统是以技术手段实现 进行控制和联锁，需要运用以下几方面 的技术： u信号机控制技术 u道岔控制技术 u进路空闲检测技术 u联锁技术 u故障安全技术 信号机控制技术 色灯信号机是作为开闭信号机显示用 的执行机构，是联锁系统进行控制和监督 的对象。 u 信号机的显示是作为列车是否可以驶入 进路的凭证。 u 只有通过信号开放的技术条件检查确已 满足时才允许信号机开放，否则信号机必 须在关闭状态。 u信号开放后，应对信号开放有关技术条 件不间断的进行检查。一旦信号设备发生 故障或开放信号技术条件发生变化时，信 号必

10、须立即关闭。 u信号机每开放一次仅对一次列车有效。 u信号开放后受到列车控制应自动关闭。 但车站值班员认为有必要时，随时可关闭 信号。 u信号显示应能指示安全运行速度。 道岔控制技术 道岔控制技术包括：动力转辙机技术 道岔控制电路技术 动力转辙机是用于转换道岔的装置，其基本任务 是转换道岔、锁闭道岔以及反映道岔的状态。因 此，对动力转辙机技术要求为： u必须有足够大的牵引力拖动道岔的尖轨作往复 运动； u当尖轨与基本轨达到密贴程度时才对尖轨锁闭 ，应保证列车通过道岔时，尖轨不致因震动而解 锁离开基本轨； u当道岔转换到规定位置，尖轨和基本轨达到规 定密贴程度，且被锁闭后，才能给出正确的道岔 位

11、置表示； u道岔被挤后，应给出必要的挤岔表示，且非经 人工恢复道岔不能再度转换。 道岔控制电路是控制动力转辙机动作的 电路。如果控制不当就会使道岔错误转换， 有可能造成列车脱轨或驶入停有车辆的邻线 发生撞车事故。 控制道岔动作必须满足规定的技术条件： u道岔应按排列进路的要求自动转换，必要时也 可以单独操纵转换； u进路锁闭或道岔区段有车，道岔不能转换； u道岔开始转换后，即使有车驶入道岔区段，道 岔应要转换到底； u道岔因故不能转换到底，经操作道岔可以转回 原来的位置； u道岔的定位、反位表示必须与道岔的实际位置 和动作保持一致； u道岔的表示在转辙机一旦启动立即切断； u道岔转换结束，控制

12、电路应自动切断。 进路空闲检测技术 检查进路空闲是控制道岔转换和开放信 号一项重要的联锁条件。轨道电路技术是检查 股道、道岔区段、无岔区段以及信号机的接近 区段上有无车辆存在的主要手段，铁路信号自 动控制离不开轨道电路技术。 联锁技术 为了保证行车安全，道岔、进路和信号 机的动作和建立必须遵循一定的条件和 程序，我们称这些条件和程序为联锁， 实现联锁的技术称为联锁技术。联锁技 术是防止系统中任一环节故障以及人为 操作和判断失误情况下仍能保证行车安 全的技术。联锁技术是车站信号自动控 制研究的主要内容。 故障安全技术 故障安全是指系统发生故障时，其后 果不应危机行车安全。如道岔控制系统发生 故障

13、时，道岔不应错误转换并锁在原来位置 不动；信号机控制设备发生故障时应导致信 号机关闭。总之，故障导向安全原则在铁路 信号领域里成为不可动摇的原则，是一必须 遵循的原则。故障安全技术就是当器件、 部件和系统发生故障不致产生危险侧输出的 技术。 进路控制过程 进路控制过程是指一条进路从办理到列车 或车列通过进路的全过程。这个过程是信号、 道岔和进路之间的联锁过程。 分析进路的控制过程目的：一是整个控制 过程都体现了一个安全要求；二是反映了联锁 的时序逻辑关系、无论是列车进路还是调车进 路，它们的控制过程基本上是一样的。 进路控制过程可分成进路建立和进路 解锁两个阶段。 进路建立过程是指从车站操作人

14、员办 理进路到防护该进路的信号机开放。 进路解锁阶段是指从列车或车列驶入进 路（驶入信号机后方到出清进路中，全部 道岔区段或者指操作人员人工解除已建立 的进路）。 进路的建立阶段 进路建立阶段可以进一步分解成以下六个 小阶段。对于每一小阶段以及它们之间的 动作次序，是以联锁的时序逻辑为依据， 反映对采集的各种信息进行加工处理及传 递的层次，以及规定了每一小阶段应完成 的基本功能。进路控制过程可归纳如下框 图，如图415所示。 1.操作阶段 在办理进路时，操作人员按规定的 操作，如按下进路的信号按钮后，要确 定进路的范围、进路的性质（是列车进 路还是调车进路、进路方向，以及进路 的特征（基本进路

15、、迂回进路、复合进 路和通过进路等）。 2.选路阶段 根据已确定的进路范围，自动 选出一条相应的进路和进路有关的 道岔，并确定其符合进路开通的位 置。 3.道岔转换阶段 检查已选出的道岔的实际 位置是否符合进路要求，不符 合时要转换 4.一致性检查阶段 一次性检查也称作选排一致性 检查。检查进路中各个道岔位置是 否已符合进路要求，为锁闭道岔做 准备。 5进路锁闭阶段 进路中的道岔位置正确、进路空 闲（包括接车股道）和与之敌对的 进路（包括本咽喉的和迎面敌对进 路）未建立的条件下，将道岔和敌 对进路锁闭，使道岔不能转换，使 敌对进路不能再建立。未开放信号 创造条件。 6开放信号阶段 在进路锁闭后

16、，通过检查有关开放信号 联锁条件，使防护进路的信号机开放，指示 列车或车列驶入进路。在信号机开放期间需 不间断的检查进路空闲和道岔状态，一旦出 现有非法车辆进入进路，或者道岔位置发生 变化危机行车安全的因素，信号应立即关闭 。当列车一旦驶入进路时，信号立即自动关 闭。对于调车信号机来说，考虑调车作业一 般有机车推送运行，所以规定当车列全部进 入进路后信号才关闭。 进路解锁阶段 进路解锁是指对已建立的进路要进行解 除锁闭，其中包括解除对道岔和敌对进路的 锁闭。 进路的锁闭和解锁是一个问题的两个方面 ，两者比较起来，进路解锁尤为重要。 因为进路因故不锁闭，信号不开放， 这是安全的。而进路解锁过程一般是在信 号开放之后进行的。被锁闭的进路一旦错 误解锁了，意味着进路上的道岔可以转换 ，敌对进路可建立。如果在信号开放后， 在列车或车列已接近进路的情况下，出现 进路错误解锁，另外，当列车或车列正在 进路中运行时发生了错误解锁事故，都是 非常危险的，将危及行车安全。因此，对 于进路解锁的重点是防止错误解锁。 进路解锁过程根据列车或车列是否 驶入进路为分界，由于解锁