城市轨道交通信号xt(li).

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1、南华工商学院 城市轨道交通信号系统概述 城市轨道交通信号设备 城市轨道交通（包括地下铁道和轻轨铁路）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。 第一节 城市轨道交通信号系统的特点 一、城市轨道交通的特点 特点 运营 范围小 运行 速度低 客运 服务 线路 与轨道 车辆段 车站 车辆 供电 通信 信号 运营 管理 二、城市轨道交通对信号系统的要求 城市轨道交通对其信号系统提出与铁路不尽相同的 要求。 三、城市轨道交通信号系统的特点 城市轨道交通信号系统沿袭铁路的制式，但由于其 自

2、身的特点，与铁路的信号系统有一定的区别。城 市轨道交通信号系统的特点是： 城市轨道交通的信号系统通常由列车运行自动控制 系统（ATC）和车辆段信号控制系统两部分组成， 用于列车进路控制、列车间隔控制、调度指挥、信 息管理、设备工况监测及维护管理，由此构成一个 高效的综合自动化系统。 第二节 城市轨道交通信号系统的组成 城市轨道交通信号系统 一、列车运行自动控制系统（ATC） 概念：根据与先行列车之间的距离和进路条件， 在车内连续地显示出容许的速度信息，或按设 定的运行条件达到该容许速度的距离信息，根 据上述信息，列车自动地控制运行速度，进行 超速防护，以达到自动调整行车间隔的目的， 并实现列车

3、在车站的程序定位停车。 。 广州地铁信号系统 计算机联锁 （CI）子系统 列车自动防护 （ATP）子系统 列车自动监控 （ATS）子系统 列车自动运行 （ATO）子系统 系 统 功 能 ATS 实时监督系统覆盖范围内的运营，实现列车运行自动控制、自动追踪、进路自动控 制或人工控制、列车运行自动调整。列车运行时刻表的编制与管理，描绘列车计划 和实迹运行图。根据在线列车运行情况，调度员培训、列车运行模拟、运行统计、 各种报表的生成处理。 自动检测列车位置。根据联锁提供的进路、道岔状态等信息，通过无线传输设备向 车载ATP传送列车安全运行的控制信息（主要包括目标速度、目标距离等），防止因 敌对移动、

4、道岔错误设置/移动引起的冲突。满足行车间隔、确保列车之间的安全距 离，确保不发生追尾事故。防止列车超速运行，保证列车速度不超过线路、道岔、 车辆以及列控安全曲线规定的允许速度。 ATP ATO 根据地面提供的信息自动控制列车运行。车站站台定点精确停车控制，停车精度为 300mm。 CI 实现进路上的道岔转换、信号开放和道岔区段车辆占用的联锁功能，保证联锁关系 正确。可自动排列通过进路及自动折返进路。实现站间自动闭塞功能。 ATP子系统组成 ATP子系统 控制站的 轨旁单元 线路上各轨道 电路分界点的 调谐单元 车载ATP设备 组成 ATS、ATO、联锁设备 的接口设备 ATO子系统 地面设备车

5、载ATO单元 站台电缆环路车地通信设备ATP接口设备 联锁系统 接口设备 ATO子系统组成 ATS系统 控制中心设备ATS车站车辆段分机 ATS系统组成 二、车辆段联锁设备 u用以实现车辆段的进路控制，并通过 ATS 车辆段 分机与行车指挥中心交换信息。 u前期曾采用 6502 继电集中联锁，近来均采用计算 机联锁。 u车辆段内试车线设若干段与正线相同的 ATP 轨道 电路和 ATO 地面设备，用于对车载 ATC 设备用 进行静、动态试验。 第三节 城市轨道交通信号系统的设备分布 v 城市轨道交通信号系统的地域分布 按地域城市轨道交通信号系统分成五部分：控制中 心设备、车站及轨旁设备、车辆段设

6、备、试车线设 备、车载设备。 一、控制中心设备 控制中心设备属于 ATS 子系统，是 ATC 的核心。 控制中心设备主要包括中心计算机系统、综合显示 屏、调度员及调度长工作站、运行图工作站、培训/ 模拟工作站、绘图仪和打印机、维修工作站、 UPS 及电池。 1 2 3 4 5 6 7 车站 集中联锁站非集中联锁站 有道岔车站无道岔车站无道岔车站 由邻近车站控制成为非集中联锁站 二、车站及轨旁设备 车站信号设备组成示意图 集中联锁站及轨旁设备 lATS车站分机 l车站联锁设备 lATP/ATO系统地面设备 l电源设备 l维修终端 l乘客向导显示牌 l紧急关闭按钮 l信号机及发车指示器 l转辙机

7、ATP地面编码发 码设备 ATP 地面 设备 轨道电路设备 ATSATO联锁设 备的接口设备 实现列车占用的检测、发送ATP信息和列车运行超速防护 ATO 地面 设备 站台电缆回路 TWC设备 ATP联锁设备 的接口设备 发送ATO命令，实现列车最佳控制或自动驾驶 uATP/ATO地面设备 非集中联锁站及轨旁设备 u只有发车指示器、紧急关闭按 钮和乘客向导显示牌 u无道岔的非集中联锁站轨旁仅 有轨道电路的耦合单元等。 u有道岔的非集中联锁站除了轨 旁的耦合单元外，有防护信号机和转 辙机。 三、车辆段设备 nATS分机 n车辆段终端联锁设备 n维修终端 n信号机 n转辙机 n轨道电路 n电源设备

8、 四、试车线设备 试车线上设若干段与正线相同的ATP/ATO地面设备 ，用于对车载ATC设备的试验。试车线设备室内 设用于改变试车线运行方向和速度的控制台。试 车线设备室配备一套适合于ATP/ATO设备的UPS ，不设蓄电池。 五、车载ATC设备 车载设备包括ATP和ATO两部分，用来接收轨旁设 备传送的ATP信息，计算列车运行曲线，测量列 车运行速度和走行距离，实行列车运行超速防护 以及列车自动运行，来保证行车安全和为列车提 供最佳运行方式。 第四节 我国城市轨道交通信号技术的发展 发展经历了3个阶段： 初创阶段 过渡阶段 发展阶段 一、初创阶段 v 19世纪上半叶 欧美出现有轨公共马车 v

9、 1825年 英国建成第一条商用铁路 v 1863年 伦敦建成第一条地铁 v 1870年 纽约建成高架轨道交通线 v 1881年 柏林建成第一条电气化铁路 v 1888年 美国建成第一条有轨电车系统 v 20世纪初 地铁和有轨电车第一次大发展 v 二战以后 地铁在世界范围内迅速发展， 各种类型的城轨交通工具出现 纽约地铁线路图 伦敦地铁线路图 1906年 天津建成国内第一条有轨电车 1908年 上海建成第一条有轨电车 1909年 大连建成第一条有轨电车 1969年 北京建成国内第一条地铁 1984年 天津建成第一条地铁 1995年 上海建成第一条地铁 1996年 广州建成第一条地铁 2005年

10、 南京建成第一条地铁 2011年 西安建成第一条地铁 跨越式发展！ v 早期北京地铁 v 已开通地铁城市：北京、天津、上海、南京、广 州、深圳、重庆、武汉、长春 、大连、沈阳、成都 、西安 v 已经开始建或者准备运行城市：杭州、哈尔滨、 长沙、郑州、福州、昆明、南昌、合肥、南宁、 苏州、东莞、宁波、无锡、大连（建地铁）、贵阳 v 上报待批：石家庄、太原、济南、乌鲁木齐、兰 州 第二章 城市轨道交通信号基础 设备 城市轨道交通信号基础设备 继 电 器 信 号 机 转 辙 机 轨道电路 第一节 第二节 第三节 第四节 计轴器和应答器 第五节 第一节 继电器 一、继电器的基本原理 1、组成： 由接点

11、系统和电磁系统两大部分组成，电磁系统由线 圈、固定的铁心、轭铁以及可动的衔铁。 接点系统由动接点、静接点构成。 2、动作原理 当线圈中通入一定数值的电流后，由于电磁 作用或感应方法产生电磁吸引力，吸引衔铁，由 衔铁带动接点系统，改变其状态、从而反映输入 电流的状况。 基本原理： 线圈通电产生磁通（衔铁、铁心）产生吸引力克 服衔铁阻力衔铁吸向铁心衔铁带动动接点动作前接点 闭合、后接点断开。（继电器吸起） 电流减少吸引力下降衔铁依靠重力落下动接点与 前接点断开，后接点闭合。 （继电器落下） 回差特点：吸起值、释放值不一样。吸起值释放 值 二、继电器的继电特性 三、继电器的作用 能够以极小的电信号控

12、制执行电路中相当大 的对象，能够控制数个对象和数个回路，也能控制 远距离的对象。有着良好的开关性能：闭合阻抗小 、断开阻抗大，有故障安全性能，能控制多回路 、抗雷击性能强、无噪声、温度影响小等。 v在以继电技术构成的系统中，大量使 用，在以电子元件和微机构成的系统中 ，作为接口部件，将系统主机与信号机 、轨道电路、转辙机等执行部件结合起 来。 四、铁路信号对继电器的要求 1、安全、可靠 2、动作可靠、准确 3、使用寿命长 4、有足够的闭合和断开电路的能力 5、有稳定的电气特性和时间特性 6、保持良好的电气绝缘强度。 五、信号继电器的分类 1、 按动作原理分： 电磁继电器 感应继电器 通过线圈产

13、生磁场， 信号设备中常用 通过线圈产生的交变磁场与翼板中 的另一交变磁场所感应的电流相互 作用，翼板转动。如，相敏轨道电 路所使用的交流二元继电器 2、按动作电流分： 直流继电器 交流继电器 直流电源供电 ，信号继电器常 用 交流电源供电，如，信号机点灯 电路中用于监督信号机是否灭灯 的灯丝继电器，用于信号机灯泡 主、副灯丝转换的灯丝转换继电 器等 3、按输入物理量： 电流、电压继电器 电流继电器反映电流的变化，它的线圈必须 串联在所反映的电路中。 电压继电器反映电压的变化，它的线圈励磁 电路单独构成。 4、按动作速度： 正常、缓动继电器 正常动作继电器 缓动继电器 衔铁动作时间0.1- 0.

14、3秒,大部分信号 继电器属于此范围 包括缓吸和缓放两种,衔 铁动作时间超过0.3秒 晶体管时间继电器数字式时间继电器 缓动继电器：延缓继电器动作时间的一类继电器。用改变继电器 的结构或改变输入电路的方法可使继电器由线圈通电或断电到接 点良好地转接，要经过一定时间延迟。 5、按接点结构： 普通接点、加强接点继电器 普通接点继电器具有开断功率较小的接点的 能力，以满足一般信号电路的要求。 加强接点继电器具有开断功率较大的接点的 能力，以满足电压较高、电流较大的信号电路的要 求 6、按工作可靠度： 安全型继电器（ N型） 非安全型继电器 （C型） 依靠重力作用释 放衔铁 依靠弹力保证继电器落 下，又

15、称弹力式继电器 城市轨道交通系统大多使用安全型继电器 六、安全型继电器 1、安全型继电器概述 AX系列安全型继电器是直流24V系列的重弹 力式直流电磁继电器，其典型结构为无极继电器， 其它各型号都是由其派生而成。因此，绝大部分零 件都能通用。 2、插入式和非插入式 外观上是否有防尘罩，前者单独使用，后者装于匣 内使用 3 、型号的表示法 采用汉字拼音字母和数字表示，字母表示继电器种 类，数字表示线圈的阻值 4、直流无极继电器 （1）结构： 电磁系统（线圈、铁心、轭铁、衔铁） 接点系统（拉杆、动静接点组） （2）动作原理： 电磁力动作拉杆 u F吸引力F重力为吸起状态。 线圈通电产生磁通（衔铁、

16、 铁心）产生吸引力克服衔铁阻力 衔铁吸向铁心衔铁带动动接点动 作前接点闭合、后接点断开 （继电器吸起）。 当电流通过线圈时，铁芯吸动衔铁，使推杆向上移 动，带动中簧片断开后接点，而与前接点闭合；当电源切断后，铁芯失磁，衔铁 自行释放，使推杆下降，中簧片断开前接点，而与后接点闭合 F吸引力F重力为落 下状态。 电流减少吸引力 下降衔铁依靠重力落下 动接点与前接点断开， 后接点闭合（继电器落下 ） 5、整流式继电器 整流式继电器应用于交流电路中，其电磁系统、触点系统 、动作原理与直流无极继电器基本相同，在直流无极继电器的 基础上增加整流电路，一般采用四个二极管组成桥式整流电路 。 桥式整流电路 无极继电器与整流继电器实物图对比 无 极 继 电 器 整 流 继 电 器 整流电路 v 作用：用于交流电路中 v 特点：电磁系统与无极继电器相同。不同 ：在接点组上安装了二极管组成的半波或全 波整流电路。 v 规格：JZXC-480全波、JZXC-0.14