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1、,第6章 信号设备,问题引入,城市轨道交通车辆在线路上如何有序安全地工作？ 如何有效率地运行？ 城市轨道交通信号系统起着指挥列车运行、保证行车安全、提高运输效率的作用。,第6章 信号设备,第一节 概述 第二节 信号基础设备 第三节 联锁 第四节 闭塞 第五节 ATC系统,第一节 概述,城市轨道交通设备,一、信号设备的作用,城市轨道交通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。,城市轨道交通设备,二、信号设备的要求,安全可靠性高 通过能力大 保证信号显示距离 自动化程度高,城市轨道交通
2、设备,三、信号系统的特点,具有完善的列车速度监控功能 正线和车辆段信号设备相对独立 自动化水平高 各线路的设备不要求兼容,城市轨道交通设备,四、信号系统的构成,第6章 信号设备,第一节 概述 第二节 信号基础设备 第三节 联锁 第四节 闭塞 第五节 ATC系统,第二节 信号基础设备,城市轨道交通信号基础设备主要包括： 继电器 信号机 转辙机 轨道电路 计轴设备 控制台,城市轨道交通设备,一、继电器,继电器是自动控制系统中常用的电器，它用于接通和断开电路，以发布控制命令和反映设备状态，构成自动控制电路。 继电器是信号技术中的重要部件，在城市轨道交通信号技术中广泛采用。,城市轨道交通设备,一、继电
3、器,目前，信号继电器在以继电技术构成的系统中起着核心作用。 在电子和计算机构成的系统中，继电器仍作为接口部件。,城市轨道交通设备,二、信号机,1.信号种类 视觉信号和听觉信号 固定信号和移动信号 地面信号和车载信号,城市轨道交通设备,二、信号机,2.信号显示颜色 基本色 红色、绿色、黄色 辅助色 月白色、蓝色,城市轨道交通设备,我国城市轨道交通的信号系统对显示的意义未作统一规定，因此信号显示存在一定差异,红色：停车信号，禁止越过该信号机 绿色：允许信号，信号处于正常开放状态 黄色：注意或减速信号 月白色：允许越过该信号机调车 蓝色：禁止越过该信号机调车,二、信号机,3.色灯信号机 色灯信号机以
4、其灯光的颜色、数目和亮灯状态来表示信号。 应用最广泛的是透镜式色灯信号机和LED色灯信号机。 透镜式色灯信号机有高柱和矮型两种类型。 色灯信号机可分为二显示、三显示和单显示信号机。,城市轨道交通设备,矮型透镜式色灯信号机,高柱透镜式色灯信号机,三显示,二显示,单显示,二、信号机,4.地面信号机 （1）地面信号机的设置原则 除了车辆段和车站道岔外，一般不设地面信号 设于列车运行方向右侧 信号机柱的选择,城市轨道交通设备,二、信号机,4.地面信号机 （2）正线信号机及表示器 防护信号机 阻挡信号机 通过信号机 进出站信号机 发车表示器,城市轨道交通设备,防护信号机设于道岔岔前或岔后的适当地点。 红
5、色：禁止越过该信号机 绿色：道岔开通直向位置 黄色：道岔开通侧向位置,阻挡信号设在线路尽头，采用单显示，为一个红灯。,发车表示器设置在车站站台上列车发车始端位置，向司机表示能否关门及发车时间。,二、信号机,4.地面信号机 （2）车辆段的信号机 进段、出段信号机 阻挡信号机 调车信号机,城市轨道交通设备,二、信号机,4.地面信号机 （3）信号显示制度 信号显示基本要求（定位） 信号显示意义 信号显示距离,城市轨道交通设备,各种地面信号机及表示器的显示距离应符合下列规定： 行车信号和道岔防护信号应不小于400m；调车信号和道岔状态表示器不小于200m；引导和道岔状态表示器以为各种表示器应不小于10
6、0m.,三、转辙机,城市轨道交通设备,转辙机就是转换道岔和锁闭道岔的重要信号基础设备。,道岔转辙设备安装,三、转辙机,作用 1)转换道岔：根据需要定位和反位。 2)锁闭道岔：道岔转至所需位置而且贴紧后，实现锁闭。 3)表示：正确地反映道岔的实际位置，道岔的尖轨贴于基本轨后，正确地给出相应的表示。 4)报警：道岔被挤或因故处于“四开”位置时，及时给出报警或表示，在道岔被挤未修复前不应再使道岔转换。,城市轨道交通设备,四 开 状 态,对转辙机的基本要求,1.作为转换装置，应具有足够的拉力，以带动尖轨作直线往返运动；当尖轨受阻不能运动到底时，应随时通过操纵使尖轨回复原位。 2.作为锁闭装置，当尖轨与
7、基本轨不密贴时，不应进行锁闭，一旦锁闭，应保证道岔不因列车通过的震动而错误解锁。 3.作为监督装置，应正确反映道岔的状态。 4.道岔被挤（挤岔）后，在未修复之前不应再使道岔转换。,城市轨道交通设备,三、转辙机,挤岔,转辙机的分类,按供电电源的种类: 直流：ZD6系列直流220V。由于存在换向器和电刷，易损坏，故障率高 交流：单相或三相电源，有S700K、ZYJ7系列交流380V。故障率低并控制隔离区,转辙机的设置,正线上一般采用9号道岔，车辆段一般采用7号道岔，通常一组道岔由一台转辙机牵引。,活动岔心道岔,城市轨道交通设备,四、轨道电路,轨道电路是以轨道线路的两根钢轨作为导体，两端加以电器绝缘
8、或是电气分割，并接上送电和受电设备构成的电路。 它用来监督线路的占用情况以及将列车运行与信号显示等联系起来，即通过轨道电路向列车传递行车信息。,城市轨道交通设备,轨道电路作用,作用一：是监督列车占用线路的情况 利用轨道电路可反映该段线路是否空闲，为开放信号、建立进路或构成闭塞提供依据。 作用二：是传递列车信息 例如音频数字编码轨道电路中传送的行车信息，为ATC系统直接提供控制列车运行所需要的前行列车位置、运行前方信号机状态和线路条件等有关信息，以决定本次列车运行的目标速度，控制列车在当前运行速度下是否停车或减速。,轨道电路的基本原理： 轨道电路是以线路轨道作为导体，两端加以机械绝缘，接上送电和
9、受电设备构成的电路,最简单的轨道电路,1)轨道电路的两端分别设有送电端和轨道继电器。 2)当轨道电路内钢轨完整，没有列车占用轨道时，继电器吸起，表示轨道电路空闲。 3)当轨道电路被列车占用，轨道电路轮对分路，轮对电阻远小于轨道继电器线圈的电阻，流经轨道继电器的电流大大减小，轨道继电器落下，表示轨道电路被占用，这时轨道电路呈分路状态。,轨道继电器,音频轨道电路原理图,音频轨道电路 城市轨道交通的轨道电路不仅用来检测列车的占用，更重要的是传输列车的行车信息。 1)传输轨道电路报文。 2)传输ATP列车报文。 3)双向发送信息，具有方向性。 4)作为列车的定位设备。,计轴设备,轨道计轴器用以检测列车
10、通过轨道上某一点（计轴点）的车轴数,以检查两个计轴点之间或轨道区段内的空间情况,或判定列车通过计轴点的时间，自动校正列车行驶里程等的设备。,控制台,控制台设在车站值班室（综控室）内，用于操作控制室外设备。车站值班员（综控员）通过操纵控制台上的按钮，可以开闭信号，转动道岔，办理列车运行所需的进路，组织指挥列车运行；并通过各种表示灯监视线路、道岔状态、进路开通方向、列车运行情况、屏蔽门状态，复示有关信号机的显示及信号运行的状态。,控制台,1单元控制台 2鼠标控制台 3应急控制盘,1.单元控制台,2.鼠标控制台,3.应急控制盘,第五章 信号设备,第一节 概述 第二节 信号基础设备 第三节 联锁 第四
11、节 闭塞 第五节 ATC系统,第三节 联锁,城市轨道交通设备,一、联锁及联锁设备,联锁 联锁指车站范围内的进路、信号、道岔之间相互制约的关系。 联锁设备的功能是排列进路、开放信号，保证道岔、信号和轨道区段间的联锁，监视列车运行和信号设备状态。,进路,列车和调车车列在站线范围内运行所经过的路径。 进路分列车进路和调车进路。 列车进路又分为接车进路、发车进路和通过进路等。 进路有建立和不建立两种状态：建立了进路，即排列了进路，且处于锁闭状态；进路未建立，即未排列进路，其在解锁状态。,城市轨道交通设备,一、联锁及联锁设备,联锁的基本内容 进路上各区段空闲时才能开放信号 进路上有关道岔在规定位置且被解
12、锁才能开放信号 信号机开放后，它们防护的进路上的各道岔必须被锁闭在规定位置不能转换，与该进路敌对的所有进路不能建立。,城市轨道交通设备,一、联锁及联锁设备,联锁设备 控制车站道岔、进路和信号，并实现它们之间相互制约关系的设备成为联锁设备。 集中联锁包括继电集中联锁和计算机联锁。,城市轨道交通设备,二、继电集中连锁,继电集中联锁基本原理,城市轨道交通设备,三、计算机联锁,人机界面,联锁计算机,第五章 信号设备,第一节 概述 第二节 信号基础设备 第三节 联锁 第四节 闭塞 第五节 ATC系统,第四节 闭塞,一、闭塞的概念,为了确保列车在区间内的运行安全，列车由车站向区间发车时，必须确认区间内没有
13、列车，并需遵循一定的规律组织行车，以免发生列车正面冲突或追尾等事故。 使列车按照空间间隔或时间间隔安全运行的技术方法。,双线线路区间划分,双线线路自动闭塞分区划分,移动闭塞线路闭塞分区划分,二、闭塞分类,办理方法不同 （1）人工闭塞 （2）传统的自动闭塞 （3）装备列车运行自动控制系统的自动闭塞（超速防护自动闭塞）,二、闭塞分类,闭塞区间不同 （1）固定闭塞 （2）移动闭塞 （3）准移动闭塞,三、电话闭塞,人工办理闭塞的一种方法，是由相邻两个车站的综控员利用行车专用电话进行联系，以电话记录的方式共同确认闭塞区间空闲后，方准列车进入该闭塞区间运行的行车闭塞法。,四、站间自动闭塞,以车站进、出站信
14、号机或指定的分界点信号机为分界线，借助轨道电路和联锁设备，根据列车运行和站间区间状态，自动转换出站信号机（或分界点信号机）的显示，司机凭出站信号机和分界点信号机行车的行车组织方法。,五、超速防护自动闭塞,1.固定超速防护自动闭塞 将线路划分为若干个固定区间并安装轨道电路，借助轨道电路系统和地车车载设备，自动完成将地面信号翻译成车载信号（速度码），实现有ATP系统监督人工驾驶达到列车超速自动防护目的的行车闭塞法。,固定超速防护自动闭塞,五、超速防护自动闭塞,2.准移动超速防护自动闭塞 保留线路固定分区的划分，借助于无线传输系统、地面控制中心、地车车载系统等设备，根据前行列车运行和线路状况，实时计
15、算出列车至前方目标点的速度曲线，确保列车运行不超过前方目标点的安全距离。 由于前后两列列车间的间隔距离长度（即闭塞分区）是由固定闭塞分区长度和线路情况而确定的，故称为准移动。 注：前方目标点指的是前行列车所占用闭塞区间的始端。,准移动超速防护自动闭塞,五、超速防护自动闭塞,3.移动超速防护自动闭塞 取消线路固定分区的划分，借助于无线传输系统、地面控制中心、地车车载系统等设备，根据前行列车的运行和线路状况，实时计算出列车至前方目标点的速度曲线，确保列车运行不越过前方目标点的安全距离。 由于前后两列列车间的间隔距离长度（即闭塞分区）是由前后两列车的运行速度及线路状况而定的，间隔距离长度随着速度和线路状况变化而变化，自动调整其长度，故称为移动。 注：前方目标点是指前行列车的尾部,移动超速防护自动闭塞,第五章 信号设备,第一节 概述 第二节 信号基础设备 第三节 联锁 第四节 闭塞 第五节 ATC系统,第五节 ATC系统,列车自动控制系统（ATC）是城市轨道交通信号系统的最重要组成部分。 ATC系统的技术含量高，运用了许多当代重要的科技成果。,城市轨道交通设备,作用,指挥,控制,城市轨道交通设备,一、ATC系统综述,列车自动控制（ATC）系统： 原理是对列车自动进行控制，使其速度不超过设定的限制速度。 列车自动防护（ATP） 列车自动运行（ATO） 列车自动监控（ATS）,
