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1、第五章 城市轨道交通信号与通信系统第五章 城市轨道交通信号与通信系统第五章 城市轨道交通信号与通信系统第五章 城市轨道交通信号与通信系统 5. 3、联锁设备5. 3、联锁设备一、概述一、概述联锁的概念联锁的概念联锁是指信号、道岔、进路这三者相互制约的关系。联锁设备是实现轨道交通运营正线、车站和车场运营安全，提高效率的设备。第五章 城市轨道交通信号与通信系统一、概述一、概述联锁的基本内容联锁的基本内容（1）防止建立会导致机车车辆相冲突的进路，必须使列车或调车车列经过的所有道岔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进路相符。（2）进路空闲才能开放信号。（3）道岔位置正确要求检查
2、，信号开放后，道岔应锁闭。（4）敌对信号未关闭，本信号不能开放。第五章 城市轨道交通信号与通信系统一、概述一、概述联锁的功能联锁的功能主要功能是用于实现对车站内信号机、道岔、轨道电路等基本信号设备进行实时控制，以保证车站内行车安全， 为了保证行车安全，车站内信号、道岔、轨道电路等基本信号设备必需遵循一定的条件，按照一定的程序来严格执行，我们称这些条件和程序为联锁。第五章 城市轨道交通信号与通信系统一、概述一、概述联锁设备的分类联锁设备的分类电气集中联锁；计算机联锁；联锁设备包括：控制、监督设备，联锁运算设备，驱动设备，检测设备，执行设备和信息采集设备等等。第五章 城市轨道交通信号与通信系统二、
3、电气集中联锁二、电气集中联锁定义：用电气的方法集中控制或监督全站的道岔、进路和信号机，并且实现他们之间的联锁关系。实现了站内行车指挥的自动控制。电气集中连锁方式通常以继电器作为主要控制器件，所以电气集中连锁也被称为继电器连锁。第五章 城市轨道交通信号与通信系统二、电气集中联锁二、电气集中联锁组成组成第五章 城市轨道交通信号与通信系统二、电气集中联锁二、电气集中联锁组成组成值班员执行操作联锁功能执 行机构室内外接线室外被控对象基本功能值班员执行操作联锁功能执 行机构室内外接线室外被控对象基本功能第五章 城市轨道交通信号与通信系统二、电气集中联锁二、电气集中联锁组成组成1.控制台1.控制台控制站区
4、范围内的信号、进路和道岔转化并监督其运行状态的设备。控制台上的主要表示器件是表示灯。表示灯的用途大致分为三个方面：一是正确反映室外监控对象的状态及线路运用情况；二是表示操作手续是否完成；三是反映继电器电路的工作状态以便发生故障时及时发现并判明故障出处。为了省电和便于察觉起见，除了平时需要观察的信号复示器表示灯和电源表示灯外，一般表示灯采用经常不点灯方式。表示灯是一种视觉信号，对某些情况，如列车接近车站，道岔挤岔等除了有表示灯外，还采用音响信号(如电钟)以提醒操作人员注意。第五章 城市轨道交通信号与通信系统二、电气集中联锁二、电气集中联锁组成组成2. 区段人工解锁钮盘完成区段的故障解锁和强行关闭
5、信号等任务。3. 电源屏提供信号设备以及环境使用的各种电源。4. 分线盘室内外设备分线的地方，实现室内外设备的线性连接。5. 轨道电路测试仪测试轨道电路受电端的电气参数。6. 电缆绝缘测试仪测试各部连接电缆的线间绝缘和对地绝缘。第五章 城市轨道交通信号与通信系统二、电气集中联锁二、电气集中联锁组成组成7. 轨道电路设备监测轨道区段的占用、空闲等状态。8. 转辙机设备转换道岔，提供道岔表示等等。9. 进站信号机，出站信号机，调车信号机完成进站、出站和调车信号等等。第五章 城市轨道交通信号与通信系统二、电气集中联锁二、电气集中联锁组成组成10. 继电器与组合架10. 继电器与组合架把相互配合实现同
6、种功能的继电器组合在一起，形成各种功能组合，并按照一定规律排列起来形成组合架。电气集中联锁需要大量各种类型和规格的继电器，对于一个规模较大的区段站可多达几千个继电器，由它们构成的继电电路是十分复杂的。通过长期实践，人们发现继电电路中的大部分可以设计成一些定型标准电路模块，这些模块与具体的站场无关或关联很少，这样就可以把这些标准模块中所用的继电器及其电路在工厂预先进行工厂化生产，从而可以缩短设计周期、设计不易产生错误、节省施工时间，达到设计周期短、施工快的效果。第五章 城市轨道交通信号与通信系统三、计算机联锁三、计算机联锁计算机联锁系统：以计算机技术为核心，综合采用通信、控制、容错、故障-安全等
7、技术来实现车站联锁逻辑控制功能的，具有较高可靠性和故障安全性要求的实时控制系统。 特点：运算更加可靠、信息量大、便于远程传送。第五章 城市轨道交通信号与通信系统三、计算机联锁三、计算机联锁组成组成计算机连锁室内框图运转室内机 械 室 内继电器部分继电器部分接入其他 系统第五章 城市轨道交通信号与通信系统三、计算机联锁三、计算机联锁组成组成工业控制 计算机工业控制 计算机显示：CRT，LED/LCD 操作：鼠标、数字化仪、 控制台显示：CRT，LED/LCD 操作：鼠标、数字化仪、 控制台第五章 城市轨道交通信号与通信系统三、计算机联锁三、计算机联锁组成组成操作显示控制器控制和监督车站管辖范围内
8、的信号设备的动作；监控机监督信号控制显示器的工作状态，转化信息格式智能电源屏为信号设备提供智能的电源，并实现电源的自动监控；连锁机接受监视机的控制命令，发出正确的逻辑控制命令；执表机执行连锁机发出的控制命令；第五章 城市轨道交通信号与通信系统三、计算机联锁三、计算机联锁组成组成维修终端记录信息系统的工作信息。为维修时的查询提供帮助；轨道电路继电器组合集合轨道电路受电端继电器，实现轨道电路状态的统一检测；信号继电器组合集合信号继电器，集中反映各架信号机的工作状态；道岔驱动电路控制道岔转换，提供道岔表示信息；信息上传结构为信号系统上传提供可能；室外设备包括信号机等等。第五章 城市轨道交通信号与通信
9、系统三、计算机联锁三、计算机联锁特点特点1）技术特征：A、利用微型计算机对车站值班人员的操作命令和现场监控设备的表示信息运算后，完成对信号机、道岔、进路的联锁和控制，全部联锁关系由计算机及其程序完成。B、采用串行通信，节省干线电缆C、用屏幕代替表示盘，缩小体积，方便使用。D、采用积木式模块化硬件和软件设计，便于现场变更。2）优点：A、进一步提高了安全性、可靠性；B、增加和完善了联锁功能；C、方便设计。第五章 城市轨道交通信号与通信系统三、计算机联锁三、计算机联锁控制控制（1）进路的建立 进路建立指进路开始办理到防护该进路的信号机开放的这一阶段。（2）进路解锁1）取消进路：是指进路建立后，因人为
10、需要而取消进路的一种解锁方式。2）正常解锁：是指列车通过进路中的轨道区段后自动解锁。第五章 城市轨道交通信号与通信系统三、计算机联锁三、计算机联锁控制控制（3）列车运行的三级控制1）中心级控制。全自动列车监控模式，列车的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自动调整系统。2）远程控制终端的控制。在控制中心故障或控制中心与下级设备通信故障时，列车驾驶员输入目的码，列车发送系统发出列车信息，远程终端产生控制命令。3）站级控制。列车运行进路控制在车站值班员工作站执行，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，并没有建立进路，然后自动排列进路。第五章 城市轨道交
11、通信号与通信系统 5. 4、列车自动控制系统5. 4、列车自动控制系统列车自动控制系统（ATC） Automatic Train Control列车自动防护（ATP）子系统Automatic Train Protection列车自动监控（ATS）子系统Automatic Train Supervision列车自动运行（ATO）子系统Automatic Train Operation第五章 城市轨道交通信号与通信系统一、概述一、概述ATC系统：列车按地面传送的速度（或距离）信息，自动控制列车运行的信号设备。后续列车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
12、行条件达到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，确保列车高效、安全的运行。第五章 城市轨道交通信号与通信系统一、概述一、概述传统信号系统是通过设置在地面的色灯信号机来传递不同的行车命令，这种制式基本上是依赖司机进行速度控制和调整，依靠司机保证行车安全。ATC系统将机车信号作为主体信号，传递给列车的信号是具体的速度或距离信息，列车按调度人员设置的时刻表，实现自动运行、自动折返、自动调整停站时分，以及运用程序定位实现列车在车站的停车控制。第五章 城市轨道交通信号与通信系统一、概述一、概述ATC系统按闭塞制式分为固定闭塞、准移动闭塞和移动闭塞固定闭塞、准移动闭塞和移
13、动闭塞。闭塞是为了防止列车在区间线路上发生迎面相撞和同向追尾事故，采取一定的规律阻止列车在区间的运行的方法。第五章 城市轨道交通信号与通信系统一、概述一、概述 1固定闭塞固定闭塞将线路划分为固定的闭塞分区，不论是前、 后列车的位置还是前、后列车的间距，都是用轨道电路等 来检测和表示的，线路条件和列车参数等均需在闭塞设计 过程中加以考虑，并体现在地面固定区段的划分中。由于列车定位是以固定区段为单位的（系统只知道列车 在哪个区段中，而不知道在区段中的具体位置），所以固 定闭塞的速度控制模式必然是分级的，即阶梯式的。在这 种制式中，需要向被控列车“安全”传送的只是代表少数几个 速度级的速度码。固定闭
14、塞方式，无法满足提高系统能力、安全性和互用 性的要求。第五章 城市轨道交通信号与通信系统一、概述一、概述 传统ATP的传输方式采用固定闭塞，通过轨道电路判别闭塞分区占用情况，并 传输信息码，需要大量的轨旁设备，维护工作量较大。此外，传统方式还存在 以下缺点： 轨道电路工作稳定性易受环境影响，如道床阻抗变化、牵引电流干扰等。 轨道电路传输信息量小。要想在传统方式下增加信息量，只能通过提高信息 传输的频率。但是如果传输频率过高，钢轨的集肤效应会导致信号的衰耗增大， 从而导致传输距离缩短。 利用轨道电路难以实现车对地的信息传输。 固定闭塞的闭塞分区长度是按最长列车、满负载、最高速度、最不利制动率 等
15、不利条件设计的，分区较长，且一个分区只能被一列车占用，不利于缩短列 车运行间隔。 固定闭塞系统无法知道列车在分区内的具体位置，因此列车制动的起点和终 点总在某一分区的边界。为充分保证安全，必须在两列车间增加一个防护区段， 这使得列车间的安全间隔较大，影响了线路的使用效率。第五章 城市轨道交通信号与通信系统一、概述一、概述 2.准移动闭塞准移动闭塞对前、后列车的定位方式是不同的。前行列车的定位仍沿用固 定闭塞的方式，而后续列车的定位则采用连续的或称为移动的方式。为了提高 后续列车的定位精度，目前各系统均在地面每隔一段距离设置1个定位标志 （可以是轨道电路的分界点或信标等），列车通过时提供绝对位置
16、信息。在相 邻定位标志之间，列车的相对位置由安装在列车上的轮轴转数累计连续测得。由于准移动闭塞同时采用移动和固定两种定位方式，所以它的速度控制模 式既具有无级（连续）的特点，又具有分级（阶梯）的性质。若前行列车不动 而后续列车前进时，其最大允许速度是连续变化的；而当前行列车前进，其尾 部驶过固定区段的分界点时，后续列车的最大速度将按“阶梯”跳跃上升。由于准移动闭塞兼有移动和固定的特性，与“固定”性质相对应的设备，必 须在工程设计和施工阶段完成。而被控列车的位置是由列车自行实时（移动） 测定的，所以其最大允许速度的计算最终只能在车上实现。第五章 城市轨道交通信号与通信系统一、概述一、概述为了使后续列车能够根据自身测定的位置，实时计算其最大允许速度，必 须用数字编码轨道电路向其提供前方线路的各种参数以及前行列车处在哪个区 段上的信息。准移动闭塞在控制列车的安全间隔上比固定闭塞
