城市轨道交通信号系统.docx

授课题目6.1城市轨道交通信号系统授课时间第 14 周 星期 5 第 3,4授课班级14 城轨 13课次第16次课教学方法讲授课时2学时授课方式理论课习题课试验课争论课教其他具多媒体节教学目的把握城市轨道交通信号设备的特点、功能了解列车自动掌握系统的组成和功能教学重点城市轨道交通信号设备的特点、功能教学难点城市轨道交通信号设备的特点、功能课后作业与思考题P153三2教学后记广州华夏职业学院教案纸6.1城市轨道交通信号系统一、复习提问远动监控及地下迷流的根本概念远动监控系统组成地下迷流及防护措施为保证城市轨道交通系统列车运行的安全、牢靠、准点、高密度和高效率，实现运输的集中统一指挥，行车调度自动化和列车运行自动化，对城市轨道交通信号与通信提出了很高的要求，因此其地位和作用格外重要。城市有轨交通的信号和通信设备从早期的机械式装置到承受继电式电气设备，在到计算机时代的自动掌握和远程掌握体系。信号是 “信号显示、联锁、闭塞”的总称，由各类信号显示、轨道电路、道岔转辙装置等主体设备及其他有关附属设施构成的一个完整的体系，是现代信息技术的重要领 域。为保证城市轨道交通系统列车运行的安全、牢靠、准点、高密度和高效率，实现运输的集中统一指挥，行车调度自动化和列车运行自动化，对城市轨道交通信号与通信提出了很高的要求，因此其地位和作用格外重要。城市有轨交通的信号和通信设备从早期的机械式装置到承受继电式电气设备，在到计算机时代的自动掌握和远程掌握体系。信号是 “信号显示、联锁、闭塞”的总称，由各类信号显示、轨道电路、道岔转辙装置等主体设备及其他有关附属设施构成的一个完整的体系，是现代信息技术的重要领域。一信号装置所谓信号装置，就是指示列车或车辆运行条件的信号及附属设备。以上海地铁一号线为例， 信号装置包括色灯信号机、发车表示器及机车速度信号。信号表示是命令，必需遵照执行。色灯信号机是用不同的颜色灯光来显示信号。通常有红色、绿色、白色三种颜色。红色表示制止列车越过该信号机。绿色表示允许列车按规定的速度越过此信号机进出站。绿色闪光+白色表示允许列车以不超过 20km/h 的速度越过此信号机。1） 色灯信号机及其显示进站信号机出站信号机调车信号机防护信号机复示信号机阻挡信号机引导信号机2） 发车表示器及其显示设于正线车站站台列车正向发送车端，由它来向司机表示什么时候关车门及什么时候可以发车。3） 机车速度信号机车速度信号为数字式信号，设于列车驾驶室便于司机确认的地方。由双针数字速度计显示，其中红针所指表示最大允许速度，黄针所指为列车实际速度。列车速度在自动掌握时速度由自动运行设备自动调整。列车在人工掌握时，列车速度由人工按自动监控所需速度进展调整。二联锁装置在城市轨道交通线路中，信号设备和轨道构造比大铁路简洁得多。但由于有一些站可能要折返，还由于一些区间线路要考虑列车进出车辆段，这就要在线路上参加道岔，使线路可以分岔。有道岔区段的线路，轨道交通信号就要依据运行图，将道岔搬动到位，并锁定位置、给出信号，指示列车是走直线股道还是曲线股道，这就是联锁的概念。1） 联锁的根本概念（1） 调车：列车在车站内有目的地移动位置的作业过程，即转线作业过程。（2） 联锁: 是指在有调车作业的轨道交通车站(或车辆基地等部门,为保证行车安全，而将车站的全部信号机、轨道电路及道岔等相对独立的信号设备构成一种相互制约、互为掌握的 连带环扣关系，即联锁关系。在介绍联锁关系前需要介绍一下道岔、信号和进路之间的制约关系。进路：是列车或调车车列在站内运行时所经由的路径，全部进路都有起点和终点。终点通常是下一个信号机、终点站、调车场或车厂。敌对进路：两条或两条以上会产生穿插、重迭的进路。2） 联锁的要求开通进路的道岔位置未确定到位之前,防护该进路的信号机不能开放;进路的道岔开通后,即进入锁闭状态不能再转换,防护该进路的信号机开放,敌对进路信号机不能开放;在主体信号未开放前,预报信号复示信号均不能开放. 3联锁技术及相应设备进路空闲的检测技术检查进路空闲是保证行车安全的重要条件之一，目前主要是利用轨道电路实现这一任务的。道岔掌握技术道岔是进路上的可动局部，假设对它掌握不当，有可能造成列车或车列脱轨，或者造成列车或车列驶入停有车辆的线路而发生撞车事故。因此，如何掌握道岔是格外重要的。信号掌握技术信号机是联锁系统中极其重要的根底设备之一。只有在安全条件确认满足时才允许信号机开放，否则信号机必需在关闭状态。掌握信号机的开放与关闭。直接关系到行车的安全。 联锁技术联锁技术是防止失误，且在失误的状况下仍能保证行车安全的技术。联锁技术是车站信号自动掌握系统的主要内容。故障安全技木。对铁路信号系统来说，必需考虑在发生故障后，其后果不应危及行车安全。4） 联锁的种类电锁器联锁电锁器联锁就是道岔靠人力通过机械转换，信号机由有关人员通过电气或机械操纵，用电锁器完成联锁关系。继电联锁用电气方法通过信号楼内的掌握台操纵车站内的色灯信号机和电动转辙机，使信号机、进 路和道岔实现联锁并能监视列车运行和线路占用状况，这就是继电联锁。在继电联锁中实现 联锁的主要元件是继电器。20 世纪 50 年月以后，继电联锁都承受电磁继电器，以规律电路实现联锁，全站的信号机和道岔可由一个信号楼集中掌握。微机联锁继电器联锁设备经过多年的进展，在安全性和牢靠性等方面都日趋完善。但随着铁路运输的进展和科学技术的进步，人们对联锁设备又提出了更高的要求，期望用小巧的电子器件代替体积浩大的继电器，进一步提高系统的性能。一九七八年世界第一个微机联锁系统在瑞瑞典哥德堡问世以来，微机联锁技术进展相当迅 速。日、英、德、法等国家都竞相进展微机联锁的争论开发工作。经过十几年的努力，各国的微机联锁技术日趋完善和成熟。很多国家打算今后重点进展微机联锁系统，对建铁路不 再承受继电器联锁设备。微机联锁系统是以微型计算机取代了传统的电气集中电路而构成的车站信号自动掌握系统。在微机联锁系统中，计算机对车站值班员的操作命令和现场状态信息按规定的联锁规律进展 分析与处理，实现对铁路车站信号设备的掌握。理论和实践证明，微机联锁系统无论在安全性、牢靠性，还是在经济效率上，都具有更大的优越性。随着科技的进一步进展，微机联锁系统也在不断的进展和完善。三 闭塞装置铁路线路以车站(线路所)为分界点划分为假设干区间。列车在区间(分区)内运行的特点是：列车的运行轨道交通车辆是在一条特定的轨道上运行的，速度高，质量重，制动距离长，不能避让。由于是轨道交通，轨道起了承载和导向作用，列车A、B、C 依次在线路上排队运行， 不能超车、不能追尾相撞， 而且为了提高线路的运载力量又必需尽可能地缩短两列车之间的间距。1. 闭塞的根本概念:(1).定义: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，必需确认区间内没有列车，并需遵循肯定的规律组织行车，以免发生列车正面冲突或追尾等事故。这种按 照肯定规律组织列车在区间内运行的方法，叫做行车闭塞法(简称闭塞)。办理闭塞所用的设备叫做闭塞设备。（2） 方式：空间闭塞：把铁路线路划分为假设干个段落(区间或闭塞分区)，在每个线段内同时只准许 一列列车运行，这样使前行列车和追踪列车之间必需保持肯定距离的行车方法。这种行车方 法能严格地把列车分隔在两个空间，可以有效地防止列车追尾的发生，确保列车运行安全。这种行车方法是我国目前所承受的闭塞方法，我们所说的闭塞就是指空间间隔法。时间闭塞：列车依据事先规定好的时间由车站发车，使前行列车和追踪列车之间必需保持肯定时间的行车方法。这种行车方法因追踪列车不能精准地得到前行列车的运行状况，所以不能确保列车在区间内的运行安全，我国已不再使用此种行车方法。正面冲突可依据两列对向列车不能同时向同一区间发车的原则来掌握。（3） 闭塞的制式1). 人工闭塞：它承受电气路签或路牌作为列车占用区间的凭证，由接车站值班员检查区间是否空闲。由于这种方法在交接凭证和检查区间状态都要依靠人来完成，所以叫做人工闭塞。这种闭塞方法在我国已经很少承受。2). 半自动闭塞：人工办理闭塞手续，列车凭信号显示发车后，出站信号机自动关闭的闭 塞方法。发车站值班员必需在办理好闭塞手续后才能开放出站信号，列车动身后出站信号机 自动关闭，在没有检测区间是否留有车辆的设备时，还须由接车站值班员确认列车的完全到 达，办理解除闭塞手续。这种方法，由于既要人的操纵，又需依列车自动动作，所以叫做半自动闭塞。3). 自动闭塞：依据列车运行及有关闭塞分区状态，自动变换通过信号机的显示，而司机凭信号显示行车的闭塞方法。这种方法由于不需要人的操纵，所以叫做自动闭塞。四 轨道电路轨道电路是为了使列车与信号装置或列车与发送速度命令装置直接发生联系的电路。为使行进中的列车直接猎取传输信号，从而到达固定的地面信号向车载信号传输显示的目 的，利用两根钢轨作为导体构成电气回路，用来反映线路和道岔区段是否有车或钢轨是否完整，主要由送电、受电、传输线及电气隔离器件组成。轨道电路的工作原理:当轨道发生断裂时，轨道电路形成断路，轨道继电器同样失去电流导致红灯亮，从而形成保护作用。五 列车自动掌握系统ATC 系统针对城市轨道交通的特点，其信号系统与传统大铁路的信号系统在掌握原理上根本一样，但他也有自身诸多特点：城市轨道交通的信号系统是保证列车运行安全和提高线路通过力量的重要设施。传统的信号 系统已不能适应城轨交通的进展，必需用一种能实现列车速度自动掌握和列车运行间隔自动调整的的系统来替代，这就是列车自动掌握系统Automatic Train ControlSystem。 系统中后续列车依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到达该容许速度的距离信息，依据上述信息列车自动地掌握运行速度，以到达自动调整行车间隔的目的，提高运输效率，并由列车自动掌握系统实现在车 站的程序定位停车。ATC 系统取消了传统的地面信号，将机车信号作为主体信号，信号的含义发生了质的变化， 传递给列车的是具体的速度和距离信息，系统能牢靠地防止由于司机失误而超速或追尾等事 故，确保列车运行安全。列车运行掌握系统ATC (Automatic Train Control)包括三个子系统： 列车自动监控系统ATS (Automatic Train Supervision)列车自动保护系统ATP (Automatic Train Protection)列车自动运行系统ATO(Automatic Train Operation)简称“3A”系统。ATC 是在保证行车安全，提高运营效率的状况下，实现列车的自动掌握。城市轨道交通信号系统按子系统设备所在区域，由以下局部组成:(1) 行车指挥掌握中心：由列车运行监视调度监视或列车运行监控调度集中或列车自动监控等子系统构成。(2) 车站及轨旁子系统：由行车指挥系统车站设备、联锁、行车运行掌握系统的地面设备及其与联锁设备的接口、列车识别等其他设备组成。(3) 车载子系统：由机车信号和自动停车设备、车载ATP/ATO及列车识别等设备组成。(4)车辆段场子系统：由联锁设备、行车指挥系统等设备组成。1.ATPATP 子系统是保证行车安全的根本系统，可实现列车的间隔掌握、超速防护和进路的安全监控、安全开关门的监视等功能，确保列车和乘客的安全。主要包括车载设备和地面设备。ATP 主要功能有：轨旁ATP 子系统的功能： (1)轨道区段空闲的检测； (2)自动检测车辆的位置；(3)掌握列车运行安全间隔，满足规定通过力量； (4)连续监视列车速度，实现超速防护；(5)列车车门开、闭安全掌握，为列车车门的关闭供给安全牢靠的信息； (6)标志器及环线信息掌握；(7) 目的地选择；(8) 停站时间掌握及自动启动等；9向ATO传送掌握信息。车载ATP 子系统功能：(1)接收和解译限速指令； (2)依据限速进展超速防护； (3)测速、测距；(4) 停站校核；(5) 掌握车门开、闭，发送站台屏蔽门开、闭信息等； (6)具有故障自检和报警、记录功能。2.ATSATS 子系统主要由中心计算机网络系统和车站计算机或中断模块设备组成。它完成全县列车地运行治理和监控。其掌握方式可由中心集中掌握，也可由车站分散掌握。ATS 主要作用是编制、治理行车打算，实现对全线列车的监控和列车运行的自动调整。ATS 主要功能有：掌握中心ATS 的主要功能：1) 列车的运行掌握等正常操纵；2) 时刻表的编辑、修改和存储，时刻表延时修正的调整掌握；3) 列车位置的实时监视和列车运行轨迹记录；4) 运行图治理打算和实际运行图；5) 列车运行进路的自动设置，车站联锁状态的监视；6) 故障记录等3.ATOATO系统以列车自动保护系统为根底、配置车载计算机系统及必要的关心设备，主要执行 站间自动运行、列车在车站的定点停车、在终点的自动折返等功能。它对于列车运行标准化、削减人为影响，在高密度、高速度运行条件下保证运行秩序有很大好处，在节约列车能耗方 面也有肯定作用，同时还可以减轻司乘人员的劳动强度。ATO 主要由车载设备和地面设备组成。三、课堂练习 书 P130三2四、课堂小结把握接触网的构造形式及供电方式。