区间闭塞基本概念

1第一章区间闭塞基本概念1.1概述区间信号自动控制:是铁路区间信号、闭塞及区段自动控制、远程控制技术的总称。用信号或凭证，保证列车按照空间间隔制运行的技术方法称为行车闭塞法，简称闭塞。用以完成闭塞作用的设备称为闭塞设备。闭塞制度有:时间间隔法、空间间隔法。行车闭塞制式大致经历了：电报或电话闭塞—路签或路牌闭塞—半自动闭塞—自动闭塞的发展过程。1.2闭塞的种类现在实现闭塞的方法一般有以下四种：1.人工闭塞：它采用电气路签(牌)闭塞作为占用区间的凭证，相邻两站都设有电气路签(牌)机，非经两站同意，并办理一定手续，不能从中取出路签(牌)；在取出一个路签(牌)后，不能取出二个。这就保证了同时只有一列列车在区间内运行。因为这种方法在交接凭证和检查区间状态都有要依靠人来完成，所以叫做人工闭塞，这种闭塞方法在我国已经很少采用。2.半自动闭塞：是以出站信号机或线路所的通过信号机显示的进行信号作为列车占用区的凭证，发车站的出站信号机或线路所的通过信号机必须经两站同意，办理闭塞手续后才能放开放，列车进入区间后自动关闭，在没有检测区间中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；而且在列车未到达接2车站以前，向该区间发车用的所有信号都不得开放，这就保证了两站间的区间内同时只有一列列车运行。这种方法既要人的操纵，又需依列车自动动作，所以叫半自动闭塞。3.自动闭塞：是在列车运行中自动完成闭塞作用的，它将整个区间划分为若干个闭塞分区，每个闭塞分区的起点装设通过信号机，列车运行借助车轮与轨道电路接触发生作用，自动控制通过信号机的显示。这种方式不需要办理闭塞手续，又可开行追踪列车，既保证了行车安全又提高了运输效率。自动闭塞比其他各种闭塞方式都要优越，是一种先进的闭塞方式。这种方法因为不需要人的操纵，所以叫做自动闭塞。4.列车运行间隔自动控制（移动闭塞）：这种制式不需要将区间划分成固定的若干闭塞分区，而是在两个列车之间自动地调整运行间隔，使之经常保持一定的距离。这种闭塞方式是由列车自动地调整间隔，使两列车之间的间隔最小，从而提高了区间内的行车密度大大提高区段的通过能力。这种闭塞设备的研究和应用在我国目前正方兴未艾。思考题1.什么是闭塞?实现闭塞又几种方法?2.人工闭塞和半自动闭塞有那些区别?3.移动闭塞与自动闭塞相比有那些区别?3第二章自动闭塞系统研究和设计基础2.1自动闭塞系统基本原理和分类2.1.1自动闭塞的概念、工作原理和技术要求1、自动闭塞的概念自动闭塞是根据列车运行及有关闭塞分区状态，自动变换通过信号机显示而司机凭信号行车的闭塞方法，它是一种先进的行车闭塞方法。双线单方向自动闭塞如图2—1所示，它将一个区间划分为若干小段，即闭塞分区，在每个闭塞分区的起点装设通过信号机(如图2—1中的1、3、5、7和2、4、6、8信号机均为通过信号机)，用以防护该闭塞分区。每个闭塞分区内都装设轨道电路(或计轴器等列车检测设备)，通过轨道电路将列车和通过信号机的显示联系起来，根据列车运行及有关闭塞分区的状态使通过信号机的显示自动变换。因为闭塞作用的完成不需要人工操纵，故称为自动闭塞。图2—1双线单方向自动闭塞示意图自动闭塞的优点：(1)由于两站间的区间允许续行列车追踪运行，就大幅度地提高了行4车密度，显著地提高区间通过能力。(2)由于不需要办理闭塞手续，简化了办理接发列车的程序，因此既提高了通过能力，又大大减轻了车站值班人员的劳动强度。(3)由于通过信号机的显示能直接反映运行前方列车所在位置以及线路的状态，因而确保了列车在区间运行的安全。(4)自动闭塞还能为列车运行超速防护提供连续的速度信息，构成更高层次的列车运行控制系统，保证列车高速运行的安全。由于自动闭塞具有明显的技术经济效益，所以广泛应用于各国铁路(尤其是双线铁路)。更由于自动闭塞便于和列车自动控制、行车指挥自动化等系统相结合，它已成为现代化铁路必不可少的基础设备。2、自动闭塞的基本原理自动闭塞通过轨道电路(或计轴器等列车检测设备)自动地检查闭塞分区的占用情况，根据轨道电路的占用和空闲状态，通过信号机自动地变换其显示，以指示列车运行。图2—2所示为三显示自动闭塞原理图。通过信号机的不同显示是调整列车运行的命令。三显示自动闭塞通过信号机的显示意义是：一个绿色灯光——准许列车按规定速度运行，表示运行前方至少有两个闭塞分区空闲。一个黄色灯光——要求列车注意运行，表示运行前方只有一个闭塞分区空闲。一个红色灯光——列车应在该信号机前停车。5通过信号机平时显示绿灯，即“定位开放式”，只有当列车占用该信号机所防护的闭塞分区或线路发生断轨等故障时，才显示红灯——停车信号。每架通过信号机处为一个信号点，信号点的名称以通过信号机命名。例如，通过信号机“1“处就称为“1”信号点。图2—2三显示自动闭塞基本原理总结：通过对三显示自动闭塞基本原理的叙述，可得出以下几点结论：(1)通过信号机的显示是随着列车运行的位置而自动改变的。当显示黄灯时，列车运行前方只有一个闭塞分区空闲；当显示绿灯时，列车运行前方至少有两个闭塞分区空闲。(2)通过信号机的禁止信号(红灯显示)，是利用轨道电路传送的；而其他的显示信息可以利用轨道电路，也可利用电缆传送。对于三显示自动闭塞必须传递三种以上的信息。(3)若利用轨道电路传送信息，在每一个信号点处不但有接收本信号6点信息的接收设备，同时还须有向前方信号点发送信息的发送设备。3.自动闭塞的技术要求自动闭塞设备应符合现行的铁道行业标准《铁路自动闭塞技术条件》(TB/T1567)、《铁路技术管理规程》(简称《技规》，下同)、《铁路信号设计规范》(TB10007)的规定，主要有：1、自动闭塞制式分为三显示和四显示两种。一般采用三显示自动闭塞，在新建或改建铁路上，列车运行速度超过120k山h的区段应采用四显示自动闭塞。2、电气化区段的双线或多线自动闭塞，运输需要时可按双方向运行设计，其他区段的自动闭塞亦宜按双方向运行设计。当双线按双方向运行设计时，反方向可不设通过信号机，根据机车信号指示运行，亦可设计为自动闭塞或自动站间闭塞运行。3、客货列车混运的双线自动闭塞区段，列车追踪运行间隔符合下列规定：(1)双线三显示自动闭塞区段宜采用7min或8min，有条件区间可采用6min。(2)采用四显示自动闭塞时，其列车追踪间隔宜采用6min或7min。(3)单线三显示自动闭塞宜采用8min。(4)闭塞分区的划分根据实际情况可按规定的列车追踪间隔时间增加或减少。反向运行的列车追踪间隔时间可大于正向运行的列车追踪间隔时间。4、三显示自动闭塞宜在规定的列车追踪间隔时间内划分三个闭塞分7区。在区间内遇有困难的上坡道或从车站发车时划分三个闭塞分区有困难时，可按两个闭塞分区划分(按两个闭塞分区设置通过信号机，不得增加规定的列车追踪间隔时间，包括司机确认信号变换显示的时间)。从车站发车还应考虑确认出站信号机显示、车站值班员指示发车信号、车长指示发车信号及列车启动所需的时间。三显示自动闭塞分区的最小长度，应满足列车的制动距离(该制动距离包括机车信号、自动停车装置动作过程中列车所行走的距离，其动作时间不应大于14s)，其长度不应小于1200m，但采用不大于8min运行间隔时间时，不得小于1000m。进站信号机前方第一个闭塞分区长度，一般不大于1500m。四显示自动闭塞在确定的运行间隔时间内按四个闭塞分区排列通过信号机。四显示自动闭塞每个闭塞分区的长度，应满足速差制动所需的列车制动距离。列车运行速度超过120km/h时，紧急制动距离由两个及其以上闭塞分区长度来保证。5、通过信号机的设置，除应满足列车牵引计算的有关规定外，还应符合下列原则：(1)通过信号机应设在闭塞分区或所间区间的分界处，不应设在停车后可能脱钩的处所，并尽可能不设在启动困难的地点。(2)在确定的运行时隔内按三个或四个闭塞分区排列通过信号机时，应使列车经常在绿灯下运行。6、自动闭塞的通过信号机采用经常点灯方式，并能连续反映所防护闭塞分区的空闲和占用情况。8在单线自动闭塞区段，当一个方向的通过信号机开放后，另一方向的通过信号机须在灭灯状态，与其衔接的车站向区间发车的出站信号机开放后，对方站不能向该区间开放出站信号机。7、当进站或通过信号机红灯灭灯，其前一架通过信号机应自动显示红灯。8、在自动闭塞区段，当闭塞分区被占用或有关轨道电路设备失效时，防护该闭塞分区的通过信号机应自动关闭。在双向运行区段，有关设备失效时，经两站有关人员确认后，可通过规定手续改变运行方向。9、自动闭塞应有与本轨道电路信息相适应的连续式机车信号。四显示自动闭塞必须有超速防护设备。10、在自动闭塞区段内，当货物列车在设于上坡道上的通过信号机前停车后启动困难时，在该信号机上应装容许信号。但在进站信号机前方第一架通过信号机上不得装设容许信号。11、自动闭塞电路及设备应满足铁路信号故障-安全原则。12、自动闭塞必须采用闭路式轨道电路。轨道电路应能实现一次调整。在空闲状态下，当道碴电阻为最小标准值、钢轨阻抗为最大标准值，且交流电源电压为最低标准值时，轨道电路设备应稳定可靠工作。当电源电压和道碴电阻为最大标准值时，用标准分路电阻(0.06Ω)在轨道电路任意点进行分路，接收设备应确保不工作。轨道电路的设计长度应不大于极限传输长度的80%。轨道电路钢轨绝缘破损时，通过信号机不应错误地出现升级显9示。轨道电路在工频交流、断续电流和其他迷流干扰的作用下，应有可靠的防护性能。在电气化区段发生扼流变压器断线时，在两根轨条中无牵引电流及最不利道碴电阻的条件下，接收设备应确保不工作，若不能满足此要求，亦应满足扼流变压器断线条件下轨道电路的分路要求。13、当自动闭塞设备故障或外电干扰时，敌对信号机不开放。14、自动闭塞信号显示应变时间不应大于4s。15、三显示自动闭塞信息量不应少于4个信息，四显示自动闭塞不应少于5个信息。16、自动闭塞的故障监测和报警设备应满足以下要求：(1)监测和报警设备发生故障时，应不影响自动闭塞正常工作。(2)监测设备应能连续监督有关设备工作状态。无论主机或副机发生故障均应报警，在双机并联使用时，其中一机故障应不中断系统的正常工作，当采用主、副机倒换方式时，若主机发生故障，应能自动接人副机工作。(3)监测设备应能准确地判断故障地点和故障性质。17、自动闭塞设备宜集中装设。18、自动闭塞应有防雷措施，并符合铁路信号有关防雷规定。2.1.2自动闭塞系统的分类⑴按行车组织方法可分为单向自动闭塞和双向自动闭塞在单线区段，只有一条线路，既要运行上行列车，又要运行下行10列车。为了调整双方向列车的运行，在线路的两侧都要装设通过信号机，这种自动闭塞称为单线双向自动闭塞，如图2—3所示。图2—3单线双向自动闭塞在双线区段，以前一般采用列车单方向运行方式，即一条铁路线路只允许上行列车运行，而另一条铁路线路只允许下行列车运行。为此，对于每一条铁路线路仅在一侧装设通过信号机，这样的自动闭塞称为双线单向自动闭塞，如图2—1所示。为了充分发挥铁路线路的运输能力，在双线区段的每一条线路上都能双方向运行列车，这样的自动闭塞称为双线双向自动闭塞，如图2—4所示。正方向设置通过信号机，反方向运行的列车是按机车信号的显示作为行车命令的，即此时以机车信号作为主体信号。双线单向自动闭塞，只防护列车的尾部，而单线或双线双向自动闭塞，必须对列车的尾部和头部两个方向进行防护。为了防止两方向的列车正面冲突，平时规定一个方向的通过信号机亮灯，另一方向的通过信号机灭灯）只有在需要改变运行，而且区间空闲的条件下，由车站值班员办理一定的手续后才能允许反方向的列车运行。图2—4双线双向自动闭塞11（2）按通过信号机的显示制式可分为三显示自动闭塞和四显示自动闭塞四显示自动闭塞是在三显示自动闭塞的基础上增加一种绿黄显示。它能预告列车运行前方三个闭塞分区的状态，列车以规定的速度越过绿黄显示后必须减速，以使列车在抵达黄灯显示下运行时不大于规定的黄灯允许速度，保证在显示红灯的通过信号机前停车；而对于低速、制动距离短的列车越过绿黄显示后可不减速。由于