第七章铁路信号与通信设备

第七章铁路信号与通信设备第一节概述第二节铁路信号第三节联锁设备第四节闭塞设备第五节行车调度及列车运行控制系统第六节铁路通信设备教学目的：●了解并掌握信号通信设备的基本概念和知识●掌握几种主要信号机的作用、设置和显示●重点掌握联锁的概念，联锁设备的组成和基本原理●掌握闭塞的概念及自动闭塞和半自动闭塞原理●了解行车调度及列车运行控制系统的概念●了解并掌握铁路主要通信设备的组成及原理第一节概述●铁路信号设备是铁路信号、联锁设备、闭塞设备的总称。●铁路信号技术的发展应逐步实现微机化、综合化、集成化和智能化。●通信设备是指挥列车运行、组织运输生产及进行公务联络等重要工具。要求做到迅速、准确、安全、可靠，使全国铁路的通信系统能成为一个完善与先进的铁路通信网。●通信技术要由模拟向数字化方向转变，实现程控数字交换，发展宽频带信息传输和智能网络管理。一、铁路信号设备●铁路信号设备的作用是①保证列车运行与调车工作的安全和提高铁路通过能力，②同时对增加铁路运输经济效益、改善铁路职工劳动条件也起着重要作用。●铁路信号：向有关行车和调车人员发出的指示和命令。●车站联锁设备：用于保证站内行车与调车工作的安全，并提高车站的通过能力。●区间闭塞设备：用于保证列车在区间内运行的安全，并提高区间的通过能力。二、铁路通信设备●铁路运输向高速、高密、重载发展需要现代化的信号设备，尤其是随着计算机技术、网络技术、现代通信技术等现代技术的发展，出现了自动化程度高、控制范围广、更集中化的新型信号系统。它们具有网络化、综合化、智能化的技术特点。第二节铁路信号一、信号的基本概念：1、铁路信号：是向有关行车人员和调车人员发出指示和命令；有关行车人员必须按照信号的指示办事，以保证铁路运输安全和提高运输效率。2、铁路信号三种不同颜色：红色：停车黄色：注意或减速行驶绿色：按规定速度运行铁路信号分类：按人体感官辨别不同分(1)视觉信号：信号机，机车信号，信号旗、牌，火炬等；(2)听觉信号：号角、响墩、机车鸣笛等。按设置位置分(1)固定信号：臂板信号机、色灯信号机（一般设在线路左侧）、机车信号(2)移动信号：信号牌、信号旗二、固定信号机设置●固定信号机按结构：分为臂板信号机、色灯信号机几种主要信号机的设置：(1)进站信号机：●作用：用来防护车站安全，指示列车能否由区间进入车站及进入车站的相关条件。●设置地点：设在进站线路最外方道岔尖轨尖端（逆向道岔）不少于五十米的地点，如因调车作业或制动距离的需要，一般不超过400m.●显示意义：1.一个红色灯光——不准列车越过该信号机。2.一个黄色灯光——准许列车经道岔直向位置，进入正线准备停车。3.两个黄色灯光——准许列车经道岔侧向位置，进入站内准备停车。4.一个绿色灯光——准许列车按规定速度经正线通过车站。5.一个红色灯光及一个月白色灯光——准许列车在该信号机前方不停车，以不超过20公里/小时的速度进站，并须准备随时停车。信号灯含义(2)出站信号机：作用：用来防护区间的安全，指示列车能否由车站设置地点：进入区间。设在每一发车线路警冲标内方的适当地点。显示意义：一个红色灯光：不准列车越过该信号机。一个绿色灯光：准许列车按规定速度经正线通过车站(3)预告信号机：作用：将主体信号机的显示状态提前告诉司机。设置点：应设在距主体信号机不少于800米的地方。显示意义：一个绿色灯光：表示主体信号机在开放状态。一个黄色灯光：表示主体信号机在关闭状态。(4)通过信号机：作用：指示列车能否进入它所防护的闭塞分区或所间区间。设置点：设在自动闭塞区段的闭塞分区分界处或非自动闭塞区段的所间区间分界处显示意义：●（自动闭塞）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，表示运行前方有一个闭塞分区空闲。一个红色灯光：列车应该在信号机前停车。●（非自动闭塞区间）一个绿色灯光：准许列车按规定速度运行。一个红色灯光：不准列车越过该信号机。（5）调车信号机作用：指示调车机车进行作业。设置点：经常进行调车作业的线路上或非联锁区到联锁区的入口处。显示意义：一个月白色灯光：准许越过该信号机调车。一个蓝色灯光：不准越过该信号机调车。(6)进路信号机：指示列车能否由一个车场开到另一个车场。（7）驼峰信号机：指示驼峰调车机的推送速度及去峰下禁溜线进行调车。设在峰顶平台上。（8）复示信号机：指示前方看不到的信号。色灯信号机：不管白天还是夜间都是用不同颜色的灯光来显示信号的。按照结构的不同,以分为透镜式和探照式两大类。透镜式信号机是一组透镜给出一个颜色的灯光。如果要显示多种颜色信号灯光时就要有多组透镜，所以又称它为多灯式信号机。探照式色灯信号机是一组透镜能显示出三个颜色灯光，所以又称它为单灯式，目前已较少使用。按有无机柱分：高柱型色灯信号机矮型色灯信号机。四、移动信号、手信号、响墩及火炬信号●当线路上出现临时性障碍或进行施工，要求列车停车或减速时，应按照规定设置移动信号，安放响墩、火炬或用手信号进行防护，以保证行车安全。1、移动信号停车信号：昼间——红色方牌，夜间——柱上红色灯光减速信号：昼间——黄色圆牌，夜间——柱上黄色灯光减速防护终端信号：昼间——绿色圆牌，夜间——柱上绿色灯光2、手信号用手势来作信号，可分：停车信号：昼间--展开红色信号旗，夜间--红色灯光减速信号：昼间--展开黄色信号旗，夜间--黄色灯光发车指示信号：昼间--绿旗上下挥动，夜间--展开绿灯上下挥动发车信号：昼间--绿旗圆形转动，夜间--绿灯上下转动。3、响墩及火炬响墩是外形扁圆内装有炸药的听觉信号,防护时,将其放在钢轨上,当车轮压上后会发出爆炸声要求司机立即停车。火炬是一种在风雨天气都能点燃并发出火光的视觉信号,司机发现火炬信号的火光时应立即停车。停车后如无防护人员,机车乘务人员应立即检查前方线路,如无异状,可按规定速度继续运行。五、信号表示器及信号标志1、信号表示器信号表示器也是一种信号装置，但它没有防护意义，而是用来表示与行车有关设备的位置和状态，或表示信号显示的某种附加含义。例如道岔表示器（道岔表示器用于反映道岔所处的状态，便于扳道员确认进路和调车人员办理调车作业。黄色表示侧线）、脱轨表示器、进路表示器、发车线路表示器、车挡表示器等。2、信号标志信号标志设在线路沿线，用来表明线路所在地点的某种情况或状态，以便司机和其它有关行车人员能够及时、准确地进行作业。常用的信号标志有警冲标、司机鸣笛标、预告标、作业标等。第三节联锁设备一、基本概念联锁：在有关的信号机和道岔之间，以及信号机和信号机之间应建立起一种互相制约的关系，才能保证车站的安全，我们把这种制约关系叫做联锁。车站联锁设备是保证站内列车和调车作业的安全，以及提高车站通过能力的一种信号设备。●联锁设备应满足下列几项要求：1、当开放某一进路时，必须先将进路上的所有道岔扳到正确位置后，防护这一进路的信号机才能开放。2、当防护某一进路的信号机开放以后，这一进路上的道岔应被锁闭，不能再扳动。3、当某一进路的信号机开放以后，与之敌对的进路（两条或两条以上的进路，有一部分相互重叠或交叉，有可能发生列车或机车车辆冲突的进路）的信号机应全部被锁闭，不能开放。4、主体信号机开放前，预告信号机不能开放；在正线出站信号机开放前，进站信号机不能显示正线通过信号。●进路的知识补充举例：A站下行1道列车出站联锁设备应满足的条件三、联锁分类：●联锁设备分为集中联锁（继电联锁和计算机联锁）和非集中联锁（臂板电锁器和色灯电锁器联锁）。编组站、区段站和电源可靠的其他车站，有条件的均应采用集中联锁。在新建铁路线上，条件不具备时，可采用非集中联锁。四、继电联锁（一）、继电集中联锁的主要设备1、继电器继电器是一种电磁开关，它是铁路信号设备中使用极多的一种电气元件，也是继电集中联锁设备中的主要元件。通过继电器可以控制道岔的转换、信号机的开放和关闭以及进路的锁闭与解锁等。最简单的一种继电器叫直流无际继电器。继电器应用原理→2、电动转辙机●道岔尖轨转换位置是由转辙装置带动的。电动转辙机是以电动机带动的转辙装置，它可以实现正转或反转，从而使道岔具有两种不同的开通位置。（开通直股或侧股）●采用电动转辙机的优点是道岔转换时间短、安全度高，并且便于实现自动控制和远程控制。3、轨道电路●轨道电路是利用铁路的两条钢轨作为导线，所构成的电器回路。它可以反映线路和道岔区段是否有车占用，以及钢轨是否完整。●采用直流电源的轨道电路叫做直流轨道电路。在直线段上，直流轨道电路主要由分界绝缘节、轨道电源、限流电阻、轨道继电器等组成。●现在普遍采用交流轨道电路。原理与直流轨道电路相似。增加降压和升压两个变压器。●道岔区段的轨道电路较复杂一些。近年来，随着高速铁路线路不断增加，为了适应高速铁路的需要，各国研制了无绝缘轨道电路。●无绝缘轨道电路要求相邻轨道电路采用不同载频。电气分隔接头的主要作用是对相邻轨道电路的频率起电气隔离作用。●直线轨道电路的工作原理：1.轨道空闲时：电流从轨道电路电源正极→钢轨→轨道继电器→另一股钢轨电源负极。轨道继电器中有电，衔铁吸起，后接点断开，前接点闭合，接通绿灯电路，则绿灯亮；2.轨道区间有车占用时：电流从轨道电路正极→钢轨→轮对→另一股钢轨电源负极。轨道继电器中无电，衔铁释放，前接点断开，后接点闭合，接通红灯电路，则红灯亮。4、控制台●控制台设在车站值班员室内，它的正面装有照明盘，盘面上有全站股道平面图及各种进路按钮、道岔按钮和其它按钮等。需要办理进路时，按压控制台的模拟站场图上进路的始端按钮和终端按钮，就能将进路中有关道岔转换到规定的位置，且防护该进路的信号机也自动开放。●控制台上的主要表示器是光带和表示灯。它们的用途是正确反映室外监控对象的状态及铁路运用情况；表示操作手续是否完成；并反映继电器电路的工作状态，若发生故障可及时发现故障发生地点。（二）继电联锁基本原理9D6D47调车线XJ1XADBJDGJ1XJXJ2XJ3DGJ2电动转辙机D4XJ继电器电路D4信号灯电路电动机电路XJ→信号继电器DBJ→道岔定位表示继电器（当道岔定位且尖轨密帖时得电）DGJ→道岔区段轨道表示继电器（无车时得电）→（三）继电联锁办理手续1、办理进路：Ⅱ道要接车，则先按压始端按钮1再按末端按钮2，就可将与进路有关的道岔（2、6、10、12号）转到符合进路要求的位置，防护该进路的信号机自动开放。可以进行接车作业。当基本进路因故不能排通时，可以改为排列绕行的迂回进路。Ⅱ道接车进路中，6号道岔故障，则排列迂回进路时，先按压始端按钮1，再按压变更按钮3，最后再按压末端按钮2，进路排通。2、解锁进路：当列车驶过进路中的道岔区段后，相应的敌对进路就自动解锁。●接车进路的办理与解锁（四）继电联锁的特点1、由于采用了轨道电路，严格实现进路控制过程的要求，具有较完善的安全功能，基本上能防止因违章或操作失误而造成危及行车安全的后果。2、采用色灯信号机和电动转辙机，操作人员只需在控制台上按压按钮就能办理或取消进路，而且采用了逐段解锁方式时，还可大大缩短进路的建立和解锁时间，提高了车站咽喉的通过能力。3、进路的排列和解锁都是自动进行的，从而改善了和行车有关人员的劳动条件。但是，继电集中联锁的设备费用比较高，并要求车站上有可靠的交流电源。（五）计算机联锁1、影响：计算机联锁实现了从有接点到无接点的变革，使联锁设备更加小巧而可靠。2、定义：计算机联锁是一种运用微型计算机对车站值班员的操作命令及现场表示信息进行逻辑运算，从而实现对信号机及道岔等进行集中控制的车站联锁设备。3、组成：计算机联锁由计算机硬件设备和计算机软件设备组成，操作方法与继电联锁相仿。4、发展方向：计算机联锁是车站信号设备的发展方向，今后还有待于使执行器件电子化，使系统各组成部分标准化，并最大限度地发挥所用资源的潜力，使行车和调车，操作和维修进一步自动化，使系统的可靠性和安全性进一步提高。第四节闭塞设备一、概述1、闭塞：在单线铁路上，为防止一个区间内同时进入相对运行的列车而发生冲突，以及避免两列同向运行的列车（包括双线区间