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1铁路信号基础知识2015年9月23日主要内容2铁路信号基本概念联锁系统调度指挥系统中国列车运行控制系统信号集中监测系统故障—安全原则一二三四五六一、铁路信号基本概念3铁路信号设备是铁路运输的重要基础设施，也是保证行车安全，组织指挥列车运行，提高运输效率，传递信息，改善行车人员劳动条件的重要技术设备。铁路信号的作用：向列车或车列发出指令和信息，以控制列车或车列的运行方向、运行线路、运行间隔和运行速度，并显示列车移动、线路以及信号设备的状态，从而有效地保证调度指挥和控制列车运行，组织列车解编和调车作业，提高运输管理水平。4•普速铁路、高速铁路、城际铁路大铁•编组站、驼峰编组站•城市铁路、地铁、轻轨城轨一、铁路信号基本概念一、铁路信号基本概念5•通过不同的灯光显示，指挥列车运行。色灯信号机。信号机•通过不同的开通方向，引导列车运行方向。控制：转辙机。•道岔表示：定位与反位。道岔•实现列车的占用检查及机车信号信息发送。轨道电路一、铁路信号基本概念6•进站•出站•调车色灯信号机一、铁路信号基本概念基本色：红、黄、绿辅助色：蓝、月白、紫色（道岔表示器用）色灯信号机基本上采用灯光颜色特征和灯光数目特征组合的显示方式，个别情况下采用闪光特征，并以信号机的外形来辅助区别一些特定的含义。一、铁路信号基本概念信号机的定位:信号机经常保持的显示状态作为信号机的定位。进站、进路、出站信号机为红灯；调车为蓝灯；区间通过信号机为绿灯；进站前方第一架为黄灯；进站前方第二架为绿黄；线路所通过信号机为红灯、遮断、复示信号机为灭灯；预告信号为黄灯。一、铁路信号基本概念信号名称色灯信号机(透镜式)显示信号显示的意义进站信号机停车，不准越过信号机进正线准备停车进到发线准备停车按规定速度由正线通过进站内准备停车表示接车进路信号机在开放状态引导信号，以不超过20km/h的速度进站或通过接车进路，并随时准备停车信号显示应符合《技规》的要求。一、铁路信号基本概念10•定位•反位•挤岔道岔及转辙机一、铁路信号基本概念11轨道电路三种状态：——调整状态——分路状态——断轨状态轨道电路的作用：钢轨——传送电信息绝缘节——划分各轨道区段轨端接续线——保持电信息延续轨道继电器——反映轨道的状况一、铁路信号基本概念12轨道电路一、铁路信号基本概念13轨道电路一、铁路信号基本概念14——铁路信号设备对供电的基本要求：可靠、稳定和安全。——信号电源输出应按照信号系统冗余的要求，进行相应地配置。由于信号设备供电种类和电压等级较多，必须分路供电，并用变压器隔离，力求发生故障时缩小故障范围，避免故障扩大化。——目前已广泛采用智能型电源屏。智能屏采用微型计算机技术，完成对电源系统的自动监测，并可远程监控；引入高频电力电子技术，对各种输入、输出单元和交、直流电源进行模块化，提高了供电质量和可靠性，实现了无维修化，使信号电源技术有了突破性的发展，以满足不断发展的信号设备的供电需要。一、铁路信号基本概念15•车站——相邻区间之间的分界点•区间——两个车站之间的线路•区间与分界点是组成铁路线路的两个基本环节。车站与区间一、铁路信号基本概念16一、铁路信号基本概念17•联锁——通过技术方法，使信号、道岔和进路之间按一定程序、一定条件建立起一种相互制约的关系•联锁设备——为完成这种联锁关系而安装的技术设备•联锁设备分类——分为集中联锁（电气集中联锁和计算机联锁）和非集中联锁（臂板电锁器联锁和色灯电锁器联锁）联锁及联锁设备一、铁路信号基本概念18•闭塞——用信号或凭证，保证列车按照空间间隔制运行的技术方法•闭塞设备——实现“一个区间（闭塞分区）内，同一时间只允许一列车占用”而设置的铁路区间信号设备•闭塞类型——分为人工闭塞（已淘汰）、半自动闭塞和自动闭塞闭塞及闭塞类型一、铁路信号基本概念19一、铁路信号基本概念20一、铁路信号基本概念21编组站与驼峰一、铁路信号基本概念驼峰设在编组站调车场头部，用于列车解体。调车机将车列推上峰，在峰顶提开车钩，利用车辆自身的重力，顺坡自行下滑至预定调车线22二、联锁系统23机械联锁继电联锁计算机联锁采用高可靠计算机来代替继电器电路的逻辑运算与操作，实现对车站信号设备的联锁控制功能。最古老的联锁方式，通过信号机与道岔的控制杆相互锁闭来实现联锁以电气传输方式集中操控信号机、道岔转辙机等设备，实现联锁功能如6502电气集中联锁二、联锁系统24进路控制•进路选排•进路建立•进路锁闭•进路解锁道岔控制•道岔单操•道岔单锁/单解•道岔单封/解封信号控制•信号开放•信号关闭联锁基本功能有以下三部分：二、联锁系统25计算机联锁基本结构二、联锁系统26计算机联锁制式双机热备•主机输出有效•备机与主机同步•主机故障自动切换至备机•DS6-11、TYJL-II、JD-IA三取二•三机同步运算•三机运算结果进行三取二表决•单机故障转为双机工作•DS6-20、TYJL-TR9二乘二取二•双系同步运算，热备工作•单系二取二表决•单系故障自动切换•DS6-K5B、EI32-JD、TYJL-ADX、iLOCK、DS6-60二、联锁系统27电务维修终端电源柜联锁柜2个输入输出柜三、调度指挥系统28我国铁路运输组织采用铁路总公司、铁路局及车站三级指挥管理模式，其中铁路总公司负责运输组织的宏观指挥管理工作，铁路局和车站负责运输组织的直接指挥管理工作。三、调度指挥系统29铁路总公司通过每日的分界口交接车数量、跨局旅客列车正点率、调度命令下达、计划审核，对各路局进行调度指挥。三、调度指挥系统30铁路局根据铁路总公司下达的每日的分界口交接车数量（包括空车、重车）、跨局旅客列车正点率、调度命令，编制路局的日计划、阶段计划，并下达调度命令给车站，指挥车站运营。三、调度指挥系统31车站执行铁路局编制的阶段计划，调度命令，实际指挥列车运营，将列车运营信息（如到发时刻等）上报至铁路局。三、调度指挥系统32中心车站站间大屏显示控制器车站自律机电务维护终端路由器路由器路由器打印机绘图仪中心局域网接其他远程终端电务段、机务段等综合维修终端车站子系统串路由器路由器路由器车站路由器路由器车站路由器路由器车站路由器路由器车站路由器路由器车站站间2MTDMS接口服务器数据服务器磁盘阵列综合维修工作站网管工作站调度员工作站助理调度员工作站系统总体构成及网络方案应用服务器通信服务器联锁、列控中心、450MHz等GSM-R接口服务器TSR接口服务器电务维护工作站四、中国列车运行控制系统参照开放、统一的欧洲列车运行控制系统（ETCS）规范和国外高速铁路列控系统运用经验，结合我国铁路运输特点，遵循全路统一规划的原则，原铁道部确定构建了符合中国国情、路情的中国列车运行控制系统（CTCS）技术体系。33四、中国列车运行控制系统列控系统是确保行车安全的信号系统，包括地面设备和车载设备。利用地面设备提供的线路信息、目标距离和进路状态，列控车载设备自动生成列车允许速度控制模式曲线，并实时与列车运行速度进行比较，超速后及时进行控制。34四、中国列车运行控制系统基于无线信息传输，机车乘务员凭车载信号行车。已应用于300-350km/h线路。CTCS-3CTCS-2CTCS-0CTCS-1基于应答器和轨道电路信息传输，机车乘务员凭车载信号行车。已应用于200-250km/h线路。由主体机车信号和安全型列车运行监控记录装置（LKJ）组成。由通用机车信号和运行监控记录装置构成。既有线现状。CTCS-4基于无线通信传输平台，取消轨道电路，实现虚拟闭塞或移动闭塞。未来发展方向。35CTCS各级基本特征对照表36项目C0级C1级C2级C3级C4级运行速度120km/h以下160km/h以下200～250km/h300～350km/h200～350km/h及以上闭塞方式自动闭塞/半自动闭塞自动闭塞/半自动闭塞正：自动闭塞反：自动站间闭塞正：自动闭塞反：自动站间闭塞自动闭塞或移动闭塞联锁形式6502电气集中6502电气集中/计算机联锁计算机联锁计算机联锁计算机联锁调度集中TDCSTDCS/CTCCTCCTCCTC列车定位车载测距车载测距和应答器校准车载测距和应答器校准车载测距和应答器校准车载测距和应答器校准控制模式阶段速度曲线目标速度距离模式曲线目标速度距离模式曲线目标速度距离模式曲线目标速度距离模式曲线车地信息传输轨道电路轨道电路轨道电路+点式设备无线双向信息传输无线双向信息传输轨道占用检查轨道电路轨道电路轨道电路轨道电路等GPS等线路数据来源车载数据存储芯片车载数据存储芯片应答器提供无线闭塞中心（RBC）提供无线闭塞中心（RBC）提供四、中国列车运行控制系统37•C3系统是基于GSM-R无线通信实现车-地信息双向传输，无线闭塞中心（RBC）生成行车许可，轨道电路实现列车占用检查，应答器实现列车定位，并具备C2级功能的列车运行控制系统。•设备组成：无线闭塞中心（RBC）、GSM-R网络、轨道电路、应答器、地面电子单元（LEU）、列控中心（TCC）、临时限速服务器（TSRS）、车载设备（ATP）、网络设备。C3系统四、中国列车运行控制系统38应答器调度集中CTCGSM-R无线网络无线闭塞中心（RBC）列控中心LEU车站联锁ZPW-2000轨道电路轨道电路天线应答器天线速度传感器雷达传感器TSR服务器列控系统地面设备列控系统车载设备四、中国列车运行控制系统39C3系统——控车原理四、中国列车运行控制系统40五、信号集中监测系统41铁路信号集中监测系统（CSM）是保证行车安全、加强信号设备结合部管理、监测信号设备状态、发现信号设备隐患、分析信号设备故障原因、辅助故障处理、指导现场维修、反映设备运用质量、提高电务部门维护水平和维护效率的重要设备。做到统一规划，统一实施，与联锁、闭塞、列控、TDCS/CTC、驼峰等系统同步设计、施工、调试、验收及开通。五、信号集中监测系统42•开关量记录：各设备的工作状态等；•模拟量监测：绝缘、漏流、电压等；•站场状态显示与回放；•各信号系统状态监测；•智能分析及故障预警告警。集中监测主要功能五、信号集中监测系统43五、信号集中监测系统44入侵监测系统核心交换机电务段监测子系统硬件防火墙维护工作站时钟服务器网管服务器磁盘阵列数据库服务器（双机）核心路由器核心路由器信息发布平台安全防护服务器外部CTC时钟源外部CTC时钟源应用服务器（双机）通信前置机（双机）终端漏洞扫描系统接口服务器核心交换机时钟防火墙电务段层级外部其他系统电务段层级外部其他系统防病毒软件专用升级通道防病毒软件专用升级通道防病毒服务器接口防火墙上联路由器监测管理交换机整体机柜式UPS电源系统及专用电源配电系统WEB服务器六、故障--安全原则故障--安全原则，是铁路信号设计最根本的安全原则，是指当信号设备发生故障时，应以特殊的方式做出反应并导向安全。但安全性是一种概率参数，信号设备不可能具备排除了任何危险的绝对安全。对故障--安全要求应是从技术上能够实现的。研究和设计各种信号设备，均应满足故障-安全的原则。45六、故障--安全原则信号设备故障导向安全时，应具有下列任何一种安全状态：1、暂停运行或者部分暂停运行；2、降级使用；3、故障报警（声、光报警）；4、给出误操作表示。46六、故障--安全原则实现故障--安全原则的具体措施主要有：1、防止人的错误操纵而出现的各种联锁及闭塞技术等；2、故障后使功能软化或降级使用技术，如自动闭塞中绿灯烧坏改亮黄灯的技术；3、应急顶替技术，如电源故障时利用蓄电池供电的技术；4、检测、报警和预防性养护的技术；5、冗余技术，如多重设备；6、器件的降额使用技术，如信号灯泡的降压使用等。47六、故障--安全原则7.23温州动车事故LKD2-T1型列控中心设备采集驱动单元采集电路电源回路中的保险管F2遭雷击熔断。熔断前温州南站列控中心管辖区间的轨道无车占用。熔断后采集数据不再更新，使得在该轨道有车占用后仍给CTC发送无车占用信息。按照信号“故障—安全”的设计原则，在F2熔断后，列控中心设备无论是在硬件还是在软件上都应该增加一级防护手段，使得相应采集驱动单元