铁道信号基础

铁道信号基础信号所：程光红二〇一一年九月目录1、信号概述2、信号系统3、信号设备4、信号机5、信号显示1、信号概述1.1铁路信号的历史与未来1.2当代铁路信号1、信号概述1.1铁路信号的历史与未来1.1.1历史由来a、1825年9月27日，斯蒂芬逊©，斯托克顿、达林顿。→怎么开火车？b、列车运行的起止点要设站→什么是区间、车站？c、区间有啥设备？d、车站有啥设备©？1、信号概述1.1铁路信号的历史与未来1.1.2得有联锁（Interlocking）a、列车要起动、停车→什么是信号？b、信号指挥行车→什么是联锁？c、开夜车要看灯→信号种类增多；d、联锁的主要控制对象其一→信号机；e、列车要调头、转线→什么是道岔？f、道岔是个危险点，要防护→联锁范围扩大；1、信号概述1.1铁路信号的历史与未来1.1.2得有联锁g、联锁的主要控制对象其二→道岔／转辙设备；h、列车在哪？是否有车→什么是轨道检查设备？i、联锁的主要控制对象其三→轨道电路；j、信号、道岔、轨道电路互相联系→联锁关系范围再次扩大；k、行车更加复杂，危险因素增多→联锁关系范围逐步完善。车站有了联锁1、信号概述1.1铁路信号的历史与未来1.1.3得有闭塞（Block）a、都刹不住车了，还要追踪运行→什么是闭塞？b、时间间隔法／空间间隔法→闭塞的基本方法？c、闭塞制式的发展初期：站间闭塞；d、近期：以地面信号为主的自动闭塞；e、当前：带有列控系统的自动闭塞；f、未来：？？？？？的自动闭塞。区间有了闭塞1、信号概述1.1铁路信号的历史与未来1.1.4还得有机车信号及电码化（CabSignal&CodingofcontinuousTC）a、地面信号显示复制到驾驶室→什么是机车信号？b、如何实现它→什么是电码化？列车有了机车信号1、信号概述1.1铁路信号的历史与未来1.1.5还需要列车调度指挥系统和调度集中（TDCS，TrainoperationDispatchingCommandSystem）（CTC，CentralizedTrafficControl）a、领导要全面了解运输总体情况→什么是TDCS？b、他们还想在指挥所直接控制→什么是CTC？指挥有了CTC1、信号概述1.1铁路信号的历史与未来1.1.6最好还有信号集中监测（CSM，CentralizedSignallingMonitoring）a、想了解信号系统工作细节→什么是信号集中监测？b、为什么要它→信号集中监测的主要功能？秋后算账有了集中监测1、信号概述1.1铁路信号的历史与未来1.1.7于是逐渐形成了列控系统a、上文所述各子系统都控车→什么是列控系统？b、列控系统的几个子系统→我们常说的列控系统？c、都有哪些列控系统→ETCS、日本ATC。“列控系统”将前面的那么多都概括了！1、信号概述1.1铁路信号的历史与未来1.1.8现在我们有了CTCS（ChineseTrainControlSystem）a、我们的列控系统→CTCS；b、CTCS建设情况→CTCS快速发展。我们上了新闻联播1、信号概述1.1铁路信号的历史与未来1.1.9未来展望（ZhanWang，prospect）a、走出去→CTCS走出国门；b、信号对铁路运输太重要了→信号地位提高。革命尚未成功同志们一起努力1、信号概述1.1铁路信号的历史与未来1.2当代铁路信号1、信号概述1.2当代铁路信号当代铁路的三大组成部分：—固定设备：线路、路基，桥梁、隧道等；—移动设备：机车、车辆；—信息设备：通信、信号，信息化设备。铁路信号是铁路的重要技术设备。铁路信号的现代化是铁路现代化的重要组成部分。目录1、信号概述2、信号系统3、信号设备4、信号机5、信号显示一般意义上，是对指挥列车运行、控制列车运行速度和追踪方式、传递列车相关控制信息、监督列车运行及各种作业情况的总称。信号子系统：车站联锁、区间闭塞、列控、集中监测，以及CTC／TDCS。客运专线信号系统还包括TCC、RBC、TSR等子系统。基本原则：故障－安全。2、信号系统信号设备发生故障要导向安全是设计的基本原则，故障后不允许出现危及行车安全的结果。故障应能及时被发现或最迟应于下一次使用过程中被发现，否则应考虑按故障积累的原则设计电路。同时，设计电路还应考虑最低限度能防止一次故障与一次错误办理同时存在时危及行车安全。2、信号系统2、信号系统2.1联锁2.2闭塞2.3机车信号及电码化2.4TDCS／CTC2.5信号集中监测2.6列控系统及CTCS典型车站基本站场结构图3GIGⅡG4GK000＋000举例站ⅡAGXN179000S4SⅡXD1D3IAG5000D5D7311S3SIⅡBG20m5.0mX400010D88D42S5.0mXI5.0mXⅡX300012D64D26IBGSN2、信号系统2.1联锁2.1.1联锁的基本概念什么是联锁？进路、道岔和信号之间的这种相互制约的关系，称为联锁关系，简称联锁。联锁的基本内容：防止列车相撞，防止非法的运行。联锁的基本逻辑：“只有……才能……”“如果……则不得……”2、信号系统2.1联锁2.1.1联锁的基本概念车站联锁系统的主要技术：—信号控制技术—道岔控制技术—进路检测技术—“故障－安全”技术。2、信号系统2.1联锁2.1.2联锁的分类—非集中联锁—集中联锁（继电联锁、计算机联锁、平面调车区集中联锁）2、信号系统2.1联锁2.1.3继电式电气集中联锁6502电气集中的主要技术特征：—逐段解锁—进路操纵—组合式电路—采用以固定连接为主的配线方式6502电气集中核心电路：网状电路（选择组；执行组）。继电式电气集中联锁系统典型结构图2、信号系统2.1联锁2.1.4计算机联锁（9月21日下午，车站所邱锡宏）计算机技术、容错技术、可靠性理论。构成：主机，显示、操纵设备，输入输出接口。方式：双机热备、三取二、二乘二取二等。特点：体积小、功能强大，技术先进，易于联网。2.1联锁2.2闭塞2.3机车信号及电码化2.4TDCS／CTC2.5信号集中监测2.6列控系统及CTCS2、信号系统2、信号系统2.2闭塞2.2.1闭塞的基本概念在区间，如何控制列车间隔以确保安全？列车又重又快→制动距离长且不能避让→追尾？为此，列车由车站向区间发车时必须确认区间内没有列车，并且遵循一定的规律组织行车。这些技术措施和设备，称为“安全列车间隔控制系统”，即“闭塞”。2、信号系统2.2闭塞2.2.1闭塞的基本概念什么是闭塞？这种按照一定规律组织列车在区间内运行的方法，一般叫做行车闭塞法，简称闭塞。闭塞就是用信号或凭证，保证前行列车和追踪列车之间必须保持一定距离（空间间隔制）运行的技术方法。闭塞组织：时间间隔法（不再使用）；空间间隔法。闭塞负责区间行车安全；联锁负责车站行车安全。2、信号系统2.2闭塞2.2.2闭塞的分类—站间闭塞—以地面信号为主的自动闭塞—带有列控系统的自动闭塞2、信号系统2.2闭塞2.2.3站间闭塞两车站之间只能运行一列车（列车间隔为站间）。按技术手段和闭塞方法又可分为：—路签闭塞、路牌闭塞；—电话闭塞、半自动闭塞、自动站间闭塞。2、信号系统2.2闭塞2.2.3站间闭塞2.2.3.1半自动闭塞人工办理闭塞手续，列车凭信号显示发车后，车站信号机自动关闭。发车站办理闭塞手续、开放出站信号；列车出发后信号机自动关闭；接车站人工确认列车完整到达、办理闭塞解除。既需要人工操纵、又依靠列车自动动作（关闭出发凭证），故名半自动闭塞。2、信号系统2.2闭塞2.2.3站间闭塞2.2.3.2自动站间闭塞与集中联锁设备结合使用，在半自动闭塞的基础上增加轨道检查装置自动检查区间空闲，随着办理发车进路自动构成站间闭塞，列车凭出站信号显示进入发车进路后信号机自动关闭，待列车出清区间后自动解除闭塞而不再需要由人工确认列车完整到达。可以用区间轨道检查装置构成闭塞解除的信息，故有条件实现闭塞的自动复原。2、信号系统2.2闭塞2.2.3站间闭塞2.2.3.2自动站间闭塞根据区间空闲检查手段的不同，可分为：计轴自动站间闭塞和轨道电路自动站间闭塞。发车站在办理发车进路前，须确认区间空闲、接车站未办理同一区间的发车进路，并向接车站预告。发车站已向接车站预告，但列车不能发出时，在取消发车进路后，须通知接车站。2、信号系统2.2闭塞2.2.4以地面信号为主的自动闭塞自动闭塞：根据列车运行及闭塞分区状态，自动改变通过信号机的显示，司机凭信号显示行车的闭塞方法。这种方法，因为不需要人工操纵，故称自动闭塞。传统的自动闭塞（以地面信号为主）属于固定闭塞范畴，一般设通过信号机，列车装备机车信号，保证列车按空间间隔控制运行的技术方法用信号或凭证来实现。适用于不大于160km/h的区段。2、信号系统2.2闭塞2.2.4以地面信号为主的自动闭塞自动闭塞的分类：—单线双向、双线单向、双线双向；—三显示、四显示、多显示；—分散式、集中式；—极性、频率、数目及其相互组合的自动闭塞。2、信号系统2.2闭塞2.2.4以地面信号为主的自动闭塞我国曾经发展过多种制式的自动闭塞系统，根据信息特征、信息量和传递信息的方法不同分为：交流计数电码，极性频率脉冲，频率式电码和微码，移频自动闭塞等。目前主要应用的是移频自动闭塞。根据信息量不同可分为四信息、八信息、十八信息等多种。目前推广的ZPW-2000型移频自动闭塞系统具有18个低频码，可向机车最多传送18种不同的信息，故此得名。2、信号系统2.2闭塞2.2.4以地面信号为主的自动闭塞通常应用于160km/h及以下的既有线。一般设有地面通过信号机，机车装备机车信号机、自动停车装置，保证列车按照空间间隔制运行。主要可分为：—三显示自动闭塞—四显示自动闭塞—多显示自动闭塞2、信号系统2.2闭塞2.2.4以地面信号为主的自动闭塞2.2.4.1三显示自动闭塞一般应用于120km/h以下。通过信号机有三种显示，能预告前方两个闭塞分区的状态；分两个速度等级，一个闭塞分区的长度可满足从规定速度到停车的制动距离。黄灯是警惕信号，表示列车运行前方有一个闭塞分区空闲。列车可以越过黄灯后再开始制动。2、信号系统2.2闭塞2.2.4以地面信号为主的自动闭塞2.2.4.2四显示自动闭塞一般应用于160km/h以下。通过信号机有四种显示，能预告前方三个闭塞分区的状态；分三个速度等级，两个闭塞分区的长度可满足从规定速度到停车的制动距离。绿黄灯是警惕信号，表示列车运行前方有两个闭塞分区空闲。列车可以越过绿黄灯后再开始制动。2、信号系统2.2闭塞2.2.4以地面信号为主的自动闭塞2.2.4.2四显示自动闭塞黄灯是限速信号，列车必须减速到规定的限速值，否则难以保证在下一架显示红灯的信号机之前可靠停车。信号显示有了较为明确的速度意义：—L、LU、U、H明确表达了始端和终端速度。—站内正线接车信号机也能表达速度意义，UU和USU也分别具有限速含义。2、信号系统2.2闭塞2.2.4以地面信号为主的自动闭塞2.2.4.3多显示自动闭塞一般应用于160km/h及以上。也称多信息自动闭塞，是对四显示及以上自动闭塞的统称。多于四显示时，地面通过信号机不具备多显示条件，而以机车信号显示为主，此时但客货混运的低速列车仍以地面信号为主。2、信号系统2.2闭塞2.2.5带有列控系统的自动闭塞列控系统控制列车运行速度，实现列车按照空间间隔制运行。列车间的间隔首先应满足制动距离，还要考虑适当的安全余量和司机确认信号时间。根据采取的不同控制模式会产生不同的闭塞制式。列车之间的追踪运行间隔越小，运输能力就越大。2、信号系统2.2闭塞2.2.5带有列控系统的自动闭塞从闭塞制式角度来看，该类自动闭塞可分为三类：—固定闭塞—准移动闭塞（含虚拟闭塞）—移动闭塞2、信号系统2.2闭塞2.2.5带有列控系统的自动闭塞2.2.5.1固定闭塞列控系统采取分级速度控制模式时采用该方式。列车间的空间间隔是若干个闭塞分区，闭塞分区数量依据速度等级的划分而确定。一般情况下，闭塞分区用轨道电路或计轴设备划分。2、信号系统2.2闭塞2.2.5带有列控系统的自动闭塞2.2.5.1固定闭塞其追踪目标点为前行