铁路信号概述

铁路信号工程刘玉芝石家庄铁道大学主要内容第一部分铁路信号概述第二部分铁路信号的作用第三部分铁路信号的安全性与可靠性第四部分铁路信号的发展概况第五部分铁路信号应用举例第一部分铁路信号概述铁路信号含义(广义)保证行车安全，提高区间、车站的通过能力以及编组站的解编能力的自动控制和远程控制技术的总称。铁路信号含义(狭义)指示列车运行和调车作业的命令，用特定物体（信号灯、仪表、音响设备等）的颜色、形状、位置和声音等向铁路司机传达有关前方路况、机车车辆运行条件、行车设备状态以及行车命令等信息的装置或设备。就像人的耳目和中枢神经，具有组织指挥列车运行、保证行车安全、提高运输效率、传递行车信息、改善行车人员劳动条件等作用。铁路信号作用铁路信号分类按接收信号的感官可分为：视觉信号和听觉信号。按发出信号的机具能否移动可分为：固定信号、移动信号和手信号。8以物体或灯光的颜色、形状、位置、闪光、数目或数码显示等特征表示的信号。用信号机、机车信号机、信号旗、信号牌、各种表示器、各种标志及火炬等显示的信号，都是视觉信号。视觉信号9一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。火炬10听觉信号以不同器具发出的音响的强度、频率和音响的长短等特征表示的信号。如用号角、口笛、响墩发出的声音以及机车、轨道车的鸣笛等发出的信号。11响墩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。12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，需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。移动信号与手信号移动信号减速防护终端信号：昼间——绿色圆牌夜间——柱上绿色灯光停车信号：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——柱上黄色灯光有关行车人员用手持信号旗或信号灯作出各种规定动作来表示停车、减速、发车、通过、引导等信号。手信号停车信号发车信号手信号常用停车信号代用停车信号手信号常用减速信号代用减速信号17固定信号在所有铁路信号中，由固定信号机发出的视觉信号是最常见、最主要的信号。铁路信号又称铁道信号，包括铁路信号设备和铁路信号系统两个层次。铁路信号设备，铁路运输基本设备之一。信号继电器信号机包括轨道电路转辙机电源屏控制台等铁路信号系统，铁路运输安全重要保障。包括：车站联锁、区间闭塞、列车运行控制、行车调度指挥控制、驼峰调车控制、微机监测、道口信号等系统。铁路信号领域所用各类继电器的统称。不仅是构成各种继电式控制系统的关键，也是电子式或计算机式控制系统的接口部件。是一种电励开关，具有开关特性，利用其接点的通、断电路，从而构成各种控制表示电路。在铁路信号中应用广泛，故障—安全。一、信号继电器继电器的组成及基本原理1、组成：接点系统和电磁系统。电磁系统由线圈、铁心与轭铁、衔铁（可动）；接点系统由动（前、后）接点、静（中）接点构成。五、信号继电器的分类1、按动作原理分：电磁、感应继电器2、按动作电流分：直流（无极、偏极、有极）、交流继电器直流继电器由直流电源供电的，直流继电器都是电磁继电器。交流继电器由交流电源供电的。DJ3、按输入物理量：电流、电压继电器电流继电器反映电流的变化，线圈必须串联在电路中。电压继电器反映电压的变化，线圈励磁电路单独构成。4、按动作速度：正常、缓动继电器正常动作继电器衔铁动作时间为0.1～0.3s，缓动继电器衔铁动作时间超过0.3s，又分缓吸、缓放。时间继电器是缓吸继电器。5、按接点结构：普通接点、加强接点继电器普通接点继电器具有开断功率较小的接点的能力，以满足一般信号电路的要求。加强接点继电器具有开断功率较大的接点的能力，以满足电压较高、电流较大的信号电路的要求。6、按工作可靠度：安全型、非安全型（前者称为N，重力式继电器，后者称为C型弹力式继电器）1、插入式和非插入式前者有防尘罩单独使用，后者装于匣内使用。2、型号的表示法采用汉字拼音字母和数字表示，字母表示继电器种类，数字表示线圈的阻值。AX系列安全型继电器概述是直流24V系列的重弹力式直流电磁继电器，其典型结构为无极继电器，其它型号都是派生而成，绝大部分零件都能通用。继电器的符号线圈必须注明其定位状态箭头和线圈端子号。接点只须标出其接点组号，而不必详细标明动、前、后接点号，但必须标出箭头方向。构成信号显示、指示列车运行和调车作业的信号设备。带表示器的出站信号机机车信号设备进站信号机二、信号机和信号表示器32按设置部位可分为地面信号机和机车信号机信号机的分类地面信号机：设于车站或区间固定地点，防护站内进路以及闭塞分区和道口。机车信号机：设于机车驾驶室内，复示地面信号，逐步成为主体信号使用.331、按信号机的构造分为：色灯、臂板和LED信号机地面信号机的分类色灯信号机用灯光的颜色、数目和亮灯状态表示信号的含义。目前广泛使用透镜式，发展方向是组合式。臂板信号机白天用臂板的不同位置，夜间用不同颜色的灯光显示信号，适用于无可靠电源的车站。342、按地位分为：主体信号机和从属信号机主体信号机能够独立显示信号，是指示列车或调车车列运行条件的信号机。从属信号机本身不能独立存在，只能附属于某种信号机。从属信号机又包括预告信号机（包括进站、通过、遮断等预告信号机）和复示信号机（包括进站、进路、出站、调车、驼峰等复示信号机）。353、按停车信号的显示意义分为：绝对信号和容许信号在绝对信号机显示停止运行信号（显示红灯、显示不明、灯光熄灭）时，列车或调车车列必须无条件遵守其信号显示；而且，列车根据停车信号停车后，如不另发指示，不允许列车越过该信号机。在容许信号机显示红灯、显示不明、灯光熄灭时，在特定条件下允许列车限速通过或停车2min后以低速继续运行，只是要求随时准备停车。36应有的辅助信号或标志•装有里程牌或附加蓝色灯光•预告信号机灭灯•遮断信号和复示信号不点灯•调车信号的禁止信号对列车•引导信号容许信号374、按安装方式分为：高柱信号机（进站、正线出站、通过、预告、接车进路等）和矮柱信号机（侧线出站、站内调车信号桥、信号托架；地形特殊）381)要求停车的信号（一般称为禁止信号或停车信号）；2)要求注意或减速运行的信号；3)准许按规定速度运行的信号；2)与3)合称为进行信号或允许信号5、依据信号的含义，可分为391)单显示：只显示一种灯光，如出站信号机、遮断信号机等；2)二显示、三显示、多显示：根据信号机的用途和需要指示的运行条件设置。6、依据信号的显示数目，可分为:407、按防护用途的不同又可分为进站、出站、进路、调车、驼峰、遮断、预告、复示等信号机。另有设于铁路平交道口的道口信号机。41用以表示某些与行车有关设备的位置或状态，或表示信号显示的某些附加意义的信号机具。是对行车人员传达行车或调车意图的，或对信号进行某些补充说明所用的器具，没有防护意义。信号表示器常用的有进路表示器、道岔表示器、发车表示器、调车表示器、发车线群表示器、脱轨表示器等。三、轨道电路利用钢轨线路和钢轨绝缘构成的电路，是铁路信号的重要基础设备，它的性能直接影响行车安全和运输效率。1、轨道电路的组成钢轨、绝缘节、轨端接续线、发送端、接受端（轨道继电器）2、基本原理3、轨道电路的作用1）监督列车占用，反映线路空闲，为开放信号，建立进路或构成闭塞提供依据；2）传递行车信息，如移频自动闭塞利用轨道电路传递不同的频率信息来反映列车的位置，决定通过信号机的显示或决定列车运行的目标速度，从而控制列车运行。4、轨道电路的分类1)按动作电源分：直流轨道电路（已经淘汰）、交流轨道电路（低频300Hz以下，音频300—3000Hz，高频10—40KHz。）2)按工作方式分：开路式、闭路式（广泛使用）3)按传送的电流特性分：连续式、脉冲式、计数电码式、频率电码式、数字编码式4)按分割方式分：有绝缘轨道电路、无绝缘轨道电路（电气隔离式、自然衰耗式、强制衰耗式）5)按所处的位置分：•站内轨道电路:一般只监督本区段是否空闲，不能发送其他信息。•区间轨道电路：主要用于自动闭塞区间，不仅要请偶监督各闭塞分区是否空闲，而且要传输有用行车信息。区间轨道电路传输距离较长。6)按轨道电路内有无道岔分：无岔轨道电路、道岔轨道电路BZ4DGJBZ4RDDRDD车体7)按适用的区段分：电气化区段、非电气化区段8)按通道分：双轨条、单轨条Schematicdrawingoftrackcircuitforunoccupiedblock(seriesresistornexttobatterynotshown)5、轨道电路的工作状态——调整状态Schematicdrawingofoccupiedtrackcircuit(seriesresistornexttobatterynotshown)5、轨道电路的工作状态——占用状态用于完成道岔的转换和锁闭，改变道岔开通方向的一种动力装置，是关系行车安全的最关键设备。四、转辙机固定辙叉可动心轨道岔转换的发展过程：人力转换设备（现地和集中）动力转换设备（转辙机）除了转换和锁闭道岔外，还应正确反映道岔的实际位置，给出相应的表示。道岔被挤或因故处于“四开”（两侧尖轨均不密贴）位置时，及时给出报警表示。转辙机作用内锁闭方式的ZD6系列外锁闭方式的有S700K、ZYJ7等ZD-6型电动转辙机转辙机类型电动、电液、电空S700K型电动转辙机装于线路左侧装于线路右侧信号系统的供电装置，供给稳定、可靠、符合使用条件的各种交直流电源。五、信号电源屏车站值班员指挥列车运行和调车作业的控制中心，用来完成道岔的转换和信号的开放，并对进路、信号、道岔进行监督。六、控制台又称“列车进路控制系统”，可选择列车在车站内的运行进路，保证进路上的道岔位置正确、无敌对的进路，以保障列车在车站内运行安全。外部设备主机继电器结合电路现场监控对象过程输入/输出通道总线总线七、车站联锁系统联锁:为了列车在站内安全运行，避免列车冲突，就必须使信号机、进路和道岔三者之间有着一定相互制约关系，这种关系称为联锁。联锁用来控制和监督车站的道岔、进路和信号，并实现相互间的逻辑约束，并操纵道岔、信号机等的设备与系统。1856年，J.萨克斯贝发明机械联锁机开始，联锁技术经历了机械槽口技术、电气衔铁技术、安全型继电器技术、微控技术等。目前：继电集中联锁和计算机联锁计算机联锁正在逐渐取代继电器联锁。联锁系统的发展及其现状1）继电集中联锁：用继电的方法集中控制和监督全站的道岔、进路和信号机，并实现它们之间联锁的设备与系统。继电集中联锁的全部联锁关系是通过继电电路来实现的。车站值班员通过控制台办理进路、转换道岔、锁闭进路、开放信号等。2）计算机联锁：用计算机和其他的一些设备（电子、机械部件）、继电器件组成具有“故障—安全”的实时联锁控制系统。①计算机联锁的全部联锁关系（逻辑）是通过计算机程序来实现的。②计算机联锁相比继电集中联锁具有明显的技术经济优势，并且是未来车站联锁的发展方向。1、6502电气集中继电集中联锁VPI型（卡斯柯）TYJL-Ⅱ型（铁科院）双机热备型DS6-11型（通号）JD-ⅠA型（交大微联）三取二型TYJL-ECC容错（铁科院）TYJL-TR9型容错（铁科院+“西门子”）TYJL-ADX（铁科院+日立）二乘二取二DS6-K5B型（通号+日本京三）iLOCK型（卡斯柯+ALSTON）EI32-JD型（交大微联+日本信号株式会社）2、计算机联锁我国联锁系统又称“列车间隔控制系统”。使用该设备能将列车按一定的空间间隔运行，保障在同一线路上运行的列车，不会产生迎面相撞或追尾相撞的重大行车事故。八、区间闭塞系统为保证区间行车安全，要求按照一定的方法组织列车在区间运行，称为行车闭塞法，简称闭塞。甲站乙站站内站间区间站内闭塞目的：控制区间列车运行间隔，任一时刻线路上的某一区段只能有一列列车，防止列车冲突的技术。闭塞制度：时间间隔法空间间隔法闭塞分类：1、半自动站间闭塞，简称半自动闭塞2、自动站间闭塞3、自动闭塞半自动闭塞主要应用于单线铁路，自动闭塞应用于双线铁路。半自动