信号基础城轨PPT课件

.,1,信号基础,.,2,信号作用,1、保证行车安全2、提高运输能力,.,3,信号与信号显示,1、信号:在行车调车工作中,对乘务人员与行车有关人员指示运行条件而规定的物理特征符号。2、信号显示：是信号的显示方式，显示含义和使用方法的统称。3、信号的分类：视觉信号和听觉信号。,.,4,信号的分类,1、视觉信号：以颜色、形状、位置、显示数目和灯光状态等表达的信号。如信号机、信号灯、信号旗、信号牌、信号表示器、信号标志等。2、听觉信号（音响信号）：以不同器具发出的音响的强度、频率和音响长短时间等表达的信号。如停车信号显示不明或灯光熄灭时，列车停在信号机前用无线调度电话通知运转车长，通知不到时鸣笛一长声，停车等候2分钟，未显示信号时以遇到阻碍能随时停车的速度继续运行不超过20KM/H。,.,5,视觉信号,听觉信号,号角、口笛发出的音响，机车鸣笛等,信号机、机车信号、信号旗、信号牌表示的信号,移动信号,手信号,手拿信号旗、信号灯等或用手势显示的信号,把临时设置的信号牌、信号灯等叫做移动信号,固定信号,在固定地点安装的信号设备叫做固定信号,.,6,城轨和铁路信号系统,1、铁路信号系统分为车站信号（继电联锁、微机联锁）、区间信号、驼峰信号和道口信号。2、城轨信号系统分正线与车辆段两个部分。一般正线有微机联锁、ATP/ATO轨旁设备、ATP/ATO车载单元设备，以及OCC（运行控制中心）的ATS设备组成；而车辆段主要由6502电气集中组成。,.,7,信号标志,1、定义：表示地铁线路所在地点的情况和状态，指示行车人员依据标志的要求及时正确地进行相关作业与操作的标志。2、与地铁行车相关的信号标志主要有以下几种：（1）警冲标：在两条线路汇合处，为了防止停留在一线的车辆与领线上的车辆发生侧面冲撞而设在两汇合线路之间隔4米的中间的标志。股道之间间距不足4米时应设在两线路中心线最大间距的起点处。（2）站界标：车站与区间的分界处的标志，主要用于车站管辖范围区界划分和列车运行时位置识别。（3）鸣笛标：要求司机鸣笛的标志，一般设在道口、桥梁、隧道口以及线路状况复杂地段的外方规定位置。,.,8,信号标志,（4）停车牌：指示列车停车位置的标志。通常用于车站站台规定的乘客上下车的停车地点以及列车折返时指示司机停车的地点，它固定设置在规定位置。（5）一度停车标志：要求列车（机车）在该地点停车后进行确认线路、道岔以及进行相关操作后继续行驶的指示标志。（6）车挡表示器：设在线路尽头线车挡上的表示器，便于司机以及调车员确认车挡位置。隧道内显示红色灯光，地面线路昼间使用红色方牌、夜间使用红色灯光。（7）接触网终止标：表示接触网已经终止的标记，设在接触网中端，警告司机不准越过该标，防止脱弓。在这些标志中有些具有警告意义和防护功能，他们与运行信号显示有相同性质的含义。,.,9,信号基础器材,1、信号机车辆段和各联锁站（带有道岔的车站）安装有地面信号机，没有道岔的车站不安装地面信号机，但所有的车站均安装有发车表示器（DTI），终端站尽头端安有红灯信号机。高柱型、矮柱型单显示、二显示、三显示机构型号含义：XSGHL红绿二显示信号色灯高柱（A矮柱）,.,10,色灯信号机：用不同颜色来显示信号透镜式：一组透镜给出一个颜色的灯光。如果显示多种颜色信号灯光时就要有多组透镜多灯式。特点：结构简单，合于生产，安全可靠但显示距离有限，安装在曲线上时，不能保证连续显示。探照式：一组透镜能显示出三个颜色单灯式。特点：节省电能，显示距离远，结构复杂，制造工艺要求严格，维修困难。,.,11,.,12,.,13,信号基础器材,2、号机开放的意义（1）正线红灯禁止；绿灯进路空闲、进路道岔开通直股；黄灯进路空闲、进路道岔开通侧向；黄灯+红灯引导信号（一般60秒不通过就复原）。（2）车辆段（入、出厂信号）黄灯+红灯引导进车厂；黄灯允许进（出）车厂；月白灯允许调车；红灯禁止。（3）停车库内及联络线（交接线）入口处调车信号机为红色、白色灯光显示，其他信号机为蓝色、白色灯光显示。红、蓝色灯光表示禁止越过，白色灯光表示允许调车。,.,14,.,15,常见列车运行手信号,.,16,常见的调车手信号,.,17,徒手信号的类别及显示方式,.,18,各种信号灯的显示意义是什么？,防护信号机有三种显示颜色，分别为红、黄、绿。红灯显示意义为禁止列车越过该信号机；黄灯显示意义为进路开通，允许列车进入道岔侧股运行；绿灯显示意义为进路开通，允许列车进入道岔直股运行。阻挡信号机有一种显示颜色，为红灯。红灯显示意义为禁止列车进入该区段或禁止越过该信号机。调车信号机有二种显示颜色，为红灯、白灯。红灯显示禁止调车，白灯显示允许调车。出段信号机与入段信号机的显示意义与防护信号机的显示大似相同。,.,19,进站信号,几种主要固定信号的显示,.,20,出站信号,非自动闭塞区段,.,21,几种主要固定信号的显示,出站信号,自动闭塞区段,.,22,预告信号,.,23,通过信号,非自动闭塞区段,.,24,通过信号,自动闭塞区段,.,25,调车信号,.,26,信号基础器材,3、转撤机在车辆段和联锁站内的每组道岔处都要设置一台电动转撤机，可以转换道岔、锁闭岔和反映道岔的状态。直流电动转撤机带滚珠丝杠的三相交流电动转撤机液压式电动转撤机,.,27,信号基础器材,4、轨道电路利用铁路线路的钢轨作为导体，并与其它相关设备一起组成的能自动检测区间有无车辆轮对的电路系统。(1)车辆段一般使用单轨条式50HZ相敏轨道电路。该轨道电路那传输的信号频率是50HZ，并且轨道电路的接收端对该信号有一定要求，控制GJ（轨道继电器），其核心是轨道接收器（二元轨道继电器）。,.,28,轨道电路,.,29,分界绝缘节,分界绝缘节,电源,轨道继电器,受电端,送电端,限流电阻,轨道电路区段空闲时,绿灯亮,轨道电路工作原理,.,30,分界绝缘节,分界绝缘节,电源,轨道继电器,受电端,送电端,限流电阻,轨道电路区段有车时,红灯亮,轨道电路工作原理,.,31,道岔区段轨道电路,.,32,信号基础器材,带平衡扼流圈的交流轨道电路：,.,33,信号基础器材,（2）正线一般使用无绝缘音频轨道电路（FTGS）音频发送端和接受端（一般使用LC组合）除具有一般轨道电路检查轨道空闲/占用外还具有：轨道不需要使用机械绝缘进行分隔，保证列车平稳；在车占用该种轨道电路时，轨旁ATP设备利用该轨道向车上发送有关ATP报表。,.,34,信号基础器材,5、电子计轴器分为室内和室外部分组成。（1）室外：地面传感器，电缆盒、传输电缆（2）室内：信号处理电路及计数处理电路原理：每一轨道区段的两端分别设置计数点，每个计数点设置2个电磁传感器。当轨道无车时控制室内的“入”计数器与“出”计数器同步工作，计数值一致得出区段“空闲”；当列车驶入该轨道区段，“入”计数器计入传感器传来的计数脉冲，破害入、出计数器的同步工作，得出区段“占用”，直到列车全部驶出另一计数器，恢复了同步给出区段“空闲”。,.,35,广州地铁信号系统,正线的信号设备采用西门子公司ATC自动列车控制系统，主要包括SICAS微机联锁、LZB700列车自动防护，ATO列车自动驾驶等先进设备。车辆段采用国内领先的铁科研TYJLII型微机联锁和6502继电电气集中联锁。,.,36,西门子公司的ATC信号（正线）,西门子公司的ATC信号联锁设备主要由：SICAS微机联锁子系统、ATP（列车自动防护子系统）、ATO（列车自动驾驶子系统）、具备集中和本地操作能力的ATS（列车自动监督子系统）等组成；室外设备中采用了西门子的S700K型电动转辙机和技术成熟的国产ZD6D型电动转辙机、FTGS（遥控音频无绝缘）轨道电路等先进的设备。,.,37,车辆段采用成熟的6502电气集中联锁（1号线）和铁科研TYJLII型微机联锁（2号线），室外设备采用技术成熟的国产ZD6D型电动转辙机、50HZ相敏轨道电路。,车场线信号,.,38,联锁设备，用于保证站内行车和调车工作的安全和提高车站的通过能力。闭塞设备，用于保证列车在区间内运行的安全和提高区间的通过能力。,.,39,联锁设备,在车站上,铺设有许多条线路,线路之间用道岔联结着。列车或机车车辆在车站内运行的经路,叫做进路。进路由道岔的开通方向决定。如果道岔开通方向不对,就有可能使两列列车由不同方向开到同一股道上去,或者开到事先已停留车辆的股道上去,从而会引起撞车事故。为了保障行车安全,进路要由信号机防护。道岔位置不对,或者进路上有车,防护着这条进路的信号机就不能开放；信号机不开放,就禁止列车开到进路里去,以保证列车运行的安全。控制上述的道岔、进路和信号并实现这三者之间的联锁的设备,叫做车站联锁设备,简称车站联锁。,.,40,1、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，这一进路上的全部道岔应被锁闭，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）的信号机应全部被关闭，不能开放。4、主体信号机开放前，预先信号机不能开放；在正线出站信号机开放前，进站信号机不能显示正线通过能力。,联锁设备应满足下列要求,.,41,值班员可以通过控制台上的各种按钮控制现场设备，并通过控制台上的站场表示盘，来监视现场设备的工作状态。,.,42,电气集中,把许多道岔、进路和信号,用电气化方法由一个地方集中控制和监督,并实现它们之间的联锁的设备,叫做电气集中联锁设备,简称电气集中。1、若用电磁继电器的继电电路实行控制并实现联锁的设备,叫做继电式电气集中,有时简称继电集中；2、若用工控计算机取代电磁继电器的继电电路实行控制并实现联锁，只保留部分单元电路的设备叫做微机联锁电器集中，简称微机联锁。电气集中是提高车站通过能力的物质基础。,.,43,6502电气集中就是继电式电气集中的一种,是我国自己设计的较先进的铁路信号设备之一,已在全路广泛采用。铁科研的TYJLII型微机联锁是我国自己设计的目前较先进的铁路信号设备,已在全路和各大专用线广泛采用。,.,44,电气集中是实现铁路现代化和自动化的基础设备之一,因此要求它必须更加安全可靠。设备发生故障时,也必须使其后果导向安全侧(例如信号机由绿灯导向黄灯,由黄灯导向红灯,进路由解锁导向锁闭,均为导向安全侧),叫做故障-安全。故障-安全原则是电气集中设计时必须遵守的重要原则之一。,故障安全,.,45,什么叫“故障安全”？,“故障安全”即为以下两点。、在设备无故障时，能够精确无误地按预定要求工作。、在发生故障时（故障是不可预期和不可避免的），不能产生会造成行车危险的结果，即所谓的“故障倒向安全”。结合以上两点即可得出，当发生故障危险时，不能导致行车危险和无故障时，必无误工作。即叫“故障安全”。,.,46,在信号楼或车辆值班员室集中控制信号机和道岔的联锁设备。主要设备：继电器电动转辙机轨道电路控制台,主要设备,.,47,6502电气集中设备,.,48,6502电气集中的组成,6502电气集中分为室内设备和室外设备。信号楼(或行车室)内设有控制台、区段人工解锁按钮盘、继电器组合及组合架、电源屏和分线盘；室外设有色灯信号机、电动转辙机、轨道电路和电缆线路。,.,49,信号控制发式及列车运行模式,信号控制发式三级控制：中央控制（ATS）、降级控制（RTU）、现场控制（LOW）。列车运行模式（共5种模式）ATO模式：列车自动驾驶模式。AR模式：列车自动折返模式（DTRO）。SM模式：ATP监督下的人工驾驶模式。RM模式：限速人工驾驶模式。URM模式：非限速人工驾驶模式。,.,50,信号的显示及其意义,正线正线只设进路防护信号机，不设进、出站信号机。信号显示及其意义红灯禁止越过；绿灯进路空闲，进路中道岔开通直股，允许越过；黄灯进路空闲，进路中道岔开通侧股，允许越过；黄灯+红灯引导信号，准许越过。车辆段入车厂信号：西朗方面为高柱四显示；坑口方面为高柱三显示。黄灯+红灯引导进车厂；月白灯允许调车（只限于西朗方向）；红灯-禁止；黄灯-允许进车厂。出车厂信号：矮柱三显示。黄灯-允许出车厂；红灯-禁止；月白灯允许调车。（3）停车库内及东教站联络线（交接线）入口处调车信号机为红色、白色灯光显示，其他调车信号机为蓝色、白色灯光显示。红色、蓝色灯光表示禁止越过，白色灯光表示允许调车。,.,51,ATP列车自动保护系统,1.ATP的含义ATP：AutomaticTrainProtection列车自动保护系统2.ATP系统的组成ATP设备分为车载设备和轨旁设备。ATP车载设备由ATP车载单元、ATP天线和速度脉冲发生器等组成。ATP轨旁设备主要包括：FTGS轨道电路、ATP定位环线和ATPG轨旁单元（LEB柜）和必要的通信线路。3.ATP系统功能ATP系统负责全部的列车运行保护。ATP系统主要完成以下功能：保持列车追踪运行的安全间隔。列车运行速度监控，防止列车超速运行。实现与珠江隧道防淹门的安全联锁。安全区段和停车点的保护。限速监控。列车无人驾驶折返的监控。紧急制动。运行方向监督。停车状态监督。,.,52,ATO列车自动驾驶系统,1.ATO的含义ATO：AutomaticTrainOperation列车自动驾驶系统。2.ATO系统的组成ATO设备分为车载设备和轨旁设备。ATO系统的车载设备由ATO车载单元、PTI车载设备、MMI人机接口等组成。ATO系统的轨旁设备主要有PTI多路转换轨旁单元和环线组成。3.ATO系统功能ATO系统根据ATP系统提供的运行信息和ATS系统提供的运行调整命令，对列车运行进行自动、实时控制。ATO系统具有以下功能：列车运行工况的选择。实现列车定点停车。车地通信。车门开闭控制。实现无人驾驶折返。为列车自动广播系统提供信息。在中央ATS设备故障时与RTU及ATP系统地面设备配合实现自动排列进路。,.,53,ATS列车自动监控系统,1.ATS的含义ATS：AutomaticTrainSupervision列车自动监控系统。2.ATS系统的组成ATS系统设备有控制中心设备、车站设备和车辆段设备组成。3.ATS系统功能ATS系统在ATP、ATO系统的支持下完成对列车运行的自动监控。ATS系统的主要功能如下：时刻表编辑。列车运行监督及管理。列车自动调整。完成进路自动设置。控制列车自动运行。远程终端单元功能（RTU）。,.,54,SICAS微机联锁系统,SICAS的含义SICAS：SIEMENSComputerAidedSignallingSystem西门子计算机辅助信号系统2.SICAS的组成SICAS联锁系统由SICAS联锁计算机、STEKOP接口计算机、DSTT现场接口模块和LOW工作站组成。SICAS功能保证列车运行安全SICAS联锁计算机：实现联锁功能。STEKOP接口计算机：接口处理DSTT接口模块：驱动道岔和信号机现场设备并采集信息。LOW工作站：LocalOperatorWorkstation区域操作员工作站，控制和监督道岔、信号机和进路。,.,55,信号的一些概念,1.联锁和进路的概念-联锁为了保证行车安全，在信号、道岔和进路之间必须建立一定的相互制约关系。如防护进路的信号机在开放之前必须检查进路空闲、道岔位置正确及敌对进路未建立等。相互开放以后道岔不能动。这种相互制约的关系称为联锁。用以实现联锁的技术设备叫联锁设备。在联锁中，信号、道岔和进路所处的状态一般称为联锁条件。-进路列车或调车车列由某一指定地点运行至另一指定地点所经过的径路称为进路。所谓保证行车安全，就是保证列车或调车车列在其进路上运行的安全。进路的控制过程-一条进路的控制过程可分为进路建立（排列）和进路解锁两个大的阶段。进路的建立阶段是指从车站操作人员开始办理进路、到防护进路的信号机开放这一阶段；进路的解锁是指从列车驶入信号机后方（驶入进路），到出清进路中全部道岔区段这一阶段，或者是操作人员解除已建进路的阶段。进路建立阶段进路建立过程分成6个小阶段：（1）操作阶段（2）选路阶段（3）道岔转换阶段（4）一致性检查阶段（5）进路锁闭阶段（6）开放信号阶段进路解锁-就是取消已建立的进路，其中包括解除对道岔和敌对进路的锁闭。根据解锁的条件和时机，有5种进路解锁方式，即：（1）取消进路（2）非常解锁（3）正常解锁（4）中途折返解锁（5）故障解锁2.信号机及转撤机信号机信号机是用不同颜色灯光来显示信号。信号的基本颜色为红、绿、黄。转撤机每一副道岔都设置一台电动转撤机，用以转换道岔、锁闭道岔和反映道岔的状态。3.轨道电路轨道电路是利用铁路线路的两条钢轨作为导体，并与其它相关设备一起组成电气回路，能自动检查线路和道岔区段上有无车辆或钢轨是否完整的电路系统。车辆段使用的是单轨条式50HZ相敏轨道电路。正线使用的是无绝缘音频轨道电路（FTGS）。该轨道电路除具有一般轨道电路检查轨道空闲/占用外，还有以下两个特点：轨道不需要使用机械绝缘节进行分隔，保证列车运行平稳。列车占用该轨道电路时，轨旁ATP设备利用该轨道向车上发送有关ATP报文。,.,56,6502电气集中联锁系统的组成,4.1室内设备：控制台、区段人工解锁按钮盘、继电器组合及组合架、电源屏和分线盘。4.2室外设备：色灯信号机、电动转辙机、轨道电路和电缆线路。6502电气集中联锁系统及其组成部分的功能4.3.16502电气集中联锁系统功能：保证车站范围内的列车和调车车列的行车安全。控制台：控制和监督道岔、进路和信号。区段人工解锁按钮盘：辅助设备，主要用于更换继电器或停电后，用它使设备恢复正常状态。另外在道岔区段因故障不能解锁时用它办理区段故障人工解锁；或信号设备故障不能关闭信号时用它关闭信号。继电器组合及组合架：是实现联锁的设备，也是实现控制和监督用的继电器放置的地方。电源屏：供给整个电气集中用的各种交流和直流电源。分线盘：室内外连接的地方。色灯信号机：给出信号显示。电动转辙机：转换并锁闭道岔。轨道电路：监督进路空闲与否。电缆电路：连接设备，传输信息。,.,57,信号闭塞的基本概念,所谓闭塞就是指利用信号设备把铁路线路人为地划分成若干个物理上或逻辑上的闭塞分区，以满足安全行车间隔和提高运输效率的要求。目前，信号闭塞原则是按照ATP/ATO制式来划分的，基本上可以分为三类，即：固定闭塞、准移动闭塞和移动闭塞。,.,58,各种信号闭塞制式在城市轨道交通中的发展应用,目前在城市轨道交通中使用的信号系统一般称之为ATC系统，大多应用于80km/h以下的轨道交通工程中。ATC系统主要由ATP、ATO、计算机联锁以及ATS四个子系统构成，其ATP/ATO制式主要有两种：第一，基于多信息移频轨道电路的固定闭塞，采用台阶式速度控制模式，属二十世纪八十年代技术水平，其列车运行间隔一般能达到180秒。西屋公司、GRS公司分别用于北京地铁、上海地铁一号线的ATP、ATO系统属于此种类型；第二，基于数字轨道电路的准移动闭塞，采用距离/速度曲线控制模式的ATP/ATO系统，属二十世纪九十年代技术水平，其列车运行间隔一般能达到90120秒。西门子公司在广州地铁一号线使用的LZB700M、USS公司在上海地铁二号线使用的AF-900以及我国香港地区机场快速线（最高速度达135km/h）使用的阿尔斯通公司SACEM（ATP/ATO）信号系统均属于此种类型。上述两种列车控制模式均为基于轨道电路的列车控制系统。基于轨道电路的速度-距离曲线控制模式的TP/ATO系统，采用“跳跃式”连续速度-距离曲线控制模式，“跳跃”方式按列车尾部依次出清各电气绝缘节时跳跃跟随。采用在传统轨道电路上叠加信息报文方法，即把列车占用/空闲检测和ATP信息传输合二为一，它们的追踪间隔和列车控制精度除取决于线路特性、停站时分、车辆参数外还与ATP/ATO系统及轨道电路的特性密切相关，如轨道电路的最大和最小长度、传输信息量的内容及大小、轨道电路分界点的位置等。由于基于轨道电路的ATC系统是以轨道区段作为列车占用/空闲的凭证，地车通信是通过钢轨作为信息发送的传输媒介。这种方式存在以下几方面缺陷：（1）列车定位精度由轨道区段的长度决定，列车只占用部分轨道电路就认为全部占用，导致列车定位精度不高。（2）由轨道电路向列车传输信息，传输的信息量受钢轨传输介质频带限制及电化牵引回流的干扰，难以实现大信息量实时数据传输。（3）交通容量受到轨道区段划分