第一章 概论(简化)

1、第一章第一章 概述概述1.1 铁路信号的组成铁路信号的组成v铁路信号是保证行车安全，提高区间和车站通过能力以及编组站编解能力的自动控制及远程控制技术的总称。v铁路信号主要功能是保证行车安全，提高运输效保证行车安全，提高运输效率。率。v铁路信号实现铁路各种行车信息的传输和行车设备的控制。v铁路信号包括信号系统信号系统和信号设备、器材信号设备、器材两个层次。v现代铁路信号具有网络化、综合化、数字化、智能化等技术特点，其设备自动化程度更高、控制范围更大、更集中化。 Company Logo1.1 铁路信号的组成铁路信号的组成v信号系统信号系统车站联锁区间闭塞驼峰调车控制道口信号控制信号微机监测列车运

2、行控制行车调度指挥控制Company Logo1.1 铁路信号的组成铁路信号的组成车站联锁车站联锁 车站联锁用来控制和监督车站道岔、进路和信号，并实现它们之间的联锁关系，操纵道岔和信号机。继电集中联锁计算机联锁 Company Logo1.1 铁路信号的组成铁路信号的组成 区间闭塞区间闭塞 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的运行。人工闭塞半自动闭塞自动站间闭塞自动闭塞。 Company Logo1.1 铁路信号的组成铁路信号的组成 列车运行控制列车运行控制自动控制列车运行，保证行车安全，并以最佳运行速度驾驶列车。 机车信号 列车运行监控记录装置 列车运行超速防护系统Comp

3、any Logo1.1 铁路信号的组成铁路信号的组成 行车调度指挥控制行车调度指挥控制 列车调度指挥系统（TDCS）为调度人员提供先进的调度指挥和处理手段，及时提供丰富、可靠的信息和决策依据，提高其应变能力，提高行车指挥的技术水平。调度集中（CTC）除了TDCS的功能外，主要完成遥控功能，即自动或由行车调度员在调度所远距离地集中控制本区段内各站的信号机和道岔，办理接、发车进路。Company Logo1.1 铁路信号的组成铁路信号的组成 驼峰调车控制驼峰调车控制进行货车解编组作业驼峰推峰机车速度自动控制溜放车辆进路自动控制溜放车辆速度自动控制。Company Logo1.1 铁路信号的组成铁路

4、信号的组成 道口信号道口信号 指示道路上的车辆、行人通过或禁止通过道口的视觉和听觉信号，以保证道口安全。 无人看守道口向道路方向显示能否通过道口。 有人看守的道口自动通知看守人员列车的接近。1.1 铁路信号的组成铁路信号的组成 信号微机检测信号微机检测运用计算机等技术检测并记录信号设备的主要运行状态，为电务部分掌握设备的运用质量和故障分析提供科学依据。是保证行车安全、加强信号设备结合部管理、监测铁路信号设备运用质量的重要行车设备。Company Logo1.1 铁路信号的组成铁路信号的组成v信号设备、器材信号设备、器材继电器控制台电源屏信号机轨道电路转辙机。Company Logo1.1 铁路

5、信号的组成铁路信号的组成 继电器继电器 一种电励开关，就是一个带接点的电磁铁，是自动控制中常用的电器。 用于接通或断开电路，构成信号逻辑电路，控制信号机和转辙机等得动作。1.1 铁路信号的组成铁路信号的组成 控制台控制台是车站值班员控制指挥列车运行和调车作业的控制中心，用来控制道岔的转换和信号的开放，并对进路、信号、道岔进行监督。 电源屏电源屏 电源屏是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。Company Logo1.1 铁路信号的组成铁路信号的组成 信号机信号机防护进路，指示列车和调车车列的运行条件。 地面信号是设于车站或区间固定地点的信号机或信号表示器，用来防

6、护站内进路或区间闭塞分区以及道口。 机车信号设于机车驾驶室内，用来复示地面信号显示，以及逐步成为行车凭证使用。Company Logo1.1 铁路信号的组成铁路信号的组成 轨道电路轨道电路 利用钢轨作为导体，两端加以机械绝缘（或电气绝缘），接上送电和受电设备构成的，使电流在轨道的一定范围内流通而构成的电路。监督线路上是否有车占用、线路是否完整，通过轨道电路向列车传递行车信息。Company Logo1.1 铁路信号的组成铁路信号的组成 转辙机转辙机转辙机用于实现转换和锁闭道岔，是重要的信号基础设备。内锁闭转辙机外锁闭转辙机 Company Logo1.1 铁路信号的组成铁路信号的组成v各种信号

7、系统、设备的关系各种信号系统、设备的关系 列车运行控制和行车调度指挥控制是关系铁路现列车运行控制和行车调度指挥控制是关系铁路现代化最重要、最关键的技术代化最重要、最关键的技术。 列车运行控制直接控制列车的运行速度 行车调度指挥控制直接进行列车的调度指挥 车站联锁和区间闭塞是列车运行控制和行车调度车站联锁和区间闭塞是列车运行控制和行车调度指挥控制系统的基础设备。指挥控制系统的基础设备。 车站联锁提供列车运行的许可 区间闭塞提供列车运行的信息 列车调度指挥系统和调度集中通过车站联锁和区间闭塞采集行车信息，调度集中通过车站联锁完成遥控功能。Company Logo1.1 铁路信号的组成铁路信号的组成

8、 车站联锁车站联锁 包括：继电器、信号机、轨道电路、转辙机、控制台、电源屏等，它们和车站联锁主机（继电电路或者计算机）共同构成车站联锁系统，完成联锁功能。 区间闭塞区间闭塞 包括继电器、信号机、轨道电路、电源屏等，它们和区间闭塞主机（继电电路或者计算机）共同构成区间闭塞系统，完成闭塞功能。 车站联锁和区间闭塞必须相互结合，共同完成保证行车安全的功能。Company Logo1.1 铁路信号的组成铁路信号的组成 驼峰调车控制驼峰调车控制 包括继电器、信号机、轨道电路、转辙机、控制台、电源屏，以及车辆减速器、各种测量设备等，共同构成驼峰调车控制系统，完成驼峰推峰机车速度自动控制、溜放车辆进路自动控

9、制和溜放车辆速度自动控制的功能。 道口信号道口信号 包括继电器、信号机、轨道电路、电源等，它们和道口信号电路共同构成道口信号系统，完成防护道口的功能。 信号微机监测信号微机监测 对各种信号设备进行监测，保证设备的运用质量。Company Logo1.1 铁路信号的组成铁路信号的组成Company Logo铁路信号的组成和相互关系1.2 铁路信号的作用铁路信号的作用v铁路信号的作用铁路信号的作用： 统一调度指挥列车运行、保证列车安全 提高运输效率、改善劳动强度。 铁路信息化系统基础信息采集与分析v铁路信号的任务铁路信号的任务 按照运输计划与运输方案指挥行车， 进路控制， 速度控制， 提供车列编组

10、与解体的自动化手段 ，提高列车编组、解体作业效率，缩短车辆周转时间。Company Logo1.3 铁路信号系统的产生和发展铁路信号系统的产生和发展v闭塞技术的发展闭塞技术的发展 1851年英国铁路用电报机实行闭塞制度，区间信号技术经历了电话电气路签电气路牌闭塞半自动闭塞固定自动闭塞的发展历程，并正向移动闭塞技术发展。v联锁技术的发展联锁技术的发展 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技术、机电技术、继电技术时代，当前计算机联锁正逐渐取代继电联锁。Company Logo1.3 铁路信号系统的产生和发展铁路信号系统的产生和发展v编组站调车控制系统的发展编组站调车控制系

11、统的发展 1825年1876年，平面调车阶段； 1876年1924年，简易驼峰阶段； 1924年1948年，机械化驼峰阶段； 1948年至今，半自动和自动化驼峰阶段。v调度指挥系统的发展调度指挥系统的发展 传统调度集中分布式调度集中综合调度指挥系统的发展阶段。Company Logo1.3 铁路信号系统的产生和发展铁路信号系统的产生和发展Company Logo铁路信号系统发展历程1.3 铁路信号系统的产生和发展铁路信号系统的产生和发展v现代铁路信号主要设备及关键技术现代铁路信号主要设备及关键技术设置综合调度系统，对列车运营指挥实行集中控制方式；取消传统的地面信号机，采用列车运行控制系统；采用

12、计算机网络传输和交换与行车、旅客服务相关的信息。 特征是以车载信号作为行车凭证，向司机提供速度命令，信号直接控制列车制动系统。Company Logo1.4 与铁路信号技术密切相关的信息技术与铁路信号技术密切相关的信息技术 铁路信号技术的发展，从一开始就与相关的科技发展密切联系，如机械信号系统是建立在物理学与机械学基础之上的。进入电气信号发展阶段，则进一步利用了电机、继电和通信等新的技术成果。 如今的电子信号系统，则又涉及到诸多新的信息学科技术，包括现代通信技术，计算机控制，安全性与可靠性技术，数字信号处理技术等。Company Logo1.4 与铁路信号技术密切相关的信息技术与铁路信号技术密

13、切相关的信息技术v现代通信技术现代通信技术 通信网为铁路信号系统高效交换信息提供了有力支持。近年来广域网和局域网被广泛应用于铁路信号系统中，如：调度指挥系统、区域联锁系统、信号监测系统等方面。现代通信技术已成为现代铁路信号系统网络化发展的基础。 无线通信是地面与移动设备、移动设备相互间交换信息的重要手段。随着无线通信技术的发展，铁路信号系统中利用数据无线通信技术，解决列车控制问题已成为发展趋势，如：北美的ATCS、ARES、法国的ASTREE、德国的FZB、日本的CARAT系统、及我国的CTCS-3等。 Company Logo1.4 与铁路信号技术密切相关的信息技术与铁路信号技术密切相关的信

14、息技术v计算机技术计算机技术 计算机技术在铁路信号的各领域广泛应用，促进了铁路信号技术的大发展，其具有如下优势：计算机参与控制可最大限度地减少人为出错的概率。计算机易于实现对信号设备运行状态的不间断检测。有利于提高铁路信号系统的智能化功能。有利于信号系统实现网络化和信息化。有利于提高整个系统的可靠性和可用性。有利于进一步提高信号系统的安全性。有利于提高信号系统的技术经济指标。有利于协调系统人机关系。Company Logo1.4 与铁路信号技术密切相关的信息技术与铁路信号技术密切相关的信息技术v安全性与可靠性技术安全性与可靠性技术 保证铁路运输的安全，要求铁路信号系统具有高可靠性和高安全性。安

15、全评估理论的建立与推广为定量评估铁路信号系统的可靠性和安全性提供了重要手段。 在故障安全理论的发展上，国际电工委员会（IEC）制定的安全相关系统的设计和评估标准IEC61508 ，提出了安全相关系统的综合评估指标“安全完善度等级”的概念。 随后欧洲和日本相应地以IEC61508标准为基础，制定了相关的信号系统的设计评估标准以及安全认证体系。Company Logo1.4 与铁路信号技术密切相关的信息技术与铁路信号技术密切相关的信息技术欧洲电工标准委员会（CENELEC）基于IEC61508标准为基础，附加列车安全控制系统的技术条件制定了一些安全相关系统开发和评估的参考标准：EN50126 铁路

16、应用：可信性、可靠性、可用性、可维护性和安全性（RAMS）规范和说明； EN50129 铁路应用：信号领域的安全相关电子系统； EN50128 铁路应用：铁路控制和防护系统的软件；Company Logo1.4 与铁路信号技术密切相关的信息技术与铁路信号技术密切相关的信息技术 EN50159-1 铁路应用在封闭传输系统中的安全通信； EN50159-2 铁路应用在开放传输系统中的安全通信。 1996年3月，日本铁道综合技术研究所颁布了“列车安全控制系统的安全性技术指南”，该标准也是以IEC61508为基础，并吸收了日本计算机控制的铁道信号系统的经验而制订的。“故障安全”及可靠性技术的提高铁路信

17、号系统的发展打下坚实的基础。Company Logo1.4 与铁路信号技术密切相关的信息技术与铁路信号技术密切相关的信息技术v数字信号处理技术数字信号处理技术 随着铁路的发展，基于分立元器件和模拟信号处理技术的传统铁路信号设备越来越满足不了铁路运输安全性和实时性的要求。 因此，全面引进计算机技术，利用计算机的高速分析计算功能，来提高信号设备的技术水平已非常紧迫。数字信号处理技术（DSP，Digital Signal Processing）的出现为铁路信号信息处理提供了很好的解决方法。Company Logo1.4 与铁路信号技术密切相关的信息技术与铁路信号技术密切相关的信息技术 与模拟信号处理

18、技术相比较，数字信号处理技术具有更高的可靠性和实时性。随着数字信号处理技术的新发展，在铁路信号处理中引入了新的实用技术，如：ZFFT（ZOOM-FFT）、小波信号处理技术、现代谱分析技术等。 目前，我国的轨道电路的信号发送、接收以及机车信号的接收普通采用了数字信号处理技术，日本的数字ATC和法国UM2000数字编码轨道电路也都采用了数字信号处理技术。Company Logo1.5 铁路信号的发展趋势与特征铁路信号的发展趋势与特征 当前铁路信号技术正在经历由传统的继电逻辑、模拟电路、分散孤立的控制模式向数字化、网络化、智能化、综合化发展的重大变革时期。Company Logo1.5 铁路信号的发

19、展趋势与特征铁路信号的发展趋势与特征v功能与作用综合化功能与作用综合化 信号系统功能由单纯保障行车安全，扩展到提高运输效率，改善管理和改进服务及业务综合管理方向发展，从而充分发挥信号系统的整体综合效能，使其成为行车控制、调度指挥、信息管理和设备监测的综合自动化系统。 信号的作用从指示司机安全行车，控制现场行车设备发展到实现车、机、工、电、辆各部门间高效协作，实现行车各种信息的采集、传输、处理、再生和管理，提高各个层次的辅助决策手段等综合化功能方面。Company Logo1.5 铁路信号的发展趋势与特征铁路信号的发展趋势与特征 铁路信号运行模式也发生了变化：铁路信号从以车站联锁为中心向以列车运行控制系统为中心转化；列车运行调度指挥从调度员车站值班员司机三级管理向由调度员直接控制移动体（列车）转化 ；区间闭塞由固定闭塞方式向准移动闭塞方式转化 ；信号显示制式由速差式向速度式（目标距离）转化。 Compan