城市轨道交通第5章

1、第五章 通信信号及其他设备系统 本章内容自动检售票系统自动检售票系统三三城市轨道交通通信系统城市轨道交通通信系统二二给排水和消防系统给排水和消防系统五五城市轨道交通信号系统城市轨道交通信号系统一一环境控制系统环境控制系统四四第一节 城市轨道交通信号系统 1.作用、特点作用、特点组成组成联锁设备联锁设备列车自动列车自动控制系统控制系统信号系统是城市轨道交通系统中最重要的系统之一。信号系统是城市轨道交通系统中最重要的系统之一。信号是列车运行的指挥命令；信号是列车运行的指挥命令；联锁设备保证轨道交通车站（基地）列车运行安全；联锁设备保证轨道交通车站（基地）列车运行安全；闭塞设备是保证区间内列车运行的

2、安全。闭塞设备是保证区间内列车运行的安全。信号系统信号系统闭塞设备闭塞设备信号设备信号设备一、城市轨道交通信号基础一、城市轨道交通信号基础城市轨道交通信号系统 信号系统的组成 信号机信号机 转辙机转辙机 轨道电路轨道电路 联锁系统联锁系统 列车自动控制系统列车自动控制系统图5-1信号系统的组成信号系统的作用保证行车安全和提高保证行车安全和提高 效率；效率；改善行车工作人员的劳动条件改善行车工作人员的劳动条件。城市轨道交通信号系统 城市轨道交通对信号系统的要求安全性要求高安全性要求高通过能力大通过能力大抗干扰能力强抗干扰能力强可靠性高可靠性高自动化程度高自动化程度高 信号系统发展方向：数字化、智

3、能化、综合自动化城市轨道交通信号系统（一）信号色及其表示意（一）信号色及其表示意义义1、基本色、基本色1）红色：停车，禁止越）红色：停车，禁止越过信号。过信号。2）绿色：可按规定速度）绿色：可按规定速度通过，即信号处于正常开放通过，即信号处于正常开放状态。状态。3）黄色：注意减速运行，）黄色：注意减速运行，即信号处于有条件的开放状即信号处于有条件的开放状态。态。城市轨道交通信号系统2、辅助色、辅助色1）月白色：表示允许越过调车信号机调车，加上红色，）月白色：表示允许越过调车信号机调车，加上红色，则是允许以不超过则是允许以不超过20km/h的速度超过红灯进站。的速度超过红灯进站。2）蓝色：表示禁

4、止越过调车信号机调车。）蓝色：表示禁止越过调车信号机调车。城市轨道交通信号系统3、信号种类、信号种类1）视觉信号和听觉信号）视觉信号和听觉信号2）固定信号和移动信号）固定信号和移动信号3）地面信号和车载信号）地面信号和车载信号城市轨道交通信号系统 4、信号机的设置及其功能、信号机的设置及其功能 按类型分：色灯信号机、按类型分：色灯信号机、臂板信号机和机车信号机臂板信号机和机车信号机城市轨道交通信号系统色灯信号机按安装高度分色灯信号机按安装高度分 高柱信号机高柱信号机 矮柱信号机矮柱信号机城市轨道交通信号系统 固定信号机设备：是在固定地点安装的固定信号机设备：是在固定地点安装的信号设备，包括信号

5、机和桩号表示器。信号设备，包括信号机和桩号表示器。 1)固定信号机设置原则固定信号机设置原则 城市轨道交通采用右行车制，固定城市轨道交通采用右行车制，固定信号机设于列车运行方向的右侧。信号机设于列车运行方向的右侧。 2)按用途分类按用途分类 进出站信号机、通过、进路、预告、进出站信号机、通过、进路、预告、调车等信号机调车等信号机城市轨道交通信号系统5、信号表示器、信号表示器 信号表示器：反映信号设备位置的装置，自身信号表示器：反映信号设备位置的装置，自身没有信号意义没有信号意义1)道岔表示器：表示道岔开通道岔表示器：表示道岔开通 的方向。的方向。城市轨道交通信号系统2)警冲标：表示列车停车位置

6、警冲标：表示列车停车位置3)进路表示器：表示股道上进路开通的方向进路表示器：表示股道上进路开通的方向4)发车表示器：设在车站列车发车始端。发车表示器：设在车站列车发车始端。城市轨道交通信号系统（二）继电器（二）继电器 1、作用及组成：、作用及组成： 是利用不同触点的是利用不同触点的组合，完成不同电路连组合，完成不同电路连通与断开的电器开关，通与断开的电器开关，由线圈、铁芯、推杆、由线圈、铁芯、推杆、中簧片、前接点、后接中簧片、前接点、后接点等组成。点等组成。 2、工作原理、工作原理城市轨道交通信号系统（三）轨道电路（三）轨道电路1、概念：为使行进中的列车直接获取传输信号，、概念：为使行进中的列

7、车直接获取传输信号，从而达到固定的地面信号向车载信号传输显示的从而达到固定的地面信号向车载信号传输显示的目的，利用两根钢轨构成的电气回路，称为轨道目的，利用两根钢轨构成的电气回路，称为轨道电路。电路。2、功能：其功能为采集列车运行实时状况、表、功能：其功能为采集列车运行实时状况、表达钢轨线路占用情况、检查轨道性能的实际状态。达钢轨线路占用情况、检查轨道性能的实际状态。城市轨道交通信号系统3、组成及工作原理：由送电端、受电端、组成及工作原理：由送电端、受电端、传输线、电源、轨道继电器等组成。传输线、电源、轨道继电器等组成。l空闲状态空闲状态l分路状态分路状态l断轨状态断轨状态 最简单的轨道电路城

8、市轨道交通信号系统（四）转辙机（四）转辙机 转辙机械 尖轨 轨距拉杆 转辙拉杆 其他零配件城市轨道交通信号系统二、联锁设备二、联锁设备 （一）联锁基本概念（一）联锁基本概念 1、联锁：在有调车作业的轨道交通车站、联锁：在有调车作业的轨道交通车站（车辆基地），为保证行车安全、站内作业（车辆基地），为保证行车安全、站内作业安全，而将车站的所有安全，而将车站的所有信号机、轨道电路信号机、轨道电路及及道岔道岔等相对独立的信号设备构成一种相互制等相对独立的信号设备构成一种相互制约、互为控制的约、互为控制的连带环扣关系连带环扣关系，即联锁关系。，即联锁关系。 2、进路：列车和调车车列在站内运行所经、进路：

9、列车和调车车列在站内运行所经过的路径。过的路径。（1 1）、列车进路）、列车进路 接车接车( (到达）进路到达）进路：列车进入车站（场）所经过的进：列车进入车站（场）所经过的进路。始于进站信号机，终于路。始于进站信号机，终于另一咽喉另一咽喉的出站信号机的出站信号机发车（出发）进路发车（出发）进路：列车经由车站或车场驶出所经：列车经由车站或车场驶出所经过的径路；起于出站信号机，止于站界点。过的径路；起于出站信号机，止于站界点。通过进路通过进路：列车经正线不停车通过车站（车场）的：列车经正线不停车通过车站（车场）的进路。包括了下行接车和下行发车进路。进路。包括了下行接车和下行发车进路。（2 2）、

10、调车进路）、调车进路 列车列车调车作业调车作业通过的路径。通过的路径。（3 3）、敌对进路）、敌对进路同时行车会危及行车安全的任意两条进路。同时行车会危及行车安全的任意两条进路。3 3、联锁的基本要求、联锁的基本要求 （1 1）开通进路的道岔位置未确定到位前，）开通进路的道岔位置未确定到位前，防护该进路的信号机不能开放。防护该进路的信号机不能开放。（2 2）进路的道岔开通后，即进入锁闭状）进路的道岔开通后，即进入锁闭状态；敌对信号未关闭，本信号不能开放态；敌对信号未关闭，本信号不能开放（3 3）在主体信号未开放前，预告信号复）在主体信号未开放前，预告信号复示信号均不能开放。示信号均不能开放。4

11、 4、联锁的种类、联锁的种类 （1 1）电锁器联锁（几乎已经淘汰，不再使用）电锁器联锁（几乎已经淘汰，不再使用） （2 2）继电联锁：用电气的方法通过信号楼内的控制）继电联锁：用电气的方法通过信号楼内的控制台操纵车站内的色灯信号机和电动转辙机，使道台操纵车站内的色灯信号机和电动转辙机，使道岔、进路和信号机实现他们之间的联锁关系并能岔、进路和信号机实现他们之间的联锁关系并能监督列车运行和线路占用情况。监督列车运行和线路占用情况。（3 3）电气集中联锁：如）电气集中联锁：如65026502电气集中电气集中（4 4）微机联锁：由计算机控制系统来集中控制和监）微机联锁：由计算机控制系统来集中控制和监督

12、道岔与信号机的动作状态。督道岔与信号机的动作状态。城市轨道交通信号系统（二）联锁设备（二）联锁设备1.6502电气集中电气集中(1)控制台控制台 控制台是车站值班员指挥行车、调车控制中心指控制台是车站值班员指挥行车、调车控制中心指挥列车运行和调车作业的控制中心。挥列车运行和调车作业的控制中心。(2)区段人工解锁区段人工解锁 区段人工解锁是在更换继电器、轨道电路停电恢区段人工解锁是在更换继电器、轨道电路停电恢复时解锁设备，恢复电路到正常状态；或者道岔区复时解锁设备，恢复电路到正常状态；或者道岔区段不能解锁时办理故障解锁，取消进路时不能关闭段不能解锁时办理故障解锁，取消进路时不能关闭信号的情况下关

13、闭信号。信号的情况下关闭信号。(3)继电器、继电器组合及组合架继电器、继电器组合及组合架 继电器部分是继电器部分是6502电气集中的逻辑核心。电气集中的逻辑核心。城市轨道交通信号系统（二）联锁设备（二）联锁设备1、6502电气集中联锁设备电气集中联锁设备组组成成示示意意图图2 2、计算机联锁、计算机联锁 利用微型计算机对车站值班人员的操利用微型计算机对车站值班人员的操作命令和现场监控设备的表示信息运算后，作命令和现场监控设备的表示信息运算后，完成对信号机、道岔、进路的联锁和控制，完成对信号机、道岔、进路的联锁和控制，全部联锁关系由计算机及其程序完成。用全部联锁关系由计算机及其程序完成。用屏幕代

14、替表示盘，缩小体积，方便使用。屏幕代替表示盘，缩小体积，方便使用。 城市轨道交通信号系统二、联锁设备二、联锁设备 （一）联锁基本概念（一）联锁基本概念 联锁：在有调车作业的轨道交通车站（车辆联锁：在有调车作业的轨道交通车站（车辆基地），为保证行车安全、站内作业安全，基地），为保证行车安全、站内作业安全，而将车站的所有而将车站的所有信号机、轨道电路信号机、轨道电路及及道岔道岔等等相对独立的信号设备构成一种相互制约、互相对独立的信号设备构成一种相互制约、互为控制的为控制的连带环扣关系连带环扣关系，即联锁关系。，即联锁关系。 电气集中联锁电气集中联锁计算机联锁计算机联锁显示界面1站场图形站场图形系统

15、状态信息栏系统状态信息栏功能菜单栏功能菜单栏弹出窗口弹出窗口鼠标指针鼠标指针报警信息报警信息提示信息提示信息延时信息延时信息联机信息联机信息防护道岔位置提示信息防护道岔位置提示信息显示界面2道岔按钮道岔按钮普通列车按钮普通列车按钮普通调车按钮普通调车按钮通过按钮通过按钮引导按钮引导按钮功能按钮功能按钮菜单按钮菜单按钮窗口按钮窗口按钮调车终端按钮调车终端按钮列车终端按钮列车终端按钮结合辅助按钮结合辅助按钮变更按钮变更按钮显示界面3道岔单锁道岔单锁道岔封闭道岔封闭道岔挤岔道岔挤岔道岔定位道岔定位道岔失表示道岔失表示道岔反位道岔反位城市轨道交通信号系统三、闭塞设备三、闭塞设备（一）闭塞的基本概念（一

16、）闭塞的基本概念1、概念：为保证区间内列车运行安全和效率，防、概念：为保证区间内列车运行安全和效率，防止列车发生对向冲突（单线）或同向追尾，而规定止列车发生对向冲突（单线）或同向追尾，而规定的区间两端车站在向区间发车前必须办理的行车手的区间两端车站在向区间发车前必须办理的行车手续，叫行车闭塞（简称闭塞）。续，叫行车闭塞（简称闭塞）。2、闭塞的方式：时间间隔法、空间间隔法。、闭塞的方式：时间间隔法、空间间隔法。3、闭塞的制式：人工闭塞、半自动闭塞、自动闭、闭塞的制式：人工闭塞、半自动闭塞、自动闭塞塞 城市轨道交通信号系统1）人工闭塞：采用电气路签（路牌）作为）人工闭塞：采用电气路签（路牌）作为占

17、用区间的行车凭证。占用区间的行车凭证。2）半自动闭塞）半自动闭塞 其以出站信号机的允许信号显示作为发其以出站信号机的允许信号显示作为发车凭证，发车站的出站信号机必须经两站同车凭证，发车站的出站信号机必须经两站同意，办理闭塞手续后才能开放信号，列车进意，办理闭塞手续后才能开放信号，列车进入区间自动关闭；入区间自动关闭； 列车未到达接车站以前，向该区间发车列车未到达接车站以前，向该区间发车用的所有信号机都不能开放，这样就保证了用的所有信号机都不能开放，这样就保证了两站间的区间内同时只有一列列车运行。两站间的区间内同时只有一列列车运行。城市轨道交通信号系统 半自动闭塞区间不设轨道电路，不能监半自动闭

18、塞区间不设轨道电路，不能监督列车在区间内是否遗留有车辆，列车的整督列车在区间内是否遗留有车辆，列车的整列到达必须依靠值班员的确认，以专用的复列到达必须依靠值班员的确认，以专用的复原按钮发送到达复原信号之后，区间才能解原按钮发送到达复原信号之后，区间才能解除闭塞，因此是半自动的。除闭塞，因此是半自动的。3 3）自动闭塞）自动闭塞 根据列车运行以及有关闭塞分区状态，根据列车运行以及有关闭塞分区状态，自动变换通过信号机的显示而司机凭信号行自动变换通过信号机的显示而司机凭信号行车的闭塞方式。车的闭塞方式。 通过轨道电路将列车运行和通过信号机的通过轨道电路将列车运行和通过信号机的显示联系起来，根据列车运

19、行自动变换信号机显示联系起来，根据列车运行自动变换信号机的显示，在列车运行过程中自动完成闭塞的作的显示，在列车运行过程中自动完成闭塞的作用。用。 采用自动闭塞的区段，将站间区间划分为若采用自动闭塞的区段，将站间区间划分为若干个小区间，叫干个小区间，叫闭塞分区闭塞分区。在每一个闭塞分区的入口处（始端）装设通在每一个闭塞分区的入口处（始端）装设通过信号机。过信号机。在整个区段，各闭塞分区都装有轨道电路在整个区段，各闭塞分区都装有轨道电路（或计轴器）。（或计轴器）。城市轨道交通信号系统（二）自动闭塞的显示制度方式（二）自动闭塞的显示制度方式1、二显示自动闭塞、二显示自动闭塞 仅用红、绿两种色灯表示前

20、方一个闭塞分仅用红、绿两种色灯表示前方一个闭塞分区的占用情况。区的占用情况。2、三显示自动闭塞、三显示自动闭塞 用黄、绿、红三色表示前方两个闭塞分区用黄、绿、红三色表示前方两个闭塞分区的空闲，但随着列车速度和密度的不断提高，的空闲，但随着列车速度和密度的不断提高，在一些繁忙的客货混运区段，各种列车运行的在一些繁忙的客货混运区段，各种列车运行的速度和制动距离相差很大。因此发展了四显示。速度和制动距离相差很大。因此发展了四显示。3 3、四显示自动闭塞：黄、绿、红、绿黄，能四显示自动闭塞：黄、绿、红、绿黄，能够预告运行前方三个闭塞分区的状态。具有够预告运行前方三个闭塞分区的状态。具有速度含义。规定运

21、行速度在速度含义。规定运行速度在120km/h的区段的区段必须采用四显示。必须采用四显示。 （三）调度集中（三）调度集中1、意义：是一种自动化、遥控化的远动。调、意义：是一种自动化、遥控化的远动。调度控制中心人员可以直观清晰地了解每列车运度控制中心人员可以直观清晰地了解每列车运行情况，可直接对个别车站的调车作业安排进行情况，可直接对个别车站的调车作业安排进路，可同步跟踪记录列车运行情况，完成实绩路，可同步跟踪记录列车运行情况，完成实绩运行图的绘制及相应的技术统计工作。运行图的绘制及相应的技术统计工作。2、设备概况、设备概况1）调度控制中心）调度控制中心调度集中总机：汇总信息、发布命令，核心地调

22、度集中总机：汇总信息、发布命令，核心地位位调度集中控制台：是中心人员直接操纵控制的调度集中控制台：是中心人员直接操纵控制的设备，用来直接对各车站信号、道岔设备实施设备，用来直接对各车站信号、道岔设备实施远程控制。远程控制。表示盘和运行图记录仪表示盘和运行图记录仪2）车站）车站高度集中分机：编制发送车站信息，接受总机高度集中分机：编制发送车站信息，接受总机命令、译码命令、译码车站电气集中设备：在联锁车站，完成进路排车站电气集中设备：在联锁车站，完成进路排列的现场操作设备。列的现场操作设备。3）传输线路：调度集中控制中心与各车站间）传输线路：调度集中控制中心与各车站间由传输线连接，距离较远时设置中

23、继器。由传输线连接，距离较远时设置中继器。 城市轨道交通信号系统（四）列车自动控制系统（四）列车自动控制系统（ATC）1、定义：列车自动控制系统由列控中心、闭塞设、定义：列车自动控制系统由列控中心、闭塞设备、地面信号设备、地车信息传输设备、车载备、地面信号设备、地车信息传输设备、车载速度控制设备构成的用于控制列车运行速度保速度控制设备构成的用于控制列车运行速度保证列车运行安全和提高运输能力的控制系统。证列车运行安全和提高运输能力的控制系统。2、列车自动控制系统构成：、列车自动控制系统构成：三个子系统三个子系统1）列车自动保护（）列车自动保护（ATP）2）列车自动监督（）列车自动监督（ATS）3

24、）列车自动运行（）列车自动运行（ATO） 城市轨道交通信号系统1）列车自动防护系统（）列车自动防护系统（ATP）ATPATP系统是保证行车安全、系统是保证行车安全、防止列车进入前方防止列车进入前方列车占用区段列车占用区段和和防止超速运行防止超速运行的设备。的设备。 它将线路信息、前方目标点距离、允许速度信它将线路信息、前方目标点距离、允许速度信息等通过轨道电路传至车上；息等通过轨道电路传至车上； 车载设备根据所传输的信息计算当前所允许的车载设备根据所传输的信息计算当前所允许的速度，由测速器测得列车实际的运行速度；速度，由测速器测得列车实际的运行速度； 如果列车速度大于如果列车速度大于ATPAT

25、P装置指示速度，装置指示速度，ATPATP车载车载设备发出制动指令，列车自动制动，当列车速设备发出制动指令，列车自动制动，当列车速度降至指示速度以下时，自动缓解。度降至指示速度以下时，自动缓解。城市轨道交通信号系统2）列车自动运行系统（）列车自动运行系统（ATO） ATOATO系统主要实现系统主要实现“地对车的控制地对车的控制”，即，即用地面信息实现对列车的控制，根据控用地面信息实现对列车的控制，根据控制中心的指令自动使列车正点、安全、制中心的指令自动使列车正点、安全、平稳运行。平稳运行。 ATOATO模拟最佳的驾驶员，实现自动驾驶。模拟最佳的驾驶员，实现自动驾驶。城市轨道交通信号系统ATO的

26、工作原理 ATO ATO系统从系统从ATPATP系统获得最大允许速度和系统获得最大允许速度和列车实时速度，并根据列车实时速度，并根据ATSATS系统和定位系统和定位系统的信息，系统的信息，发出牵引和制动命令发出牵引和制动命令，驾，驾驶车辆运行。驶车辆运行。ATO和ATP的关系 ATPATP是是ATOATO的基础，的基础，ATOATO也不能脱离也不能脱离ATPATP，必须从必须从ATPATP系统获得基础信息。系统获得基础信息。3）列车自动监控系统（）列车自动监控系统（ATS）ATSATS系统主要实现对列车运行的监督和控制。系统主要实现对列车运行的监督和控制。ATSATS系统的构成系统的构成p 控

27、制中心设备控制中心设备p 车站车站( (车辆段车辆段) )设备设备 ATS ATS系统的主要功能系统的主要功能a a、列车监视、列车监视b b、时刻表处理、时刻表处理c c、自动建立进路、自动建立进路d d、列车运行调整、列车运行调整重点内容回顾信号系统信号系统 信号系统的作用和组成信号系统的作用和组成 信号机不同显示颜色代表含义信号机不同显示颜色代表含义 联锁与闭塞联锁与闭塞 列车自动控制系统的组成列车自动控制系统的组成上讲内容回顾 信号系统的组成信号系统的组成 列车自动控制系统的组成列车自动控制系统的组成第二节城市轨道交通通信系统一、城市轨道交通通信概述一、城市轨道交通通信概述（一）城市轨

28、道交通系统对通信的要求（一）城市轨道交通系统对通信的要求能够迅速、准确、可靠地传递和交换各种信息，达到能够迅速、准确、可靠地传递和交换各种信息，达到双向联通的要求。双向联通的要求。（二）城市轨道交通通信的分类（二）城市轨道交通通信的分类城市轨道交通通信系统是一个既能传输语言声音、又城市轨道交通通信系统是一个既能传输语言声音、又能传输文字、数据、图像等多种信息的综合性数字通信网。能传输文字、数据、图像等多种信息的综合性数字通信网。1、按用途分：城轨专用通信、地区自动通信、有线广播、按用途分：城轨专用通信、地区自动通信、有线广播通信、闭路电视系统、无线通信、其他通信。通信、闭路电视系统、无线通信、

29、其他通信。2、按传输媒介分：程控交换系统、光纤传输系统、广播、按传输媒介分：程控交换系统、光纤传输系统、广播系统、闭路电视监控系统及无线通信系统等五大系统。系统、闭路电视监控系统及无线通信系统等五大系统。城市轨道交通通信系统二、传输系统二、传输系统 采用两条独立的通信传输线，有效保证城轨通信采用两条独立的通信传输线，有效保证城轨通信的可靠性。的可靠性。（一）传输线的分类（一）传输线的分类1、有线通信系统的光缆和电缆；、有线通信系统的光缆和电缆；2、无线通信系统的漏泄电缆；、无线通信系统的漏泄电缆；3、广播系统的屏蔽对称电缆；、广播系统的屏蔽对称电缆；4、连接各类设备的射频电缆，对绞电线电缆、电

30、、连接各类设备的射频电缆，对绞电线电缆、电源线、并行总线等。源线、并行总线等。城市轨道交通通信系统（二）传输线的特点（二）传输线的特点、采用阻燃、低毒、低烟性能材料制作电缆外套；、采用阻燃、低毒、低烟性能材料制作电缆外套；、加强屏蔽、接地措施、加强屏蔽、接地措施、采用易于维护保养的充油填充方式；、采用易于维护保养的充油填充方式；、要求转换速度快、频带宽、容量大、抗干扰能、要求转换速度快、频带宽、容量大、抗干扰能力强，耐腐蚀等性能，一般均选择光纤传输线。力强，耐腐蚀等性能，一般均选择光纤传输线。（三）光纤传输系统（三）光纤传输系统组成：电端机、光端机、光纤传输电缆。组成：电端机、光端机、光纤传输电缆。 城市轨道交通通信系统三、程控交换网三、程控交换网（一）城市轨道交通系统程控交换网组成（一）城市轨道交通系统程控交换网组成1、轨道交通专用电话网、轨道交通专用电话网2、数字程控电话网、数字程控电话网（二）城市轨道交通专用电话网（二）城市轨道交通专用电话网1、站间直线电话功能、站