城市轨道交通信号系统课件

城市轨道交通

信号系统城市机电设备第五章1谢谢欣赏2019-7-21第三节轨道电路

是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。2谢谢欣赏2019-7-21轨道电路概述一、轨道电路的基本原理

1、组成及作用：3谢谢欣赏2019-7-21钢轨——作为导体，传送电信息；钢轨绝缘——划分各轨道区段；轨端接续线——保持电信息延续；轨道继电器——反映轨道的状况。送电设备——一般采用电源，用于向轨道电路供电，也可以是能够发送一定信息的电子设备。受电设备——轨道继电器，判断轨道区段占用情况，或者是电子设备，可以接受列车通过钢轨发送的信息，并使相应的继电器动作。限流设备——是一个可调电阻，连接在电源端，用来调整轨道电路的电压，车轮分压时，能防止电流输出过大烧坏电源。轨道电路概述4谢谢欣赏2019-7-212.工作原理轨道电路概述钢轨绝缘轨道电阻轨道继电器轨道电源5谢谢欣赏2019-7-21导体：钢轨、连接线（减少接触电阻）钢轨绝缘：安装在相邻两个轨道电路衔接处送电设备：电源或电子设备（能够发送一定信息）受电设备：轨道继电器、电子设备（能够接收并鉴别电流特性）限流电阻：可调电阻器（调整轨道电路的电压）轨道电路6谢谢欣赏2019-7-21二、轨道电路的作用

1、监督列车的占用，反映线路的空闲状况，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。轨道电路概述7谢谢欣赏2019-7-21三、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、数字编码式轨道电路概述8谢谢欣赏2019-7-21轨道电路概述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、区间轨道电路9谢谢欣赏2019-7-21轨道电路概述6、按轨道电路内有无道岔分：无岔轨道电路、道岔轨道电路7、按适用的区段分：电化区段、非电化区段8、按通道分：双轨条、单轨条10谢谢欣赏2019-7-21轨道电路概述四、轨道电路的技术要求11谢谢欣赏2019-7-21轨道电路概述五、轨道电路的应用

主要用于区间和车站，区间的轨道电路通常是与自动闭塞制式相一致的轨道电路，按照自动闭塞通过信号机分区，每个闭塞分区就有其轨道电路。站内轨道电路应用更为广泛。对于电气集中联锁来说，列车进路和调车进路都必须安装轨道电路，…

对于机车信号来说，各种制式的区间轨道电路和站内电码化以后的轨道电路，就是其地面发送的设备，也就是信息来源。对于列车超速防护来说，带有编码信息的轨道电路是其车---地之间传输信息的通道之一。12谢谢欣赏2019-7-21轨道电路概述五、站内轨道电路的划分和命名1、划分原则（1）、有信号机的地方必须设置绝缘节（2）、满足行车、调车作业效率的提高（3）、一个轨道电路区段的道岔不能超过3组13谢谢欣赏2019-7-21轨道电路概述2、命名：道岔区段和无岔区段命名方式不同（1）道岔区段：根据道岔编号来命名。如：1DG1-3DG、1—5DG。（2）无岔区段：有几种不同情况，对于股道，以股道号命名，如1G等；进站内方，根据所衔接得股道编号加A或B，如1AG（下行咽喉）、2BG（上行咽喉）；差置调车信号机之间，如1/3WG、14谢谢欣赏2019-7-212、工作原理：电源采用交流，钢轨中传输的是交流，继电器接受的交流，但动作是直流轨道电路完整无车占用---GI↑，其交流电压应在10.5---16v左右，当车占用时---GJ↓，GJ的交流残压此时应低于2.7v。工频交流连续式的轨道电路一、工频轨道电路的组成和基本工作原理1、组成：送电端、受电端、钢轨绝缘、钢轨引接线、轨端接续线、钢轨等送电端：BG1—50型轨道变压器、R—2.2/220型变阻器受电端：BZ4型中继变压器、JZXC-480型轨道继电器15谢谢欣赏2019-7-21工频交流连续式的轨道电路二、工频轨道电路各部件及其作用1、轨道变压器

BG型轨道变压器主要用于轨道电路供电，其一次侧为220v，二次侧依据所连接的端子不同，可以获得各种不同的电压值。0.45----10.80v。16谢谢欣赏2019-7-21工频交流连续式的轨道电路2、中继变压器用于轨道电路的受电端，BZ4与JZXC-480型轨道继电器配合使用，可以使钢轨阻抗和轨道变压器的阻抗相匹配BG1-80型轨道变压器、BZ4-U型中继变压器17谢谢欣赏2019-7-213、变阻器

轨道电路用变阻器为R—2.2/220型。阻值为2.2Ω，功率为220W、容许电流为10A、容许温度为105℃工频交流连续式的轨道电路18谢谢欣赏2019-7-214、钢轨绝缘保证相邻轨道电路之间的电气绝缘，同时在轨道电路区段，其轨距保持杆、道岔连接杆、道岔连接垫板、尖端杆、转辙机的安装以及其它有导电性能的连接两钢轨的配件，均应保持绝缘良好。工频交流连续式的轨道电路19谢谢欣赏2019-7-21工频交流连续式的轨道电路5、轨道电路连接线包括有：引接线----连接轨道电路送受端变压器箱或电缆盒与钢轨的导线，一般用涂有防腐油的多股钢丝绳制成。钢轨接续线----用于轨道电路接缝处的连接，以减小接触电阻。有塞钉式（现场广泛使用）、焊接式。道岔跳线----连接道岔岔心等处的导线。20谢谢欣赏2019-7-21工频交流连续式的轨道电路三、道岔区段的轨道电路1、道岔绝缘和道岔跳线（1）、道岔绝缘道岔区段除了各种杆件、转辙机安装装置等加装绝缘外，还要加装切割绝缘，以防止辙叉将轨道电路短路。道岔绝缘根据需要，可以设在直股，也可以设在弯股。（2）、道岔跳线为保证信号电流的畅通，道岔区段除轨端接续线外，还需装设道岔跳线。2、道岔区段轨道电路的连接方式串联：这种轨道电路的电流要流经整个区段的所有钢轨，可以检查所有跳线和钢轨的完整，较安全。并联：因侧线只检查了电压，而没有检查电流，当跳线或连接线折断，列车进入弯股时，因弯股并没有设置继电器，GJ仍在吸起状态，这是不足的地方。21谢谢欣赏2019-7-21工频交流连续式的轨道电路3、一送多受轨道电路设有一个送电端，在每个分支轨道电路的另一端各设一受电端。各分支受电端轨道继电器的前接点，串联在主轨道继电器电路之中。当任一分支分路时，分支轨道继电器落下，其主轨道继电器也落下。使用时将主轨道继电器的接点用在联锁电路中。在实际中应注意：（1）、与到发线相衔接的道岔轨道电路的分支末端，应设受电端。（2）、所有列车进路上的道岔区段，其分支长度超过65m时，在该分支的末端应设受电端。（3）、一送多受轨道电路最多不应超过三个受电端。（4）、任一地点有车占用时，必须保证有一个受电端被分路。22谢谢欣赏2019-7-21工频交流连续式的轨道电路23谢谢欣赏2019-7-21工频交流连续式的轨道电路四、轨道电路的极性交叉1、极性交叉：有钢轨绝缘的轨道电路，为了实现对钢轨绝缘破损的防护，要使绝缘节两侧的轨面电压具有不同的极性或相反的相位。2、极性交叉的作用：可以防止在相邻的轨道电路间的绝缘节破损时引起轨道继电器的错误动作。对于计数电码、频率电码轨道电路而言，因相邻区端的编码不同，无法实现极性交叉，采用的是周期防护或频率防护的方法。

3、极性交叉的配置：在一个闭合的回路中，绝缘节的数量必须达到偶数才能实现极性交叉，若为奇数，采用移动绝缘节的方法实现。车站内要求正线电码化时，可以将绝缘节移至弯股，并且采用人工极性交叉方式。24谢谢欣赏2019-7-21工频交流连续式的轨道电路25谢谢欣赏2019-7-211G－－＋＋DGJBZ4BZ4RDDRDDBZ4RDDRDDDGJBZ4车体3G破损处工频交流连续式的轨道电路未采用极性交叉26谢谢欣赏2019-7-21－＋＋－1GDGJBZ4BZ4RDDRDDBZ4RDDRDDDGJBZ4车体3G破损处工频交流连续式的轨道电路采用极性交叉27谢谢欣赏2019-7-21工频交流连续式的轨道电路五、钢轨绝缘节的设置1、超限绝缘问题3、两相邻死区段间隔，不得小于18m3.死区及四区段之间或死区与相邻轨道电路间隔。4、信号机处的绝缘节：应与信号机坐标相同，若达不到有：进站、接车进路信号机处的绝缘可以设在信号机前方1m或后方1m处。出站、发车进路信号机处，钢轨绝缘可以设在信号机前方1m或后方6.5m的范围内。调车信号机处与进站一致，但设在到发线与出站一致。5、半自动闭塞区段的预告信号机处，安装在预告信号机前方100m处。28谢谢欣赏2019-7-21工频交流连续式的轨道电路1、超限绝缘：道岔区段警冲标的内方，不得小于3.5m,若实在不能满足此要求，则该绝缘节称为侵（超）限绝缘。＜7米时为侵限绝缘29谢谢欣赏2019-7-21工频交流连续式的轨道电路3.088米4321939880±10546712400240026576180002550030谢谢欣赏2019-7-21工频交流连续式的轨道电路2、两绝缘节应设在同一坐标处，避免产生死区段。错开距离小于2.5m轨道电路的两组绝缘，应装设在同座标处，也就是要求并置，当不能设在同一座标处而需要错开时，就会出现“死区段”。若有列车轮对在“死区段”内时，轨道电路是不会被分路的。“死区段”是轨道电路的又一个重要关切的问题。这是因为在“死区段”中，两条钢轨所接的电源极性不同（或频率不同），列车占用时不能明确反映轨道占用情况，也就是不能压红轨道电路；另一种情况是两条钢轨的电源（或电路）不能构成有效的闭合电路（比如两个不同的轨道区段），同样使轨道电路不能明确反映列车占用情况，也视为“死区段”，如下图：31谢谢欣赏2019-7-21工频交流连续式的轨道电路另一区段大于18米死区段视为死区段轨道电路“死区段”示意图≤2.5m32谢谢欣赏2019-7-21工频交流连续式的轨道电路1“死区段”示意图大于18m≤2.5m死区段234死区段33谢谢欣赏2019-7-21工频交流连续式的轨道电路416.3m的轴距3小于18m时≤2.5m21小于18米的车体在“死区段”内的示意图134谢谢欣赏2019-7-2150HZ微电子相敏轨道电路一、技术参数1、工作条件A.环境温度：-25℃～+60℃；B.相对湿度：不大于90%（温度+25℃）；C.大气压力：74.8～106kPa（相当于海拔高度为2500m以下）；D.振动：振动不大于15Hz,振幅不大于O.45mm；E.工作环境：工作于无爆炸危险的介质中，无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体与导电尘埃；35谢谢欣赏2019-7-2150HZ微电子相敏轨道电路2.技术条件本制式的电路系统能适应最大直流牵引电流为3000~4000A（可根据具体情况设计）；轨道电路的分路电阻考虑0.15Ω、分路残压下不大于10V；轨道电路的极限长度为300m；在钢轨阻抗为0.8∠60°Ω/Km、道碴电阻为1.5Ω·Km、50Hz电源电压范围为220V±6.6V时，在极限长度内，该轨道电路能可靠地满足调整和分路检查的要求，并能实现一次调整。微电子相敏轨道电路接收器的返还系数大于85%；微电子相敏轨道电路接收器电源采用直流24V±10%；每段轨道电路用电量为45VA。36谢谢欣赏2019-7-2150HZ微电子相敏轨道电路3、适合的室外布置一个送电端、一个受电端的轨道区段一个送电端、一个受电端、带三个无受电分支的轨道区段,每个无受电分支长度均小于65m，

L≤300m＋L≤250m＋37谢谢欣赏2019-7-2150HZ微电子相敏轨道电路一个送电端、两个受电端、带一个无受电分支的轨道区段,该无受电分支的长度小于65mL2≤200m＋＋L1≤100m38谢谢欣赏2019-7-2150HZ微电子相敏轨道电路单轨条式50Hz相敏轨道电路原理图RD1R1BG5-B※※RD1R2BZ-B※※JNQ-BRD2RD2GJZ220GJF22050HzWXJ50TXQ-B牵引电流信号电流JJZ110JJF11050Hz室内室外

二、电路基本原理39谢谢欣赏2019-7-2150HZ微电子相敏轨道电路WXJ50：50Hz微电子相敏轨道电路接收器BG5-B：送电端电源变压器BZ-B：受电端中继变压器JNQ-B：节能器TXQ-B：调相器R1、R2：送、受电端防护电阻（送电端R1同时又是限流电阻）；RD1、RD2、RD3：熔断器；40谢谢欣赏2019-7-2150HZ微电子相敏轨道电路三、接收器轨道接收器采用WXJ50型微电子相敏接收器，该接收器具有两种选择性，即频率选择特性和相位选择特性。频率选择性，保证了轨道继电器在接收到直流牵引电流的干扰时不会使其错误动作；只有在其接收端的WXJ50型微电子相敏接收器局部输入端加上50Hz交流电压，而该接收器的轨道接收端又接收到由钢轨传送来的轨道信息，其频率也为50Hz，且相位合适时，才能正常工作。41谢谢欣赏2019-7-2150HZ微电子相敏轨道电路WXJ50型微电子相敏轨道电路接收器可以单套设备使用，为提高系统的可靠性、方便维修，也可以双套并联使用，所采用的WXJ50型微电子相敏轨道电路接收器（简称电子盒）完全一样，调相防雷变压器（TFQ）有所不同，分为TFQ－B1型和TFQ－B2型两种，组合配线也不同，分别称为WXJ50-I型微电子相敏轨道电路（单套设备）和WXJ50-II型微电子相敏轨道电路（双套设备）。42谢谢欣赏2019-7-2150HZ微电子相敏轨道电路XJ50型微电子相敏轨道电路接收器安装在安全型继电器罩内，采用继电器插座。

轨道输入－7282738351613242KZ24VKF24V轨道输入+局部电源+局部电源－输出+输出－WXJ50型微电子相敏轨道电路接收器端子图14JWXC1-1700报警+报警－314143谢谢欣赏2019-7-2150HZ微电子相敏轨道电路WXJ50型微电子相敏轨道电路接收器工作电源为直流24Ｖ±15%，可由电源屏供给，也可另加独立整流电源供给。每套接收器耗电小于100mA。WXJ50型微电子相敏轨道电路接收器局部电源为110Ｖ／50Hz，由电源屏或另加独立电源供给。每套接收器局部输入阻抗为30kΩ，输入电流3.7mA。WXJ50型微电子相敏轨道电路接收器的最后执行继电器JWXC1-1700安全型继电器。44谢谢欣赏2019-7-2150HZ微电子相敏轨道电路轨道接收阻抗：Z=500±20Ω，θ=160°±8°。轨道接收信号与局部电源为理想相位-90°时，工作值为12.5±1V，返还系数大于85%。轨道输入采用隔离变压器，具有较强的雷电防护能力。具有可靠的绝缘破损防护45谢谢欣赏2019-7-2150HZ微电子相敏轨道电路四、50Hz微电子相敏轨道电路组合1.WXJ50-I型微电子相敏轨道电路WXJ50-I型微电子相敏轨道电路采用TFQ-B1型调相防雷变压器，每个组合安装8段轨道电路设备，其轨道组合如图1GJSWXJ50WXJ50-I型微电子相敏轨道电路组合正视图注：端子板在组合后面1G2GTFQB12GJSWXJ503GJSWXJ503G4GTFQB14GJSWXJ505GJSWXJ505G6GTFQB16GJSWXJ507GJSWXJ507G8GTFQB18GJSWXJ5046谢谢欣赏2019-7-21KZ24KF24GJ11G输入＋01-1↑WXJ50TFQ-B1WXJ501G输入－2G输入＋2G输入－01-201-301-402-102-202-302-4GJ2↑GJ33G输入＋01-5↑WXJ50TFQ-B1WXJ503G输入－4G输入＋4G输入－01-601-701-802-502-602-702-8GJ4↑GJ55G输入＋01-9↑WXJ50TFQ-B1WXJ505G输入－6G输入＋6G输入－01-1001-1101-1202-902-1002-1102-12GJ6↑GJ77G输入＋01-13↑WXJ50TFQ-B1WXJ507G输入－8G输入＋8G输入－01-1401-1501-1602-1302-1402-1502-16GJ8↑JJZ110JJF11003-103-303-603-8WXJ50-I型微电子相敏轨道电路组合配线图47谢谢欣赏2019-7-2150HZ微电子相敏轨道电路2.WXJ50-II型微电子相敏轨道电路是WXJ50-Ⅰ型的双套化产品，其两套设备中只要有一套正常工作，就能保障系统正常运行，进一步提高了系统的可靠性；如果其中一套发生故障，能及时报警，通知维修人员进行维修，而且对其中单套维修时，不影响系统使用，大大方便了现场维修。48谢谢欣赏2019-7-2150HZ微电子相敏轨道电路WXJ50-II型微电子相敏轨道电路采用TFQ-B2型调相防雷变压器，每个组合安装4段轨道电路设备和1个报警盒(BJH)。报警盒上有报警表示灯，能明确显示哪个设备发生故障，并驱动报警继电器（BJJ）

1GJS1WXJ50图7WXJ50-II型微电子相敏轨道电路组合正视图注：端子板在组合后面1G2GTFQB22GJS2WXJ502GJS1WXJ503GJS1WXJ501GJS2WXJ503GJS2WXJ504GJS2WXJ503G4GTFQB14GJS1WXJ50BJH49谢谢欣赏2019-7-21KZ24KF24GJ11G输入＋01-1↑WXJ50TFQ-B2WXJ501G输入－2G输入＋2G输入－01-201-301-402-102-202-302-4GJ23G输入＋01-5↑WXJ50WXJ503G输入－4G输入＋4G输入－01-601-701-802-502-602-702-8GJ3↑WXJ50TFQ-B2WXJ50GJ4↑WXJ50WXJ50JJZ110JJF11003-103-303-603-8WXJ50-II型微电子相敏轨道电路组合配线图BJHBJJ↓KZ24KF2403-1103-12报警＋报警－50谢谢欣赏2019-7-2150HZ微电子相敏轨道电路3.一送多受轨道电路控制方法

WXJ50型微电子相敏轨道电路接收器在一送多受时，每个分支用一个微电子相敏接收器和执行继电器，在主接收器的执行继电器的吸起回路中串接其他分支执行继电器的上接点，如图

主接收器GJ1↑↑GJ分接收器↑GJ151谢谢欣赏2019-7-2150HZ微电子相敏轨道电路4.驱动复式继电器的方法WXJ50型微电子相敏轨道电路接收器能够驱动2个JWXC1-1700型继电器，因此，当1个继电器接点不够用时，可采用直接驱动2个JWXC1-1700型继电器的方式，以保证两个轨道继电器动作基本一致。电路如图

接收器↑GJA↑GJB52谢谢欣赏2019-7-21PF轨道电路一、技术要求每个机柜可安装2段轨道电路的设备；轨道继电器（GJ）有8组接点，只为MICROLOK使用，USSI可根据MICROLOK的需要设计接点使用；PF轨道电路需要输入AC220V和DC24V电源，每段轨道电路功率消耗如下：DC24V <200mAAC220V <200mA室内到轨道电路的电缆建议采用AF-904电缆（14#电缆）53谢谢欣赏2019-7-21PF轨道电路用于渡线和道岔采用50Hz电源频率送电端由变压器W400将AC110变为8~17V，可根据需要调节轨道测电压。受电端有一个电阻、一个受电变压器和一个PV250型扇形继电器（交流二元）。当轨道被占用时，由轨旁ATP通过AF-904发送器向车辆发送信息。轨道电路有效长度30~300m分录灵敏度0.5欧姆。54谢谢欣赏2019-7-21TORAILSTORAILSTODC24VTOMICROLOKTOAC220VFUSERESTRANSTRANSFUSERESWXJ50GJBD1-7AHY-MAGSA2-G210AJWXC1-1700HY-MAGSA2-G220ABG1-504.4Ω/440V4.4Ω/440VBG1-300TOAC110VTRANSAC110VTOAC220VPF轨道电路图

55谢谢欣赏2019-7-211.概述广州地铁号线正线采用的是德国西门子公司的遥供音频无绝缘轨道电路的917型。其德文缩写是“FTGS-917”。FTGS-917型轨道电路有8种频率,由15种不同的位模式进行调制,采用移频键控方式FTGS型音频无绝缘轨道电路56谢谢欣赏2019-7-21二、FTGS型轨道电路的组成FTGS型音频无绝缘轨道电路57谢谢欣赏2019-7-21FTGS型音频无绝缘轨道电路1、室外设备轨道电路区段的电气分隔,是靠安装在两根钢轨上的型棒及轨旁调谐单元区分开的。室外有轨旁盒,内有一个无源调谐单元和一个方向转换电路。其中方向转换电路可根据需要,改变送受电端。通过电缆将轨旁盒同室内设备连接。58谢谢欣赏2019-7-21FTGS型音频无绝缘轨道电路（1）电气节电气节即电气绝缘节,它区别于一般的机械绝缘节,是划分轨道区段的重要设备。它由短路线如S棒和轨旁盒内的调谐单元共同组成。FTGS轨道电路除道岔本身必须采用机械绝缘节外,其他都采用电气绝缘分割。59谢谢欣赏2019-7-21广州地铁号线采用的电气绝缘节主要有以下几种1）：S棒·大多数的轨道区段（主要是正线区间）的轨道电路采用了S棒电气节,它是镜像对称的。以S棒的中心线作为轨道区段的物理划分。S棒长度为7.8m生右，模糊区段长度≤3.9m，（这里所谓的模糊区段是指当车压S棒的1/4处至3/4处范围内时，该棒左右两边的区段都显示“轨道占用”。FTGS型音频无绝缘轨道电路60谢谢欣赏2019-7-21FTGS型音频无绝缘轨道电路2）短路棒该电气节用于一端为轨道电路区段,而另一端为非轨道电路区段的情况。该棒长度约为4.2m。61谢谢欣赏2019-7-21FTGS型音频无绝缘轨道电路3）终端棒该电气节由终端短路棒和一个机械绝缘节共同组成。它主要应用在双轨条牵引回流区段。棒长约3.5m，距机械绝缘节0.3~0.6m。62谢谢欣赏2019-7-21FTGS型音频无绝缘轨道电路4）调整短路棒该电气接是短路棒的改进型，它主要用于车站站台区段两端63谢谢欣赏2019-7-21FTGS型音频无绝缘轨道电路（2）轨旁盒轨旁盒是连接电气节与室内设备的中间设备,是轨道电路室外的发送、接收设备。每个轨旁盒有1根电缆与室内设备连接,有4根电缆与电气节相连，另有1根地线。轨旁盒一般可以分为左右两部分，对称结构布置。每部分都由一个调谐单元和一个转换单元组成；一部分作为一个区段的发送端时，另一部分则作为相邻另一个区段的接收端。每一部分的调谐单元接电气节，转换单元接室内设备。64谢谢欣赏2019-7-21FTGS型音频无绝缘轨道电路轨旁盒结构图65谢谢欣赏2019-7-21FTGS型音频无绝缘轨道电路2.室内设备FTGS轨道电路室内设备安装在信号机械室内。每一个轨道组合对应一个轨道区段。每个轨道区段组合背面有一个独立的直流稳压电源,电源输出+12V，+5V。每个轨道区段组合有发送单元—其中装有发送器（晶体振荡器、调制器、放大器和滤波器。）接收单元—其中装有接收器1、接收器2和解调器。继电器单元—由两个缓吸、缓放继电器组成。另外,组合上有多个状态及故障表示灯及测试孔,以便及时处理故障及日常检测。66谢谢欣赏2019-7-21FTGS型音频无绝缘轨道电路3、FTGS型轨道电路组匣67谢谢欣赏2019-7-21第四节联锁设备68谢谢欣赏2019-7-21主要内容联锁设备概述TYJL-II型计算机联锁西卡斯（SICAS)计算机联锁69谢谢欣赏2019-7-21联锁设备概述一、联锁及联锁设备1.联锁联锁的概念：信号、道岔、进路这三者之间相互制约的关系。联锁道岔是指在车站联锁区范围内参加联锁的道岔。（1）、道岔定反位定位：道岔经常开通的位置反位：排列进路时临时改变的位置70谢谢欣赏2019-7-21联锁设备概述2.联锁的基本内容（1）、防止建立会导致机车车辆相冲突的进路，必须使列车或调车车列经过的所有道岔锁闭在与进路开通方向相符的位置；必须使信号机的显示与所建立进路相符。（2）、进路空闲才能开放信号（3）、道岔位置正确要求检查，信号开放后，道岔应锁闭（4）、敌对信号未关闭，本信号不能开放71谢谢欣赏2019-7-21联锁设备概述联锁设备概念：控制车站的道岔、进路和信号，并实现它们之间的联锁关系的设备。可以分散或集中控制，可以采用机械的、机电的或电气的方法实现。72谢谢欣赏2019-7-21联锁设备概述分类：（1）电锁器联锁（几乎已经淘汰，不再使用）（2）电气集中：用电气的方法集中控制或监督全站的道岔、进路和信号机，并且实现他们之间的联锁关系。实现了站内行车指挥的自动控制。（3）、继电式电气集中联锁：6502电气集中A、主要技术特征：采用组合式电路，即按道岔、信号机和轨道电电器组合。将各种组合按站场形状平装起来。B、设备的组成室内和室外室内：控制台、区段人工解锁按钮盘、继电器组合、电源屏、分线盘室外：信号机、转辙机、轨道电路、电缆线路73谢谢欣赏2019-7-21联锁设备概述3、计算机联锁（1）技术特征：A、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，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。B、采用串行通信，节省干线电缆C、用屏幕代替表示盘，缩小体积，方便使用。D、采用积木式模块化硬件和软件设计，便于现场变更。（2）优点：A、进一步提高了安全性、可靠性。B、增加和完善了联锁功能C、方便设计D、省工省料，降低了造价74谢谢欣赏2019-7-21联锁设备概述4.联锁设备的功能设备能够响应来自ATS的命令，在满足安全的前提下，控制进路、道岔和信号机，并将进路、轨道电路、道岔和信号机的状态信息提供给ATS和ATP/ATO。联锁功能包括：（1）联锁逻辑运算（2）轨道电路信息处理（3）进路控制（4）道岔控制（5）信号机控制75谢谢欣赏2019-7-21联锁设备概述5.联锁设备应符合下列规定（1）确保进路上进路、道岔、信号机的联锁，联锁条件不符合时，禁止进路开通。敌对进路必须相互照查，不得同时开通。（2）装设引导信号的信号机因故不能开放时，应通过引导信号实现列车的引导作业。（3）应能办理列车和吊车进路，根据需要设置相应的防护进路。（4）联锁设备宜采用进路操纵方式。根据需要，联锁设备可实现车站有关进路、端站折返进路的自动排列。76谢谢欣赏2019-7-21联锁设备概述（5）进路解锁宜采用分段解锁方式。锁闭的进路应能随列车正常运行自动解锁、人工办理取消进路和限时解锁并应防止错误解锁。限时解锁时间应确保行车安全。（6）连锁道岔应能单独操纵和进路选动。影响行车效率的联动倒插宜采用同时启动的方式。（7）车站站台及车站控制室应设站台紧急关闭按钮，其电路应符合故障-安全原则。（8）连锁设备的操纵宜选用控制台。控制台上应设有意义明确的各种标识，用以监督铁路及道岔区段占用、进路锁闭及开通、信号开放和挤岔、遥控和站控等。77谢谢欣赏2019-7-21联锁设备概述（9）车站联锁主要控制项目包括：列车进路、引导进路、进路的解锁和取消、信号机关闭和开放、道岔操纵及所逼、区间临时限速、扣车和取消、遥控和站控、站台紧急关闭和取消。78谢谢欣赏2019-7-21联锁设备概述二、继电器集中联锁1.6502电气集中（1）主要技术特征组合式电路采用双控按钮选录方式采用逐段解锁方式。动作层次清晰，各网路线和继电器用途明确。79谢谢欣赏2019-7-21联锁设备概述（2）6502电气集中的设备组成:室内和室外室内：控制台、区段人工解锁按钮盘、继电器组合、电源屏、分线盘室外：信号机、转辙机、轨道电路、电缆线路80谢谢欣赏2019-7-21联锁设备概述1）．控制台

在控制台上设有进路按钮、道岔按钮以及其它各种不同用途的按钮。原则上采用按压两个按钮生成一个有效操作信息的方式，因此在控制台的模拟站场图上，在进路始端和终端部位都设有进路按钮。根据按压始、终端按钮的先后顺序就能将进路中有关道岔转换到规定位置，且防护该进路的信号机也根据这种操作而自动开放，这种始、终端按钮操作又称为进路式操作方式。控制台上的主要表示器件是表示灯。表示灯的用途大致分为三个方面：一是正确反映室外监控对象的状态及线路运用情况；二是表示操作手续是否完成；三是反映继电器电路的工作状态以便发生故障时及时发现并判明故障出处。为了省电和便于察觉起见，除了平时需要观察的信号复示器表示灯和电源表示灯外，一般表示灯采用经常不点灯方式。表示灯是一种视觉信号，对某些情况，如列车接近车站，道岔挤岔等除了有表示灯外，还采用音响信号(如电钟)以提醒操作人员注意。81谢谢欣赏2019-7-21联锁设备概述82谢谢欣赏2019-7-21联锁设备概述2）继电器组合及组合架电气集中联锁需要大量各种类型和规格的继电器，对于一个规模较大的区段站可多达几千个继电器，由它们构成的继电电路是十分复杂的。通过长期实践，人们发现继电电路中的大部分可以设计成一些定型标准电路模块，这些模块与具体的站场无关或关联很少，这样就可以把这些标准模块中所用的继电器及其电路在工厂预先进行工厂化生产，从而可以缩短设计周期、设计不易产生错误、节省施工时间，达到设计周期短、施工快的效果。83谢谢欣赏2019-7-21联锁设备概述

继电集中既然是由许多定型的电路模块组合而成的，因此称这些定型电路模块为组合单元。用组合单元拼装构成的电气集中，又称组合式电气集中。6502组合式电气集中的定型组合可分为三类：一是信号组合类，共有6种，即调车信号组合DX、调车信号辅助组合DXF、列车信号主组合LXZ、列车信号辅助组合LXF、一方向列车信号辅助组合1LXF和二方向列车信号辅助组合2LXF；二是道岔组合类，共有3种，即单动道岔组合DD、双动道岔主组合SDZ和双动道岔辅助组合SDF；三是道岔轨道电路区段类，有1种，即区段组合Q；另外不参加拼贴的定型组合有2种(方向组合F和电源组合DY)，总计12种种组合。84谢谢欣赏2019-7-21联锁设备概述下图是局部站场的信号平面布置图选用的各种定型组合的例子。图中除各种定型组合外，还包括有两个零散组合。所谓零散组合，即是根据站场具体情况设计的一些非定型电路用的组合。85谢谢欣赏2019-7-21联锁设备概述3）电源设备电气集中电源的系统框图如图6-6所示。电气集中联锁系统是一个实时控制系统，它的电源必须稳定可靠。我国电气集中联锁设备对电源的要求是：

(1)为了可靠和不间断供电，原则上应由两路工业电网分别作为主、副总电源。主、副电源必须能自动或手动切换，在转换过程中断电时间不应超过0.15s，以保证处在吸起状态的继电器不致因瞬间断电而失磁落下。

(2)工业电网电压(380／220V)在＋15％~－20％范围内波动时，经由稳(调)压器，使其稳定在土3％精度内。

(3)要有短路和过载保护措施。

86谢谢欣赏2019-7-21联锁设备概述87谢谢欣赏2019-7-21联锁设备概述（3）6502电气集中的工作原理

进路控制过程是指一条进路从办理到列车或车列通过进路的全过程。这个过程是信号、道岔和进路之间的联锁过程。我们分析进路的控制过程目的：一是整个控制过程都体现了一个安全要求，二是反映了联锁的时序逻辑关系、无论是列车进路还是调车进路，它们的控制过程基本上是一样的。进路控制过程可分成进路建立和进路解锁两个阶段。进路建立过程是指从车站操作人员办理进路到防护该进路的信号机开放。进路解锁阶段是指从列车或车列驶入进路（驶入信号机后方到出清进路中，全部道岔区段或者指操作人员人工解除已建立的进路）。

88谢谢欣赏2019-7-21联锁设备概述

进路的建立阶段进路建立阶段可以进一步分解成以下六个小阶段。对于每一小阶段以及它们之间的动作次序，是以联锁的时序逻辑为依据，反映对采集的各种信息进行加工处理及传递的层次，以及规定了每一小阶段应完成的基本功能。进路控制过程可归纳如下框图，如图所示。89谢谢欣赏2019-7-21联锁设备概述90谢谢欣赏2019-7-21联锁设备概述1.操作阶段在办理进路时，操作人员按规定的操作，如按下进路的信号按钮后，要确定进路的范围、进路的性质（是列车进路还是调车进路、进路方向，以及进路的特征（基本进路、迂回进路、复合进路和通过进路等））。2．选路阶段根据已确定的进路范围，自动选出一条相应的进路和进路有关的道岔，并确定其符合进路开通的位置。3．道岔转换阶段检查已选出的道岔的实际位置是否符合进路要求，不符合时要转换到所需的位置。91谢谢欣赏2019-7-21联锁设备概述4．一致性检查阶段一次性检查也称作选排一致性检查。检查进路中各个道岔位置是否已符合进路要求，为锁闭道岔做准备。5．进路锁闭阶段进路中的道岔位置正确、进路空闲（包括接车股道）和与之敌对的进路（包括本咽喉的和迎面敌对进路）未建立的条件下，将道岔和敌对进路锁闭，使道岔不能转换，使敌对进路不能再建立。未开放信号创造条件。92谢谢欣赏2019-7-21联锁设备概述6．开放信号阶段在进路锁闭后，通过检查有关开放信号联锁条件，使防护进路的信号机开放，指示列车或车列驶入进路。在信号机开放期间需不间断的检查进路空闲和道岔状态，一旦出现有非法车辆进入进路，或者道岔位置发生变化危机行车安全的因素，信号应立即关闭。当列车一旦驶入进路时，信号立即自动关闭。对于调车信号机来说，考虑调车作业一般有机车推送运行，所以规定当车列全部进入进路后信号才关闭。93谢谢欣赏2019-7-21联锁设备概述进路解锁阶段进路解锁是指对已建立的进路要进行解除锁闭，其中包括解除对道岔和敌对进路的锁闭。进路的锁闭和解锁是一个问题的两个方面，两者比较起来，进路解锁尤为重要。因为进路因故不锁闭，信号不开放，这是安全的。而进路解锁过程一般是在信号开放之后进行的。被锁闭的进路一旦错误解锁了，意味着进路上的道岔可以转换，敌对进路可建立。如果在信号开放后，在列车或车列已接近进路的情况下，出现进路错误解锁，另外，当列车或车列正在进路中运行时发生了错误解锁事故，都是非常危险的，将危及行车安全。因此，对于进路解锁的重点是防止错误解锁。

94谢谢欣赏2019-7-21联锁设备概述进路解锁过程根据列车或车列是否驶入进路为分界，由于解锁的条件和时机的不同，进行解锁有5种解锁方式，即取消进路、人工解锁进路、正常解锁进路、调车中途折返解锁进路以及故障解锁1．列车或车列未驶入进路的解锁方式：（1）取消进路。在进路锁闭后，信号由于某种原因没有开放，或者信号已经开放而列车或车列尚未驶入接近区段时，操作人员办理取消手续解锁进路。这种解锁方式称为取消进路。95谢谢欣赏2019-7-21联锁设备概述（2）人工解锁进路。当信号开放后，列车或车列已驶入接近区段，根据需要允许操作人员办理人工解锁手续使进路解锁。但必须从信号关闭时算起，延迟一定时间后进路才能解锁。延迟时间是司机看到禁止信号后采取制动措施能够使车停下来所需要的时间，只有停车后再使进路解锁是安全的。这种人工延时解锁方式称为人工解锁进路。人工延时解锁的延迟时间对于接车进路和正线发车进路规定延时3min；对于侧线发车进路和调车进路规定延时30s。96谢谢欣赏2019-7-21联锁设备概述2．列车或车列驶入进路的解锁方式（1）正常解锁。正常解锁是指列车或车列通过进路中的道岔区段后，进路即自动解锁。正常解锁分为一次解锁和逐段解锁两种形式。一次解锁是指列车或车列出清了进路中全部道岔区段后，各个道岔区段同时解锁的形式。逐段解锁是指列车或车列每驶过一段道岔区段，以道岔区段逐段自动解锁的形式。逐段解锁形式有利于提高线路的利用率。97谢谢欣赏2019-7-21联锁设备概述（2）调车中途折返解锁。这是调车进路的一种自动解锁方式。当进行转线调车作业时，完成整个调车作业过程，包含有牵出作业和折返作业。为牵出作业而建立的进路称为牵出进路，然后为折返作业建立的进路称为折返进路。当调车车列驶入牵出进路后，往往在牵出的中途根据折返进路信号开放车列而返回。由于车列没有完全通过牵出进路上的道岔区段而中途折返以致牵出进路上的部分道岔区段不能按正常解锁方式解锁。为此，需要用一种特殊的解锁方式，使牵出进路上未能正常解锁的区段予以自动解锁。这种特殊的自动解锁方式称为调车中途折返解锁。98谢谢欣赏2019-7-21联锁设备概述故障解锁。随着列车或车列通过进路，各道岔区段应按正常解锁方式自动解锁，然而由于轨道电路故障，工作不正常，破坏了三点检查自动解锁的条件，而使进路因故障不能自动解锁，需采用特殊的由操作人员介入使进路解锁。故障解锁是以道岔区段为单位实施故障解锁。99谢谢欣赏2019-7-21联锁设备概述三、计算机联锁1.计算机联锁的发展概述随着电子技术的飞速发展，20世纪60年代人们已经开始尝试采用电子器件取代继电器来构成铁路信号电子联锁控制系统。1978年，由瑞典研制的世界上第一套计算机联锁控制系统在瑞典哥德堡车站的成功应用，掀开了车站联锁控制系统研究与应用的新篇章。随后，各国竞相研究开发计算机联锁控制系统，到90年代，不少国家已经大面积推广计算机联锁控制系统。100谢谢欣赏2019-7-21联锁设备概述20世纪80年代，铁道部科学研究院、通信信号总公司研究设计院等单位相继展开了计算机联锁控制系统的研制工作。1984年，通信信号总公司研究设计院研制生产出了国内第一个车站计算机联锁控制系统，并成功地应用于地方铁路，填补了我国计算机联锁控制系统的空白。1989年，铁道部科学研究院研制生产的计算机联锁控制系统在郑州北编组站开通使用，使计算机联锁控制系统首次应用于国有铁路。1994年，铁道部科学研究院、通信信号总公司研究设计院研制的计算机联锁控制系统分别在哈尔滨铁路局平房站和上海局交通站开通使用，这是我国铁路首次将国有的计算机联锁设备应用于铁路客货列车通过的车站。目前，计算机联锁控制系统已经处于实用阶段，随着实践经验的积累，系统的性能也在不断提高，计算机联锁系统已经装备了近千个车站。101谢谢欣赏2019-7-21联锁设备概述2.计算机联锁的特点（1）技术特征：A、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，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。B、采用串行通信，节省干线电缆C、用屏幕代替表示盘，缩小体积，方便使用。D、采用积木式模块化硬件和软件设计，便于现场变更。（2）优点：A、进一步提高了安全性、可靠性。B、增加和完善了联锁功能C、方便设计D、省工省料，降低了造价102谢谢欣赏2019-7-21联锁设备概述3.计算机联锁的基本原理(1)计算机联锁的硬件构成①室内外联系方式专线方式：适合及电器联锁改造。总线方式：适合新建计算机联锁。②按功能模块划分的多危机结构③可靠的硬件结构④安全性硬件结构103谢谢欣赏2019-7-21联锁设备概述（2）计算机联锁的软件概述①联锁的实现②数据结构③程序模块化④提高软件可靠性的措施104谢谢欣赏2019-7-21联锁设备概述四、城市轨道交通的联锁系统1.列车运行控制（1）中心级控制（2）远程控制终端的控制（3）站级控制105谢谢欣赏2019-7-21TYJL-II型计算机联锁一、系统特点计算机联锁系统的信息量大为丰富，利用各种网络手段，可方便地与行车调度指挥系统、列车控制等系统联网，提供及交换各种信息，以使工作协调顺畅。计算机联锁系统易于实现系统自身化管理，利用自诊断，自检测功能及远距离联网，实现远程诊断。随着大规模集成电路的发展，计算机联锁系统的投资将越来越低，与继电联锁相比将更占优势。计算机联锁无论是双机热备系统，还是三取二系统，还是二取二乘二系统，均有热备系，任何1点故障均不会影响行车。维修更加方便，出现故障后，将故障的1系脱离系统，将故障的电路板更换，就可排除故障。106谢谢欣赏2019-7-21TYJL-II型计算机联锁二、系统结构综合控制中心（B维修终端光端机联锁总线微机房现场设备数字化仪控制台局域网MODEM其它网络光端机光缆光缆接口部分信息处理系统监控机A107谢谢欣赏2019-7-21TYJL-II型计算机联锁三、系统组成1.监控系统（包括监控机和控制台）监控系统主要由监控机(又称上位机)和控制台组成。监控机是监控系统的核心，一般放置在联锁机房内的微机桌上，通过引出的视频线、鼠标线、数字化仪线和语音线(通常不超过50米长)与值班员控制室内的控制台相连。监控机采用标准的通用工业控制计算机。108谢谢欣赏2019-7-21TYJL-II型计算机联锁

控制台的操作方式有：数字化仪操作盘、鼠标操作、单元按钮控制台三种；表示有二种，即彩色监视器和单元表示盘。当前计算机联锁制作控制台，均采用多种操作并用，以防操作设备故障造成系统瘫痪。其结构有下列几种：数字化仪＋数字化仪＋显示器数字化仪＋鼠标＋显示器鼠标＋鼠标＋显示器数字化仪＋显示器＋单元块表示盘按钮＋单元块表示盘＋提示窗（若有必要，还可＋鼠标＋显示器）此外，与6502控制台一样仍然设置有道岔电流表。109谢谢欣赏2019-7-21110谢谢欣赏2019-7-21TYJL-II型计算机联锁2.主控系统（联锁机和执表机）联锁机的主要功能是：⑴实现与上位机和执表机的通讯调度。⑵实现信号设备的联锁逻辑处理功能，完成进路确选、锁闭，发出开放信号和动作道岔的控制命令。⑶采集现场信号设备状态，如轨道状态，道岔表示状态，信号机状态等。⑷输出动态控制命令，通过动态板驱动偏极继电器，控制动作现场设备。111谢谢欣赏2019-7-21TYJL-II型计算机联锁执表机的主要功能是:⑴接收联锁机发出的执行命令和向联锁机发送采集信息。⑵同联锁机功能3。⑶同联锁机功能4。112谢谢欣赏2019-7-21电源层计算机层采集层驱动层通信总线切换零层联锁机柜示意图

113谢谢欣赏2019-7-21TYJL-II型计算机联锁①电源层——主要由电源指示面板、采集电源、驱动电源和计算机电源组成。电源指示面板由电源工作指示灯和电源电压测试表组成。采集电源的工作电压：12±1V，该电源用于采集板对继电器接点信息的采集，采集回线的电压就由该电源提供；驱动电源的工作电压：12±1V，该电源用于驱动板送驱动信息给动态继电器（或动态驱动组合），驱动回线的电压就由该电源提供；计算机电源的工作电压：5±0.2V，该电源为计算机层所有电路板和采集板、驱动板的工作电源，它的故障可能会导致机器死机。它提供的±12V电压用于调试设备使用。 各路电源之间要求有良好的隔离性能。114谢谢欣赏2019-7-21TYJL-II型计算机联锁②计算机层现在用的绝大部分系统采用的是STD总线标准的工业控制计算机，其基本组成如下：AS-1指示报警板 机柜上的指示灯和蜂鸣器的控制板。·APCI5656型ARCNET通讯板用以实现联锁机与执表机之间、主备联锁机之间，以及对监视控制机的通信。·STD1604I/O接口板用以控制采集总线和驱动总线。板上共有8个I/O端口地址，每个端口地址有8位输入和输出，

115谢谢欣赏2019-7-21STD

总线扁平电缆采集板联锁机CPU联锁总线切换盒采集母板采集层报警板ARCNET１ARCNET２采集I/O板驱动I/O板热备主备机通信监控机、执表机通信接口架机柜面板点灯驱动板32芯电缆驱动母板驱动层扁平电缆116谢谢欣赏2019-7-21TYJL-II型计算机联锁③采集层采集层主要由采集机笼、采集板以及与计算机层和电源层联系的扁平电缆、电源线及相应的接插件等所组成。④驱动层驱动层的结构与采集层的非常相似，主要由驱动机笼、驱动板以及与计算机层和电源层联系的扁平电缆、电源线及相应的接插件等所组成。117谢谢欣赏2019-7-21TYJL-II型计算机联锁⑤零层零层位于机柜最下层，主控系统最为重要的连接线缆从这里引入和引出。上面装有联锁总线切换合、零端子和接地端子等。118谢谢欣赏2019-7-21表示操作层逻辑层执行表示层设备驱动层现场设备层人机操作界面显示列车和设备的状态，将操作员的传给逻辑层核心层，主要进行联锁逻辑处理逻辑层与设备驱动层之间的接口现场设备的驱动装置转辙机，信号机等SICAS型计算机联锁119谢谢欣赏2019-7-21

表示操作层逻辑层

执行表示层设备驱动层现场设备层

操作工作站LOW

联锁计算机SICAS

现场接口计算机STEKOP

接口控制模块DSTT

道岔信号机

轨道电路西门子联锁系统结构120谢谢欣赏2019-7-21系统控制级SIC