车站信号自动控制(第二版)-1-车站信号基础理论

车站信号自动控制系统北京交通大学智能学院教师/岳强2025.2岳强电话箱：qyue@单位：北京交通大学智能学院办公室：土木工程楼411室车站信号自动控制联系方式：

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CONTENTS信号集中监测系统概述

车站信号理论技术基础01.

车站室外设备接口电路02.

6502电气集中联锁系统概述03.

计算机联锁系统04.

北京交通大学自动化与智能学院车站运营及联锁技术基础

01

铁路车站信号控制设备的发展历程发展历程铁路信号（臂板信号机）机械式车站联锁继电电气联锁电子联锁控制系统计算机联锁控制系统4车站信号联锁设备发展示例5机械联锁系统(1856)电气集中联锁系统(1927)计算机联锁系统全电子化计算机联锁系统车站与线路联锁与进路车站作业信号机轨道电路道岔转辙机车站信号基础知识车站信号的基本知识6第2章车站基础知识7本章内容车站及车站作业站内信号机道岔轨道区段第1节基本概念列车

凡已编成或连挂在一起的车列，挂有机车或动力车、并具备应有的信号、机车乘务组及车长的称为列车。车次与上、下行为便于组织列车运行，所有在铁路各区段运行的列车都必须编定列车号码，称车次。

干线上的列车向铁路总公司所在地方向行驶的为上行，车次编成双数；反之为下行，车次编为单数，一对往返列车编为两个连续数字。支线上列车向连接干线的车站行驶的为上行，反之为下行。8（一）车站分类

1、按技术作业分中间站——接发列车、客货运区段站——中间站业务、列车解编、更换机车编组站——区段站业务，列车解编作业量大2、按业务性质分

客运站、货运站、货运和客运混合站3、按等级分

特等站、一等站、二等站、···、五等站9中间站

中间站主要用来办理列车接车作业、发车作业、通过作业以及客货营业，但不能办理更换机车作业，也不能办理列车的解体和编组作业。

中间站的站场通常要铺设装卸线和站台，以便办理客货营业。中间站站场站台装卸线10中间站下行咽喉上行咽喉正线到发线侧线下行咽喉上行咽喉正线到发线侧线11区段站

区段站除办理与中间站相同的作业外，还办理机车更换、整备、检修作业，车辆检修以及少量的列车编组和解体作业。区段站站场牵出线牵出线尽头线驼峰12编组站

编组站主要办理列车的解体和编组作业，一般不承担客货营业。13车站线路--以区段站图为例正线(II道、III道)到发线(1道、4道、5道、7道)牵出线(Q1、Q2)货物线(5道、7道~9道)调车线(10道~15道)机车走行线和机待线（6道）段管线岔线安全线避难线141、安全线

为防止专用线或岔线上的机车车辆因故进入正线或到发线而发生冲突，在岔线与站内正线或到发线接轨时要设置安全线；或进站信号机外方制动距离内有6‰及以上的连续下坡道时，在车站接车方向的末端设置要设置安全线。专用线安全线（二）安全线和避难线

152.避难线为防止在又陡又长的下坡道上列车失去控制，或在陡长的上坡道上因车辆断钩，而溜入占用的区间或站内，在陡长坡道下方专设一条线路，叫避难线。（二）安全线和避难线

16警冲标是指示机车车辆不准超过道岔方面和线路交叉地点的标志。在两分支轨道中心相距各2m的地方设置警冲标防止列车侧面冲突。警冲标与道岔尖轨的距离由道岔号、道岔的连接曲线半径和两线路中心线间的距离S来确定。（三）警冲标17股道有效长是指在股道全长范围内可以停留机车车辆而不影响邻线行车的一段长度，应大于或等于规定的列车长度在加上附加长度（30米）。（四）股道有效长

18第2节车站作业

信号机道岔和转辙机信号机道岔保证车站作业安全、高效、有序进行非常重要列车占用19第2节车站作业根据作业范围及条件的不同，铁路车站的技术作业可分为列车作业、调车作业和转场作业三种。列车作业接车作业、发车作业、通过作业调车作业转场作业20（一）列车作业列车作业指列车需进、出车站的作业，包括：接车作业—将列车由区间接入站内股道；发车作业—将列车由站内股道发往区间；通过作业—列车经由股道不停车通过车站。XSIGIIG3G21WIIGWIG13在车站站场内进行的机车出入库、转线、车列解体、编组及取送车等作业，统称调车作业。特点：站内、低速、机车前牵后推。（二）调车作业22例：车列从IIG向4G的转线作业(1)从IIG牵出至WIIG:

SII为调车起始信号机；

D5为调车阻拦信号机；(2)从WIIG折返至4G:

D15为调车折返信号机

具有多个车场的车站，列车或车列由一个车场转线到另一个车场的作业，称为转场作业。

（三）转场作业23（四）车站作业特点

并发性：车站内可能有多列车同时作业，列车作业和调车作业同时进行；复杂多变性：作业过程随情况变化而发生变化。安全性：必须保证各种车站作业的安全性。问题：如何保证车站作业安全、高效、有序进行？24(五)车站作业控制基本要求

保证车站作业的有序性；车站作业必须按运输作业计划来执行；运行计划可根据情况变化而进行调整，以适应变化；保证车站作业的高效性；车站作业时，涉及到很多地面设备的动作（如道岔转换、信号机开放/关闭等），必须要由控制设备自动控制这些地面设备的动作；控制设备自身必须足够可靠；保证车站作业的安全性；必须使站内地面设备有序动作，对其动作条件进行严格检查；控制设备自身必须足够安全，具有故障导向安全特性。车站联锁系统25调度指挥系统车站联锁系统作业计划作业执行情况（本站调度作业的管理）车站调度子系统（管辖范围内调度计划的制定、调整等）（对车站地面设备控制，车站作业的具体执行）（根据地面设备情况对机车运行控制，车站作业的具体执行）（车载控制系统）操作人员管理维护人员司机调度人员调度人员(六)车站作业控制过程

站控方式遥控方式遥控26作业执行（以列车进站为例）

作业计划：**时间，**列车进站到**股道在该时间到达前，通过车站联锁系统构建一条列车进入站内该股道的路径（构建过程涉及严格的逻辑条件检查以避免冲突、设备动作（如道岔转换））并锁闭；路径建立完成后，通/告知列车和司机（信号开放）；列车进站；对路径上设备解除锁闭，以便其它作业的进行。27重点知识回顾28铁路信号的核心作用是什么？铁路安全设计的基本理念与技术方法是什么？列车作业不包括下面哪一种情况？A.接车作业B.发车作业C.通过作业D.调车作业下面的股道是哪个可以下行接车A.IIGB.IIIGC.IIG和IIIG车站与线路联锁与进路车站作业信号机轨道电路道岔车站信号基础知识车站信号的基本知识29第3节车站内的信号机30类别-列车信号机、调车信号机1命名规则-按上下行，进出站（X、S、D*）2显示-进站、出站(区间)、调车区分3信号机布置4进站出站进路预告复示调车起始调车折返调车阻拦反向进站-XF

(XF)

调车-上双下单基本显示：H、L、U、B、A组合显示：UU\LU\HB\USU\LL（一）信号机的分类31列车信号机：进站信号机出站信号机进路信号机预告信号机复示信号机调车信号机（二）进站信号机32为了防护车站，

指示列车能否由区间进入车站，在车站的入口处设置的信号机叫做进站信号机，也叫接车信号机。1、作用

防护车站，指示列车的运行条件，保证接车进路的正确和安全可靠。凡车站的列车入口处必须装设进站信号机。2、设置

距离最外方进站道岔尖轨尖端（顺向为警冲标）大于50m小于400m处。（二）进站信号机333、命名

上行用S，下行用X；有多个方向线路时，在字母右下角加线路名拼音字头，如XD；双线自动闭塞区间的反向进站信号机，在字母右下角加F或N，表示反向或逆向，如XF。下行进站上行出站（二）进站信号机344、显示及含义

（二）进站信号机354、显示及含义

（三）出站信号机36为了指示列车能否由车站进入区间，在车站的发车股道列车停车地点前方设置的信号机叫做出站信号机，也叫发车信号机。1、作用防护区间，作为列车进入区间的凭证，指示列车能否进入区间。2、设置在不侵入限界的条件下，出站信号机应尽量向咽喉区靠近，设置在警冲标内方（对向道岔为道岔尖轨尖端外方）的适当地点。（三）出站信号机373、命名

上行用S，下行用X，在字母右下角加上股道号，如图中的SI，SII等。（三）出站信号机384、出站信号机显示（四）调车信号机391、作用指示站内各种调车作业2、设置根据调车作业的实际需要划分，包括：（1）调车起始信号机（2）调车折返信号机（3）调车阻拦信号机（四）调车信号机402、设置根据调车信号机所处的位置划分，包括：（1）股道头部调车信号机到发线和机走线的股道头部，在由股道出来的第一个道岔警冲标内方，应设置调车信号机。（2）尽头型调车信号机由牵出线、机待线、场间联络线以及站内各种用途的尽头线，向联锁区的入口处装设的调车信号机。（3）咽喉区调车信号机在咽喉区设置的起调车折返和阻拦作业的信号机。（四）调车信号机413、命名调车信号机的名称以D表示，再在右下角缀上顺序号。调车信号机从车站两端进站方向向股道顺序编号，上行咽喉区编为双号，下行咽喉区编为单号。调车信号机布置举例1

WIIG车列从IIG向4G的转线作业(1)从IIG牵出至WIIG:

SII为调车起始信号机；

D5为调车阻拦信号机；(2)从WIIG折返至4G:D15为调车折返信号机WIG1342调车信号机布置举例2股道头部调车信号机尽头型调车信号机咽喉区调车信号机43（四）调车信号机444、显示一个月白灯光，表示准许越过该调车信号机；一个蓝色灯光，表示禁止越过该调车信号机；尽头线上起阻拦列车运行作用的调车信号机，可用红色灯光代替蓝色灯光。（五）预告信号机451、设置 进站信号机外方，不少于800m的地方(半自闭接车口)2、命名 Y+进站信号机名称：如YX3、显示一个绿灯：表示主体信号机在开放状态一个黄灯：表示主体信号机在关闭状态

(六）进路信号机461、作用：防护转场进路，指示列车转场作业。2、设置当两个车场间线路较短，在车场入口处不能装设接车进路信号机时，可在相邻车场出口处的正线上装设接发车进路信号机。当两个车场间线路较长，为了提高站内通过能力，除在车场入口处的正线上装设接车进路信号机外，还应在相邻车场出口处的正线上装设接发车进路信号机。3、命名在S或X

的后面加L

表示进路信号机，再在L的右下角缀上所在股道号，如XL3。4、显示接车进路信号机发车进路信号机第4节道岔47道岔是列车从一股道到另一股道的转辙设备是铁路线路中最关键的设备，是进路方向的约束条件，是铁路信号的主要控制设备之一。（一）道岔的组成与结构尖轨、基本轨、直合拢轨、弯合拢轨、翼轨、辙叉心、护轮轨。1-尖轨2-基本轨3-直合拢轨4-弯合拢轨5-翼轨6-辙岔心7-护轮轨48（二）道岔的辙叉号49由叉心所形成的角叫辙叉角（a）；道岔号（N）代表道岔各部主要尺寸，用辙叉角的余切表示：

N=ctana

=FE/AE辙叉号（道岔号）越大，导曲线半径也越大，允许过岔速度越高；9、12、18号道岔，允许侧向通过速度30、45、80km/h；30、38号道岔，允许侧向通过速度140、160km/h。

第四节道岔类别-单动、双动、复式交分1命名规则-按上下行咽喉（下单、上双)2状态-定位、反位、四开、挤岔3定位的确定-安全、效率综合考虑4对向道岔和顺向道岔：列车顺着道岔尖轨运行时，叫顺向道岔，反之叫对向道岔。

安全因素分析：

顺向道岔易造成－－挤岔

对向道岔易造成－－进错股道、列车冲撞和“四开”5051交叉渡线52（三）道岔的位置和状态

53

正常状态：定位、反位（要求密贴和锁闭）

通常把道岔经常所处的位置叫做定位，临时根据需要改变的另一位置叫做反位。

为改变道岔的两个位置，在道岔尖轨处需要安装道岔转辙机。

异常状态：四开、挤岔（四）单动道岔和双动道岔54一次操纵只能使一组道岔转换的道岔，叫单动道岔；一次操纵能使两组道岔同时或顺序转换的道岔，叫双动道岔；要求：1）渡线两端的道岔须为双动道岔2）线路隔开设备与到发线之间的连结线两端须为双动道岔（五）道岔定位的确定原则55按左侧行车制尽量考虑站内行车和调度作业的安全作业方便，尽量减少扳动道岔的次数单线正线进站道岔为由车站两端向不同线路开通的位置。双线车站正线进站道岔，为各该正线开通的位置。（五）道岔定位的确定原则56区间内由辅助所所辖道岔以开通正线为其定位。连通正线的其他道岔，应以引向正线开通的位置。引向安全线和避难线的道岔，为开通安全线和避难线的位置。站线上的道岔，（除安全线和避难线）为向列车开通的位置。如果两条进路都是列车进路，为向直股列车进路开通的位置或向靠近站舍方向开通的位置，即向经常使用的股道开通为定位。（六）对向道岔和顺向道岔57列车顺着道岔尖轨运行时，叫顺向道岔，反之叫对向道岔。

安全因素分析：对顺向道岔易造成－－挤岔对对向道岔易造成－－进错股道、列车冲撞和“四开”第6节轨道区段划分-安全、效率1命名规则-股道、无岔、有岔、衔接2信号机\平行运行\小于3组\适当划短道岔区段:1~3组道岔无岔区段:股道\咽喉衔接\差置\接近XDG1/19WGD18G1DG19-27DG582、股道的命名59正线用罗马数字，站线用阿拉伯数字单线区段内的车站，由站舍起向远端顺序编号；双线区段内的车站，先编正线，下行一侧用单数，上行一侧用双数，向外顺序编号。60总结问答：问题1：这是哪个咽喉区？

A.上行咽喉区B.下行咽喉区C.两者都不是问题2：图中左侧与X信号机外方区间相邻的区段上的箭头代表什么含义？

A.允许接车B.允许发车C.允许双向接发车D.没有实际意义问题3：由IIG道发车，27#道岔对于这个列车来说是哪种道岔？

A.顺向道岔B.对向道岔C.四开道岔问题4：信号机的灯光:红、绿、黄、白、蓝、绿黄、双黄、红白的字母表示符号?问题5：轨道区段的划分原则？车站与线路联锁与进路车站作业信号机轨道电路道岔车站信号基础知识车站信号的基本知识61车站室外信号设备

三大基础设备轨道电路：位置检测道岔转辙机：方向转换信号机：命令指挥第6节进路62进路63

车站作业进路的概念

轨道线路

安全通路

进路为列车运行划分出来的、虚拟的、专用的一条通路进路1.进路概念列车或调车车列在站内运行时所经由的路径。2、进路的划分进路的划分即确定各种进路的始端和终端；始端：以信号机为始端；终端：以同方向同性质阻拦信号机为终端，无信号机时以车挡、站界标或警冲标为界。进路范围内通常包括道岔和轨道区段。642、进路的划分进路65进路3、进路类型列车进路调车进路接车进路（列车进站所经由的路径）进站信号机防护发车进路（由车站发往区间所经由的进路）出站信号机通过进路（列车正线通过车站所经由的路径）进站，正线出站转场进路（列车由车站的某一车场开往另一车场时经由的路径）基本进路和变更进路（迂回进路）(始端+终端)（始端+变更+终端）短调车进路和长调车进路(开放一架信号机)

(开放两架以上信号机)按运行路径划分调车进路的范围66进路依据进路是否建立，可以将进路状态分成锁闭状态和解锁状态。建立了进路，即指利用该路径排列了进路，称该进路处于锁闭状态。预先锁闭接近锁闭没有建立进路，即指没有利用该路径排列进路；称该进路处于解锁状态。4、进路状态67第3章车站联锁68本章内容：联锁关系联锁表进路控制过程全部是重点，注意领会！车站信号站场平面图69看懂?第3章车站联锁车站作业进站出站通过调车作业支撑室外信号设备

进路联锁关系进路与信号机进路与道岔进路与轨道进路与进路联锁表联锁关系的集中表现作业与控制安全依据70第1节

联锁关系

为了保证行车安全，信号、道岔、轨道区段与进路之间必须保持一定的制约关系和操作顺序，这种制约关系和操作顺序称为联锁。

联锁关系是多对象之间同时存在的复杂关系。功能安全范畴（10种）进路与进路、信号机、道岔、轨道区段信号机与信号机、轨道区段、道岔轨道区段与道岔、轨道区段道岔与道岔联锁71联锁关系--进路与进路的联锁关系抵触进路和敌对进路决定因素是道岔，如果道岔位置不能间接控制两条进路，两条进路存在抵触或敌对关系，则为敌对进路，若通过道岔能分开，则为抵触进路例1：X至1G的接车进路与由1G向X的发车进路，定义为敌对进路。例2：X至1G的接车进路与由IIG向X的发车进路，因为对1号道岔的位置要求不同，所以定义为抵触进路。为什么要区分抵触与敌对呢？联锁关系72联锁关系下列进路规定为敌对进路。敌对进路必须相互照查，不得同时开通。a)同一到发线上对向的列车进路与列车进路b)同一到发线上对向的列车进路与调车进路c)同一咽喉区内对向重叠的列车进路d)同一咽喉区内对向或顺向重叠的列车进路与调车进路e)同一咽喉区内对向重叠的调车进路f)防护进路的信号机设在侵限轨道绝缘节处，禁止同时开通的进路；敌对进路的几种典型D1135773敌对进路举例74例1：下行咽喉X至IG的接车进路下列情况视为敌对进路（1）上行咽喉向IG的上行列车接车进路或调车接车进路；（2）由IG向X接车口的列车发车进路；（3）D1至D7的调车接车进路；（4）由IG至D3的调车发车进路；例2：D1至D7的调车接车进路与D3向D1的调车发车进路敌对进路举例75例3：由D103至D11的调车进路与由D9至D7的调车进路互为敌对分析：D11处于侵限绝缘节处，105处于定位时，105-108DG有车占用会与103-104DG构成侵限关系，所以当到D11的进路建立时，则103-104DG不能再允许车辆进入，因此，判定为敌对进路。联锁关系--进路与轨道区段的联锁关系防护锁闭： 检查空闲，建立锁闭； 在进路表中写明轨道区段名称：11DG侵限检查： 在进路表中写明轨道区段名称和侵限条件

D3-D11进路中检查<3>3DG接近锁闭：

当IAG有车占用时，进路转为接近锁闭,防止车冒进，人解延进处理。侵限区段联锁关系76接近区段联锁关系--进路与信号机的联锁关系联锁关系防护： 在进路表中写明信号名称和显示颜色

D21:B敌对与条件敌对： 在进路表中写明信号名称和敌对条件，敌对锁闭

D23，＜19＞D3377联锁关系道岔是进路方向的约束条件，进路建立后道岔不允许再动作，锁闭道岔。道岔在进路中的表示方法：进路通路上的道岔

定位：1， 反位：（1），不在通路上的道岔 防护道岔：

定位锁闭[4/6]，反位锁闭[(4/6)]

带动道岔（若安全线为接发车口）：

定位带动{4/6}，反位带动{(4/6)}联锁关系--进路与道岔的联锁关系78联锁关系—信号机与信号机的联锁关系信号机与信号机的关系 信号机所防护进路间的关系敌对信号

互相敌对 互相锁闭联锁关系79联锁关系—信号机与轨道区段的联锁关系信号机与轨道区段的关系信号机与防护进路中区段的关系区段空闲且锁闭

信号开放

轨道区段占用信号关闭

联锁关系—道岔与轨道区段的联锁关系道岔附属于轨道区段(相互紧密耦合)区段锁闭道岔不能转动

区段进路锁闭道岔不能单独解除进路锁闭区段解除进路锁闭道岔跟随解除进路锁闭联锁关系80联锁关系—信号机与道岔的联锁关系信号机与道岔的关系

信号机与防护进路中道岔的关系道岔规定位置锁闭信号开放

位置变化信号关闭道岔不能扳动联锁关系—道岔与道岔的联锁关系双动(多动)道岔位置同时到达后才能给出统一的表示一个锁闭，其他的道岔不能转动联锁关系81联锁关系—轨道区段与轨道区段的联锁关系三点检查解锁

列车顺序通过轨道区段的关系前一区段出清解锁本区段占用出清下一区段占用联锁关系是多对象之间同时存在的复杂制约关系联锁表说明车站信号设备联锁关系的图表定义按照车站站场线路配置，咽喉区道岔分布以及信号机布置情况，遵照《铁路信号联锁图表编制原则》编制出来的设计依据车站信号平面布置图

联锁表

交付制作编制过程联锁关系第2节联锁表82联锁表是车站信号设备的制约关系的总和，是实现车站信号联锁逻辑控制的数学模型信号平面图布置示例83联锁表84进路排列进路按下按钮信号显示道岔敌对信号轨道区段列车接车至4股道XLA、S4LAX：UU下行至4股道接车进路：联锁表编制5/7、1/3、9/11、13/15、（17/19）、{23/25}、（27）D3、D7、D9、D13、S4D1AG、5DG、3DG、9-15DG、17-23DG、19-27DG、4G联锁表85进路排列进路按下按钮信号显示道岔敌对信号轨道区段调车发车由IG至D7SIDA、D9ASI：BSI至D7调车进路：联锁表编制23/25、17/19、13/15、9/11D9、D13、<23>X、<(1/3)>XF17-23DG、9-15DG联锁表86进路排列进路按下按钮信号显示道岔敌对信号轨道区段列车发车由2股道SIILA、XFLASII：L/LU/U上行由II股道发车进路：联锁表编制27、17/19、1/3XF、D15、D5、D1、SIID19-27DG、1/19WG、1DG、IIAG联锁表87进路排列进路按下按钮信号显示道岔敌对信号轨道区段调车接车D1至D9D1A,D7AD1:BD1至D9调车进路：联锁表编制(1/3)D7、<(1/3)>(S5L、SIIIL,SIL,SIIL,S4L)XF1DG,3DG,<5>5DG第3节进路控制88进路控制过程1、进路建立过程可进一步分解成以下3个阶段：选排路（岔）阶段。操作人员办理进路，检查进路选排的联锁条件，控制道岔位置转换。检查选排一致性。进路锁闭阶段。道岔转换完毕后，将进路上道岔和敌对进路（包括迎面敌对进路）予以锁闭。开放信号阶段。进路锁闭后，信号开放（给出允许显示），指示列车或车列可驶入进路。2、信号保持阶段持续检查信号保持开放的技术条件，检查列车是否到达，到达后准备关闭信号机。89进路控制过程进路解锁也可根据列车运行阶段进行划分：（1）进路自动解锁列车或车列已驶入进路

分段自动解锁（一次解锁、逐段解锁、调车中途折返解锁）（2）进路人工解锁列车或车列未驶入进路：取消进路、人工解锁列车或车列已驶过进路：故障解锁1、区段空闲且未锁闭，侵限区段空闲2、道岔未被封锁，未单独位置防护锁在错误位置3、敌对进路未建立4、进路的其他照查条件满足进路的选排1、根据操作命令选择一条进路2、检查进路建立的联锁条件3、完成道岔的转状态转换过程控制与位置检查功能技术条件进路的控制过程911、区段空闲且未锁闭，侵限区段空闲2、进路的防护道岔位置正确3、敌对进路未建立4、进路的其他照查条件满足进路的锁闭1、检查进路的锁闭条件是否满足2、条件满足则锁闭进路（道岔、轨道区段、敌对信号、照查锁闭）功能技术条件进路的控制过程921、区段空闲且锁闭，侵限区段空闲2、进路的防护道岔位置正确3、敌对进路未建立4、进路的其他照查条件满足5、未办理取消进路6、列车信号机红灯灯丝完好7、开放信号显示正确进路的信号开放1、检查进路已锁闭