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第二章 自动闭塞,第一节 自动闭塞概述 第二节 区间通过信号机的设置,1.自动闭塞的概念 自动闭塞是根据列车运行及有关闭塞分区状态，自动变换通过信号机显示而司机凭信号行车的闭塞方法，它将一个区间划分为若干小段，即闭塞分区，在每个闭塞分区的起点装设通过信号机用以防护该闭塞分区。每个闭塞分区内都装设轨道电路(或计轴器等列车检测设备)，通过轨道电路将列车和通过信号机的显示联系起来，根据列车运行及有关闭塞分区的状态使通过信号机的显示自动变换。因为闭塞作用的完成不需要人工操纵，故称为自动闭塞。,第一节 自动闭塞概述,自动闭塞的优点：(1)由于两站间的区间允许续行列车追踪运行，就大幅度地提高了行车密度，显著地提高区间通过能力。(2)由于不需要办理闭塞手续，简化了办理接发列车的程序，因此既提高了通过能力，又大大减轻了车站值班人员的劳动强度。(3)由于通过信号机的显示能直接反映运行前方列车所在位置以及线路的状态，因而确保了列车在区间运行的安全。(4)自动闭塞还能为列车运行超速防护提供连续的速度信息，构成更高层次的列车运行控制系统，保证列车高速运行的安全。,2.自动闭塞的基本原理 图2-1所示为三显示自动闭塞原理图。通过信号机的不同显示是调整列车运行的命令。三显示自动闭塞通过信号机的显示意义是： 一个绿色灯光准许列车按规定速度运行，表示运行前方至少有两个闭塞分区空闲。 一个黄色灯光要求列车注意运行，表示运行前方只有一个闭塞分区空闲。 一个红色灯光列车应在该信号机前停车。,图2-1 三显示自动闭塞基本原理,3.自动闭塞的技术要求 (1)自动闭塞制式分为三显示和四显示两种。一般采用三显示自动闭塞，在新建或改建铁路上，列车运行速度超过120kkm/h的区段应采用四显示自动闭塞。(2)电气化区段的双线或多线自动闭塞，运输需要时可按双方向运行设计，其他区段的自动闭塞亦宜按双方向运行设计。当双线按双方向运行设计时，反方向可不设通过信号机，根据机车信号指示运行，亦可设计为自动闭塞或自动站间闭塞运行(3)客货列车混运的双线自动闭塞区段，列车追踪运行间隔符合下列规定：双线三显示自动闭塞区段宜采用7min或8min，有条件区间可采用6min采用四显示自动闭塞时，其列车追踪间隔宜采用6min或7min。单线三显示自动闭塞宜采用8min 。, 闭塞分区的划分根据实际情况可按规定的列车追踪间隔时间增加或减少。反向运行的列车追踪间隔时间可大于正向运行的列车追踪间隔时间。(4) 三显示自动闭塞宜在规定的列车追踪间隔时间内划分三个闭塞分区。三显示自动闭塞分区的最小长度，应满足列车的制动距离，其长度不应小于1200m，但采用不大于8min运行间隔时间时，不得小于1000 m。进站信号机前方第一个闭塞分区长度，一般不大于1500 m。 四显示自动闭塞在确定的运行间隔时间内按四个闭塞分区排列通过信号机。四显示自动闭塞每个闭塞分区的长度，应满足速差制动所需的列车制动距离。列车运行速度超过 120km/h时，紧急制动距离由两个及其以上闭塞分区长度来保证。,(5)通过信号机的设置，除应满足列车牵引计算的有关规定外，还应符合下列原则： 通过信号机应设在闭塞分区或所间区间的分界处，不应设在停车后可能脱钩的处所，并尽可能不设在启动困难的地点。 在确定的运行时隔内按三个或四个闭塞分区排列通过信号机时，应使列车经常在绿灯下运行。(6)自动闭塞的通过信号机采用经常点灯方式，并能连续反映所防护闭塞分区的空闲和占用情况。(7)当进站或通过信号机红灯灭灯，其前一架通过信号机应自动显示红灯。(8)在自动闭塞区段，当闭塞分区被占用或有关轨道电路设备失效时，防护该闭塞分区的通过信号机应自动关闭。,(9)自动闭塞应有与本轨道电路信息相适应的连续式机车信号。 四显示自动闭塞必须有超速防护设备。 (10)在自动闭塞区段内，当货物列车在设于上坡道上的通过信号机前停车后启动困难时，在该信号机上应装容许信号。但在进站信号机前方第一架通过信号机上不得装设容许信号。(11)自动闭塞电路及设备应满足铁路信号故障-安全原则。(12)自动闭塞必须采用闭路式轨道电路。轨道电路应能实现一次调整。在空闲状态下，当道碴电阻为最小标准值、钢轨阻抗为最大标准值，且交流电源电压为最低标准值时，轨道电路设备应稳定可靠工作。当电源电压和道碴电阻为最大标准值时，用标准分路电阻(0.06)在轨道电路任意点进行分路，接收设备应确保不工作。,4.自动闭塞的分类按行车组织方法可分为单向和双向自动闭塞 在单线区段，只有一条线路，既要运行上行列车，又要运行下行列车。为了调整双方向列车的运行，在线路的两侧都要装设通过信号机，这种自动闭塞称为单线双向自动闭塞，如图2-2所示。,图22 单线双向自动闭塞,在双线区段，以前一般采用列车单方向运行方式，即一条铁路线路只允许上行列车运行，而另一条铁路线路只允许下行列车运行。为此，对于每一条铁路线路仅在一侧装设通过信号机，这样的自动闭塞称为双线单向自动闭塞，如图2-3所示。,图2-3 双线单向自动闭塞,为了充分发挥铁路线路的运输能力，在双线区段的每一条线路上都能双方向运行列车，这样的自动闭塞称为双线双向自动闭塞，如图2-4所示。正方向设置通过信号机，反方向运行的列车是按机车信号的显示作为行车命令的，即此时以机车信号作为主体信号。,图2-4 双线单向自动闭塞,按通过信号机的显示制式可分为三显示自动闭塞和四显示自动闭塞,图25 四显示自动闭塞,按设备放置方式可分为分散安装式自动闭塞和集中安装式自动闭塞 分散安装式自动闭塞设备都放在每个信号点处。分散安装方式虽然造价比较低，但设备安装在铁路沿线，受环境温度影响大，所以设备工作稳定性差，故障率较高，也不利于维护。集中安装方式自动闭塞的设备集中放在相近的车站继电器室内，用电缆与通过信号机联系。集中安装方式自动闭塞极大地改善了设备的工作条件，提高了设备的稳定性和可靠性，十分便于维修，但需要大量电缆，造价较高。,按传递信息的特征可分为交流计数电码自动闭塞、极频自动闭塞和移频自动闭塞等 交流计数电码自动闭塞以交流计数电码轨道电路为基础，以钢轨作为传输通道传递信息，不同信息的特征靠电码脉冲和间隔构成不同的电码组合来区分。 优点：电路简单，对工作环境要求不严，工作稳定，传输性能好，轨道电路长度可达2600 m，具有断轨检查性能。 缺点：信息构成简单，抗干扰性能不强，绝缘双破损时可能出现升级显示；当区间发送设备有一处故障时，会同时造成两相邻信号机点红灯的故障，影响效率；接点磨损严重，维修周期短；信息量少，不能满足所需要的信息要求；应变时间长，最长达20 s，不能适应铁路运输发展的需要，而且存在着冒进信号的危险。,极性频率脉冲自动闭塞(简称极频自动闭塞)以极性频率脉冲轨道电路为基础，以钢轨作为通道传递信息，不同信息的特征是靠两种不同极性和每个周期内不同数目的脉冲来区分的。 优点：极频自动闭塞设备简单，原理简明，容易掌握；轨道电路传输性能较好，长度可达2600m；断轨检查性能较好。 缺点：其信息简单，抗来自外界的交直流断续干扰性能差，对于邻线干扰和不规则的脉冲干扰没有防护措施，对于一般离散的脉冲干扰以及脉冲尾的干扰很难防护；不适用于电气化区段，因其对接触网火花、晶闸管调速机车的牵引和再生制动、斩波器机车牵引所引起的谐波干扰难以防护。,移频自动闭塞以移频轨道电路为基础，用钢轨传递移频信息。它是一种选用频率参数作为信息的制式，利用调制方法把规定的调制信号(低频信息)搬移到载频段并形成振荡，由上下边频构成交替变化的移频波形，其交替变化的速率就是调制信号频率。 优点：其信息特征就是不同的调制信号频率。采用不同载频交叉来防护相邻轨道电路绝缘节的破损、上下行邻线的串漏、站内相邻区段的干扰。对工频及其谐波的防护，采用躲开的方法，站内将载频选在工频的偶次谐波上，区间选在奇次谐波上。,按是否设置轨道绝缘分为有绝缘自动闭塞和无绝缘自动闭塞 传统的自动闭塞在闭塞分区分界处均设有钢轨绝缘，以分割各闭塞分区。但钢轨绝缘的设置不利于线路向长钢轨、无缝化发展，钢轨绝缘损坏率高，影响了设备的稳定工作，且增加了维修工作量和费用。尤其是电气化区段，牵引电流为了通过钢轨绝缘，必须安装扼流变压器，缺点更显著，于是出现了无绝缘自动闭塞。,第二节 区间通过信号机的设置 自动闭塞是利用通过信号机的不同显示来指挥列车追踪运行的一种行车闭塞方式，两列续行列车之间的空间间隔是由通过信号机的位置决定的。通过信号机的设置位置是根据规定的运行时间间隔、列车速度曲线以及线路地形，采用规定的设计方法，将给定的列车运行时隔换算为空间间隔来确定的，而不是等间隔设置的。,所谓通过能力就是铁路线路每昼夜通过的列车对数，例如双线自动闭塞区段，追踪列车之间按8分钟时间间隔运行时通过能力为: N=1440/8=180(对) 由上式知，列车运行间隔愈长，通过能力愈小，间隔时间愈短，则通过能力越大。但间隔时间不能太短，否则就会影响列车运行安全。所以确定列车追踪间隔时间，以在保证列车安全的条件下，以最大限度的提高区间通过能力为原则。,1.闭塞分区长度 即通过信号机之间的距离，每个闭塞分区的最小长度必须满足列车牵引计算规程规定的列车制动率全值的0.8的常用制动和自动停车装置紧急制动的制动距离。 我国的铁路信号自动闭塞技术条件中规定“三显示自动闭塞分区的最小长度范围为 10001200m”。技规规定“列车在任何线路坡道上紧急制动距离限制：运行速度不超过 120km/ h的列车为800m；运行速度120140km/h的旅客列车为1100 m；运行速度140-160 km/h几的旅客列车为1400 m；运行速度160-200km/h的旅客列车为2000m”,2.三显示制式闭塞分区长度与列车运行间隔时间的关系 闭塞分区的最大长度(进站信号机前方除外)根据轨道电路的安全及可靠动作的要求，最好不要超过轨道电路的极限长度，以免增加分割点的设备。进站信号机前方第一个闭塞分区的长度一般不小于1200m，不大于1500m。 在同一方向的两列列车，彼此以闭塞分区相间隔追踪运行，前一列车的尾部与后一列车的头部之间所保持的最小间隔时间，称追踪间隔时间。,速度曲线的绘制和时间点的刻划 速度曲线V=f(s)是按照“列车牵引计算规程”进行计算后作出的。得到速度曲线后，在曲线上刻划时间点，时间点以分或半分为单位。在曲线上刻划时间点的方法如下： 首先用透明纸绘制一等腰三角形。三角形的高表示速度，并按照速度曲线所使用的比例尺为60km/h,即1km/min.而其底边的长度的比例尺为1km，列车由A行至B行时需要一分钟，当作一平行于AB的直线EF时，线段EF同样表示列车运行了一分钟的距离。,：将三角形放在速度曲线上，使三角形的顶点与速度等于零的O点重合，底边线与线路平行，如下图中的AOB三角形。将三角形平行右移，使左边的腰与速度曲线上的时间点1重合，这时三角形右边的腰与速度曲线的交点就是时间点2，由时间1到2，相当于列车在区间内又运行了一分钟；这样继续将三角形右移，就可得到时间点3、4、5等。按此时间点就可按照确定的间隔时间布置通过信号机。,刻划时间点的方法,3.列车追踪间隔时分的计算（以三显示为例）列车间隔三个闭塞分区 ，在绿灯下运行如图2-6（a）,列车间隔两个闭塞分区，在黄灯下运行，如图2-6(b) ，I=0.06(2L闭+L列)/v平均+t确 式中 t确司机确认信号变换显示的时间，一般为0.25min； v平均黄灯运行下的列车平均速度，kmh。,接近车站的间隔时间 （1）如图2-6(c)所示，其运行间隔时间可按下式计算，即 I=0.06(L列+L岔+2L闭)/v平均+t准 式中 t准车站为第二列列车准备进路的时间。电气集中t准=0.25min。 （2）在进站区段上牵引条件困难而采用间隔两个闭塞分区时，最小运行间隔时间按下式计算，即 I=0.06 (L列+L岔+L闭)/v平均+t准+t确,自动闭塞区段车站同方向发车的间隔时间，如图2-6(d)所示，其运行间隔可按下式计算，即 I=0.06(L列+L岔+L闭)/v平均+t准 t准车站值班员显示发车指示信号、车长指示发车信号、后行列车司机确认信号显示状态、开动列车的时间(按1min计算)。,4、区间通过色灯信号机布置原则 (1)区间通过色灯信号机在以货运为主的线路上，应按货物列车运行速度曲线及时间点布置，但闭塞分区长度应满足较高速度旅客列车制动距离要求；在以客运为主的线路上，应按旅客列车运行速度曲线及时间点布置。(2)在一般情况下，应在两追踪列车之间以三个闭塞分区间隔布置通过信号机。在上坡道上列车运行速度低，当按三个闭塞分区布置，追踪间隔时间增大时，可按两个闭塞分区布置 (3)区间通过信号机，应在车站进站、出站信号机位置确定后布置。 (4)为了节省投资及维修方便，上、下行方向的通过信号机，在不影响行车效率和司机嘹望的情况下，尽可能并列布置。 (5)在利用动能闯坡和在列车停车后可能脱钩的处所，不宜设置通过信号机。,(6)在大型桥梁上和隧道内，尽量避免装设通过信号机。 (7)通过信号机在正常情况下，应设置在便于司机嘹望的直线上，在最不利条件下，信号机显示距离应不小于200m。(8)乘降所前后的通过信号机设置地点，应会同铁路局有关单位共同研究确定，但不得影响通过能力。 (9)在无缝线路上设计自动闭塞时，对长钢轨接缝，即缓冲区，应详细调查了解，并应由铁路工务部门提供长轨的设计图纸，在不影响行车安全和效率的条件下，信号机尽可能设在长钢轨缓冲区的中心位置。 (10)信号机位置确定后，应进行编号，一般以信号机坐标公里数和百米数组成，下行编奇数，上行编偶数。例如在100km+300m处设置并置通过信号机，下行方向的编号为1003，上行方向的1002。,5.区间通过信号机的布置方法（1）初步确定通过信号机的位置（2）区间通过信号机的检查和调整检查闭塞分区长度是否满足制动距离安装容许标志的地点的确定（3）中间站的列车进站间隔时分的检查（4）现场勘查,以三显示为例距离说明,