铁道信号基础PPT讲座.ppt

铁 道 信 号 基 础CRSCD信号所：程光红二一年三月,目 录,1、信号概述2、信号系统3、信号设备4、信号机5、信号显示6、缩略语,1、信号概述,1.1 铁路信号的历史与未来1.2 当代铁路信号,1、信号概述,1.1 铁路信号的历史与未来1.1.1 历史由来a、1825年9月27日，斯蒂芬逊，斯托克顿、达林顿。怎么开火车？b、列车运行的起止点要设站 什么是区间、车站？c、区间有啥设备？d、车站有啥设备？,1、信号概述,1.1 铁路信号的历史与未来1.1.2 得有 联锁（Interlocking）a、列车要启动、停车 什么是信号？b、信号指挥行车 什么是联锁？c、开夜车要看灯 信号种类增多；d、联锁的主要控制对象其一 信号机；e、列车要调头、转线 什么是道岔？f、道岔是个危险点，要防护 联锁范围扩大；,1、信号概述,1.1 铁路信号的历史与未来1.1.2 得有 联锁g、联锁的主要控制对象其二 道岔转辙设备；h、列车在哪？是否有车 什么是轨道检查设备？i、联锁的主要控制对象其三 轨道电路；j、信号、道岔、轨道电路互相联系 联锁关系范围再次扩大；k、行车更加复杂，危险因素增多 联锁关系范围逐步完善。,车站有了联锁,1、信号概述,1.1 铁路信号的历史与未来1.1.3 得有 闭塞（Block）a、都刹不住车了，还要追踪运行 什么是闭塞？b、时间间隔法空间间隔法 闭塞的基本方法？c、闭塞制式的发展初期：站间闭塞；d、近期：以地面信号为主的自动闭塞；e、当前：带有列控系统 的自动闭塞；f、未来：？的自动闭塞。,区间有了闭塞,1、信号概述,1.1 铁路信号的历史与未来1.1.4 还得有 机车信号及电码化（Cab Signal&Coding of continuous TC）a、地面信号显示复制到驾驶室 什么是机车信号？b、如何实现它 什么是电码化？,列车有了机车信号,1、信号概述,1.1 铁路信号的历史与未来1.1.5 还需要 列车调度指挥系统和调度集中（TDCS，Train operation Dispatching Command System）（CTC，Centralized Traffic Control）a、领导要全面了解运输总体情况 什么是TDCS？b、他们还想在指挥所直接控制 什么是CTC？,指挥有了CTC,1、信号概述,1.1 铁路信号的历史与未来1.1.6 最好还有 信号集中监测（CSM，Centralized Signalling Monitoring）a、想了解信号系统工作细节 什么是信号集中监测？b、为什么要它 信号集中监测的主要功能？,秋后算账有了集中监测,1、信号概述,1.1 铁路信号的历史与未来1.1.7 于是逐渐形成了 列控系统 a、上文所述各子系统都控车 什么是列控系统？b、列控系统的几个子系统 我们常说的列控系统？c、都有哪些列控系统 ETCS、日本ATC。,“列控系统”将前面的那么多都概括了！,1、信号概述,1.1 铁路信号的历史与未来1.1.8 现在我们有了 CTCS（Chinese Train Control System）a、我们的列控系统 CTCS；b、CTCS建设情况 CTCS快速发展。,我们上了新闻联播,1、信号概述,1.1 铁路信号的历史与未来1.1.9 未来展望（ZhanWang，prospect）a、走出去 CTCS走出国门；b、信号对铁路运输太重要了 信号地位提高。,革命尚未成功同志们一起努力,1、信号概述,1.1 铁路信号的历史与未来1.2 当代铁路信号,1、信号概述,1.2 当代铁路信号当代铁路的三大组成部分：固定设备：线路、路基，桥梁、隧道等；移动设备：机车、车辆；信息设备：通信、信号，信息化设备。铁路信号是铁路的重要技术设备。铁路信号的现代化是铁路现代化的重要组成部分。,目 录,1、信号概述2、信号系统3、信号设备4、信号机5、信号显示6、缩略语,一般意义上，是对指挥列车运行、控制列车运行速度和追踪方式、传递列车相关控制信息、监督列车运行及各种作业情况的总称。信号子系统：车站联锁、区间闭塞、列控、集中监测，以及CTCTDCS。客运专线信号系统还包括TCC、RBC、TSR等子系统。基本原则：故障安全。,2、信号系统,信号设备发生故障要导向安全是设计的基本原则，故障后不允许出现危及行车安全的结果。故障应能及时被发现或最迟应于下一次使用过程中被发现，否则应考虑按故障积累的原则设计电路。同时，设计电路还应考虑最低限度能防止一次故障与一次错误办理同时存在时危及行车安全。,2、信号系统,2、信号系统,2.1 联锁2.2 闭塞2.3 机车信号及电码化2.4 TDCSCTC2.5 信号集中监测2.6 列控系统及CTCS,典型车站基本站场结构图,2、信号系统,2.1 联锁2.1.1 联锁的基本概念什么是联锁？进路、道岔和信号之间的这种相互制约的关系，称为联锁关系，简称联锁。联锁的基本内容：防止列车相撞，防止非法的运行。联锁的基本逻辑：“只有才能”“如果则不得”,2、信号系统,2.1 联锁2.1.1 联锁的基本概念车站联锁系统的主要技术：信号控制技术 道岔控制技术 进路检测技术“故障安全”技术。,2、信号系统,2.1 联锁2.1.2 联锁的分类 非集中联锁 集中联锁（继电联锁、计算机联锁、平面调车区集中联锁）,2、信号系统,2.1 联锁2.1.3 继电式电气集中联锁6502电气集中的主要技术特征：逐段解锁 进路操纵 组合式电路 采用以固定连接为主的配线方式6502电气集中核心电路：网状电路（选择组；执行组）。,继电式电气集中联锁系统典型结构图,2、信号系统,2.1 联锁2.1.4 计算机联锁计算机技术、容错技术、可靠性理论。构成：主机，显示、操纵设备，输入输出接口。方式：双机热备、三取二、二乘二取二等。特点：体积小、功能强大，技术先进，易于联网。,2.1 联锁2.2 闭塞2.3 机车信号及电码化2.4 TDCSCTC2.5 信号集中监测2.6 列控系统及CTCS,2、信号系统,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.1 闭塞的基本概念在区间，如何控制列车间隔以确保安全？列车又重又快 制动距离长且不能避让 追尾？为此，列车由车站向区间发车时必须确认区间内没有列车，并且遵循一定的规律组织行车。这些技术措施和设备，称为“安全列车间隔控制系统”，即“闭塞”。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.1 闭塞的基本概念什么是闭塞？这种按照一定规律组织列车在区间内运行的方法，一般叫做行车闭塞法，简称闭塞。闭塞就是用信号或凭证，保证前行列车和追踪列车之间必须保持一定距离（空间间隔制）运行的技术方法。闭塞组织：时间间隔法（不再使用）；空间间隔法。闭塞负责区间行车安全；联锁负责车站行车安全。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.1 闭塞的基本概念既有线通常还需由车站值班员完成闭塞操作控制。司机必须依车站值班员给出的行车凭证占用区间。该凭证通常为出站或区间通过信号机的允许显示。上述凭证的取得：须确保区间空闲，杜绝撞车和追尾（安全）；应迅速发出后续凭证，缩短列车间隔（效率）。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.1 闭塞的基本概念列车进入区间后该凭证自动取消（信号关闭）。只有证实列车确实完全出清区间，并经再次办理闭塞时，才能再次给出行车凭证。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.2 技规的相关规定区间及闭塞分区的界限：站间区间：进站信号机柱（或站界标）中心线。所间区间：线路所间或线路所与车站间，为通过信号机柱的中心线。设有进站信号机的线路所的分界方法与站间区间相同。闭塞分区：自动闭塞区间同方向相邻通过信号机机柱中心线。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.2 技规的相关规定行车基本闭塞法一般有：自动闭塞、半自动闭塞、自动站间闭塞。电话闭塞法是基本闭塞设备故障时的代用闭塞法，作为备用方式。基本闭塞设备故障时，应根据列车调度员的命令采用电话闭塞法行车。遇列车调度电话不通时，闭塞法的变更或恢复由该区间两端站的车站值班员确认区间空闲后直接以电话记录办理。列车调度电话恢复正常时，两端站值班员应及时向列车调度员报告。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.2 技规的相关规定遇下列情况，应停用基本闭塞，改用电话闭塞行车：a、基本闭塞设备故障（包括自动闭塞区间内两架及以上通过信号机故障或灭灯）时。b、发出挂有由区间返回后部补机的列车时，或自动闭塞区间发出由区间返回的列车时。c、无双向闭塞设备的双线区间反方向发车或改按单线行车时。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.2 技规的相关规定d、半自动闭塞区间，发出需由区间返回的列车，由未设出站信号机的线路上发车，或超长列车头部越过出站信号机并压上出站方面轨道电路发车时。e、在夜间或遇降雾、暴风雨雪，为消除线路故障或执行特殊任务，开行轻型车辆时。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.2 技规的相关规定设有双向闭塞设备的自动闭塞区间，遇轨道电路故障等情况需使用总辅助按钮改变方向时，值班员应确认区间空闲后，根据列车调度员命令办理并登记。半自动闭塞区间，遇接车站轨道电路故障、闭塞设备恢复供电，列车退回发车站等情况时，值班员确认列车完整到达后，根据列车调度命令使用故障按钮办理人工复原并登记。线路所和区间内设有辅助所的行车闭塞法由路局规定。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.3 闭塞的分类 站间闭塞 以地面信号为主的自动闭塞 带有列控系统的自动闭塞,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.4 站间闭塞两车站之间只能运行一列车（列车间隔为站间）。按技术手段和闭塞方法又可分为：路签闭塞、路牌闭塞；电话闭塞、半自动闭塞、自动站间闭塞。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.4 站间闭塞路签闭塞和路牌闭塞是指采用路签或路牌作为列车占用区间的凭证，由接车站值班员检查区间是否空闲。这种方法在交接凭证和检查区间状态都要依靠人工完成，安全性差、劳动强度大，已经淘汰。技规把电话闭塞作为最终的备用闭塞方式。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.4 站间闭塞2.2.4.1 电话闭塞列车占用区间的行车凭证为路票。当挂有由区间返回的后部补机时，另发给补机司机路票副页。单线或双线反方向发车（正方向首列发车）时，根据行车日志查明区间已空闲，并取得接车站承认，在发车进路准备妥当后方可填发路票。双线正方向发车时，根据收到的前次列车到达的电话记录，在发车进路准备妥当后，即可填发路票。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.4 站间闭塞2.2.4.1 电话闭塞办理电话闭塞时，下列各项应发出电话记录号码，并记入行车日志：承认闭塞；列车到达，补机返回；取消闭塞；单线或双线反方向越出站界调车。路票由值班员（助理值班员）填写。根据行车日志的记录检查确认无误并加盖站名印后，方可交司机。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.4 站间闭塞2.2.4.1 电话闭塞双线反方向行车使用路票时，应在路票上加盖“反方向行车”章；两线、多线区间使用路票时，应在路票上加盖“线行车”章。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.4 站间闭塞2.2.4.2 半自动闭塞人工办理闭塞手续，列车凭信号显示发车后，车站信号机自动关闭。发车站办理闭塞手续、开放出站信号；列车出发后信号机自动关闭；接车站人工确认列车完整到达、办理闭塞解除。既需要人工操纵、又依靠列车自动动作（关闭出发凭证），故名半自动闭塞。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.4 站间闭塞2.2.4.2 半自动闭塞列车凭信号机的允许显示进入区间。信号机开放前，双线区段须得到前次列车到达前方站的到达信号；单线区段须得到接车站的同意闭塞信号。发车站办理闭塞手续后列车不能出发时，应将事由通知接车站，取消闭塞。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.4 站间闭塞2.2.4.2 半自动闭塞半自动闭塞区段，遇超长列车头部越过出站信号机而未压上出站方面的轨道电路发车时，行车凭证为出站信号机显示的进行信号，并发给司机调度命令。发车进路信号机故障时的行车办法由路局规定。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.4 站间闭塞2.2.4.2 半自动闭塞基本技术要求：a、车站要向区间发车，须检查区间空闲，取得接车站同意并取消其向该区间的发车权后，发车站才能开放出站信号机。b、当列车出站后，发车站的出站信号机必须自动关闭，在再次办理闭塞手续之前不得再次开放。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.4 站间闭塞2.2.4.2 半自动闭塞基本技术要求：c、列车到达后人工检查完整到达，接车站关闭进站信号机后，方可解除闭塞（到达复原），使两站闭塞设备回复定位状态。d、符合“故障安全”原则。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.4 站间闭塞2.2.4.3 自动站间闭塞与集中联锁设备结合使用，在半自动闭塞的基础上增加轨道检查装置自动检查区间空闲，随着办理发车进路自动构成站间闭塞，列车凭出站信号显示进入发车进路后信号机自动关闭，待列车出清区间后自动解除闭塞而不再需要由人工确认列车完整到达。可以用区间轨道检查装置构成闭塞解除的信息，故有条件实现闭塞的自动复原。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.4 站间闭塞2.2.4.3 自动站间闭塞根据区间空闲检查手段的不同，可分为：计轴自动站间闭塞和轨道电路自动站间闭塞。发车站在办理发车进路前，须确认区间空闲、接车站未办理同一区间的发车进路，并向接车站预告。发车站已向接车站预告，但列车不能发出时，在取消发车进路后，须通知接车站。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.4 站间闭塞2.2.4.3 自动站间闭塞基本技术要求：a、列车进入区间的凭证是出站信号机开放。b、发车站办理发车进路时自动构成闭塞状态。c、信号开放应连续检查闭塞状态正确及区间空闲。d、两站不能同时向同一区间开放出站信号。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.4 站间闭塞2.2.4.3 自动站间闭塞基本技术要求：e、列车进入发车进路后，出站信号机自动关闭。闭塞解除前，两站向该区间的出站信号机均不能再开放。f、列车到达接车站或返回发车站，经检查区间空闲后，自动解除闭塞。g、区间闭塞后、发车进路解锁前不能解除闭塞；取消发车进路、发车进路解锁后，闭塞随之自动解除。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.4 站间闭塞2.2.4.3 自动站间闭塞基本技术要求：h、自动站间闭塞应有以下状态表示：接车和发车状态，区间空闲和占用，区间轨道检查装置正常和故障。i、计轴自动站间闭塞除应满足上述规定外，还应有计轴复零表示和计轴恢复使用音响。有条件的可增加计轴停用表示和轴数显示装置。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.5 以地面信号为主的自动闭塞自动闭塞：根据列车运行及闭塞分区状态，自动改变通过信号机的显示，司机凭信号显示行车的闭塞方法。这种方法，因为不需要人工操纵，故称自动闭塞。传统的自动闭塞（以地面信号为主）属于固定闭塞范畴，一般设通过信号机，列车装备机车信号，保证列车按空间间隔控制运行的技术方法用信号或凭证来实现。适用于不大于160 km/h的区段。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.5 以地面信号为主的自动闭塞其基本特征为：站间划分为若干个闭塞分区，并设有轨道检查设备，可以凭通过信号机的显示行车，也可凭机车信号或列控车载设备行车；站间能实现同方向（正方向）列车追踪运行；办理发车时自动办理闭塞，自动变换信号显示。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.5 以地面信号为主的自动闭塞自动闭塞的分类：单线双向、双线单向、双线双向；三显示、四显示、多显示；分散式、集中式；极性、频率、数目及其相互组合的自动闭塞。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.5 以地面信号为主的自动闭塞使用自动闭塞法行车时，列车进入闭塞分区的行车凭证为出站或通过信号机的U灯、LU灯或L灯。特快旅客列车由车站通过时，为出站信号机的LU灯或L灯光。自动闭塞区段的车站，办理发车前应向接车站预告；单线自动闭塞区段的车站，还须得到列车调度员的同意。已向接车站预告，但列车不能出发时，发车站须通知接车站取消预告。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.5 以地面信号为主的自动闭塞自动闭塞区间通过信号机显示停车信号（包括显示不明或灯光熄灭）时，列车必须在该信号机前停车，司机应使用列车无线调度通信设备通知运转车长（或车辆乘务员），通知不到时鸣笛一长声。停车等候2 min，该信号机仍未显示进行的信号时，即以遇到阻碍能随时停车的速度继续运行，最高不超过20 km/h，运行到次一通过信号机，按其显示的要求运行。在停车等候同时，与车站值班员、列车调度员、前行列车司机联系，如确认前方闭塞分区内有列车时，不得进入。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.5 以地面信号为主的自动闭塞装有容许信号的通过信号机显示停车信号时，准许路局规定停车后起动困难的货车不停车按上述速度通过。灭灯时，司机在确认信号机装有容许信号时，仍可按上述速度通过该信号机。装有连续式机车信号的列车，遇通过信号机灭灯而机车信号显示进行的信号时，应按机车信号的显示运行。司机发现通过信号机故障时，应将故障信号机的号码通知前方站。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.5 以地面信号为主的自动闭塞我国曾经发展过多种制式的自动闭塞系统，根据信息特征、信息量和传递信息的方法不同分为：交流计数电码，极性频率脉冲，频率式电码和微码，移频自动闭塞等。目前主要应用的是移频自动闭塞。根据信息量不同可分为四信息、八信息、十八信息等多种。目前推广的ZPW-2000型移频自动闭塞系统具有18个低频码，可向机车最多传送18种不同的信息，故此得名。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.5 以地面信号为主的自动闭塞通常应用于160 km/h及以下的既有线。一般设有地面通过信号机，机车装备机车信号机、自动停车装置，保证列车按照空间间隔制运行。主要可分为：三显示自动闭塞 四显示自动闭塞 多显示自动闭塞,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.5 以地面信号为主的自动闭塞2.2.5.1 三显示自动闭塞一般应用于120 km/h以下。通过信号机有三种显示，能预告前方两个闭塞分区的状态；分两个速度等级，一个闭塞分区的长度可满足从规定速度到停车的制动距离。黄灯是警惕信号，表示列车运行前方有一个闭塞分区空闲。列车可以越过黄灯后再开始制动。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.5 以地面信号为主的自动闭塞2.2.5.2 四显示自动闭塞一般应用于160 km/h以下。通过信号机有四种显示，能预告前方三个闭塞分区的状态；分三个速度等级，两个闭塞分区的长度可满足从规定速度到停车的制动距离。绿黄灯是警惕信号，表示列车运行前方有两个闭塞分区空闲。列车可以越过绿黄灯后再开始制动。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.5 以地面信号为主的自动闭塞2.2.5.2 四显示自动闭塞黄灯是限速信号，列车必须减速到规定的限速值，否则难以保证在下一架显示红灯的信号机之前可靠停车。信号显示有了较为明确的速度意义：L、LU、U、H 明确表达了始端和终端速度。站内正线接车信号机也能表达速度意义，UU和USU也分别具有限速含义。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.5 以地面信号为主的自动闭塞2.2.5.2 四显示自动闭塞 当前一架信号机有预告时，车站正线出站信号机亦可表达速度意义。如配套了较为先进的车载设备，亦可直接显示允许速度值。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.5 以地面信号为主的自动闭塞2.2.5.3 多显示自动闭塞一般应用于160 km/h及以上。也称多信息自动闭塞，是对四显示及以上自动闭塞的统称。多于四显示时，地面通过信号机不具备多显示条件，而以机车信号显示为主，此时但客货混运的低速列车仍以地面信号为主。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.5 以地面信号为主的自动闭塞2.2.5.3 多显示自动闭塞铁路信号名词术语中把通过信号机的显示数目作为自动闭塞制式的特征，在以地面信号为主且机车信号显示与地面显示相符时，这种表述是简单和容易理解的。但地面通过信号机具有的显示数目只是其表征之一，而非惟一特征和标识。实际上，往往由于通过信号机显示数目不足或增加显示数目有困难，而以机车信号显示（甚至是速度显示）来代替或补充。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.5 以地面信号为主的自动闭塞2.2.5.3 多显示自动闭塞这样通过信号机的显示数目就不能作为识别自动闭塞制式的主要标识了。如：90年代完成提速改造的广深高速线。引进法国的UM71设备；列车运行仍需以地面信号为行车凭证；通过信号机受制于建筑限界而沿用三灯位机构型式。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.5 以地面信号为主的自动闭塞2.2.5.3 多显示自动闭塞但地面移频设备传递给机车的信息实际上有多个码型，可以区分出多于三个的速度等级，故实际上具备了多显示自动闭塞的特征。在以地面信号为主的自动闭塞制式中，多显示自动闭塞的原理与前两者类似。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.6 带有列控系统的自动闭塞列控系统控制列车运行速度，实现列车按照空间间隔制运行。列车间的间隔首先应满足制动距离，还要考虑适当的安全余量和司机确认信号时间。根据采取的不同控制模式会产生不同的闭塞制式。列车之间的追踪运行间隔越小，运输能力就越大。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.6 带有列控系统的自动闭塞从闭塞制式角度来看，该类自动闭塞可分为三类：固定闭塞 准移动闭塞（含虚拟闭塞）移动闭塞,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.6 带有列控系统的自动闭塞2.2.6.1 固定闭塞列控系统采取分级速度控制模式时采用该方式。列车间的空间间隔是若干个闭塞分区，闭塞分区数量依据速度等级的划分而确定。一般情况下，闭塞分区用轨道电路或计轴设备划分。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.6 带有列控系统的自动闭塞2.2.6.1 固定闭塞其追踪目标点为前行列车所占用闭塞分区的始端，后行列车从最高速度开始制动的计算点为要求开始减速的闭塞分区的始端 这两个点都是固定的，空间间隔的长度也是固定的，故称为固定闭塞。固定闭塞采用的列控技术通常是分级速度控制方式，如下图所示：,分级速度控制方式（固定闭塞）,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.6 带有列控系统的自动闭塞2.2.6.1 固定闭塞这种分级速度控制方式将速度分为多个等级，每两个速度等级之间存在一个速差，其对应的信号显示就表达了这个速差的意义，所以可称为速差式信号显示。当采用滞后性阶梯式控制模式时，需要增加一个闭塞分区作为保护区段，所以同方向追踪运行的列车之间的空间间隔就大一点；而采用其他分级速度控制模式时就不必增加该保护区段。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.6 带有列控系统的自动闭塞2.2.6.2 准移动闭塞列控系统采用“目标距离”控制模式（又称连续式一次速度控制，Distance to Go）。“目标距离”控制模式根据目标距离、目标速度及列车自身的性能确定列车制动曲线，不设定每个闭塞分区的速度等级，采用一次制动方式。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.6 带有列控系统的自动闭塞2.2.6.2 准移动闭塞其追踪目标点是前行列车所占用闭塞分区的始端（及一定的安全距离），后行列车从最高速度开始制动的计算点根据目标距离、目标速度及列车自身性能计算确定。目标点相对固定，在同一闭塞分区内不依前行列车的走行而变化；制动起点随线路参数和列车性能而变化，空间间隔的长度是不固定的，故称准移动闭塞。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.6 带有列控系统的自动闭塞2.2.6.2 准移动闭塞显然，其追踪运行间隔要比固定闭塞要小。因目标点相对固定，所以当前行列车在同一闭塞分区内走行时，连续式一次速度控制曲线相对稳定；当前车出清闭塞分区时，目标点（列车占用闭塞分区的起点）突然前移，目标距离突然改变，该控制曲线会发生跳变。其制动模式曲线如下图所示：,准移动闭塞速度控制方式,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.6 带有列控系统的自动闭塞2.2.6.2 准移动闭塞由上图可知，准移动闭塞的列控系统采取目标距离控制模式，速度是不分级的，列控车载设备给出的是连续式一次速度控制曲线式的信号显示，所以其对应的信号显示制式可以称为速度式信号显示。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.6 带有列控系统的自动闭塞2.2.6.2 准移动闭塞（虚拟闭塞）虚拟闭塞不设轨道占用检查装置和轨旁信号机，采用无线定位（如GPS）方式实现列车定位和轨道占用检查。其闭塞分区以计算机技术虚拟设定，仅在系统逻辑上存在“闭塞分区”和“信号机”的概念。除此之外，从操作到运输管理，都等效于准移动闭塞方式。它可将闭塞分区划分得很短，使其运输效率接近移动闭塞。制动模式曲线如下图所示：,虚拟闭塞速度控制方式,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.6 带有列控系统的自动闭塞2.2.6.2 准移动闭塞采用准移动闭塞的主要有：ETCS-1级、ETCS-2级 CTCS-1级、CTCS-2级、CTCS-3级 日本I-ATC等。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.6 带有列控系统的自动闭塞2.2.6.3 移动闭塞列控系统也采取“目标距离”控制模式。根据目标距离、目标速度及列车本身的性能确定列车制动曲线，采用一次制动方式。追踪目标点是前行列车尾部（及一定安全距离），后行列车从最高速度开始制动的计算点是根据目标距离、目标速度以及列车本身的性能计算确定的。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.6 带有列控系统的自动闭塞2.2.6.3 移动闭塞其目标点与前车走行速度有关，随时变化，而制动起点是随线路参数和列车本身性能不同而变化的。空间间隔的长度是不固定的，故称为移动闭塞。其追踪运行间隔要比准移动闭塞更小。移动闭塞一般采用无线通信（如GSM-R）和无线定位（如GPS）技术来实现。移动闭塞的制动模式曲线如下图所示：,移动闭塞速度控制方式,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.6 带有列控系统的自动闭塞2.2.6.3 移动闭塞又称列车运行间隔自动调整，是发展方向。不需将区间划分为固定的闭塞分区，而是由列车自身自动调整运行间隔，使之经常保持一定的距离。可大大提高区间行车密度，提高区段通过能力。随着高速铁路的发展，列车运行自动控制设备的水平也在不断提高，由列车超速防护提高到列车自动限速和列车自动运行等新技术。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.6 带有列控系统的自动闭塞2.2.6.3 移动闭塞机车信号和列车超速防护系统的行车命令目前还是来自地面轨道传递的信息。随着数字化、无线传输技术、漏泄电缆及卫星定位技术的发展，依靠这些技术实现列车和地面控制中心、列车和列车之间的信息传输就不再需要将区间划分为固定的分区来调整列车之间的追踪间隔，而是两列车通过数据传输自动地计算出实时的列车追踪安全间隔。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.6 带有列控系统的自动闭塞2.2.6.3 移动闭塞（CBTC）目前信号技术研究方向是基于通信的列车控制系统（CBTC，Communication Based Train Control system）。CBTC使列车运行间隔更短，并保证安全间隔。CBTC可不用轨道检查装置，而是通过轨旁设备和列车实现双向通信，从而实现对列车速度的闭环控制监督。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.6 带有列控系统的自动闭塞2.2.6.3 移动闭塞（CBTC）CBTC系统将轨道划分为若干逻辑闭塞分区，并在计算机的安全数据库里对之进行定义。主要好处：系统设计能够划分尽可能多的闭塞分区，而无需太大的成本。闭塞分区的改变主要是数据库的改动，这一改动不涉及物理局限或设备成本。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.6 带有列控系统的自动闭塞2.2.6.3 移动闭塞（CBTC）CBTC系统不再依靠轨道电路对列车的定位，突破了固定闭塞的局限性，为实现移动闭塞提供可能。在CBTC系统中充分利用先进的通信传输手段，实时地或定时地进行列车与地面之间的双向通信联络，使得后续列车可以及时了解前方列车运行实际间隔距离，通过计算后续列车即可给出最佳制动曲线。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.6 带有列控系统的自动闭塞2.2.6.3 移动闭塞（CBTC）既提高了区间通行能力、减少了频繁制动，又改善了乘车舒适度。由于车地间可通信信息量的加大，地面可以实时地向车载信号设备传递车辆运行前方线路限速情况，指挥列车按限速命令运行，提高了行车安全性。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.6 带有列控系统的自动闭塞2.2.6.3 移动闭塞（CBTC）CBTC系统是集各种最新技术在轨道交通中的综合应用，并促使轨道交通列控系统向系统化、网络化、信息化、智能化、通信信号一体化、标准化和开放化方向发展。系统化。现代轨道交通的列控系统不再是调度、联锁、闭塞、信号机等设备的简单组合，而是向集调度指挥、运行控制及自动驾驶为一体的功能完善、层次分明的综合自动化系统方向发展。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.6 带有列控系统的自动闭塞2.2.6.3 移动闭塞（CBTC）网络化。地面局域网、广域网及车地间的无线通信网将轨道交通的控制中心、车站、列车连成一个有机的整体，使指挥中心能够全面了解辖区内的各种情况，灵活配置系统资源，保证铁路系统的安全、高效运行。信息化。网络化使轨道交通的各类信息能够迅速上传下达，准确获得轨道交通运营的各类实时信息，在保证系统安全、高效的同时，大大提高维护及旅客服务水平。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.6 带有列控系统的自动闭塞2.2.6.3 移动闭塞（CBTC）智能化。使调度指挥系统根据实际情况，借助先进的计算机控制技术及时自动调度列车，最终实现无人或自动驾驶，使整个交通系统达到最优化，提高效率，降低劳动强度。通信信号一体化。通信技术在城市轨道交通信号系统中大量运用，使通信信号趋于一体，基于通信的列车控制系统成为今后轨道交通信号系统的发展方向。标准化和开放化。需进一步研究。,2、信号系统,2.2 闭塞2.2.6 带有列控系统的自动闭塞2.2.6.3 移动闭塞目前移动闭塞在大铁中尚无实际运用先例，但在城市轨道交通中有所应用。2.2.7 列控系统控制模式比较列控系统各种控制模式的比较如下表所示：,列控系统各种控制模式对照表,2、信号系统,2.1 联锁2.2 闭塞2.3 机车信号及电码化2.4 TDCSCTC2.5 信号集中监测2.6 列控系统及CTCS,2、信号系统,2.3 机车信号及电码化机车信号是地面信号的补充为防止在恶劣条件下司机辨认地面设备困难而可能导致的危险情况，采用机车信号设备。机车信号可将前方地面信号机的显示反映到驾驶室，从而使司机可以从容地驾驶列车，及时采取制动措施，提高列车运行的效率和安全程度。,2、信号系统,2.3 机车信号及电码化 为避免由于司机失去警惕而发生危及运行安全的情况，又采取了列车运行自动控制（ATS、ATC、ATP等）。机车信号控制系统目前可视为一种单方向的远程遥信设备，它只能从地面向机车发送信息，而不能反向传递。最主要的问题是如何实现从地面向机车传递信息的问题，这是决定稳定性和可靠性的关键。,2、信号系统,2.3 机车信号及电码化机车信号系统的主要设备包括：地面发送设备和通道 信息接收设备（天线等）信息鉴别及解码设备（机车信号主机）列车制动系统接口 电源,2、信号系统,2.3 机车信号及电码化从地面向机车传递信息的方式有：点式和连续式。点式机车信号系统：在线路上某些固定点设置设备向机车传递信息。设备简单、造价低、施工简便、节能等。连续式机车信号系统：在某段线路上不间断地向机车传递信息。后者又可分为连续式（在自动闭塞运行的区段内连续地传递信息）和接近连续式（只在非自动闭塞区段车站的接近区段内设置连续式机车信号设备）两种。,2、信号系统,2.3 机车信号及电码化2.3.1 技规对机车信号的规定第92条；第93条；第94条；第95条。,2、信号系统,2.3 机车信号及电码化2.3.2 机车信号显示三显示自动闭塞区段的连续式以及接近连续式四显示自动闭塞区段的连续式以及接近连续式,2.3 机车信号及电码化2.3.3 电码化什么是电码化？由轨道电路转发或叠加机车信号信息技术的总称。移频自动闭塞的电码化又称移频化。利用移频发送设备，叠加于站内轨道电路；迎面发码。,2、信号系统,2、信号系统,2.1 联锁2.2 闭塞2.3 机车信号及电码化2.4 TDCSCTC2.5 信号集中监测2.6 列控系统及CTCS,2、信号系统,2.4 TDCSCTC2.4.1 TDCS什么是TDCS？列车调度指挥系统（TDCS）原指铁路运输调度指挥管理信息系统（DMIS），是实现铁路各级运输调度对列车运行实行透明指挥、实时调整、集中控制的现代化信息系统。,2、信号系统,2.4 TDCSCTC2.4.2 CTC什么是CTC？调度集中系统（CTC）是调度中心（调度员）对某一区段内的信号设备进行集中控制、对列车运行直接指挥、管理的技术装备。当前我国推广发展的是分散自律调度集中系统。,2、信号系统,2.4 TDCSCTC2.4.2 CTC分散自律调度集中系统是综合了计算机技术、网络通信技术和现代控制技术，采用智能化分散自律原则，以列车运行调整计划控制为中心，兼顾列车与调车作业的高度自动化的调度指挥系统。,2、信号系统,2.1 联锁2.2 闭塞2.3 机车信号及电码化2.4 TDCSCTC2.5 信号集中监测2.6 列控系统及CTCS,2、信号系统,2.5 信号集中监测信号集中监测又称为微机监测。信号集中监测系统是重要行车安全设备。保证行车安全、加强结合部管理、监测设备状态、发现信号设备隐患、分析故障原因、辅助故障处理、指导维修、反映设备质量、提高维护水平。使信号系统迈向网络化、数字化和智能化。,2、信号系统,2.5 信号集中监测2.5.1 概述历史沿革功能特点2.5.2 基本技术条件监测范围技术条件,2、信号系统,2.5 信号集中监测2.5.3 系统体系及功能三级四层：铁道部、铁路局、电务段，铁道部监测中心、路局监测中心，电务段监测中心，车站监测网。主要功能：模拟量监测、开关量监测，故障报警，其他监测内容。其系统结构及车站子系统分别如下图所示：,信号集中监测系统结构图,信号集中监测车站子系统结构示意图,2、信号系统,2.1 联锁2.2 闭塞2.3 机车信号及电码化2.4 TDCSCTC2.5 信号集中监测2.6 列控系统及CTCS,2、信号系统,2.6 列控系统及CTCS广义的“列控系统”应该是指对列车运行进行控制的信号系统的总称。从这个意义上来讲，联锁、闭塞、电码化、CTCTDCS，甚至还有GSM-R系统、TCC、RBC、TSR等子系统，都可理解为列控系统。,2.6 列控系统及CTCS2.6.1 列控系统概述列车运行自动控制系统（ATC，Automatic Train Control）是对列车运行全过程或一部分作业实现自动控制的系统，其特征为：列车通过获取的地面信息和命令控制列车运行，并调整与前行列车之间必须保持的距离。列控系统是保证列车按照空间间隔制运行的技术方法，它是靠控制列车运行速度的方式来实现的。,2、信号系统,2.6 列控系统及CTCS2.6.1 列控系统概述在城市轨道交通领域中，ATC包括三个子系统：ATP（Automatic Train Protection）ATO（Automatic Train Operation）ATS（Automatic Train Supervision）目前我国城市轨道交通的信号系统大多是引进国外的技术和系统，所以列控系统及其子系统的应用和名称是与国际接轨的。,2、信号系统,2.6 列控系统及CTCS2.6.1 列控系统概述在我国大铁领域，目前列车自动驾驶系统ATO的应用尚未实现，所以不常提及。铁路列调车作业远比城市轨道交通复杂，调度监督系统使用的历史较长，TDCS和CTC得到大力发展，而未把其相关功能纳入ATC。ATP是ATC的核心组成部分，所以通常提及的“列车运行自动控制系统”ATC实际上是指ATP。,2、信号系统,2.6 列控系统及CTCS2.6.1 列控系统概述列控系统车地传输媒介主要有：轨道电路、轨道电缆、点式设备、无线传输等。有的列控系统仅使用一种传输媒介，有的列控系统则以一种为主，辅以其他方式。列控系统基于轨道电路传输是传统方式，法国UT系统、日本ATC系统均采用轨道电路传输，我国既有线和在建客运专线的列控系统亦采用该方式。,2、信号系