教学课件：第一章-城市轨道交通信号设备概述.ppt

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1、第一章 城市轨道交通信号设备概述,孙 健,主要内容,第一节 城市轨道交通信号设备的特点第二节 城市轨道交通信号系统组成第三节 城市轨道交通信号系统的地域分布第四节 城市轨道交通信号的功能及其实现第五节 我国城市轨道交通信号技术的发展第六节 城市轨道交通信号系统的发展趋势,第一节 城市轨道交通信号设备的特点,一、城市轨道交通的特点与道路交通相比（优点）：1、容量大2、运行准时、速达3、安全，利于环境保护4、节省土地资源（缺点）：成本高，建设周期长，技术含量高建设难度大，一旦遇有自然灾害尤其是火灾，乘客疏散困难。,第一节 城市轨道交通信号设备的特点,与铁路相比的特点：1.运营范围不同2.运行速度3

2、.服务对象4.线路与轨道5.车站6.车辆段7.车辆8.供电9.通信信号10.运营管理,第一节 城市轨道交通信号设备的特点,【内容】轨道交通系统的车站直接服务于旅客。在规划与设计轨道交通车站时，要注意到其不同于城市间车站，主要体现在以下几个方面：（1）需要处理的行李很少或没有。（2）旅客密度高，流量大，进出口的设计需要更快速有效，因此，车辆设计也包含了较多、较宽的自动门，站台设计一般与车厢地板同高。（3）列车间隔较短，一般非高峰期间隔为510分，高峰期最小间隔可达90秒，从而不需要太多的等待候车空间和设施。,第一节 城市轨道交通信号设备的特点,（4）需要设计或预留自动检售票设施。（5）当设计成高

3、架或地下型式时，要注意纵向流通径路，与街道要保持良好连接。（6）城市车站位于高犯罪区时，要有特殊的保安措施。（7）在郊区车站，需要为巴士、私家车提供乘降设施以及相应的停车存放场所。,第一节 城市轨道交通信号设备的特点,二、城市轨道交通对信号系统的要求1.安全性要求高2.通过能力大3.保证信号显示4.抗干扰能力强5.可靠性高6.自动化程度高7.限界条件苛刻,第一节 城市轨道交通信号设备的特点,三、城市轨道交通信号系统的特点1.具有完善的列车速度监控功能2.数据传输速率较低3.联锁关系较简单单技术要求高4.车辆段独立采用连锁设备5.自动化水平高,德国纽伦堡地铁：透过列车前部的挡风玻璃窗，乘客们能看

4、到幽深蜿蜒的地铁隧道，仿佛进入时光隧道,纽伦堡无人驾驶列车控制中心 工作人员可以通过计算机屏幕和巨大的壁式监控器监视自动运行状况，也可以看到整个车厢以及站台的情况。,第二节 城市轨道交通信号系统组成,信号基础设备转辙机电动。电液。电空信号机地面信号机（矮型），高柱型信号机轨道电路直流，交流相敏（工频，25Hz），音频无绝缘轨道电路等,第二节 城市轨道交通信号系统组成,ATC（列车自动控制系统）ATP子系统ATS子系统ATO子系统,第三节 城市轨道交通信号系统的地域分布,一、控制中心设备1.中心计算机系统2.综合显示屏3.调度员及调度长工作站4.运行图工作站5.培训/模拟工作站6.绘图仪和打印机

5、7.维修工作站8.UPS及蓄电池组,第三节 城市轨道交通信号系统的地域分布,二、车站及轨旁设备1.集中联锁站及轨旁设备2.非集中联锁站及轨旁设备,第三节 城市轨道交通信号系统的地域分布,三、车辆段设备1.ATS分机2.车辆段终端3.联锁设备4.维修终端5.信号机6.转辙机7.轨道电路8.电源设备,第三节 城市轨道交通信号系统的地域分布,四、试车线设备五、车载ATC设备,第四节 城市轨道交通信号系统的功能及实践,一、联锁及其实现联锁是车站范围内进路、信号、道岔之间互相制约的关系。联锁的基本内容是：（1）进路上个道岔位置必须正确且被锁闭，进路空闲，敌对进路未建立且被锁闭在未建立状态，防护该进路的信

6、号机才能开放。（2）信号机开放后，它们防护的进路上的各道岔不能转换，与该进路敌对的所有进路不能建立。,第四节 城市轨道交通信号系统的功能及实践,联锁设备主要采用继电器逻辑电路或者计算机逻辑判断的方法完成正线上的集中控制站包括本站及其所控制的非集中站的道岔和信号机由设于该站的联锁设备控制，除了实现联锁关系外，还将其联锁的有关信息传送至ATP/ATO系统，并接受ATS系统的命令。,第四节 城市轨道交通信号系统的功能及实践,二、闭塞及其实现通过相邻车站，线路所、闭塞分区的设备或人为控制，使列车与列车相互间保持一定时空间隔，以保证列车运行安全的行车方法称为行车闭塞法。,第四节 城市轨道交通信号系统的功

7、能及实践,1.固定闭塞系统通轨道电路检测每段闭塞区间的占用情况，所以系统只知道列车在哪个闭塞分区，但是并不知道在分区中的具体位置，所以固定模式的闭塞分区速度必定是分级的，即台阶式的。,第四节 城市轨道交通信号系统的功能及实践,2.准移动闭塞“预先设定列车的安全追踪间隔距离，根据前方目标状态设定列车的可行车距离和运行速度、介于固定闭塞和移动闭塞之间的一种闭塞方式。”对于前行列车，仍采用固定闭塞的定位方式，而对后续列车采用移动定位方式，可以告诉后续列车可继续前行的距离，当前一区段中列车出清时，后续列车的速度限制将有一个台阶式的升高，当后续列车向前逐渐逼近其所在区段的界限时，其限制速度是逐渐下降的。

8、地对车单向安全数据通信为其技术基本特征。,第四节 城市轨道交通信号系统的功能及实践,3.移动闭塞“列车安全追踪间隔距离不预先设定，而随列车的移动不断移动并变化的闭塞方式”。前后两列车都采用移动式的定位方式。增加了车对地数据通信设备。,第四节 城市轨道交通信号系统的功能及实践,三、列车控制及其实现列车控制包括：列车进路控制和列车速度控制，进路控制由联锁设备实现，列车速度控制由ATC系统实现。ATC系统非为ATP和ATO两个技术层次。,第四节 城市轨道交通信号系统的功能及实践,四、行车调度指挥及其实现,第五节 我国城市轨道交通信号技术的发展,铁路信号又称铁道信号，是铁路上用的信号、联锁、闭塞等设备

9、的总称。铁道信号的主要功能是保障行车安全和提高运输能力。随着铁路信号技术的发展和先进设备的广泛应用，铁路信号已成为提高铁路区间和车站通过能力、增加铁路运输经济效益、改善铁路职工劳动条件的一种现代化管理手段和发展前沿的科学技术。,第五节 我国城市轨道交通信号技术的发展,铁路信号设备是铁路运输基本设备之一。它犹如人的耳目和中枢神经，担负着路网上各种行车设备状况的信息传输和调度指令控制的作用。在信息社会的今天，信号已成为铁路信息技术的三大支柱（即通信、信号、计算技术）之一。铁道部已把信号技术列入牵头发展的领域，使其得到较快的发展，已经取得了较明显的安全效益与经济效益。,第五节 我国城市轨道交通信号技

10、术的发展,铁路信号设备的特点是投资少、见效快、效益高。铁路信号已渗透到铁路运输的各个部门，它全程全网、随时随地地积极为铁路运输服务。如果能够很好地运用铁路信号设备，则不仅能保证安全运输生产，而且能最大限度地发挥各种行车设备（包括线路及机车车辆等）的能力。,第五节 我国城市轨道交通信号技术的发展,铁路信号又具有技术密集度高、发展迅速、设备更新换代快等特点。近年来，铁路信号成功地应用了微电子、自动控制和计算机等先进技术，极大地促进了铁路信号的发展。因此，铁路信号的发展水平，当今已成为铁路现代化的重要标志之一。下面，概括地叙述一下中国铁路信号发展的过程。,第五节 我国城市轨道交通信号技术的发展,一、

11、新中国成立前（18811949）的发展概况 这一时期的铁路信号被打上了殖民地的烙印，以致信号设备制式杂乱，信号显示不统一，各路采用与自己有关的国家的信号器材，成为各国铁路信号器材的大博览地。当时的状况是制式杂乱，装备水平低，比较先进设备的装备水平更低，即使是根据当时的运量来说，也是不能满足安全要求的。,第五节 我国城市轨道交通信号技术的发展,二、新中国成立后（19491990）的发展概况 车站联锁在大站和主要干线上的中间站，已实现了继电集中化。微机继电式电气集中联锁已在现场逐步推广，已经开发出几种不同型号的全电子式的微机联锁，也在现场逐步推广运用中。,第五节 我国城市轨道交通信号技术的发展,电

12、子调度集中设备，已在现场投入使用，电子调度监督设备已逐渐扩大使用面。铁道部的部中心调度监督微机实时专用网络系统已经逐步形成。驼峰调车半自动化和自动化控制系统，已逐渐形成了标准化和系列化，路网性大驼峰综合自动化系统，从1989年12月起已正式投入使用。,第五节 我国城市轨道交通信号技术的发展,综上所述，新中国成立至今，中国铁路信号的面貌已发生了根本变化，不论从装备水平上看或从技术水平上看，都已接近工业发达国家的水平，但要想赶上或超过仍需继续作出努力！,第五节 我国城市轨道交通信号技术的发展,三、今后的发展趋势 传统的铁路信号一般包括：各种用途的信号机和信号表示器（简称为“信号”）、车站联锁设备（

13、简称为“联锁”）、区间闭塞设备（简称为“闭塞”）。当代的铁路信号除继续发展上述设备外，还将大量发展：道口信号设备、驼峰调车控制系统、列车运行控制系统和列车调度控制系统等等。,第五节 我国城市轨道交通信号技术的发展,车站联锁设备，又称“列车进路控制系统”，它可以选择列车在车站内的运行进路，保证进路上的道岔位置正确、无敌对的进路，以保障列车在车站内运行安全。如果能使进路建立得更及时、更准确、更快，就能不断地提高车站的通过能力和加快、加大站内的调车作业能力。,第五节 我国城市轨道交通信号技术的发展,区间闭塞设备，又称“列车间隔控制系统”。使用该设备能将列车按一定的空间间隔运行，保障在同一线路上运行的

14、列车，不会产生迎面相撞或追尾相撞的重大行车事故。在保障安全的基础上，若能将列车运行的空间间隔不断地加以缩短，则能大大地提高区间线路的通过能力。,第五节 我国城市轨道交通信号技术的发展,道口信号设备，是指在公路与铁路平面交叉处设置的报警信号机、道口自动栏木、设备故障检测及道口上障碍物自动检测等设备。不断地充实与完善这些设备，就能更好地保障公路及铁路双方的运输安全。,第五节 我国城市轨道交通信号技术的发展,驼峰调车控制系统，主要指驼峰调车场的机械化、半自动化和自动化设备。近几年已发展成为从列车到达、预确报自动接收开始，包括到达列车车辆信息采集、处理、解体钩计划的编制，解体作业过程的控制（机车推峰、

15、开通进路、速度调整），直至编成新的列车，发出出发列车的预确报等作业过程在内，均在计算机的管理、控制与监督之下完成的综合自动化系统。,第五节 我国城市轨道交通信号技术的发展,列车运行控制系统，主要指机车信号和自动停车，进一步发展成为列车速度监督与控制（又称列车超速防护）及自动驾驶等。很明显，发展这些设备就能使列车在安全运行的基础上，不断地加快速度和加大密度，提高通过能力。,第五节 我国城市轨道交通信号技术的发展,列车调度控制系统，主要指列车调度监督系统和列车调度集中控制系统。前者调度员可集中监视列车在调度区段内的运行情况（包括各闭塞分区的空闲与占用情况和车站的列车进路的建立情况等）；而后者除了具有集中监视功能外，还具有对列车进路的控制功能。,第五节 我国城市轨道交通信号技术的发展,近年来，调度集中的功能又有所发展，不但利用它的信息传输通道，可传输调度指令信息、列车运行状态和道岔与信号机状态信息外，还可传输与行车有关的其他信息（如桥梁、隧道、塌方、线路封闭等）和与旅客和货主有关的各种服务信息等。,第五节 我国城市轨道交通信号技术的发展,在此基础上，可协助调度人员，编制列车临时运行计划、机车和车辆和运用计划以及乘务人员的勤务计划等。从这里可以看出，列车调度集中控制系统，必将成为铁路现代化的核心技术装备。,