城市轨道交通信号设备.pptx

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1、问题引入问题引入城市轨道交通车辆在线路上如何有序安全地工作？如何有效率地运行？城市轨道交通信号系统起着指挥列车运行、保证行车安全、提高运输效率的作用。第1页/共98页第第6章章 信号设备信号设备 第一节第一节 概述概述 第二节第二节 信号基础设备信号基础设备 第三节第三节 联锁联锁 第四节第四节 闭塞闭塞 第五节第五节 ATCATC系统系统第一节第一节 概述概述第2页/共98页 城市轨道交通设备城市轨道交通设备一、信号设备的作用一、信号设备的作用城市轨道交通信号设备是城市轨道交通的主要技术装备，它担负着指挥列车运行指挥列车运行、保证行车保证行车安全安全、提高运输效率提高运输效率的重要任务。现代

2、化的城市轨道交通要求城市轨道交通信号设备的现代化。第3页/共98页 城市轨道交通设备城市轨道交通设备二、信号设备的要求二、信号设备的要求安全可靠性高安全可靠性高通过能力大通过能力大保证信号显示距离保证信号显示距离自动化程度高自动化程度高第4页/共98页 城市轨道交通设备城市轨道交通设备三、信号系统的特点三、信号系统的特点具有完善的列车速度监控功能正线和车辆段信号设备相对独立自动化水平高各线路的设备不要求兼容第5页/共98页 城市轨道交通设备城市轨道交通设备四、信号系统的构成四、信号系统的构成第6页/共98页第第6章章 信号设备信号设备 第一节第一节 概述概述 第二节第二节 信号基础设备信号基础

3、设备 第三节第三节 联锁联锁 第四节第四节 闭塞闭塞 第五节第五节 ATCATC系统系统第二节第二节 信号基础设备信号基础设备第7页/共98页城市轨道交通信号基础设备主要包括：继电器继电器继电器继电器 信号机信号机信号机信号机 转辙机转辙机转辙机转辙机 轨道电路轨道电路轨道电路轨道电路 计轴设备计轴设备计轴设备计轴设备 控制台控制台控制台控制台 城市轨道交通设备城市轨道交通设备第8页/共98页一、继电器一、继电器继电器是自动控制系统自动控制系统中常用的电器，它用于接通和断开电路，以发布控制命令和反映设备状态，构成自动控制电路。继电器是信号技术中的重要部件，在城市轨道交通信号技术中广泛采用。城市

4、轨道交通设备城市轨道交通设备第9页/共98页第10页/共98页第11页/共98页第12页/共98页一、继电器一、继电器目前，信号继电器在以继电技术构成的系统中起着核心作用。在电子和计算机构成的系统中，继电器仍作为接口部件。城市轨道交通设备城市轨道交通设备第13页/共98页二、信号机二、信号机1.1.信号种类视觉信号和听觉信号固定信号和移动信号地面信号和车载信号 城市轨道交通设备城市轨道交通设备第14页/共98页二、信号机二、信号机2.2.信号显示颜色基本色红色、绿色、黄色辅助色月白色、蓝色 城市轨道交通设备城市轨道交通设备第15页/共98页我国城市轨道交通的信号系统对显示的意我国城市轨道交通的

5、信号系统对显示的意义未作统一规定，因此信号显示存在一定义未作统一规定，因此信号显示存在一定差异差异红色：停车信号，禁止越过该信号机绿色：允许信号，信号处于正常开放状态黄色：注意或减速信号月白色：允许越过该信号机调车蓝色：禁止越过该信号机调车第16页/共98页二、信号机二、信号机3.3.色灯信号机色灯信号机以其灯光的颜色、数目和亮灯状态来表示信号。应用最广泛的是透镜式色灯信号机和透镜式色灯信号机和LEDLEDLEDLED色灯信号机色灯信号机。透镜式色灯信号机有高柱和矮型两种类型高柱和矮型两种类型。色灯信号机可分为二显示、三显示和单显示信号机二显示、三显示和单显示信号机。城市轨道交通设备城市轨道交

6、通设备第17页/共98页矮型透镜式色灯信号机矮型透镜式色灯信号机矮型透镜式色灯信号机矮型透镜式色灯信号机高柱透镜式色灯信号机高柱透镜式色灯信号机高柱透镜式色灯信号机高柱透镜式色灯信号机第18页/共98页第19页/共98页三显示三显示三显示三显示二显示二显示二显示二显示单显示单显示单显示单显示第20页/共98页二、信号机二、信号机4.4.地面信号机（1 1）地面信号机的设置原则除了车辆段和车站道岔外，一般不设地面信号设于列车运行方向右侧信号机柱的选择 城市轨道交通设备城市轨道交通设备第21页/共98页二、信号机二、信号机4.4.地面信号机（2 2）正线信号机及表示器防护信号机阻挡信号机通过信号机

7、进出站信号机发车表示器 城市轨道交通设备城市轨道交通设备第22页/共98页防护信号机设于道岔岔前或岔后的适当地点。红色：禁止越过该信号机绿色：道岔开通直向位置黄色：道岔开通侧向位置第23页/共98页阻挡信号设在线路尽头，采用单显示，为一个红灯。第24页/共98页发车表示器设置在车站站台上列车发车始端位置，向司机表示能否关门及发车时间。第25页/共98页二、信号机二、信号机4.4.地面信号机（2 2）车辆段的信号机进段、出段信号机阻挡信号机调车信号机 城市轨道交通设备城市轨道交通设备第26页/共98页二、信号机二、信号机4.4.地面信号机（3 3）信号显示制度信号显示基本要求（定位定位）信号显示

8、意义信号显示距离 城市轨道交通设备城市轨道交通设备第27页/共98页各种地面信号机及表示器的显示距离应符合下列规定：行车信号和道岔防护信号应不小于400m400m；调车信号和道岔状态表示器不小于200m200m；引导和道岔状态表示器以为各种表示器应不小于100m.100m.第28页/共98页三、转辙机三、转辙机 城市轨道交通设备城市轨道交通设备转辙机就是转换道岔转换道岔转换道岔转换道岔和锁闭道岔锁闭道岔锁闭道岔锁闭道岔的重要信号基础设备。第29页/共98页道岔转辙设备安装道岔转辙设备安装第30页/共98页三、转辙机三、转辙机 作用作用作用作用 1)1)1)1)转换道岔：转换道岔：转换道岔：转换

9、道岔：根据需要定位定位和反位反位。2)2)2)2)锁闭道岔：锁闭道岔：锁闭道岔：锁闭道岔：道岔转至所需位置而且贴紧后，实现锁闭。3)3)3)3)表示：表示：表示：表示：正确地反映道岔的实际位置，道岔的尖轨贴于基本轨后，正确地给出相应的表示。4)4)4)4)报警：报警：报警：报警：道岔被挤或因故处于“四开”位置时，及时给出报警或表示，在道岔被挤未修复前不应再使道岔转换。城市轨道交通设备城市轨道交通设备第31页/共98页第32页/共98页四四开开状状态态第33页/共98页对转辙机的对转辙机的对转辙机的对转辙机的基本要求基本要求基本要求基本要求1.1.作为转换装置，应具有足够的拉力，以带动尖轨作直线

10、往返运动；当尖轨受阻不能运动到底时，应随时通过操纵使尖轨回复原位。2.2.作为锁闭装置，当尖轨与基本轨不密贴时，不应进行锁闭，一旦锁闭，应保证道岔不因列车通过的震动而错误解锁。3.3.作为监督装置，应正确反映道岔的状态。4.4.道岔被挤（挤岔）后，在未修复之前不应再使道岔转换。城市轨道交通设备城市轨道交通设备三、转辙机三、转辙机第34页/共98页挤岔第35页/共98页转辙机的分类转辙机的分类按供电电源的种类:直流：ZD6系列直流220V。由于存在换向器和电刷，易损坏，故障率高交流：单相或三相电源，有S700K、ZYJ7系列交流380V。故障率低并控制隔离区第36页/共98页转辙机的设置转辙机的

11、设置正线上一般采用9号道岔，车辆段一般采用7号道岔，通常一组道岔由一台转辙机牵引。第37页/共98页活动岔心道岔活动岔心道岔 城市轨道交通设备城市轨道交通设备第38页/共98页四、轨道电路四、轨道电路轨道电路是以轨道线路的两根钢轨作为导体，两端加以电器绝缘或是电气分割，并接上送电和受电设备构成的电路。它用来监督线路的占用情况以及将列车运行与信号显示等联系起来，即通过轨道电路向列车传递行车信息。城市轨道交通设备城市轨道交通设备第39页/共98页轨道电路作用轨道电路作用作用一：是监督列车占用线路的情况作用一：是监督列车占用线路的情况利用轨道电路可反映该段线路是否空闲，为开放信利用轨道电路可反映该段

12、线路是否空闲，为开放信号、建立进路或构成闭塞提供依据。号、建立进路或构成闭塞提供依据。作用二：是传递列车信息作用二：是传递列车信息例如音频数字编码轨道电路中传送的行车信息，为例如音频数字编码轨道电路中传送的行车信息，为ATCATC系统直接提供控制列车运行所需要的前行列车位系统直接提供控制列车运行所需要的前行列车位置、运行前方信号机状态和线路条件等有关信息，置、运行前方信号机状态和线路条件等有关信息，以决定本次列车运行的目标速度，控制列车在当前以决定本次列车运行的目标速度，控制列车在当前运行速度下是否停车或减速。运行速度下是否停车或减速。第40页/共98页第41页/共98页轨道电路的基本原理：轨

13、道电路的基本原理：轨道电路的基本原理：轨道电路的基本原理：轨道电路是以线路轨道作为导体，两端加以机械绝缘，接上送电和受电设备构成的电路最简单的轨道电路最简单的轨道电路第42页/共98页1)1)轨道电路的两端分别设有送电端和轨道继电器。2)2)当轨道电路内钢轨完整，没有列车占用轨道时，继电器吸起，表示轨道电路空闲。3)3)当轨道电路被列车占用，轨道电路被轮对分路，轮对电阻远小于轨道继电器线圈的电阻，流经轨道继电器的电流大大减小，轨道继电器落下，表示轨道电路被占用，这时轨道电路呈分路状态。轨道继电器第43页/共98页第44页/共98页音频轨道电路原理图音频轨道电路城市轨道交通的轨道电路不仅用来检测

14、列车的占用，更重要的是传输列车的行车信息。1)1)传输轨道电路报文。2)2)传输ATPATP列车报文。3)3)双向发送信息，具有方向性。4)4)作为列车的定位设备。第45页/共98页计轴设备轨道计轴器用以检测列车通过轨道上某一点（计轴点）的车轴数,以检查两个计轴点之间或轨道区段内的空间情况,或判定列车通过计轴点的时间，自动校正列车行驶里程等的设备。第46页/共98页控制台控制台设在车站值班室（综控室）内，用于控制台设在车站值班室（综控室）内，用于操作控制室外设备。车站值班员（综控员）操作控制室外设备。车站值班员（综控员）通过操纵控制台上的按钮，可以开闭信号，通过操纵控制台上的按钮，可以开闭信号

15、，转动道岔，办理列车运行所需的进路，组织转动道岔，办理列车运行所需的进路，组织指挥列车运行；并通过各种表示灯监视线路、指挥列车运行；并通过各种表示灯监视线路、道岔状态、进路开通方向、列车运行情况、道岔状态、进路开通方向、列车运行情况、屏蔽门状态，复示有关信号机的显示及信号屏蔽门状态，复示有关信号机的显示及信号运行的状态。运行的状态。第47页/共98页控制台1 1单元控制台单元控制台2 2鼠标控制台鼠标控制台3 3应急控制盘应急控制盘第48页/共98页1.单元控制台第49页/共98页2.鼠标控制台第50页/共98页3.应急控制盘第51页/共98页第五章第五章 信号设备信号设备 第一节第一节 概述

16、概述 第二节第二节 信号基础设备信号基础设备 第三节第三节 联锁联锁 第四节第四节 闭塞闭塞 第五节第五节 ATCATC系统系统第三节第三节 联锁联锁第52页/共98页 城市轨道交通设备城市轨道交通设备一、联锁及联锁设备一、联锁及联锁设备 联锁联锁联锁联锁联锁指车站范围内的进路、信号、道岔之间相互制约的关系。联锁设备的功能是排列进路、开放信号，保证道岔、信号和轨道区段间的联锁，监视列车运行和信号设备状态。第53页/共98页进路进路列车和调车车列在站线范围内运行所经过的路径。进路分列车进路和调车进路。列车进路又分为接车进路、发车进路和通过进路等。进路有建立和不建立两种状态：建立了进路，即排列了进

17、路，且处于锁闭状态；进路未建立，即未排列进路，其在解锁状态。第54页/共98页 城市轨道交通设备城市轨道交通设备一、联锁及联锁设备一、联锁及联锁设备 联锁的基本内容联锁的基本内容联锁的基本内容联锁的基本内容进路上各区段空闲时才能开放信号进路上有关道岔在规定位置且被解锁才能开放信号信号机开放后，它们防护的进路上的各道岔必须被锁闭在规定位置不能转换，与该进路敌对的所有进路不能建立。第55页/共98页 城市轨道交通设备城市轨道交通设备一、联锁及联锁设备一、联锁及联锁设备 联锁设备联锁设备联锁设备联锁设备控制车站道岔、进路和信号，并实现它们之间相互制约关系的设备成为联锁设备。集中联锁包括继电集中联锁和

18、计算机联锁。第56页/共98页 城市轨道交通设备城市轨道交通设备二、继电集中连锁二、继电集中连锁第57页/共98页第58页/共98页继电集中联锁基本原理第59页/共98页 城市轨道交通设备城市轨道交通设备三、计算机联锁三、计算机联锁第60页/共98页人机界面人机界面第61页/共98页联锁计算机联锁计算机第62页/共98页第五章第五章 信号设备信号设备 第一节第一节 概述概述 第二节第二节 信号基础设备信号基础设备 第三节第三节 联锁联锁 第四节第四节 闭塞闭塞 第五节第五节 ATCATC系统系统第四节第四节 闭塞闭塞第63页/共98页一、闭塞的概念一、闭塞的概念为了确保列车在区间内的运行安全，

19、列车由车站向区间发车时，为了确保列车在区间内的运行安全，列车由车站向区间发车时，必须确认区间内没有列车，并需遵循一定的规律组织行车，以必须确认区间内没有列车，并需遵循一定的规律组织行车，以免发生列车正面冲突或追尾等事故。免发生列车正面冲突或追尾等事故。使列车按照空间间隔或时间间隔安全运行的技术方法。使列车按照空间间隔或时间间隔安全运行的技术方法。第64页/共98页双线线路区间划分双线线路自动闭塞分区划分移动闭塞线路闭塞分区划分第65页/共98页二、闭塞分类二、闭塞分类办理方法不同办理方法不同（1 1）人工闭塞）人工闭塞（2 2）传统的自动闭塞）传统的自动闭塞（3 3）装备列车运行自动控制系统的

20、自动闭塞（超速防护自动闭塞）装备列车运行自动控制系统的自动闭塞（超速防护自动闭塞）第66页/共98页二、二、闭塞分类闭塞分类闭塞区间不同闭塞区间不同（1 1）固定闭塞）固定闭塞（2 2）移动闭塞）移动闭塞（3 3）准移动闭塞）准移动闭塞第67页/共98页三、三、电话闭塞电话闭塞人工办理闭塞的一种方法，是由相邻两个车站的综控员利用行车专用电话进行联系，以电话记录的方式共同确认闭塞区间空闲后，方准列车进入该闭塞区间运行的行车闭塞法。第68页/共98页四、四、站间自动闭塞站间自动闭塞以车站进、出站信号机或指定的分界点信号机为分界线，借助轨道电路和联锁设备，根据列车运行和站间区间状态，自动转换出站信号

21、机（或分界点信号机）的显示，司机凭出站信号机和分界点信号机行车的行车组织方法。第69页/共98页五、五、超速防护自动闭塞超速防护自动闭塞1.1.固定超速防护自动闭塞固定超速防护自动闭塞将线路划分为若干个固定区间并安装轨道电路，借助轨道电路系统和地车车载设备，自动完成将地面信号翻译成车载信号（速度码），实现有ATP系统监督人工驾驶达到列车超速自动防护目的的行车闭塞法。第70页/共98页固定超速防护自动闭塞固定超速防护自动闭塞058/3738/00/073/5774/73速度74距离ATPATPATPATPATP5838km/h第71页/共98页五、五、超速防护自动闭塞超速防护自动闭塞2.2.准移

22、动超速防护自动闭塞准移动超速防护自动闭塞保留线路固定分区的划分，借助于无线传输系统、地面控制中心、地车车载系统等设备，根据前行列车运行和线路状况，实时计算出列车至前方目标点的速度曲线，确保列车运行不超过前方目标点的安全距离。由于前后两列列车间的间隔距离长度（即闭塞分区）是由固定闭塞分区长度和线路情况而确定的，故称为准移动。注：前方目标点指的是前行列车所占用闭塞区间的始端。第72页/共98页准移动超速防护自动闭塞准移动超速防护自动闭塞速度0距离ATPATPATPATP74m/h制动距离准移动式超速防护自动闭塞区ATP防护区段第73页/共98页五、五、超速防护自动闭塞超速防护自动闭塞3.3.移动超

23、速防护自动闭塞移动超速防护自动闭塞取消线路固定分区的划分，借助于无线传输系统、地面控制中心、地车车载系统等设备，根据前行列车的运行和线路状况，实时计算出列车至前方目标点的速度曲线，确保列车运行不越过前方目标点的安全距离。由于前后两列列车间的间隔距离长度（即闭塞分区）是由前后两列车的运行速度及线路状况而定的，间隔距离长度随着速度和线路状况变化而变化，自动调整其长度，故称为移动。注：前方目标点是指前行列车的尾部第74页/共98页移动超速防护自动闭塞移动超速防护自动闭塞距离0速度防护区间移动式超速自动闭塞区间74m/h制动距离第75页/共98页第五章第五章 信号设备信号设备 第一节第一节 概述概述

24、第二节第二节 信号基础设备信号基础设备 第三节第三节 联锁联锁 第四节第四节 闭塞闭塞 第五节第五节 ATCATC系统系统第五节第五节 ATCATC系统系统第76页/共98页列车自动控制系统（ATCATC）是城市轨道交通信号系统的最重要组成部分。ATCATC系统的技术含量高，运用了许多当代重要的科技成果。城市轨道交通设备城市轨道交通设备作用作用指挥指挥控制控制第77页/共98页 城市轨道交通设备城市轨道交通设备一、一、ATCATC系统综述系统综述列车自动控制（列车自动控制（列车自动控制（列车自动控制（ATCATCATCATC）系统：）系统：）系统：）系统：原理是对列车自动进行控制，使其速度不超

25、过设定的限制速度。列车自动防护（列车自动防护（列车自动防护（列车自动防护（ATPATPATPATP）列车自动运行（列车自动运行（列车自动运行（列车自动运行（ATOATOATOATO）列车自动监控（列车自动监控（列车自动监控（列车自动监控（ATSATSATSATS）第78页/共98页ATCATC系统需设置行车指挥中心指挥中心指挥中心指挥中心，沿线各车站设计为区域性连锁，其设备放在控制站控制站控制站控制站（一般为有岔站），列车上安装车载控制设车载控制设车载控制设车载控制设备备备备。行车指挥中心与控制站通过有线数据通信网连接，行车指挥中心与列车之间可采用无线通信进行信息交换。城市轨道交通设备城市轨道

26、交通设备第79页/共98页第80页/共98页第81页/共98页第82页/共98页 城市轨道交通设备城市轨道交通设备一、一、ATCATC系统综述系统综述ATCATC系统的功能：ATSATS功能功能联锁功能联锁功能列车检测功能列车检测功能ATP/ATOATP/ATOPTIPTI功能功能第83页/共98页 城市轨道交通设备城市轨道交通设备一、一、ATCATC系统综述系统综述ATCATC系统控制模式控制中心自动控制模式控制中心自动控制模式控制中心人工控制模式控制中心人工控制模式车站自动控制模式车站自动控制模式车站人工控制模式车站人工控制模式第84页/共98页 城市轨道交通设备城市轨道交通设备一、一、A

27、TCATC系统综述系统综述列车驾驶模式列车自动运行驾驶模式（列车自动运行驾驶模式（ATOATO模式）模式）列车自动折返驾驶模式（列车自动折返驾驶模式（ARAR模式）模式）列车自动防护驾驶模式（列车自动防护驾驶模式（SMSM模式）模式）限制人工驾驶模式（限制人工驾驶模式（RMRM模式）模式）非限制人工驾驶模式（非限制人工驾驶模式（URMURM模式）模式）第85页/共98页 城市轨道交通设备城市轨道交通设备二、二、ATPATP子系统子系统（一）概念ATPATP即列车运行超速防护或列车速度监督系统。ATPATP子系统的功能是对列车运行进行超速防护，对与安全有关的设备进行实时监控，实现列车运行进行超速

28、防护，对与安全有关的设备实行监控，实现列车位置检测，保证列车间的安全间隔，保证列车在安全速度下运行，完成信号显示、故障报警、降级提示、列车参数和线路参数的输入、与ATSATS、ATOATO及车辆系统接口并进入信息交换。第86页/共98页 城市轨道交通设备城市轨道交通设备二、二、ATPATP子系统子系统（二）ATPATP工作原理列车检测列车检测列车自动限速列车自动限速车门开关车门开关制动模式制动模式测速与测距测速与测距设置速度限制设置速度限制紧急制动和常用制动紧急制动和常用制动第87页/共98页第88页/共98页 城市轨道交通设备城市轨道交通设备三、三、ATOATO子系统子系统ATOATO即实现

29、列车自动驾驶。即实现列车自动驾驶。ATOATO系统的功能分为基本控制功能和服务功能。基本系统的功能分为基本控制功能和服务功能。基本控制功能自动驾驶、自动折返、自动开车门。服务控制功能自动驾驶、自动折返、自动开车门。服务功能包括确定列车位置、计算允许速度、提供运行功能包括确定列车位置、计算允许速度、提供运行模式、模式、PTIPTI支持功能。支持功能。ATOATO设备设备地面设备地面设备车载设备车载设备第89页/共98页 城市轨道交通设备城市轨道交通设备三三 、ATOATO子系统子系统工作原理工作原理列车自动运行列车自动运行车站程序停车车站程序停车车站定位控制车站定位控制车门和屏蔽门控制车门和屏蔽

30、门控制列车识别系统列车识别系统第90页/共98页ATSATSATPATPATOATO定位系统测速传感器驱动、制动控制设备列车数据自动驾驶原理自动驾驶原理第91页/共98页ATOATO与与ATPATP的关系的关系ATPATP系统负责超速防护，其安全保障作用；ATOATO系统主要负责正常情况下列车高质量的运行。ATPATP是ATOATO的基础，ATOATO不能脱离ATPATP单独工作，ATOATO是ATPATP的发展和技术延伸，ATOATO在ATPATP的基础上实现自动驾驶。第92页/共98页 城市轨道交通设备城市轨道交通设备四、四、ATSATS子系统子系统ATSATS系统要实现对列车运行监督和控

31、制，辅助调度人员对全线列车进行管理。ATSATS系统在ATPATP和ATOATO系统的支持下，根据运行时刻表完成对列车运行的自动监控。ATSATS的功能：列车监视和追踪、时刻表编制及管理、自动排列进路、列车运行自动调整、设备状态自动监视、操作与数据记录、输出及统计处理、车辆修程及乘务员管理、系统故障复原处理、列车运行模拟及培训、乘客向导信息显示。第93页/共98页 城市轨道交通设备城市轨道交通设备四、四、ATSATS子系统子系统系统组成控制中心设备控制中心设备车站设备车站设备车辆段设备车辆段设备第94页/共98页控制中心设备控制中心设备控制中心设备控制中心设备第95页/共98页 城市轨道交通设备城市轨道交通设备四、四、ATSATS子系统子系统基本原理自动列车跟踪自动列车跟踪列车自动进路排列列车自动进路排列时刻表系统时刻表系统自动列车调整自动列车调整第96页/共98页第97页/共98页感谢您的观看！第98页/共98页