第一章 概論(簡化).

1、第一章第一章 概述概述1.1 鐵路信號的組成鐵路信號的組成v鐵路信號是保證行車安全，提高區(qū)間和車站通過能力以及編組站編解能力的自動控制及遠程控制技術(shù)的總稱。v鐵路信號主要功能是保證行車安全，提高運輸效保證行車安全，提高運輸效率。率。v鐵路信號實現(xiàn)鐵路各種行車信息的傳輸和行車設(shè)備的控制。v鐵路信號包括信號系統(tǒng)信號系統(tǒng)和信號設(shè)備、器材信號設(shè)備、器材兩個層次。v現(xiàn)代鐵路信號具有網(wǎng)絡(luò)化、綜合化、數(shù)字化、智能化等技術(shù)特點，其設(shè)備自動化程度更高、控制范圍更大、更集中化。 Company Logo1.1 鐵路信號的組成鐵路信號的組成v信號系統(tǒng)信號系統(tǒng)車站聯(lián)鎖區(qū)間閉塞駝峰調(diào)車控制道口信號控制信號微機監(jiān)測列車運

2、行控制行車調(diào)度指揮控制Company Logo1.1 鐵路信號的組成鐵路信號的組成車站聯(lián)鎖車站聯(lián)鎖 車站聯(lián)鎖用來控制和監(jiān)督車站道岔、進路和信號，并實現(xiàn)它們之間的聯(lián)鎖關(guān)系，操縱道岔和信號機。繼電集中聯(lián)鎖計算機聯(lián)鎖 Company Logo1.1 鐵路信號的組成鐵路信號的組成 區(qū)間閉塞區(qū)間閉塞 為保證區(qū)間行車安全，要求按照一定的方法組織列車在區(qū)間的運行。人工閉塞半自動閉塞自動站間閉塞自動閉塞。 Company Logo1.1 鐵路信號的組成鐵路信號的組成 列車運行控制列車運行控制自動控制列車運行，保證行車安全，并以最佳運行速度駕駛列車。 機車信號 列車運行監(jiān)控記錄裝置 列車運行超速防護系統(tǒng)Comp

3、any Logo1.1 鐵路信號的組成鐵路信號的組成 行車調(diào)度指揮控制行車調(diào)度指揮控制 列車調(diào)度指揮系統(tǒng)（TDCS）為調(diào)度人員提供先進的調(diào)度指揮和處理手段，及時提供豐富、可靠的信息和決策依據(jù)，提高其應變能力，提高行車指揮的技術(shù)水平。調(diào)度集中（CTC）除了TDCS的功能外，主要完成遙控功能，即自動或由行車調(diào)度員在調(diào)度所遠距離地集中控制本區(qū)段內(nèi)各站的信號機和道岔，辦理接、發(fā)車進路。Company Logo1.1 鐵路信號的組成鐵路信號的組成 駝峰調(diào)車控制駝峰調(diào)車控制進行貨車解編組作業(yè)駝峰推峰機車速度自動控制溜放車輛進路自動控制溜放車輛速度自動控制。Company Logo1.1 鐵路信號的組成鐵路

4、信號的組成 道口信號道口信號 指示道路上的車輛、行人通過或禁止通過道口的視覺和聽覺信號，以保證道口安全。 無人看守道口向道路方向顯示能否通過道口。 有人看守的道口自動通知看守人員列車的接近。1.1 鐵路信號的組成鐵路信號的組成 信號微機檢測信號微機檢測運用計算機等技術(shù)檢測并記錄信號設(shè)備的主要運行狀態(tài)，為電務部分掌握設(shè)備的運用質(zhì)量和故障分析提供科學依據(jù)。是保證行車安全、加強信號設(shè)備結(jié)合部管理、監(jiān)測鐵路信號設(shè)備運用質(zhì)量的重要行車設(shè)備。Company Logo1.1 鐵路信號的組成鐵路信號的組成v信號設(shè)備、器材信號設(shè)備、器材繼電器控制臺電源屏信號機軌道電路轉(zhuǎn)轍機。Company Logo1.1 鐵路

5、信號的組成鐵路信號的組成 繼電器繼電器 一種電勵開關(guān)，就是一個帶接點的電磁鐵，是自動控制中常用的電器。 用于接通或斷開電路，構(gòu)成信號邏輯電路，控制信號機和轉(zhuǎn)轍機等得動作。1.1 鐵路信號的組成鐵路信號的組成 控制臺控制臺是車站值班員控制指揮列車運行和調(diào)車作業(yè)的控制中心，用來控制道岔的轉(zhuǎn)換和信號的開放，并對進路、信號、道岔進行監(jiān)督。 電源屏電源屏 電源屏是信號系統(tǒng)的供電裝置，供給穩(wěn)定、可靠、符合使用條件的各種交、直流電源。Company Logo1.1 鐵路信號的組成鐵路信號的組成 信號機信號機防護進路，指示列車和調(diào)車車列的運行條件。 地面信號是設(shè)于車站或區(qū)間固定地點的信號機或信號表示器，用來防

6、護站內(nèi)進路或區(qū)間閉塞分區(qū)以及道口。 機車信號設(shè)于機車駕駛室內(nèi)，用來復示地面信號顯示，以及逐步成為行車憑證使用。Company Logo1.1 鐵路信號的組成鐵路信號的組成 軌道電路軌道電路 利用鋼軌作為導體，兩端加以機械絕緣（或電氣絕緣），接上送電和受電設(shè)備構(gòu)成的，使電流在軌道的一定范圍內(nèi)流通而構(gòu)成的電路。監(jiān)督線路上是否有車占用、線路是否完整，通過軌道電路向列車傳遞行車信息。Company Logo1.1 鐵路信號的組成鐵路信號的組成 轉(zhuǎn)轍機轉(zhuǎn)轍機轉(zhuǎn)轍機用于實現(xiàn)轉(zhuǎn)換和鎖閉道岔，是重要的信號基礎(chǔ)設(shè)備。內(nèi)鎖閉轉(zhuǎn)轍機外鎖閉轉(zhuǎn)轍機 Company Logo1.1 鐵路信號的組成鐵路信號的組成v各種信號

7、系統(tǒng)、設(shè)備的關(guān)系各種信號系統(tǒng)、設(shè)備的關(guān)系 列車運行控制和行車調(diào)度指揮控制是關(guān)系鐵路現(xiàn)列車運行控制和行車調(diào)度指揮控制是關(guān)系鐵路現(xiàn)代化最重要、最關(guān)鍵的技術(shù)代化最重要、最關(guān)鍵的技術(shù)。 列車運行控制直接控制列車的運行速度 行車調(diào)度指揮控制直接進行列車的調(diào)度指揮 車站聯(lián)鎖和區(qū)間閉塞是列車運行控制和行車調(diào)度車站聯(lián)鎖和區(qū)間閉塞是列車運行控制和行車調(diào)度指揮控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)備。指揮控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)備。 車站聯(lián)鎖提供列車運行的許可 區(qū)間閉塞提供列車運行的信息 列車調(diào)度指揮系統(tǒng)和調(diào)度集中通過車站聯(lián)鎖和區(qū)間閉塞采集行車信息，調(diào)度集中通過車站聯(lián)鎖完成遙控功能。Company Logo1.1 鐵路信號的組成鐵路信號的組成

8、 車站聯(lián)鎖車站聯(lián)鎖 包括：繼電器、信號機、軌道電路、轉(zhuǎn)轍機、控制臺、電源屏等，它們和車站聯(lián)鎖主機（繼電電路或者計算機）共同構(gòu)成車站聯(lián)鎖系統(tǒng)，完成聯(lián)鎖功能。 區(qū)間閉塞區(qū)間閉塞 包括繼電器、信號機、軌道電路、電源屏等，它們和區(qū)間閉塞主機（繼電電路或者計算機）共同構(gòu)成區(qū)間閉塞系統(tǒng)，完成閉塞功能。 車站聯(lián)鎖和區(qū)間閉塞必須相互結(jié)合，共同完成保證行車安全的功能。Company Logo1.1 鐵路信號的組成鐵路信號的組成 駝峰調(diào)車控制駝峰調(diào)車控制 包括繼電器、信號機、軌道電路、轉(zhuǎn)轍機、控制臺、電源屏，以及車輛減速器、各種測量設(shè)備等，共同構(gòu)成駝峰調(diào)車控制系統(tǒng)，完成駝峰推峰機車速度自動控制、溜放車輛進路自動控

9、制和溜放車輛速度自動控制的功能。 道口信號道口信號 包括繼電器、信號機、軌道電路、電源等，它們和道口信號電路共同構(gòu)成道口信號系統(tǒng)，完成防護道口的功能。 信號微機監(jiān)測信號微機監(jiān)測 對各種信號設(shè)備進行監(jiān)測，保證設(shè)備的運用質(zhì)量。Company Logo1.1 鐵路信號的組成鐵路信號的組成Company Logo鐵路信號的組成和相互關(guān)系1.2 鐵路信號的作用鐵路信號的作用v鐵路信號的作用鐵路信號的作用： 統(tǒng)一調(diào)度指揮列車運行、保證列車安全 提高運輸效率、改善勞動強度。 鐵路信息化系統(tǒng)基礎(chǔ)信息采集與分析v鐵路信號的任務鐵路信號的任務 按照運輸計劃與運輸方案指揮行車， 進路控制， 速度控制， 提供車列編組

10、與解體的自動化手段 ，提高列車編組、解體作業(yè)效率，縮短車輛周轉(zhuǎn)時間。Company Logo1.3 鐵路信號系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展鐵路信號系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展v閉塞技術(shù)的發(fā)展閉塞技術(shù)的發(fā)展 1851年英國鐵路用電報機實行閉塞制度，區(qū)間信號技術(shù)經(jīng)歷了電話電氣路簽電氣路牌閉塞半自動閉塞固定自動閉塞的發(fā)展歷程，并正向移動閉塞技術(shù)發(fā)展。v聯(lián)鎖技術(shù)的發(fā)展聯(lián)鎖技術(shù)的發(fā)展 1856年，J.薩克斯貝發(fā)明機械聯(lián)鎖機開始，聯(lián)鎖技術(shù)經(jīng)歷了機械技術(shù)、機電技術(shù)、繼電技術(shù)時代，當前計算機聯(lián)鎖正逐漸取代繼電聯(lián)鎖。Company Logo1.3 鐵路信號系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展鐵路信號系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展v編組站調(diào)車控制系統(tǒng)的發(fā)展編組站調(diào)車控制系

11、統(tǒng)的發(fā)展 1825年1876年，平面調(diào)車階段； 1876年1924年，簡易駝峰階段； 1924年1948年，機械化駝峰階段； 1948年至今，半自動和自動化駝峰階段。v調(diào)度指揮系統(tǒng)的發(fā)展調(diào)度指揮系統(tǒng)的發(fā)展 傳統(tǒng)調(diào)度集中分布式調(diào)度集中綜合調(diào)度指揮系統(tǒng)的發(fā)展階段。Company Logo1.3 鐵路信號系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展鐵路信號系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展Company Logo鐵路信號系統(tǒng)發(fā)展歷程1.3 鐵路信號系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展鐵路信號系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展v現(xiàn)代鐵路信號主要設(shè)備及關(guān)鍵技術(shù)現(xiàn)代鐵路信號主要設(shè)備及關(guān)鍵技術(shù)設(shè)置綜合調(diào)度系統(tǒng)，對列車運營指揮實行集中控制方式；取消傳統(tǒng)的地面信號機，采用列車運行控制系統(tǒng)；采用

12、計算機網(wǎng)絡(luò)傳輸和交換與行車、旅客服務相關(guān)的信息。 特征是以車載信號作為行車憑證，向司機提供速度命令，信號直接控制列車制動系統(tǒng)。Company Logo1.4 與鐵路信號技術(shù)密切相關(guān)的信息技術(shù)與鐵路信號技術(shù)密切相關(guān)的信息技術(shù) 鐵路信號技術(shù)的發(fā)展，從一開始就與相關(guān)的科技發(fā)展密切聯(lián)系，如機械信號系統(tǒng)是建立在物理學與機械學基礎(chǔ)之上的。進入電氣信號發(fā)展階段，則進一步利用了電機、繼電和通信等新的技術(shù)成果。 如今的電子信號系統(tǒng)，則又涉及到諸多新的信息學科技術(shù)，包括現(xiàn)代通信技術(shù)，計算機控制，安全性與可靠性技術(shù)，數(shù)字信號處理技術(shù)等。Company Logo1.4 與鐵路信號技術(shù)密切相關(guān)的信息技術(shù)與鐵路信號技術(shù)密

13、切相關(guān)的信息技術(shù)v現(xiàn)代通信技術(shù)現(xiàn)代通信技術(shù) 通信網(wǎng)為鐵路信號系統(tǒng)高效交換信息提供了有力支持。近年來廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)被廣泛應用于鐵路信號系統(tǒng)中，如：調(diào)度指揮系統(tǒng)、區(qū)域聯(lián)鎖系統(tǒng)、信號監(jiān)測系統(tǒng)等方面。現(xiàn)代通信技術(shù)已成為現(xiàn)代鐵路信號系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的基礎(chǔ)。 無線通信是地面與移動設(shè)備、移動設(shè)備相互間交換信息的重要手段。隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，鐵路信號系統(tǒng)中利用數(shù)據(jù)無線通信技術(shù)，解決列車控制問題已成為發(fā)展趨勢，如：北美的ATCS、ARES、法國的ASTREE、德國的FZB、日本的CARAT系統(tǒng)、及我國的CTCS-3等。 Company Logo1.4 與鐵路信號技術(shù)密切相關(guān)的信息技術(shù)與鐵路信號技術(shù)密切相關(guān)的信

14、息技術(shù)v計算機技術(shù)計算機技術(shù) 計算機技術(shù)在鐵路信號的各領(lǐng)域廣泛應用，促進了鐵路信號技術(shù)的大發(fā)展，其具有如下優(yōu)勢：計算機參與控制可最大限度地減少人為出錯的概率。計算機易于實現(xiàn)對信號設(shè)備運行狀態(tài)的不間斷檢測。有利于提高鐵路信號系統(tǒng)的智能化功能。有利于信號系統(tǒng)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化和信息化。有利于提高整個系統(tǒng)的可靠性和可用性。有利于進一步提高信號系統(tǒng)的安全性。有利于提高信號系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟指標。有利于協(xié)調(diào)系統(tǒng)人機關(guān)系。Company Logo1.4 與鐵路信號技術(shù)密切相關(guān)的信息技術(shù)與鐵路信號技術(shù)密切相關(guān)的信息技術(shù)v安全性與可靠性技術(shù)安全性與可靠性技術(shù) 保證鐵路運輸?shù)陌踩?，要求鐵路信號系統(tǒng)具有高可靠性和高安全性。安

15、全評估理論的建立與推廣為定量評估鐵路信號系統(tǒng)的可靠性和安全性提供了重要手段。 在故障安全理論的發(fā)展上，國際電工委員會（IEC）制定的安全相關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計和評估標準IEC61508 ，提出了安全相關(guān)系統(tǒng)的綜合評估指標“安全完善度等級”的概念。 隨后歐洲和日本相應地以IEC61508標準為基礎(chǔ)，制定了相關(guān)的信號系統(tǒng)的設(shè)計評估標準以及安全認證體系。Company Logo1.4 與鐵路信號技術(shù)密切相關(guān)的信息技術(shù)與鐵路信號技術(shù)密切相關(guān)的信息技術(shù)歐洲電工標準委員會（CENELEC）基于IEC61508標準為基礎(chǔ)，附加列車安全控制系統(tǒng)的技術(shù)條件制定了一些安全相關(guān)系統(tǒng)開發(fā)和評估的參考標準：EN50126 鐵路

16、應用：可信性、可靠性、可用性、可維護性和安全性（RAMS）規(guī)范和說明； EN50129 鐵路應用：信號領(lǐng)域的安全相關(guān)電子系統(tǒng)； EN50128 鐵路應用：鐵路控制和防護系統(tǒng)的軟件；Company Logo1.4 與鐵路信號技術(shù)密切相關(guān)的信息技術(shù)與鐵路信號技術(shù)密切相關(guān)的信息技術(shù) EN50159-1 鐵路應用在封閉傳輸系統(tǒng)中的安全通信； EN50159-2 鐵路應用在開放傳輸系統(tǒng)中的安全通信。 1996年3月，日本鐵道綜合技術(shù)研究所頒布了“列車安全控制系統(tǒng)的安全性技術(shù)指南”，該標準也是以IEC61508為基礎(chǔ)，并吸收了日本計算機控制的鐵道信號系統(tǒng)的經(jīng)驗而制訂的。“故障安全”及可靠性技術(shù)的提高鐵路信

17、號系統(tǒng)的發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。Company Logo1.4 與鐵路信號技術(shù)密切相關(guān)的信息技術(shù)與鐵路信號技術(shù)密切相關(guān)的信息技術(shù)v數(shù)字信號處理技術(shù)數(shù)字信號處理技術(shù) 隨著鐵路的發(fā)展，基于分立元器件和模擬信號處理技術(shù)的傳統(tǒng)鐵路信號設(shè)備越來越滿足不了鐵路運輸安全性和實時性的要求。 因此，全面引進計算機技術(shù)，利用計算機的高速分析計算功能，來提高信號設(shè)備的技術(shù)水平已非常緊迫。數(shù)字信號處理技術(shù)（DSP，Digital Signal Processing）的出現(xiàn)為鐵路信號信息處理提供了很好的解決方法。Company Logo1.4 與鐵路信號技術(shù)密切相關(guān)的信息技術(shù)與鐵路信號技術(shù)密切相關(guān)的信息技術(shù) 與模擬信號處理

18、技術(shù)相比較，數(shù)字信號處理技術(shù)具有更高的可靠性和實時性。隨著數(shù)字信號處理技術(shù)的新發(fā)展，在鐵路信號處理中引入了新的實用技術(shù)，如：ZFFT（ZOOM-FFT）、小波信號處理技術(shù)、現(xiàn)代譜分析技術(shù)等。 目前，我國的軌道電路的信號發(fā)送、接收以及機車信號的接收普通采用了數(shù)字信號處理技術(shù)，日本的數(shù)字ATC和法國UM2000數(shù)字編碼軌道電路也都采用了數(shù)字信號處理技術(shù)。Company Logo1.5 鐵路信號的發(fā)展趨勢與特征鐵路信號的發(fā)展趨勢與特征 當前鐵路信號技術(shù)正在經(jīng)歷由傳統(tǒng)的繼電邏輯、模擬電路、分散孤立的控制模式向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、綜合化發(fā)展的重大變革時期。Company Logo1.5 鐵路信號的發(fā)

19、展趨勢與特征鐵路信號的發(fā)展趨勢與特征v功能與作用綜合化功能與作用綜合化 信號系統(tǒng)功能由單純保障行車安全，擴展到提高運輸效率，改善管理和改進服務及業(yè)務綜合管理方向發(fā)展，從而充分發(fā)揮信號系統(tǒng)的整體綜合效能，使其成為行車控制、調(diào)度指揮、信息管理和設(shè)備監(jiān)測的綜合自動化系統(tǒng)。 信號的作用從指示司機安全行車，控制現(xiàn)場行車設(shè)備發(fā)展到實現(xiàn)車、機、工、電、輛各部門間高效協(xié)作，實現(xiàn)行車各種信息的采集、傳輸、處理、再生和管理，提高各個層次的輔助決策手段等綜合化功能方面。Company Logo1.5 鐵路信號的發(fā)展趨勢與特征鐵路信號的發(fā)展趨勢與特征 鐵路信號運行模式也發(fā)生了變化：鐵路信號從以車站聯(lián)鎖為中心向以列車運行控制系統(tǒng)為中心轉(zhuǎn)化；列車運行調(diào)度指揮從調(diào)度員車站值班員司機三級管理向由調(diào)度員直接控制移動體（列車）轉(zhuǎn)化 ；區(qū)間閉塞由固定閉塞方式向準移動閉塞方式轉(zhuǎn)化 ；信號顯示制式由速差式向速度式（目標距離）轉(zhuǎn)化。 Compan