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文檔簡介

1、單元2 行車組織基礎(chǔ)教學(xué)目標(biāo):1.能正確識別列車運(yùn)行圖,明確列車運(yùn)行圖基本要素的意義,知道列車運(yùn)行圖的編制步驟。2.熟悉行車閉塞法的種類及其行車辦法。3.了解列車開行計劃與列車交路的含義及確定原則。4.了解行車有關(guān)規(guī)章制度,養(yǎng)成遵章守紀(jì)的優(yōu)良工作作風(fēng)。建議學(xué)時:12課時。2.1 列車運(yùn)行圖一列車運(yùn)行圖的意義 1.列車運(yùn)行圖是列車運(yùn)行的基礎(chǔ)。列車運(yùn)行圖規(guī)定了各次列車占用區(qū)間的順序,在每個車站到達(dá)、出發(fā)或通過時刻,列車在區(qū)間運(yùn)行時間,以及列車在車站的停站時間和在折返站折返所需時間等。它能直觀地顯示列車在時間和空間上的關(guān)系,能直觀的顯示列車在各區(qū)間的運(yùn)行及在各車站停車或通過的狀態(tài) 2.列車運(yùn)行圖是一

2、個綜合性計劃。城市軌道交通是由信號、車輛、通信、線路、機(jī)電等多個部門組成的技術(shù)密集型的交通系統(tǒng),它要利用多種技術(shù)設(shè)備,要求多個部門和工種的協(xié)調(diào)配合才能完成日常運(yùn)輸任務(wù)。因此,城市軌道交通企業(yè)通過列車運(yùn)行圖將整個運(yùn)輸生產(chǎn)活動聯(lián)系成一個統(tǒng)一的整體,把和列車運(yùn)行相關(guān)的部門組織起來,在保證合理、安全運(yùn)營的前提下,按照列車運(yùn)行圖的需要制定各自的生產(chǎn)計劃,并按照一定的程序進(jìn)行工作,共同保證列車安全、正點(diǎn)運(yùn)營。綜上所述,編制一張經(jīng)濟(jì)合理的列車運(yùn)行圖,對于充分利用軌道交通設(shè)備的能力,滿足各時期、各時段旅客運(yùn)輸?shù)男枰?,使運(yùn)能與運(yùn)量很好的結(jié)合,既能方便旅客出行的需要,又能使企業(yè)獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益,具有重要的意義。

3、二列車運(yùn)行圖的識別(一)列車運(yùn)行圖的含義列車運(yùn)行圖(如圖2-1所示)是利用坐標(biāo)系原理表示列車運(yùn)行的一種圖解形式,它是表示列車在各站和區(qū)間運(yùn)行狀態(tài)的二維線條圖,能直觀的顯示各次列車在時間和空間上的相互位置和對應(yīng)關(guān)系。 圖2-1中,它的各部分的含義說明如下: 1.橫坐標(biāo):表示時間,按要求用一定的比例進(jìn)行時間劃分。 2.縱坐標(biāo):表示距離,根據(jù)區(qū)間實(shí)際里程,采用規(guī)定的比例,以車站中心線所在位置進(jìn)行劃分。 3.垂直線:一簇平行的等分線,表示時間等分段。 4.水平線:是一簇平行的不等分線,表示各個車站中心線位置,一般叫做站名線。它的確定主要有兩種方法: 列車運(yùn)行圖 (1)按區(qū)間實(shí)際里程比率確定:即按照整個

4、區(qū)段各個車站實(shí)際里程的比例來確定站名線的位置。采用這種方法,列車運(yùn)行圖上的站間距能完全反映實(shí)際情況,能明顯表示出站間距的大小。但是由于各區(qū)間線路和橫縱斷面的不同,列車運(yùn)行的速度也不相同,列車在整個區(qū)段的運(yùn)行線是一條折線。這樣畫出來的列車運(yùn)行圖非常不美觀,并且不利于發(fā)現(xiàn)區(qū)間運(yùn)行時分上的差錯,所以城市軌道交通企業(yè)一般不采用此種方法。 (2)按區(qū)間運(yùn)行時分比率確定:即按照整個區(qū)段內(nèi)各車站間列車運(yùn)行時分的比例來確定站名線的位置。采用這種方法,雖然不能表示出站間距的大小,但是在列車運(yùn)行圖上的運(yùn)行線基本上是一條斜直線,這樣既美觀,又可以直觀的發(fā)現(xiàn)列車在區(qū)間運(yùn)行時分上的差錯,因此大多數(shù)企業(yè)采用此種方法。 5

5、.斜線:列車運(yùn)行的軌跡,即運(yùn)行線。一般以下斜線表示下行列車,上行線表示上行列車。6.車次:列車運(yùn)行圖上每次列車規(guī)定有自己的車次。一般來說,上行為偶數(shù),下行為奇數(shù)。其實(shí),根據(jù)橫縱坐標(biāo)表示的變量不同,我們城市軌道交通企業(yè)所運(yùn)用的運(yùn)行圖主要有兩種形式,不同的企業(yè)根據(jù)實(shí)際情況會采用不同形式的運(yùn)行圖。一種是橫坐標(biāo)表示時間,縱坐標(biāo)表示距離(如圖2-1所示)。我們目前大多數(shù)城市軌道交通的運(yùn)行圖都采用這種形式。另一種是橫坐標(biāo)表示距離,縱坐標(biāo)表示時間。這時,運(yùn)行圖上橫線表示時間,豎線代表車站中心線。有個別的地鐵企業(yè)采用此種類型運(yùn)行圖(如圖2-2所示)。 橫坐標(biāo)表示距離,縱坐標(biāo)表示時間的列車運(yùn)行圖(二)列車運(yùn)行圖

6、的有關(guān)符號列車運(yùn)行圖是記錄列車運(yùn)行實(shí)際情況的圖表,它采用不同的線條和符號表示列車運(yùn)行的有關(guān)信息,國內(nèi)部分城市軌道交通一般采用如下的表示方法: 1.列車運(yùn)行圖上的列車運(yùn)行線 見表2.列車運(yùn)行圖上的有關(guān)表示符號(1)列車始發(fā)(如圖23所示) (2)列車終到(如圖24所示)(3)列車由鄰線轉(zhuǎn)來(如圖25所示)(4) 列車開往鄰線(如圖26所示) (5)列車合并運(yùn)行時,在紅色實(shí)線下方加紅色虛線(如圖27所示)(6)列車反方向運(yùn)行時,在反方向運(yùn)行區(qū)間的運(yùn)行線上填寫車次及“反”字(如圖28所示) (反)(7)列車折返(如圖29所示)(8)列車不停站通過,在列車運(yùn)行線上方加帶箭頭的紅色短實(shí)線(如圖210所示

7、)(9)列車停站超時,圖解實(shí)際站停時間,并注明原因(如圖211所示) (原因)(10)列車在區(qū)間停車,圖解停車時間,并注明原因(如圖212所示) (原因) 注:列車早點(diǎn)紅筆畫圈,圈內(nèi)注明早點(diǎn)時分。列車晚點(diǎn)藍(lán)筆畫圈,圈內(nèi)注明晚點(diǎn)時分,晚點(diǎn)原因應(yīng)簡略注明。且有關(guān)施工、封鎖線路、設(shè)備故障、控制權(quán)下放等要在運(yùn)行圖中注明事項和原因。 (三)列車運(yùn)行圖的格式為了適應(yīng)不同的列車運(yùn)行需要,列車運(yùn)行圖按照時間的劃分不同,主要有以下四種基本格式: 1.一分格運(yùn)行圖(如圖2-13所示),它的橫軸以一分鐘為單位用豎線進(jìn)行等分。此種運(yùn)行圖主要在地鐵、輕軌線路采用。2.二分格運(yùn)行圖(如圖2-14),它的橫軸以二分鐘為單位

8、用豎線進(jìn)行等分。此種運(yùn)行圖主要在市郊軌道交通線路采用。 3.十分格運(yùn)行圖(如圖2-15所示),它的橫軸以十分鐘為單位用豎線進(jìn)行等分,并且在運(yùn)行圖上需標(biāo)注10min以下的數(shù)字。此種運(yùn)行圖主要在軌道交通運(yùn)輸企業(yè)采用。 4.小時格運(yùn)行圖(如圖2-16所示),它的橫軸以一小時為單位用豎線進(jìn)行等分,并且在運(yùn)行圖上標(biāo)注60min以下的數(shù)字。此種運(yùn)行圖主要在編制旅客列車方案圖、機(jī)車周轉(zhuǎn)圖時采用。 (四)列車運(yùn)行圖的分類根據(jù)線路的技術(shù)設(shè)備、列車運(yùn)行速度、上下行的列車數(shù)量、列車的運(yùn)行方式的不同,列車運(yùn)行圖可以分為不同的類型。 1.按區(qū)間正線數(shù)目不同分類 (1)單線運(yùn)行圖(如圖2-15所示)。在單線區(qū)段上,上 下

9、行方向的列車都在同一正線上運(yùn)行,兩個方向的列車必須在車站進(jìn)行交會。單線運(yùn)行圖多數(shù)在運(yùn)量不大的市郊軌道交通運(yùn)用。 (2)雙線運(yùn)行圖(如圖2-13所示)。在雙線區(qū)段上,上下行方向的列車分別在各自的正線上運(yùn)行,兩個方向的列車運(yùn)行互不干擾。絕大多數(shù)地鐵、輕軌都采用此種類型的運(yùn)行圖。 (3)單雙線運(yùn)行圖(如圖2-17所示)。單線區(qū)段和雙線區(qū)段分別按照單線和雙線運(yùn)行圖的特點(diǎn)鋪畫運(yùn)行圖。圖2-17 單雙線運(yùn)行圖 2.按列車的運(yùn)行速度不同分類 (1)平行運(yùn)行圖(如圖2-18所示)。在同一區(qū)段內(nèi),同一方向的列車運(yùn)行速度相同,因此運(yùn)行圖中列車運(yùn)行線是相互平行的,并且在該區(qū)段內(nèi)列車無越行。一般地鐵、輕軌所用運(yùn)行圖都

10、是此種類型。 (2)非平行運(yùn)行圖(如圖2-19所示)。列車運(yùn)行圖中鋪畫有不同速度和不同類型的列車,因此運(yùn)行圖中的運(yùn)行線相互不平行。在城市軌道交通系統(tǒng)中,市郊軌道交通會采用此種類型運(yùn)行圖。 3.按上下行列車數(shù)量不同分類 (1)成對運(yùn)行圖(如圖2-18所示)。在這種運(yùn)行圖上,上下行兩個方向列車的數(shù)目是相等的。 (2)不成對運(yùn)行圖(如圖2-17所示)。在這種運(yùn)行圖上,上下行兩個方向列車的數(shù)目是不相等的。城市軌道交通上下行列車數(shù)目基本相等,大都采用成對運(yùn)行圖,只有在上下行方向運(yùn)量不相等的個別區(qū)段,才采用不成對運(yùn)行圖。圖2-19非平行運(yùn)行圖 4按列車運(yùn)行方式不同分類 (1)連發(fā)運(yùn)行圖(如圖2-20所示)

11、。在這種運(yùn)行圖上,同方向列車的運(yùn)行是以站間區(qū)間為間隔的。在單線區(qū)段采用這種運(yùn)行圖時,在連發(fā)的一組列車之間不能再鋪畫對向列車。圖2-20連發(fā)運(yùn)行圖(2)追蹤運(yùn)行圖(如圖2-21所示)。在這種運(yùn)行圖上,同方向列車的運(yùn)行是以閉塞分區(qū)為間隔的,一個站間區(qū)間內(nèi)允許幾列列車同時運(yùn)行。目前,大多數(shù)地鐵、輕軌采用這種追蹤運(yùn)行圖。圖2-21追蹤運(yùn)行圖以上分類,都是針對列車運(yùn)行圖的某一特性進(jìn)行區(qū)分的。實(shí)際上,在每張列車運(yùn)行圖都有若干方面的特點(diǎn)。例如圖2-21所示,它是雙線、平行、成對和追蹤運(yùn)行圖。三列車運(yùn)行圖的基本要素根據(jù)列車運(yùn)行圖的特殊性,可以將列車運(yùn)行圖分為不同的種類。而列車運(yùn)行圖的共性,則是組成列車運(yùn)行圖的

12、各項基本的要素。這些要素的實(shí)質(zhì)就是把列車的運(yùn)行過程中按空間或時間上銜接的特征劃分為若干單項作業(yè)。在編制列車運(yùn)行圖之前,我們首先要確定這些基本要素。 列車運(yùn)行圖包含很多要素,我們這里主要介紹以下幾種要素:列車區(qū)間運(yùn)行時分、列車停站時分、列車折返時分、調(diào)車時分、追蹤列車間隔時間等。 1.列車區(qū)間運(yùn)行時分。指相鄰兩個車站之間的運(yùn)行時間標(biāo)準(zhǔn)。即列車由某站啟動不再停車,按規(guī)定速度運(yùn)行至另一站完全停穩(wěn)這一系列作業(yè)所需要的時間。這個時間的確定是以牽引計算為理論依據(jù),并結(jié)合查標(biāo)和列車試運(yùn)行的方法進(jìn)行確定的。在實(shí)際運(yùn)行中,由于列車性能、列車重量、乘務(wù)員駕駛熟練程度的不同等原因,實(shí)際的區(qū)間運(yùn)行時分與牽引計算值之間

13、是存在一定誤差的。但隨著時間的推移,在適當(dāng)?shù)臈l件下,可以對區(qū)間運(yùn)行時分進(jìn)行修正,達(dá)到充分發(fā)揮各項設(shè)備的能力,來滿足運(yùn)營的需要。 2.列車停站時分。指列車在中間站辦理乘客乘降作業(yè)所需要的停車時間標(biāo)準(zhǔn)。列車停站時間應(yīng)在滿足客運(yùn)組織的前提下,盡可能的壓縮,以提高線路通過能力和旅行速度。影響列車停站時間的因素主要有:車站上下車人數(shù)、平均上(下)一個乘客所需時間、開關(guān)門時間、車門和屏蔽門的不同步時間、確認(rèn)車門關(guān)妥與信號顯示時間、司機(jī)反應(yīng)時間等。3.列車折返時分。列車折返是指列車到達(dá)終點(diǎn)站后轉(zhuǎn)線運(yùn)行。折返時分的確定不僅是列車運(yùn)行圖中的一個重要因素,而且是實(shí)際行車組織工作中非常重要的一環(huán)。列車折返能力直接決

14、定著一條線路的通過能力。列車折返時分的確定也要要根據(jù)折返線設(shè)置的不同、折返方式的不同進(jìn)行分別計算。目前,列車折返方式主要有站前折返和站后折返兩種。站后折返是利用站后盡端的折返線進(jìn)行折返,站前折返是利用站前渡線進(jìn)行折返。不同折返方式所進(jìn)行的作業(yè)不同,導(dǎo)致列車折返時分的不同。 4.調(diào)車時分。指辦理調(diào)車作業(yè)所需要的時間標(biāo)準(zhǔn)。這里所講的調(diào)車時分,主要是指列車從車輛段運(yùn)行至正線車站的時間。這段時間主要包括列車在車輛段與正線防護(hù)信號機(jī)間的運(yùn)行時間、列車在正線防護(hù)信號機(jī)與列車始發(fā)站間的運(yùn)行時間。 5.追蹤列車間隔時間。在采用自動閉塞、超度防護(hù)自動閉塞線路的一個站間區(qū)間內(nèi),同方向有兩列列車以閉塞分區(qū)為間隔運(yùn)行

15、,稱為追蹤運(yùn)行。追蹤運(yùn)行的兩列列車在運(yùn)行過程中相互不受干擾的最小間隔時間稱為追蹤列車間隔時間。追蹤列車間隔時間的大小,和信號類型、列車性能、線路狀況、行車組織方法等因素有關(guān),但是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,能夠?qū)崿F(xiàn)更小的列車間隔的移動閉塞是城市軌道交通發(fā)展的趨勢。 四列車運(yùn)行圖的編制 隨著城市軌道交通客運(yùn)量的不斷增長,尤其是當(dāng)軌道交通形成網(wǎng)絡(luò)之后,客運(yùn)量的增長日益顯著,同時運(yùn)輸市場不斷發(fā)展變化,各項新技術(shù)、新設(shè)備的使用和運(yùn)輸組織工作的不斷改進(jìn),列車運(yùn)行速度的不斷提高,因此每經(jīng)過一定的時期,就要重新編制一次列車運(yùn)行圖。 (一)編圖要求列車運(yùn)行圖的編制應(yīng)符合以下要求: 1確保行車安全。列車運(yùn)行圖應(yīng)符合

16、各種行車規(guī)章的有關(guān)規(guī)定,嚴(yán)格遵守行車作業(yè)程序和時間標(biāo)準(zhǔn)。 2.合理運(yùn)用設(shè)備。列車運(yùn)行圖應(yīng)充分利用線路的通過能力,達(dá)到運(yùn)力與運(yùn)量的匹配,在滿足客流需求的同時,注意提高車輛滿載率和旅行速度。 3.優(yōu)化運(yùn)輸產(chǎn)品。列車運(yùn)行圖應(yīng)根據(jù)客流的特點(diǎn),開行運(yùn)行間隔、編組數(shù)量、站停次數(shù)和旅行速度不同的列車,以吸引客流。列車運(yùn)行圖應(yīng)合理規(guī)定列車的到達(dá)、出發(fā)時刻,合理規(guī)劃停站時間,縮短乘客出行時間。另外,應(yīng)注意與其它交通運(yùn)輸工具的相互銜接配合。 4.配合站段工作。列車運(yùn)行圖應(yīng)安排列車均衡交錯到達(dá)換乘站使車站作業(yè)能力比較均衡。合理安排各種列車。 (二)列車運(yùn)行圖的編制步驟列車運(yùn)行圖的編制由運(yùn)營管理部門負(fù)責(zé)組織,大體經(jīng)過

17、以下步驟完成: 1.按要求和編制目標(biāo)確定編制列車運(yùn)行圖的注意事項。 2.收集編圖資料,對有關(guān)問題組織調(diào)查研究和試驗。這里編圖資料主要有:全線各區(qū)段分時班次計劃,列車最小運(yùn)行間隔,列車在區(qū)間計劃運(yùn)行時分,列車在各站的計劃停站時間,列車在折返站/折返線上的折返及停留時間,列車出入車輛段的時間標(biāo)準(zhǔn),可用列車或動車組的數(shù)量,換乘站能力及其使用計劃,首班車時間和末班車時間,列車交路計劃,供電系統(tǒng)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及計劃,乘務(wù)組工作制度、乘務(wù)組數(shù)量及工作時間標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)行列車運(yùn)行圖執(zhí)行情況分析及改進(jìn)意見,沿線設(shè)備運(yùn)用及進(jìn)路沖突數(shù)據(jù)等。 3.編制列車運(yùn)行方案圖。編制列車運(yùn)行方案圖是列車運(yùn)行圖編制工作中一項十分重要的工作。

18、它主要為了解決以下問題: (1)方便乘客。方便乘客是衡量城市軌道交通運(yùn)輸企業(yè)服務(wù)水平的一個重要標(biāo)志,具體表現(xiàn)為乘客時間的節(jié)約。因此,在編制列車運(yùn)行方案圖時,要認(rèn)真排定頭班車和末班車的發(fā)、到時刻,并注意與其他交通工具的銜接配合;合理規(guī)定列車停站站名、停站時間以及列車在區(qū)間內(nèi)的運(yùn)行時間,以提高運(yùn)行速度和減少旅客乘車時間;換乘站應(yīng)安排好列車的到發(fā)時刻,使幾條線路列車合理的銜接配合,減少乘客在車站的換乘時間。 (2)經(jīng)濟(jì)合理地使用車輛。在車輛不足或客流量增長較快的情況下,充分挖掘潛力,加速車輛周轉(zhuǎn),對城市軌道交通運(yùn)輸有著重大的意義。減少運(yùn)用車組數(shù)可以采用適當(dāng)壓縮列車在折返站的停留時間,合理安排列車回段

19、檢修等方法。(3)列車運(yùn)行與車站客運(yùn)作業(yè)過程的協(xié)調(diào)。在運(yùn)營高峰時間,通常行車密度比較大,在采用島式站臺的車站上,如兩個方向或幾個方向的列車同時到達(dá),會造成車站內(nèi)的擁擠。因此,為避免車站客運(yùn)組織工作出現(xiàn)困難,在鋪畫列車運(yùn)行方案圖時,應(yīng)安排不同方向的列車在車站交錯到達(dá)。(4)列車運(yùn)行與車輛段有關(guān)作業(yè)的協(xié)調(diào)。在城市軌道交通中,車輛的列檢作業(yè)是我們必須考慮的問題之一。在保證有足夠作業(yè)時間的同時,也要盡可能使各個車組在列車運(yùn)行圖上連續(xù)運(yùn)行的周期數(shù)大體均衡。 征求調(diào)度部門、行車和客運(yùn)部門、車輛部門意見,進(jìn)行必要調(diào)整; 根據(jù)列車運(yùn)行方案,鋪畫詳細(xì)列車運(yùn)行圖,編制列車運(yùn)行時刻表和編制說明。 在一分格的列車運(yùn)行

20、圖上鋪畫每一條列車運(yùn)行線,即根據(jù)列車運(yùn)行方案圖和有關(guān)資料,詳細(xì)規(guī)定列車在每個車站的到達(dá)、出發(fā)和通過時刻,以及在區(qū)間的運(yùn)行時分和折返站折返時間等。在鋪畫詳圖時,可以按照需要對方案圖所擬定的列車運(yùn)行線進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。 編制分號運(yùn)行圖。為適應(yīng)運(yùn)量波動需要應(yīng)編制分號運(yùn)行圖,一般地,城市軌道交通列車運(yùn)行圖可以按照周一到周四、周五、周六周日、十一黃金周等情況進(jìn)行分號編制,以適應(yīng)不同運(yùn)量的需要。 列車運(yùn)行圖編制質(zhì)量的檢查。列車運(yùn)行圖編制完成后,必須對列車運(yùn)行圖進(jìn)行全面的質(zhì)量檢查,檢查的主要內(nèi)容有:運(yùn)行圖上鋪畫的列車數(shù)和折返列車數(shù)是否符合要求;列車運(yùn)行線的鋪畫是否符合規(guī)定的各項作業(yè)時間標(biāo)準(zhǔn);換乘站的列車到發(fā)密

21、度是否均衡;列車乘務(wù)員的工作和休息時間是否符合規(guī)定的時間標(biāo)準(zhǔn)等。 計算列車運(yùn)行圖指標(biāo)。通過檢查確認(rèn)的運(yùn)行圖滿足規(guī)定的要求之后,還要計算列車運(yùn)行圖的各項指標(biāo)。主要有:列車列數(shù)和折返列車數(shù)、旅客輸送能力、高峰小時運(yùn)用列車數(shù)、全日車輛總走行公里、車輛日均走行公里、車輛全周轉(zhuǎn)時間、車輛周轉(zhuǎn)時間、技術(shù)速度、旅行速度、滿載率、列車正點(diǎn)率、平均運(yùn)距等。 將編制完畢的列車運(yùn)行圖、時刻表和編制說明報有關(guān)部門審核批準(zhǔn)執(zhí)行。 (三)實(shí)行新圖前的準(zhǔn)備工作列車運(yùn)行圖經(jīng)過最后批準(zhǔn)后,為了保證新圖能夠正確、順利的實(shí)行,必須在實(shí)行新圖前進(jìn)行以下準(zhǔn)備工作: 1.發(fā)布實(shí)行新圖的命令; 2.印刷并分發(fā)列車運(yùn)行圖和列車時刻表; 3.

22、擬定執(zhí)行新圖的技術(shù)組織措施; 4.組織有關(guān)人員學(xué)習(xí)新圖; 5.根據(jù)新圖的規(guī)定,組織各站段修訂行車工作細(xì)則; 6.做好車輛和司乘人員的調(diào)配工作。 2.2 行車閉塞法一行車閉塞法概述(一)行車閉塞法概念兩站之間的線路稱為區(qū)間。列車在區(qū)間運(yùn)行,必須區(qū)間空閑,而且必須杜絕其對向和同向同時有列車運(yùn)行的可能,即必須從列車的頭部和尾部進(jìn)行防護(hù)。因此,為了安全、準(zhǔn)確、迅速、協(xié)調(diào)地完成運(yùn)輸生產(chǎn)任務(wù),軌道交通部門在行車管理上設(shè)置了一套行車設(shè)備和相應(yīng)的行車組織制度,用來控制軌道車輛的運(yùn)行,這種為確保列車在區(qū)間運(yùn)行安全而采取一定措施的方法稱為行車閉塞法,簡稱閉塞。 (二)行車閉塞法作用控制軌道車輛與軌道車輛之間保持一

23、定安全距離,以保證軌道車輛安全運(yùn)行。(三)區(qū)間行車組織的基本方法為了保證軌道車輛的安全運(yùn)行,就得設(shè)法把兩軌道車輛分開。到目前為止,普遍采用的方法是隔離法。隔離法共有兩種形式:一種是空間間隔法,一種是時間間隔法。在正常情況下,一般采用空間間隔法。 1空間間隔法:在軌道交通正線上每隔相當(dāng)距離設(shè)立一個車站、自動閉塞通過信號機(jī),這樣把正線劃分為若干個區(qū)間,在同一時間里,同一空間內(nèi)只準(zhǔn)許一個軌道車輛運(yùn)行的辦法。 2時間間隔法:實(shí)際上是一種不確切的空間間隔法。即在一個區(qū)間內(nèi),用規(guī)定的時間將同方向運(yùn)行的軌道車輛彼此間隔開運(yùn)行,以達(dá)到軌道車輛之間的空間間隔。由于時間間隔法沒有設(shè)備上控制,容易發(fā)生人為的行車事故

24、,安全性較差。所以,時間間隔法不能確保行車安全,原則上不采用該方法,只有在特殊情況下(如臨時性的緩和軌道車輛堵塞、事故起復(fù)后的車流疏散、一切電話中斷時的行車等)采用。 (四)閉塞區(qū)間的劃分區(qū)間與站內(nèi)的劃分,是行車組織工作的一項重要內(nèi)容,也是劃定責(zé)任范圍的依據(jù)。列車進(jìn)入不同地段時必須取得相應(yīng)的憑證或準(zhǔn)許,在我國,列車占用區(qū)間的憑證通常為車站出站信號機(jī)的準(zhǔn)許顯示或目標(biāo)點(diǎn)和速度碼。在城市軌道交通線路上采用的閉塞方式不同,閉塞區(qū)間的劃分也不相同。閉塞區(qū)間的劃分如圖222、圖223、圖224、圖225所示。圖222 單線線路區(qū)間的劃分圖223 雙線線路區(qū)間的劃分圖224 雙線線路自動閉塞分區(qū)的劃分圖22

25、5 移動閉塞線路閉塞分區(qū)的劃分采用站間閉塞時,在單線上以兩個車站的進(jìn)站信號機(jī)機(jī)柱的中心線為車站與區(qū)間的分界線;在雙線或多線上,分別以各線路的進(jìn)站信號機(jī)機(jī)柱或站界標(biāo)的中心線為車站與區(qū)間的分界線。兩站間的線路區(qū)段稱為站間區(qū)間。采用大區(qū)間閉塞時,并非所有的車站都是閉塞區(qū)間的分界點(diǎn),通常根據(jù)作業(yè)需要將某些大站(或重要車站)設(shè)置為閉塞區(qū)車站,兩閉塞區(qū)車站之間的線路區(qū)段稱為大區(qū)間,其他車站則為大區(qū)間內(nèi)的閉塞分區(qū)分界點(diǎn)。采用移動閉塞時,是以同方向保持最小運(yùn)行間隔的前行列車尾部和追蹤列車頭部為活動閉塞區(qū)間的分界線。(五)閉塞制式的實(shí)現(xiàn)閉塞就是用信號或憑證來保證列車按照空間間隔制運(yùn)行的技術(shù)方法??臻g間隔制就是前

26、行列車和追蹤列車之間必須保持一定距離的行車方法。從各種不同的角度閉塞可以有各種不同的分類,總的說可分為站間閉塞和自動閉塞兩大類。 1.站間閉塞 站間閉塞就是兩站間只能運(yùn)行一列車,其列車的空間間隔為一個站間。按技術(shù)手段和閉塞實(shí)現(xiàn)方法又可分為:電話閉塞、路簽閉塞,路牌閉塞、半自動閉塞、自動站間閉塞。電話閉塞把它作為一種最終的備用閉塞。路簽和路牌閉塞在我國已經(jīng)淘汰。半自動閉塞就是人工辦理閉塞手續(xù),列車憑信號顯示發(fā)車后,出站信號機(jī)自動關(guān)閉的閉塞方法。其特征為:站間只準(zhǔn)走行一列車;人工辦理閉塞手續(xù);人工確認(rèn)列車完整到達(dá)和人工恢復(fù)閉塞。 自動站間閉塞就是在有區(qū)間占用檢查的條件下,自動辦理閉塞手續(xù),列車憑信

27、號顯示發(fā)車后,出站信號機(jī)自動關(guān)閉的閉塞方法。其特征為:有區(qū)間占用檢查設(shè)備;站間區(qū)間只準(zhǔn)走行一列車;辦理發(fā)車進(jìn)路時自動辦理閉塞手續(xù);自動確認(rèn)列車到達(dá)和自動恢復(fù)閉塞。 2.自動閉塞自動閉塞就是根據(jù)列車運(yùn)行及有關(guān)閉塞分區(qū)狀態(tài)自動變換信號顯示,而司機(jī)憑信號行車的閉塞方法。其特征為:把站間劃分為若干閉塞分區(qū),有分區(qū)占用檢查設(shè)備,可以憑通過信號機(jī)的顯示行車,也可憑機(jī)車信號或列車運(yùn)行控制的車載信號行車;站間能實(shí)現(xiàn)列車追蹤;辦理發(fā)車進(jìn)路時自動辦理閉塞手續(xù),自動變換信號顯示。 從保證列車運(yùn)行而采取的技術(shù)手段角度來看,自動閉塞可分兩大類:傳統(tǒng)的自動閉塞和裝備列車運(yùn)行自動控制系統(tǒng)的自動閉塞。 (1)傳統(tǒng)的自動閉塞傳

28、統(tǒng)的自動閉塞屬固定閉塞的范疇,一般設(shè)地面通過信號機(jī),裝備有機(jī)車信號,保證列車按照空間間隔制運(yùn)行的技術(shù)方法是用信號或憑證來實(shí)現(xiàn)的。傳統(tǒng)的自動閉塞通常就稱自動閉塞,在此因為要與裝備列車運(yùn)行控制的自動閉塞以區(qū)分,故冠以傳統(tǒng)的自動閉塞之稱。目前,傳統(tǒng)的自動閉塞一般適用于列車最高運(yùn)行速度在160km/h及以下,它可分為:三顯示自動閉塞、四顯示自動閉塞、多信息自動閉塞。(2)裝備列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的自動閉塞列車運(yùn)行自動控制系統(tǒng)(簡稱列控系統(tǒng))保證列車按照空間間隔制運(yùn)行的技術(shù)方法是靠控制列車運(yùn)行速度的方式來實(shí)現(xiàn)的。從閉塞制式的角度來看,裝備列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的自動閉塞可分為三類:固定閉塞、準(zhǔn)移動閉塞(含虛擬閉塞

29、)和移動閉塞。稱為準(zhǔn)移動閉塞,說明它還不是移動閉塞,所以有時仍把它歸入固定閉塞。 固定閉塞:列控系統(tǒng)采取分級速度控制模式時,采用固定閉塞方式。運(yùn)行列車間的空間間隔是若干個閉塞分區(qū),閉塞分區(qū)數(shù)依劃分的速度級別而定。一般情況下,閉塞分區(qū)是用軌道電路或計軸裝置來劃分的,它具有列車定位和占用軌道的檢查功能。固定閉塞的追蹤目標(biāo)點(diǎn)為前行列車所占用閉塞分區(qū)的始端,后行列車從最高速開始制動的計算點(diǎn)為要求開始減速的閉塞分區(qū)的始端,這兩個點(diǎn)都是固定的,空間間隔的長度也是固定的,所以稱為固定閉塞。 準(zhǔn)移動閉塞:準(zhǔn)移動閉塞方式的列控系統(tǒng)采取目標(biāo)距離控制模式(又稱連續(xù)式一次速度控制)。目標(biāo)距離控制模式根據(jù)目標(biāo)距離、目標(biāo)

30、速度及列車本身的性能確定列車制動曲線,不設(shè)定每個閉塞分區(qū)速度等級,采用一次制動方式。準(zhǔn)移動閉塞的追蹤目標(biāo)點(diǎn)是前行列車所占用閉塞分區(qū)的始端,當(dāng)然會留有一定的安全距離,而后行列車從最高速開始制動的計算點(diǎn)是根據(jù)目標(biāo)距離、目標(biāo)速度及列車本身的性能計算決定的。目標(biāo)點(diǎn)相對固定,在同一閉塞分區(qū)內(nèi)不依前行列車的走行而變化,而制動的起始點(diǎn)是隨線路參數(shù)和列車本身性能不同而變化的??臻g間隔的長度是不固定的,由于要與移動閉塞相區(qū)別,所以稱為準(zhǔn)移動閉塞。 虛擬閉塞:是準(zhǔn)移動閉塞的一種特殊方式,它不設(shè)軌道占用檢查設(shè)備,采取無線定位方式來實(shí)現(xiàn)列車定位和占用軌道的檢查功能,閉塞分區(qū)是以計算機(jī)技術(shù)虛擬設(shè)定的,僅在系統(tǒng)邏輯上存在

31、有閉塞分區(qū)和信號機(jī)的概念。虛擬閉塞除閉塞分區(qū)和軌旁信號機(jī)是虛擬的以外,從操作到管理等,都等效于準(zhǔn)移動閉塞方式。虛擬閉塞方式非常有條件將閉塞分區(qū)劃分得很短,當(dāng)短到一定程度時,其效率就接近于移動閉塞。移動閉塞是全球鐵路及軌道交通信號界公認(rèn)的最先進(jìn)的信號系統(tǒng),國際上已有不少城市開始采用移動閉塞:這種新技術(shù)對現(xiàn)有的城市軌道交通列車控制系統(tǒng)進(jìn)行更新,我國武漢軌道交通一號線、廣州地鐵三號線等城市軌道交通線路也采用了移動閉塞。該技術(shù)的應(yīng)用,對保證行車安全、縮短列車運(yùn)行間隔、提高線路通過能力均可起到重要作用,也給運(yùn)營部門帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。因此采用移動閉塞方式是城市軌道交通發(fā)展的一種趨勢。城市軌道交

32、通列車間隔控制(即閉塞)均由列車運(yùn)行自動完成,故為自動閉塞。由于采用了ATC系統(tǒng),各個軌道電路區(qū)段(即閉塞分區(qū))均不設(shè)通過信號機(jī),而由車載ATP系統(tǒng)予以顯示。也沒有鐵路那樣專用的閉塞設(shè)備的概念,閉塞作用由ATP系統(tǒng)完成。準(zhǔn)移動閉塞和移動閉塞ATC系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)較大的通過能力,對于客運(yùn)量變化具有較強(qiáng)的適應(yīng)性,可以提供線路利用率,具有高效運(yùn)行、節(jié)能燈作用,并且控制模式與列車運(yùn)行特性相近,能較好地適應(yīng)不同列車的技術(shù)狀態(tài),其技術(shù)水平較高,具有較大的發(fā)展前景。雖然固定閉塞ATC系統(tǒng)技術(shù)水平相對較低,但由于可滿足2min通過能力的行車要求,且價格相對低廉,因此也宜選用。根據(jù)實(shí)際情況,因地制宜選擇三種不同制式

33、的ATC系統(tǒng)是完全必要的。二傳統(tǒng)自動閉塞(一)傳統(tǒng)自動閉塞設(shè)備概況及作用原理 1.設(shè)備概況自動閉塞是依靠運(yùn)行中軌道車輛自動完成閉塞作用的一種設(shè)備,將兩端車站的區(qū)間正線劃分為若干個閉塞分區(qū),每個閉塞分區(qū)的起點(diǎn)設(shè)置一個通過色燈信號機(jī)進(jìn)行防護(hù)。由于每個閉塞分區(qū)都裝設(shè)軌道電路,因而能夠準(zhǔn)確反映軌道車輛的運(yùn)行情況和鋼軌的完整與否,并及時通過色燈信號機(jī)顯示出來,向接近它的軌道車輛指示運(yùn)行條件。因為出站信號機(jī)的關(guān)閉與通過色燈信號機(jī)的顯示變化是隨著軌道車輛的運(yùn)行通過軌道車輛自動控制的,不需要人工操縱(但出站信號機(jī)的開放一般仍由車站值班員在排列進(jìn)路時完成,只有當(dāng)連續(xù)放行通過軌道車輛時,才改由軌道車輛運(yùn)行控制),

34、所以叫自動閉塞。下面以三顯示自動閉塞區(qū)段為例,介紹自動閉塞設(shè)備概況。車站值班室設(shè)有操縱臺,操縱臺上裝有各種表示燈、信號機(jī)復(fù)示器及操作按鈕等設(shè)備,如圖2-26所示:圖2-26 自動閉塞設(shè)備概況可見,處在自動閉塞區(qū)段的車站其控制臺上除有站內(nèi)線路、信號機(jī)的有關(guān)表示外,還有鄰近車站的兩個閉塞分區(qū)的占用情況表示,即第一、第二接近及第一、第二離去,以使車站值班員了解軌道車輛在臨近車站閉塞分區(qū)的運(yùn)行情況。出站信號機(jī)的開放受第一、第二離去占用的限制。車站值班員在開放出站信號機(jī)發(fā)車前,須確認(rèn)第一、第二遠(yuǎn)離分區(qū)的空閑情況。根據(jù)軌道車輛性質(zhì)和閉塞分區(qū)占用情況,才能開放出站信號機(jī)。2作用原理由圖2-27可見,每一閉塞

35、分區(qū)構(gòu)成一個獨(dú)立的軌道電路。當(dāng)分區(qū)內(nèi)無軌道車輛占用時,軌道繼電器有電吸起。當(dāng)軌道車輛在閉塞分區(qū)1G內(nèi)運(yùn)行時,由于軌道繼電器1GJ被軌道車輛的輪對短接,它的前接點(diǎn)斷開,繼電器接通后接點(diǎn),使1號信號機(jī)顯示紅燈。表示該閉塞分區(qū)有車占用。3G內(nèi)無車,使軌道繼電器3GJ有電吸起,又因軌道繼電器1GJ接點(diǎn)落下,使3GJ前接點(diǎn)閉合而接通3號信號機(jī)的電路,使3號信號機(jī)亮黃燈,表示它所防護(hù)的閉塞分區(qū)空閑,要求后行軌道車輛注意運(yùn)行,前方只有一個閉塞分區(qū)空閑。5號通過信號機(jī)由于軌道繼電器5GJ、3GJ都在吸起狀態(tài),通過軌道繼電器5GJ和3GJ的前接點(diǎn)閉合綠燈電路而亮綠燈,準(zhǔn)許后行軌道車輛按規(guī)定速度運(yùn)行,前方至少有兩

36、個閉塞分區(qū)空閑,其余依次類推。當(dāng)線路上的鋼軌折斷時,由于軌道電路斷電,繼電器失磁釋放銜鐵,使信號機(jī)顯示紅燈。所以能更好地保證行車安全。 圖2-27 自動閉塞作用原理(二)傳統(tǒng)自動閉塞法的類型 1.三顯示自動閉塞紅色燈光:前方閉塞分區(qū)有車占用,停車,不準(zhǔn)越過信號機(jī);黃色燈光:前方僅有一個閉塞分區(qū)空閑,減速通過;綠色燈光:前方至少有兩個閉塞分區(qū)空閑,按規(guī)定速度通過;三顯示自動閉塞在綠色燈光條件下,至少有兩個閉塞分區(qū)空閑可供列車占用。因此,列車基本上是在綠色燈光或黃色燈光下運(yùn)行??梢员3州^高速度運(yùn)行,或只需要短暫減速運(yùn)行。適合于客貨列車混行的鐵路系統(tǒng)。2.四顯示自動閉塞紅色燈光:前方閉塞分區(qū)有車占用

37、,停車,不準(zhǔn)越過信號機(jī);黃色燈光:前方僅有一個閉塞分區(qū)空閑,低速列車減速通過;綠黃色燈光:前方有兩個閉塞分區(qū)空閑,高速列車減速通過;綠色燈光:前方至少有三個閉塞分區(qū)空閑,按規(guī)定速度通過;四顯示自動閉塞保證列車在綠色燈光條件下運(yùn)行,可以充分發(fā)揮列車運(yùn)行速度,比較適合于較高速度的鐵路區(qū)段或城市軌道交通系統(tǒng)。3.多信息自動閉塞也稱多顯示自動閉塞,是對四顯示及以上自動閉塞的統(tǒng)稱。多于四顯示時,往往地面通過信號機(jī)不具備多顯示的條件,而以機(jī)車信號顯示為主。各種顯示類型如圖2-28所示。 圖2-28 各種顯示類型示意圖(三)自動閉塞區(qū)間列車運(yùn)行間距與發(fā)車間隔時間前后列車在區(qū)間內(nèi)運(yùn)行間距越大,通過能力越差,但

38、運(yùn)行安全程度越高,列車的運(yùn)行速度也可發(fā)揮到最佳點(diǎn)。同樣,在自動閉塞區(qū)段,車站向區(qū)間按一定的間隔時間連續(xù)發(fā)車,發(fā)車間隔時間越長,線路通過能力就越低,但安全可靠性提高;發(fā)車間隔時間越短長,則線路通過能力就越大,但必須保證續(xù)行列車與前行列車有安全的間隔距離,這個安全距離可以由自動閉塞的制式來決定。由于自動閉塞每個閉塞分區(qū)均裝有軌道電路,因此,可以比較準(zhǔn)確地表示前方列車的位置,繼而向續(xù)行列車傳輸比較明確的速度指令,從而保證兩個列車之間既有可靠的安全制動距離,又能保持最短的空間間距,達(dá)到最大的通過能力。某軌道交通系統(tǒng)速度命令控制線,如圖229所示,虛線表示列車占用該分區(qū),1T9T表示各個分區(qū),速度為圖中

39、所示0、20、30、45、55、65、80km/h等,MAS為最大允許速度。 圖229 某軌道交通系統(tǒng)速度命令控制線當(dāng)續(xù)行列車A進(jìn)入1T時,如果前行列車B出清2T進(jìn)入3T,對列車A而言,前方僅有一個2T分區(qū)空閑,此間距不滿足最低速度(圖例是20km/h)的制動距離要求,此時1T的軌道電路發(fā)送器不發(fā)碼(即指示0速度),列車A應(yīng)停車;當(dāng)B列車出清3T分區(qū),對A列車而言,已有2T、3T兩個分區(qū)空閑,間距已滿足最低速度(20km/h)的制動距離要求。因此,1T發(fā)送器向列車A發(fā)出20km/h的速度命令,依此類推。當(dāng)前行列車B已出清8T,進(jìn)入9T時,則續(xù)行列車A若在1T分區(qū),則應(yīng)收到1T發(fā)送器發(fā)送的速度命

40、令,當(dāng)中有7個分區(qū)空間的間距,滿足最高速度(80km/h)的安全制動距離要求。三固定閉塞固定閉塞將軌道劃分為固定的閉塞分區(qū),不論前車還是后車都是用軌道電路來監(jiān)測的,所以系統(tǒng)只知道軌道車輛在哪個區(qū)段并不知道軌道車輛的具體位置,所以軌道車輛的控制必然是分級的,階梯式的。在這種制式中,需要向被控制列車“安全”傳送的只是代表少數(shù)幾個速度級的速度碼。固定閉塞方式無法滿足提高系統(tǒng)能力、系統(tǒng)安全性和互用性的要求。傳統(tǒng)ATP的傳輸方式采用固定閉塞,通過軌道電路判別閉塞分區(qū)占用情況,并傳輸信息碼,需要大量的軌旁設(shè)備,維護(hù)工作量較大,并存在較多缺點(diǎn)。四準(zhǔn)移動閉塞準(zhǔn)移動閉塞(也可稱為半固定閉塞)是介于固定閉塞和移動

41、閉塞之間的一種閉塞方式。它對前、后列車的定位方式是不同的。前行列車的定位仍沿用固定閉塞的方式,而后續(xù)列車的定位則采用連續(xù)的或稱為移動的方式。準(zhǔn)移動閉塞可解釋為“預(yù)先設(shè)定列車的安全追蹤間隔距離,根據(jù)前方目標(biāo)狀態(tài)設(shè)定列車的可行車距離和運(yùn)行速度、介于固定閉塞和移動閉塞之間的一種閉塞方式”。由于準(zhǔn)移動閉塞同時采用移動和和固定兩種定位方式,所以它的速度控制模式,必然既具有無級(連續(xù))的特點(diǎn),又具有分級(臺階)的性質(zhì)。若前行列車不動而后續(xù)列車前進(jìn)時,其最大允許速度是連續(xù)變化的;而當(dāng)前行列車前進(jìn),其尾部駛過固定區(qū)段的分界點(diǎn)時,后續(xù)列車的最大速度將按“臺階”跳躍上升。 準(zhǔn)移動閉塞在控制列車的安全間隔上比固定閉

42、塞進(jìn)了一步。它通過采用報文式軌道電路輔之環(huán)線或應(yīng)答器來判斷分區(qū)占用并傳輸信息,信息量大;可以告知后續(xù)列車?yán)^續(xù)前行的距離,后續(xù)列車可根據(jù)這一距離合理地采取減速或制動,列車制動的起點(diǎn)可延伸至保證其安全制動的地點(diǎn),從而可改善列車速度控制,縮小列車安全間隔,提高線路利用效率。但準(zhǔn)移動閉塞中后續(xù)列車的最大目標(biāo)制動點(diǎn)仍必須在先行列車占用分區(qū)的外方,因此它并沒有完全突破軌道電路的限制。準(zhǔn)移動閉塞在控制列車的安全間隔上比固定閉塞進(jìn)了一步。它通過采用報文式軌道電路輔之環(huán)線或應(yīng)答器來判斷分區(qū)占用并傳輸信息,信息量大;可以告知后續(xù)列車?yán)^續(xù)前行的距離,后續(xù)列車可根據(jù)這一距離合理地采取減速或制動,列車制動的起點(diǎn)可延伸至

43、保證其安全制動的地點(diǎn),從而可改善列車速度控制,縮小列車安全間隔,提高線路利用效率。但準(zhǔn)移動閉塞中后續(xù)列車的最大目標(biāo)制動點(diǎn)仍必須在先行列車占用分區(qū)的外方,因此它并沒有完全突破軌道電路的限制。五移動閉塞移動閉塞是一種新型的閉塞制式。它不設(shè)固定閉塞區(qū)段,前、后兩列車都采用移動式的定位方式。移動閉塞可解釋為“列車安全追蹤間隔距離不預(yù)先設(shè)定,而隨列車的移動不斷移動并變化的閉塞方式”。在城市軌道交通中,移動閉塞是一種采用先進(jìn)的通信、計算機(jī)、控制技術(shù)相結(jié)合的列車控制技術(shù),所以國際上有習(xí)慣稱為基于通信的列車控制系統(tǒng)CBTC(Communicaition Based Train Contrl)。移動閉塞可借助感

44、應(yīng)環(huán)線或無線通信的方式實(shí)現(xiàn)。早期的移動閉塞系統(tǒng)大部分采用基于感應(yīng)環(huán)線的技術(shù),即通過在軌間布置感應(yīng)環(huán)線來定位列車和實(shí)現(xiàn)車載計算機(jī)與控制中心之間的連續(xù)通信。武漢輕軌一期和廣州地鐵3號線相繼采用基于環(huán)線的移動閉塞技術(shù)?,F(xiàn)今大多數(shù)先進(jìn)的移動閉塞系統(tǒng)已采用無線通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)間的通信,構(gòu)成基于無線通信技術(shù)的移動閉塞。 (一)移動閉塞的概念移動閉塞(Moving Block,簡稱MB)是相對于固定閉塞而言的。固定閉塞有固定的閉塞分區(qū),移動閉塞與固定閉塞相比最顯著的特點(diǎn)是取消了以通過信號機(jī)分隔的固定閉塞分區(qū)。列車間的最小運(yùn)行間隔距離由列車在線路上的實(shí)際運(yùn)行位置和運(yùn)行狀態(tài)確定,閉塞分區(qū)隨著列車的行駛,不斷

45、地向前移動和調(diào)整,所以稱為移動閉塞。移動閉塞的線路取消了物理層次上的閉塞分區(qū)劃分,而是將線路分成了若干個通過數(shù)據(jù)庫預(yù)先定義的線路單元,每個單元長幾米到幾十米不等。移動閉塞分區(qū)即由一定數(shù)量的線路單元組成,單元的數(shù)目可隨列車的速度和位置而變化,分區(qū)的長度也是動態(tài)變化的。 移動閉塞方式的列控系統(tǒng)采取目標(biāo)距離控制模式(又稱連續(xù)式一次速度控制)。目標(biāo)距離控制模式根據(jù)目標(biāo)距離、目標(biāo)速度及列車本身的性能確定列車制動曲線,采用一次制動方式。移動閉塞的追蹤目標(biāo)點(diǎn)是前行列車的尾部,當(dāng)然會留有一定的安全距離,后行列車從最高速開始制動的計算點(diǎn)是根據(jù)目標(biāo)距離、目標(biāo)速度及列車本身的性能計算決定的。目標(biāo)點(diǎn)是前行列車的尾部,

46、與前行列車的走行和速度有關(guān),是隨時變化的,而制動的起始點(diǎn)是隨線路參數(shù)和列車本身性能不同而變化的??臻g間隔的長度是不固定的,所以稱為移動閉塞。其在追蹤運(yùn)行運(yùn)行間隔要比準(zhǔn)移動閉塞更小一些,移動閉塞一般是采用無線通信和無線定位技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的。(二)移動閉塞的基本要素在移動閉塞技術(shù)中,閉塞分區(qū)僅僅是保證列車安全運(yùn)行的邏輯間隔,與實(shí)際線路并無物理上的對應(yīng)關(guān)系,因此,移動閉塞在設(shè)計和實(shí)現(xiàn)上與固定閉塞有比較大的區(qū)別。其中列車定位(Train Position)、安全距離(Safety Dlstance)和目標(biāo)點(diǎn)(Target Point)是移動閉塞技術(shù)中最重要的三個概念,可以稱為移動閉塞的三個基本要素。 1列

47、車定位在固定閉塞和準(zhǔn)移動閉塞中有軌道電路或計軸等設(shè)備作為閉塞分區(qū)列車占用的檢查,就能粗略地進(jìn)行列車定位,再配以測速測距就能較細(xì)地進(jìn)行列車定位,最多再加應(yīng)答器校準(zhǔn)坐標(biāo)。在移動閉塞中沒有軌道電路等設(shè)備作為閉塞分區(qū)列車占用的檢查,被控對象基本處于動態(tài)過程中,只有了解所有列車的具體位置,以何種速度運(yùn)行等信息,才能實(shí)施對列車的有效控制,所以列車定位技術(shù)在移動閉塞系統(tǒng)中就顯得更為重要。列車定位由地面設(shè)備和車載設(shè)備共同完成。列車定位信息的主要作用是:為保證安全列車間隔提供依據(jù),CBTC系統(tǒng)對在線的每一列車,能計算出距前行列車尾部距離,或距進(jìn)站信號點(diǎn)的距離,從而對它實(shí)施有效的速度控制;作為列車在車站停車后打開

48、車門以及屏蔽門的依據(jù)。目前,在列車自動控制系統(tǒng)中得到應(yīng)用的列車定位技術(shù)主要有:測速定位法、查詢一應(yīng)答器法、交叉感應(yīng)線圈法、衛(wèi)星定位法。測速定位法的原理是在車輪外側(cè)安裝光柵,按車輪旋轉(zhuǎn)次數(shù)與轉(zhuǎn)角計算出列車的位移。查詢一應(yīng)答器法是在線路上按一定間隔設(shè)置應(yīng)答器,應(yīng)答器內(nèi)存儲了其所在位置的公里標(biāo),列車上的查詢無線經(jīng)過時讀取位置信息。交叉感應(yīng)線圈法是在線路上敷設(shè)軌道電纜,將軌道電纜每隔一定距離交叉一次,利用交叉回線列車可測算出自己的位置。衛(wèi)星定位法,GPS(Global Positioning System)和GNSS(Global Navigation Satellite System)都是利用導(dǎo)航衛(wèi)

49、星進(jìn)行測時和測距,從而實(shí)現(xiàn)全球定位功能。另外還有多普勒雷達(dá)法、無線擴(kuò)頻列車定位、慣性列車定位、航位推算系統(tǒng)定位、漏泄波導(dǎo)法、漏泄電纜法等等。 2安全距離安全距離是后續(xù)追蹤列車的命令停車點(diǎn)與其前方障礙物之間的一個固定距離。障礙物可以是確認(rèn)了的前行列車尾部的位置或者無道岔表示(道岔故障)的道岔位置。該距離是基于列車安全制動模型計算得到的一個附加距離,它保證追蹤列車在最不利條件下能夠安全地停止在前行列車的后方不發(fā)生沖撞。所以,安全距離是移動閉塞系統(tǒng)中的關(guān)鍵,是整個系統(tǒng)設(shè)計的理論基礎(chǔ)和安全依據(jù)。如圖230所示,可以看出:移動閉塞基本原理為:線路上的前行列車經(jīng)ATP車載設(shè)備將本車的實(shí)際位置,通過通信系統(tǒng)

50、傳送給軌旁的移動閉塞處理器,并將此信息處理生成后續(xù)列車的運(yùn)行權(quán)限,傳送給后續(xù)列車的ATP車載設(shè)備。后續(xù)列車與前行列車總是保持一個“安全距離”。該安全距離是介于后車的目標(biāo)停車點(diǎn)和確認(rèn)的前車尾部之間的一個固定距離。在選擇該距離時,已充分考慮了在一系列最壞情況下,列車仍能夠被安全地分隔開來。 圖230 安全距離示意圖3.列車運(yùn)行的行車憑證目標(biāo)點(diǎn)目標(biāo)點(diǎn)是列車運(yùn)行的行車憑證,如同固定閉塞系統(tǒng)中的允許信號,列車只有獲得了目標(biāo)點(diǎn),才能夠向前移動。目標(biāo)點(diǎn)通常是設(shè)在列車前方一定距離的某個位置點(diǎn),一旦設(shè)定,即表明列車可以安全運(yùn)行至該點(diǎn),但不能超過該點(diǎn)。移動閉塞系統(tǒng)就是通過不斷前移列車的目標(biāo)點(diǎn),引導(dǎo)列車在線路上安全

51、運(yùn)行。 (三)移動閉塞系統(tǒng)的組成和特點(diǎn) 1移動閉塞系統(tǒng)的組成移動閉塞系統(tǒng)主要包括無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)、車載設(shè)備、區(qū)域控制器和控制中心等。如圖231所示是基于通信的CBTC系統(tǒng)框圖。地面和車載設(shè)備通過“數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)”連接起來,構(gòu)成系統(tǒng)的核心。無線數(shù)據(jù)通信是移動閉塞實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。通過可靠的無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng),列車將位置、車次、列車長度、實(shí)際速度、制動潛能和運(yùn)行狀況等信息以無線的方式發(fā)送給區(qū)域控制器;區(qū)域控制器追蹤列車并通過無線傳輸方式向列車發(fā)送移動授權(quán)。車載設(shè)備包括無線電臺、車載計算機(jī)和其他設(shè)備(如傳感器、查詢器等)。列車將采集到的數(shù)據(jù)(如機(jī)車信息、車輛信息、現(xiàn)場狀況和位置信息等)通過無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)發(fā)送給區(qū)域

52、控制器,以協(xié)助完成運(yùn)行決策;同時對接收到的命令進(jìn)行確認(rèn)并執(zhí)行。目前,國內(nèi)軌道交通行業(yè)主要采用的是Seltrac MB移動閉塞系統(tǒng),如武漢城軌交通一號線是第一個開通的移動閉塞式ATC系統(tǒng)。 圖231 典型的CBTC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖ATS系統(tǒng)聯(lián) 鎖CBTC地面設(shè)備數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)CBTC車載設(shè)備列車運(yùn)行控制列車子系統(tǒng)至相鄰聯(lián)鎖系統(tǒng)相鄰CBTC地面設(shè)備Seltrac列車自動控制系統(tǒng)是阿爾卡特(Alcatel)公司研制的一套基于通信的列車自動控制系統(tǒng),它采用移動閉塞原理,以電纜環(huán)線作為車地雙向信息傳輸方式,集ATP、ATS、ATO于一身,實(shí)現(xiàn)對列車運(yùn)行的安全控制。典型的Seltra移動閉塞系統(tǒng)主要由三個控制層

53、次,共5個子系統(tǒng)構(gòu)成,如圖232所示.管理層,由系統(tǒng)管理中心(SMC)子系統(tǒng)構(gòu)成,主要實(shí)現(xiàn)ATS功能,對列車進(jìn)行自動監(jiān)督和實(shí)現(xiàn)調(diào)度管理。操作層,由列車控制中心(VCC )子系統(tǒng)構(gòu)成,負(fù)責(zé)計算列車的安全運(yùn)行間隔。它綜合來自車載控制器(VOBC)的列車位置、速度、運(yùn)行方向信息和來自車站控制器(STC)的軌旁設(shè)備(如道岔等)的狀態(tài)信息,實(shí)現(xiàn)列車的運(yùn)行和軌旁設(shè)備的聯(lián)鎖,達(dá)到在移動閉塞運(yùn)行方式下控制列車安全運(yùn)行的功能。 執(zhí)行層由車站控制器STC、車載控制器VOBC和感應(yīng)環(huán)線3個子系統(tǒng)構(gòu)成,負(fù)責(zé)解釋和執(zhí)行VCC發(fā)來的控制命令,并向VCC報告所轄設(shè)備的狀態(tài)信息。其中STC負(fù)責(zé)對軌旁設(shè)備(道岔、計軸器、站臺發(fā)

54、車表示器、站臺屏 蔽門等)的控制和信息采集;VOBC則對列車的運(yùn)行進(jìn)行控制并反饋列車的狀態(tài)信息;而感應(yīng)環(huán)線則是列車和VCC間通信的傳輸介質(zhì),同時系統(tǒng)利用環(huán)線電纜、環(huán)線電纜交叉以及VOBC中的轉(zhuǎn)速計實(shí)現(xiàn)對列車的定位。 2移動閉塞系統(tǒng)的特點(diǎn)移動閉塞與傳統(tǒng)的固定閉塞相比較具有以下特點(diǎn):(1)線路沒有固定劃分的閉塞分區(qū),列車間隔是動態(tài)的,并隨前一列車的移動而移動。(2)列車間隔是按后續(xù)列車在當(dāng)前速度下所需的制動距離,加上安全余量計算和控制的,這樣可確保不追尾。(3)制動的起點(diǎn)和終點(diǎn)是動態(tài)的,軌旁設(shè)備的數(shù)量與列車運(yùn)行間隔關(guān)系不大。(4)可實(shí)現(xiàn)較小的列車運(yùn)行間隔。(5)采用地車雙向數(shù)據(jù)傳輸,信息量大,易于

55、實(shí)現(xiàn)無人駕駛。圖232 移動閉塞系統(tǒng)框圖(四)移動閉塞系統(tǒng)的主要運(yùn)行模式及行車辦法國內(nèi)軌道交通行業(yè)采用的主要是SELTRAC MB移動閉塞系統(tǒng),它可以提供兩種主要運(yùn)行模式,即列車自動控制(Automatic Train Contrl,簡稱ATC)模式和后退模式。 1列車自動控制模式ATC模式下,系統(tǒng)根據(jù)SELTRAC移動閉塞原理自動地控制列車,司機(jī)的干預(yù)最少。該模式是ATC系統(tǒng)和列車運(yùn)營服務(wù)的常用工作模式。正常運(yùn)營條件下,列車的運(yùn)行由車輛控制中心進(jìn)行控制,列車在ATC系統(tǒng)控制下自動地在整個線路上運(yùn)行,司機(jī)僅對運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)視。ATC系統(tǒng)將在車場邊界轉(zhuǎn)換軌處進(jìn)行列車自檢,并在自檢成功后使其自動投入到

56、正線運(yùn)營當(dāng)中。退出運(yùn)營的列車將自動返回到車場邊界轉(zhuǎn)換軌,車場的列車自動監(jiān)控子系統(tǒng)(Automatic Train Supervision,簡稱ATS)從這里控制列車進(jìn)入車場。 (1)信息傳輸路徑ATC模式下的信息傳輸路徑如圖232所示。(2)進(jìn)路與道岔控制ATC模式下,VCC負(fù)責(zé)列車的安全間隔和運(yùn)行(安全運(yùn)行還包括對道岔的操作)。VCC按照SMC中執(zhí)行的時刻表(或運(yùn)行線)正確排列進(jìn)路。當(dāng)列車按所分配的進(jìn)路前進(jìn)時,VCC將在列車前方預(yù)留相應(yīng)的軌道及道岔,并在允許列車通過之前命令SRC轉(zhuǎn)換道岔到所需位置。當(dāng)VCC確認(rèn)列車已從相關(guān)軌道及道岔出清,頂留取消。一旦中心調(diào)度員在中心控制室的VCC終端上設(shè)置

57、了人工進(jìn)路預(yù)留(MRR)或者調(diào)度員人工單獨(dú)預(yù)留道岔命令,系統(tǒng)就不會自動轉(zhuǎn)換道岔。 (3)信號顯示與計軸狀態(tài)ATC模式下,信號機(jī)顯示藍(lán)色以提醒司機(jī)信號機(jī)防護(hù)區(qū)域是“自動”區(qū)域,人工列車(限制人工或非限制人工)禁止通過。ATC模式下,ATC系統(tǒng)不會在信號機(jī)上顯示其他燈光。計軸器在ATC模式下仍然工作,但其檢測的列車定位信息將不返回給VCC,即計軸狀不參與ATC模式下的聯(lián)鎖邏輯。(4)運(yùn)行方式列車可在ATO駕駛模式、人工保護(hù)駕駛模式以及無人駕駛模式下運(yùn)行。ATC模式下,VCC對站臺緊急停車按鈕以及中央緊急停車按鈕的按下進(jìn)行響應(yīng)。ATC系統(tǒng)有能力使列車在線路的任何區(qū)域上雙向運(yùn)行。雙向運(yùn)行可以有效應(yīng)對線

58、路的任何部分由于特殊原因(如軌道阻塞)而采取的自動變更運(yùn)行。與正向運(yùn)營一樣,反向運(yùn)行時信號系統(tǒng)提供ATP、ATO及ATS的功能。2后退模式后退模式可以使列車人工駕駛(限制人工或非限制人工)運(yùn)行,是考慮到ATC系統(tǒng)設(shè)備故障,或沒有配備ATC設(shè)備的列車要在正線線路上運(yùn)行而設(shè)計的。當(dāng)出現(xiàn)VCC嚴(yán)重故障、感應(yīng)環(huán)線故障或者車載VOBC故障時,后退模式可以提供一種降級服務(wù)。此時,列車采用人工駕駛,按照軌旁信號機(jī)顯示運(yùn)行。后退模式根據(jù)移動閉塞系統(tǒng)的故障影響分為全人工后退模式和局部后退模式。全人工模式下,單個或全部的STC將不受VCC控制,該STC控制下的所有正線區(qū)域均以自動閉塞運(yùn)營;局部后退模式則是指STC

59、控制的個別信號機(jī)防護(hù)的區(qū)段以自動閉塞方式運(yùn)營,其余區(qū)域仍以移動閉塞方式運(yùn)營。(1)后退模式的特點(diǎn)后退模式下的行車是單方向的,用于使無通信列車進(jìn)人固定閉塞下運(yùn)營,在確保安全的前提下,達(dá)到一定的運(yùn)輸能力,系統(tǒng)中的STC設(shè)備可以為其控制區(qū)域內(nèi)的列車提供地面信號,以保證列車安全運(yùn)行。進(jìn)路是由中央調(diào)度員或車站值班員采取設(shè)置人工進(jìn)路的方式設(shè)置的,并將進(jìn)路上有關(guān)道岔設(shè)到所要求的位置。 (2)后退模式的功能后退模式時,軌旁信號機(jī)平時點(diǎn)亮紅燈,在人工辦理了進(jìn)路、聯(lián)鎖條件滿足的情況下開放允許信號,在禁止信號“紅燈”不能點(diǎn)亮的情況下不能開放任何允許信號。在后退模式下,STC根據(jù)區(qū)段占用狀態(tài)和道岔位置等聯(lián)鎖條件來設(shè)置

60、信號機(jī)的顯示。因此,一旦調(diào)度員設(shè)置了人工進(jìn)路,當(dāng)列車占用了該進(jìn)路計軸區(qū)段時,防護(hù)該進(jìn)路的信號機(jī)將顯示“紅燈”。當(dāng)列車出清該占用區(qū)段后,如果所有的道岔都處在“正?!边M(jìn)路所要求的正確位置,則該區(qū)段信號機(jī)自動開放,顯示“綠燈”;如果所有的道岔都處在“變更”進(jìn)路所要求的正確位置,則該區(qū)段信號機(jī)自動顯示“黃燈”。當(dāng)?shù)啦硖幱阪i閉狀態(tài)時,信號機(jī)才能顯示開放的信號(綠燈或黃燈)。 STC根據(jù)中心SMC(或處于局部后退模式的VCC)的指令或SMC本地工作站控制指令轉(zhuǎn)動道岔,并依據(jù)聯(lián)鎖條件設(shè)置信號機(jī)的顯示。假如接近計軸區(qū)段并且道岔區(qū)段均空閑,則在STC將信號機(jī)成功設(shè)置為紅燈后,命令道岔開始轉(zhuǎn)動;當(dāng)?shù)啦磙D(zhuǎn)到規(guī)定位置

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