重慶單軌交通信號(hào)系統(tǒng)

1、重慶單軌交通信號(hào)系統(tǒng)摘要：結(jié)合重慶單軌工程工程的實(shí)際，介紹基于跨座式單軌交通方式的信號(hào)系統(tǒng)，其中包括系統(tǒng)特點(diǎn)、主要設(shè)備、atp/td車載系統(tǒng)的構(gòu)成以及列車位置檢測(cè)、td預(yù)置和列車速度防護(hù)的工作原理。關(guān)鍵詞：單軌交通；信號(hào)系統(tǒng)；工作原理重慶單軌較場(chǎng)口新山村簡稱較新線采用跨座式單軌交通方式，以高強(qiáng)度混凝土梁p梁作為車輛運(yùn)行的軌道，采用跨座式單軌車輛。車輛的走行輪、導(dǎo)向輪和穩(wěn)定輪均采用充氣橡膠輪胎，取消了傳統(tǒng)的鋼軌和鋼輪，消除了鋼輪與鋼軌間的噪音，改善了城市公共環(huán)境。單軌交通方式占地面積少、爬坡才能強(qiáng)、轉(zhuǎn)彎半徑小，非常合適山城山高坡陡、彎多路窄的地形條件。國際上只有日本大量使用單軌交通方式，日本的東

2、京、多摩、大阪、北九州、沖繩等地都采用了單軌交通，其中沖繩單軌是2022年8月投入運(yùn)營的。單軌交通信號(hào)系統(tǒng)是單軌交通的核心設(shè)備，它擔(dān)負(fù)著確保行車平安、進(jìn)步運(yùn)輸效率、改善效勞質(zhì)量的重要使命。本文結(jié)合重慶單軌較新線的工程實(shí)際，重點(diǎn)介紹單軌交通信號(hào)系統(tǒng)的特點(diǎn)、構(gòu)成及功能，其中與“輪軌信號(hào)系統(tǒng)的一樣之處不再復(fù)述。1單軌交通信號(hào)系統(tǒng)的特點(diǎn)1單軌交通方式取消了鋼輪和鋼軌，傳統(tǒng)的依靠鋼軌傳遞atp信息、依靠輪對(duì)短路鋼軌獲得列車位置信息的方法已不再適用單軌，因此必須采用特殊的方式來傳遞信息和檢查列車的位置。2單軌交通方式的道岔與鋼軌道岔完全不同，除使用單開道岔外，還使用三開、五開道岔，因此在聯(lián)鎖系統(tǒng)和道岔系統(tǒng)

3、中必須進(jìn)展特殊處理和合理分工，才能確保行車平安。3單軌交通方式根本采用高架線路，道岔非接通位置是懸空的，因此，必須采取特殊的措施，防止列車錯(cuò)誤出發(fā)。4單軌交通方式的軌道大局部采用高強(qiáng)度混凝土梁，因此在制作混凝土梁的時(shí)候?qū)π盘?hào)系統(tǒng)安裝設(shè)備和敷設(shè)管線的部位必須進(jìn)展預(yù)留和預(yù)埋。5單軌交通高架線路上信號(hào)設(shè)備的施工和維護(hù)必須適應(yīng)其特點(diǎn)，全部采用作業(yè)車進(jìn)展。2重慶單軌交通信號(hào)系統(tǒng)的主要設(shè)備重慶單軌較新線信號(hào)系統(tǒng)由列車自動(dòng)防護(hù)atp及列車位置檢測(cè)td子系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖i子系統(tǒng)和列車自動(dòng)監(jiān)控ats子系統(tǒng)三局部構(gòu)成。1atp/td系統(tǒng)引進(jìn)具有實(shí)際運(yùn)營經(jīng)歷和成熟技術(shù)的日本單軌交通的atp/td系統(tǒng)。日本單軌的at

4、p/td系統(tǒng)是日本信號(hào)公司針對(duì)單軌的特點(diǎn)而研制開發(fā)的列車自動(dòng)防護(hù)和列車位置檢測(cè)系統(tǒng)。它采用基于軌道環(huán)線的感應(yīng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行超速防護(hù)和列車在線位置檢測(cè)，能確保列車高速、高密度、不連續(xù)、平安、可靠運(yùn)行。2i系統(tǒng)是采用鐵道科學(xué)研究院研制的、在國鐵上長期和大量使用的tyjl-ii型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)。它能實(shí)現(xiàn)道岔、進(jìn)路、信號(hào)互相之間的關(guān)聯(lián)，確保行車平安。3ats系統(tǒng)是采用鐵道科學(xué)研究院自行研制的、在秦沈客運(yùn)專線上成功使用的列車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。它能對(duì)其控制范圍內(nèi)列車群的運(yùn)行進(jìn)展控制、監(jiān)視和管理，并具有實(shí)時(shí)、高可靠、高平安、高可用性的特點(diǎn)，能做到全天候不連續(xù)穩(wěn)定可靠運(yùn)行。3atp/td系統(tǒng)3.1系統(tǒng)構(gòu)成1a

5、tp/td地面設(shè)備。atp/td地面設(shè)備構(gòu)成主要由atp/td發(fā)送/接收設(shè)備、h發(fā)送設(shè)備、繼電器架、監(jiān)控架、室內(nèi)匹配變壓器、室外匹配變壓器t、電纜、電纜環(huán)線lp等組成，見圖1。信息經(jīng)室內(nèi)變壓器、電纜、現(xiàn)場(chǎng)t傳送到環(huán)線lp上，車載設(shè)備接收lp上的信息，同時(shí)，車載設(shè)備向lp上發(fā)送td信息，td信息經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)t、電纜、室內(nèi)變壓器送至atp/td接收設(shè)備；h發(fā)送設(shè)備及td接收設(shè)備負(fù)責(zé)檢查環(huán)線的完好和列車位置，atp/td發(fā)送接收設(shè)備負(fù)責(zé)接收h信號(hào)和列車發(fā)送的td信號(hào)并將有關(guān)信息送到繼電器架，同時(shí)，根據(jù)聯(lián)鎖接口條件編碼向列車發(fā)送atp信息，控制列車運(yùn)行；監(jiān)控架負(fù)責(zé)監(jiān)控atp/td地面設(shè)備的情況，并將有關(guān)故障

6、信息傳送給聯(lián)鎖設(shè)備，確保設(shè)備的正常運(yùn)行。2atp/td車載設(shè)備。atp/td車上設(shè)備由2車側(cè)乘務(wù)員室內(nèi)安裝的atp信號(hào)接收裝置和1車側(cè)安裝的atp/td裝置及地板下安裝的atp/td天線等構(gòu)成。主要由atp/td天線、天線匹配變壓器、atp接收公共單元、atp接收單元、td信號(hào)發(fā)送單元、atp放大單元、atp速度檢測(cè)單元、atp/td繼電器單元等組成，見圖2。列車通過天線經(jīng)匹配變壓器接收地面發(fā)送的atp信息，控制列車運(yùn)行，同時(shí)，通過列車頭部天線向地面發(fā)送f1信號(hào)，車尾部向地面發(fā)送f2信號(hào)。3.2工作原理1列車位置檢測(cè)。列車的位置檢測(cè)由列車兩端的td發(fā)送設(shè)備和地面的發(fā)送、承受設(shè)備共同完成。td地

7、面設(shè)備發(fā)送校核信號(hào)h檢查環(huán)線的完好性。h信號(hào)的載頻為14.25khz，調(diào)制信號(hào)的頻率為97hz；采用梯形波調(diào)幅方式pd。車輛兩端的td發(fā)送設(shè)備分別向軌道梁上的環(huán)線發(fā)送f1、f2信號(hào)(或稱車載信號(hào))。其中f1信號(hào)的載頻為13.5khz，調(diào)制頻率為112hz；f2信號(hào)的載頻為15.0khz，調(diào)制頻率為112hz，采用梯形波調(diào)幅方式pd。在正常情況下，列車駛?cè)肽抄h(huán)線區(qū)段，列車頭部天線向該環(huán)線區(qū)段發(fā)送f1信號(hào)，使該區(qū)段的h繼電器落下，同時(shí)，f1繼電器汲取，實(shí)現(xiàn)列車占用本區(qū)段的檢測(cè)；列車前行，車尾部駛?cè)朐搮^(qū)段時(shí)，車尾部天線向該區(qū)段發(fā)送f2信號(hào)，f2繼電器汲取；列車?yán)^續(xù)前行，當(dāng)車頭部駛出該區(qū)段(出清)時(shí)f

8、1繼電器落下，車尾部駛出該區(qū)段(出清)時(shí)，該區(qū)段h繼電器汲取，f2繼電器緩放落下，確定列車出清該區(qū)段。當(dāng)車尾部駛?cè)胂乱粋€(gè)區(qū)段，使下一個(gè)區(qū)段的f2繼電器吸齲在車載信號(hào)設(shè)備發(fā)生故障的情況下，當(dāng)f1信號(hào)或f2信號(hào)發(fā)生故障時(shí)，列車經(jīng)過的區(qū)段全是紅光帶；當(dāng)?shù)孛鎕故障時(shí)，本區(qū)段是紅光帶；當(dāng)f1信號(hào)和f2信號(hào)都發(fā)生故障時(shí)，列車所在區(qū)段的軌道繼電器就會(huì)失去勵(lì)磁的時(shí)機(jī)不會(huì)勵(lì)磁，盡管故障后所經(jīng)過的區(qū)段無法檢測(cè)列車的實(shí)際位置，但列車前方始終有一區(qū)段是紅光帶，阻止了后續(xù)列車的進(jìn)入，實(shí)現(xiàn)了前方保護(hù)，使故障導(dǎo)向平安。2td預(yù)置軌道區(qū)段故障解鎖。與一般軌道電路不同，環(huán)線軌道電路對(duì)列車的占用/出清檢查是通過邏輯電路來實(shí)現(xiàn)的，

9、該邏輯電路具有記憶功能。為確保平安，在停電或故障時(shí)所有區(qū)段都應(yīng)設(shè)置為列車在線占用。因此，在開機(jī)和故障恢復(fù)時(shí)，在對(duì)列車在線占用或出清的情況進(jìn)展確認(rèn)后，需對(duì)td設(shè)備進(jìn)展恢復(fù)，這就需要對(duì)td設(shè)備進(jìn)展預(yù)置。td預(yù)置根據(jù)列車在線的情況，將軌道區(qū)段人為地設(shè)置為有車或無車，存在平安隱患。因此必須對(duì)td預(yù)置按鈕進(jìn)展加封、計(jì)算機(jī)記錄操作等特別處理；對(duì)td預(yù)置按鈕的使用進(jìn)展嚴(yán)格的限制和特別的管理。3列車速度防護(hù)atp。a.低頻信號(hào)及意義。atp地面設(shè)備根據(jù)位置、線路占用/出清等情況選擇限制速度信號(hào)，并將其發(fā)送給軌道環(huán)線。然后atp車上設(shè)備通過列車的天線連續(xù)接收信號(hào)并解碼，一方面使機(jī)車信號(hào)機(jī)的速度燈點(diǎn)亮，另一方面將

10、列車速度限制的信息傳送給atp控制裝置。atp地面設(shè)備發(fā)送的速度信號(hào)采用梯形波調(diào)幅方式pd。其載頻上行線為21khz、下行線為20khz，低頻調(diào)制信號(hào)為16，19，22，25，28，31，34，41，54，63，72和78hz，共12個(gè)頻率。各低頻信號(hào)的意義見表1。b.運(yùn)行形式。列車運(yùn)行形式不同，機(jī)車信號(hào)、提示音響、速度校核單元的動(dòng)作也不一樣。運(yùn)行形式有5種，對(duì)應(yīng)運(yùn)行形式動(dòng)作如下：atp監(jiān)視下的人工駕駛形式為機(jī)車信號(hào)運(yùn)行形式；調(diào)車采用帶機(jī)車信號(hào)顯示的調(diào)車形式；限制人工駕駛形式是在車輛段按調(diào)車信號(hào)機(jī)顯示運(yùn)行，用于非atp區(qū)段；限制人工駕駛形式是在正線，手動(dòng)切換，在0碼區(qū)段內(nèi)進(jìn)展倒車、推進(jìn)作業(yè)，該

11、形式下，系統(tǒng)監(jiān)視列車速度，只檢測(cè)15k/h的限制速度附速度校核，用于atp信號(hào)接收系統(tǒng)故障、td接收系統(tǒng)故障、atp地面故障的運(yùn)行形式；非限制人工駕駛形式是用于其他代用閉塞系統(tǒng)的運(yùn)行形式。atp裝置切除時(shí)，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的運(yùn)行形式運(yùn)行。4防誤出發(fā)設(shè)備。由于在道岔的非接通位置是懸空的，假設(shè)司機(jī)誤認(rèn)信號(hào)而錯(cuò)誤出發(fā)是非常危險(xiǎn)的。針對(duì)單軌交通的這一特點(diǎn)，信號(hào)系統(tǒng)有必要采取一定的防護(hù)措施，最大限度地防止事故發(fā)生。在車輛段每一股道出發(fā)信號(hào)機(jī)前方區(qū)段設(shè)置防誤出發(fā)設(shè)備，利用安裝于室內(nèi)的防誤出發(fā)信號(hào)發(fā)送器向室外的td環(huán)線上疊加發(fā)送防誤出發(fā)信號(hào)。當(dāng)出發(fā)信號(hào)機(jī)處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，防誤出發(fā)設(shè)備向每一股道的td環(huán)線發(fā)送“信號(hào)，

12、使列車啟動(dòng)atp車載設(shè)備，列車能以7k/h的速度行駛；此時(shí)假設(shè)列車錯(cuò)誤出發(fā)而越過信號(hào)機(jī)，因信號(hào)機(jī)前方區(qū)段是atp信號(hào)的，車載atp設(shè)備從有碼變無碼，列車將實(shí)行緊急制動(dòng)。當(dāng)出發(fā)信號(hào)機(jī)開放時(shí)，防誤出發(fā)設(shè)備向其前方的td環(huán)線發(fā)送“x信號(hào)，使列車切斷atp車載設(shè)備，列車能以15k/h的速度行駛并通過信號(hào)機(jī)進(jìn)入信號(hào)機(jī)前方區(qū)段。當(dāng)?shù)孛娣勒`出發(fā)設(shè)備、td環(huán)線、車載atp設(shè)備發(fā)生故障或在非限制人工駕駛形式下，防誤出發(fā)功能失效。5道岔的控制。單軌道岔由45節(jié)箱型鋼梁連接組成，以道岔梁整體挪動(dòng)的方法構(gòu)成列車運(yùn)行的進(jìn)路。單軌道岔分為單開、三開、五開及單渡線等多種類型。針對(duì)單軌道岔的特點(diǎn)，單軌交通將道岔的監(jiān)控和轉(zhuǎn)換進(jìn)展分工，由信號(hào)系統(tǒng)負(fù)責(zé)道岔的監(jiān)控，由道岔系統(tǒng)負(fù)責(zé)道岔的轉(zhuǎn)換。信號(hào)系統(tǒng)的聯(lián)鎖設(shè)備需進(jìn)展特殊處理，解決三開、五開道岔的聯(lián)鎖關(guān)系以及道岔轉(zhuǎn)換時(shí)間延長的問題。信號(hào)系統(tǒng)向道岔系統(tǒng)提供道岔轉(zhuǎn)換的目的位置信息、現(xiàn)場(chǎng)操作受權(quán)信息、d24v表示電源。道岔系統(tǒng)向信號(hào)系統(tǒng)提供道岔位置的表示信息、現(xiàn)場(chǎng)操作交權(quán)信息、道岔故障信息。道岔系統(tǒng)完成道岔的轉(zhuǎn)換、機(jī)械鎖閉。3.3系統(tǒng)功能atp/td系統(tǒng)的地面設(shè)備通過設(shè)置于軌道梁兩肩部的軌道環(huán)線向列車連續(xù)發(fā)送速度控制信息，由atp/td系統(tǒng)的車載設(shè)備根據(jù)接收到的臺(tái)階式速度控制信息連續(xù)控制車輛的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)列車的間