城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)

第七章信號系統(tǒng)（ATC）AutomaticTrainControl節(jié)概述第二節(jié)信號系統(tǒng)的軌旁基礎(chǔ)設(shè)施第三節(jié)ATC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和基本功能城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!節(jié)概述

一、城市軌道交通信號的作用1、用于指揮和控制列車運(yùn)行，保證行車安全。盡管其投資額在整個(gè)工程中所占的比例甚低（通常在3％以下），但對于提高列車通過能力、提高運(yùn)能、保證行車安全卻有著至關(guān)重要的作用。

城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!2、提高運(yùn)行效率單線自動閉塞系統(tǒng)，在組織追蹤運(yùn)行的條件下，可提高通過能力25%-30%；復(fù)線自動閉塞系統(tǒng)，可提高通過能力1-2倍；采用ATS（自動監(jiān)控）子系統(tǒng)，在不增加車站到發(fā)線的情況下，可提高通過能力12%-24%；3、是現(xiàn)代化信息技術(shù)綜合應(yīng)用的集中體現(xiàn)自動控制技術(shù)——車載信號、超速防護(hù)、定位停車計(jì)算機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)通信技術(shù)——數(shù)字編碼軌道電路、無線通信城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!3、自動調(diào)整列車運(yùn)行間隔，實(shí)現(xiàn)超速防護(hù)正線列車運(yùn)行的最小時(shí)間間隔，可達(dá)到1.5-2min；如果列車“晚點(diǎn)”，ATC系統(tǒng)可通過縮短列車在站時(shí)間或提高列車在區(qū)間的運(yùn)行速度等級來自動完成調(diào)整。CBTC（基于無線通信的列車運(yùn)行自動控制系統(tǒng)）可實(shí)現(xiàn)車地信息交換不間斷進(jìn)行。當(dāng)列車速度超過目標(biāo)速度時(shí)，車載ATP子系統(tǒng)自動啟動超速防護(hù)，確保列車安全、高速運(yùn)行。城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!1、信號（顯示）

（1）早期信號信號的起源也來源于英國。最早的列車指揮是由一位帶紳士禮帽、穿黑大衣和白褲子的鐵路員工騎馬在前引導(dǎo)運(yùn)行的，他邊跑邊以各種手勢發(fā)出信號指揮列車的前進(jìn)和停止。顯而見之，隨著列車數(shù)量的增加和列車速度超過馬速度的情況下，這種信號就不起作用了。

城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!臂板信號機(jī)城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!b、色燈信號機(jī)：二顯示和三顯示

城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!2、閉塞概念的提出軌道交通的安全問題是至關(guān)重要的。確定列車在線路的確切位置是保證安全的關(guān)鍵。最簡單的方法是劃分一定長度的“區(qū)段”，在此區(qū)段內(nèi)只容許一列車占有（運(yùn)行、停放）。這就是“閉塞”概念——為保證行車安全，而將列車正在運(yùn)行、停放的線路區(qū)段予以“封閉”，不允許其他列車進(jìn)入此區(qū)段，以防止對向列車、后續(xù)列車的正面沖突或追尾事故的發(fā)生。

城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!人工閉塞的實(shí)現(xiàn)采用路簽或路牌作為列車占用區(qū)段的憑證，由接車站值班員檢查區(qū)間是否空閑。單路簽閉塞是早期使用的一種人工閉塞方式，后來發(fā)展為電話、電報(bào)人工閉塞。

城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!（2）軌道電路的出現(xiàn)鋼軌是導(dǎo)體，左右兩根鋼軌可以用來形成回路，組成電路，用來檢查列車占用鋼軌線路狀態(tài)，這就是軌道電路。作用：檢測列車是否占用區(qū)段；通過軌道電路向列車傳遞實(shí)時(shí)信息。它的出現(xiàn)代表鐵路自動信號的誕生。美國人魯賓遜1870年發(fā)明了開路式軌道電路，1872年研制成功了閉路式軌道電路。但真正實(shí)際應(yīng)用于軌道交通中是二十世紀(jì)三十年代的事。分為有絕緣接頭的軌道電路和無絕緣軌道電路城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!工作原理

沒有列車進(jìn)入的軌道電路軌道繼電器發(fā)送端變壓器中繼變壓器城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!沒有列車進(jìn)入的軌道電路城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!列車進(jìn)入的GJ動作城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!半自動閉塞——人工開啟信號，列車經(jīng)過后，自動關(guān)閉信號的閉塞方式——在進(jìn)站和出站處各安裝一個(gè)軌道電路，就可實(shí)現(xiàn)半自動閉塞。城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!自動閉塞城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!B、無絕緣軌道電路城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!無絕緣軌道電路示意城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!無絕緣軌道電路示意列車進(jìn)入則產(chǎn)生短路（車軸短路），振蕩信號消失，發(fā)出另一種信號。在相連的軌道電路中，使用不同的信號加以區(qū)分，可以不互相干擾?？梢詤^(qū)分不同的軌道交通線路區(qū)段，進(jìn)而可以將控制信息通過軌道電路傳送到機(jī)車上。城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!實(shí)際使用的無絕緣軌道電路的電氣絕緣設(shè)備：S-Bond

S形連接線城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!聯(lián)鎖示意----

走直道時(shí)的信號顯示城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!微機(jī)聯(lián)鎖利用微型電子計(jì)算機(jī)對車站值班員的操作命令及現(xiàn)場設(shè)備表示信息進(jìn)行邏輯計(jì)算，以實(shí)現(xiàn)對信號機(jī)、軌道電路及道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)等設(shè)備進(jìn)行集中控制的車站聯(lián)鎖設(shè)備。

城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!第三節(jié)ATC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和基本功能一、系統(tǒng)組成列車自動控制（ATC）系統(tǒng)?！狝utomaticTrainControl列車自動防護(hù)（ATP）子系統(tǒng)——AutomaticTrainProtection;列車自動監(jiān)控（ATS）子系統(tǒng)——AutomaticTrainSupervision;列車自動運(yùn)行（ATO）子系統(tǒng)——AutomaticTrainOperation:城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!三、ATC系統(tǒng)的設(shè)備ATC系統(tǒng)的設(shè)備分布于控制中心（centralcontrol）、車站信號設(shè)備室及軌旁（wayside）、車載（Vehicle）。指揮列車運(yùn)行的控制中心，設(shè)有作為ATC系統(tǒng)中樞的系統(tǒng)控制服務(wù)器及其用于調(diào)度控制的工作站；現(xiàn)場的列車在線信息，車次號信息以及道岔、信號狀態(tài)信息等，傳送至控制中心，通過顯示屏及調(diào)度員工作站的CRT顯示。列車上車載設(shè)備，接收并解譯地面送來的調(diào)度指令和ATP速度命令或距離信息，實(shí)現(xiàn)列車的自動運(yùn)行；并將列車的運(yùn)行狀態(tài)和設(shè)備狀態(tài)信息，經(jīng)車站服務(wù)器傳送給控制中心。城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!四、ATOATO子系統(tǒng)主要用于實(shí)現(xiàn)“地對車控制”，即用地面信息實(shí)現(xiàn)對列車驅(qū)動、制動的控制。由于使用ATO子系統(tǒng)后，可以使列車經(jīng)常處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，避免了不必要的、過于劇烈的加速和減速，因此明顯提高了旅客的舒適度，提高列車準(zhǔn)點(diǎn)率及減少輪軌磨損，與列車的再生制動相配合，可以節(jié)省電能的消耗。

城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!六、ATPATP子系統(tǒng)是安全地實(shí)現(xiàn)地鐵列車高密度高速度運(yùn)行所必備的車上信號設(shè)備，也是ATC系統(tǒng)的核心。

軌旁ATP發(fā)送和接收各種行車命令，確保列車的運(yùn)行安全，完成列車運(yùn)行進(jìn)路控制、速度控制和實(shí)現(xiàn)列車間隔控制，車載ATP接受軌旁ATP設(shè)備傳遞的指令信息，進(jìn)行列車運(yùn)行的超速防護(hù)，與ATO配合，實(shí)現(xiàn)列車的自動控制和定位停車。城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!車載ATC列車地面通信系統(tǒng)TWC：列車與地面信息交換系統(tǒng)城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!上海地鐵采用的ATC制式1號線：采用美國GRS的ATC系統(tǒng)（模擬）；建于80年代末、當(dāng)時(shí)模擬技術(shù)仍占主導(dǎo)地位，選用了基于模擬音頻無絕緣軌道電路的ATC系統(tǒng)，信息量小而且是不連續(xù)的。2號線：采用美國US的ATC系統(tǒng)；上海地鐵二號線建設(shè)時(shí)，數(shù)字技術(shù)走向成熟應(yīng)用階段，選擇了基于數(shù)字編碼軌道電路的ATC系統(tǒng)，控制中心向列車連續(xù)發(fā)送“目標(biāo)速度”。3、4號線：采用法國ALSTOM公司的ATC系統(tǒng)；向列車傳送的信息內(nèi)容是“進(jìn)路地圖”的“目標(biāo)距離”，由車載計(jì)算機(jī)自己決定運(yùn)行速度。5號線：采用點(diǎn)式ATC系統(tǒng)；由于其運(yùn)量及其車輛性能等原因。8號線：采用基于無線通信CBTC系統(tǒng)。城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!地鐵一號線停車標(biāo)記和定位標(biāo)城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!地鐵二號線停車標(biāo)記和定位標(biāo)記城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!九、移動閉塞的概念列車運(yùn)行間隔自動調(diào)整亦稱移動閉塞。不需要將區(qū)間劃分成若干固定的閉塞分區(qū)，而是在兩個(gè)列車之間自動的調(diào)整運(yùn)行間隔，使之保持一定的安全距離。使兩列車之間的間隔最小，從而提高了區(qū)間內(nèi)的行車密度，大大提高區(qū)段的通過能力。

城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!

十、CBTC—CommunicationBasedTrainControll

CBTC使用的是無線移動閉塞技術(shù)，靠移動列車間的通信來實(shí)現(xiàn)控制，從而縮短了列車間的安全制動距離。CBTC技術(shù)所需要的沿線硬件設(shè)備少。

城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!二、城市軌道交通信號的特點(diǎn)1、車載信號是“主體信號”城市軌道交通線路短、站間距小、運(yùn)營密度大、運(yùn)營線路條件差（隧道、彎道多），不能完全套用大鐵路信號的概念、設(shè)施和手段；信號系統(tǒng)要根據(jù)這些特點(diǎn)加以改進(jìn)、更新和發(fā)展。除正線道岔外，一般不設(shè)地面信號機(jī)。2、車載信號的內(nèi)容是具體的目標(biāo)速度或目標(biāo)距離目標(biāo)速度：列車進(jìn)入某一區(qū)段時(shí)，接受到列車離開該區(qū)段時(shí)的控制速度；速度等級根據(jù)與先行列車之間的距離來設(shè)定。目標(biāo)距離：該區(qū)段的長度。城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!第二節(jié)信號子系統(tǒng)的軌旁基礎(chǔ)設(shè)備一、軌道交通信號的組成軌道交通信號是“信號（顯示）、聯(lián)鎖、閉塞”的總稱。是由各類信號顯示、軌道電路、道岔轉(zhuǎn)轍裝置等主體設(shè)備及其他有關(guān)附屬設(shè)施構(gòu)成的一個(gè)完整的體系。城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!a、臂板信號的出現(xiàn)為了確保安全，人們開始研究固定的信號設(shè)備：用一塊長方形的板子，橫向線路是停車信號，順向線路是進(jìn)行信號?？墒琼樝蚓€路的板子實(shí)際上很難看見，所以又在頂端加塊圓板。當(dāng)必須在晚間開車時(shí)，就以紅色燈光表示停車信號，白色燈光表示進(jìn)行信號。1841年英國人戈里高利提出用長方形臂板作為信號顯示，裝設(shè)在倫敦橋車站，這是鐵路上首次使用的臂板式信號機(jī)。

城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!巴黎地鐵的壁板信號城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!（2）車載信號如果有辦法可以將地面信號傳遞給機(jī)車，在司機(jī)操作臺上顯示，這就是車載信號。對于線路條件不好、氣候條件不好的情況下機(jī)車信號的作用是不可估量的。在軌道交通線路中，由于站間距小、運(yùn)營線路條件差，僅僅靠車載信號顯示、由司機(jī)來控制機(jī)車是很難做到大密度運(yùn)營的。較為先進(jìn)的軌道交通系統(tǒng)已擯棄“用信號顯示來指揮列車”的舊有概念了，引進(jìn)了系統(tǒng)，操作臺上顯示的是反映列車運(yùn)營的狀態(tài)。城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁!（1）閉塞區(qū)段的劃分早期階段，閉塞區(qū)段均以車站作為劃分依據(jù)；以車站值班員“眼見為實(shí)”作為判斷標(biāo)準(zhǔn)；以站間電報(bào)、電話多次確定作為允許列車通行的先決條件；以各種形式的信號指揮列車運(yùn)行?！斯ら]塞隨著軌道電路的發(fā)展、完善，閉塞區(qū)段逐漸改為以軌道電路作為閉塞區(qū)段。城市軌道交通的閉塞則開始取消固定“閉塞區(qū)段”的概念，從固定閉塞向移動閉塞方向發(fā)展。城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁!人工閉塞——人工開啟信號，關(guān)閉信號，依靠路簽、路牌、路票或電話、電報(bào)使用線路城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁!A、有絕緣接頭的軌道電路城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁!沒有列車進(jìn)入的GJ動作城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁!列車進(jìn)入后的軌道電路城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁!列車進(jìn)入后的軌道電路城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁!自動閉塞如果全線分段都鋪設(shè)軌道電路，每段軌道電路前都架設(shè)信號機(jī)，在列車占有該軌道電路線路，信號自動顯示紅燈；前一段線路信號自動顯示黃燈；再前一段線路信號自動顯示綠燈。閉塞區(qū)段則突破了“車站”的限制，1.3km一段軌道電路，理論上可以同時(shí)有三列車。城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁!有絕緣接頭軌道電路的缺點(diǎn)有絕緣軌道電路其優(yōu)點(diǎn)是傳輸距離長、信息量大。但隨著無縫線路的出現(xiàn)，有絕緣軌道電路在運(yùn)營中其軌端絕緣節(jié)是最薄弱的環(huán)節(jié)，故障率比較高，逐步暴露出其在自動閉塞系統(tǒng)中的不適應(yīng)性，因此需要將有絕緣軌道電路進(jìn)行無絕緣改造。

城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁!無絕緣軌道電路示意城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁!無絕緣軌道電路示意

軌道電路中再并聯(lián)一個(gè)同樣的電路則可以在這個(gè)電路中產(chǎn)生振蕩信號，這就是接收端。城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁!無絕緣軌道電路的應(yīng)用城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第47頁!3、聯(lián)鎖的概念聯(lián)鎖的概念是在線路中引進(jìn)了道岔、線路平面由“一維”變?yōu)椤皟删S”后產(chǎn)生的。為了確定車輛在線路平面中的位置，必須首先確定列車走那條線路，既確定“進(jìn)路”；要讓列車可以進(jìn)入這條線路，則必須扳動相關(guān)的道岔；扳動道岔后，不能讓其他人再扳動這組道岔，則必須“鎖定”道岔。要讓司機(jī)知道走這條道，則相應(yīng)給出明確的信號；城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第48頁!聯(lián)鎖定義“聯(lián)鎖”——是指為保證行車安全，而將軌道交通線路中的所有信號機(jī)、軌道電路及道岔等相對獨(dú)立的信號設(shè)備構(gòu)成一種相互制約、互為控制的連帶環(huán)扣關(guān)系，即“聯(lián)鎖”關(guān)系。

城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第49頁!微機(jī)聯(lián)鎖城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第50頁!二、ATC系統(tǒng)的定義

根據(jù)與先行列車之間的距離和進(jìn)路條件，在車內(nèi)連續(xù)地顯示出容許的速度信息，或按設(shè)定的運(yùn)行條件達(dá)到該容許速度的距離信息，根據(jù)上述信息，列車自動地控制運(yùn)行速度，進(jìn)行超速防護(hù)，以達(dá)到自動調(diào)整行車間隔的目的，并實(shí)現(xiàn)列車在車站的程序定位停車。城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第51頁!城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第52頁!五、ATSATS子系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)對列車運(yùn)行的監(jiān)督和控制，輔助行車調(diào)度人員對全線列車運(yùn)行進(jìn)行管理。它給行車調(diào)度人員顯示出全線列車的運(yùn)行狀態(tài)，監(jiān)督和記錄運(yùn)行圖的執(zhí)行情況，在列車因故偏離運(yùn)行圖時(shí)及時(shí)做出反應(yīng)（提出調(diào)整建議或者自動修整運(yùn)行圖,通過ATO的接口，向旅客提供運(yùn)行信息通報(bào)。例如：列車到達(dá)、出發(fā)時(shí)間，運(yùn)行方向，中途?？空久?。

城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第53頁!中央控制計(jì)算機(jī)城市軌道交通第7章信號系統(tǒng)共60頁，您現(xiàn)在瀏覽