信号基础(城轨)课件.ppt

1、信号基础视觉信号视觉信号听觉信号听觉信号号角、口笛发出的音响，机车鸣笛等号角、口笛发出的音响，机车鸣笛等信号机、机车信号、信号旗、信号牌表示的信号信号机、机车信号、信号旗、信号牌表示的信号移动信号移动信号手信号手信号手拿信号旗、信号灯等或用手势显示的信号手拿信号旗、信号灯等或用手势显示的信号把临时设置的信号牌、信号灯等叫做移动信号把临时设置的信号牌、信号灯等叫做移动信号固定信号固定信号在固定地点安装的信号设备叫做固定信号在固定地点安装的信号设备叫做固定信号停车停车黄黄红红注意或减速行驶注意或减速行驶绿绿按规定速度行驶按规定速度行驶 徒手信号的类别及显示方式徒手信号的类别及显示方式 各种信号灯的

2、显示意义是什么？广州地铁信号系统广州地铁信号系统 故障安全故障安全什么叫什么叫“故障故障安全安全”？继电器组合及组合架继电器组合及组合架区段人工按钮区段人工按钮解锁盘解锁盘电源屏电源屏控制台控制台分线盘分线盘 信号的显示及其意义信号的显示及其意义 正线正线 正线只设进路防护信号机进路防护信号机，不设进、出站信号机。信号显示及其意义信号显示及其意义红灯红灯禁止越过；绿灯绿灯进路空闲，进路中道岔开通直股，允许越过；黄灯黄灯进路空闲，进路中道岔开通侧股，允许越过；黄灯黄灯+红灯红灯引导信号，准许越过。车辆段车辆段入车厂信号入车厂信号：西朗方面为高柱四显示；坑口方面为高柱三显示。黄灯黄灯+红灯红灯引导

3、进车厂；月白灯月白灯允许调车（只限于西朗方向）；红灯红灯-禁止；黄灯黄灯-允许进车厂。出车厂信号出车厂信号：矮柱三显示。黄灯黄灯-允许出车厂；红灯红灯-禁止；月白灯月白灯允许调车。（3）停车库内及东教站联络线（交接线）入口处调车信号机为红色、白色灯光显示，其他调车信号机为蓝色、白色灯光显示。红色、蓝色灯光表红色、蓝色灯光表示禁止越过示禁止越过，白色灯光表示允许调车白色灯光表示允许调车。ATP列车自动保护系统列车自动保护系统 1.ATP的含义ATP：Automatic Train Protection 列车自动保护系统2.ATP系统的组成ATP设备分为车载设备和轨旁设备。ATP车载设备由ATP车

4、载单元、ATP天线和速度脉冲发生器等组成。ATP轨旁设备主要包括：FTGS轨道电路、ATP定位环线和ATPG轨旁单元（LEB柜）和必要的通信线路。3.ATP系统功能ATP系统负责全部的列车运行保护。ATP系统主要完成以下功能：保持列车追踪运行的安全间隔。列车运行速度监控，防止列车超速运行。实现与珠江隧道防淹门的安全联锁。安全区段和停车点的保护。限速监控。列车无人驾驶折返的监控。紧急制动。运行方向监督。停车状态监督。ATO列车自动驾驶系统列车自动驾驶系统 1.ATO的含义 ATO：Automatic Train Operation 列车自动驾驶系统。2.ATO系统的组成ATO设备分为车载设备和轨

5、旁设备。ATO系统的车载设备由ATO车载单元、PTI车载设备、MMI人机接口等组成。ATO系统的轨旁设备主要有PTI多路转换轨旁单元和环线组成。3.ATO系统功能ATO系统根据ATP系统提供的运行信息和ATS系统提供的运行调整命令，对列车运行进行自动、实时控制。ATO系统具有以下功能：列车运行工况的选择。实现列车定点停车。车地通信。车门开闭控制。实现无人驾驶折返。为列车自动广播系统提供信息。在中央ATS设备故障时与RTU及ATP系统地面设备配合实现自动排列进路。ATS列车自动监控系统列车自动监控系统 1.ATS的含义 ATS：Automatic Train Supervision 列车自动监控

6、系统。2.ATS系统的组成 ATS系统设备有控制中心设备、车站设备和车辆段设备组成。3.ATS系统功能ATS系统在ATP、ATO系统的支持下完成对列车运行的自动监控。ATS系统的主要功能如下：时刻表编辑。列车运行监督及管理。列车自动调整。完成进路自动设置。控制列车自动运行。远程终端单元功能（RTU）。SICAS微机联锁系统微机联锁系统 SICAS的含义SICAS：SIEMENS Computer Aided Signalling System西门子计算机辅助信号系统2.SICAS的组成SICAS联锁系统由SICAS联锁计算机、STEKOP接口计算机、DSTT现场接口模块和LOW工作站组成。SI

7、CAS功能保证列车运行安全SICAS联锁计算机：实现联锁功能。STEKOP接口计算机：接口处理DSTT接口模块：驱动道岔和信号机现场设备并采集信息。LOW工作站：Local Operator Workstation 区域操作员工作站，控制和监督道岔、信号机和进路。信号的一些概念信号的一些概念 1.联锁和进路联锁和进路的概念-联锁联锁 为了保证行车安全，在信号、道岔和进路信号、道岔和进路之间必须建立一定的相互制约关系。如防护进路的信号机在开放之前必须检查进路空闲、道岔位置正确及敌对进路未建立等。相互开放以后道岔不能动。这种相互制约的关系称为联锁联锁。用以实现联锁的技术设备叫联锁设备联锁设备。在联

8、锁中，信号、道岔和进路所处的状态一般称为联锁条件联锁条件。-进路进路 列车或调车车列由某一指定地点运行至另一指定地点所经过的径路称为进路进路。所谓保证行车安全，就是保证列车或调车车列在其进路上运行的安全。进路的控制过程进路的控制过程-一条进路的控制过程可分为进路建立（排列）进路建立（排列）和进路进路解锁解锁两个大的阶段。进路的建立进路的建立阶段是指从车站操作人员开始办理进路、到防护进路的信号机开放这一阶段；进路的解锁进路的解锁是指从列车驶入信号机后方（驶入进路），到出清进路中全部道岔区段这一阶段，或者是操作人员解除已建进路的阶段。进路建立阶段进路建立阶段进路建立过程分成6个小阶段：（1）操作阶

9、段）操作阶段 （2）选路阶段）选路阶段 （3）道岔转换阶段）道岔转换阶段（4）一致性检查阶段）一致性检查阶段 （5）进路锁闭阶段）进路锁闭阶段 （6）开放信号阶段）开放信号阶段进路解锁进路解锁-就是取消已建立的进路，其中包括解除对道岔和敌对进路的锁闭。根据解锁的条件和时机，有5种进路解锁方式，即：（1）取消进路）取消进路 （2）非常解锁）非常解锁 （3）正常解锁）正常解锁 （4）中途折返解锁）中途折返解锁 （5）故障解锁）故障解锁2.信号机及转撤机信号机及转撤机信号机信号机信号机是用不同颜色灯光来显示信号。信号的基本颜色为红、绿、黄。转撤机转撤机每一副道岔都设置一台电动转撤机，用以转换道岔、锁

10、闭道岔和反映道岔的状态。3.轨道电路轨道电路 轨道电路轨道电路是利用铁路线路的两条钢轨作为导体，并与其它相关设备一起组成电气回路，能自动检查线路和道岔区段上有无车辆或钢轨是否完整的电路系统。车辆段使用的是单轨条式50HZ相敏轨道电路。正线使用的是无绝缘音频轨道电路（FTGS）。该轨道电路除具有一般轨道电路检查轨道空闲/占用外，还有以下两个特点：轨道不需要使用机械绝缘节进行分隔，保证列车运行平稳。列车占用该轨道电路时，轨旁ATP设备利用该轨道向车上发送有关ATP报文。6502电气集中联锁系统的组成电气集中联锁系统的组成 4.1 室内设备：控制台、区段人工解锁按钮盘、继电器组合及组合架、电源屏和分

11、线盘。4.2 室外设备：色灯信号机、电动转辙机、轨道电路和电缆线路。6502电气集中联锁系统及其组成部分的功能4.3.1 6502电气集中联锁系统功能：保证车站范围内的列车和调车车列的行车安全。控制台：控制和监督道岔、进路和信号。区段人工解锁按钮盘：辅助设备，主要用于更换继电器或停电后，用它使设备恢复正常状态。另外在道岔区段因故障不能解锁时用它办理区段故障人工解锁；或信号设备故障不能关闭信号时用它关闭信号。继电器组合及组合架：是实现联锁的设备，也是实现控制和监督用的继电器放置的地方。电源屏：供给整个电气集中用的各种交流和直流电源。分线盘：室内外连接的地方。色灯信号机：给出信号显示。电动转辙机：

12、转换并锁闭道岔。轨道电路：监督进路空闲与否。电缆电路：连接设备，传输信息。信号闭塞的基本概念 所谓闭塞就是指利用信号设备把铁路线路人为地划分成若干个物理上或逻辑上的闭塞分区，以满足安全行车间隔和提高运输效率的要求。目前，信号闭塞原则是按照ATP/ATO制式来划分的，基本上可以分为三类，即：固定闭塞、准移动闭塞和移动闭塞。各种信号闭塞制式在城市轨道交通中的发展应用 目前在城市轨道交通中使用的信号系统一般称之为ATC系统，大多应用于80km/h以下的轨道交通工程中。ATC系统主要由ATP、ATO、计算机联锁以及ATS四个子系统构成，其ATP/ATO制式主要有两种：第一，基于多信息移频轨道电路的固定

13、闭塞，采用台阶式速度控制模式，属二十世纪八十年代技术水平，其列车运行间隔一般能达到180秒。西屋公司、GRS公司分别用于北京地铁、上海地铁一号线的ATP、ATO系统属于此种类型；第二，基于数字轨道电路的准移动闭塞，采用距离/速度曲线控制模式的ATP/ATO系统，属二十世纪九十年代技术水平，其列车运行间隔一般能达到90120秒。西门子公司在广州地铁一号线使用的LZB700M、USS公司在上海地铁二号线使用的AF-900以及我国香港地区机场快速线（最高速度达135km/h）使用的阿尔斯通公司SACEM（ATP/ATO）信号系统均属于此种类型。上述两种列车控制模式均为基于轨道电路的列车控制系统。基于

14、轨道电路的速度-距离曲线控制模式的TP/ATO系统，采用“跳跃式”连续速度-距离曲线控制模式，“跳跃”方式按列车尾部依次出清各电气绝缘节时跳跃跟随。采用在传统轨道电路上叠加信息报文方法，即把列车占用/空闲检测和ATP信息传输合二为一，它们的追踪间隔和列车控制精度除取决于线路特性、停站时分、车辆参数外还与ATP/ATO系统及轨道电路的特性密切相关，如轨道电路的最大和最小长度、传输信息量的内容及大小、轨道电路分界点的位置等。由于基于轨道电路的ATC系统是以轨道区段作为列车占用/空闲的凭证，地车通信是通过钢轨作为信息发送的传输媒介。这种方式存在以下几方面缺陷：（1）列车定位精度由轨道区段的长度决定，

15、列车只占用部分轨道电路就认为全部占用，导致列车定位精度不高。（2）由轨道电路向列车传输信息，传输的信息量受钢轨传输介质频带限制及电化牵引回流的干扰，难以实现大信息量实时数据传输。（3）交通容量受到轨道区段划分的限制，传统ATC系统很难在每小时30对列车的基础上有较大的突破。（4）传统ATC速度控制曲线追随性较差。（5）行车间隔越短，轨旁设备越多，导致维修困难，运营成本高。随着通信技术的快速发展，为了解决上述缺陷，近年来国际上几家著名的信号系统制造商如加拿大阿尔卡特公司、法国的阿尔斯通公司、美国的通用电气公司、德国的西门子公司、英国的西屋公司等纷纷开展了基于“通信”的移动闭塞系统的研究开发，它代

16、表了城市轨道交通领域信号系统的一种发展趋势。基于“通信”的移动闭塞信号系统经过多年的研究、开发与应用，与基于轨道电路的准移动闭塞信号系统相比具有以下优点：（1）可缩短行车间隔时间（列车运行间隔可达到7590秒），特别是对整条线路追踪能力紧张的车站起关键作用。（2）提供实时追随的ATP连续速度曲线控制功能。（3）由于信息传输独立于轨道电路，受外界各种物理因素干扰小，运行可靠，设备调试和维护成本将大大降低。（4）轨旁及车载设备之间提供双向高速大容量实时数据通信链路，因此可实现实时遥控列车牵引曲线和停站时间。（5）控制中心或任一车站均可遥测车载设备运行状态及故障信息，甚至可传输车载视频及音频信号，为

17、实现无人驾驶准备条件。（6）灵活的列车控制方式有利于提供最佳服务，降低能耗。移动闭塞的原理 移动闭塞基本原理为:线路上的前行列车经ATP车载设备将本车的实际位置，通过通信系统传送给轨旁的移动闭塞处理器，并将此信息处理生成后续列车的运行权限，传送给后续列车的ATP车载设备。后续列车与前行列车总是保持一个“安全距离”。该安全距离是介于后车的目标停车点和确认的前车尾部之间的一个固定距离。在选择该距离时，已充分考虑了在一系列最坏情况下，列车仍能够被安全地分隔开来。（原理图见下页）车B 的 速度曲线安全距离安全制动距离目标点（移动授权的上限）车B车A距离速度移动闭塞信号系统的通信实现方式 基于“通信”的

18、移动闭塞信号系统车地通信的主要方式有：（1）感应环方式；（2）波导方式；（3）无线或无线扩频方式。（4）漏缆方式；安全及非安全车辆接口发送/接收天线(各2个)无车载设备的车辆VOBC发送/接收天线(各2个)列车门测速发电机(2套)牵引/制动司机显示加速度计接近传感器人工仪表盘VOBC列车门测速发电机(2套)牵引/制动司机显示加速度计接近传感器人工仪表盘屏蔽门通信天线屏蔽门通信天线旅客向导旅客向导其它厂商提供的设备2、缩写释义lSMC系统管理中心；lVCC 车辆控制中心；lSTC 车站控制器系统；lVOBC 车载控制器系统；lTOD 司机显示盘lLWS 车站工作站lCO 中央操作员lSRS 运行图调整服务器lIBP 车站控制盘lMCS 主控系统