1、城市軌道交通信號與通信系統（第二版）緒論城市軌道交通城市軌道交通具有運量大、速度快、安全、準點、保護環境、節約能源和用地等特點。世界各國普遍認識到，解決城市的交通問題的根本出路在于優先發展以軌道交通為骨干的城市公共交通系統。0.1城市軌道交通信號系統城市軌道交通目前我國擁有軌道交通的城市：北京、天津、上海、南京、武漢、重慶、大連、長春、臺北、高雄、西安、香港、廣州、深圳、成都、佛山等其中大連和長春擁有輕軌和有軌電車截至目前，有約36個城市正在籌備建設城市軌道交通，其中31個城市的軌道交通建設規劃已經獲得國務院批復一、城市軌道交通信號系統的作用城市軌道交通信號系統是城市軌道交通最重要的設備保證列

2、車運行的安全統一指揮提高列車速度、運輸效率和服務質量降低工作人員的勞動強度降低運營成本二、城市軌道交通信號系統的組成二、城市軌道交通信號系統的組成ATP系統列車的速度監督和超速防護保證列車在安全的速度下行駛給出各種信號的提醒自動啟動緊急制動安全性停車點防護列車車門控制二、城市軌道交通信號系統的組成ATO系統完成站間自動運行列車速度調節進站定點停車車門和屏蔽門的控制提高列車的正點率和乘客舒適度二、城市軌道交通信號系統的組成ATS系統系統的運營核心列車狀態的監督和控制進路的控制運行圖的管理運行調整三、我國信號系統的發展第一階段，自主研發設備北京地鐵的建設，我國自己研制的具有完全的知識產權的信號系統

3、首先被應用在北京地鐵的一期工程當時的主要設備是自動閉塞、調度集中、列車自動駕駛和集電集中在二十世紀70年代，ATP和ATO等研發，實現列車行車指揮和運行的自動化但系統的可靠性達不到運營的要求三、我國信號系統的發展第二階段對早期設備改造和ATP研制二十世紀八十年代，微機調度集中車載設備進行改造自主研發了ATP車載系統，提高了列車運行的安全性三、我國信號系統的發展第三階段，引入外國先進的信號系統設備造價昂貴，耗資巨大設備的更新維護，不免受制于人返修渠道不暢，備件不能保證制式混雜，給路網的擴張帶來麻煩從1999年，我國開始推行國產化策略0.2城市軌道交通通信系統一、城市軌道交通通信系統的作用城市軌道

4、交通通信系統是指揮列車運行、公務聯絡、傳遞各種信息和提高運輸效率的重要手段，是保證列車的安全、快速、高效運行必不可少的綜合的通信系統。通信系統還要和信號系統共同完成行車調度，為信號系統等提供信息傳輸通道，在發生火災、事故等情況下，通信系統也是進行應急處理、搶險救災的主要手段。二、城市軌道交通通信系統的組成二、城市軌道交通通信系統的組成傳輸系統城市軌道交通通信系統的基礎系統各站點與中心及站與站之間的信息傳輸不同線路的信息交換電話系統為管理、運營和維修人員提供語音通信無線調度系統調度與司機通信的唯一手段移動作業人員、搶險人員實現通信的重要手段二、城市軌道交通通信系統的組成廣播系統城市軌道交通運營行

5、車組織的必要手段對乘客廣播，通知列車到站、離站信息；防災廣播突發或緊急情況，組織指揮事故搶險對運營人員廣播，發布有關通知信息閉路電視監控系統實時監控車站客流、列車出入站、旅客上下車提高運營組織管理效率安全及事故取證二、城市軌道交通通信系統的組成時鐘系統運營準時、服務乘客、統一全線設備標準時間乘客信息系統向乘客提供自動、實時、可視或廣播告示民用通信系統為旅客提供在地鐵內的無線通信、無線上網等服務三、我國通信系統的發展六七十年代單一模擬制，話音實線傳輸1981年建成150MHz調頻雙工電臺，巨大運輸任務，聯動不協調九十年代初增加通信設備容量，擴大通信能力建立光纖傳輸系統，光電復用多業務的一體化網絡

6、二十一世紀一體化集語音、文字、圖像等多種媒體的綜合系統單元一信號機與轉轍機1.1信號機信號城市軌道交通的信號主要有：地面固定信號、車載信號、軌旁指示標志和手信號地面固定信號：是是固定設置在規定位置的信號裝置，采用色燈信號機指示列車的運行城市軌道交通為滿足大容量和小間隔的運輸多采用列車自動控制（ATC）系統，以車載信號作為司機駕駛的命令信息軌旁指示標志：在線路上提醒司機注意或者是在施工時臨時加入的部分需要注意的信息手信號：多在信號設備故障或者是特殊的運營時段等情況下使用，手信號員必須手持信號旗或手提信號燈發出手信號一、信號機的種類城市軌道交通采用色燈信號機以顯示燈光的顏色、數目和亮燈的狀態來表示

7、信號色燈信號機有高柱和矮柱兩種。色燈信號機主要有透鏡式色燈信號機和LED信號機一、信號機的種類透鏡式色燈信號機機構:燈泡、燈座、透鏡組、遮檐、背板透鏡式色燈信號機的光系統燈泡置于透鏡組的焦點處，使燈泡發出的光呈平行射出，光線集中，照射遠一、信號機的種類LED信號機高亮度發光二極管解決了LED散射光聚焦問題蜂房式透鏡，提高了顯示距離鑄鋁外殼拼裝實現信號機小型化二、信號機點燈電路二、信號機點燈電路一次側點燈電源為AC220V 50Hz，當主燈絲完好，DXJ（調車信號繼電器）吸起時，變壓器次級電壓為AC13-14V ，B（白）燈亮起，表示允許調車。如果為LED發光片則一次側點燈電源為AC220V 5

8、0Hz，經過R型變壓器隔離降壓，變壓器次級電壓為AC16.3V，經橋式整流，C1電容濾波，7812三端穩壓器輸入端電壓約為DC18V，經三端穩壓器穩壓和C2電容的再濾波，供應LED發光盤的點燈電壓為穩定的純直流DC12V。三、信號機的設置及顯示城市軌道交通采用右行車制，地面信號機設于列車運行方向的右側，地下部分一般裝在隧道壁上。特殊情況下，可設于列車運行方向的左側或其他位置。信號機的建筑限界：對于正線信號機和通行超限貨物列車的站線信號機，限界所屬軌道中心至信號機突出邊緣距離為2440 mm，站線信號機為2150mm .在曲線線路上，應按有關規定進行加寬。三、信號機的設置及顯示紅色，停車信號，禁

9、止越過該信號機綠色，允許信號，信號處于正常開放狀態，可按規定速度通過該信號機黃色，允許信號，信號處于有限開放狀態，要求列車注意或減速運行月白色，用于指示調車作業時，表示允許越過該信號機調車；用于指示正線列車作業時，同時顯示一個紅燈信號，構成引導信號，表示準許列車越過顯示紅燈的信號機，并隨時準備停車藍色，用于調車信號機，表示禁止越過該信號機調車三、信號機的設置及顯示信號顯示定位是指信號機經常顯示的狀態為信號機定位定位的選擇一般考慮行車安全、行車效率除進出站信號機和通過信號機以綠色為定位，其他信號機以禁止信號為定位信號機關閉時機調車信號機在調車車列全部通過該信號機自動關閉其他信號機都在列車第一輪對

10、越過該信號機后自動關閉三、信號機的設置及顯示停車信號地面信號機點亮紅色信號地面信號機滅燈、顯示不明或不正確車載信號顯示的目標速度為0手信號員使用紅色手信號來展示停車手信號，任何人高舉雙手或任何物件用力搖動都是停車信號在非運營時間內所有地面信號，必須保持為停車信號四、各種用途信號機的燈光配列及命名進站信號機設置在車站入口外方適當距離，用于防護車站內作業安全進站信號機顯示一個紅色燈光表示不準列車越過信號機進入站內，顯示一個綠色燈光表示允許列車按規定速度越過信號機進入站內進站信號機一般采用高柱雙機構（兩個顯示機構），帶引導信號機構，自上而下燈位為黃、綠、紅、黃、白其命名是按列車運行方向，如X（下行）

11、、S（上行）加數字表示四、各種用途信號機的燈光配列及命名出站信號機進站信號機出站信號機設置在車站出口，即列車由車站向區間發車處前方，指示列車能否由車站進入區間出站信號機顯示一個紅燈表示不準列車出站，顯示一個綠燈表示允許列車出發進入區間。列車運行方向，右下角加股道號。如X1，S5等，多車場先加入車場號再加股道號預告信號機將主體信號機的信號顯示狀態提前告訴司機，其燈光配列與主體信號相同預告信號機命名第一字母為，后面綴主體信號機編號四、各種用途信號機的燈光配列及命名防護信號機在正線道岔岔前和岔后適當地點設置防護信號機采用黃綠紅三顯示機構正線上防護信號機用“X”、“F”等命名數字序號作為下標，下行咽喉

12、編為單號，上行咽喉編為雙號，從站外向站內順序編號。四、各種用途信號機的燈光配列及命名阻攔信號機在線路盡頭處設置阻擋信號機，表示列車停車位置阻擋信號機采用單顯示機構，只有一個紅燈。當阻擋信號機顯示紅燈時，列車應在距信號機至少10m的安全距離前停下四、各種用途信號機的燈光配列及命名調車信號裝設在經常進行調車作業的線路上，用來指示機車進行調車作業采用白藍兩顯示機構其編號從列車到達方向順序編號，上行咽喉用雙數，下行咽喉用奇數四、各種用途信號機的燈光配列及命名通過信號機采用ATC系統的城市軌道交通，自動閉塞通過信號機已經失去主體信號的作用，一般在區間不設置通過信號機。為便于駕駛員在ATP設備發生故障時控

13、制列車運行，可以根據需要設置通過信號機采用紅綠兩顯示機構。以該信號機所在地點坐標公里數和百米數上行為偶數下行為奇數知識拓展信號常用圖形符號知識拓展信號表示器地面信號除了信號機，還有一些些附加意義的鐵路信號機具信號表示器，用以表示某些與行車有關設備的位置和狀態，它和信號機不同的是，它沒有防護意義。常用的信號表示器有：1、進路表示器：設在出站以及發車進路兼出站信號機上，指示發車進路開通的方向。2、發車表示器：反映列車出發時，車站值班員是否向運轉車長發出了發車信號，或運轉車長是否向司機發出了發車信號。3、發車線路表示器：調車場的編發線上，補充說明哪條線路發車。4、調車表示器：指揮調車人員進行調車1.

14、2轉轍機一、道岔一、道岔道岔是機車車輛從一股軌道轉入或越過另一股軌道時必不可少的線路設備，是鐵路軌道的一個重要組成部分由于道岔具有數量多、構造復雜、使用壽命短、限制列車速度、行車安全性低、養護維修投入大等特點，與曲線、接頭并稱為軌道的三大薄弱環節它的基本形式有三種：即線路的連接、交叉、連接與交叉的組合。常用的線路連接有各種類型的單式道岔和復式道岔；交叉有直交叉和菱形交叉；連接與交叉的組合有交分道岔和交叉渡線等一、道岔城市軌道交通最常見的道岔類型是普通單開道岔，簡稱單開道岔，其主線為直線，側線由主線向左側（稱左開道岔）或右側（稱右開道岔）岔出，其數量占各類道岔總數的90%以上單開道岔以它的鋼軌每

15、米質量及道岔號數區分類型。目前我國的鋼軌有75kg/m、60kg/m、50kg/m、45kg/m和43kg/m等類型，標準道岔號數（用轍叉號數來表示）有6、7、9、12、18、24號等，城市軌道交通正線和站線， 9號道岔最為常用二、轉轍機的作用和要求轉轍機是道岔控制的執行機構，它對于保證行車安全，提高行車效率有著非常重要的作用。主要功能：轉換道岔、鎖閉道岔尖軌、表示道岔所在位置和監督道岔二、轉轍機的作用和要求牽動根據操作要求，將道岔轉換至定位或者反位。應具有足夠大的拉力，帶動尖軌作直線往返運動；當尖軌受阻不能轉換到底時，應隨時通過操作使尖軌回復原位鎖閉道岔轉換至規定位置而且密貼后，自動實行機械

16、鎖閉，防止外力改變道岔位置，當尖軌和基本軌不密貼時，不應進行鎖閉；一旦鎖閉，不由于車輛通過道岔時的振動而錯誤解鎖。顯示當道岔尖軌與基本軌密貼后，正確反映道岔位置，并給出相應表示。監督發生擠岔以及道岔長時間處于“四開”位置（尖軌與基本軌不密貼）時，及時發出報警，道岔被擠后，在未修復前不應再使道岔轉換三、轉轍機的分類按動作能源和傳動方式分，可分為電動轉轍機、電動液壓轉轍機按供電電源分，可分為直流轉轍機和交流轉轍機按鎖閉方式分，可分為內鎖閉轉轍機和外鎖閉轉轍機四、ZD-6型轉轍機四、ZD-6型轉轍機在城市軌道交通車輛段和停車場使用ZD6型直流轉轍機。ZD6型電動轉轍機主要由電動機、減速器、摩擦連接器

17、、主軸、動作桿、表示桿、移位接觸器、外殼等組成四、ZD-6型轉轍機電動機額定電壓160v。額定電流2.0A，額定轉速2400r/m，額定轉矩0.8826N四、ZD-6型轉轍機減速器降低電機轉速得到足夠的轉矩兩級組成：第一級小齒輪帶動大齒輪，減速比103：27，第二級為行星傳動式，減速比為41：1，總的減速比為103/2741/1=156.4傳動裝置包括減速齒輪、輸入軸、減速器、輸出軸、起動片、主軸起動片介于減速器與主軸間的傳動媒介，在旋轉時補償兩軸不同心的誤差，控制自動開閉器主軸帶動鎖閉齒輪，通過與齒條塊配合完成轉換和鎖閉道岔四、ZD-6型轉轍機轉換鎖閉裝置鎖閉齒輪和齒條塊將旋轉運動變為直線運

18、動以帶動道岔的尖軌位移，并完成內部鎖閉四、ZD-6型轉轍機自動開閉器用來及時、正確反映道岔尖軌的位置，并完成控制電動機和擠岔表示的功能。自動開閉器有2排動接點，4排靜接點定位狀態時，有第1、3 排接點閉合，和2、4排接點閉合2、3排接點是表示用，1、4排為動作用。道岔轉換時，先斷開表示接點組，最后斷開動作接點組四、ZD-6型轉轍機自動開閉器用來及時、正確反映道岔尖軌的位置，并完成控制電動機和擠岔表示的功能。自動開閉器有2排動接點，4排靜接點定位狀態時，有第1、3 排接點閉合，和2、4排接點閉合2、3排接點是表示用，1、4排為動作用。道岔轉換時，先斷開表示接點組，最后斷開動作接點組四、ZD-6型

19、轉轍機摩擦聯結器保護電動機和吸收轉動慣量的聯結裝置正常使用過程中，可以消耗電動機的慣性，以避免內部器件受到撞擊或毀壞擠切裝置進行擠岔保護，并給出擠岔表示五、ZDJ9型電動轉轍機ZDJ9型系列電動轉轍機是一種能適應交、直流電源的新型轉轍機有著安全可靠的機內鎖閉功能，因此既可適用于聯動內鎖道岔，又可適用于分動外鎖道岔城市軌道交通正線以及車輛段試車線使用ZDJ9型交流轉轍機五、ZDJ9型電動轉轍機五、ZDJ9型電動轉轍機實訓一、手信號實訓目的：學習和練習手信號的打法實訓設備：紅、黃、綠信號旗（燈）實訓步驟：（1）復述手信號的適用范圍和常用手信號顯示含義（2）學習和練習各種手信號二、手搖道岔實訓目的：

20、學習和聯系手搖道岔實訓設備：道岔、轉轍機（ZD6、ZDJ9）、遮斷器掛鎖鑰匙、手搖把、鉤鎖器、鉤鎖器鑰匙、扳手、信號燈、對講機、手電筒實訓步驟： 明確需要手搖道岔情形。下線前準備工作。手搖道岔復習與思考1、信號有哪幾種？2、請畫出調車信號機點燈電路。3、根據用途，信號機有哪幾種？4、道岔號是怎么定義的，代表什么意義？5、轉轍機的作用是什么？對其又有什么要求？6、ZD-6型轉轍機有哪些部分？各部分是什么作用？7、手搖道岔的步驟是什么？單元二 繼電器、軌道電路、計軸器和應答器2.1繼電器繼電器繼電器是自動控制系統中常用的電器，它用于接通和斷開電路，用以發布控制命令和反映設備狀態，以構成自動控制和遠

21、程控制電路地鐵信號系統技術中廣泛采用繼電器，稱為信號繼電器（簡稱繼電器），通常作為自動控制系統的接口部件繼電器的可靠性直接影響到地鐵信號系統的可靠性和安全性繼電器繼電器是自動控制系統中常用的電器，它用于接通和斷開電路，用以發布控制命令和反映設備狀態，以構成自動控制和遠程控制電路地鐵信號系統技術中廣泛采用繼電器，稱為信號繼電器（簡稱繼電器），通常作為自動控制系統的接口部件繼電器的可靠性直接影響到地鐵信號系統的可靠性和安全性一、繼電器的基本原理一、繼電器的基本原理當線圈中通入一定的的電流后，根據電磁原理，線圈中因為電流產生磁性，銜鐵被吸引當線圈中沒有足夠的電流時，銜鐵由于重力作用被釋放。隨著銜鐵的

22、動作，動觸點與靜觸點接通或斷開，從而實現對其他設備的控制。一、繼電器的基本原理當線圈中通入一定的的電流后，根據電磁原理，線圈中因為電流產生磁性，銜鐵被吸引當線圈中沒有足夠的電流時，銜鐵由于重力作用被釋放。隨著銜鐵的動作，動觸點與靜觸點接通或斷開，從而實現對其他設備的控制。二、繼電器的繼電特性當輸入量達到一定值時，輸出量發生突變，繼電器線圈回路為輸入回路，繼電器接點所在回路為輸出電路當線圈中電流Ix增加到某一定值時，繼電器銜鐵被吸引，接點閉合。此后，若線圈中電流Ix繼續增大，由于接點回路中阻值不變，Iy保持不變當線圈中電流Ix減小到一定值時，繼電器銜鐵釋放，輸出電流Iy突然減小到0。此后，線圈中

23、電流再減小，Iy保持為0不變二、繼電器的繼電特性三、繼電器的分類按動作原理分類電磁繼電器、感應繼電器按動作電流分類直流繼電器、交流繼電器按動作時間分類正常動作繼電器、緩動繼電器按工作可靠程分類安全型繼電器、非安全型繼電器四、安全繼電器四、安全繼電器1、安全型繼電器的型號表示法安全型繼電器型號用漢字拼音字母和數字表示，字母表示繼電器種類，數字表示線圈的電阻值（單位）例如 中J-繼電器，W-無極，J加強接點（普通接點不標），X-信號，C-插入（非插入式不標），H-緩放（非緩放不標），125-前圈電阻值，0.44-后圈電阻值四、安全繼電器四、安全繼電器安全型繼電器是指它的結構必須符合故障-安全原則發

24、生安全側故障的可能性遠遠大于發生危險側故障的可能性；處于禁止運行狀態的故障有利于行車安全，稱為安全側故障；處于允許運行狀態的故障可能危及行車安全，稱為危險側故障在故障情況下使前接點閉合的概率遠小于后接點閉合的概率。這樣，就可以用前接點代表危險側信息，用后接點代表安全側信息故障安全要求信號設備或系統一旦發生安全故障后，能防止出現災難性后果自動導向安全一方的重要設計原則Eg：紅色信號燈故障，信號顯示前移四、安全繼電器無極繼電器無極繼電器由電磁系統和接點系統兩大部分組成。電磁系統包括線圈、鐵心、軛鐵和銜鐵四、安全繼電器整流式繼電器整流式繼電器用于交流電路中。它通過內部的半波或全波整流電路將交流電變為

25、直流電而有極繼電器有極繼電器根據線圈中電流極性不同而具有定位和反位兩種穩定狀態，這兩種穩定狀態在線圈中電流消失后，仍能繼續保持，故又稱極性保持繼電器磁系統中增加了永久磁鋼。在線圈中通以規定極性的電流時，繼電器吸起，斷電后仍保持在吸起位置；通以反方向電流時，繼電器打落，斷電后保持在打落位置四、安全繼電器偏極繼電器滿足信號電路中鑒別電流極性的需要設計的銜鐵的吸起與線圈中電流的極性有關，只有通過規定方向的電流時，銜鐵才吸起，而電流方向相反時，銜鐵不動作不同于有極繼電器不同，只有一種穩態鐵心的極靴的方形的，在方極靴下方用兩個螺釘固定永久磁鋼，使銜鐵處于極靴和永久磁鋼之間，受永磁力的作用偏于落下位置四、

26、安全繼電器交流二元二位繼電器兩個互相獨立又互相作用的交變電磁系統，繼電器有吸起和落下兩種狀態交流二元二位繼電器分為25 Hz和50 Hz兩種城市軌道交通使用50 Hz二元二位繼電器作為50Hz相敏軌道電路中的軌道繼電器具有可靠的頻率選擇性和相位選擇性四、安全繼電器五、繼電器的應用繼電器一般是根據它的主要用途和功能來命名的。為了便于標記，繼電器符號用漢語拼音字頭或英文單詞的縮寫來表示，例如按鈕繼電器表示為AJ，信號繼電器表示為XJ在一個控制系統中會用到許多繼電器，同一作用和功能的繼電器也不止一個，應注意各自名的區別同一個繼電器的線圈和接點必須用該繼電器的名稱符號來標記，以免互相混淆。同一個繼電器

27、的各接點組還需用其編號注明，以防重復使用五、繼電器的應用繼電器有兩個狀態：吸起狀態和落下狀態。繼電器的定位狀態應與設備的定位狀態相一致，信號布置圖中所反映的設備狀態約定為設備的定位狀態。根據故障-安全原則，繼電器的落下狀態必須與設備的安全側相一致電路圖中，凡以吸起為定位狀態的繼電器，其線圈和接點處均以“”符號標記；凡以落下為定位狀態的繼電器以“”符號標記五、繼電器的應用五、繼電器的應用五、繼電器的應用繼電器電路 串聯 并聯五、繼電器的應用繼電器電路 串并 自閉五、繼電器的應用自閉電路按下自復式按鈕A后，繼電器AJ經過勵磁電路吸起。但松開按鈕后，繼電器就不能保持吸起。繼電器具備記憶功能表示該任務

28、完成的繼電器接點使其復原2.2軌道電路軌道電路軌道電路是利用鋼軌線路和鋼軌絕緣構成的電路軌道電路的作用監督列車占用傳遞行車信息一、軌道電路的基本原理一、軌道電路的基本原理調整狀態 軌道電路空閑線路完整受電端正常工作一、軌道電路的基本原理分路狀態 兩鋼軌被列車輪對連接軌道電路受電端設備反映軌道被占用一、軌道電路的基本原理斷軌狀態 軌道電路的鋼軌被折斷軌道電路受電端設備反映鋼軌斷軌三、軌道電路的分類1、根據軌道電路傳輸的信息，可分為模擬軌道電路和數字軌道電路。2、按工作方式分類，軌道電路可分為開路式軌道電路和閉路式軌道電路。3、按所傳送的電流特性分類，軌道電路可分為連續式、脈沖式、交流計數電碼式和

29、數字編碼式。4、按軌道區段的分割方式，可分為有絕緣軌道電路和無絕緣軌道電路。5、按設置地點，軌道電路可分為站內軌道電路和區間軌道電路。6、按列車牽引方式，分為非電化區段軌道電路和電化區段軌道電路。四、工頻交流軌道電路工頻交流軌道電路采用工頻50Hz交流電源，有連續式軌道電路和相敏軌道電路工頻交流連續式軌道電路以JZXC-480型繼電器為軌道繼電器，這種軌道電路實質上是交直流軌道電路，電源是交流電，鋼軌中傳輸的是交流電，而軌道繼電器是整流繼電器城市軌道交通的交流工頻軌道電路的是50 Hz相敏軌道電路，只有監督列車占用的功能，不能傳輸其它信息，一般只用于車輛段四、工頻交流軌道電路四、工頻交流軌道電

30、路電源屏分別供出50 Hz軌道電源和局部電源送電端軌道電源經軌道變壓器降壓后送至鋼軌受電端由鋼軌來的電壓經中繼變壓器升壓后送至軌道繼電器RGJ的軌道線圈3-4。軌道繼電器RGJ的局部線圈2-1接局部電源當軌道線圈和局部線圈電源滿足規定的相位和頻率要求時，GJ吸起，軌道電路處于調整狀態，表示軌道電路空閑列車占用時，軌道電源被分路，GJ落下。若頻率、相位不符合要求時，GJ也落下五、音頻軌道電路五、音頻軌道電路發送器和接收器的一個輸出、輸出端接在S型導線的中間電容器C1與鋼軌L1及“S” 形電纜的一半組成諧振于區段1音頻頻率f1的并聯諧振電路；電容器C2與鋼軌L2及“S” 形電纜的另一半組成諧振于區

31、段2音頻頻率f2的并聯諧振電路。兩個并聯諧振回路分別對f1、f2信號呈現高阻抗，以使信號能夠發送/接收。C3與L3組成諧振于區段3音頻頻率f3的并聯諧振電路“S” 形電纜將信號f1與f2阻隔，使它們不能向相鄰區段傳輸。這樣，就實現了f1區段與f2區段相互隔離六、道岔區段的軌道電路串聯軌道電路六、道岔區段的軌道電路并聯軌道電路六、道岔區段的軌道電路一送多受軌道電路七、軌道電路的極性交叉 什么是極性交叉？有鋼軌絕緣的軌道電路實現對鋼軌絕緣破損的防護要使絕緣節兩側的軌面電壓具有不同的極性或相反的相位七、軌道電路的極性交叉 七、軌道電路的極性交叉 1G和3G相鄰軌道電路沒有極性交叉1G有車占用絕緣節破

32、損流經1GJ電流等于兩個軌道電源之和1GJ可能保持吸起危及行車安全七、軌道電路的極性交叉 2.3計軸器與應答器一、計軸器計軸器是計算車輛進出區段的車軸數來監督列車占用在CBTC城軌線路無線設備故障時用計軸器檢查列車位置，構成“降級”信號一、計軸器 一、計軸器傳感器將機車、車輛通過的車軸數轉換成電脈沖信號電磁式傳感器由磁頭、發送器、接收器三部分組成磁頭有一個發送線圈和一個接收線圈分別裝在鋼軌的兩側計數比較器主要由計數器、鑒別器、比較器組成將進出兩個計軸點之間的車軸電脈沖信號進行計數和比較一、計軸器一、計軸器當車輪進入始端軌道傳感器作用區時，傳感器發出電脈沖信號給計數器，開始計軸進行加軸運算當車輪

33、進入末端軌道傳感器作用區時，傳感器同樣發出電脈沖給計數器，進行減軸運算當計數器為0，表明此時區間無車，不為0，則表明此時區間有車占用二、應答器程序定位停車控制距離定位，也稱“信標”CBTC系統，檢測列車位置二、應答器二、應答器 無源應答器二、應答器 有源應答器實訓一、軌道電路對信號燈的控制1、實訓目的：熟悉軌道電路的作用并進行信號燈控制2、實訓設備：軌道模型2-4段（可導電）、無極繼電器3個、直流電源6個（分別與繼電器和信號機電壓相匹配）、信號機（LED，可以為可用模型）3架 3、實訓步驟：（1）鋪設軌道并按照極性交叉對軌道電路進行配置；（2）測試軌道電路是否可用，使用小車或者輪對在軌道行走，

34、觀察軌道繼電器是否可靠吸起和落下；（3）設計軌道電路對信號機的控制（4）按照設計電路搭建信號機顯示電路；（5）驗證設計。復習與思考1、簡述繼電器的基本原理。2、分析并敘述自閉電路的工作原理。3、簡述軌道電路的基本原理。4、試畫出串聯軌道電路的電流走向。5、請按照極性交叉原理配置以下軌道電路。 6、簡述計軸器的工作原理。7、簡述應答器的工作原理。單元三 聯鎖系統3.1聯鎖概述聯鎖的概念在鐵路車站上，為了保證機車車輛和列車在進路上的安全，有效利用站內線路，高效率地指揮行車和調車，改善行車人員的勞動條件，利用機械、電氣自動控制和遠程控制、計算機等技術和設備，使車站范圍內的信號機、進路和進路上的道岔相

35、互具有制約關系，這種關系稱為聯鎖聯鎖是車站聯鎖的簡稱，是信號設備的重要組成部分聯鎖聯鎖車站內有許多條線路，它們通過道岔相連接，當道岔開通不同的方向時，列車就會有不同的進站或出站路線即有不同的進路當道岔處于定位時，列車從線路I進站；當道岔處于反位時，列車從線路II進站聯鎖聯鎖的基本內容防止建立會導致機車車輛相沖突的進路必須使列車或調車車列經過的所有道岔均鎖閉在與進路開通方向相符合的位置必須使信號機的顯示與所建立的進路相符聯鎖聯鎖的基本條件第一、進路上各區段空閑時才能開放信號機，這是最基本的要求。如果進路上有列車占用，此時信號機的開放則可能會引起列車相撞。第二、當開放某一進路時，必須先將進路上的所

36、有道岔扳到正確位置后，防護這一進路的信號機才能開放。如果信號機開放后，相關道岔還未處在正確位置，則車輛會進入異線，可能會引起列車與停留車的沖突。第三、當防護某一進路的信號機開放以后，這一進路上的道岔應被鎖閉，不能再扳動。第四、當某一進路的信號機開放以后，與之敵對的進路（兩條或兩條以上的進路，有一部分相互重疊或交叉，有可能發生列車或機車車輛沖突的進路）的信號機應全部被鎖閉，不能開放。3.2 6502 電氣集中聯鎖6502的技術特性組合式電路雙按鈕選路選路方式逐段解鎖方式電路動作層次清晰，各網路線繼電器用途明確一、6502的組合電路6502電氣集中的定型組合是對應道岔、信號機和道岔軌道電路區段道岔

37、組合有單動道岔組合（DD）、雙動道岔主組合（SDZ）和雙動道岔輔助組合（SDF）。信號機組合分六種：調車信號組合（DX）、調車信號輔助組合（DXF）、引導信號組合（YX）、列車信號主組合（LXZ）、列車信號輔助組合（LXF）、一方向信號輔助組合（1LXF）、二方向列車信號輔助組合（2LXF）此外還有區段組合（Q）、方向組合（F）、電源組合（DY）信號選用的組合類型進站信號機選用道岔區段選用*信號選用的組合類型道岔選用出站兼調車信號機選用繼電器組合架繼電器組合架在繼電器室內組合架的設置，按兩排架，每排架按六個架排列進繼電器室門，面對組合架正面，由前向后順序編排號，每排左至右順序編架號用兩位數字就

38、能給每個架子編號，十位數字表示排號，個位數字表示架號。組合在組合架上的位置，由下向上順序編層號因室內電纜在組合架頂部的走線槽上敷設，零層要設置在組合架的最高層二、聯鎖表 聯鎖表是說明車站信號設備之間聯鎖關系的圖表。它顯示了進路道岔、信號以及軌道區段之間的基本聯鎖內容。聯鎖表是依據車站信號平面圖布置圖展示的線路，道岔、信號機以及軌道區段等情況，按照規定的原則和格式編制出來的。二、聯鎖表方向欄進路欄進路號碼欄填寫所有進路的順序編號；按鈕欄。信號機欄；道岔欄；敵對信號欄。軌道區段欄迎面進路欄二、聯鎖表二、聯鎖表三、控制臺三、控制臺3.3計算機聯鎖一、計算機聯鎖的結構一、計算機聯鎖的結構人機交互層人機

39、交互層設備一部分設置于車站值班員室，另一部分設置與車站維修值班室內人機交互層的功能是車站值班員通過其進行操作，向聯鎖層輸入操作命令接收聯鎖層輸出的反映設備工作狀態和行車作業情況的表示信息維修人員通過其了解車站聯鎖設備的運行情況和故障情況，以便進行維修一、計算機聯鎖的結構一、計算機聯鎖的結構聯鎖控制層車站聯鎖系統的核心聯鎖層設備設置在車站信號樓的機械室內基本功能是實現聯鎖邏輯控制聯鎖層接收操作命令，依據收到的信息，結合內部的中間狀態信息，進路聯鎖邏輯運算，產生輸出信息邏輯層結構2取2邏輯層結構3取2一、計算機聯鎖的結構采集/驅動層采集/驅動層為聯鎖層和室外設備層的中間層，在二者之間起硬件上進行隔

40、離，以保證室內設備的安全性電路板和繼電器電路兩部分，繼電器電路采用6502電氣集中電路室外設備層室外設備層包括室外的信號機、轉轍機和軌道電路等設備及其相應的動作電路和6502繼電聯鎖系統的室外電路基本相同3.4聯鎖系統的控制一、列車運行控制一、列車運行控制中心級控制，全自動列車監控模式，其信息來源于時刻表和自動調整系統。遠程控制終端的控制，在控制中心設備故障或控制中心與下級設備的通信線路故障時，列車自動控制的降級模式。站級控制，列車運行進路控制在車站值班員工作站執行二、進路解鎖取消進路路建立后，因人為需要而取消進路的一種解鎖方式一旦進行取消進路的操作，進路始端信號機立即自動關閉檢查是否需要延時

41、，如果不需要延時，立即取消進路否則延時30s后檢查進路的第一個軌道區段是否解鎖或被車占用，如已解鎖或被車占用，終止解鎖，否則立即取消進路二、進路解鎖正常解鎖（三點解鎖法）A、前一軌道區段（I）和本軌道區段（II）同時被占用；B、前一軌道區（I）段出清并解鎖；C、本軌道區段（II）和下一軌道區（III）段同時被占用；D、本軌道區段（II）出清且后一軌道區段（III）占用。二、進路解鎖三、進路多列車進路城市軌道交通運行間隔小，車流密度大，列車的運行安全由ATP系統保護，所以在一條進路中可能出現多列列車在運行。只要聯鎖監控區空閑，以S1為始端的進路便可以排出，S1信號開放。則在最后一個道岔區段后加一

42、區段作為監控區段。三、進路追蹤進路聯鎖系統自動排列進路功能列車接近信號機，占用觸發區段時，列車運行所要通過的進路自動排出三、進路保護區段保證列車運行安全，避免列車不能、停住而導致事故，充分考慮了列車的制動距離及線路等因素，在停車點后設置了保護區段，即終端信號機后方的一至兩個區段為保護區段。側面防護避免其他列車從側面進入進路，與列車發生側面沖突側面防護可以分成兩種：主進路的側面防護和保護區段的側面防護當要求側面防護的運行進路解鎖時，運行進路側面防護區域也將解鎖實訓實訓臺的操作實訓內容：控制臺的操作實訓目的：熟練6502操作臺的操作，進行進路排列、取消進路和解鎖進路等。實訓設備：多媒體實訓計算機一

43、臺（已安裝6502操作軟件）、實體6502控制臺一套實訓步驟排列列車進路排列調車進路取消通過進路取消列車進路解鎖復習與思考1、聯鎖的基本條件有哪些？2、簡述2取2和3取2系統工作方式。3、簡述聯鎖系統的三點解鎖。4、聯鎖系統的三級控制。單元四 列車自動控制系統4.1列車自動控制系統概述列車自動控制系統（ATC， Automatic Train Control）列車自動防護（ATP，Automatic Train Protection）列車自動運行（ATO ，Automatic Train Operation）列車自動監控（ATS，Automatic Train Supervision）一、不同

44、閉塞制式的ATC系統固定閉塞式將線路劃分為固定的閉塞分區，前、后列車的位置還是前、后列車的間距一、不同閉塞制式的ATC系統準移動閉塞式ATC前行列車的定位仍沿用固定閉塞的方式，而后續列車的定位則采用連續的或稱為移動的方式列車通過時提供絕對位置信息提高后續列車的定位精度在相鄰定位標志之間，列車的相對位置由安裝在列車上的輪軸轉數累計連續測得可以告知后續列車繼續前行的距離，后續列車也可以通過這一距離合理地采取減速或制動，提高線路使用效率一、不同閉塞制式的ATC系統準移動閉塞式ATC前行列車的定位仍沿用固定閉塞的方式，而后續列車的定位則采用連續的或稱為移動的方式列車通過時提供絕對位置信息提高后續列車的

45、定位精度在相鄰定位標志之間，列車的相對位置由安裝在列車上的輪軸轉數累計連續測得可以告知后續列車繼續前行的距離，后續列車也可以通過這一距離合理地采取減速或制動，提高線路使用效率一、不同閉塞制式的ATC系統移動閉塞式ATC區間不分割、根據連續檢測先行列車位置和速度進行列車運行間隔控制的列車安全系統不是沒有間隔點，實際上該系統把先行列車的后部看作是假想的閉塞區間后續列車的速度曲線隨著目標點的移動而實時計算，后續列車到先行列車的保護段后部之間的距離等于列車制動距離加上列車制動反應時間內駛過的距離。一、不同閉塞制式的ATC系統移動閉塞式ATC虛擬閉塞分區=列車的長度+最大制動距離+防護距離。二、不同結構

46、的ATC系統點式ATC系統在地面設置應答器，當列車駛過地面應答器車載應答器與地面應答器對準時，車載應答器通過電磁感應的方式將能量傳遞給地面應答器地面應答器的內部電路開始工作，將所存數據仍通過電磁感應傳送到車上列車計算機系統根據所得到的數據計算制動曲線點式ATC系統點式ATC系統速度控制點式ATC系統優點地面應答器無源高信息容量結構簡單安裝靈活價格低缺點難以勝任高密度情況后續列車通過地面應答器前方有車算出一條制動曲線后續列車駛過，前車已駛離續列車已經通過地面應答器后車不能得到新的信息只能減速到下一個地面應答器二、不同結構的ATC系統連續式ATC系統（速度碼）用不同頻率代表不同的允許速度控制中心通

47、過信息傳輸媒體把將列車的最大允許速度直接傳到車上信息的傳遞和車上信息的處理簡單速度分級是階梯式的連續式ATC系統（速度碼）連續式ATC系統速度控制(速度碼)二、不同結構的ATC系統連續式ATC系統（距離碼）數字音頻軌道電路距離碼系統從地面傳至車上前方目標距離的一系列數據車載設備計算傳來的信息，實時計算允許速度曲線，并按此曲線控制速度監控實時、無級，實現平穩駕駛連續式ATC系統（距離碼）連續式ATC系統速度控制（距離碼）三、列車駕駛模式三、列車駕駛模式列車自動駕駛模式（ATO）正線上列車運行的正常模式列車能夠正常接收ATP/ATO信息自動控制列車啟動、加速、制動，定位停車和車門、屏蔽門的開啟列車

48、司機主要任務是觀察只需要觀察線路情況，發現異常及時處理列車司機將模式開關選擇至ATO位，司控器至于“0”位，按壓ATO啟動按鈕大于2秒，啟動三、列車駕駛模式ATP監督下的人工駕駛模式（CM）司機在ATP的監督下使用司機控制器平穩操縱列車運行列車啟動、加速、常用制動、開門等都由司機操作ATP設備實時監督列車速度，當列車接近ATP限制速度時給出警告或超速時ATP自動啟動緊急制動，直到停車三、列車駕駛模式限制人工駕駛模式（RM）受約束的人工操作，必須“謹慎運行”在這種模式下，列車由司機根據軌旁信號駕駛，ATP僅監督允許的最大限速值該運行模式在列車在車輛段范圍內運行、正線運行中聯鎖設備等發生故障時列車

49、在正線退行時使用三、列車駕駛模式非限制人工駕駛模式（URM）不受限制的人工駕駛（無ATP監督）模式用于車載ATP設備故障以及車載設備測試情況下完全關斷時的列車駕駛列車由司機根據軌旁信號和調度員的口頭指令駕駛的，沒有速度監督在此模式下，列車由司機人工駕駛，ATP的緊急制動輸出被車輛控制系統切斷沒有ATP保護措施；使用這種模式必須進行登記，此時列車運行安全完全由司機負責三、列車駕駛模式列車自動折返模式（AR）列車到達折返站時，選用此模式實現列車的自動折返在規定停站時間結束后，司機選擇模式開關到AR位，按壓“自動折返”按鈕啟動，列車自動進入折返線并停車折返進路具備后，列車自動進入折返線發車到站臺并打

50、開車門和屏蔽門4.2列車自動防護（ATP）列車自動防護（ATP）ATP系統是保證行車安全、防止列車進入前方列車占用區段和防止超速運行的設備。ATP是ATC的基本環節，是安全系統，必須符合故障一安全的原則。一、ATP的基本原理列車超速防護V0:允許的最大速度V1，音響警報，司機減速到V0以下，一切正常V2，常用制動，降速到V0以下V3，緊急制動，直到停車一、ATP的基本原理目標速度和目標距離ATP軌旁設備向在其控制范圍內的列車分配一個“目標距離”通知列車前方有多少個未占用的區段車載ATP車載設備調用存儲器里的信息，決定在列車任何時刻列車的運行速度和可以運行的最遠距離確保在抵達障礙物或限制區之前安

51、全停車一、ATP的基本原理目標速度和目標距離ATP軌旁設備向在其控制范圍內的列車分配一個“目標距離”通知列車前方有多少個未占用的區段車載ATP車載設備調用存儲器里的信息，決定在列車任何時刻列車的運行速度和可以運行的最遠距離確保在抵達障礙物或限制區之前安全停車一、ATP的基本原理制動模式一級制動時按目標距離制動的。根據前行列車的距離、目標距離、列車參數和線路參數等，有計算機計算出列車的制動曲線分級制動是以閉塞分區為單元，根據與前行列車的運行距離來調整列車速度，各閉塞分區采用不同的低頻頻率調制，指示不同的速度等級，在此基礎上確定限速值。分級制動模式又分為階梯型和曲線型一、ATP的基本原理階梯分級制

52、動一、ATP的基本原理曲線分級制動一、ATP的基本原理一級制動一、ATP的基本原理測速與測距測速是通過路程脈沖發生器、光電式傳感器等完成的測距是通過測速和輪徑完成的，同過測速設備獲得車輪旋轉的次數，考慮運行方向和車輪直徑來計算走行距離一、ATP的基本原理速度限制固定限速是在設計階段設置的。車載ATP和ATO設備都儲存著整條線路上的固定限速區信息決定了“目標距離”運作模式下的可能給出的最優行車間隔。限制速度在某些條件下（施工現場、臨時危險點）可以被降低一、ATP的基本原理常用制動和緊急制動常用制動是直接控制列車主管壓力使機車制動與緩解，不影響原有列車制動系統的功能。它縮短了制動空走時間，大大減小

53、了制動時的縱向沖擊加速度，使列車運行更安全、舒適。緊急制動是將壓縮空氣全部排入大氣，使副風缸內壓縮空氣很快推動活塞，施行制動，使列車很快停下來。緊急制動時，列車沖擊大，中途不能緩解，直到停車一、ATP的基本原理車門控制車輛沒有停穩靠在站臺或是車輛段轉換軌上時，ATP不允許車門開啟當列車在車站的預定停車區域內停穩且停車點的誤差在允許范圍以內時，地面定位天線會收到車載定位天線發送的停穩信號，列車從ATP軌旁設備收到車門開啟命令，ATP才會允許車門操作ATP不斷監視安全車門關閉列車管，以確保車門沒有被異常打開二、ATP的設備二、ATP的設備ATP車載設備將地面傳來的數據通過ATP接收裝置接收與預先儲

54、存的列車數據一起進行計算，得出列車的允許最大速度將此速度和來自測速單元（速度傳感器）的實時速度進行比較，超過速度，啟動報警和制動，ATP車載設備還通過與列車接口，將所得的速度信息傳給DMI顯示向司機顯示實際速度等信息，以及列車運行時產生的重要故障信息借助TOD司機能按照ATP系統的指示運行，以保證安全二、ATP的設備三、ATP的功能安全性停車點防護列車安全間隔功能ATP監督功能速度監督功能方向監督功能后退監督報文監督功能車門釋放功能司機人機接口功能4.3列車自動駕駛（ATO）一、ATO系統的組成一、ATO系統的組成地面設備二、ATO系統的工作原理列車自動駕駛ATO按最大速度行駛（小于ATP最大

55、安全速度）ATO通過地面ATP設備傳送的編碼得知前方列車信息自動駕駛通過ATO車載設備控制列車牽引和制動設備實現ATO從ATP獲得所需數據二、ATO系統的工作原理二、ATO系統的工作原理車站定位停車通過車站區域軌道電路標識、分界過渡和ATO環線變換進行停車特征啟動后，ATO計算制動特征列車停車后，ATO保持制動，避免列車運動二、ATO系統的工作原理車站程序停車控制中心ATS監督列車時刻表，保證正點到下站所需停站時間由集中站ATS給ATO車載設備控制中心通過集中站ATS縮短和延長停站時間二、ATO系統的工作原理車門控制ATO只在自動模式下執行車門開啟ATO發出停車信號給ATP，列車制動ATP檢測

56、車速為零，發送列車停站信號給地面車輛收到ATP發送的允許車門打開信息列車車門和屏蔽門對準車輛發送信息給地面，打開相應車門車輛定位器發打開屏蔽門信號站臺定位器接收信號，打開相應屏蔽門三、ATO系統的功能自動駕駛無人自動折返自動控制車門開閉巡航惰行功能四、ATO和ATP的比較四、ATO和ATP的比較手動駕駛=司機人工駕駛+ATP系統自動駕駛=ATO系統自動駕駛+ATP系統四、ATO和ATP的比較列車緊急制動曲線，啟動緊急制動，直到停車。ATP系統計算的制動曲線，給出警告，不啟動緊急制動正常的制動曲線，列車平穩減速4.4列車自動監控（ATS）列車自動監控（ATS）ATS系統主要是實現對列車運行及所控

57、制的道岔、信號等設備運行狀態的監督和控制列車因故偏離運行圖時及時做出調整，輔助行車調度人員完成對全線列車運行的管理。ATS是整個城市軌道交通運營的核心運行時刻表完成對全線列車運行的自動監控，可自動或由人工監督和控制正線列車進路ATS功能由位于控制中心內的設備實現。ATS系統與ATP系統、計算機聯鎖設備或繼電聯鎖設備配套使用一、ATS系統的組成一、ATS系統的組成中心級設備一、ATS系統的組成車站設備車站有集中聯鎖站和非集中聯鎖站的分別集中聯鎖站設有一臺ATS分機，連接ATS與ATP地面設備和ATO地面設備，采集車站設備信息、傳送控制命令，與ATS系統聯系非集中聯鎖站不設ATS分機，PTI、PI

58、IS和DTI均通過集中聯鎖站的ATS分機和ATS系統聯系，道岔和信號機由集中聯鎖站計算機控制一、ATS系統的組成車輛段設備設置ATS分機采集段內存車庫線的列車占用及信號狀態在控制中心顯示采集信息控制中心人員和車輛段人員了解段內停車堀線的車次及車組運用二、ATS系統的功能和工作原理自動列車跟蹤二、ATS系統的功能和工作原理自動排列進路通過列車進路系統，實現了進路的自動排列這可以節約調度員大量的操作工作量調度員可在任何時候都繞過列車進路系統，用手動方式辦理進路二、ATS系統的功能和工作原理時刻表系統時刻表系統向ATS功能提供時刻表數據，向外部系統提供時刻表數據停站時間表正線裝載設置界面，為時刻表的

59、離線修改設置界面使用中的時刻表增加和刪除列車行程設置界面提供時刻表編制數據庫，調度員人工設置數據產生計劃時刻表二、ATS系統的功能和工作原理列車運行調整改變車站停車時間改變站間運行時間越站行駛改變進路設置修改計劃時間表三、ATS系統的控制中央級控制正常情況下的控制方式據聯鎖表、計劃運行圖自動設置列車進路據計劃運行圖自動控制列車運行時分和停站時分中央級控制3.2 ATS系統的控制控制中心ATS人工控制方式信號機人工控制狀態，列車為非自動調整調度工作站給聯鎖設備進路控制命令列車實際運行和計劃運行圖嚴重偏差，“扣車”“跳停”人工設定列車識別號控制中心ATS人工控制方式三、ATS系統的控制車站級現地控

60、制ATS系統正常情況的車站級控制所有原自動控制仍由中央ATS自動控制原人工控制由車站值班員人工控制原自動調整和非自動調整列車維持原方式ATS系統正常情況的車站級控制三、ATS系統的控制ATS分機故障的控制現地工作站人工排列進路聯鎖設備人工控制下，信號機設為聯鎖自動進路列車不能實現自動調整ATS分機故障的車站聯鎖設備控制4.5基于通信的列車控制一、CBTC概述基于軌道電路的列車控制方式以鋼軌作為信息傳輸的通道傳輸頻率受到很大限制，導致車-地的通信容量很低信息的傳輸受到牽引回流和迷流網的影響傳輸性能不夠穩定各種閉塞的信息傳輸頻率、通信協議等均不一致，導致了不能實現聯通聯運不能實現移動閉塞，列車間隔