畢業(yè)設(shè)計（論文）-城軌信號設(shè)備的性能

1、城市軌道交通信號設(shè)備的性能與分析學(xué)生姓名：學(xué)號:專業(yè)班級：指導(dǎo)教師：城市軌道交通信號系統(tǒng)，是城市軌道運輸?shù)幕A(chǔ)設(shè)施，也是保證行車安全，提高 運輸效率和改善勞動條件的重要設(shè)備?，F(xiàn)代城軌交通信號技術(shù)己成為向運輸組織人員提 供實時信息，實現(xiàn)列車有效控制，提高軌道區(qū)間通過能力，提高編組能力的重要手段。城市軌道交通信號肩負(fù)著指揮列車運行和調(diào)車作業(yè)，向行車冇關(guān)人員指示運行條 件;對行車運行方向、運行間隔、運行進(jìn)路以及運行速度進(jìn)行控制的重要基礎(chǔ)設(shè)施。城 市軌道交通信號系統(tǒng)中采用了信號專用器械，城軌信號專用器械是各式各樣的，侶就其 主要功能而言，大致分成信號機(jī)、道岔轉(zhuǎn)換和閉鎖設(shè)備、線路占用檢測或車輛定位設(shè)備、

2、 具有故障-安全特性的控制器件（如繼電器）、信號電源設(shè)備等兒大類。道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備 是將道岔的尖軌從一個位置改變到另一個位置的設(shè)備?，F(xiàn)地操縱操縱的道岔的握柄設(shè)在 道岔近旁，它的特點是節(jié)省扳道員的體力，而且扳道員能直接觀察道岔上是否有車存在， 不至于再有車輛的情況下搬動道岔。道岔閉鎖設(shè)備是在道岔轉(zhuǎn)換完畢之后，用機(jī)械方法 將密貼于基本軌的道岔尖軌牢靠的鎖住的設(shè)備，用來防止車輛經(jīng)過道岔時，道岔尖軌發(fā) 生位移而造成行車事故。在城市軌道交通信號系統(tǒng)屮如何檢測指定的線路上是否有車輛 a用是極其重要的。軌道電路便是檢測手段。電磁式繼電器是許多自動控制系統(tǒng)中不可 缺少的器件。電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸

3、點簧片等組成的。利用電磁繼 電器的特性，可以實現(xiàn)低電壓弱電流控制高電壓強(qiáng)電流，還可以實現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制及自動 控制等。信號機(jī)；道岔轉(zhuǎn)換；軌道電路;電磁繼電器商i弓 i b11城市軌道交通信號設(shè)備的概述21.1城市軌道交通信號設(shè)備的特點21.1.1 城市軌道交通特點21.1.2 城市軌道交通對信號系統(tǒng)的要求21.1.3城市軌道交通信號系統(tǒng)的特點31.2城市軌道交通信號系統(tǒng)的組成31.3城市軌道交通信號系統(tǒng)的地域分布31.3. 1.控制中心設(shè)備31.3. 2.車站及軌旁設(shè)備31.3. 3.車輛段設(shè)備31.4城市軌道交通信號系統(tǒng)的功能及實踐31.4.1聯(lián)鎖及其實現(xiàn)31.4.2閉塞及其實現(xiàn)41.4.3列車

4、控制及其實現(xiàn)41.5我國城市軌道交通信號技術(shù)的發(fā)展42城市軌道交通信號基礎(chǔ)設(shè)備52.u言糊52.1.1進(jìn)站信號機(jī)的設(shè)置52.1.2出站信號機(jī)的設(shè)置52.1.3進(jìn)路色燈信號機(jī)52.1.4信號機(jī)顯示距離52.1.5信號機(jī)的養(yǎng)護(hù)檢修62.2 繡62.2.1基木功能62.2.2 觸62.2.3 麵62.2.4 zd6-a型電動轉(zhuǎn)轍機(jī)72.2.5 s700k型電動轉(zhuǎn)轍機(jī)72.3軌道電路92.3.1軌道電路組成92.3.2軌道電路的原理92.3.3軌道電路的工作狀態(tài)102.4軌道電路的分類113聯(lián)、鎖設(shè)備133.1聯(lián)鎖設(shè)備的分類133.2電氣集中連鎖的設(shè)備143.3各按鈕及其作用143.4微機(jī)連鎖與電氣集

5、中連鎖優(yōu)缺點144對于城市軌道交通信號設(shè)備要求164.1對各類信號設(shè)備安全的共同要求164.2對各類信號設(shè)備的具體安全要求164.2.1對信號（裝置或顯示）的安全要求164.2.2對聯(lián)鎖設(shè)備的安全要求174.3對閉塞設(shè)備的安全要求185城市軌道交通信號系統(tǒng)的安全策略與可靠性分析195.1系統(tǒng)方案的安全策略195.1.1列車檢測方式的選擇195.1.2機(jī)車信號的選擇205.1.3設(shè)備控制方式215.1.4 系統(tǒng)的通信215.2系統(tǒng)的可靠性分析216城市軌道交通信號計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的研究與設(shè)計236.1城市軌道信號計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的性能要求分析236.1.1計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)236.1.2. 實

6、時性要求246.1.3. 可靠性與故障246.1.4結(jié)構(gòu)模塊化與標(biāo)準(zhǔn)化246.1.5經(jīng)濟(jì)性246.1.6.功能擴(kuò)展246.2總體設(shè)計方案與關(guān)鍵技術(shù)246.2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理256.2.2可靠性及故障一安全設(shè)計266.3城市軌道交通信號計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的研究與設(shè)計小結(jié)28結(jié)i侖29?女i射30獻(xiàn)31引 言城市軌道交通信號系統(tǒng)，通常是由多種機(jī)電設(shè)備組成的復(fù)雜控制系統(tǒng)，對城市軌道 運行的安全、高效、快捷起著重要作用。信號設(shè)備是城市軌道運輸?shù)亩鷄，對行車安全 關(guān)系很大。它大可分為信號、聯(lián)鎖設(shè)備和閉塞設(shè)備三類。為保證運輸安全性，在此對信 號設(shè)備的性能做以分析。1城市軌道交通信號設(shè)備的概述1.1城市軌

7、道交通信號設(shè)備的特點1.1.1城市軌道交通特點與道路交通相比 (優(yōu)點)：(1) 容量大。(2) 運行準(zhǔn)時，速達(dá)。(3) 安全，利于環(huán)境保護(hù)。(4) 節(jié)省土地資源。(缺點)：成本高，建設(shè)周期長，技術(shù)含量高建設(shè)難度大，一旦遇有自然災(zāi)害尤其 是火災(zāi)，乘客疏散網(wǎng)難。與鐵路相比的特點：1. 運營范圍不同.2. 運行速度.3. 服務(wù)對象.4. 線路與軌道.5. 車站.6. 車輛段.7. 車輛.8供電.9. 通信信號.10. 運營管理。1.1.2城市軌道交通對信號系統(tǒng)的要求安全性要求高通過能力達(dá)保證信號顯示抗干擾能力強(qiáng)可靠性高自動化程度高限界條件苛刻1.1.3城市軌道交通信號系統(tǒng)的特點1. 具有晚上的列車速

8、度監(jiān)控功能2. 數(shù)據(jù)傳輸速率較低3. 連鎖關(guān)系較簡單單技術(shù)要求高4. 車輛段獨立采用連鎖設(shè)備5. 自動化水平高1.2城市軌道交通信號系統(tǒng)的組成atc（列車自動控制系統(tǒng)）atp子系統(tǒng) ats子系統(tǒng) ato子系統(tǒng)1.3城市軌道交通信號系統(tǒng)的地域分布1.3. 1.控制中心設(shè)備中心計算機(jī)系統(tǒng)，綜合顯示屏，調(diào)度員及調(diào)度長工作站，運行圖工作站，培訓(xùn)/模擬 工作站，繪圖儀和打印機(jī)，維修工作站，ups及蓄電池組。2.車站及軌旁設(shè)備集屮聯(lián)鎖站及軌旁設(shè)備；非集屮聯(lián)鎖站及軌旁設(shè)備1.3. 車輛段設(shè)備ats分機(jī)，車輛段終端，聯(lián)鎖設(shè)備，維修終端，信號機(jī)，轉(zhuǎn)轍機(jī)，軌道電路，電源設(shè)備1.4城市軌道交通信號系統(tǒng)的功能及實踐1

9、.4.1聯(lián)鎖及其實現(xiàn)聯(lián)鎖是車站范圍內(nèi)進(jìn)路、信號、道岔之間相互制約的關(guān)系，它的基木內(nèi)容是：（丨）進(jìn)路上個道岔位罝必須正確且被鎖閉，敵對進(jìn)路未建立且被鎖閉在未建立狀態(tài), 防護(hù)該進(jìn)路的信號機(jī)才能開放；（2）信號機(jī)幵放后，它們防護(hù)的進(jìn)路上的各道岔不能轉(zhuǎn)換，與該進(jìn)路故對的所有進(jìn) 路不能建立。聯(lián)鎖設(shè)備主要采用繼電器邏輯電路或者計算機(jī)邏輯判斷的方法完成。正線上的集屮 控制站包括本站及其所控制的非集屮站的道岔和信號機(jī)由設(shè)于該站的聯(lián)鎖設(shè)備控制，除 丫實現(xiàn)聯(lián)鎖關(guān)系外，還將其聯(lián)鎖的有關(guān)信息傳送至atp/ato系統(tǒng)，并接受ats的命令。1.4.2閉塞及其實現(xiàn)通過相鄰車站，線路所、閉塞分區(qū)的設(shè)備或人為控制，使列車于列車

10、和互之間保持 一定時空間隔，以保證列車運行安全的行車方法稱為行車閉塞法。1.4. 3列車控制及其實現(xiàn)列車控制包括：列車進(jìn)路控制和列車速度控制，進(jìn)路控制由聯(lián)鎖設(shè)備實現(xiàn)，列車速 度控制由atc系統(tǒng)實現(xiàn)。atc系統(tǒng)分為atp和ato兩個技術(shù)層次。1.5我國城市軌道交通信號技術(shù)的發(fā)展鐵路信號又稱鐵道信號，是鐵路上用的信號、聯(lián)鎖、閉塞等設(shè)備的總稱。鐵道信號 的主要功能是保障行車安全和提高運輸能力。隨著鐵路信號技術(shù)的發(fā)展和先進(jìn)設(shè)備的廣 泛應(yīng)用，鐵路信號己成為提高鐵路區(qū)間和車站通過能力、增加鐵路運輸經(jīng)濟(jì)效益、改善 鐵路職工勞動條件的一種現(xiàn)代化管理手段和發(fā)展前沿的科學(xué)技術(shù)。2城市軌道交通信號基礎(chǔ)設(shè)12. 1.

11、信號機(jī)2.1.1進(jìn)站信號機(jī)的設(shè)置進(jìn)站信號機(jī)的作用是：防護(hù)車站；指示進(jìn)站列車的運行條件；完成聯(lián)鎖任務(wù)，保證 進(jìn)路安全可靠。所以車站在列車的入口處，都必須裝設(shè)進(jìn)站信號。進(jìn)站信號機(jī)，應(yīng)盡量避免設(shè)在停車后啟動困難的上坡道上，地勢險峻地點、隧道內(nèi)、 橋梁上，以及在停車后不能全部出清橋梁和隧道的停車地點。2. 1.2出站信號機(jī)的設(shè)置出站信號機(jī)的作用是：作為列車占用區(qū)間的憑證，指示列車可否進(jìn)入?yún)^(qū)間；與車站 發(fā)車進(jìn)路和敵對進(jìn)路相聯(lián)鎖，信號開放后保證進(jìn)路安全可靠；指示列車在站內(nèi)停車的位 罝。所以，車站發(fā)車線（含救援列停留線、軍用發(fā)車線）上應(yīng)裝設(shè)出站信號機(jī)。2. 1.3進(jìn)路色燈信號機(jī)在有幾個車場的車站，為指示列車

12、由一個車場開往另一個車場，應(yīng)設(shè)進(jìn)路色燈信號 機(jī)。進(jìn)路色燈信號機(jī)按用途可分為：接車進(jìn)路色燈信號機(jī)對到達(dá)列車指示運行條件；發(fā)車進(jìn)路色燈信號機(jī)對出發(fā)列車指示運行條件；接、發(fā)車進(jìn)路色燈信號機(jī)對到達(dá)及出發(fā)列車指示運行條件。當(dāng)同一信號機(jī)具有多種意義兼有多種作用時，應(yīng)稱其命名，例如“出站兼接、發(fā)車進(jìn) 路色燈信號機(jī)”。2.1.4信號機(jī)顯示距離1. 進(jìn)站、通過、接近、遮斷信號機(jī)，不得小于1000 m;2. 高柱出站、高柱進(jìn)路信號機(jī)，不得小于800 m;3. 預(yù)告、駝峰、駝峰輔助信號機(jī)，不得小于400 m;4. 調(diào)車、矮型出站、矮型進(jìn)路、復(fù)示信號機(jī)，容許、引導(dǎo)信號及各種表示器不得小 于 200 m。在地形、地物影

13、響視線的地方，進(jìn)站、通過、接近、預(yù)告、遮斷信號機(jī)的顯示距離，在最壞的條件下，不得小于200 m。 基本燈光顯示，如表2.1.4停車注意或減速按規(guī)定速度運行信號機(jī)顏色特征o色燈信號機(jī)注：參一紅色；o-黃色；o綠色表2. 1.4基本燈光顯示的意義2. 1.5信號機(jī)的養(yǎng)護(hù)檢修1、日常養(yǎng)護(hù)信號機(jī)的日常養(yǎng)護(hù)每月一次，主要作業(yè)包括：1.信號機(jī)構(gòu)、基礎(chǔ)、箱盒外觀檢查， 基礎(chǔ)牢固，外觀無損傷；2.檢查設(shè)備有無受外界干擾，加鎖是否良好；3.檢查緊固件接 信號鎖冇無銹蝕，對各部件加油；4.清掃機(jī)構(gòu)內(nèi)部，透鏡玻璃，檢查顯示情況是否良好, 清掃設(shè)備周圍環(huán)境，保持清潔。2、集中檢修色燈信號機(jī)的集中檢修每季度一次，當(dāng)進(jìn)行

14、集中檢修作業(yè)時，該月的h常養(yǎng)護(hù)作業(yè) 取消。主要作業(yè)內(nèi)容包括：1.檢查機(jī)構(gòu)、基礎(chǔ)、箱盒牢固且完好無損傷；2.清掃機(jī)構(gòu)保 持透鏡玻璃干凈無污染，檢查清掃箱盒，機(jī)構(gòu)內(nèi)部。顯示良好，顯示距離不小于200m;3、清掃周圍環(huán)境，檢查加鎖良好，無銹蝕；4.正線試驗主、副燈絲轉(zhuǎn)換及報警，轉(zhuǎn)換正 常，報警良好；5.正線測試引導(dǎo)信號，能正常開放。2.2轉(zhuǎn)轍機(jī)轉(zhuǎn)轍機(jī)道岔控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。用于轉(zhuǎn)換鎖閉道岔尖軌或心軌，表示監(jiān)督 聯(lián)鎖區(qū)內(nèi)道岔尖軌或心軌的位罝和狀態(tài)。2.2.1基本功能具有道岔轉(zhuǎn)換器、鎖閉器和監(jiān)督表示器的功能。作為轉(zhuǎn)換器，應(yīng)具有足夠大的牽引力以完成道岔尖軌或心軌的轉(zhuǎn)換，因故轉(zhuǎn)換不到 其極限位置時，應(yīng)能隨時

15、操縱使其返回原來的位置。作為鎖閉器，當(dāng)?shù)啦砑廛壔蛐能夀D(zhuǎn)換到一個極限位置吋，對尖軌或心軌實施鎖閉，不 應(yīng)因外力輛除該鎖閉；因故轉(zhuǎn)換不到極限位置時，不應(yīng)實施鎖閉。作為監(jiān)督表示器，應(yīng)能實時反映道岔的定位、反位和擠岔四開狀態(tài)。2.2.2構(gòu)成應(yīng)由動力、傳動、表示和鎖閉等部分構(gòu)成。2.2.3類型從動力方面分為直流電動機(jī)、交流電動機(jī)；從傳動機(jī)構(gòu)方面分為機(jī)械傳動、液壓 傳動和風(fēng)壓傳動3種；從鎖閉機(jī)構(gòu)方面分為圓弧鎖、插入鎖和燕尾鎖3種。zd6系列轉(zhuǎn)轍機(jī)采用內(nèi)閉鎖方式，是我國城市軌道交通中使用最為廣泛的電動轉(zhuǎn)轍2.2.4 zd6-a型電動轉(zhuǎn)轍機(jī)s700k型電動轉(zhuǎn)轍機(jī)是我國鐵路為提速需要從徳國引進(jìn)設(shè)備和技術(shù)，經(jīng)消化

16、吸收和 改進(jìn)后，在干線鐵路推廣的一種轉(zhuǎn)轍機(jī)。這種轉(zhuǎn)轍機(jī)結(jié)構(gòu)先進(jìn)、工藝精良，解決了 zd6 轉(zhuǎn)轍機(jī)存在的電動機(jī)斷線、故障電流變化、觸點接觸不良、移位接觸器跳棋、擠切削折 斷等慣性故障。城市軌道交通盡管運行速度不高，但采用s700k轉(zhuǎn)轍機(jī)的優(yōu)點十分明顯：由于采用 三相交流電動機(jī)，線路上的電能損失大大減??；由于采用滾珠絲杠傳動裝置，摩擦力小, 機(jī)械效率高；由于三相電動機(jī)沒有直流電動機(jī)的整流子，維修工作量大大減小。地腳孔辨法蘭、遮斷幵關(guān)' 檢測桿導(dǎo)向套筒速動開關(guān)組開關(guān)亡塊電逋密封裝苕指示標(biāo) 鑄鐵底殼動作桿眾筒止擋片s700k型電動轉(zhuǎn)轍機(jī)由外殼、動力傳動機(jī)構(gòu)、檢測和閉鎖機(jī)構(gòu)、安全裝置、配線接 u

17、五大部分組成，其結(jié)構(gòu)如圖2. 2. 5所示'/搖把齒輪i/、,動作桿連4三相交流滾珠攻杠 插座&持聯(lián)接器聯(lián)結(jié)器電動機(jī)圖2. 2. 5 s700k型電動轉(zhuǎn)撤機(jī)結(jié)構(gòu)s700k型電動轉(zhuǎn)轍機(jī)的特點：1.交流380v交流控制2.摩擦聯(lián)結(jié)器不需要調(diào)整3.滾 珠絲杠作為驅(qū)動傳動裝置延長其使用壽命s700k型電動轉(zhuǎn)轍機(jī)的技術(shù)性能：電動機(jī)：采用三相交流380v電源：（設(shè)有專門的電源屏）轉(zhuǎn)換力：6000牛頓；（當(dāng)外阻力超過該轉(zhuǎn)換力吋電機(jī)就會出現(xiàn)空轉(zhuǎn)現(xiàn)象，不能帶動 尖軌進(jìn)行轉(zhuǎn)換）保持力：90千牛頓；（即作用到轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)部的振動，車輪側(cè)向沖擊等外力不能超過 此力）轉(zhuǎn)轍機(jī)動程：150、220、240毫米三

18、種；（依據(jù)其放罝的地理位罝不同，其轉(zhuǎn)換的 動程也不一樣，如尖軌處與心軌處）動作時間：不大于7. 2秒；（與以前zd6型轉(zhuǎn)轍機(jī)基本一致，是否插入轉(zhuǎn)換的一個 過程）動作電流：不大于2安；單線電阻：不大于54歐；檢測桿行程：69、76、87、98、110、117、160、180mm等多種。（也就是尖軌與基 木軌或心軌與翼軌之間的距離。同樣，由于安裝位置的不同，其行程也會不同。）2.3軌道電路軌道電路由鋼軌線路、鋼軌絕緣、電源、限流設(shè)備、接收設(shè)備組成。其中鋼 軌線路是由鋼軌和鋼軌端部的導(dǎo)接線和兩端的連接導(dǎo)線組成。鋼軌絕緣是鋼軌線 路兩端的絕緣裝置，在軌道的軌距板、軌距保持桿、尖軌連接桿等都安裝有絕緣

19、裝置。電源常用直流電源、交流電源、脈沖電源等。限流設(shè)備是由可調(diào)整的電阻 器或電抗器組成。接收設(shè)備常用電磁式繼電器或電子式繼電器。中國投入運營的自動閉塞系統(tǒng)有：交流計數(shù)自動閉塞系統(tǒng)、4信息移頻自動閉 塞系統(tǒng)、18信息移頻自動閉塞系統(tǒng)、法國的u-t自動閉塞系統(tǒng)。人民生活水平的 提高，要求乘座列車時，需要更加舒適，并盡量少受噪聲、電磁干擾輻射的影響, 為此需發(fā)展綠色鐵路。隨著列車運行速度的不斷提高，現(xiàn)有自動閉塞系統(tǒng)系統(tǒng)已 遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足列車高速行駛的需要，為此需要發(fā)展基于數(shù)字軌道電路系統(tǒng)和基于 通信技術(shù)的列車運行控制系統(tǒng)以滿足列車安全運行的需要。如研制新的數(shù)字化且 符合電磁兼容要求的軌道電路系統(tǒng)，就可

20、以使用長鋼軌，就可以降低噪聲，少一 些電磁輻射的影響；發(fā)展新一代的軌道電路系統(tǒng)，可以為列車運行控制系統(tǒng)提供 更多的信息，使列車運行更加安全，同時可以減少列車司機(jī)的勞動強(qiáng)度，對提高 勞動生產(chǎn)力具有重要的意義。2.3.1軌道電路組成2.3.2軌道電路的原理當(dāng)閉塞區(qū)間內(nèi)無列車行駛時，電流會從電源經(jīng)由軌道流經(jīng)繼電器，并使其激磁帶動 接點，接通綠燈之電路（號志機(jī)立即顯示平安通行）。圖2.3.2軌道電路當(dāng)有列車駛?cè)腴]塞區(qū)間時，電流改行經(jīng)列車車軸，并不會流經(jīng)繼電器，繼電 器因失去電流而失磁，接點接通紅燈之電路（號志機(jī)立即顯示險阻禁行）。假若軌道 斷裂，軌道電路因此阻斷，造成繼電器失磁，同樣的號志機(jī)亦會顯示險

21、阻禁行的 訊息，仍可保障列車行駛安全。當(dāng)列車駛離整個區(qū)間，繼電器便會重新激磁， 綠燈便會再次亮起，其他列車便可進(jìn)。當(dāng)設(shè)有軌道電路的某段線路上空閑時，軌道電路上的繼電器有足夠的電流通 過，吸起被磁化的銜鐵，閉合前接點，從而接通色燈信號機(jī)的綠燈電路，顯示綠 色燈光，表示前方線路空閑，允許機(jī)車車輛占用。當(dāng)機(jī)車車輛進(jìn)入該線路區(qū)段時, 由于輪對電阻很小，使軌道電路短路，繼電器吸力減弱，釋放銜鐵，使之搭在后 接點上，接通信號機(jī)的紅燈電路，顯示禁行信號。軌道電路的這一工作性能，能 夠防止列車追尾和沖突事故，確保行車安全。2.3.3軌道電路的工作狀態(tài)軌道電路的主要工作狀態(tài)有調(diào)整狀態(tài)、分路狀態(tài)、斷軌狀態(tài)。調(diào)整狀

22、態(tài)指軌 道電路在沒有機(jī)車車輛占用時，不論在任何不利的電源和天氣等條件下，接收端 的繼電器都處于勵磁狀態(tài)，發(fā)出軌道電路區(qū)段空閑的信息。分路狀態(tài)指軌道電路 被機(jī)車車輛占用時，不論在任何不利的電源和天氣等條件下，接收端的繼電器都 處于失磁狀態(tài)，發(fā)出軌道電路區(qū)段被a用的信息。斷軌狀態(tài)指軌道電路任何部分 出現(xiàn)故障時，接收端的繼電器都處于失磁狀態(tài)，發(fā)出故障信息。在電氣化鐵路上的應(yīng)用：在用電力牽引的鐵路區(qū)段內(nèi)，電力機(jī)車要利用鋼軌 作為一條回路使?fàn)恳娏鞣祷貭恳冸娝榱耸惯@條返回的牽引電流不受閉路 式軌道電路的鋼軌絕緣的阻礙，往往采用雙軌條軌道電路和單軌條軌道電路。雙軌條軌道電路：利用雙軌條返冋牽引電流的

23、軌道電路。這種電路返冋牽引 電流在鋼軌絕緣處是利用扼流變壓器繞過軌端絕緣的。雙軌條返回電流的軌道電 路主要用在電力牽引區(qū)段區(qū)間，或站內(nèi)正線準(zhǔn)備給機(jī)車信號工作的軌道電路上。單軌條軌道電路：利用單軌條返回牽引電流的軌道電路。這種電路以一根斜 拉的導(dǎo)線連接鋼軌，使返回的牽引電流能夠繞過鋼軌絕緣。它的優(yōu)點是可以節(jié)省 扼流變壓器；缺點是返回的牽引電流因只在鋼軌線路的一條鋼軌里流過，干擾電 壓比較大。單軌條軌道電路主要用在有兒條軌道同時返回牽引電流的車站。電力牽引區(qū)段的軌道電路采用不同于牽引電流頻率的信號電流，并在接收端裝 濾波器等，是防止?fàn)恳娏鲗壍离娐返挠绊懙挠行Т胧?. 4軌道電路的分類(1)

24、開路式軌道電路：這種電路的接收設(shè)備的電磁繼電器等串接在發(fā)送端的 電源電路內(nèi)。在線路沒有機(jī)車車輛占用時，接收繼電器處于失磁狀態(tài)；在有機(jī)車 車輛占用時，接收繼電器處于勵磁狀態(tài)，并發(fā)出這段軌道電路區(qū)段被占用的信息。 開路式軌道電路的特點是動作反應(yīng)快，但不能自動檢查出軌道電路各個組成部分 的故障。這種軌道電路只在部分國家鐵路上，用于駝峰編組場和道口。(2) 直流軌道電路：采用一次電池或蓄電池作為電源的軌道電路。這種軌道 電路的特點是電源可靠，電路和元件結(jié)構(gòu)簡單，但電源維護(hù)工作量大，抗迷流干 擾的能力差，受軌道電路電容性蓄電效應(yīng)的影響時分流感受不好。因此，應(yīng)用較 少。(3) 交流軌道電路：采用交流電作為

25、電源的軌道電路。這種軌道電路的特點 是電源波動的調(diào)整性能好，能在各種不同和復(fù)雜的條件下工作，應(yīng)用廣泛。交流 軌道電路按軌道電流的頻率可分為工頻軌道電路和非工頻軌道電路。(4) 工頻軌道電路：采用工業(yè)電流頻率作為軌道電路的電流頻率。這種電路 可由工業(yè)電網(wǎng)供電，廣泛應(yīng)用在蒸汽、內(nèi)燃和直流電力牽引區(qū)段。中國鐵路車站 軌道電路主耍采用工頻軌道電路，如整流式軌道電路和50赫二元型相敏軌道電路 均屬這種類型。(5) 非工頻軌道電路：采用同工業(yè)電流頻率不同的交流電源供電的軌道電路。 這種電路，抗干擾能力強(qiáng)，但需要專用的電源設(shè)備。因此，一般在交流電力牽引 區(qū)段的車站采用，如75赫交流軌道電路，25赫相敏軌道電

26、路，移頻軌道電路和亞 音頻軌道電路均屬這種類型。(6) 脈沖軌道電路：向鋼軌中發(fā)送按規(guī)定頻率和編碼的斷續(xù)電流，接收端只 有在收到這種規(guī)定的脈沖電流時，軌道繼電器才動作的電路。這種軌道電路具有 長度大、分路靈敏度高和能防止迷流干擾等優(yōu)點。編碼的脈沖軌道電路又稱電碼 軌道電路。(7) 一送一受軌道電路：在車站內(nèi)有分支的鋼軌線路上，只設(shè)有一個接收設(shè) 備。其基木結(jié)構(gòu)同交流軌道電路基木相同。(8) 送多受軌道電路：在車站內(nèi)，鋼軌有分支的線路上，鋼軌線路的每個 分支端都設(shè)有接收設(shè)備。這種電路同一送一受軌道電路比較，在線路的分支端有 較高的分路靈敏度。由于使用的設(shè)備較多，一般只在銜接到發(fā)線的道岔區(qū)段軌道 電

27、路采用。3.1聯(lián)鎖設(shè)備的分類按照對道岔和信號機(jī)的操縱方式不同，聯(lián)鎖設(shè)備可分為非集中聯(lián)鎖和集中聯(lián) 鎖兩大類。非集中聯(lián)鎖包括臂板電鎖器聯(lián)鎖和色燈電鎖器聯(lián)鎖，采用非集中聯(lián)鎖時道岔 由扳道員就地操縱，信號機(jī)如采用色燈時則由值班員集中操縱，如采用臂板時則 由扳道員就地操縱。但扳道員可否操縱道岔或信號機(jī)又受車站值班員控制。集屮聯(lián)鎖包括電氣集中聯(lián)鎖和計算機(jī)聯(lián)鎖，采用集屮聯(lián)鎖時所有道岔和信號機(jī) 都由車站值班員集屮操縱。電氣集屮聯(lián)鎖是我國鐵路廣泛采用的聯(lián)鎖裝置，它由繼電器組成的邏輯電路來 實現(xiàn)各種聯(lián)鎖關(guān)系。電氣集中聯(lián)鎖有很多類型，如6026、6031、6032、6501、6502、 612等。前三種適宜在中間站

28、使用，所以曾被叫做小站電氣集中。其特點是：咽 喉區(qū)一般只設(shè)一個軌道電路區(qū)段，調(diào)車使用局部控制，下權(quán)現(xiàn)地操縱道岔。6501、6502適合作業(yè)繁忙的區(qū)段站和編組站使用，所以曾被叫做大站電氣集 中。其特點是將咽喉區(qū)分成若干個軌道電路區(qū)段，在需要的地方安裝調(diào)車信號機(jī), 使同一咽喉區(qū)可以同時進(jìn)行多項作業(yè)。6512比6501和6502簡單一些，適合作業(yè) 繁忙的中間站使用，所以曾被叫做中站電氣集中。這類電氣集中由于安全可靠、 形象直觀、操作簡便，己逐漸取代丫小站電氣集屮。6501、6502、6512三種型 號屮，6502 一枝獨秀，近些年來己被廣泛推廣到全路各中、小車站及企業(yè)專用 線車站，所以，人們也不再提

29、大、中、小站電氣集中了。計算機(jī)聯(lián)鎖是用電子邏 輯電路取代繼電邏輯電路而實現(xiàn)聯(lián)鎖關(guān)系的一種聯(lián)鎖設(shè)備。但是隨著電子技術(shù)的 進(jìn)步，計算機(jī)聯(lián)鎖在安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性方面肯定會超過電氣集中聯(lián)鎖。因 此，計算機(jī)聯(lián)鎖將會被迅速推廣、普及。為了保證行車安全，必須使有關(guān)的信號機(jī)、道岔和進(jìn)路之間保持一定的和互制約關(guān) 系，這種關(guān)系稱為連鎖關(guān)系。以下是滿足的條件：（1）幵放信號時，要求進(jìn)路上有關(guān)的道岔必須處于幵通該進(jìn)路的位置。（2）開放信號時，要求該進(jìn)路上沒有車占用。（3）開放信號時，要求該進(jìn)路有關(guān)的敵對信號沒有開放。（4）開放信號吋，要求該進(jìn)路上有關(guān)的道岔不能扳動，其敵對信號機(jī)不能開放。3.2電氣集中連鎖的設(shè)備室

30、外設(shè)備有：色燈信號機(jī)，軌道電路與電機(jī)轉(zhuǎn)轍機(jī)；室內(nèi)設(shè)備有：控制臺，繼電器 組合架與電源屏。3.3各按鈕及其作用進(jìn)路的始端按鈕和終端按鈕，確定進(jìn)路的起始和終止端；道岔總定位、道岔總反位: 按壓總定位或總反位的同時，按壓道岔按鈕，則與被按壓的道岔按鈕關(guān)聯(lián)的道岔轉(zhuǎn)動至 定位或反位，控制臺上相應(yīng)的道岔表示燈顯示當(dāng)前道岔的幵向。綠色為定位，黃色為反 位；道岔按鈕：使用道岔按鈕配合總定位和總反位按鈕可實現(xiàn)道岔的定反位轉(zhuǎn)換，實際 的6502控制臺上拔出道岔按鈕的操作為鎖閉該組道岔；總?cè)∠寒?dāng)某條進(jìn)路未辦理通， 或誤碰了進(jìn)路按鈕后，進(jìn)路按鈕為閃爍狀態(tài)。此時必須按壓對應(yīng)的總?cè)∠粹o，消除按 鈕的閃爍后才能進(jìn)行下一

31、步的操作；總?cè)斯そ怄i：某條進(jìn)路的信號開放后，進(jìn)路處于接 近鎖閉狀態(tài)（車已駛?cè)虢咏鼌^(qū)段）吋，如果需要取消進(jìn)路，在實際的6502控制臺上可 同時按壓總?cè)斯そ怄i和該進(jìn)路的始端按鈕，信號立即關(guān)閉，進(jìn)路延時解鎖。引導(dǎo)總鎖閉: 引導(dǎo)總鎖閉按鈕的作用是鎖閉對應(yīng)的咽喉區(qū)的所有道岔。（1）排列列車接發(fā)車進(jìn)路：排列列車接車或發(fā)車進(jìn)路時，與現(xiàn)場操縱方式一致。先按壓進(jìn)路的始端按鈕（綠色 按鈕為列車按鈕），始端按鈕表示燈閃光，排列進(jìn)路表示燈亮紅燈，再按壓進(jìn)路終端按 鈕，進(jìn)路排通后點亮0光帶，現(xiàn)場信號開放，控制臺復(fù)示器亮綠燈。（2）排列調(diào)車進(jìn)路： 短調(diào)車進(jìn)路排列短調(diào)車進(jìn)路時，其操縱方法與現(xiàn)場一致。先按壓進(jìn)路的始端按鈕（白

32、色按鈕為 調(diào)車按鈕），始端按鈕表示燈閃光，排列進(jìn)路表示燈亮紅燈，再按壓進(jìn)路的終端按鈕， 進(jìn)路排通后點亮白光帶，現(xiàn)場信號開放后，控制臺調(diào)車信號復(fù)示器亮白燈。 長調(diào)車進(jìn)路排列長調(diào)車進(jìn)路時，順序按壓進(jìn)路始端和終端的調(diào)車按鈕，進(jìn)路排通后，同一方向 的調(diào)車信號機(jī)白燈由遠(yuǎn)到近順序開放。3.4微機(jī)連鎖與電氣集中連鎖優(yōu)缺點在技術(shù)上微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)與電氣聯(lián)鎖系統(tǒng)相比，其主要區(qū)別在于以微型計算機(jī)或微處 理器取代了繼電電路而構(gòu)成了計算機(jī)的聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)；而它與外部設(shè)備的連接也隨之有所改 變，但它的室外設(shè)備與6502的室外設(shè)備相同。微機(jī)聯(lián)鎖與繼電聯(lián)鎖相比的優(yōu)越性主要 有以下幾個方面：(1) 體積小、可靠性高，可實現(xiàn)無維修，為鐵

33、路信號技術(shù)結(jié)構(gòu)的改革創(chuàng)造了條件。(2) 微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)功能更加完善。我w廣泛應(yīng)用的6502電氣集中聯(lián)鎖系統(tǒng)受站場 形電路層次、結(jié)構(gòu)、繼電群數(shù)量，以及網(wǎng)絡(luò)線的多少等限制。而微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)通過少量 硬件和軟件開發(fā)即可解決上述限制。(3) 微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的信息量大，利用當(dāng)前的各種網(wǎng)絡(luò)手段，可與行車調(diào)度指揮系統(tǒng)、 列車控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，提供及交換各種信息并協(xié)調(diào)工作。(4) 微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)易于實現(xiàn)系統(tǒng)自身化管理，利用自診斷、自檢測功能及遠(yuǎn)距離聯(lián) 網(wǎng)，實現(xiàn)遠(yuǎn)距離診斷。(5) 隨著人規(guī)模集成電路的發(fā)展，微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的性能價格比與繼電聯(lián)鎖相比將更占 優(yōu)勢。4對于城市軌道交通信號設(shè)備要求4.1對各類信號設(shè)備安全的共同要求各

34、種信號均須符合下列各項要求： 除與機(jī)車車輛發(fā)生直接相互作用的設(shè)備如車輛減速器、限界檢查器等以外，信號 設(shè)備的任何部門不得侵入現(xiàn)行國標(biāo)gb146-59規(guī)定的建筑接近限界（包括曲線部分的加 寬）。 所有信號設(shè)備的安裝，均須符合批準(zhǔn)的安裝標(biāo)準(zhǔn)圖和設(shè)計圖的要求。 信號設(shè)備的聯(lián)鎖關(guān)系，必須與批準(zhǔn)的聯(lián)鎖圖表一致，并滿足鐵路技術(shù)管理規(guī)程 的要求。 各種基礎(chǔ)或支持物不應(yīng)有影響強(qiáng)度的裂紋，安裝穩(wěn)固，其傾斜限度不得超過 10mm。信號機(jī)柱應(yīng)垂直安裝，其傾斜限度不應(yīng)超過36mm。 各種信號設(shè)備的機(jī)械部分和電氣特性，都應(yīng)符合規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 對設(shè)有加鎖、加封的信號設(shè)備，均應(yīng)加鎖、加封或裝設(shè)計數(shù)器。 城市軌道信號設(shè)備及

35、其電路，應(yīng)保護(hù)在發(fā)生故障時導(dǎo)向安全，以免出現(xiàn)危及行車 安全的后果。 凡與交流電源引入、架空線（包括架空線電纜接入）及軌道電路等外線連接的信 號設(shè)備，必須設(shè)置外部防護(hù)設(shè)施（雷電防護(hù)、安全地線等）。 在交流電力牽引區(qū)段的防護(hù)要求：a為了保證人身安全，信號設(shè)備外緣距接觸網(wǎng)帶電部分的距離不得少于2m; b距接觸網(wǎng)帶電部分5m范圍內(nèi)的金屬結(jié)構(gòu)如信號機(jī)構(gòu)、梯子、安全柵網(wǎng)以及繼電器箱箱體、轉(zhuǎn)轍握柄等均須接地；clmj設(shè)備接地吋，嚴(yán)禁既接向牽引軌條或扼流變壓器中點，又接向?qū)Ｓ玫鼐€。4.2對各類信號設(shè)備的具體安全要求4.2.1對信號（裝置或顯示）的安全要求 對信號的基本要求是顯示明確，冇足夠的顯示距離，當(dāng)發(fā)生故

36、障吋能給出最人限 制的顯示，保證行車安全。 信號機(jī)（含表示器，下同）的顯示方向，應(yīng)使接近的列車或車列容易辯認(rèn)信號顯 示，并不致被誤認(rèn)為鄰線的信號機(jī)。信號機(jī)的顯示，均應(yīng)使其達(dá)到最遠(yuǎn)。曲線上的信 號機(jī)，應(yīng)使接近的列車能盡量不間斷地看到它的顯示。 各種信號機(jī)及表示器的顯示距離，在正常情況下應(yīng)符合下列規(guī)定：a.進(jìn)站、通過、 遮斷、防護(hù)信號機(jī)，不得少于100m； b.出站、進(jìn)路、預(yù)告、駝峰、駝峰輔助信號機(jī)，不 得少于400m; c.調(diào)車、矮型出站、復(fù)示信號機(jī)，容許、引導(dǎo)信號機(jī)及各種表示器，不得 少于200m；在地形、地物影響視線的地方，進(jìn)站、通過、預(yù)告、遮斷、防護(hù)信號機(jī)的 顯示距離，最少不得少于200m

37、。 各種信號機(jī)開放后，均應(yīng)按鐵路技術(shù)管理規(guī)程規(guī)定的條件，在列車或車列運 行的適當(dāng)時期及時關(guān)閉，若恢復(fù)定位狀態(tài)。 進(jìn)站、出站、進(jìn)路、通過和防護(hù)信號機(jī)的燈光熄滅、顯示不明或顯示不正確時， 均應(yīng)視為停車信號。 色燈信號機(jī)的機(jī)構(gòu)及燈光配列形式，應(yīng)符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。以兩個基本燈光組成一 種信號顯示吋，應(yīng)在一條垂直線上，并應(yīng)冇一定的間隔。由兩個同色燈光組成的一種信 號顯示時，其顏色一致。 同一機(jī)柱上有幾塊臂板時，各臂板的顯示方向應(yīng)一致，動作角度互相偏差不得超 過5°。在關(guān)閉狀態(tài)時，主臂板和通過臂板應(yīng)水平，上下誤差均不得超過2°角。開放信 號時，臂板開放角度為4070°。4.2.

38、2對聯(lián)鎖設(shè)備的安全要求為保證站a的列車運行、調(diào)車作業(yè)安全，站|aj正線、到發(fā)線上的道岔，及聯(lián)鎖區(qū)范 圍內(nèi)的道岔，均須與冇關(guān)信號機(jī)聯(lián)鎖。區(qū)間內(nèi)正線上的道岔，也必須與有關(guān)信號機(jī)或閉 塞設(shè)備聯(lián)鎖。 各種聯(lián)鎖設(shè)備均須滿足下列安全、要求：當(dāng)進(jìn)路上的道岔幵通位置不正確、或敵對信號機(jī)未關(guān)閉時，防護(hù)該進(jìn)路的信號機(jī) 不能開放；信號機(jī)開放后，該進(jìn)路上的有關(guān)道岔不能扳動，其敵對信號機(jī)不能開放。正線上的出站信號機(jī)未開放時，進(jìn)站信號機(jī)不能開放為通過信號；主體信號機(jī)未 開放時，其預(yù)告信號機(jī)不能開放；色燈復(fù)示信號機(jī)應(yīng)保證不間斷地檢查主體信號機(jī)的開 放條件。裝有轉(zhuǎn)換鎖閉器、電動或電空轉(zhuǎn)轍機(jī)的道岔，當(dāng)?shù)谝贿B接桿處的尖軌與基本軌

39、間 有4mm及其以上間隙時，不能鎖閉或開放信號機(jī)。 電氣集屮聯(lián)鎖設(shè)備還應(yīng)保證下列要求：當(dāng)機(jī)車車輛通過道岔時，該道岔不能轉(zhuǎn)換。向有車占用的線路排列列午進(jìn)路時，有關(guān)信號機(jī)不能開放。能監(jiān)督道岔是否被擠，并能在擠岔的同時，使防護(hù)該進(jìn)路的信號機(jī)自動關(guān)閉。在控制臺上應(yīng)能監(jiān)督線路和道岔區(qū)段是否占用、進(jìn)路的開通與鎖閉狀態(tài)，復(fù)示奮 關(guān)信號機(jī)的顯示等。 電鎖器聯(lián)鎖設(shè)備應(yīng)保證：車站值班員能控制與監(jiān)督接、發(fā)車進(jìn)路的排列、信號機(jī) 的開放與關(guān)閉等。4.3對閉塞設(shè)備的安全要求（1）區(qū)間內(nèi)正線上的道岔必須與閉塞設(shè)備聯(lián)鎖，當(dāng)區(qū)間道岔未開通正線時，兩端站 不得開放有關(guān)信號機(jī)。（2）當(dāng)列車或后部補(bǔ)機(jī)需由區(qū)間返回原發(fā)車站時，自動閉塞

40、或半自動閉塞應(yīng)設(shè)鑰匙 路簽。在鑰匙路簽未放入原設(shè)備以前，摻有鑰匙路簽的列車或后部補(bǔ)機(jī)占用的區(qū)間，不 得解除閉塞，出站信號機(jī)不得開放。（3）自動閉塞設(shè)備應(yīng)保證：當(dāng)閉塞分區(qū)被占用或軌道電路失效時，防護(hù)該分區(qū)的信 號機(jī)自動關(guān)閉；當(dāng)進(jìn)站及通過信號機(jī)紅燈滅燈時，其前一個信號機(jī)應(yīng)自動顯示紅燈；當(dāng) 閉塞設(shè)備中任何元件或部件發(fā)生故障時，不得出現(xiàn)信號的升級顯示；在站內(nèi)控制臺上應(yīng) 有相應(yīng)的區(qū)間情況的表示。（4）繼電半自動閉塞設(shè)備應(yīng)滿足1列要求：a. 出站（或通過）信號機(jī)幵放的條件是，單線區(qū)間在得到對方站的同意接車信號后, 雙線區(qū)間在得到對方站的列車到達(dá)信號后。b. 電鎖器聯(lián)鎖的車站，操縱發(fā)車手柄（或按鈕）后，電氣

41、集中聯(lián)鎖的車站，出站信 號機(jī)開放后，均不能按正常辦法取消閉塞。c. 列車從發(fā)車站進(jìn)入?yún)^(qū)間后，出站信號機(jī)應(yīng)自動關(guān)閉，并使雙方站閉塞機(jī)處于閉塞 狀態(tài)，在列車到達(dá)接車站以前不能解除，有關(guān)出站信號機(jī)，不能開放。5城市軌道交通信號系統(tǒng)的安全策略與可靠性分析隨著我國城市軌道交通的迅猛發(fā)展，運量口益增長，列車運行密度不斷加大，為了 保障運營系統(tǒng)的安全、高效，配置一套科學(xué)、合理的信號系統(tǒng)成為大家關(guān)注的核心。目前，對于信號系統(tǒng)設(shè)計方案的取舍，注重其功能的實現(xiàn)和價格的高低，而很少甚 至沒有從安全和可靠性方面進(jìn)行分析比較，其結(jié)果是造成系統(tǒng)性能和用途不協(xié)調(diào)，投資 大小和投資方向的準(zhǔn)確性下降，通俗地說不是“大馬拉小車”

42、就是“小馬拉大車”。木 章將從列車檢測方式、機(jī)車信號選擇、設(shè)備控制方式等的安全和可靠方面進(jìn)行分析。5. 1系統(tǒng)方案的安全策略信號系統(tǒng)的安全性體現(xiàn)在兩個方面，即方案的安全性和設(shè)備的安全性。一一般人們 只注重了設(shè)備的安全性，而忽視了方案的安全性比較，也就是說在不同沒備提供同樣的 安全性指標(biāo)吋，巾于方案選擇的不同，也會造成整個信號系統(tǒng)安全性能的差異。5.1.1列車檢測方式的選擇實時安全的列車檢測是實現(xiàn)列車安全運行和其他系統(tǒng)安全工作的基礎(chǔ)，合理選擇列 車檢測方式也就成為確保運營安全、高效的關(guān)鍵課題。列車檢測的方法有模擬軌道電路、 音頻數(shù)字軌道電路、查詢應(yīng)答器、感應(yīng)電纜環(huán)線、計軸以及無線通信等。傳統(tǒng)的模

43、擬軌道電路用于檢測列車位置，雖然具有較高的安全性，但是由于不 能提供“車一地傳輸?shù)淖銐蚨嗟男畔?，較長的應(yīng)變時間也無法把行車間隔時間進(jìn)一步 縮短，而且存在鋼軌絕緣接頭，增加了維修工作量，并影響乘坐的舒適性，所以已幾乎 不在城市軌道交通的正線中運用。音頻數(shù)字軌道電路采用微處理器對地面信息進(jìn)行數(shù)字編碼，再傳遞到鋼軌上，由 于其編碼可包含的信息量大，不僅可以檢測列車位置，還可以作為“車一地通信的方 式，對列車進(jìn)行較精確的控制，并且由于數(shù)字軌道電路的高度靈敏度和可靠性，所以該 系統(tǒng)的安全性能是很高的。另外取消了鋼軌絕緣接頭，已使之成為城軌交通工程中采用 的atp系統(tǒng)的主要方式。查詢應(yīng)答器也屬于較實用的系

44、統(tǒng)，在國外有較多的運用，我國上海莘閔輕軌交通工 程己設(shè)計采用此方式。該系統(tǒng)工程造價較低，維護(hù)成本低，使之具備較強(qiáng)的競爭力。雖 然查詢應(yīng)答器系統(tǒng)不能提供緊急制動功能以及鋼軌的斷軌檢測功能，但是城市軌道交通 屬于封閉線路，一般能夠進(jìn)行良好的行車組織、車站管理和線路維護(hù)等工作，在一定程 度上彌補(bǔ)了上述不足之處。當(dāng)然，在繁忙的線路上，這種不連續(xù)的列車檢測方式將降低 整個運營系統(tǒng)的安全陛和效率，在系統(tǒng)設(shè)計吋應(yīng)充分考慮采用相應(yīng)的補(bǔ)充設(shè)備，譬如在 必要地點設(shè)置電纜環(huán)線。感應(yīng)電纜環(huán)線的檢測列車的方法大多被用于移動閉塞系統(tǒng)中，它可以實現(xiàn)“車一 地”的雙向通信，并可以非常精確地定位列車的位置。h前，正在建設(shè)中的武

45、漢輕軌一 號線就是采用的這種設(shè)備。但與查詢應(yīng)答器一樣，它也無法對鋼軌的完整性進(jìn)行檢測， 所以其本身是存在安全性缺陷的，當(dāng)然可在采用這種系統(tǒng)時，增加軌道電路作為補(bǔ)充， 可以提高運行的安全性。另一個問題是，感應(yīng)電纜環(huán)線存在串碼干擾問題，特別是在某 段環(huán)線被損壞時，而環(huán)線的鋪設(shè)也對工務(wù)維修帶來不便，這些因素都是設(shè)計時應(yīng)考慮的。計軸設(shè)備一般作為主設(shè)備故障情況不的備用設(shè)備使用，它的安全性缺點在于無 “記憶性”道區(qū)段有車古用情況卜*,當(dāng)停電再恢復(fù)供電時，計軸信息會丟失，造成軌道 區(qū)段無車的假象使用計軸設(shè)備吋，一定要采用不停電措施或者其他手段以保證運行安 全。無線通信則由于技術(shù)和管理上的因素，目前尚難以在城

46、市軌道交通工程中運用。5.1.2機(jī)車信號的選擇由于在城市軌道交通的正線運營中，己基本取消地面信號，列車憑借atp機(jī)車信號 運行。依據(jù)atp機(jī)車信號的“車一地”信息傳輸方式，可分為連續(xù)式還是點式atp系統(tǒng)， 雖然點式atp系統(tǒng)和連續(xù)式atp系統(tǒng)都屬于“故障一安全”系統(tǒng)，并且在信息量、信息 傳輸速度，信息碼可靠性等技術(shù)參數(shù)均能滿足城市軌道交通的需求，但是兩者的區(qū)別仍 對運行的安全性和行車效率產(chǎn)生影響。點式atp系統(tǒng)意味著“車一地”之間的信息傳遞是不連續(xù)的，顯然這樣造成了 后續(xù)追蹤列車無法及時得知前行列車的運行區(qū)段，也就不能及時改變運行速度，以保證 列車運行的安全性并提高線路的通過能力。另一方面，由

47、于“車一地”之間的信息傳遞 是間斷的，反過來，將對“車一地，通信的設(shè)備的可靠性要求更高，以免遺漏某個點 的信息。點式atp系統(tǒng)對列車的高密度運行、加速效率以及緊急停車等都是不利。但考 慮到工程投資和維護(hù)成本的約束，點式atp在低密度等項目中仍具備一定的優(yōu)勢。連續(xù)式atp系統(tǒng)克服了點式atp的缺點，能夠及時得知前方區(qū)段占用或故障情 況，以及時改變運行速度，保證運行的安全和高效。連續(xù)式atp系統(tǒng)即能適用于固定閉 塞，也能適用于移動閉塞。需要指出的是，為了確保行車安全，“車一地”的信息傳輸可以是間斷的或連續(xù)的, 但列車的速度檢測必須是連續(xù)的，只冇連續(xù)的速度檢測才能保證列車運行速度實吋地控 制在安全范

48、圍內(nèi)。另一方面，在配有ato系統(tǒng)的列車上，雖然ato系統(tǒng)具備很高的可靠 性，但其本身不是“故障一安全設(shè)備，所以仍需要atp系統(tǒng)的車載設(shè)備能夠提供列車 行進(jìn)速度和安全速度的指示信息，以便司機(jī)監(jiān)視和控制。5.1.3設(shè)備控制方式設(shè)備控制方式指的是對沿錢各種信號設(shè)備控制點的設(shè)置方式，一般分為集中控制和 分散控制兩種。雖然控制方式的不同選擇對設(shè)備本身的可靠性并不會產(chǎn)生變化，但對于 整個系統(tǒng)運行的可用性帶來影響。采用設(shè)備集中控制方式，可以減少系統(tǒng)維護(hù)工作，并且減少沿線工區(qū)和人員配置； 而采用設(shè)備分散控制，則可以減小系統(tǒng)故障吋的影響面，從而提高全線運營的保障性。 由此在系統(tǒng)設(shè)計時，可依據(jù)設(shè)備不同的重要性來選

49、擇，例如：ats設(shè)備的故障一般不會 對全線運行安全產(chǎn)生巨大影響，采用集中控制方式有利于發(fā)揮其優(yōu)勢；而atp中央設(shè)備 的故障可能造成全線范圍的停運，其的后果是嚴(yán)重的，所以對于可靠性不是很高的atp 系統(tǒng)采用采用分散控制方式是個明智之舉，即便設(shè)備故障其影響也是局部的，可以容忍 的。5.1.4系統(tǒng)的通信現(xiàn)代化的信號系統(tǒng)依賴于計算機(jī)之間大量的信息傳遞，所以系統(tǒng)通信的安全、可靠 性必須得到保障。通信網(wǎng)絡(luò)運行的安全問題是一個綜合、復(fù)雜的問題，值得注意的是除 了提供商所描述的系統(tǒng)功能外，用戶必需關(guān)注系統(tǒng)的安全通信接口、升級能力、失敗恢 復(fù)技術(shù)以及我國對密碼進(jìn)口的制度等等。5.2系統(tǒng)的可靠性分析在信號系統(tǒng)的設(shè)

50、計時，除y系統(tǒng)安全性外，可靠性評估也是非常重要的，高度的可 靠性也是高安全性的一個重要保障。為了能夠放心地在實際屮運用，設(shè)計一個完善的信 號系統(tǒng)必須定量地分析出系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)。例如：在國鐵規(guī)范屮，已明確了列車超速 防護(hù)的.午上設(shè)備的平均無故障吋間(mtbf)不低于104h,地面設(shè)備的平均無故障吋間不低 于 105ho在城市軌道交通中由于atp系統(tǒng)在正常駕駛模式下使用，是惟一能連續(xù)控制列車運 行，并長期確保列車安全運行的駕駛模式。降級駕駛模式是atp系統(tǒng)出現(xiàn)故障情況下， 在限速條件以人工駕駛來降低列車運行風(fēng)險所采用的一種駕駛模式。不過，詼漠式并不 能避免所有風(fēng)險，特別是不能保護(hù)列車不闖關(guān)閉的信

51、號機(jī)，所以要求正常駕駛模式必須 非常穩(wěn)定可靠，以盡量減少采用降級駕駛模式。鑒于上述因素，在國外城市軌道交通工程中，提出atp系統(tǒng)正常駕駛模式的可靠必須高于99. 99%。其中，月為系統(tǒng)可靠性概 率；t為系統(tǒng)設(shè)計壽命；mtbf為平均無故陶司隔時間。系統(tǒng)的安全、可靠性都應(yīng)以整個系統(tǒng)為對象，而不是某個具體設(shè)備。這就要求系統(tǒng) 設(shè)計、設(shè)備制造和設(shè)備維護(hù)三位一體，以保證系統(tǒng)使用中的性能指標(biāo)。在許多發(fā)達(dá)國家 都設(shè)有專門的系統(tǒng)安全工程師在方案設(shè)計時對整個系統(tǒng)的安全、可靠性作出科學(xué)的評 價。我國雖然沒有專門的系統(tǒng)設(shè)計安全工程師，但不應(yīng)輕視對于信號系統(tǒng)的安全、可靠 性分析，正確的分析有助于系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備選型以及科

52、學(xué)投資，并為維修工作量的確定 和口常維護(hù)的重點提供參考。6城市軌道交通信號計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的研究與設(shè)計隨著城市軌道運輸朝著高密、重載及高速的方向發(fā)展，既有的車站信號聯(lián)鎖裝置已 無法適應(yīng)鐵路信號對可靠性與故障一一安全性的更高要求。就技術(shù)方面而言，鐵路信號 系統(tǒng)已經(jīng)歷了機(jī)械聯(lián)鎖、電氣聯(lián)鎖（繼電聯(lián)鎖）等二個階段，目前我國干線鐵路或企業(yè) 自備鐵路上所使用的聯(lián)鎖系統(tǒng)絕大多數(shù)仍為繼電聯(lián)鎖系統(tǒng)。70年代末期新型微處理器的 出現(xiàn)以及容錯理論與技術(shù)的逐步完善，激勵人們以微型計算機(jī)為核心構(gòu)成計算機(jī)聯(lián)鎖系 統(tǒng)。但是常規(guī)的計算機(jī)控制系統(tǒng)并不具有故障一一安全特性，也即不具有辯別外部輸入 信息的正確與否或在系統(tǒng)故障時能將系

53、統(tǒng)導(dǎo)向安全的能力，的應(yīng)用屮受到了極大的限 制。目前在我國干線鐵路上裝備的計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)大多系國外鐵路信號公司的容錯計算 機(jī)信號控制系統(tǒng)，其價格相當(dāng)昂貴。因此近年內(nèi)國內(nèi)不少鐵路行業(yè)科研院所都將研制故 障一一安全的鐵路信號控制系統(tǒng)作為近期的主要工作。6.1城市軌道信號計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的性能要求分析6.1.1計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)由于計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的綜合性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過繼電聯(lián)鎖系統(tǒng)，因此車站聯(lián)鎖系統(tǒng)由繼電 裝置向計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)轉(zhuǎn)化己成為一種不可扭轉(zhuǎn)的趨勢。具體來說計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的優(yōu) 勢主要表現(xiàn)在適時性、安全性、可靠性、可維護(hù)性及性價比等若干方面。計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)是利用目前已有的工業(yè)控制計算機(jī)，研制一套專用

54、的硬件與軟件系 統(tǒng)實現(xiàn)信號、進(jìn)路與道岔間的聯(lián)鎖關(guān)系，因此它實質(zhì)上是一個滿足故障安全信號原 則的聯(lián)鎖邏輯運算系統(tǒng)，計算機(jī)在系統(tǒng)中的作用是將操作命令與現(xiàn)場各種輸入的表示 信息讀入，再根據(jù)計算機(jī)內(nèi)部狀態(tài)等條件進(jìn)行邏輯運算，判斷后輸出控制信息至執(zhí)行機(jī) 構(gòu)，實現(xiàn)多變量數(shù)字輸入和多變量數(shù)字輸出這樣一個復(fù)雜傳遞函數(shù)的變換。6.1.2實時性要求聯(lián)鎖系統(tǒng)必須不失時機(jī)地采集到輸入變量的變化情況，及時刷新站場各類表示信 息，及時輸出道岔和信號的控制命令，而且對涉及安全的控制命令必須以具有故障 安全特征的形式輸出。6.1.3可靠性與故障信號聯(lián)鎖系統(tǒng)是一種實時控制系統(tǒng)，它必須是高可靠的，通常繼電聯(lián)鎖系統(tǒng)在采取 預(yù)防性維

55、護(hù)措施的前提下其mtbf可達(dá)約15年，采用工業(yè)級的控制計算機(jī)與容錯技術(shù) 完全可以達(dá)到并超出這一指標(biāo)。具體來說，對計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)而言必須解決二個主要問題。系統(tǒng)內(nèi)信息傳遞的可靠性與安全性：鑒于工業(yè)計算機(jī)自身不具備故障安全特 性，因此系統(tǒng)內(nèi)傳遞的信息也不具備安全性，受各種干擾、輻射以及各類故障的影響， 信息畸變在所難免，從而造成邏輯運算錯誤而可能引發(fā)危險側(cè)輸出。系統(tǒng)內(nèi)信息變換及邏輯運算的安全性：就聯(lián)鎖程序而言，無論設(shè)計調(diào)試方法多么嚴(yán) 密也很難排除所有隱含的缺陷，這就要求必須引入避錯及容錯機(jī)制使故障形成的危險側(cè) 運算結(jié)果輸出的概率達(dá)到規(guī)定的要求。6.1.4結(jié)構(gòu)模塊化與標(biāo)準(zhǔn)化城市軌道站場的規(guī)模與作業(yè)需求

56、不盡相同，因而無論是硬件還是軟件都必須具有模 塊化結(jié)構(gòu)特征，硬件模塊化、軟件真正實現(xiàn)程序、數(shù)據(jù)的有效分離。6. 1.5經(jīng)濟(jì)性計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)取代繼電聯(lián)鎖系統(tǒng)的另外一個重要原因是為丫降低系統(tǒng)費用成本， 一般來說系統(tǒng)費用表現(xiàn)在設(shè)計、制作、施工、調(diào)試以及建筑費用上，因此計算機(jī)聯(lián)鎖系 統(tǒng)必須在以上若干方面充分顯示其優(yōu)勢。6.1.6功能擴(kuò)展舊有的繼電聯(lián)鎖系統(tǒng)只能提供基本聯(lián)鎖功能與操作界面，新型計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)除此 之外，還應(yīng)具有故障診斷與分析、重演、遠(yuǎn)程通信及其他管理功能。6.2總體設(shè)計方案與關(guān)鍵技術(shù)認(rèn)真分析了計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的性能特點以及對故障_安全性的特殊要求基礎(chǔ)上， 提出了適合于企業(yè)自備鐵路使用的系統(tǒng)體

57、系結(jié)構(gòu)并實際運用于揚子石化公司二個自備鐵路站場(道岔總數(shù)量約為80組，屬大型編組站場)，該系統(tǒng)被命名為hjo4a鐵路信 號計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，以下簡稱hj04a系統(tǒng)。6.2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理從hj04a系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)來看屬于二級集散式控制系統(tǒng)，突破了舊有的集中式信 號系統(tǒng)模式，具有模塊化、層次化等特點。模塊化是指聯(lián)鎖機(jī)主模塊、plc及信號結(jié)合 模塊等，層次化是指系統(tǒng)具有操作表示層、聯(lián)鎖運算層、復(fù)核驅(qū)動層、結(jié)合電路層及監(jiān) 控對象層等五個物理層次。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于可根據(jù)車站規(guī)模的人小、作業(yè)需求的不 同，在不改變聯(lián)鎖軟件的基礎(chǔ)上通過修改站場靜態(tài)數(shù)據(jù)并增設(shè)相應(yīng)硬件模塊，即可滿足 系統(tǒng)的擴(kuò)容要求，先進(jìn)的控制體系結(jié)構(gòu)結(jié)合工藝設(shè)計使得系統(tǒng)調(diào)試周期與現(xiàn)場施工、開 通周期均大為縮短，具有很好得經(jīng)濟(jì)與實用性。人機(jī)對話層將來自鍵盤、鼠標(biāo)等操作輸入，經(jīng)串口送