深圳地鐵正線信號系統(tǒng)

深圳地鐵正線信號系統(tǒng)

通號車間：蔣海平第一章深圳地鐵一期工程簡介第一節(jié)工程描述第二節(jié)深圳地鐵一期工程簡介第三節(jié)車站概況第四節(jié)列車編組及性能第五節(jié)車站、控制中心、車輛段第六節(jié)運營管理第七節(jié)行車組織目錄第二章信號基礎知識第一節(jié)鐵路運輸?shù)陌踩诙?jié)鐵路信號的作用及其與運輸安全的關系第三節(jié)故障---安全概念第四節(jié)信號基礎設備介紹一、道岔及轉轍機二、信號機三、軌道電路四、聯(lián)鎖設備第三章深圳地鐵信號系統(tǒng)第一節(jié)車輛段信號系統(tǒng)第二節(jié)正線信號系統(tǒng)第三節(jié)ATP列車自動保護系統(tǒng)第四節(jié)ATO列車自動駕駛系統(tǒng)第五節(jié)ATS列車自動監(jiān)控系統(tǒng)第六節(jié)信號系統(tǒng)與其它系統(tǒng)的接口

第四章常見信號故障第一節(jié)道岔故障第二節(jié)軌道電路故障第三節(jié)信號機故障第四節(jié)緊急制動故障

第一章

深圳地鐵一期工程簡介

第一節(jié)

工程描述

深圳地鐵一期工程包括一號線東段和四號線南段。一號線東段從羅湖站至世界之窗站，共設車站15座，均為地下車站，正線全長17.5公里；四號線南段共設車站5座，其中皇崗站為地面車站，其余為地下站，正線全長約4.5公里。一期工程四號線與一號線共用竹子林車輛段。四號線列車需經(jīng)竹子林站、車公廟站、香密湖站、購物公園站及1、4號線聯(lián)絡線方能投入或退出運營。竹子林車輛段位于一號線線路南側，有出入段線接至竹子林站西端。段內設試車線一條，長約1公里?？刂浦行模∣CC）設于竹子林車輛段內。

●線路平面曲線最小半徑：--區(qū)間正線一般地段為300m--聯(lián)絡線為400m●線路縱斷面最大坡度：--區(qū)間正線30‰--困難地段35‰--車站一般3‰●豎曲線最小半徑：--區(qū)間正線一般為5000m，困難地段為3000m--車站兩端一般為3000m，困難地段為2000m第二節(jié)線路及軌道主要參數(shù)--輔助線為2000m●軌距：1435mm●鋼軌類型

正線及輔助線采用60Kg/m鋼軌，直線和半徑為250m及以上的曲線地段，均鋪設無縫線路；車輛段采用50Kg/m鋼軌?！竦啦眍愋?/p>

正線9號直線尖軌道岔，側向限速30Km/h正線12號曲線尖軌道岔，側向限速50Km/h車輛段7號直線尖軌道岔，側向限速25Km/h●道床隧道內正線和輔助線采用鋼筋混凝土短軌枕式整體道床；車輛段除停車列檢庫線內及洗車庫線為整體道床外,其余均為碎石道床●折返線保護區(qū)段長度9號道岔不大于40m12號道岔不大于70m

皇崗站24m

第三節(jié)車站概況

見下表：一號線四號線：聯(lián)鎖站設置地點及控制范圍一覽表：

根據(jù)線路特點，皇崗站為四號線的終端站，列車折返方式為站前折返；少年宮站為四號線一期工程的折返站，折返方式為站前折返；羅湖站為一號線的終端站，列車折返方式為站前折返；世界之窗站為一號線一期工程的折返站，折返方式為站后折返。羅湖站采用1/12號曲線尖軌道岔；其余站采用1/9號直線尖軌道岔。第四節(jié)

列車編組及性能

●列車編組:四動兩拖，六輛編組,形式為:-A*B*C=C*B*A-其中A車為帶司機室的拖車，B、C車為動車，B車帶受電弓?！褴囕v主要尺寸：

列車長度140m車體最大寬度3000mm●供電電壓DC1500V●供電方式接觸網(wǎng)供電●列車最大運行速度80Km/h，技術速度90Km/h●平均初始加速度1.0m/s2●常用制動平均減速度1.0m/s2●制動方式電制動和摩擦制動●車輪直徑840-770mm●乘降門車輛每側有5個雙開式電動塞拉門,車門有效開度不小于1400mm●配車數(shù)量21列/126輛第五節(jié)

車站、控制中心、車輛段●深圳地鐵一期工程各站均采用屏蔽門系統(tǒng)，車站有效站臺長度為140m，屏蔽門系統(tǒng)長度為136.5m。●四號線與一號線合用一個控制中心，控制中心位于竹子林車輛段內。●車輛段：四號線暫不設車輛段，一期工程四號線與一號線共用竹子林車輛段，位于一號線線路南側，設有兩條出入段線以及洗車線、試車線、各種存車庫線（包括停車、月檢、靜調定修等）、牽出線、走行線等，段內共設道岔40組。竹子林車輛段不具備列車大修能力。●車輛段除微機聯(lián)鎖設備外，還設有試車線設備、ATC培訓設施及維修設施。OCC信號設備第六節(jié)

運營管理

●全線按右側行車(信號系統(tǒng)考慮雙線雙方向運行)●營業(yè)時間:6:00—24:00,信號設備按全日24小時考慮●列車運行速度:最高時速80km/h,旅行速度大于等于35km/h●停站時分第七節(jié)

行車組織

●一號線初期行車間隔5分，近期行車間隔2.4分，遠期行車間隔2分?！袼奶柧€初期行車間隔10分，近期行車間隔5分，遠期行車間隔2.7分?！褚惶柧€設計行車間隔90S，折返間隔120S●四號線設計行車間隔120S，折返間隔160S●乘務制度：輪乘制。

第二章

信號基礎知識

第一節(jié)

鐵路運輸?shù)陌踩F路運輸是以鐵路機車、車輛和鐵路線路為基本設備，以鐵路車站為運輸生產(chǎn)基地的實現(xiàn)旅客和貨物運輸任務的龐大系統(tǒng)。為保證行車安全和提高線路通過能力，鐵路線路上每隔一段距離需設置一個車站。車站把線路分隔成若干長度不等的若干區(qū)段稱做區(qū)間。而車站就成為相鄰兩個區(qū)間的分界點。國家對鐵路運輸?shù)膬纱蠡疽笫前踩驼c（效率）。而安全又是正點的基本保證。因此，組織鐵路運輸?shù)年P鍵之一是安全。

影響鐵路運輸安全的因素很多。有洪水塌方等自然災害，設備被盜和被破壞及旅客攜帶危險物品等外部因素，這些因素都造成運輸事故。就鐵路內部而論，危及行車的安全因素也很多：如鋼軌的斷裂，車軸的切斷，制動設備失效和違章作業(yè)。據(jù)統(tǒng)計，違章作業(yè)造成的運輸事故遠多于設備不良造成的事故。因此，必須采取安全技術措施和安全管理措施并舉，且以安全管理措施為主導的安全對策。但隨著科學技術的進步，應逐步擴大安全技術措施的比重。第二節(jié)鐵路信號的作用及其與運輸安全的關系

鐵路信號的作用有三個，一是保障行車安全，其次是提高運輸效率，再就是可以降低行車人員勞動強度。但是，有關鐵路信號的基本原理總是圍繞著安全這個中心而開拓和發(fā)展的。事實說明，即使在鐵路線路、車站、機車車輛等設備狀況正常和外部環(huán)境良好的條件下，也會發(fā)生列車沖撞和顛覆事故。具體表現(xiàn)為兩個或多個列車同時誤入同一空間，或者由于道岔位置失控導致列車駛入異線造成列車側面沖突。為了防止這種事故的發(fā)生，采取的基本措施就是把鐵路線路劃分為若干空間，這樣的空間在區(qū)間稱做閉塞區(qū)間或閉塞分區(qū)，在車站稱作進路。在一個空間內只允許一列車在其中運行就不會發(fā)生運輸事故了。為了保證在一個空間僅有一個列車運行，必須在空間的入口處

向列車司機提供是否可否駛入空間的信息。提供信息的有效方法就是有空間的入口處設置信號機。這就是信號機的由來。對信號機的技術要求：●信號顯示應能反映所防護線路的空閑狀態(tài)。由此于1872年發(fā)明了檢測鐵路線上是否有車輛存在的技術----軌道電路，在此之后，信號控制與軌道電路相結合，才使信號顯示能真實反映線路空閑狀態(tài)。現(xiàn)在的計軸技術和CBTC技術，都是用來檢測線路空閑狀態(tài)的?！裥盘栵@示應能反應危及行車安全的因素是否發(fā)生。即要求一旦發(fā)現(xiàn)危險因素時立即使信號處于關閉狀態(tài)，通知司機不要駛入危險線路區(qū)段。●信號顯示應能指示安全運行速度。列車運行速度受到線路結構、曲線、坡度、道岔曲線以及機車車輛的構造所限制，特別是列車制動距離是速度的增函數(shù)，若列車速度超過了預定速度，就不能在指定地點停下來，將會發(fā)生冒進信號甚而撞車事故。因此，信號顯示應能指示列車以什么速度駛入信號所防護的線路才是安全的。但是，國鐵傳統(tǒng)的地面信號（地鐵系統(tǒng)地面信號同樣）由于所包含的速度信息少，已經(jīng)不能適應列車向重載、高速、高密度方向發(fā)展的需要。于是發(fā)明了機車信號。引入機車信號，一方面改善了司機的了望條件，另一方面把視覺信號變換成電信號，作為列車控制系統(tǒng)的一個輸入量，構成了自動停車裝置，并進一步研究開發(fā)了列車速度監(jiān)控技術，包括超速防護和速度自動控制等系統(tǒng)。這是鐵路信號今后發(fā)展的一個重要方面。總的來說，鐵路信號是圍繞著保證行車安全這個中心而發(fā)展起來的，它是鐵路運輸安全體系中的極其重要的組成部分。可以這樣說，沒有鐵路信號也就沒有鐵路運輸?shù)陌踩托省５谌?jié)

故障---安全概念

如前所述，鐵路信號是保證行車安全的技術系統(tǒng)，系統(tǒng)本身正常工作時能保證行車安全，系統(tǒng)發(fā)生故障時也不應危及行車安全，此為故障—安全原則，它是鐵路信號安全系統(tǒng)必須貫徹的基本準則。信號機有兩個狀態(tài)：開放和關閉；道岔的兩個狀態(tài)是保持原位不動和轉換。顯然，信號機處于關閉狀態(tài)、道岔處于不動狀態(tài)是有利于行車安全。因此，稱關閉和不動這兩個狀態(tài)為安全側狀態(tài)。相應的稱開放和轉換狀態(tài)為次安全側狀態(tài)。如果信號機的控制設備發(fā)生了故障而導致信號機關閉，則稱該設備的故障狀態(tài)處于安全側。對道岔控制設備同理。如果故障時絕大多數(shù)情況下是導致信號關閉或道岔不動，則稱該設備是故障—安全的。同理，當系統(tǒng)的任何部分發(fā)生故障時，系統(tǒng)的輸出處于安全狀態(tài)，則稱系統(tǒng)是故障—安全的。

若構成系統(tǒng)的各個部分（元器件、電路乃至子系統(tǒng)），在它們發(fā)生故障時導致系統(tǒng)的輸出處于安全側狀態(tài)，則該元器件、電路或子系統(tǒng)本身的故障狀態(tài)就稱做安全側狀態(tài)。但是，構成信號安全系統(tǒng)的部件和電路本身不一定是故障—安全的。在這種情況下，必須采取其它安全措施如故障檢測等手段，使整個系統(tǒng)具有故障—安全性。例如在微機聯(lián)鎖系統(tǒng)中，采用三取二、雙機熱備、2乘2取2等方法來確保系統(tǒng)輸出安全側，電氣集中聯(lián)鎖中采用重力式繼電器等等.第四節(jié)

信號基礎設備介紹一、道岔及轉轍機

外鎖道岔轉轍機：在兩條股道的交叉點上鋪設的轉轍線路叫做道岔。道岔是進路上的可動部分，如果控制不當，有可能造成行車事故，因此，如何控制道岔至關重要。道岔的扳動采用轉轍機。在電氣集中設備中，轉轍機接收到轉換命令后即帶動道岔轉換；在道岔轉換到位后將道岔鎖閉在規(guī)定位置上，從而確保安全；在道岔到位（定位或反位）的同時，向電氣集中給出定位或反位的表示。因此，轉轍機的主要功能有3項：轉換、鎖閉及給出表示。與此3項功能相對應，對轉轍機的主要要求為：●有足夠的轉換力；●當岔尖達到規(guī)定密貼程度時才對岔尖鎖閉，其鎖閉力應保證道岔不致因列車通過時的震動而解鎖移位；

●當岔尖達到規(guī)定密貼程度，且被鎖閉后，才給出正確的道岔位置表示?？紤]到在實際運行中有時會發(fā)生擠岔現(xiàn)象，因而對轉轍機還應有對應于擠岔的第4項要求；

●道岔被擠后，應給出必要的擠岔表示，且非經(jīng)人工恢復，道岔不能再度轉換。按轉轍機的用電性質分，可分為直流電動轉轍機和交流（三相）電動轉轍機。按道岔鎖閉部位分，轉轍機可分為內鎖閉及外鎖閉兩大類。按轉轍機的動力來分，可分為電動與液壓兩大類。深圳地鐵一期工程正線采用西門子信號有限公司生產(chǎn)的交流轉轍機，為外鎖閉轉轍機。車輛段采用西安信號工廠生產(chǎn)的ZDJ9型電動轉轍機，為內鎖閉轉轍機。不管采用何種類型的轉轍機，當轉轍機的動力來源（電源故障）時，均應能手搖轉換道岔。二、信號機

目前城市軌道交通采用的信號機主要是透鏡式色燈信號機。有高柱型和矮型之分，不論是高柱型還是矮型，其機構還要分單顯示、二顯示和三顯示，供使用部分門選擇使用。不同顯示數(shù)目的信號機機構，顯示的原理都是相同的，其結構也相似，只是燈室數(shù)目不同?；疽蟆裥盘栵@示要簡單明了，易于確認?！裼凶銐虻娘@示數(shù)目，能反映各種不同的運行情況。●有足夠的顯示距離，便于司機了望，隧道內顯示距離應為200～400米?！癞斝盘枡C發(fā)生故障時，能自動地顯示最大限制信號。信號顯示及意義正線信號基本顯示有三種：

●紅色燈光——信號關閉，顯示最大限制（停車）信號。

●綠色燈光——信號開放，進路開通直股。

●黃色燈光——信號開放，進路開通側線。附加顯示：

●紅燈+黃燈——引導信號，允許列車以不超過25km/h的速度通過，并準備隨時停車。信號機的燈位，自上至下分別是：黃、綠、紅。深圳地鐵采用國產(chǎn)信號機三、軌道電路

軌道電路是軌道空閑及占用的檢測裝置。平時，在控制臺或顯示器上顯示白色光帶，表示該區(qū)段處于空閑狀態(tài)；當有車占用時，顯示紅色光帶，表示該區(qū)段有車占用。由于軌道電路直接影響行車安全和行車效率，所以必須十分可靠。鑒于若錯誤通報“軌道空閑”將會導致惡性事故，因此，要求軌道電路設備在發(fā)生故障時只能給出“占用”通報。即必須確保遵循“故障—安全”原則。軌道電路的基本原理：軌道繼電器電源從本世紀30年代出現(xiàn)軌道電路以來，軌道電路技術不斷發(fā)展，以下3個方面是軌道電路技術發(fā)展的目標：●選擇適當?shù)男盘栴l率以避免受到牽引電流的干擾；●出于列車平穩(wěn)行駛和減少維修工作量、減少故障發(fā)生率的原因，應該盡量消除分隔軌道電路的絕緣節(jié)，采用音頻選頻方式以實現(xiàn)無絕緣節(jié)軌道電路；●盡可能增加軌道上電流的信息含量。以往的軌道電路僅給出“空閑”或“占用”二元信息，但在列車自動控制系統(tǒng)中，人們希望軌道電流能夠攜帶更多的信息量，于是在80年代出現(xiàn)了數(shù)字編碼式音頻軌道電路。四、聯(lián)鎖設備

城市軌道交通的大多數(shù)車站只有上、下旅客的功能，因此僅有2條到發(fā)線，不進行調車作業(yè)，也不設置道岔。這類車站稱為無岔站或稱為非聯(lián)鎖站。但是，在城市軌道交通的每一條線路上，總要設置幾個可以進行調車作業(yè)的車站，尤其是存放車輛和對車輛檢修的車輛段，股道數(shù)量多，道岔、信號機的數(shù)量也多，為了確保行車安全，在這類車站上必須設置聯(lián)鎖設備。車站聯(lián)設備組成框圖：信號控制控制表示設備聯(lián)鎖設備信號表示道岔表示道岔控制進路控制進路表示車站值班員（站務人員）通過控制臺控制現(xiàn)場設備，并通過表示盤（墻式大表示盤或一般顯示器）所反映的現(xiàn)場設備狀態(tài)來監(jiān)視車站情況?？刂婆_和表示盤可以設在本站、臨站、控制中心（通常稱為OCC）。對城市軌道交通而言，一般視線路的長度設置聯(lián)鎖設備數(shù)量，而在車輛段通常必須單設1套聯(lián)鎖設備。聯(lián)鎖設備是為保證行車安全而設置的設備?？刂泼畋仨毥?jīng)由聯(lián)鎖設備進行邏輯運算確認符合安全要求時，才允許控制命令實施執(zhí)行。為了進行邏輯運算，現(xiàn)場設備的狀態(tài)必須反映到聯(lián)鎖設備中來，即聯(lián)鎖設備要根據(jù)控制命令和現(xiàn)場設備的狀態(tài)來進行是否符合安全要求的邏輯運算。聯(lián)鎖邏輯的主要內容：●進路鎖閉與解鎖

當進路排列完成，此時進路即進入預鎖閉，所謂預鎖閉，第一是指進路已被鎖閉（即進路上的有關道岔不能轉換）；第二是指只要關閉信號，進路即可解鎖。當進路排列完成、信號開放，且列車已抵達接近區(qū)段，此時進路被完全鎖閉。進路在完全鎖閉條件下就不能輕易地進行人工解鎖，務必在列車按進路方向依次通過后，進路才能被逐段解鎖。如果此時因某種特殊原因，必須進行人工解鎖，則需打開鉛封按壓總人工解鎖按鈕，且是延時解鎖?！裥盘枡C的開放與關閉信號機只有在檢查了道岔位置準確、進路空閑、敵對信號機處在關閉狀態(tài)以及進路已完全鎖閉之后，在未進行人工解鎖時才能開放，且不間斷地對上述條件進行檢查。信號機在下列情況下自動關閉：

1.當列車第一輪對壓入信號機內方第一軌道電路時；

2.信號設備發(fā)生故障或上述檢查條件發(fā)生變化時；3.對調車作業(yè)而言，調車車組組全部進入信號機內方時。另外，車站值班人員認為有必要時，隨時可關閉信號。當進路被完全鎖閉時，關閉信號后，只要未辦理人工解鎖及列車尚未進入信號機內方，值班員可隨時再度開放信號。●道岔轉換

正常情況下，道岔是按照排列進路的要求自動轉換的。必要是也可單獨操縱轉換。且單獨轉換優(yōu)先于自動轉換；在進路被鎖閉或者道岔軌道電路區(qū)段被占用時，道岔不能轉換。道岔軌道電路區(qū)段故障時，在排除故障之前道岔不能轉換(西門子SICAS可以)；道岔的定、反位（西門子定義為左、右位）表示必須與道岔的實際位置和動作保持一致。道岔表示在轉轍機啟動時被立即切斷?！褚龑盘柕拈_放與關閉引導信號是在異常情況下信號無法開放時的一種輔助信號，可以允許司機以安全的低速緩緩駛入車站。車站值班員有權在任何情況下開放引導信號，但要做登記或記錄。開放引導信號前，應檢查進路鎖閉及敵對進路條件。西門子SICAS的特殊要求：信號機前方區(qū)段必須占用。

第三章

深圳地鐵信號系統(tǒng)第一節(jié)

車輛段信號系統(tǒng)車輛段信號系統(tǒng)主要是由國產(chǎn)微機聯(lián)鎖系統(tǒng)（鐵科院研制的TYJL-II型微機聯(lián)鎖系統(tǒng)）、50Hz單軌條相敏軌道電路、ZDJ9轉轍機、信號機、繼電器接口柜、智能電源屏、電纜等構成。主要功能：車輛段內列車和調車進路辦理，信號、道岔和進路互鎖，段內列車的監(jiān)視和控制等。其設備主要在OCC樓內信號設備房和軌旁。第二節(jié)

正線信號系統(tǒng)深圳地鐵一期工程正線信號系統(tǒng)是由西門子公司的ATC列車自動控制系統(tǒng)和部分國內配套設備所構成，是基于數(shù)字軌道電路的準移動閉塞系統(tǒng)。西門子的ATC設備主要由列車自動監(jiān)控子系統(tǒng)ATS、列車自動保護子系統(tǒng)ATP、列車自動駕駛子系統(tǒng)ATO、微機聯(lián)鎖子系統(tǒng)SICAS、遙控音頻無絕緣軌道電路FTGS等子系統(tǒng)構成。國內配套設備主要由電源設備、S700K轉轍機、信號機、LCP控制盤、緊急停車按鈕、繼電器接口柜、旅客向導牌PIS、發(fā)車指示器DTI、電纜、光纜等構成。

ＡＴＣ列車自動控制系統(tǒng)

ATC（AutomaticTrainControl）列車自動控制系統(tǒng)由以下三個子系統(tǒng)組成：

●列車自動保護系統(tǒng)ATP(AutomaticTrainProtection);

●列車自動駕駛系統(tǒng)ATO(AutomaticTrainOperation);

●列車自動監(jiān)控系統(tǒng)ATS(AutomaticTrainSupervision)ATC系統(tǒng)框圖如圖1所示：ATCATSATPATO

ATC系統(tǒng)的主要功能是：

●通過ATS系統(tǒng)實現(xiàn)運行圖的編