第六章 城市軌道交通信號(hào)與通信

城市軌道交通概論第六章城市軌道交通信號(hào)與通信一、城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)1.城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的特點(diǎn)城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)是既沿襲了干線鐵路的技術(shù)制式，又獨(dú)具特點(diǎn)。(1)嚴(yán)格的安全保障措施(2)數(shù)據(jù)傳輸速率較低(3)聯(lián)鎖關(guān)系較簡(jiǎn)單(4)車輛段獨(dú)立采用聯(lián)鎖設(shè)備(5)自動(dòng)化水平高2.城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)組成城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)山列車運(yùn)行自動(dòng)控制ATC(AutomaticTrainControl)系統(tǒng)和聯(lián)鎖系統(tǒng)(InterLockingSystem)兩大部分組成，如圖6-1所示。其中，ATC系統(tǒng)由列車自動(dòng)防護(hù)ATP(AutomaticTrainProtection入列車自動(dòng)駕駛ATO(AutomaticTrainOperation)及列車自動(dòng)監(jiān)控ATS(AutomaticTrainSupervision)3個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成。第二節(jié)概述第六章城市軌道交通信號(hào)與通信二、城市軌道交通通信系統(tǒng)城市軌道交通通信系統(tǒng)是指揮列車運(yùn)行、公務(wù)聯(lián)絡(luò)和傳遞各種信息的重要手段，是保證列車安全、快速、高效運(yùn)行的綜合通信系統(tǒng)。1.城市軌道交通通信系統(tǒng)的作用2.城市軌道交通對(duì)通信系統(tǒng)的要求第二節(jié)信號(hào)基礎(chǔ)設(shè)備一、信號(hào)機(jī)（一）信號(hào)機(jī)的設(shè)置車輛段和各聯(lián)鎖站（帶有道岔的車站）安裝有地面信號(hào)機(jī)。終端站和盡頭端安裝有雙燈位信號(hào)機(jī)。此外，在車站站臺(tái)上還安裝有發(fā)車表示器。（二）信號(hào)顯示意義1．正線正線一般采用三燈位四顯示信號(hào)機(jī)。信號(hào)顯示意義如下：紅燈顯示，為禁止信號(hào)第六章城市軌道交通信號(hào)與通信綠燈顯示，為允許信號(hào)黃燈顯示，表示進(jìn)路空閑，進(jìn)路中道岔開通側(cè)向。黃燈＋紅燈顯示，為引導(dǎo)信號(hào)2.車輛段車輛段設(shè)有入段及出段信號(hào)機(jī)。(1)入段信號(hào)機(jī)可采用高柱四顯示，或高柱三顯示。信號(hào)顯示意義如下：黃燈＋紅燈顯示，引導(dǎo)進(jìn)入車輛段。月白燈顯示，允許進(jìn)行調(diào)車作業(yè)。紅燈顯示，為禁止信號(hào)。黃燈顯示，表示允許列車進(jìn)入車輛段。(2)出段信號(hào)機(jī)采用矮柱三顯示，信號(hào)顯示意義如下：黃燈顯示，表示允許列車出車輛段。紅燈顯示，為禁止信號(hào)。月白燈顯示，表示允許進(jìn)行調(diào)車作業(yè)。第六章城市軌道交通信號(hào)與通信(3)停車庫(kù)內(nèi)及車站聯(lián)絡(luò)線（交接線）入口處調(diào)車信號(hào)機(jī)為紅色、白色燈光顯示，其他調(diào)車信號(hào)機(jī)為藍(lán)色、自色燈光顯示，信號(hào)顯示意義如下：紅色燈顯示，表示禁止越過。藍(lán)色燈顯示，表示禁止調(diào)車。白色燈顯示，表示允許調(diào)車。3.發(fā)車表示器發(fā)車表示器設(shè)置在車站站臺(tái)上列車發(fā)車始端位置，向司機(jī)表示能否關(guān)車門及發(fā)車的時(shí)機(jī)。二、轉(zhuǎn)轍機(jī)（一）概述1.轉(zhuǎn)轍機(jī)的作用(1)轉(zhuǎn)換道岔的位置，根據(jù)需要轉(zhuǎn)換至左位或右位。(2)道岔轉(zhuǎn)至所需位置而且密貼后，實(shí)現(xiàn)鎖閉，防止外力轉(zhuǎn)換道岔。(3)正確地反映道岔的實(shí)際位置，道岔的尖軌密貼于基本軌后，給出相應(yīng)的表示。(4)道岔被擠或因故處于“四開”（兩側(cè)尖軌均不密貼）位置時(shí)，及時(shí)給出報(bào)警及表示。第六章城市軌道交通信號(hào)與通信2.對(duì)轉(zhuǎn)轍機(jī)的基本要求(1)作為轉(zhuǎn)換裝詈，應(yīng)具有足夠大的拉力，以帶動(dòng)尖軌作直線往返運(yùn)動(dòng)；當(dāng)尖軌受阻不能運(yùn)動(dòng)到底時(shí)，應(yīng)隨時(shí)通過操縱使尖軌回復(fù)原位。(2)作為鎖閉裝置，當(dāng)尖軌和基本軌不密貼時(shí)，不應(yīng)進(jìn)行鎖閉；一旦鎖閉，應(yīng)保證不致因車通過道岔時(shí)的震動(dòng)而錯(cuò)誤韶鎖。(3)作為監(jiān)督裝置，應(yīng)能正確地反映道岔的狀態(tài)。(4)道岔被擠后，在未修復(fù)前不應(yīng)再使道岔轉(zhuǎn)換。3.轉(zhuǎn)轍機(jī)的設(shè)置城市軌道交通的正線上一般采用9號(hào)道岔，車輛段（停車場(chǎng)）一般采用7號(hào)道岔，一組道岔通常由一臺(tái)轉(zhuǎn)轍機(jī)牽引。若正線上采用的是9號(hào)彈性可彎道岔，則需要兩點(diǎn)牽引，即一組道岔需要兩臺(tái)轉(zhuǎn)轍機(jī)牽引。（二）ZD6系列電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)1.ZD6-A電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)的組成第六章城市軌道交通信號(hào)與通信ZD6-A電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)主要由電動(dòng)機(jī)、減速器、摩擦連接器、主軸、自動(dòng)開閉器、動(dòng)作桿、表示桿、移位接觸器、安全接點(diǎn)、外殼等組成，如圖6-2所示。第六章城市軌道交通信號(hào)與通信（三）S700K-C型電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)其型號(hào)解釋如圖6-5所示。第六章城市軌道交通信號(hào)與通信1.S700K-C型電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)結(jié)構(gòu)和功能S700K-C電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)巾外殼保護(hù)、動(dòng)力傳動(dòng)、檢測(cè)和鎖閉、安全保障以及配線接口五大功能模塊構(gòu)成，而每個(gè)模塊中又由多個(gè)零器件組成，如圖6-7所示。第六章城市軌道交通信號(hào)與通信2.外鎖閉裝置S700K-C型電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)配套外鎖閉裝置，其通過電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)的牽引實(shí)現(xiàn)道岔的解鎖和鎖閉。鉤形外鎖閉裝置山鎖閉框、尖軌連接鐵、鎖鉤和鎖閉柱四部分組成，如圖6-8所示。第六章城市軌道交通信號(hào)與通信三、軌道電路（一）軌道電路概述1.軌道電路的構(gòu)成及工作原理最簡(jiǎn)單的軌道電路是以鐵路線路的兩根鋼軌作為導(dǎo)體，由送電設(shè)備、受電設(shè)備、軌端接續(xù)線、引接線等主要元件構(gòu)成的電路，相鄰軌道電路之間用軌道絕緣節(jié)進(jìn)行隔離，如圖6-9所示。第六章城市軌道交通信號(hào)與通信軌道電路有以下三種工作狀態(tài)：(1)調(diào)整狀態(tài)(2)分路狀態(tài)(3)斷軌狀態(tài)2.軌道電路的作用(1)監(jiān)督線路的占用(2)傳遞行車信息（二）數(shù)字軌道電路1.FTGS-917型音頻無絕緣軌道電路FTGS-917型軌道電路的硬件結(jié)構(gòu)如圖6-11所示。第六章城市軌道交通信號(hào)與通信2.DTC92l型數(shù)字軌道電路DTC是數(shù)字軌道電路(DigitalTrackC)的英文縮寫。如圖6-12所示。3.AF-904型數(shù)字軌道電路AF-904型數(shù)字（音頻）軌道電路，如圖6-13所示。第六章城市軌道交通信號(hào)與通信四、計(jì)軸設(shè)備本節(jié)將以西門子AzS(M)350型微計(jì)算機(jī)計(jì)軸系統(tǒng)為例進(jìn)行說明。（一）AzS(M)350微機(jī)計(jì)軸系統(tǒng)的組成及工作原理1.計(jì)軸系統(tǒng)的組成計(jì)軸設(shè)備巾室內(nèi)設(shè)備和室外設(shè)備兩部分組成。室外設(shè)備有ZP43V型計(jì)軸點(diǎn)裝詈，室內(nèi)設(shè)備有運(yùn)算單元組合，室內(nèi)設(shè)備和室外設(shè)備通過傳輸線路相連，具體分為以下四部分：(l)ZP43V型計(jì)軸點(diǎn)裝置(2)運(yùn)算單元組合(EC)(3)計(jì)軸點(diǎn)與運(yùn)算單元之間的連接電纜。(4)運(yùn)算單元與車站聯(lián)鎖系統(tǒng)之間的接口電路、電源設(shè)備等。第六章城市軌道交通信號(hào)與通信2.計(jì)軸系統(tǒng)的工作原理如圖6-15所示。（二）AzS(M)350系統(tǒng)的類型(l)AzS(M)350T型微機(jī)計(jì)軸系統(tǒng)(2)AzS(M)350M型微機(jī)計(jì)軸系統(tǒng)(3)AzS(M)350U型微機(jī)計(jì)軸系統(tǒng)第六章城市軌道交通信號(hào)與通信第三節(jié)聯(lián)鎖設(shè)備一、聯(lián)鎖設(shè)備概述（一）聯(lián)鎖信號(hào)、道岔、進(jìn)路之間的這種相互制約的關(guān)系，稱為聯(lián)鎖關(guān)系，簡(jiǎn)稱聯(lián)鎖。（二）聯(lián)鎖設(shè)備及其分類聯(lián)鎖設(shè)備有繼電集中聯(lián)鎖和計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖兩大類設(shè)備。二、SICAS型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備（一）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)SICAS計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備，如圖6-16所示。第六章城市軌道交通信號(hào)與通信（二）系統(tǒng)功能1.軌道空閑處理功能2.進(jìn)路控制功能3.道岔控制功能4.信號(hào)控制功能（三）聯(lián)鎖主機(jī)的結(jié)構(gòu)及組成1.2取2故障安全系統(tǒng)2.3取2故障安全系統(tǒng)第六章城市軌道交通信號(hào)與通信三、其他類型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備（一）TYJL-II型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖TYJL-II型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)為分布式多微機(jī)系統(tǒng)，主要由監(jiān)控機(jī)（又稱上位機(jī)）、控制臺(tái)、聯(lián)鎖機(jī)、執(zhí)行表示機(jī)（簡(jiǎn)稱執(zhí)表機(jī)）、繼電接口電路、電務(wù)維修機(jī)、電源屏和室外設(shè)備組成，如圖6-19所示。1.監(jiān)控機(jī)2.控制臺(tái)3.聯(lián)鎖機(jī)4.執(zhí)表機(jī)5.接口系統(tǒng)6.電務(wù)維修機(jī)7.應(yīng)急臺(tái)第六章城市軌道交通信號(hào)與通信（二）VPI型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖VPI型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)由人機(jī)界面(MMI)模塊、聯(lián)鎖機(jī)、網(wǎng)絡(luò)接口、系統(tǒng)維護(hù)臺(tái)(SM)與室外設(shè)備接口電路及電源等組成，如圖6-20所示。1.聯(lián)鎖機(jī)2.人機(jī)界面模塊(MMI)3.冗余網(wǎng)絡(luò)模塊4.系統(tǒng)維護(hù)模塊(SM)第六章城市軌道交通信號(hào)與通信（三）DS6-ll型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖DS6-ll型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖硬件系統(tǒng)山控制臺(tái)子系統(tǒng)、聯(lián)鎖子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信子系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、輸入／輸出接口和繼電器接口電路組成，如圖6-21所示。1.控制臺(tái)子系統(tǒng)2.聯(lián)鎖子系統(tǒng)3.網(wǎng)絡(luò)通信子系統(tǒng)4.監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)5.輸入／輸出接口第六章城市軌道交通信號(hào)與通信第四節(jié)列車運(yùn)行自動(dòng)控制系統(tǒng)一、ATC系統(tǒng)概述（一）ATC系統(tǒng)的組成及功能,其結(jié)構(gòu)及功能如圖6-22所示。第六章城市軌道交通信號(hào)與通信（二）不同閉塞制式的ATC系統(tǒng),ATC系統(tǒng)可分為以下三大類：

1.固定閉塞式ATC系統(tǒng)2.準(zhǔn)移動(dòng)閉塞（含虛擬閉塞）式ATC系統(tǒng)3.移動(dòng)閉塞式ATC系統(tǒng)（三）不同結(jié)構(gòu)的ATC系統(tǒng)根據(jù)車----地之間信息傳遞方式的不同，可分為點(diǎn)式ATC系統(tǒng)和連續(xù)式ATC系統(tǒng)。二、ATP子系統(tǒng)ATP系統(tǒng)主要由實(shí)現(xiàn)控制列車運(yùn)行的車載設(shè)備、產(chǎn)生控制信息的地面設(shè)備以及實(shí)現(xiàn)車—地信息傳輸?shù)闹虚g傳輸通道三大部分組成。ATP系統(tǒng)主要功能如下：1.列車位置檢測(cè)2.速度監(jiān)督與超速防護(hù)3.停車點(diǎn)防護(hù)4.列車運(yùn)行間隔控制5.車門控制（一）ATP系統(tǒng)構(gòu)成及功能第六章城市軌道交通信號(hào)與通信（二）ATP系統(tǒng)的工作原理ATP可對(duì)列車運(yùn)行速度進(jìn)行分級(jí)或連續(xù)監(jiān)督。列車制動(dòng)控制模式分為以下兩種：1.分級(jí)制動(dòng)模式分級(jí)制動(dòng)模式又分為階梯型和曲線型兩大類。2.一級(jí)制動(dòng)一級(jí)制動(dòng)速度曲線如圖6-36如圖所示。第六章城市軌道交通信號(hào)與通信三、ATO子系統(tǒng)（一）ATO的駕駛模式ATO系統(tǒng)通常有自動(dòng)駕駛模式、ATP監(jiān)督下的人工駕駛模式、受限制的人工操作模式。（二）系統(tǒng)的組成及功能ATO的主要功能：(1)自動(dòng)調(diào)整列車運(yùn)行速度(2)車站精確停車(3)列車區(qū)間運(yùn)行時(shí)分的控制(4)自動(dòng)控制車門關(guān)閉(5)與ATS、ATP子系統(tǒng)交換信息，共同實(shí)現(xiàn)列車的無人自動(dòng)折返及駕駛室自動(dòng)換向。(6)提供旅客信息服務(wù)(7)巡航／惰性功能四、ATS子系統(tǒng)（一）ATS系統(tǒng)的主要功能(1)列車運(yùn)行情況的集中監(jiān)視。(2)自動(dòng)生成時(shí)刻表(3)自動(dòng)排列進(jìn)路(4)列車運(yùn)行調(diào)整（二）ATS系統(tǒng)的組成第六章城市軌道交通信號(hào)與通信ATS系統(tǒng)由控制中心設(shè)備、車站設(shè)備、車輛段設(shè)備三大部分組成。（三）ATS運(yùn)行工作模式ATS有中央自動(dòng)控制模式(CA)、中央人工控制模式(CM)、車站控制模式(LC)等三種運(yùn)行模式。五、CBTC系統(tǒng)CBTC信號(hào)系統(tǒng)的主要設(shè)備配置和主要功能模塊，包括ATS子系統(tǒng)、聯(lián)鎖子系統(tǒng)、軌旁CBTC設(shè)備、車載CBTC設(shè)備等。CBTC系統(tǒng)典型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能模塊如圖6-40所示。第六章城市軌道交通信號(hào)與通信第五節(jié)通信設(shè)備城市軌道交通通信系統(tǒng)主要由專用通信、商用通信及警用通信三大部分構(gòu)成。一、專用通信系統(tǒng)（一）傳輸系統(tǒng)（二）公務(wù)電話系統(tǒng)（三）專用電話系統(tǒng)1.調(diào)度電話系統(tǒng)2.站（段）內(nèi)、站間及軌旁專用電話系統(tǒng)（四）無線通信系統(tǒng)（五）閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)（六）乘客信息系統(tǒng)1.控制