闭塞技术

第3章列车运行控制的主要技术与方法速度控制模式3.1测速技术3.2列车定位技术3.3无线通信技术3.4闭塞方式3.53.4闭塞方式1.闭塞的概念2.闭塞的种类与闭塞区间的划分3.各种闭塞法介绍1.闭塞的概念为了确保列车在区间内的运行安全，列车由车站向区间发车时，必须确认区间内没有列车，并需遵循一定的规律组织行车，以免造成列车正面冲突或追尾等事故。这种为保证列车运行安全，在组织列车运行时，通过设备或人工方式控制，使连续发出的列车保持一定间隔安全行车的办法，称为行车闭塞法，简称闭塞。区间行车组织的基本方法一般有以下两种：时间间隔法与空间间隔法。时间间隔法，即列车按照事先规定好的时间由车站发车，使前行列车和追踪列车之间必须保持一定时间间隔的行车方法。空间间隔法，即把线路划分为若干个区间（或分区），在每个区间（或分区）内同时只准许一列车运行，使前行列车和追踪列车之间必须保持一定距离的行车方法。我国的轨道交通线路以车站为分界点划分为若干区间，采用区间作为列车运行的空间间隔。2.闭塞的种类与闭塞区间的划分闭塞方式的分类闭塞就是用信号或凭证，保证列车按照空间间隔制运行的技术方法。为保证列车运行安全，城市轨道交通根据各条线路的站间距离、行车密度等因素的需要，采用不同的闭塞设备，各条线路在基本设备正常时所使用的闭塞方式，叫基本闭塞法；当基本闭塞设备故障或其他原因不能使用时，为保证列车运行，达到闭塞区间同时只有一列列车运行的目的，而临时采用的闭塞法，叫代用闭塞法。在运营线路上常采用的基本闭塞法为超速防护自动闭塞法；在非运营线路上的常用的基本闭塞法为自动闭塞、电话闭塞和超速防护自动闭塞法。而站间自动闭塞法和电话闭塞法，是当超速防护自动闭塞法不能使用时所采用的代用闭塞法。电话闭塞法也是自动闭塞法不能使用时所采用的代用闭塞法。闭塞区间的划分区间与车站的划分，是行车组织的一项重要工作，同时也是划定责任范围的依据。列车运行至不同地段时必须取得相应的凭证或许可。在我国，列车占用区间的凭证通常为车站出站信号机的准许显示或目标点和速度码。在城市轨道交通线路上采用的闭塞方式不同，闭塞区间的划分也不尽相同。采用站间闭塞时，在单线上以两个车站的进站信号机机柱的中心线作为车站与区间的分界线A站B站车站车站站间区间在双线或多线上，分别以各线路的进站信号机机柱或站界标的中心线作为车站与区间的分界线。两站间的线路区段称为站间区间。A站B站车站车站站间区间采用大区间闭塞时，通常根据作业需要将某些大站（或重要车站）设置为闭塞区车站，并非所有的车站都是闭塞分区的分界点，两闭塞区车站之间的线路区段称为大区间，其他车站则为大区间的闭塞分区分界点。大区间B站A站C站非闭塞区车站闭塞区车站闭塞分区闭塞分区闭塞区车站当采用移动闭塞时，分界线为同方向能够保持最小行车间隔的前行列车尾部和追踪列车头部，这个闭塞区间是可以移动的。常用制动距离安全距离闭塞区间3.各种闭塞法介绍电话闭塞法电话闭塞法被作为一种最终的备用闭塞，由人工办理。相邻两端车站值班员利用行车专用电话办理联络手续，以电话记录的方式共同确认闭塞区间空闲后，方准列车进入该闭塞分区的的行车闭塞法。电话闭塞不论单线或双线，均按站间区间办理，闭塞分区为车站出站信号机至前方相邻出站信号机之间。为保证同一区间在同一时间内不会用两种闭塞法，在停用基本闭塞法改按电话闭塞法或恢复基本闭塞法时，均需行车调度员下达调度命令后方准采用，行车凭证为由人工控制的出站信号机的进行显示。电话闭塞通过人工完成，所以闭塞区间的空闲需人工确认。一个电话闭塞区间需两个车站共同确认。电话闭塞区间分为接车区间、接车线路、发车区间三部分。接车站需确认接车区间、接车线路空闲。发车站需确认发车区间空闲。电话闭塞为代用闭塞法只能由车站行车值班员办理。电话闭塞法时机：（1）基本闭塞设备发生故障：1）ATP地面设备故障时2）站间区间轨道电路发生故障时（2）基本闭塞设备不能使用时1）双线区间列车反方向运行时2）列车推进运行时（3）站间自动闭塞不能使用时：1）站间自动闭塞法时出站信号机因故仅能显示红灯或灭灯。2）站间自动闭塞法时分界点信号机因故仅能显示红灯或灭灯。（4）特殊情况：如在特殊区段运行时。站间自动闭塞法站间自动闭塞法是以车站进、出站信号机或指定的分界点信号机为分界线，能自动完成闭塞的行车闭塞法。站间自动闭塞是代用闭塞法的一种，当基本闭塞法因故不能使用时，通过车站值班员的操作人工转换为站间自动闭塞闭塞分区为出站信号机或区间分界点信号机与同方向相邻区间分界点信号机或相邻前方站进站信号机之间。地面信号系统根据列车前方站间区间的占用情况，自动控制后方站出站信号机的关闭和开放。当前次列车整列进入前方闭塞区间后，自动开放后方出站信号机或区间分界点信号机，出站信号机或区间分界点信号机显示闪动的绿色灯光（或闪动的黄色灯光），司机根据地面的信号机显示驾驶列车。所以行车凭证为车站出站信号机或分界点信号机闪动的绿色灯光（或闪动的黄色灯光）。A站B站站间自动闭塞法作为一种代用闭塞法只能由车站值班员办理。列车到达前方站后，后方站出站信号机可自动开放，减少人工办理，提高运营效率。其通过能力低于超速防护自动闭塞，但通过能力及安全系数高于电话闭塞。站间自动闭塞法的时机：1）ATP车载设备故障时；2）ATP地面设备故障时；3）站线轨道电路故障时（对后方站出站信号机没有影响）；4）列车推进运行时；5）未安装ATP车载设备的列车运行时；6）进行车载ATP设备调试的列车。进路闭塞法进路闭塞法是代用闭塞法的一种，当基本闭塞法因故不能使用时，通过设备自动转换或人工操作，使地面信号机由灭灯状态转换为点灯状态。进路闭塞其闭塞区间为同方向相邻两架信号机间的区段（包括：出站信号机、防护信号机、顺向阻挡信号机等），地面信号系统根据列车运行前方区间的占用情况，进路排列情况，自动控制后方信号机的关闭与开放，司机根据地面的信号机显示驾驶列车。其闭塞区间为同方向两相邻信号机间。行车凭证为信号机稳定的绿色或黄色灯光。进路闭塞是一种代用闭塞法，可由行车调度员集中办理，也可将控制权下放由车站办理。列车到达前方相应区间后，后方信号机可自动开放，减少人工办理，提高运营效率。其通过能力低于超速防护自动闭塞，但通过能力及安全系数高于电话闭塞。由设备自动完成闭塞区间内信号机的点灯，无须人工操作。超速防护自动闭塞法超速防护自动闭塞法是指将区间划分为若干个闭塞区段，借助列车自动防护系统和列车运行自动完成闭塞功能的行车组织方式，它是由两大部分组成：（1）地面ATP；（2）车载ATP。地面ATP将当前的速度码发送到车载ATP中；车载ATP接收地面ATP发送来的速度码。若列车的实际速度超过目标速度时，系统将实施制动来保证列车的运行安全。其闭塞区间即为超速防护闭塞分区，行车凭证为车载信号的绿色灯光相对应的速度值。超速防护自动闭塞为基本闭塞法可由行车调度员集中办理，也可由车站下放办理。设备实现闭塞分区最小运行间隔列车追踪运行提高了列车通过能力，进一步保证行车安全。运行列车间必须保持的空间间隔首先是满足制动距离的需要，当然还要考虑适当的安全余量和确认信号时间内的运行距离。所以根据列车运行自动控制系统采取的不同控制模式会产生不同的闭塞制式。列车间的追踪运行间隔越小，运输能力就越大。从闭塞制式的角度自动闭塞可以分为：固定式超速防护自动闭塞准移动式超速防护自动闭塞移动式超速防护自动闭塞固定式超速防护自动闭塞固定式超速防护自动闭塞将列车运行线路划分为若干个区间，并安装轨道电路，借助轨道电路系统、地面应答器和车载设备，将地面闭塞分区占用（或空闲）情况，线路技术参数及联锁条件等信息翻译成限制速度码，指导司机按限制速度驾驶列车。速度码系统接收到地面传递给列车的限制速度码是阶梯分级的，特别是在轨道电路的限速值是跳跃的，对于平稳驾驶、节能运行又提高行车是非常不利的。固定式超速防护自动闭塞将一个区间划分为固定的若干个闭塞分区，不论前、后列车的位置，还是前、后列车的间距都是用固定的地面设备（如轨道电路或地面应答器等）检测和表示的。根据列车运行和闭塞分区占用状态，自动变换信号的显示，司机凭信号显示（车载信号绿色灯光相对应的速度值和出站信号机稳定绿色灯光）行车。线路条件和列车参数等均需在闭塞设计过程中加以考虑，并体现在地面固定区段的划分中。准移动闭塞式超速防护自动闭塞准移动闭塞式超速防护自动闭塞是基于轨道电路、应答器和无线传输系统，通过地面控制中心，轨间传输电缆和车载设备等设备，将地面传至车上的前方目标点的距离等一系列基础数据，由车载计算机进行实时计算出列车允许速度曲线，并按此曲线对列车的实际运行速度进行监控，达到列车超速自动防护，确保列车运行不越过前方目标点的安全距离。准移动闭塞式超速防护自动闭塞中继续保留将线路分成若干个闭塞分区的概念，列车前方目标点的安全距离为固定闭塞分区，故称为准移动闭塞式超速防护自动闭塞。准移动式闭塞超速防护自动闭塞为基本闭塞法，可由行调集中办理，也可将控制权下放由车站办理。设备实现了闭塞分区最小运行间隔的列车追踪运行。准移动闭塞的一种特殊方式——虚拟闭塞，它不设轨道占用检查设备，采取无线定位方式来实现列车定位和占用轨道的检查功能，闭塞分区是以计算机技术虚拟设定的，仅在系统逻辑上存在有闭塞分区和信号机的概念。虚拟闭塞除闭塞分区和轨旁信号机是虚拟的以外，从操作到管理等，都等效于移动闭塞方式。虚拟闭塞方式非常有条件将闭塞分区划分很短，当短到一定程度时，其效率就接近于移动闭塞。移动闭塞式超速防护自动闭塞移动闭塞式超速防护自动闭塞是基于感应环线或无线传输系统，通过地面控制中心，轨间传输电缆和车载设备等设备，将地面传至车上的前方目标点的距离等一系列基础数据，由车载计算机进行实时计算出列车最大允许速度曲线，并按此曲线对列车的实际速度进行监控，达到列车超速自动防护，确保列车运行不越过前方目标点的安全距离。移动闭塞是一种新型的闭塞制式。它不设固定闭塞区段，前、后两列车都采用移动式的定位方式。移动闭塞方式的目标距离控制模式根据目标距离、目标速度及列车本身的性能确定列车制动曲线，采用一次制动方式。移动闭塞的追踪目标点是前行列车的尾部，留有一定的安全距离，后行列车从最高速开始制动的计算点是根据目标距离、目标速度及列车本身的性能计算决定的。目标点是前行列车的尾部，与前行列车的走行和速度有关，是随时变化的，而制动的起始点是随线路参数和列车本身性能不同而变化的。空间间隔的长度不固定。其追踪运行间隔要比准移动闭塞更小一些。移动闭塞具有如下特点：①线路没有固定划分的闭塞分区，列车间隔是动态的，并随前一列车的移动而移动；②列车间隔是按后续列车在当前速度下所需的制动距离，加上安全余量计算和控制的，确保不追尾；③制动的起点和终点是动态的，轨旁设备的数量与列车运行间隔关系不大；④可实现较小的列车运行间隔；⑤采用地——车双向传输，信息量大，易于实现无人驾驶。