城市轨道交通信号基础设备(2月23日)

城市轨道交通信号基础设备南昌轨道交通运营有限公司编制邓昌盛主要内容1、南昌地铁1号线信号设备概况2、城市轨道交通信号基础设备3、信号系统故障降级模式对运营的影响城市轨道交通（包括地下铁道和轻轨铁路）信号设备是城市轨道交通的主要机电设备，它担负着指挥列车运行、保证行车安全、提高运输效率的重要任务。现代化的城市轨道交通要求城市轨道交通信号设备的现代化。第0章绪论ncdtncyy0-1城市轨道交通信号设备概述信号系统作为城市轨道交通调度指挥和运营管理的中枢神经，对城市轨道交通系统的安全、速度、输送能力和效率密切相关。选择合适的信号系统可以产生巨大的经济效率和社会效益。城市轨道交通对信号系统的要求城市轨道交通对其信号系统提出与铁路不尽相同的要求。–安全性要求高–通过能力大–保证信号显示–抗干扰能力强–可靠性高–自动化程度高ncdtncyy城市轨道交通信号系统的特点城市轨道交通信号系统沿袭铁路的制式，但由于其自身的特点，与铁路的信号系统有一定的区别。城市轨道交通信号系统的特点是：–具有完善的列车速度监控功能–联锁关系较简单–车辆段独立采用联锁设备–自动化水平高–不要求兼容南昌地铁1号信号系统的组成南昌地铁1号线信号系统由列车运行自动控制系统（ATC）和定修段（停车场）信号控制系统两部分组成，用于列车进路控制、列车间隔控制、调度指挥、信息管理、设备工况监测及维护管理，由此构成一个高效的综合自动化系统。ncdtncyy0-2南昌地铁1号线信号系统概况ncdtncyy南昌地铁1号线正线信号系统南昌地铁1号线信号系统：正线信号系统：正线信号系统为自仪泰雷兹公司集成，采用基于无线通信技术的、移动闭塞制式的、具有完整ATC功能的列车自动控制系统，即CBTC信号系统。同时还提供了连续式ATP功能丧失情况下的点式ATP列车超速防护系统。定修段/停车场信号系统：车辆段停车场信号系统由铁科院北京华铁信息技术开发总公司研制的TYJL-III型计算机联锁系统、辉煌公司TJWX-2006-hh微机监测系统、鼎汉PGZ电源系统组成。该技术较为成熟，已应用于我国多条地铁线路中。–列车运行自动控制系统（ATC）ATC包括列车自动防护（ATP）、列车自动运行（ATO）及列车自动监控（ATS）三个系统。为确保行车安全和线路最大通过能力，一般最大通过能力小于30对/h的线路宜采用ATS和ATP系统，实现行车指挥自动化及列车的超速防护。在最大通过能力较低的线路，行车指挥可采用以调度员人工控制为主的CTC系统。最大通过能力大于30对/h的线路，应采用完整的ATC系统，实现行车指挥和列车运行自动化。本课程内容另外专题给大家介绍。ncdtncyy–定修段联锁设备定修段（停车场）设一套联锁设备，用以实现定修段的进路控制，并通过ATS定修段分机与行车指挥中心交换信息。定修段联锁设备采用计算机联锁。铁科院北京华铁信息技术开发总公司研制的TYJL-III型计算机联锁系统。定修段内试车线设若干段与正线相同的ATP轨道电路和ATO地面设备，用于对车载ATC设备用进静、动态试验。ncdtncyy南昌地铁1号线信号系统的分布情况按地域可以信号系统分成五部分：地铁大夏控制中心设备、正线24车站及轨旁设备、定修段（停车场）设备、试车线设备、车载设备。–控制中心设备控制中心设备属于ATS子系统，是ATC的核心。控制中心设备主要包括中心计算机系统、综合显示屏、调度员及调度长工作站、运行图工作站、培训/模拟工作站、绘图仪和打印机、维修工作站、UPS及电池。ncdtncyy其中，综合显示屏、调度员及调度长工作站设于主控制室。控制主机、通信处理器、数据库服务器、维修工作站设于设备室。运行图工作站设于运行图室。绘图仪和打印机设于打印室。培训/模拟工作站设于培训室。控制中心配备在线式UPS及可提供30min后备电源的蓄电池。UPS设于电源室，蓄电池设于蓄电池室。ncdtncyyncdtncyy–车站及轨旁设备车站分集中联锁站和非集中联锁站。集中联锁站一般为有道岔车站，也可能是无道岔的车站。非集中联锁站一般为无道岔的车站。有道岔车站根据需要和可能也可以由邻近车站控制，而成为非集中联锁站。南昌地铁1号线一期工程共24个站，其中集中联锁站8个，非集中联锁站16个，划分成8个联锁区域。ncdtncyyncdtncyy集中联锁站及轨旁设备集中联锁站设有ATS车站分机、车站联锁设备、ATP/ATO系统地面设备、电源设备、维修终端、乘客向导显示牌、紧急关闭按钮以及信号机及发车指示器、转辙机。ATP地面设备包括轨道电路，ATP地面编码发码设备，与ATS、ATO、联锁设备的接口，用于实现列车占用的检测和发送ATP信息，实现列车运行超速防护。ATO地面设备包括站台电缆环路，TWC车-地通信设备，及与ATP、联锁设备的接口设备，以发送ATO命令，实现列车最佳控制或列车自动驾驶。ncdtncyy集中联锁车站配备一套适用于联锁设备、ATS、ATP、ATO设备的在线式UPS及可提供15min后备电源的蓄电池组。设维修用彩色显示器、键盘及鼠标，显示与控制用显示器相同的内容及必要的维修信息，并能对信号设备进行自动、手动测试，但不能进行控制。在站台适当位置设乘客向导显示牌，用以显示接近列车的到站时间等。紧急关闭按钮用于在遇到紧急情况危及行车安全时，关闭信号，使列车停车。ncdtncyy正线上防护信号机设于道岔区段，线路尽头设阻挡信号机，用于指示列车运行，防护列车进路。在正向出站方向的站台侧列车停车位置前方设置发车指示器，指示列车出站。转辙机用以转换道岔。ncdtncyy非集中联锁站及轨旁设备非集中联锁站的设备只有发车指示器、紧急关闭按钮和乘客向导显示牌。无道岔的非集中联锁站轨旁仅有轨道电路的耦合单元等。ncdtncyy–定修段设备定修段信号设备包括ATS分机、定修段终端、联锁设备、维修终端、信号机、转辙机（ZD6-D）、轨道电路（50Hz相敏轨道电路）、电源设备。定修段设一台ATS分机。定修段派班室和信号楼控制台室各设一台终端，与定修段ATS分机相连。定修段设一套联锁设备，实现定修段的进路控制，并通过ATS分机与控制中心交换信息。联锁设备只受定修段值班员人工控制。ncdtncyy设备室内设维修用彩色显示器、键盘及鼠标，显示与控制室相同的内容及维修、监测有关信息，并能对信号设备进行自动或手动测试，但不能控制进路。定修段入口处设进段信号机，出口处设出段信号机。存车库线中间进段方向设列车阻挡信号机，段内其他地点根据需要设调车信号机。定修段内每组道岔设一台ZD6-D型转辙机。定修段内轨道电路采用50Hz相敏轨道电路，检查列车的占用和空闲。车辆段信号楼内设置适合于联锁设备、ATS设备的UPS及蓄电池。ncdtncyy–试车线设备试车线上设若干段与正线相同的ATP/ATO地面设备，用于对车载ATC设备的试验。试车线设备室内设用于改变试车线运行方向和速度的控制台。试车线设备室配备一套适合于ATP/ATO设备的UPS，不设蓄电池。–车载ATC设备车载设备包括ATP和ATO两部分，用来接收轨旁设备传送的ATP信息，计算列车运行曲线，测量列车运行速度和走行距离，实行列车运行超速防护以及列车自动运行，来保证行车安全和为列车提供最佳运行方式。ncdtncyy0-3信号基础设备信号基础设备主要包括信号机、转辙机、轨道电路、计轴器、信号继电器等，它们是城市轨道交通信号系统的重要基础设备。1、信号继电器是铁路信号中所用各类继电器的统称。其不仅是构成各种继电式控制系统的关键，而且是电子式或计算机式控制系统的的接口部件。2、转辙机用于完成道岔的转换和锁闭，是关系行车安全的最关键设备。内锁闭方式的ZD6系列，外锁闭方式的S700K。3、信号机和信号表示器构成信号显示，用来指示列车运行和调车作业的命令。我国铁路主要采用的是透镜式色灯信号机，臂板信号机。在列车提速的情况下，迫切需要将机车信号主体化，其显示方式也逐步实现数字化。4、轨道电路用来监督列车对轨道的占用和传递行车信息。车辆段、停车场内采用50Hz相敏轨道电路反映列车占用情况。移频轨道电路是移频自动闭塞的基础，通过它发送各种行车信息。5、计轴设备是利用轨道传感器、计数器来记录和比较驶入和驶出轨道区段的轴数，以此确定轨道区段的占用或空闲的设备。铁路信号控制设备易遭雷击，造成设备的损坏或误动，严重影响运输生产，对信号设备必须采取必要的防雷措施。凡与外线连接的信号设备必须设防雷装置。同时还需要设置防雷地线、安全地线、屏蔽地线第一章信号继电器信号基础设备第一节信号继电器概述信号继电器是铁路信号中所用各类继电器的统称。其不仅是构成各种继电式控制系统的关键，而且是电子式或计算机式控制系统的的接口部件。一、继电器的基本原理1、组成：由接点系统和电磁系统两大部分组成，电磁系统由线圈、固定的铁心、轭铁以及可动的衔铁。接点系统由动接点、静接点构成。2、动作原理当线圈中通入一定数值的电流后，由于电磁作用或感应方法产生电磁吸引力，吸引衔铁，由衔铁带动接点系统，改变其状态、从而反映输入电流的状态。最基本的工作原理：线圈通电→产生磁通（衔铁、铁心）→产生吸引力→克服衔铁阻力→衔铁吸向铁心→衔铁带动动接点动作→前接点闭合、后接点断开电流减少→吸引力下降→衔铁依靠重力落下→动接点与前接点断开，后接点闭合。可见，继电器具有开关特性，利用其接点的通、断电路，从而构成各种控制表示电路。信号基础设备信号基础设备二、继电器的继电特性回差特点：吸起值、释放值不一样。吸起值＞释放值信号基础设备三、继电器的作用能够以极小的电信号控制执行电路中相当大的对象，能够控制数个对象和数个回路，也能控制远距离的对象。有着良好的开关性能：闭合阻抗小、断开阻抗大，有故障→安全性能，能控制多回路、抗雷击性能强、无噪声、温度影响小等。在以继电技术构成的系统中，大量使用，在以电子元件和微机构成的系统中，作为接口部件，将系统主机与信号机、轨道电路、转辙机等执行部件结合起来。四、信号系统对继电器的要求1、安全、可靠2、动作可靠、准确3、使用寿命长4、有足够的闭合和断开电路的能力5、有稳定的电气特性和时间特性6、保持良好的电气绝缘强度。信号基础设备五、信号继电器的分类1、按动作原理分：电磁、感应继电器2、按动作电流分：直流（无极、偏极、有极）交流继电器3、按输入物理量：电流、电压继电器4、按动作速度：正常、缓动继电器5、按接点结构：普通接点、加强接点继电器6、按工作可靠度：安全型、非安全型（前者称为N型重力式继电器，后者称为C型弹力式继电器）第二节安全型继电器一、安全型继电器概述AX系列安全型继电器是直流24V系列的重弹力式直流电磁继电器，其典型结构为无极继电器，其它各型号都是由其派生而成。因此，绝大部分零件都能通用。1、安全型继电器插入式和非插入式。插入式无极继电器如图1一2所示外观上是否有防尘罩，前者单独使用，后者装于匣内使用。2、型号的表示法采用汉字拼音字母和数字表示，字母表示继电器种类，数字表示线圈的阻值。3、安全型继电器的品种及用途无极、无极加强接点、无极缓放、无极加强接点缓放、整流式、有极、有极加强、偏极、单闭磁等5种9类20品种及3个派生品种。插入式安全型无极继电器图1-2插入式无极继电器信号基础设备4、继电器插座信号基础设备5、安全型继电器的特点：前接点代表危险侧信息后接点代表安全侧信息接点符合:故障—安全原则：发生安全侧故障的可能性远远大于发生危险侧故障的可能性，处于禁止运行的状态的故障有利于行车的安全称为安全侧，处于允许运行状态的故障可能危及性车安全，称为危险侧故障。由于其在故障情况下，使前接点闭合的概率远远小于后接点闭合的概率。6、安全型继电器的寿命电寿命、2×10（5-6）机械寿命10×10（6）信号基础设备二、安全型继电器的结构和动作原理1、无极继电器（1）、结构：电磁系统（线圈、铁心、轭铁、衔铁）接点系统（拉杆、动静接点组）（2）、动作原理：电→磁→力→动作拉杆，F吸引力＞F重力为吸其状态。线圈轭铁WXCJ-1700信号基础设备（3）、F吸引力＜