铁道信号_区间闭塞

–闭塞的概念铁路为确保列车行车安全，避免正面冲突和追尾事故的发生，同时为不断提高铁路运输效率而采取的行车组织方法。区间是指两个车站之间的轨道交通线路。即：铁路按一定规律组织列车在区间运行方法。或者：用信号或凭证保证列车按空间间隔运行的技术方法。第一节闭塞的基本概念1、区间闭塞的发展史闭塞是用信号或凭证，保证列车按照空间间隔法运行的技术方法。一、闭塞概念及发展电报闭塞电话闭塞路牌机闭塞路签机闭塞移动闭塞一、闭塞概念及发展一、闭塞概念及发展一、闭塞概念及发展路票一、闭塞概念及发展2、闭塞含义的演变1）将一段铁路与外界隔绝和封闭起来，除了一列列车之外，不能再有第二列列车。当时列车只在白天运行，而且也只有一列列车，所以不存在列车对向相撞问题。2）运输繁忙后，闭塞扩展到一个区段，它既保证列车在自己的闭塞段内是无前行列车，又有信号来保护，保证无后随列车进入此区段发生追尾。二、基本概念为保证行车安全和铁路线路必要的通过能力，把铁路线路分成若干个长度不等的段落，每一段线路叫做一个区间。相邻两个区间的分界称为分界点，分界点是车站、线路所及自动闭塞区间通过信号机的通称。1、区间、分界点站间区间：两相邻车站之间的距离；所间距离：线路所与车站之间的距离；闭塞分区：通过色灯信号机之间或通过色灯信号机与线路所或车站之间的距离。区间与分界点应有明确的界限。在单线铁路上，以进站信号机柱的中心线作为车站与区间的分界。在双线铁路上，以各该线的进站信号机柱或站界标的中心作为车站与区间的分界。站界标为一长方形牌，上面写“站界”字样。站界标设在双线区间列车运行方向左侧量外方顺向道岔(对向出站道岔的警冲标)外不小于50m处，或邻线进站信号机相对处。所间区间及闭塞分区以该线上的通过信号机柱的中心线为所间区间或闭塞分区的分界。二、基本概念甲站乙站站内站间区间站内二、基本概念2、为保运行安全，列车由车站驶向区间运行条件（1）验证区间空闲；（2）有进入区间的凭证；（3）实行区间闭塞。三、实行区间闭塞的基本方法时间间隔法：列车按事先规定好的时间由车站发车，使前行列车和后续追踪列车之间必须保持一定的时间间隔。空间间隔法：把铁路划分成很多各区段（区间或分区）在每一个区段内只准许运行一列列车，这样使前行列车和后续追踪列车保持一段距离的行车方法。甲站乙站tt时间间隔法空间间隔法（区间）乙站甲站丙站空间间隔法（闭塞分区）乙站甲站人工闭塞半自动闭塞站间自动闭塞固定自动闭塞准移动自动闭塞移动自动闭塞自动闭塞空间间隔闭塞站间闭塞四、实现区间闭塞的制式1、站间闭塞站间闭塞就是两站间只能运行一列车，其列车的空间间隔为一个站间。按技术手段和闭塞方法又可分为：电话闭塞、路签、路牌闭塞、半自动闭塞、自动站间闭塞。（1）人工闭塞采用电气路签或路牌作为列车占用区间的凭证，由接车站值班员检查区间是否空闲。因为这种方法，在交接凭证和检查区间状态时都是依靠人来完成，所以叫做人工闭塞。路签和路牌闭塞在我国已经淘汰。»电话闭塞：两车站间用电话联系，列车凭路票行车的闭塞方法。其作为闭塞设备故障时的一种备用闭塞方法。»电报闭塞：两车站间用电报联系，设有专用的闭塞电报机，列车凭路票行车的闭塞方法。»电气路签（标准制式）和电气路牌：两车站间以路签（或路牌）作为占用区间凭证的闭塞方法。缺点：办理时间较长；常常需要“倒签”；与出站信号机没有实现联锁，影响行车安全。甲站乙站甲站路签机乙站路签机»人工闭塞的优点：设备简单，投资较小，能够保证列车运行安全等。»人工闭塞的缺点：办理闭塞手续复杂，办理时间长，列车运行效率低下，容易造成行车事故。所以，目前已基本被继电半自动闭塞所取代。四、实现区间闭塞的制式1、站间闭塞（2）半自动闭塞车站值班员办好闭塞手续，才能开放出站信号机。列车出发后，出站信号机自动关闭，区间闭塞。列车到达接车站后，靠接车站值班员确认列车完整到达后，向发车站发送复原信息，使区间闭塞复原。这种闭塞，既要值班员办理操纵，又需依靠列车的作用自动动作，所以称之为半自动闭塞。继电半自动闭塞设备在相邻两站间各设置一台半自动闭塞机，并通过两站间的闭塞线连接起来，在进站信号机内方设置一段轨道电路，用于检测列车的出站与到达。它们必须满足以下基本要求：四、实现区间闭塞的制式（2）半自动闭塞①甲站要求向乙站发车，必须得到乙站同意后，甲站的出站信号机才能开放；②列车由甲站出发进入区间后，出站信号机自动关闭，实现区间闭塞，两站都不能再向该区间发车；③列车到达乙站后，车站值班员确认列车完整到达后，方可解除闭塞；④设备发生故障，不能正常解除闭塞时，在证实列车已全部到达接车站，经双方同意后，可用事故复原方式解除闭塞。–半自动闭塞»定义人工办理闭塞手续，列车凭信号显示发车，列车出站后，出站信号机自动关闭。»分类64D型继电半自动闭塞64F型继电半自动闭塞64Y型继电半自动闭塞路签/路牌半自动闭塞无线半自动闭塞继电半自动闭塞半自动闭塞»系统构成»优点：运行效率高于人工闭塞。甲站乙站甲站闭塞机乙站闭塞机四、实现区间闭塞的制式（3）自动站间闭塞自动站间闭塞主要是在半自动闭塞的基础上增加了区间占用检查的设备，长轨道电路和计轴设备。自动站间闭塞的特征为：有区间占用检查设备，站间或所间区间只准走行一列列车，办理发车进路时自动办理闭塞手续，自动确认列车到达和自动恢复闭塞。•自动闭塞–定义根据列车运行和线路状态自动变换信号显示，而是列车凭信号显示行车的闭塞方法。–分类自动闭塞站间自动闭塞固定自动闭塞准移动自动闭塞移动自动闭塞–站间自动闭塞»定义车站之间能自动向区间发车，不需要人工办理闭塞手续的闭塞方式。此闭塞方式既属于站间闭塞方式，也属于自动闭塞方式。»优点：运行效率高于半自动闭塞。甲站乙站–固定自动闭塞»定义将一个区间划分为若干个闭塞分区，根据列车运行和闭塞分区状态，自动变换通过信号机的显示，司机凭信号显示行车的闭塞方法。甲站乙站站内站间区间站内分区分区分区分区闭塞闭塞闭塞闭塞»特点追踪目标点固定制动点固定空间间隔长度固定»原理演示»分类按通过信号机的显示分类：二显示三显示四显示86428G6G4G10864210G8G6G4G6426G4G–移动自动闭塞»定义区间不是固定的划分为若干个闭塞分区，而是利用先进的卫星定位技术、通信技术和自动控制技术，使前后列车自动保持一定的（合适）间隔。»特点追踪目标点不固定；制动点不固定；空间间隔长度不固定。»优点行车密度更大，通过能力更强。列车定位的作用列车位置信息在列车自动控制技术中具有重要的地位，几乎每个子功能的实现都需要列车的位置信息作为参数之一。列车定位是列控系统中一个非常重要的环节。•为保证安全列车间隔提供依据。•为列车自动防护(ATP)子系统提供准确位置信息，作为列车计算速度曲线、列车在车站停车后打开车门以及站内屏蔽门的依据。•为列车自动运行(ATO)子系统提供列车精确位置信息，作为实施速度自动控制的主要参数。•为列车自动监控(ATS)子系统提供列车位置信息，作为显示列车运行状态的基础信息。列车定位技术要求•精确性：列车定位系统的精确性需满足两种不同的要求，一个是列车在同一轨道上纵向的定位精确性，另一个是列车在不同轨道之间的横向的定位精确性。•连续性：定位系统必须具有执行列车定位而不发生任何间断的能力，即在时间上有很好的可用性。•覆盖性：不管列车运行在任何地理区域，定位信息必须不间断地提供给ATC系统，即在空间上有良好的可用性。列车定位技术要求•可靠性和安全性：定位系统与列车自动控制系统的其他子系统相互独立，其具有连续正常工作的能力，并能够检测和报告本身发生的失效和故障。•可维护性：定位系统的设计和使用必须综合考虑预防性维护和校正性维护等因素，从而使定位系统的生命周期成本最小。•故障-安全性：当定位系统出现故障时，系统不能验出无车的通报信息，而必须有保证列车安全的相应措施。1.轨道电路定位•轨道电路是最简单的列车定位设备，其优点是无需对当前设备做大的改动即可实现列车定位。•它的定位精度取决于轨道电路的长度。•轨道电路分为机械绝缘和电气绝缘两种类型。•目前城市轨道交通系统中普遍采用“S棒”进行电气隔离的数字音频轨道电路。•利用数字音频轨道电路对列车进行定位是目前城市轨道交通系统中应用最为普遍的技术手段。S型联接音频轨道电路接收器2发送器1接收器3发送器22f1f3fL2C1L1C2U2U3L3C3C2L2mn音频轨道电路的级联方式最大300m最大300m2112桥接线运行方向基于轨道电路的列车定位•在线路设计时，根据用户对列车运行密度的要求，将整个线路用S棒分割成若干个轨道区段，并对所有轨道区段进行统一编号。对线路地形及线路设备进行数字化描述后形成线路地图，储存在轨旁和/或车载计算机中。•对轨道电路占用状态的连续跟踪，就实现了对列车在线路中所处位置的连续跟踪。TC1TC2TC3TC4TC5TC6TC为轨道电路列车1列车2轨道电路定位的优点•轨道电路原理简单，安全性较高。既可以实现列车定位，又可以检测轨道的完好情况，满足故障-安全原则。•轨道电路采用列车的运行轨道———钢轨作为列车定位的信息传输通道，这个通道同时又可以作为列车ATC信息传输的通道，节省了大量设备，具有较高的性价比。•技术成熟。轨道电路是目前使用最多、使用时间最长的列车定位方法，经过几十年的发展，积累了丰富的施工、维护经验。•地理环境适应性强，在隧道、地下都可以使用该方法。•适用速度范围宽，无论高速还是低速均可使用该方法。轨道电路定位的缺点•定位误差大。由它所实现的定位是以轨道电路长度作为最小定位单元，车在区段的始端还是终端是无法判断的。在需要对列车实施精确控制的场合，必须辅之以其他的列车定位方式，如测速定位、设置信标等。•传输距离有限。轨道电路的电气特性是与传输的信息频率相关的，频率越高，传输衰耗越大，信息传输距离越短。•设备维护量大。继电器使用寿命有限(平均为1万次左右)，因此维护费用较大。为了保证轨道电路的良好电气特性，需要经常进行测试与调整。2、计轴定位•计轴技术是以计算机为核心，辅以外部设备，利用统计车辆轴数来检测相应轨道区段占用或空闲状态的技术。传感器1传感器2轨道区段室外电缆盒电缆盒控制中心位置信息计轴系统工作原理•电子计轴器列车定位系统主要包括室内和室外两部分：室内部分包括信号处理电路和计数器处理电路；室外部分主要包括地面传感器、电缆盒、传输电缆等。•计轴点是计轴系统的车轮识别点。它位于轨道区段分界点处。装在这个位置上的传感元件、轨旁设备、电缆接线盒组成一个功能单元，称为计数点。因车轮作用而在计数点中形成的脉冲或信号经由区间电缆传送至位于控制中心计数单元。•通过对区段两端传感器计数值的比较就可以得到占用情况并判断出列车的位置。•就其功能而言，电子计轴器是与轨道电路相同。电子计轴器本身不具备向列车传输信息的通道，机车上要获取位置信息必须要另外增加信道。计轴定位特点•计轴定位技术的关键在于车轮识别点(计轴点)的可靠工作，要求车轮识别点能够适应列车高速运行的机械应力、牵引电流、磁轨制动造成的电磁干扰等。•计轴定位继承了轨道电路定位的很多特点，和前述的轨道电路法一样，这种方法的定位安全性较高，精度较差，通常也需与测速装置结合起来使用。•由于不依赖于轨道电路，对环境的适应性更强，维护量相对较小；但不能作为车-地通信的通道，也无法检测断轨故障。3、查询-应答器列车定位•基于应答-查询器的定位方法也是广泛采用的列车定位方式，它可以点式地给出列车定位信息。车载查询器天线接收与校验模块机车地面应答器地面查询应答器工作原理•在地面应答器内存储地理位置信息，机车上的查询器经过耦合以后，就可以得到列车的精确位置。显然，为了准确定位就必须大量设置地面应答器。•采用应答器定位技术的信息传递是间断的，即当列车从一个信息点获得地面信息后，要到下一个信息点才能更新信息，若期间地面情况发生变化，就无法立即将变化的信息实时传递给列车。因此，应答器定位技术往往作为其他定位技术的补充手段。如与测速设备配合，用地面应答器来校准因测速设备产生的累积误差。查询