车站信号控制系统概述Word下载.docx

车站信号控制系统概述Word下载.docx

《车站信号控制系统概述Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《车站信号控制系统概述Word下载.docx（34页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

（2）联锁技术

前面已经指出，车站信号控制系统主要功能是用于实现对车站内信号机、道岔、轨道电路等基本信号设备进行实时控制，但为了保证行车安全，车站内信号、道岔、轨道电路等基本信号设备必需遵循一定的条件，按照一定的程序来严格执行，我们称这些条件和程序为联锁，而实现联锁的技术称为联锁技术。

由于车站信号控制系统的主要功能是实现联锁功能，所以有时也称车站信号控制系统为车站联锁系统。

应当明确，根据安全要求制订周密而详细的安全规程和措施，由行车有关人员严格执行这些安全规程和措施来保证行车安全是必要的，然而人难免有操作和判断失误的时候，因此仅靠行车有关人员的遵章守纪来保证行车安全是不可靠的。

从这个意义上讲，联锁技术是防止失误，且在失误的情况下仍能保证行车安全的技术，是故障-安全技术的具体体现。

（3）可信性技术

虽然故障-安全技术和联锁技术能保证信号设备故障情况下系统的安全运行，但提高信号设备和系统的可靠性以减少故障出现的频率，依然是非常必要的，对车站信号控制系统中的一些关键控制设备更是如此。

在设备使用过程中对设备进行必要的维护，当设备出现故障后，以最短的时间对设备进行修复来保证设备快速投入正常运行，也是非常必要的，因而也就要求信号设备可维护性要好。

对一些信号设备，例如，以计算机软件来执行控制功能的信号设备，即使在硬件设备不出现故障的情况下，也可能会出现不能执行正确功能的情况（例如，软件中存在错误），因而通过一些技术手段来保证系统正确执行其功能，以保证系统的可用性也是非常重要的。

可靠性、可用性、可维性和安全性都属于可信性技术范畴，是车站信号控制系统设计、研制和使用过程中都必须考虑的问题。

（4）计算机技术

自上个世纪八十年代以来，计算机技术在世界范围内得到了飞速发展，基于计算机硬件和软件的车站信号控制系统——计算机联锁系统已经在国内外广泛应用，由于其具有自动化程度高、经济效益好、便于与铁路信号其它控制和信息系统实现互联共享等优点，因而计算机技术在车站信号系统和整个铁路信号控制领域中都得到了广泛应用。

2．车站联锁系统基本结构

图1-1车站信号控制系统框图

控制台

联锁机构

信号机转辙机轨道电路

室外设备

室内设备

以上扼要地叙述了车站信号控制系统的基本技术内容，这些技术的有机组合就构成了系统的整体，车站信号控制系统基本结构，如图1-1所示。

图中没有反映出故障-安全技术、可信性技术和计算机技术，因为它们隐含在系统的各个环节之中。

构成车站信号系统的具体器械的集合称做车站信号设备，也称做车站联锁设备。

在我国铁路上使用着多种联锁设备，这些设备之间在器械结构、操纵方式、动力来源以及联锁的完善程度等方面存在着很大差别。

本教材主要阐述联锁功能比较完善和自动化程度较高的联锁系统的构成和工作原理，对目前还在使用的6502型电气集中联锁系统作较详细的剖析，以便使读者能够通过对6502继电器电路的学习来掌握好车站联锁技术的基本原理。

在此基础上，本教材还将对目前正在大力发展和使用的计算机联锁系统作些必要的介绍。

第二节车站信号设备平面布置图

一、车站信号平面布置图

车站信号设备平面布置图是根据站场线路图绘制的，它是设计车站联锁系统的基础，是进行车站信号工程设计与施工的重要依据。

车站信号平面布置图上一般应有以下主要内容：

（1）联锁区范围内的线路及非联锁区中与联锁区有密切联系的线路布置及编号，正线应以粗线标出。

（2）正线和到发线的接车方向，区间线路及机车走行线的运行方向。

车站线路应以箭头表示其接车方向，双线双向运行时，实心箭头指示正方向，空心箭头指示反方向。

（3）联锁区范围内所有道岔的定位状态。

（4）信号机、信号表示器、轨道电路区段（含股道和无岔区段）等有关设备及其编号、名称和符号。

（5）信号机的灯光配列。

（6）轨道区段的划分，对不与信号机并置和不是渡线上的绝缘节，应标出其坐标，侵限绝缘节应用圆圈标出。

（7）与信号机位置有关的以及侵入限界绝缘节处的警冲标坐标。

（8）信号楼（或车站值班员室）设置位置，并标出其中心公里标（距该线路起点的公里标），联锁道岔的信号机距离信号楼（或车站值班员室）中心的距离。

（9）进站信号机外方制动距离内接车方向平均换算坡度超过0.6%线路下坡道示意图。

（10）站台的位置、宽度及线路间距，信号楼外墙至线路中心的距离。

（11）桥梁、涵洞的坐标和宽度。

（12）机务段闸楼的坐标。

图1-2（见书末插页）是一个典型的车站信号设备平面布置图。

图中站场是一个双线双向自动闭塞区段的车站，并有单线区段（东郊方向）在下行咽喉与车站接轨。

Ⅰ股道和Ⅱ股道分别为双线区段上行和下行的正线，Ⅲ股道为单线区段的正线，其余股道为站线。

根据运输作业的需要，每股道均可办理上、下行接车和发车。

下面以图1-2车站信号设备平面布置图为例，分别介绍信号机、转辙机和轨道电路的基本设备情况。

二、信号机

1．功能

信号机是指引列车或调车车列在车站内运行的主要信号设备，机车上的司机根据信号机的不同显示来决定列车或调车车列是否可以前行、前行的速度级别。

信号机的显示与信号机的类型有着密切关系，不同类型信号机，其信号显示差异很大。

2．类型和方向

根据车站内信号机的性质，可以将信号机分为列车信号机和调车信号机。

由于列车信号机与列车的进、出车站作业密切相关，所以列车信号机又可以进一步分为进站信号机、出站信号机和进路信号机。

在每个车站的接车口处均设置有进站信号机。

例如，图1-2中，车站的下行咽喉有三个接车口：

在双线区段北京方面的正向接车口处设置有进站信号机“X”，反向接口设置有进站信号机“XF”，在单线区段东郊方面的接车口设置有进站信号机“XD”。

车站的上行咽喉有两个接车口：

正向接车口设置有进站信号机“S”，反向接车口设置有进站信号机“SF”。

正向进站信号机采用高柱信号机，设置在列车运行方向线路左侧。

反向进站信号机一般采用矮柱信号机，设置在列车运行方向线路右侧。

凡是具有发车作业的股道均应在股道发车口处设置一架出站信号机。

例如，图1-2中，站场每个股道均能分别向北京方面、东郊方面和天津方面发车，向北京方面和东郊方面发车分别设置有出站信号机SⅠ、SⅡ、SⅢ、S4和S5，向天津方面发车分布设置有XⅠ、XⅡ、XⅢ、X4和X5。

有两个或两个以上发车方向时，出站信号机应配置进路表示器，用于区分发车方向。

例如，图1-2中，向北京方向和东郊方面发车的上行出站信号机用进路表示器的三个白灯区分三个发车方向，出站信号机开放时，对应方向的白灯亮灯；

向天津方向的下行出站信号机用进路表示器的一个白灯区分两个发车方向，正向发车时出站信号机开放，白灯不亮灯，反向发车时出站信号机开放，同时白灯亮灯。

调车信号机根据车站内调车作业的需要来进行设置。

按照设置位置的不同，调车信号机可以分为单置调车信号机、并置调车信号机、差置调车信号机、尽头式调车信号机、出站兼调车信号机和进站内方带调车信号机。

尽头式调车信号机指设置在牵出线、专用线、编组线、机务线等向咽喉区入口处的信号机。

其特点是信号机内方为道岔区段，外方为无岔区段，且同一坐标位置只有一架信号机。

例如，图1-2中的D2、D18均为尽头式调车信号机。

咽喉区调车信号机，其相邻内方或外方为道岔区段。

其中，单置调车信号机同一坐标处仅布置一架信号机，且其相邻内方和外方均为道岔区段，如D11、D13、D8、D16等。

并置调车信号机同一坐标处布置两架背向的调车信号机，如D7、D9、D10和D12。

差置调车信号机是设置在咽喉区中间不在同一坐标的两架背向调车信号机，这两架调车信号机之间有一个无岔区段，而信号机内方则为道岔区段，如D5、和D15、D4和D14。

出站兼调车信号机设置在股道头部，并且与出站信号机设置在同一坐标的调车信号机，如XⅠ~X5、SⅠ~S5等。

进站内方带调车信号机指设置在进站信号机内方的调车信号机。

此调车信号机与进站信号机不在同一坐标，其间有一不小于50m的无岔区段，如D1、D3和D6等。

每架信号机都有一个防护方向，即接车方向或发车方向。

例如，图1-2中，进站信号机XD、X和XF均为接车方向列车信号机，其中，XF用于反向接车信号机；

出站信号机SⅠ、SⅡ、SⅢ、S4和S5均为发车方向列车信号机；

调车信号机D1、D3、D9、D11、D13和D15均为接车方向调车信号机；

调车信号机D5和D7为发车方向调车信号机。

3．状态及其表示

信号机的状态有三种，即关闭状态、开放状态和灭灯状态。

关闭状态，指信号机点亮禁止灯光时所处的状态。

信号机的禁止灯光指禁止该信号机外方列车或调车车列进入信号机内方区段的灯光。

调车信号机的禁止灯光为一个蓝灯（A），调车信号机处于关闭状态，意味着该调车信号机点一个蓝灯。

列车信号机和出站兼调车信号机的禁止灯光为一个红灯（H），列车信号机处于关闭状态，意味着该列车信号机点一个红灯。

关闭状态是信号机的默认工作状态。

开放状态，指信号机点亮允许灯光时所处的状态。

信号机的允许灯光指允许该信号机外方的列车或调车车列进入信号机内方区段的灯光。

调车信号机的允许灯光为一个白灯（B）。

列车信号机允许灯光的显示颜色和显示数目与列车信号机的类型、是进出站内正线还是站线等因素有关，所以其允许灯光有多种。

例如，下行进站信号机X，正线往Ⅰ股道接车时，要求其显示的允许灯光为一个黄灯（U）；

侧线往Ⅰ股道以外的其它股道接车时，要求其显示的允许灯光为两个黄灯（UU）；

如果是经Ⅰ股道正线通过本车站，则要求显示的允许灯光为一个绿灯（L）或绿黄灯（LU）。

对列车信号机而言，不管其处于何种状态，能同时显示的灯位最多不超过两个；

对调车信号机，能同时显示的灯位只有一个——蓝灯或者白灯。

灭灯状态，指信号机所有灯位均处于不点灯时所处的状态。

车站联锁系统的室外信号机主要采用透镜式色灯信号机，当色灯信号机正在点灯的灯泡，其内部灯丝断丝时，该信号机将处于灭灯状态。

例如，调车信号机点亮允许灯光——白灯时，如果该白灯的灯丝断丝，则该调车信号机也将处于灭灯状态。

列车信号机和出站兼调车信号机平时处于关闭状态，点红灯，当红灯的灯丝断丝时，该列车信号机将处于灭灯状态。

信号机处于灭灯状态时，为了安全起见，一般不允许其前方的列车或调车车列前进。

信号机的状态可以用安全型继电器来反映。

以灯丝继电器DJ来监督信号机中当前正在点灯的一个灯位是否出现灯丝断丝。

根据故障-安全原则，以灯丝继电器DJ处于吸起状态反映灯丝完好，以灯丝继电器DJ落下状态反映灯丝断丝。

以信号继电器XJ来反映一架信号机是处于开放状态还是关闭状态，在灯丝完好的情况下，以信号继电器XJ处于吸起状态反映对应的信号机开放，以信号继电器XJ落下状态反映对应的信号机关闭。

对调车信号机而言，由于只有两种显示——白灯和蓝灯，所以可以用一个信号继电器——调车信号继电器DXJ来反映其所对应的一架调车信号机处于开放还是关闭状态。

在调车信号机灯丝完好，灯丝继电器DJ处于吸起状态时，以调车信号继电器DXJ吸起状态反映允许灯光——白灯点灯，以调车信号继电器DXJ落下状态来反映禁止灯光——蓝灯点灯。

对列车信号机而言，由于允许灯光有多种显示，所以除了列车信号继电器LXJ外，还需外增加一些信号辅助继电器，通过列车信号继电器LXJ和信号辅助继电器的不同状态组合来反映列车信号的不同允许灯光显示。

由于列车信号机同时进行显示的灯位数目不超过两个，所以对列车信号机设置两个灯丝继电器，即灯丝继电器DJ和二灯丝继电器2DJ，用这两个灯丝继电器来监督当前正在点灯的两个灯位是否断丝。

4．防护作用及防护范围

上面介绍过，信号机用于指引列车或调车车列在站内运行，信号关闭时，该信号机外方的列车或调车车列不能进入信号机内方，只有信号机开放时，该信号机外方的列车或调车车列才能进入信号机内方。

例如，图1-2中，假定ⅡAG上停留有机车，当D1关闭——点亮蓝灯时，机车不能越过D1信号机而进入其内方的轨道电路区段1DG，只有D1开放——点亮白灯时，机车才能越过D1信号机进入其后方的1DG。

由此可以看出，站场中的信号机实际上是用于防护其后面轨道电路区段的，那么一架信号机究竟防护其后面几个轨道电路区段呢？

这涉及到信号机的防护范围。

信号机的防护范围是，从本信号机到车列运行路径上的本咽喉区下一个同向、同性质（此处同性质指列车信号机和调车信号机）的信号机为止。

例如，对于调车信号机D1，如果机车向Ⅱ股道直线路径运行时，由于其内方的同向调车信号机为D15，所以D1只防护其后方1DG和1/19WG两个轨道电路区段，即，D1点亮白灯后机车可以从ⅡAG进入到1/19WG，能否进入到19-27DG则取决于D15是否开放允许灯光。

同理，如果机车从ⅡAG向Ⅱ股道方向运行，则D1防护1DG和3DG。

对进站信号机XD，如果列车向5股道方向运行，则XD防护7DG、11-13DG、21DG和5G，能否进入X5内方的22DG，取决于X5是否开放允许灯光。

理解信号机的防护范围将对后面进路概念的理解非常重要。

三、道岔和转辙机

1．功能

道岔用于确定列车或调车车列在站内的运行路径。

就象电路中的开关有两个位置一样，每组道岔也有两个位置——定位和反位。

道岔经常放置的位置叫定位，根据需要临时改变的位置叫反位。

当道岔开向不同的位置时，列车或调车车列在站内的运行路径就完全不一样了。

2．类型

根据道岔的作用不同，可以将道岔分为单动道岔、双动道岔和交叉渡线道岔。

单动道岔指扳动一根道岔握柄或按压一个道岔按钮，仅能使一组道岔转换。

例如，图1-2中的21、22和27均为单动道岔。

如果能使两组道岔同时转换，则称该道岔为双动道岔。

例如，图1-2中的1/3、5/7、17/19、23/25等均为双动道岔。

对双动道岔的基本要求是，定位时都必须转换到定位，反位时又都必须转换到反位。

由相互交叉的两组双动道岔就构成了交叉渡线道岔。

例如，图1-2中的双动道岔9/11和13/15构成交叉渡线道岔。

3．状态及状态表示

每组道岔有两个位置，即定位和反位，道岔的定位和反位称为道岔的正常工作状态。

除了正常工作状态外，道岔还有非正常工作状态，即四开状态。

道岔四开状态是指道岔既不在定位也不在反位的中间位置。

例如，道岔由定位向反位转换时，在转换过程中道岔处于四开状态。

道岔的工作状态可以用安全型继电器——定位表示继电器DBJ和反位表示继电器FBJ来表示。

当一组道岔所属的定位表示继电器DBJ处于吸起状态且其反位表示继电器FBJ处于落下状态时，反映该道岔处于定位；

当定位表示继电器DBJ处于落下状态而反位表示继电器FBJ处于吸起状态时，反映该道岔处于反位；

当定位表示继电器DBJ和反位表示继电器FBJ均处于落下状态时，道岔处于四开状态。

4．道岔转换

道岔由定位向反位或由反位到定位的动作过程，称之为道岔转换，道岔转换通过转辙机的动作来完成。

道岔不是任何时候都能转换的。

例如，当机车车辆停留在道岔上或者车列正在道岔上运行时，道岔就不能转换，否则非常危险。

实际应用中，为了确定道岔是否能转换，对每组道岔设置两个逻辑状态，即解锁状态和锁闭状态，只有道岔处于解锁状态时才能转换，如果道岔处于锁闭状态，则禁止道岔转换。

一组道岔是否锁闭，可以通过安全型继电器——道岔锁闭继电器SJ来反映。

遵循故障-安全原则，以道岔锁闭继电器SJ吸起状态对应道岔已经解锁，此时该道岔可以转换，以道岔锁闭继电器SJ落下状态对应道岔锁闭，这时禁止道岔转换。

对道岔转换在时间上有一定的限制，当道岔转换超过正常转换时间（一般以不超过13s计）还没有转换到规定位置时，则视为道岔转换出现故障，应在控制台上给出语音报警，以便进行及时维修。

5．转辙机

道岔转换通过转辙机的动作来完成，因而对每组道岔都均应设置转辙机。

一组道岔设置的转辙机数目与道岔的类型号和转辙机的类型有关。

图1-2站场中，侧线上道岔为普通单开型道岔，一般选用ZD6型直流转辙机，一组单动道岔设一台转辙机，一组双动道岔设两台转辙机。

正线上道岔为提速道岔，提速道岔分为固定辙叉和可动心轨两种类型。

例如，图中道岔3为可动心轨型，道岔9为固定辙叉型。

图中正线上道岔均为12#道岔，采用钩型外锁闭装置，尖轨必须有两个牵引点，可动心轨也应有两个牵引点。

这样，一组12#固定辙叉的单动提速道岔有两个牵引点，可动心轨的单动提速道岔应有四个牵引点，双动提速道岔可视为两组单动道岔来确定牵引点。

提速道岔主要采用S700K型交流电动转辙机或ZYJ7型电液转辙机。

当采用S700K型交流电动转辙机时，每个牵引点需设置一台转辙机。

因而，一组12#固定辙叉的单动提速道岔应设置两台转辙机，一组12#可动心轨的单动提速道岔应设置四台转辙机。

当采用ZYJ7型电液转辙机时，因为ZYJ7型（主机）带有锁闭转换器SH6型（副机），一套主机和一套副机可牵引两点，一组12#固定辙叉的单动提速道岔应设置一台转辙机，一组12#可动心轨的单动提速道岔应设置两台转辙机。

ZYJ7型不带副机时，所设转辙机数量和S700K型一样。

例如，对双动道岔5/7，其道岔5为正线上道岔，需采用可动心提速道岔，应选用四台S700K型转辙机（或两台ZYJ7带SH6型副机），道岔7为非正线上道岔，可选普通固定辙岔的单开道岔，选用一台ZD6型电动转辙机。

四、轨道电路区段

车站操作人员进行站内列车或调车作业时，必须要知道列车和调车车列在站内的具体位置。

车站内设置轨道电路区段，其目的就是反映列车和调车车列在站内的具体位置。

此外，轨道电路还有一些其它作用，如实现断轨检查等。

依据轨道电路区段在站场中的作用不同，可以将轨道电路区段分为道岔区段、无岔区段、股道、牵出线和尽头线等类型。

内部含有道岔的轨道电路区段为道岔区段，站场内的道岔区段一般用于站内专线作业。

例如，图1-2中的1DG、3DG、5DG、9-15DG等均为道岔区段。

在站场的咽喉区，内部不含有道岔的轨道电路区段为无岔区段，无岔区段一般用于暂时存放调车车列。

例如，图1-2中的1/19WG和ⅠAG均属于无岔区段。

在站场的咽喉边缘，内部不含有道岔的轨道电路区段有三种：

一种用于与其它站场之间的转线作业，这种不含有道岔的轨道电路区段称之为牵出线，例如，图1-2中的D18G属于牵出线；

第二种是暂时存放列车或调车车列的股道，例如，图1-2中的ⅠG~5G均为股道；

在咽喉边缘，不含有道岔且不存在与其它站场之间的转线作业，而仅用于临时存放车辆或起防护作用的轨道电路区段为尽头线。

3．状态及其表示

轨道电路用于确定车列在站场中具体位置，即某段轨道电路区域是处在空闲状态，还是处于有车占用状态。

此外，轨道电路还可能由于电路断线等原因而出现故障。

一段轨道电路的状态可以用安全型轨道继电器DGJ来反映。

遵循故障-安全原则，以轨道继电器DGJ吸起反映该段轨道电路区段空闲，以DGJ落下反映列车或调车车列占用该段轨道电路或者该段轨道电路故障占用。

总之，就整个铁路线路而言，车站是列车交汇的地点。

为了保证列车或调车车列能够在站内各条路径上灵活运行，需要设置道岔和对应的转辙机；

为了保证多列列车和调车车列在站内安全运行，必须知道各列列车或调车车列在站内的具体位置，因而需要设置轨道电路；

当列车或调车车列在站内某一条路径上运行之前，必须将该条路径是否能够安全运行的信息反馈到司机，因而需要设置相应的信号机。

需要说明的是，随着信息技术的高速发展，各种用于保证列车站内安全运行的新型技术设备逐渐应用于车站。

例如，对一些轨道电路故障情况频繁出现的车站，可能会采用计轴设备代替轨道电路来实现对列车或调车车列的定位；

在一些高速铁路车站，列车进入站内所经由的站内路径是否安全的信息可通过无线方式提前发送到列车上，此时，站内进出站信号机仅仅作为无线网络故障情况下实现站内行车的备用设备来使用。

无论车站内采用何种技术设备，保证站内列车或调车车列运行路径的安全，并将该路径是否安全的信息发送到列车上，才是最重要的。

第三节进路

一、进路概念

进路，指列车或调车车列在车站内运行时所经由的路径。

首先，只有列车或调车车列在站内运行时经由的路径才能称之为进路，当列车在两站之间的区间上运行时所经由的路径不能称之为进路。

因而，当我们提及列车或调车车列所在进路时，就意味着列车或车列在站内运行。

其次，由于列车或调车车列在站内运行时必须在进路上运行，因而要保证列车或调车车列在站内安全运行，就必须保障列车或调车车列所要行驶的进路的安全性，即，只有进路处于安全状态时，列车或调车车列才能进入该进路，如果该进路处于不安全状态则列车或调车车列就不能进入该进路。

所谓进路安全，指进路上的信号机、道岔和轨道电路处于安全状态，例如，进路内的道岔必须已经锁闭而不能进行转换，进路内轨道电路区段上面不能有车占用。

再次，一条进路是否安全，必须给出明确的指示信号，以便列车或调车机车的司机能确定是否能进入该进路。

为此，在每条进路的始端都要设置一架信号机来对该进路进行防护。

当进路处于安全状态时，防护该进路的始端信号机开放，信号机外方的列车或调车车列可以进入进路；

当进路处于不安全状态时，防护该进路的始端信号机关闭，信号机外方的列车或调车车列不能进入进路。

例如，图1-2所示站场中，D3至D9之间是一条进路，由进路始端信号机D3来防护，当该进路处于安全状态时，D3信号开放，停留在ⅠAG上的机车就可以根据D3开放的允许灯光进入该进路。

当机车进入3DG之后就必须停下来，不能进入到9-15DG，因为9-15DG由信号机D9来防护，在信号机D9没有开放时将阻止机车进入。

同样，D9至D13之间也是一条进路，由始端信号机D9进行防