城市軌道交通信號(hào)設(shè)備鐵路信號(hào)基礎(chǔ)ppt課件

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第十三章城市軌道交通信號(hào)設(shè)備 城市軌道交通 包括地下鐵道和輕軌鐵路 信號(hào)設(shè)備是城市軌道交通的主要技術(shù)裝備 它擔(dān)負(fù)著指揮列車(chē)運(yùn)行 保證行車(chē)安全 提高運(yùn)輸效率的重要任務(wù) 現(xiàn)代化的城市軌道交通要求城市軌道交通信號(hào)設(shè)備的現(xiàn)代化 2 13 1城市軌道交通信號(hào)設(shè)備概述 信號(hào)系統(tǒng)作為城市軌道交通調(diào)度指揮和運(yùn)營(yíng)管理的中樞神經(jīng) 對(duì)城市軌道交通系統(tǒng)的安全 速度 輸送能力和效率密切相關(guān) 選擇合適的信號(hào)系統(tǒng)可以產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效率和社會(huì)效益 3 城市軌道交通對(duì)信號(hào)系統(tǒng)的要求城市軌道交通對(duì)其信號(hào)系統(tǒng)提出與鐵路不盡相同的要求 安全性要求高通過(guò)能力大保證信號(hào)顯示抗干擾能力強(qiáng)可靠性高自動(dòng)化程度高 4 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)沿襲鐵路的制式 但由于其自身的特點(diǎn) 與鐵路的信號(hào)系統(tǒng)有一定的區(qū)別 城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的特點(diǎn)是 具有完善的列車(chē)速度監(jiān)控功能聯(lián)鎖關(guān)系較簡(jiǎn)單車(chē)輛段獨(dú)立采用聯(lián)鎖設(shè)備自動(dòng)化水平高不要求兼容 5 城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的組成城市軌道交通的信號(hào)系統(tǒng)通常由列車(chē)運(yùn)行自動(dòng)控制系統(tǒng) ATC 和車(chē)輛段信號(hào)控制系統(tǒng)兩部分組成 用于列車(chē)進(jìn)路控制 列車(chē)間隔控制 調(diào)度指揮 信息管理 設(shè)備工況監(jiān)測(cè)及維護(hù)管理 由此構(gòu)成一個(gè)高效的綜合自動(dòng)化系統(tǒng) 6 7 列車(chē)運(yùn)行自動(dòng)控制系統(tǒng) ATC ATC包括列車(chē)自動(dòng)防護(hù) ATP 列車(chē)自動(dòng)運(yùn)行 ATO 及列車(chē)自動(dòng)監(jiān)控 ATS 三個(gè)系統(tǒng) 為確保行車(chē)安全和線路最大通過(guò)能力 一般最大通過(guò)能力小于30對(duì) h的線路宜采用ATS和ATP系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)行車(chē)指揮自動(dòng)化及列車(chē)的超速防護(hù) 在最大通過(guò)能力較低的線路 行車(chē)指揮可采用以調(diào)度員人工控制為主的CTC系統(tǒng) 最大通過(guò)能力大于30對(duì) h的線路 應(yīng)采用完整的ATC系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)行車(chē)指揮和列車(chē)運(yùn)行自動(dòng)化 8 ATP子系統(tǒng)功能與實(shí)現(xiàn)對(duì)列車(chē)運(yùn)行進(jìn)行超速防護(hù) 對(duì)與安全有關(guān)的設(shè)備實(shí)行監(jiān)控 實(shí)現(xiàn)列車(chē)位置檢測(cè) 保證列車(chē)間的安全間隔 保證列車(chē)在安全速度下運(yùn)行 完成信號(hào)顯示 故障報(bào)警 降級(jí)提示 列車(chē)參數(shù)和線路參數(shù)的輸入 與ATS ATO及車(chē)輛系統(tǒng)接口進(jìn)行信息交換 ATP子系統(tǒng)不斷將來(lái)自聯(lián)鎖設(shè)備和操作層面上得信息 線路信息 前方目標(biāo)點(diǎn)的距離和允許速度信息等從地面通過(guò)軌道電路等傳至車(chē)上 從而由車(chē)載設(shè)備計(jì)算得到當(dāng)前允許速度 或由行車(chē)指揮中心計(jì)算出目標(biāo)速度傳至車(chē)上 由車(chē)載設(shè)備 9 測(cè)得實(shí)際運(yùn)行速度 依此來(lái)對(duì)列車(chē)實(shí)行監(jiān)督 使之始終在安全速度下運(yùn)行 以縮短列車(chē)運(yùn)行間隔 保證行車(chē)安全 組成采用軌道電路傳送ATP信息時(shí) ATP子系統(tǒng)由設(shè)于控制站的軌旁單元 設(shè)于線路上各軌道電路分界點(diǎn)的調(diào)諧單元和車(chē)載ATP設(shè)備組成 以及與ATS ATO 聯(lián)鎖設(shè)備的接口設(shè)備 10 ATO子系統(tǒng)功能與實(shí)現(xiàn)用于實(shí)現(xiàn) 地對(duì)車(chē)控制 即用地面信息實(shí)現(xiàn)對(duì)列車(chē)驅(qū)動(dòng) 制動(dòng)的控制 包括列車(chē)自動(dòng)折返 根據(jù)控制中心的指令使列車(chē)按最佳工況正點(diǎn) 安全 平穩(wěn)地運(yùn)行 自動(dòng)完成對(duì)列車(chē)的啟動(dòng) 牽引 惰行和制動(dòng) 送出車(chē)門(mén)和屏蔽門(mén)同步開(kāi)關(guān)信號(hào) 使用ATO后 可使列車(chē)經(jīng)常處于最佳運(yùn)行狀態(tài) 高質(zhì)量地自動(dòng)駕駛 提高列車(chē)運(yùn)行效率 避免了不必要的 過(guò)于劇烈的加速和減速 提高了旅客舒適度 列車(chē)正點(diǎn)率以及減少了能耗和輪軌磨損 11 組成ATO子系統(tǒng)包括車(chē)載ATO單元和地面設(shè)備兩部分 地面設(shè)備有站臺(tái)電纜環(huán)線 車(chē) 地通信設(shè)備以及和ATP 聯(lián)鎖系統(tǒng)的接口設(shè)備 ATO還裝有雙向通信系統(tǒng) 使列車(chē)能直接與車(chē)站內(nèi)的ATS系統(tǒng)接口 保證實(shí)現(xiàn)最佳的運(yùn)行圖控制 12 ATS子系統(tǒng)功能與實(shí)現(xiàn)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)列車(chē)運(yùn)行的監(jiān)督和控制 輔助調(diào)度人員對(duì)全線列車(chē)進(jìn)行管理 包括 調(diào)度區(qū)段內(nèi)列車(chē)運(yùn)行情況的集中監(jiān)視與控制 監(jiān)測(cè)進(jìn)路控制 列車(chē)間隔控制設(shè)備的工作 按行車(chē)計(jì)劃自動(dòng)控制軌旁信號(hào)設(shè)備以接發(fā)列車(chē) 列車(chē)運(yùn)行實(shí)跡的自動(dòng)記錄 時(shí)刻表自動(dòng)生成 顯示 修改和優(yōu)化 運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及報(bào)表自動(dòng)生成 設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè) 設(shè)備狀態(tài)及調(diào)度員操作記錄 運(yùn)輸計(jì)劃管理等 還具有列車(chē)車(chē)次號(hào)自動(dòng)傳遞等功能 ATS工作方式為集中管理 分散控制 13 組成ATS子系統(tǒng)包括控制中心設(shè)備和ATS車(chē)站 車(chē)輛段分機(jī) 此外 在ATC范圍內(nèi)的各正線控制站各設(shè)一套聯(lián)鎖設(shè)備 正線有岔站原則上獨(dú)立設(shè)置聯(lián)鎖設(shè)備 當(dāng)然也可以采用區(qū)域控制方法 14 車(chē)輛段聯(lián)鎖設(shè)備車(chē)輛段設(shè)一套聯(lián)鎖設(shè)備 用以實(shí)現(xiàn)車(chē)輛段的進(jìn)路控制 并通過(guò)ATS車(chē)輛段分機(jī)與行車(chē)指揮中心交換信息 車(chē)輛段聯(lián)鎖設(shè)備前期曾采用6502繼電集中聯(lián)鎖 近來(lái)均采用計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖 車(chē)輛段內(nèi)試車(chē)線設(shè)若干段與正線相同的ATP軌道電路和ATO地面設(shè)備 用于對(duì)車(chē)載ATC設(shè)備用進(jìn)靜 動(dòng)態(tài)試驗(yàn) 15 城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的地域分布按地域城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)分成五部分 控制中心設(shè)備 車(chē)站及軌旁設(shè)備 車(chē)輛段設(shè)備 試車(chē)線設(shè)備 車(chē)載設(shè)備 控制中心設(shè)備控制中心設(shè)備屬于ATS子系統(tǒng) 是ATC的核心 控制中心設(shè)備主要包括中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 綜合顯示屏 調(diào)度員及調(diào)度長(zhǎng)工作站 運(yùn)行圖工作站 培訓(xùn) 模擬工作站 繪圖儀和打印機(jī) 維修工作站 UPS及電池 16 17 其中 綜合顯示屏 調(diào)度員及調(diào)度長(zhǎng)工作站設(shè)于主控制室 控制主機(jī) 通信處理器 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器 維修工作站設(shè)于設(shè)備室 運(yùn)行圖工作站設(shè)于運(yùn)行圖室 繪圖儀和打印機(jī)設(shè)于打印室 培訓(xùn) 模擬工作站設(shè)于培訓(xùn)室 控制中心配備在線式UPS及可提供30min后備電源的蓄電池 UPS設(shè)于電源室 蓄電池設(shè)于蓄電池室 18 車(chē)站及軌旁設(shè)備車(chē)站分集中聯(lián)鎖站和非集中聯(lián)鎖站 集中聯(lián)鎖站一般為有道岔車(chē)站 也可能是無(wú)道岔的車(chē)站 非集中聯(lián)鎖站一般為無(wú)道岔的車(chē)站 有道岔車(chē)站根據(jù)需要和可能也可以由鄰近車(chē)站控制 而成為非集中聯(lián)鎖站 19 20 集中聯(lián)鎖站及軌旁設(shè)備集中聯(lián)鎖站設(shè)有ATS車(chē)站分機(jī) 車(chē)站聯(lián)鎖設(shè)備 ATP ATO系統(tǒng)地面設(shè)備 電源設(shè)備 維修終端 乘客向?qū)э@示牌 緊急關(guān)閉按鈕以及信號(hào)機(jī)及發(fā)車(chē)指示器 轉(zhuǎn)轍機(jī) ATP地面設(shè)備包括軌道電路 ATP地面編碼發(fā)碼設(shè)備 與ATS ATO 聯(lián)鎖設(shè)備的接口 用于實(shí)現(xiàn)列車(chē)占用的檢測(cè)和發(fā)送ATP信息 實(shí)現(xiàn)列車(chē)運(yùn)行超速防護(hù) ATO地面設(shè)備包括站臺(tái)電纜環(huán)路 TWC車(chē) 地通信設(shè)備 及與ATP 聯(lián)鎖設(shè)備的接口設(shè)備 以發(fā)送ATO命令 實(shí)現(xiàn)列車(chē)最佳控制或列車(chē)自動(dòng)駕駛 21 集中聯(lián)鎖車(chē)站配備一套適用于聯(lián)鎖設(shè)備 ATS ATP ATO設(shè)備的在線式UPS及可提供15min后備電源的蓄電池組 設(shè)維修用彩色顯示器 鍵盤(pán)及鼠標(biāo) 顯示與控制用顯示器相同的內(nèi)容及必要的維修信息 并能對(duì)信號(hào)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng) 手動(dòng)測(cè)試 但不能進(jìn)行控制 在站臺(tái)適當(dāng)位置設(shè)乘客向?qū)э@示牌 用以顯示接近列車(chē)的到站時(shí)間等 緊急關(guān)閉按鈕用于在遇到緊急情況危及行車(chē)安全時(shí) 關(guān)閉信號(hào) 使列車(chē)停車(chē) 22 正線上防護(hù)信號(hào)機(jī)設(shè)于道岔區(qū)段 線路盡頭設(shè)阻擋信號(hào)機(jī) 用于指示列車(chē)運(yùn)行 防護(hù)列車(chē)進(jìn)路 在正向出站方向的站臺(tái)側(cè)列車(chē)停車(chē)位置前方設(shè)置發(fā)車(chē)指示器 指示列車(chē)出站 轉(zhuǎn)轍機(jī)用以轉(zhuǎn)換道岔 23 非集中聯(lián)鎖站及軌旁設(shè)備非集中聯(lián)鎖站的設(shè)備只有發(fā)車(chē)指示器 緊急關(guān)閉按鈕和乘客向?qū)э@示牌 無(wú)道岔的非集中聯(lián)鎖站軌旁?xún)H有軌道電路的耦合單元等 有道岔的非集中聯(lián)鎖站除了軌旁的耦合單元外 有防護(hù)信號(hào)機(jī)和轉(zhuǎn)轍機(jī) 24 車(chē)輛段設(shè)備車(chē)輛段信號(hào)設(shè)備包括ATS分機(jī) 車(chē)輛段終端 聯(lián)鎖設(shè)備 維修終端 信號(hào)機(jī) 轉(zhuǎn)轍機(jī) 軌道電路 電源設(shè)備 車(chē)輛段設(shè)一臺(tái)ATS分機(jī) 車(chē)輛段派班室和信號(hào)樓控制臺(tái)室各設(shè)一臺(tái)終端 與車(chē)輛段ATS分機(jī)相連 車(chē)輛段設(shè)一套聯(lián)鎖設(shè)備 實(shí)現(xiàn)車(chē)輛段的進(jìn)路控制 并通過(guò)ATS分機(jī)與控制中心交換信息 聯(lián)鎖設(shè)備只受車(chē)輛段值班員人工控制 25 設(shè)備室內(nèi)設(shè)維修用彩色顯示器 鍵盤(pán)及鼠標(biāo) 顯示與控制室相同的內(nèi)容及維修 監(jiān)測(cè)有關(guān)信息 并能對(duì)信號(hào)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)測(cè)試 但不能控制進(jìn)路 車(chē)輛段人口處設(shè)進(jìn)段信號(hào)機(jī) 出口處設(shè)出段信號(hào)機(jī) 存車(chē)庫(kù)線中間進(jìn)段方向設(shè)列車(chē)阻擋信號(hào)機(jī) 段內(nèi)其他地點(diǎn)根據(jù)需要設(shè)調(diào)車(chē)信號(hào)機(jī) 車(chē)輛段內(nèi)每組道岔設(shè)一臺(tái)轉(zhuǎn)轍機(jī) 車(chē)輛段內(nèi)軌道電路采用50Hz相敏軌道電路 檢查列車(chē)的占用和空閑 車(chē)輛段信號(hào)樓內(nèi)設(shè)置適合于聯(lián)鎖設(shè)備 ATS設(shè)備的UPS及蓄電池 26 27 試車(chē)線設(shè)備試車(chē)線上設(shè)若干段與正線相同的ATP ATO地面設(shè)備 用于對(duì)車(chē)載ATC設(shè)備的試驗(yàn) 試車(chē)線設(shè)備室內(nèi)設(shè)用于改變?cè)囓?chē)線運(yùn)行方向和速度的控制臺(tái) 試車(chē)線設(shè)備室配備一套適合于ATP ATO設(shè)備的UPS 不設(shè)蓄電池 車(chē)載ATC設(shè)備車(chē)載設(shè)備包括ATP和ATO兩部分 用來(lái)接收軌旁設(shè)備傳送的ATP信息 計(jì)算列車(chē)運(yùn)行曲線 測(cè)量列車(chē)運(yùn)行速度和走行距離 實(shí)行列車(chē)運(yùn)行超速防護(hù)以及列車(chē)自動(dòng)運(yùn)行 來(lái)保證行車(chē)安全和為列車(chē)提供最佳運(yùn)行方式 28 13 2信號(hào)基礎(chǔ)設(shè)備 城市軌道交通信號(hào)基礎(chǔ)設(shè)備主要包括信號(hào)機(jī) 轉(zhuǎn)轍機(jī) 軌道電路 計(jì)軸器等 它們是城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)設(shè)備 信號(hào)機(jī)城市軌道交通采用色燈信號(hào)機(jī) 除了車(chē)輛段和有岔站外 一般不設(shè)信號(hào)機(jī) 在城市軌道交通中 列車(chē)的運(yùn)行速度不取決于信號(hào)顯示 即信號(hào)為非速差信號(hào) 允許信號(hào)的綠燈 黃燈并不表示列車(chē)的運(yùn)行速度 而是代表列車(chē)的運(yùn)行進(jìn)路是走道岔直股還是彎股 29 信號(hào)機(jī)的設(shè)置信號(hào)機(jī)的設(shè)置原則設(shè)于列車(chē)運(yùn)行方向右側(cè)城市軌道交通的地面信號(hào)機(jī)設(shè)于列車(chē)運(yùn)行方向右側(cè) 在地下部分一般安裝在隧道壁上 特殊情況可設(shè)于列車(chē)運(yùn)行方向的左側(cè)或其他位置 信號(hào)機(jī)柱的選擇高柱信號(hào)機(jī)具有顯示距離遠(yuǎn) 觀察位置明確等優(yōu)點(diǎn) 因此車(chē)輛段的進(jìn)段 出段信號(hào)機(jī) 以及停車(chē)場(chǎng)的進(jìn)場(chǎng) 出場(chǎng)信號(hào)機(jī) 均采用高柱信號(hào)機(jī) 而其他信號(hào)機(jī)由于對(duì)顯示距離要求不遠(yuǎn) 以及隧道內(nèi)安裝空間有限 一般采用矮型信號(hào)機(jī) 30 信號(hào)機(jī)限界信號(hào)機(jī)不得侵人設(shè)備限界 設(shè)備限界是用以限制設(shè)備安裝的控制線 正線上的信號(hào)機(jī)的設(shè)置在ATC控制區(qū)域正線上的道岔區(qū)設(shè)防護(hù)信號(hào)機(jī) 防護(hù)信號(hào)機(jī)設(shè)于道岔岔前和岔后的適當(dāng)?shù)攸c(diǎn) 具有出站性質(zhì)的道岔防護(hù)信號(hào)機(jī)應(yīng)設(shè)引導(dǎo)信號(hào) 具有兩個(gè)以上運(yùn)行方向的信號(hào)機(jī)可設(shè)進(jìn)路表示器 31 區(qū)間分界點(diǎn)不設(shè)信號(hào)機(jī) 只有行車(chē)間隔較大采用自動(dòng)閉塞作為過(guò)渡方式才設(shè)區(qū)間通過(guò)信號(hào)機(jī) 車(chē)站一般不設(shè)進(jìn) 出站信號(hào)機(jī) 在正向出站方向的站臺(tái)側(cè)列車(chē)停車(chē)位置前方適當(dāng)她點(diǎn)設(shè)置發(fā)車(chē)指示器 也可以根據(jù)需要設(shè)進(jìn)站 出站信號(hào)機(jī)以及進(jìn)站信號(hào)機(jī)的預(yù)告信號(hào)機(jī) 或者只設(shè)出站信號(hào)機(jī) 線路盡頭設(shè)阻擋信號(hào)機(jī) 32 車(chē)輛段 停車(chē)場(chǎng) 的信號(hào)機(jī)設(shè)置在車(chē)輛段 停車(chē)場(chǎng) 入口處設(shè)進(jìn)段 場(chǎng) 信號(hào)機(jī) 在車(chē)輛段 停車(chē)場(chǎng) 出口處設(shè)出段 場(chǎng) 信號(hào)機(jī) 在同時(shí)能存放兩列及以上列車(chē)的停車(chē)線中間進(jìn)段方向設(shè)列車(chē)阻擋信號(hào)機(jī) 可兼作調(diào)車(chē)信號(hào)機(jī) 車(chē)輛段 停車(chē)場(chǎng) 內(nèi)其他地點(diǎn)根據(jù)需要設(shè)調(diào)車(chē)信號(hào)機(jī) 33 信號(hào)顯示色燈信號(hào)機(jī)的機(jī)構(gòu)有單顯示 二顯示 三顯示 單顯示機(jī)構(gòu)僅用于阻擋信號(hào)機(jī) 二顯示和三顯示可以單獨(dú)使用 也可以組合 以及與單顯示機(jī)構(gòu)組合 構(gòu)成各種信號(hào)顯示 信號(hào)顯示意義一般 除預(yù)告信號(hào)機(jī)外 所有正線信號(hào)機(jī)的主體信號(hào)均為綠 紅兩顯示 綠燈表示進(jìn)行 紅燈表示停車(chē) 進(jìn)站信號(hào)機(jī)帶引導(dǎo)月白燈 預(yù)告信號(hào)機(jī)為黃 綠 紅三顯示 站臺(tái)還設(shè)有發(fā)車(chē)表示器 發(fā)車(chē)前5s閃白光 發(fā)車(chē)時(shí)間到亮白色穩(wěn)定光 列車(chē)出清后滅燈 34 信號(hào)機(jī)燈光配列防護(hù)信號(hào)機(jī)采用三顯示機(jī)構(gòu) 自上而下燈位為黃 或月白 綠 紅 若設(shè)正線出站信號(hào)機(jī)燈光配列同防護(hù)信號(hào)機(jī) 阻擋信號(hào)機(jī)采用單顯示機(jī)構(gòu) 為一個(gè)紅燈 進(jìn)段 場(chǎng) 信號(hào)機(jī)燈光配列可用防護(hù)信號(hào)機(jī) 亦可采用雙機(jī)構(gòu) 兩個(gè)二顯示 帶引導(dǎo)機(jī)構(gòu) 自上而下燈位為黃 綠 紅 黃 月白 出段 場(chǎng) 信號(hào)機(jī)燈光配列可同防護(hù)信號(hào)機(jī) 紅 綠 帶調(diào)車(chē)白燈 列車(chē)阻擋信號(hào)機(jī)三顯示 綠燈封閉 紅帶調(diào)車(chē)白燈 35 調(diào)車(chē)信號(hào)機(jī)采用二顯示機(jī)構(gòu) 自上而下燈位為白 藍(lán) 或紅 若采用自動(dòng)閉塞 其通過(guò)信號(hào)機(jī)為三顯示機(jī)構(gòu) 自上而下燈位為黃 綠 紅 信號(hào)顯示距離行車(chē)信號(hào)和道岔防護(hù)信號(hào)應(yīng)不小于400m 調(diào)車(chē)信號(hào)和道岔狀態(tài)表示器應(yīng)不小于200m 引導(dǎo)和道岔狀態(tài)表示器以外的各種表示器應(yīng)不小于100m 36 轉(zhuǎn)轍機(jī)城市軌道交通的正線上一般采用9號(hào)道岔 車(chē)輛段 停車(chē)場(chǎng) 一般采用7號(hào)道岔 通常一組道岔由一臺(tái)轉(zhuǎn)轍機(jī)牽引 如果正線上采用的是9號(hào)AT道岔 其為彈性可彎道岔 需要兩點(diǎn)牽引 即一組道岔需兩臺(tái)轉(zhuǎn)轍機(jī)牽引 稱(chēng)為雙機(jī)牽引 可采用外鎖閉裝置 也可采用內(nèi)鎖閉方式 對(duì)于前者采用S700K型電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)或ZYJ7型電液轉(zhuǎn)轍機(jī) 后者采用ZD6系列電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī) 單機(jī)牽引時(shí)采用ZD6 D型 雙機(jī)牽引時(shí)采用一臺(tái)ZD6 E型和一臺(tái)ZD6 J型 37 城市軌道交通運(yùn)行速度不高 可采用普通的直流轉(zhuǎn)轍機(jī) 但采用三相交流轉(zhuǎn)轍機(jī)優(yōu)點(diǎn)十分明顯 由于采用三相交流電動(dòng)機(jī) 線路上的電能損失大大減少 又由于采用摩擦力非常小的滾珠絲杠傳動(dòng)裝置 因此機(jī)械效率高 這樣 在同樣的控制電流下 可增大控制距離 或減小電纜芯線的截面 采用三相電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)后 由于沒(méi)有直流電動(dòng)機(jī)的整流子 維修工作量大為減少 38 軌道電路對(duì)于城市軌道交通 除車(chē)輛段內(nèi)可采用50Hz相敏軌道電路外 需要采用音頻軌道電路 不僅用來(lái)檢測(cè)列車(chē)是否占用 更重要的是傳輸ATP信息 軌道電路的作用監(jiān)督列車(chē)的占用傳遞行車(chē)信息 39 軌道電路的分類(lèi)按所傳送的電流特性分類(lèi) 軌道電路分為工頻連續(xù)式軌道電路和音頻軌道電路 工頻連續(xù)式軌道電路唯一功能是監(jiān)督軌道的占用與否 不能傳送更多信息 音頻軌道電路又分為模擬式和數(shù)字編碼式 模擬音頻軌道電路用低頻調(diào)制載頻 除監(jiān)督軌道區(qū)段的占用外 可傳輸較多信息 主要是運(yùn)行前方三個(gè)或四個(gè)閉塞分區(qū)的占用與否 數(shù)字編碼式軌道電路采用一個(gè)若干比特的一群調(diào)制頻率方式 根據(jù)編碼去調(diào)頻 編碼包含速度碼 線路坡度碼 閉塞分區(qū)長(zhǎng)度碼 糾錯(cuò)碼等 40 按使用處所分類(lèi) 軌道電路分為正線區(qū)間軌道電路和車(chē)輛段內(nèi)軌道電路 區(qū)間軌道電路主要用于正線 監(jiān)督各閉塞分區(qū)是否空閑 同時(shí)傳輸有關(guān)行車(chē)信息 車(chē)輛段內(nèi)軌道電路 用于段內(nèi)各區(qū)段 一般只監(jiān)督本區(qū)段是否空閑 不能發(fā)送其他信息 按分割方式分類(lèi) 軌道電路分為有絕緣軌道電路和無(wú)絕緣軌道電路 車(chē)輛段內(nèi)軌道電路為有絕緣軌道電路 正線區(qū)間軌道電路為無(wú)絕緣軌道電路 按軌道電路內(nèi)有無(wú)道岔分類(lèi) 車(chē)輛段內(nèi)軌道電路分為無(wú)岔區(qū)段軌道電路和道岔區(qū)段軌道電路 41 交流工頻軌道電路城市軌道交通一般采用直流牽引 所以軌道電路可以采用50Hz電源 用于城市軌道交通的交流工頻軌道電路為50Hz相敏軌道電路 另有引進(jìn)的美國(guó)US S公司PF軌道電路 它們只有監(jiān)督列車(chē)占用的功能 不能發(fā)送ATP信息 42 50Hz相敏軌道電路50Hz相敏軌道電路用于城市軌道交通的車(chē)輛段內(nèi) 包括繼電式和微電子式 43 50Hz相敏軌道電路的組成50Hz相敏軌道電路由送電端 受電端 鋼軌絕緣 鋼軌引接線 鋼軌接續(xù)線 回流線以及鋼軌組成 送電端包括軌道變壓器 變阻器以及斷路器 或熔斷器 安裝在室外的變壓器箱內(nèi) 軌道電源從室內(nèi)通過(guò)電纜送至送電端 受電端包括中繼變壓器 變阻器 斷路器 或熔斷器 軌道繼電器 電容器 防雷元件等 其中中繼變壓器 變阻器及斷路器 或熔斷器 安裝在室外的變壓器箱或電纜盒內(nèi) 其他安裝在室內(nèi)的組合架上 44 送 受電端視相鄰軌道電路的不同組合 有雙送 一送一受 雙受以及單送 單受等不同情況 除雙受 單受可采用電纜盒外 其他情況必須采用變壓器箱 變壓器箱或電纜盒用鋼軌引接線接向鋼軌 鋼軌接續(xù)線用來(lái)連接相鄰鋼軌 以減小鋼軌接頭處的接觸電阻 鋼軌絕緣設(shè)于軌道電路分界處 用以隔離相鄰的軌道電路 回流線連接相鄰的不同側(cè)鋼軌 為牽引回流提供越過(guò)鋼軌絕緣節(jié)的通路 45 50Hz相敏軌道電路的工作原理50Hz相敏軌道電路為有絕緣雙軌條軌道電路 牽引回流為單軌條流通 電源屏分別供出50Hz軌道電源和局部電源 送電端軌道電源經(jīng)軌道變壓器降壓后送至鋼軌 受電端由鋼軌來(lái)的電壓經(jīng)中繼變壓器升壓后送至軌道繼電器RGJ的軌道線圈 軌道繼電器RGJ的局部線圈接局部電源 當(dāng)軌道線圈和局部線圈電源滿足規(guī)定的相位和頻率要求時(shí) RGJ吸起 軌道電路處于調(diào)整狀態(tài) 表示軌道電路空閑 列車(chē)占用時(shí) 軌道電源被分路 RGJ落下 若頻率 相位不符合要求時(shí) RGJ也落下 這樣 50Hz相敏軌道電路就具有相位鑒別能力 即相敏特性 抗干擾性能較高 46 50Hz微電子相敏軌道電路由于50Hz相敏軌道電路的接收設(shè)備為交流二元繼電器 存在較多問(wèn)題 50Hz微電子相敏軌道電路接收器采用微電子技術(shù)構(gòu)成相敏軌道電路接收器 代替交流二元繼電器 保留了原相敏軌道電路的優(yōu)點(diǎn) 克服其缺點(diǎn) 成為具有高可靠 高抗干擾能力的一種新型相敏軌道電路 47 50Hz微電子相敏軌道電路 48 50Hz微電子相敏軌道電路 其軌道電源 局部電源 調(diào)相防雷器 微電子相敏接收器 軌道繼電器設(shè)在室內(nèi) 節(jié)能器 軌道變壓器 送電端防護(hù)電阻及熔斷器設(shè)在室外送電端變壓器箱內(nèi) 中繼變壓器 受電端防護(hù)電阻及熔斷器設(shè)在室外受電端變壓器箱內(nèi) 室內(nèi) 外設(shè)備用電纜相連 軌道電源 局部電源分別由電源屏提供 并且局部電源超前軌道電路90 送電端軌道電源經(jīng)節(jié)能器 軌道變壓器降壓后送至鋼軌 受電端經(jīng)中繼變壓器升壓后送至調(diào)相防雷器 再送至兩臺(tái)微電子相敏接收器 兩臺(tái)接收器雙機(jī)并用 只要有一臺(tái)接收器有輸出 軌道繼電器GJ即吸起 以提高軌道電路的可靠性 當(dāng)25Hz微電子相敏軌道電路接收器接收到25Hz軌道信號(hào) 且局部電壓 49 超前軌道電壓一定范圍的角度時(shí) 微電子接收器使軌道繼電器吸起 在 90 時(shí) 處于最佳接收狀態(tài) 當(dāng)收到的信號(hào)不能完全滿足以上條件時(shí) 軌道繼電器落下 調(diào)相防雷器內(nèi)設(shè)電容器和防雷元件 用于調(diào)整軌道電路的相位和防雷 R1 R2為送 受電端防護(hù)電阻 R1同時(shí)是限流電阻 在一送多受時(shí) 每個(gè)分支用一個(gè)接收器和軌道繼電器 在主接收器的軌道繼電器電路中串接其他分支軌道繼電器的前接點(diǎn) 50 音頻軌道電路音頻軌道電路具有檢測(cè)列車(chē)占用和傳遞ATP ATO信息兩個(gè)功能 為便于牽引電流流通 提高線路性能 方便維修 音頻軌道電路是無(wú)絕緣的 音頻軌道電路多采用調(diào)頻方式 近年來(lái)采用的是高可靠性 多信息量的數(shù)字編碼式音頻軌道電路 51 音頻無(wú)絕緣軌道電路概述無(wú)絕緣軌道電路無(wú)絕緣軌道電路多采用諧振式 早期的無(wú)絕緣音頻軌道電路采用短路聯(lián)接式 該軌道電路通過(guò)軌道區(qū)段兩側(cè)的短路鋼條用來(lái)確保相鄰軌道電路區(qū)段互不干擾 并使兩條鋼軌中的牽引電流平衡 該軌道電路在接收端存在 死區(qū) 具有一定的危險(xiǎn)性 52 為了克服上述缺陷 目前一般采用S形聯(lián)接音頻軌道電路 該軌道電路把短路鋼條聯(lián)成S形 發(fā)送器和接收器的一個(gè)輸出 輸出端接在S形導(dǎo)線的中間 電容器C1與鋼軌L1組成諧振于區(qū)段1音頻頻率f1的并聯(lián)諧振電路 C2與L2組成諧振于區(qū)段2音頻頻率f2的并聯(lián)諧振電路 C3與L3組成諧振于區(qū)段3音頻頻率f3的并聯(lián)諧振電路 53 音頻無(wú)絕緣軌道電路分類(lèi)按信息處理技術(shù)分為模擬軌道電路和數(shù)字編碼軌道電路模擬音頻軌道電路用代表不同速度信息的低頻調(diào)制載頻 該調(diào)制信號(hào)是模擬量 以實(shí)現(xiàn)對(duì)列車(chē)速度的控制 它只能傳輸速度信息 只能實(shí)現(xiàn)階梯式分級(jí)制動(dòng)模式的固定閉塞 數(shù)字編碼軌道電路則用報(bào)文形式 通過(guò)數(shù)字編碼對(duì)載頻進(jìn)行數(shù)字調(diào)頻 該調(diào)制信號(hào)是數(shù)字量 以實(shí)現(xiàn)列車(chē)控制用各種信息 包括目標(biāo)速度 目標(biāo)距離 線路坡度 區(qū)間限制 軌道電路長(zhǎng)度等信息 的傳輸 通過(guò)這種軌道電路可實(shí)現(xiàn)曲線型分級(jí)制動(dòng)模式的準(zhǔn)移動(dòng)閉塞 54 按調(diào)制方式分為調(diào)幅軌道電路和調(diào)頻軌道電路調(diào)幅軌道電路采用調(diào)幅的方式將低頻信號(hào)載在載頻上予以傳送 GRS音頻無(wú)絕緣軌道電路即采用調(diào)幅方式 它用2Hz 3Hz去調(diào)制2625Hz 2925Hz 3375Hz 4275Hz 檢測(cè)列車(chē)占用 調(diào)頻軌道電路采用調(diào)頻和數(shù)字調(diào)頻的方式將低頻信號(hào)或報(bào)文載在載頻上 多數(shù)音頻軌道電路均采用此種方式 例如FTGS917型軌道電路采用9 5kHz 10 5kHz 11 5kHz 12 5kHz 13 5kHz 14 5kHz 15 5kHz 16 5kHz作為載頻 偏頻為 64Hz 64Hz為 l 64Hz為 0 進(jìn)行數(shù)字調(diào)頻 55 按功能分為檢測(cè)列車(chē)占用與傳輸ATP信息分開(kāi)和檢測(cè)列車(chē)占用與傳輸ATP信息合一兩種方式檢測(cè)列車(chē)占用與傳送ATP信息分開(kāi)的方式是檢測(cè)列車(chē)占用采用一種方式 而ATP信息采用另一種方式 例如FTGS軌道電路用位模式調(diào)制載頻作為檢測(cè)列車(chē)占用用 用報(bào)文調(diào)制載頻發(fā)送ATP信息 檢測(cè)列車(chē)占用與傳送ATP信息合一的方式是檢測(cè)列車(chē)占用和傳送ATP信息由同一種方式實(shí)現(xiàn) 例如FS 2500軌道電路 用14種速度碼傳送ATP信息 同時(shí)作為檢測(cè)列車(chē)占用 在接收端收不到信號(hào) 即為列車(chē)占用本區(qū)段 但發(fā)送端照樣可為列車(chē)傳送ATP命令 56 無(wú)絕緣軌道電路的基本形式無(wú)絕緣軌道電路的發(fā)送和接收有感應(yīng) 互耦 方式和直接注入 自耦 方式 感應(yīng)方式是用阻抗連接器耦合 感應(yīng)方式亦有兩種 一是發(fā)送器 接收器經(jīng)阻抗連接器接至鋼軌 二是將連接器布置成S形電纜 其兩端焊接到鋼軌上 由一匝電線構(gòu)成的環(huán)線與連接器耦合 發(fā)送的軌道信號(hào)電流在S形電纜中形成環(huán)流 并感應(yīng)進(jìn)入鋼軌 接收的信號(hào)也從鋼軌感應(yīng)進(jìn)入電纜 借助其外形尺寸 可提供很強(qiáng)的方向性 以設(shè)定軌道電路電流的方向 直接注入方式是軌道電路的發(fā)送器和接收器經(jīng)調(diào)諧單元直接由引接線焊接到鋼軌上 57 電氣絕緣節(jié)音頻軌道電路一般由電氣絕緣節(jié)分隔 它由鋼軌間的 棒 和調(diào)諧單元組成 調(diào)諧單元位于軌旁連接箱內(nèi) 棒 有S棒 O棒 I棒等三種 I棒 O棒 S棒 調(diào)整短路棒 58 一般情況下 主要是正線區(qū)間的軌道電路 相鄰的軌道電路通過(guò)S棒隔離 它是鏡像對(duì)稱(chēng)的 以S棒的中心線作為軌道區(qū)段的物理劃分 S棒長(zhǎng)7 8m左右 模糊區(qū)段長(zhǎng) 3 9m S捧還起平衡兩個(gè)走行軌牽引電流的作用 在兩個(gè)軌道電路區(qū)段之間需清晰分離或由于缺少空間 道岔處 無(wú)法安裝S棒時(shí) 使用機(jī)械絕緣節(jié) 此時(shí)電氣節(jié)由終端短路棒 O棒 和一個(gè)機(jī)械絕緣節(jié)共同組成 來(lái)劃分兩個(gè)軌道電路 它主要應(yīng)用在雙軌條牽引回流區(qū)段 終端棒長(zhǎng)約3 5m 距機(jī)械納緣節(jié)0 3 0 6m 短路棒 I棒 用于一端為軌道電路區(qū)段 另一端為非軌道電路區(qū)段的情況 棒長(zhǎng)約4 2m 調(diào)整短路棒是短路棒的改進(jìn)型 主要應(yīng)用于車(chē)站站臺(tái)區(qū)段兩端 59 音頻無(wú)絕緣軌道電路舉例GRS公司的音頻無(wú)絕緣軌道電路GRS公司的音頻無(wú)絕緣軌道電路 是模擬音頻軌道電路 調(diào)幅方式 載頻為2625Hz 2925Hz 3375Hz 4275Hz 兩種調(diào)制頻率 碼率 為2Hz和3Hz 可組成8種不同的組合 作為列車(chē)檢測(cè)用 相鄰軌道電路采用不同頻率不同碼率的組合 可防止干擾 提高安全性 利用雙軌條傳輸ATP速度命令和門(mén)控命令 還可用作牽引電流回路 60 ATP速度命令采用調(diào)幅方式 載頻為2250Hz 有8種不同的調(diào)制頻率 6種用于ATP速度命令 2種用于門(mén)控命令 開(kāi)左門(mén)4 5Hz 開(kāi)右門(mén)5 54Hz 頻率范圍0 20Hz 6個(gè)ATP速度命令分別為20km h 30km h 45km h 55km h 65km h 80km h 每個(gè)閉塞分區(qū)的速度命令選擇要符合安全和列車(chē)間隔要求 只有當(dāng)安全制動(dòng)距離所要求的運(yùn)行前方軌道電路出清時(shí) 才向該分區(qū)的列車(chē)發(fā)送適當(dāng)?shù)乃俣让?61 音頻無(wú)絕緣軌道電路設(shè)備典型框圖 62 軌道電路設(shè)備包括室內(nèi) 軌旁?xún)刹糠?集中站ATC設(shè)備 每段軌道電路有4塊PC板 其中三塊用在發(fā)送端 即碼率振蕩板 軌道和列車(chē)調(diào)制 驅(qū)動(dòng)板 線性功放板 一塊用在受電端 即接收板 軌道繼電器為GRS公司的RNPN型繼電器 軌旁設(shè)備 包括小型調(diào)諧阻抗連接變壓器 用于雙發(fā)或雙收 還可發(fā)送ATP命令和TWC信息 調(diào)諧雙接收連接器 用在雙收端 調(diào)諧環(huán)線耦合器 用在道岔區(qū)段的音頻軌道電路發(fā)送端 63 FTGS音頻無(wú)絕緣軌道電路FTGS型軌道電路 是報(bào)文式數(shù)字編碼軌道電路 FTGS軌道電路用于檢測(cè)軌道電路的占用狀態(tài) 并發(fā)送ATP報(bào)文 當(dāng)區(qū)段空閑時(shí) 由室內(nèi)發(fā)送設(shè)備傳來(lái)移頻鍵控信號(hào) 通過(guò)軌旁單元在軌道電路始端饋入軌道 并由軌道電路終端接收傳至室內(nèi)接收設(shè)備 經(jīng)過(guò)信號(hào)鑒別判斷 幅值計(jì)算 調(diào)制檢驗(yàn) 編碼檢驗(yàn) 完成軌道區(qū)段的空閑檢測(cè) 當(dāng)接收器計(jì)算出接收的軌道電壓的幅值足夠高 并且解調(diào)器鑒別到發(fā)送的編碼調(diào)制是正確時(shí) 接收器產(chǎn)生一個(gè) 軌道空閑 狀態(tài)信息 這時(shí)軌道繼電器吸起表示 軌道空閑 64 列車(chē)占用時(shí) 由于列車(chē)車(chē)輪分路 降低了終端接收電壓 以致接收器不再響應(yīng) 軌道繼電器達(dá)不到相應(yīng)的響應(yīng)值而落下 發(fā)出一個(gè) 軌道占用 狀態(tài)信息 當(dāng)軌道區(qū)段被占用時(shí) 發(fā)送器將ATP報(bào)文送入軌道 供車(chē)上接收 為提高對(duì)牽引回流的諧波干擾 FTGS采用移頻鍵控方式 載頻頻率有12個(gè) 分配給兩種型號(hào)的FTGS 即FTGS46和FTGS917 FTGS46的載頻頻率為4 75kHz 5 25kHz 5 75kHz 6 25kHz FTGS917的載頻頻率為9 5kHz 10 5kHz 11 5kHz 12 5kHz 13 5kHz 14 5kHz 15 5kHz 16 5kHz 65 軌道電路由15個(gè)不同的位模式進(jìn)行頻率調(diào)制 偏頻 64Hz 位模式是數(shù)碼組合 以15ms為一位 用 64Hz為 1 64Hz為 0 構(gòu)成不同的數(shù)碼組合 即帶有位模式 接收器把 64Hz作為一個(gè)位 而 64Hz不作為一個(gè)位 最少的4比特 最多的8比特 15種位模式是 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 3 2 3 3 3 4 3 5 4 2 4 3 4 4 5 2 5 3 6 2 例如2 2位模式即每個(gè)周期共4比特 連續(xù)2比特為1 另外2比特為0 頻率為 64Hz 64Hz 64Hz 64Hz 64Hz 64Hz 66 報(bào)文式數(shù)字編碼從ATP軌旁設(shè)備向ATP車(chē)載設(shè)備傳輸 傳輸速率200波特 電碼有效長(zhǎng)度136位 含車(chē)站停車(chē)點(diǎn) 下一個(gè)軌道電路的制動(dòng)曲線 運(yùn)行方向 開(kāi)門(mén) 入口速度 允許速度 緊急停車(chē) 限速區(qū)段速度 目標(biāo)速度 目標(biāo)距離 當(dāng)前軌道電路識(shí)別 下一個(gè)軌道電路識(shí)別 軌道電路長(zhǎng)度 下一個(gè)軌道電路的坡度 下一個(gè)軌道電路的頻率等信息 67 FTGS軌道電路由室內(nèi)設(shè)備和室外設(shè)備兩部分組成 每段軌道電路之間由S棒隔開(kāi) 不需要絕緣節(jié) 室內(nèi)設(shè)備主要是發(fā)送器和接收器 室外設(shè)備為耦合單元和S棒 發(fā)送器和接收器被集中安裝在控制室內(nèi) 從控制室到軌道區(qū)段的最大距離可達(dá)6km 室外設(shè)備有電氣絕緣節(jié)和軌旁盒 室內(nèi) 外設(shè)備通過(guò)電纜連接 發(fā)送電纜和接收電纜分開(kāi)使用 排除了由于芯線的接觸而引起的電氣干擾 68 計(jì)軸器在采用CBTC的城軌線路 當(dāng)無(wú)線傳輸設(shè)備發(fā)生故障 可用計(jì)軸器檢查列車(chē)的位置 構(gòu)成 降級(jí) 信號(hào) 對(duì)于無(wú)岔區(qū)段 在其兩端各設(shè)一個(gè)測(cè)軸點(diǎn) 如圖 a 所示 對(duì)于數(shù)個(gè)無(wú)岔區(qū)段構(gòu)成的帶形區(qū)段 其測(cè)軸點(diǎn)的設(shè)置如圖 b 所示 對(duì)于無(wú)岔區(qū)段構(gòu)成的重疊區(qū)段 其測(cè)軸點(diǎn)的設(shè)置如圖 c 所示 69 對(duì)于道岔區(qū)段 在其岔前 岔后直向和岔后側(cè)向各設(shè)一個(gè)測(cè)軸點(diǎn) 如圖 a 所示 對(duì)于交叉點(diǎn) 其測(cè)軸點(diǎn)的設(shè)置如圖 b 所示 對(duì)于交叉渡線 其測(cè)軸點(diǎn)的設(shè)置如圖 c 所示 70 13 3聯(lián)鎖設(shè)備 聯(lián)鎖設(shè)備是城市軌道交通的重要信號(hào)設(shè)備 用來(lái)在車(chē)站或車(chē)輛段實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖關(guān)系 建立進(jìn)路 控制道岔的轉(zhuǎn)換和信號(hào)機(jī)的開(kāi)放 以及進(jìn)路解鎖 以保證行車(chē)安全 聯(lián)鎖設(shè)備分為正線車(chē)站聯(lián)鎖設(shè)備和車(chē)輛段聯(lián)鎖設(shè)備 聯(lián)鎖設(shè)備早期采用繼電集中聯(lián)鎖 現(xiàn)在多采用計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖 71 繼電集中聯(lián)鎖6502繼電集中聯(lián)鎖早期的城市軌道交通 如北京 上海 廣州地鐵的車(chē)輛段曾采用6502繼電集中聯(lián)鎖 根據(jù)城軌行車(chē)作業(yè)的需要 上海地鐵一號(hào)線正線道岔聯(lián)鎖區(qū)段采用的6502繼電集中設(shè)備在原電路基礎(chǔ)上 設(shè)計(jì)了與ATP子系統(tǒng)的接口電路 親增了如下功能 自動(dòng)信號(hào) 用于自動(dòng)排列進(jìn)路 自動(dòng)進(jìn)路 用于正向連續(xù)通過(guò)的進(jìn)路 區(qū)間封鎖 禁止列車(chē)進(jìn)人某區(qū)間 用于區(qū)間維修作業(yè)等 72 區(qū)間限速 限速為45km h 站臺(tái)緊急關(guān)閉 乘客不慎墜下站臺(tái)時(shí)使用 通過(guò)安裝在該站臺(tái)側(cè)的緊急關(guān)閉按鈕使足夠數(shù)量的軌道電路發(fā)零速度命令 使列車(chē)不能進(jìn)入站臺(tái) 扣車(chē) 控制列車(chē)停站時(shí)間 發(fā)車(chē)表示器 發(fā)車(chē)5s前閃白光 發(fā)車(chē)時(shí)間到亮白色穩(wěn)定光 列車(chē)出清站臺(tái)后滅燈 73 其他繼電集中聯(lián)鎖北京地鐵一號(hào)線改造信號(hào)工程的聯(lián)鎖正線車(chē)站采用9101型整架式聯(lián)鎖電路 該電路可以實(shí)現(xiàn)中心控制及車(chē)站控制 并在其中的一方控制時(shí) 另一方不能實(shí)施進(jìn)路控制 電路可以實(shí)現(xiàn)用于ATC列車(chē)的正常的自動(dòng)閉塞運(yùn)行方式 也可提供為非運(yùn)營(yíng)時(shí)間內(nèi)的非ATC列車(chē)的運(yùn)行的自動(dòng)站間閉塞電路 站間閉塞時(shí)出站信號(hào)機(jī)的開(kāi)放顯示為綠色閃光 同時(shí)還具有在站控條件下 實(shí)現(xiàn)車(chē)站值班員的自動(dòng)進(jìn)路 自動(dòng)折返進(jìn)路以及全自動(dòng)折返進(jìn)路控制的功能 其中全自動(dòng)折返進(jìn)路為先進(jìn)先出方式 74 北京地鐵復(fù)八線正線采用非定型繼電聯(lián)鎖設(shè)備 零散組合繼電聯(lián)鎖設(shè)備不但完成了聯(lián)鎖技術(shù)條件 而且完成了ATP編碼功能 75 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖應(yīng)用于城市軌道交通城市軌道交通對(duì)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖有特殊的要求 如列車(chē)運(yùn)行的三級(jí)控制 多列車(chē)進(jìn)路 追蹤進(jìn)路 折返進(jìn)路 聯(lián)鎖監(jiān)控區(qū) 保護(hù)區(qū)段和側(cè)面防護(hù) 列車(chē)運(yùn)行控制列車(chē)運(yùn)行進(jìn)路控制采用三級(jí)控制 即控制中心控制 遠(yuǎn)程控制終端控制和車(chē)站工作站控制 控制中心控制為全自動(dòng)的列車(chē)監(jiān)控模式 在該模式下 列車(chē)進(jìn)路設(shè)置命令由自動(dòng)進(jìn)路設(shè)定系統(tǒng)發(fā)出 其信息來(lái)源于時(shí)刻表和列車(chē)運(yùn)行自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng) 控制中心列車(chē)調(diào)度員也可以人工干預(yù) 76 對(duì)列車(chē)進(jìn)行調(diào)整 操作非安全相關(guān)命令 排列和取消進(jìn)路 在控制中心設(shè)備故障或控制中心與下級(jí)設(shè)備的通信線路故障時(shí) 自動(dòng)轉(zhuǎn)入遠(yuǎn)程控制終端控制模式 此時(shí) 由司機(jī)在車(chē)上輸入目的地碼 通過(guò)列車(chē)上的車(chē)次號(hào)發(fā)送系統(tǒng)發(fā)出的帶有列車(chē)去向的車(chē)次號(hào)信息 遠(yuǎn)程控制終端自動(dòng)產(chǎn)生進(jìn)路控制命令 聯(lián)鎖系統(tǒng)根據(jù)來(lái)自遠(yuǎn)程控制終端的進(jìn)路號(hào)排列進(jìn)路 在站級(jí)控制模式下 列車(chē)運(yùn)行的進(jìn)路在車(chē)站工作站控制 77 多列車(chē)進(jìn)路城市軌道交通運(yùn)行間隔小 車(chē)流密度大 在一條進(jìn)路中可能出現(xiàn)多列車(chē)在運(yùn)行 對(duì)于多列車(chē)進(jìn)路 當(dāng)?shù)?列車(chē)離開(kāi)進(jìn)路始端信號(hào)機(jī)后的監(jiān)控區(qū)后 可以排列第2條相同終端的進(jìn)路 第2條進(jìn)路排出 第l列車(chē)通過(guò)后進(jìn)路中的軌道區(qū)段直到第2列車(chē)通過(guò)后才解鎖 追蹤進(jìn)路追蹤進(jìn)路為聯(lián)鎖系統(tǒng)本身的一種自動(dòng)排列進(jìn)路功能 列車(chē)接近信號(hào)機(jī) 占用其前方第1個(gè)接近區(qū)段 也可能是第2個(gè)接近區(qū)段 時(shí) 列車(chē)運(yùn)行所要通過(guò)的進(jìn)路自動(dòng)排出 78 折返進(jìn)路列車(chē)需折返時(shí)通過(guò)列車(chē)自動(dòng)選路 追蹤進(jìn)路或人工排列的進(jìn)路 從指定的折返線出發(fā) 聯(lián)鎖監(jiān)控區(qū)段在裝備準(zhǔn)移動(dòng)閉塞的城市軌道交通中開(kāi)放信號(hào)機(jī)前聯(lián)鎖設(shè)備不需要檢查全部區(qū)段 只要檢查部分區(qū)段 這些被檢查的區(qū)段叫做聯(lián)鎖監(jiān)控區(qū)段 只要監(jiān)控區(qū)段空閑 進(jìn)路防護(hù)信號(hào)機(jī)便可正常開(kāi)放 79 保護(hù)區(qū)段為了保證列車(chē)的運(yùn)行安全 避免列車(chē)由于某種原因不能在信號(hào)機(jī)停住而導(dǎo)致事故的發(fā)生 充分考慮了列車(chē)的制動(dòng)距離及線路等因素 在停車(chē)點(diǎn)后設(shè)置了保護(hù)區(qū)段 即終端信號(hào)機(jī)后方的一至兩個(gè)區(qū)段為保護(hù)區(qū)段 側(cè)面防護(hù)城市軌道交通的道岔控制全部用單動(dòng) 不設(shè)雙動(dòng)道岔 所有的渡線道岔均按單動(dòng)處理 也不設(shè)帶動(dòng)道岔 這些都靠采取側(cè)面防護(hù)來(lái)防止列車(chē)的側(cè)面沖突 側(cè)面防護(hù)是指為了避免其他列車(chē)從側(cè)面進(jìn)入進(jìn)路 與列車(chē)發(fā)生側(cè)向沖突 80 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)應(yīng)用舉例用于我國(guó)城市軌道交通的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖主要有國(guó)產(chǎn)的TYJL 型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖 DS6 11型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖 VPI型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖和iLOCK型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖 卡斯柯信號(hào)有限公司由從阿爾斯通信號(hào) 美國(guó) 公司 即原美國(guó)GRS公司引進(jìn)專(zhuān)利技術(shù) 結(jié)合中國(guó)鐵路運(yùn)營(yíng)技術(shù)條件經(jīng)過(guò)二次開(kāi)發(fā) 從國(guó)外引進(jìn)的SICAS計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖 SIEMENS公司研制 為雙機(jī)熱備方式 MI CROLOCK 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖 US S公司研制 雙機(jī)熱備方式 前四種主要用于車(chē)輛段 后兩種主要用于正線 81 與現(xiàn)場(chǎng)主要設(shè)備的結(jié)合與ATS系統(tǒng)的結(jié)合聯(lián)鎖系統(tǒng)可與ATS設(shè)備互聯(lián) 以便于向ATS中央系統(tǒng)提供車(chē)輛段的進(jìn)路狀態(tài) 信號(hào)機(jī)狀態(tài) 道岔位置 軌道電路狀態(tài) 股道狀態(tài)等信息 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)與車(chē)輛段ATS設(shè)備間 采用可靠的隔離措施 以確保不影響聯(lián)鎖設(shè)備的正常工作 82 與試車(chē)線設(shè)備的結(jié)合試車(chē)線的聯(lián)鎖受車(chē)輛段計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備統(tǒng)一控制 當(dāng)需要對(duì)列車(chē)進(jìn)行動(dòng)態(tài)試驗(yàn)時(shí) 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備按非進(jìn)路調(diào)車(chē)方式下放對(duì)試車(chē)線的控制權(quán) 試車(chē)完畢后 經(jīng)試車(chē)線控制室交權(quán) 信號(hào)樓控制室重新收回對(duì)試車(chē)線的控制權(quán) 有關(guān)信號(hào)機(jī)關(guān)閉 道岔延時(shí)30s解鎖 與正線聯(lián)鎖設(shè)備的結(jié)合正線車(chē)站與車(chē)輛段之間的出 入段按列車(chē)方式辦理 車(chē)輛段與正線車(chē)站間的接口電路考慮出段和利用轉(zhuǎn)換軌調(diào)車(chē)時(shí)的聯(lián)鎖敵對(duì)照查條件以及對(duì)方防護(hù)信號(hào)機(jī)的狀態(tài)顯示 進(jìn) 出段作業(yè) 轉(zhuǎn)換軌至段內(nèi)停車(chē)庫(kù) 按列車(chē)方式辦理 83 13 4列車(chē)自動(dòng)控制 ATC 系統(tǒng) 列車(chē)自動(dòng)控制 ATC 系統(tǒng)是城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的最重要的組成部分 它實(shí)現(xiàn)行車(chē)指揮和列車(chē)運(yùn)行自動(dòng)化 能最大限度地保證列車(chē)運(yùn)行安全 提高運(yùn)輸效率 減輕運(yùn)營(yíng)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度 發(fā)揮城市軌道交通的通過(guò)能力 目前用于我國(guó)城市軌道交通的ATC系統(tǒng)大多是從國(guó)外引進(jìn)的 有西屋公司的 US S公司的 西門(mén)子公司的 阿爾斯通公司的和阿爾卡特公司的等 84 ATC系統(tǒng)綜述ATC系統(tǒng)的功能ATC系統(tǒng)包括五個(gè)原理功能 ATS功能 聯(lián)鎖功能 列車(chē)檢測(cè)功能 ATC功能和PTI功能 ATS功能可自動(dòng)或由人工控制線路 及向行車(chē)調(diào)度員和外部系統(tǒng)提供信息 ATS功能由完全位于控制中心內(nèi)的設(shè)備實(shí)現(xiàn) 聯(lián)鎖功能響應(yīng)來(lái)自ATS功能的命令 在隨時(shí)滿足安全準(zhǔn)則的前提下 管理進(jìn)路 道岔和信號(hào)的控制 進(jìn)路 軌道電路 道岔和信號(hào)的狀態(tài)信息提供給ATS和ATC功能 聯(lián)鎖功能由分布在軌旁的設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn) 85 列車(chē)檢測(cè)功能一般由軌道電路完成 ATC功能在聯(lián)鎖功能的約束下 根據(jù)ATS的要求實(shí)現(xiàn)列車(chē)運(yùn)行的控制 ATC功能有三個(gè)ATC子功能 ATC軌旁功能 ATC傳輸功能和ATC車(chē)載功能 ATP ATO軌旁功能負(fù)責(zé)列車(chē)間隔和報(bào)文生成 ATP ATO傳輸功能負(fù)責(zé)生成感應(yīng)信號(hào) 它包括報(bào)文和ATC車(chē)載設(shè)備所需的其他數(shù)據(jù) ATP ATO車(chē)載設(shè)備負(fù)責(zé)列車(chē)的安全運(yùn)營(yíng) 列車(chē)自動(dòng)駕駛 且給信號(hào)系統(tǒng)和司機(jī)提供接口 PTI功能是通過(guò)多種渠道傳輸和接收各種數(shù)據(jù) 在特定的位置傳給ATS 向ATS報(bào)告列車(chē)的識(shí)別信息 目的號(hào)碼和乘務(wù)組號(hào)和列車(chē)位置數(shù)據(jù) 以?xún)?yōu)化列車(chē)運(yùn)行 86 閉塞及其實(shí)現(xiàn)在城市軌道交通內(nèi) 閉塞均由列車(chē)運(yùn)行自動(dòng)完成 故為自動(dòng)閉塞 由于采用了ATC系統(tǒng) 閉塞分區(qū)均不設(shè)通過(guò)信號(hào)機(jī) 而由車(chē)載ATP系統(tǒng)予以顯示 也沒(méi)有鐵路那樣專(zhuān)用的閉塞設(shè)備的概念 閉塞作用由ATP系統(tǒng)完成 按照閉塞實(shí)現(xiàn)的方式 城市軌道交通的閉塞可分為固定閉塞 準(zhǔn)移動(dòng)閉塞 移動(dòng)閉塞 準(zhǔn)移動(dòng)閉塞式和移動(dòng)閉塞式ATC系統(tǒng)技術(shù)水平較高 可實(shí)現(xiàn)較大的通過(guò)能力 具有較大的發(fā)展前景 固定閉塞式ATC系統(tǒng)可滿足2min通過(guò)能力的行車(chē)要求 且價(jià)格相對(duì)低廉 因此也宜選用 87 根據(jù)實(shí)際情況 因地制宜選擇三種不同制式的ATC系統(tǒng)是完全必要的 固定閉塞固定閉塞將線路劃分為固定的區(qū)段 不論前 后列車(chē)的位置 還是前 后列車(chē)的間距都是用固定的地面設(shè)備 如軌道電路等 檢測(cè)和表示的 線路條件和列車(chē)參數(shù)等均需在閉塞設(shè)計(jì)過(guò)程中加以考慮 并體現(xiàn)在地面固定區(qū)段的劃分中 固定閉塞的速度控制模式是分級(jí)的 在這種制式中 需要向被控列車(chē)傳送速度等級(jí)的信息碼 固定閉塞方式需要大量的軌旁設(shè)備 維護(hù)工作量較大 存在較多缺點(diǎn) 無(wú)法滿足提高系統(tǒng)能力 安全性和互用性的要求 88 準(zhǔn)移動(dòng)閉塞準(zhǔn)移動(dòng)閉塞是介于固定閉塞和移動(dòng)閉塞之間的閉塞方式 它對(duì)前 后列車(chē)的定位方式是不同的 前行列車(chē)的定位仍沿用固定閉塞的方式 而后續(xù)列車(chē)的定位則采用連續(xù)的或稱(chēng)為移動(dòng)的方式 準(zhǔn)移動(dòng)閉塞方式的速度控制模式 既具有無(wú)級(jí) 連續(xù) 的特點(diǎn) 又具有分級(jí) 臺(tái)階 的性質(zhì) 若前行列車(chē)不動(dòng)而后續(xù)列車(chē)前進(jìn)時(shí) 其最大允許速度是連續(xù)變化的 而當(dāng)前行列車(chē)前進(jìn) 其尾部駛過(guò)固定區(qū)段的分界點(diǎn)時(shí) 后續(xù)列車(chē)的最大速度將按 臺(tái)階 跳躍上升 89 準(zhǔn)移動(dòng)閉塞在控制列車(chē)的安全間隔上比固定閉塞進(jìn)了一步 它通過(guò)采用報(bào)文式軌道電路輔之環(huán)線或應(yīng)答器來(lái)判斷分區(qū)占用并傳輸信息 信息量大 可以告知后續(xù)列車(chē)?yán)^續(xù)前行的距離 后續(xù)列車(chē)可根據(jù)這一距離合理地采取減速或制動(dòng) 列車(chē)制動(dòng)的起點(diǎn)可延伸至保證其安全制動(dòng)的地點(diǎn) 從而可改善列車(chē)速度控制 縮小列車(chē)安全間隔 提高線路利用效率 但準(zhǔn)移動(dòng)閉塞中后續(xù)列車(chē)的最大目標(biāo)制動(dòng)點(diǎn)仍必須在先行列車(chē)占用分區(qū)的外方 因此它并沒(méi)有完全突破軌道電路的限制 90 移動(dòng)閉塞移動(dòng)閉塞是一種新型的閉塞制式 它克服了固定閉塞的缺點(diǎn) 它不設(shè)固定閉塞區(qū)段 前 后兩列車(chē)都采用移動(dòng)式的定位方式 移動(dòng)閉塞可解釋為 列車(chē)安全追蹤間隔距離不預(yù)先設(shè)定 而隨列車(chē)的移動(dòng)不斷移動(dòng)并變化的閉塞方式 移動(dòng)閉塞可借助感應(yīng)環(huán)線或無(wú)線通信的方式實(shí)現(xiàn) 早期的移動(dòng)閉塞系統(tǒng) 如武漢輕軌一期和廣州地鐵三號(hào)線等大多采用基于感應(yīng)環(huán)線的移動(dòng)閉塞技術(shù) 現(xiàn)今大多數(shù)先進(jìn)的移動(dòng)閉塞系統(tǒng)已采用無(wú)線通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)間的通信 構(gòu)成基于無(wú)線通信技術(shù)的移動(dòng)閉塞 91 不同結(jié)構(gòu)的ATC系統(tǒng)ATP按地面信息的傳輸方式分為點(diǎn)式和連續(xù)式兩種結(jié)構(gòu) 點(diǎn)式ATC系統(tǒng)點(diǎn)式自動(dòng)列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)因其主要功能是實(shí)現(xiàn)列車(chē)超速防護(hù) 所以又稱(chēng)為點(diǎn)式ATP系統(tǒng) 它點(diǎn)式傳遞信息 用車(chē)載計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息處理 點(diǎn)式ATC系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是采用無(wú)源 高信息容量的地面應(yīng)答器 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 安裝靈活 可靠性高 價(jià)格明顯低于連續(xù)式ATC系統(tǒng) 但其難以勝任列車(chē)密度大的情況 列車(chē)只有抵達(dá)運(yùn)行前方的地面應(yīng)答器時(shí) 才能更新信息 獲得新的速度控制信息 92 點(diǎn)式ATP系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 93 點(diǎn)式ATP系統(tǒng)由車(chē)載設(shè)備和地面設(shè)備組成 主要是地面應(yīng)答器 軌旁電子單元以及車(chē)載設(shè)備 地面應(yīng)答器地面應(yīng)答器通常設(shè)置在信號(hào)機(jī)的旁側(cè)或者設(shè)置在一段需要降速的緩行區(qū)間的始 終端 地面應(yīng)答器無(wú)源 接收車(chē)載設(shè)備發(fā)射的能量 供內(nèi)部電路與回答發(fā)送用 其內(nèi)部寄存器按協(xié)議以數(shù)碼形式存放實(shí)現(xiàn)列車(chē)速度監(jiān)控及其他行車(chē)功能所必需的數(shù)據(jù) 當(dāng)列車(chē)駛過(guò)地面應(yīng)答器 且車(chē)載應(yīng)答器與地面應(yīng)答器對(duì)準(zhǔn)時(shí) 車(chē)載應(yīng)答器首先以一定的頻率 通過(guò)電磁感應(yīng)方式將能量傳遞給地面應(yīng)答器 地面應(yīng)答器的內(nèi)部電路在接收到來(lái)自車(chē)上的能量后即開(kāi)始工作 將所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)以某種調(diào)制方式通過(guò)電磁感應(yīng)傳送至車(chē)上 94 軌旁電子單元軌旁電子單元是地面應(yīng)答器與信號(hào)機(jī)之間的電子接口設(shè)備 其任務(wù)是將不同的信號(hào)顯示轉(zhuǎn)換為約定的數(shù)碼形式 車(chē)載設(shè)備車(chē)載設(shè)備由車(chē)載應(yīng)答器 測(cè)速傳感器 中央處理單元 駕駛臺(tái)上的顯示 操作與記錄裝置等部分組成 95 車(chē)載應(yīng)答器完成車(chē) 地的耦合聯(lián)系 將能量送至地面應(yīng)答器 接收地面應(yīng)答器所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)并傳送至中央處理單元 測(cè)速傳感器通常裝在輪軸上 根據(jù)每分鐘車(chē)輪的轉(zhuǎn)數(shù)與車(chē)輪直徑在中央處理單元內(nèi)換算成列車(chē)目前的速度 中央處理單元的核心是安全型計(jì)算機(jī) 它負(fù)責(zé)對(duì)所接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理 形成列車(chē)當(dāng)前允許的最大速度 將此最大允許速度值與列車(chē)的現(xiàn)行速度值進(jìn)行比較 以決定是否給出啟動(dòng)常用制動(dòng)乃至緊急制動(dòng)的信息 此外 從車(chē)載應(yīng)答器傳向地面應(yīng)答器的高頻電磁能量也是由它產(chǎn)生的 96 連續(xù)式ATC系統(tǒng)按地 車(chē)信息傳輸所用的媒體分類(lèi) 連續(xù)式ATC系統(tǒng)可分有線與無(wú)線兩大類(lèi) 前者又可分為利用軌間電纜與利用數(shù)字編碼音頻軌道電路兩類(lèi) 采用軌道電路的連續(xù)式ATC系統(tǒng)按地 車(chē)之間所傳輸信息的內(nèi)容 ATC系統(tǒng)有速度碼系統(tǒng)和距離碼系統(tǒng)兩種 不論是速度碼系統(tǒng)還是距離碼系統(tǒng) 其軌道電路都被用作雙重通道 當(dāng)軌道電路區(qū)段上無(wú)車(chē)時(shí) 軌道電路發(fā)送的是軌道電路檢測(cè)信號(hào)或檢測(cè)碼 當(dāng)列車(chē)駛?cè)胲壍离娐穮^(qū)段 立即轉(zhuǎn)發(fā)速度信號(hào)或者有關(guān)數(shù)據(jù)電碼 97 速度碼系統(tǒng)速度碼系統(tǒng)通常使用頻分制方法 采用的是模擬音頻軌道電路 即用不同的頻率來(lái)代表不同的允許速度 由控制中心通過(guò)信息傳輸媒體將列車(chē)最大允許速度直接傳至車(chē)上 這類(lèi)制式在信息傳遞與車(chē)上信息處理方面比較簡(jiǎn)單 速度分級(jí)是階梯式的 上海地鐵一號(hào)線從美國(guó)GRS公司引進(jìn)的ATC系統(tǒng)是典型的頻分制速度碼系統(tǒng) 無(wú)列車(chē)經(jīng)過(guò)時(shí) 軌道電路用于檢測(cè)列車(chē)占用 當(dāng)列車(chē)進(jìn)入某軌道電路區(qū)段后 檢測(cè)繼電器失磁落下 向軌道電路改發(fā)來(lái)自控制中心的速度信息 載頻2250Hz 調(diào)制頻率f1 f6分別6 83Hz 8 31Hz 10 10Hz 12 43Hz 15 30Hz和18 14Hz 六個(gè)調(diào)制頻率各代表不同的允許速度 這種速度分級(jí)比較粗略 另外設(shè)置了兩個(gè)調(diào)制頻率 4 5Hz 5 54Hz 用以給出左 右車(chē)門(mén)的門(mén)控信號(hào) 98 速度碼系統(tǒng)傳遞給的允許速度 限速值 是階梯分級(jí)的 在軌道電路區(qū)段分界處的限速值是跳躍式的 這對(duì)于平穩(wěn)駕駛 節(jié)能運(yùn)行及提高行車(chē)效率非常不利 因此 速度碼系統(tǒng)已逐漸被能實(shí)時(shí)計(jì)算限速值的距離碼系統(tǒng)所取代 99 距離碼系統(tǒng)距離碼系統(tǒng)使用時(shí)分制數(shù)字電碼方式 按協(xié)議來(lái)組成各種信息 該系統(tǒng)采用數(shù)字編碼音頻軌道電路 是使用最廣泛的ATC 距離碼系統(tǒng)傳輸?shù)氖乔胺侥繕?biāo)點(diǎn)的距離等一系列基本數(shù)據(jù) 車(chē)載計(jì)算機(jī)根據(jù)接收的各種信息 區(qū)間的最大限速 目標(biāo)點(diǎn)的距離 目標(biāo)點(diǎn)的允許速度 區(qū)間線路的坡度等 以及儲(chǔ)存在車(chē)載單元內(nèi)的列車(chē)自身固有數(shù)據(jù) 列車(chē)長(zhǎng)度 常用制動(dòng)及緊急制動(dòng)的制動(dòng)率 測(cè)速及測(cè)距信息等 實(shí)時(shí)算出允許速度曲線 并按此曲線對(duì)列車(chē)的實(shí)際運(yùn)行速度進(jìn)行監(jiān)控 由于數(shù)據(jù)傳輸 實(shí)時(shí)計(jì)算以及列車(chē)車(chē)速監(jiān)控都是連續(xù)的 所以速度監(jiān)控是實(shí)時(shí) 無(wú)級(jí)的 可有效地實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)駕駛與節(jié)能運(yùn)行 但這種制式的信息傳輸比較復(fù)雜 100 采用軌間電纜的ATC系統(tǒng)該系統(tǒng)利用軌間鋪設(shè)的電纜傳輸信息 控制中心儲(chǔ)存線路的固定數(shù)據(jù) 區(qū)間線路坡度 彎道 緩行區(qū)段的位置及長(zhǎng)度等 經(jīng)聯(lián)鎖設(shè)備 將沿線的信號(hào)顯示 道岔位置等信息傳送至控制中心 列車(chē)將其數(shù)據(jù)如 載重量 列車(chē)長(zhǎng)度 制動(dòng)率 所在位置 實(shí)際速度經(jīng)電纜傳給控制中心 控制中心的計(jì)算機(jī)根據(jù)這些數(shù)據(jù)計(jì)算出該時(shí)刻的列車(chē)允許速度 此速度值經(jīng)電纜傳送給運(yùn)行在線路上的相應(yīng)列車(chē) 列車(chē)獲得此速度值對(duì)列車(chē)速度進(jìn)行監(jiān)控 這種方式統(tǒng)一指揮全部列車(chē)運(yùn)行 遇有發(fā)生行車(chē)晚點(diǎn)或其他障礙 可迅速地將行車(chē)命令傳給列車(chē) 但控制中心故障則全線癱瘓 因此采用另一種控制方式 控制中心將有關(guān)信息 線路坡度 緩行區(qū)段位置 目標(biāo)距離或 101 目標(biāo)速度等 通過(guò)電纜送至列車(chē) 由車(chē)載計(jì)算機(jī)計(jì)算其允許速度 這類(lèi)ATC系統(tǒng)主要由控制中心設(shè)備 軌間傳輸電纜及車(chē)載設(shè)備組成 102 采用軌間電纜超速防護(hù)系統(tǒng)的室內(nèi)室外設(shè)備聯(lián)系用兩級(jí)控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn) 即控制中心與若干個(gè)沿線設(shè)置的中繼器相連 在控制中心與敷設(shè)在軌間的電纜之間的信息交換將在中繼器內(nèi)進(jìn)行中間變換 頻率變換 電平變換 功率放大等 軌間電纜每隔一定距離 例如每隔25m 作交叉配置 可以抗?fàn)恳娏鞯母蓴_以及實(shí)現(xiàn)列車(chē)定位 事先約定點(diǎn)嗎結(jié)構(gòu) 包括 列車(chē)運(yùn)行方向碼 中繼器的代碼 粗地址代碼 細(xì)地址代碼 列車(chē)定位地址解碼后即可知道列車(chē)所在的確切位置 中繼器是控制中心與軌道電纜之間的中間環(huán)節(jié) 它的功能是把控制中心的命令通過(guò)軌間電纜傳給機(jī)車(chē) 將機(jī)車(chē)信息傳到控制中心 103 車(chē)載設(shè)備包括接收天線 車(chē)在計(jì)算機(jī) 發(fā)送及接收電路 操作及指示盤(pán) 與制動(dòng)機(jī)的接口 路程脈沖發(fā)生器等 采用軌間電纜的ATC系統(tǒng)的信息傳遞的連續(xù)性是以昂貴的軌間電纜為代價(jià)的維修費(fèi)用也高 而且軌間電纜的存在給線路養(yǎng)護(hù)工作帶來(lái)了不便 104 無(wú)線ATC系統(tǒng)無(wú)線ATC系統(tǒng)利用無(wú)線通信的方式傳輸信息 地面編碼器生成編碼信息 通過(guò)天線向車(chē)上發(fā)送 信號(hào)顯示控制接口負(fù)責(zé)檢測(cè)要發(fā)送的信號(hào)顯示 并從已編程的數(shù)據(jù)中選出有用數(shù)據(jù)送編碼器 同時(shí)選出與限制速度 坡度 距離等有關(guān)的軌道數(shù)據(jù) 編碼器用高安全度的代碼將這些數(shù)據(jù)編碼 經(jīng)過(guò)載波調(diào)制 饋送至無(wú)線通道向機(jī)車(chē)發(fā)送 車(chē)上接收設(shè)備接收限制速度 坡度 距離后 由車(chē)載計(jì)算機(jī)計(jì)算出目標(biāo)速度 對(duì)機(jī)車(chē)進(jìn)行監(jiān)控 無(wú)線ATC系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)真正意義上得移動(dòng)閉塞 無(wú)線通道可采用自由空間波 波導(dǎo)管或漏泄電纜 105 無(wú)線移動(dòng)閉塞系統(tǒng)以列車(chē)為中心 其主要子系統(tǒng)包括 區(qū)域控制器 車(chē)載控制器 列車(chē)自動(dòng)監(jiān)控 中央控制 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)和司機(jī)顯示等 106 區(qū)域控制器通過(guò)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)保持與控制區(qū)域內(nèi)所有列車(chē)的安全信息通信 并根據(jù)來(lái)自列車(chē)的位置報(bào)告跟蹤列車(chē)并對(duì)區(qū)域內(nèi)列車(chē)發(fā)布移動(dòng)授權(quán) 實(shí)施聯(lián)鎖 ATS 列車(chē)自動(dòng)監(jiān)控 可與所有列車(chē)運(yùn)行控制子系統(tǒng)通信 傳輸命令及監(jiān)控子系統(tǒng)狀況 車(chē)載控制器實(shí)現(xiàn)ATP和ATO的功能 車(chē)載應(yīng)答器查詢(xún)器和天線與地面的應(yīng)答器進(jìn)行列車(chē)定位 測(cè)速發(fā)電機(jī)用于測(cè)速和對(duì)列車(chē)定位進(jìn)行校正 司機(jī)顯示顯示的信息包括最大允許速度 當(dāng)前速度 到站距離 列車(chē)運(yùn)行模式及系統(tǒng)出錯(cuò)信息等 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)所有列車(chē)運(yùn)行控制子系統(tǒng)間的通信 107 CBTC采用軌間電纜感應(yīng)通信和無(wú)線通信的列車(chē)控制系統(tǒng)稱(chēng)為基于通信技術(shù)的列車(chē)控制系統(tǒng) CBTC 該系統(tǒng)是城市軌道交通領(lǐng)域積極采用的一種移動(dòng)閉塞方式 系統(tǒng)采用先進(jìn)的通信 計(jì)算機(jī)技術(shù) 實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制 監(jiān)測(cè)列車(chē)運(yùn)行 CBTC具有更大的優(yōu)越性 實(shí)現(xiàn)列車(chē)與軌旁設(shè)備實(shí)時(shí)雙向通信且信息量大 可減少軌旁設(shè)備 便于安裝維修 利于緊急狀態(tài)下利用線路作為人員疏散的通道和降低成本 確立 信號(hào)通過(guò)通信 的新理念 是列車(chē)與地面緊密結(jié)合 整體處理 改變以往車(chē) 地相互隔離 以車(chē)為主的狀態(tài) 108 ATC系統(tǒng)控制模式ATC系統(tǒng)包括 控制中心自動(dòng)控制模式 CA 控制中心自動(dòng)控時(shí)的人工介入控制或利用CTC系統(tǒng)的人工控制模式 CM 車(chē)站自動(dòng)控制模式 車(chē)站人工控制模式 每種模式說(shuō)明了操作對(duì)給定車(chē)站和歸屬控制地段中的列車(chē)運(yùn)行所采取的控制等級(jí) 然而在同一時(shí)間只能處于一種模式 以上控制等級(jí)應(yīng)遵循的原則是 車(chē)站人工控制優(yōu)先于控制中心人工控制 控制中心人工控制優(yōu)先于控制中心的自動(dòng)控制或車(chē)站自動(dòng)控制 109 列車(chē)駕駛模式城市軌道交通列車(chē)的主要駕駛模式應(yīng)包括 列車(chē)自動(dòng)運(yùn)行駕駛模式 ATO模式 列車(chē)自動(dòng)防護(hù)駕駛模式 SM模式 限制人工駕駛模式 RM模式 非限制人工駕駛模式 自動(dòng)折返駕駛模式 AR模式 自動(dòng)駕駛模式和無(wú)人駕駛模式可以提高列車(chē)行車(chē)效率 實(shí)現(xiàn)列車(chē)運(yùn)行自動(dòng)調(diào)整 維護(hù)列車(chē)運(yùn)行次序 減少司機(jī)勞動(dòng)強(qiáng)度和人員的數(shù)量 然而 由于無(wú)人駕駛涉及車(chē)輛 行車(chē)組織 車(chē)輛段配置等多種因素 系統(tǒng)造價(jià)高 我國(guó)剛開(kāi)始運(yùn)用 需要在探索經(jīng)驗(yàn)后逐漸采用 110 ATP子系統(tǒng)ATP子系統(tǒng)是保證行車(chē)安全 防止錯(cuò)誤進(jìn)路 防止列車(chē)進(jìn)入前方列車(chē)占用區(qū)段和防止速度碼升級(jí)的設(shè)備 ATP負(fù)責(zé)全部的列車(chē)運(yùn)行保護(hù) 是列車(chē)安全運(yùn)行的保障 ATP是ATC的基本環(huán)節(jié) 屬于故障 安全系統(tǒng) 必須符合故障 安全的原則 111 ATP功能ATP子系統(tǒng)執(zhí)行以下安全功能 速度限制的接收和解碼 超速防護(hù) 車(chē)門(mén)管理 自動(dòng)和手動(dòng)模式的運(yùn)行 司機(jī)控制臺(tái)接口 車(chē)輛方向保證 永久車(chē)輛標(biāo)識(shí) ATP功能分為ATP軌旁功能 ATP傳輸功能 ATP車(chē)載功能 112 ATP軌旁功能 負(fù)責(zé)負(fù)責(zé)列車(chē)安全間隔和生成報(bào)文 完成對(duì)列車(chē)安全運(yùn)行授權(quán)許可的發(fā)布和報(bào)文的準(zhǔn)備 ATP傳輸功能 負(fù)責(zé)發(fā)出報(bào)文信號(hào) 包括報(bào)文和ATP車(chē)載設(shè)備所需要的其他數(shù)據(jù) ATP車(chē)載功能 負(fù)責(zé)列車(chē)安全運(yùn)行 自動(dòng)駕駛 并提供信號(hào)系統(tǒng)和司機(jī)間的接口 113 ATP設(shè)備組成采用軌道電路傳送ATP信息時(shí) ATP子系統(tǒng)由設(shè)于控制站的軌旁單元 設(shè)于線路上各軌道電路 調(diào)諧單元和車(chē)載ATP設(shè)備組成 以及與ATS ATO 聯(lián)鎖設(shè)備的接口設(shè)備 114 ATP工作原理列車(chē)檢測(cè)采用軌道電路等作為列車(chē)檢測(cè)設(shè)備 當(dāng)軌道電路區(qū)段空閑時(shí) 發(fā)送軌道電路檢測(cè)電碼 此時(shí)軌道電路的功能是檢測(cè)是否空閑 檢測(cè)結(jié)果送往聯(lián)鎖裝置 115 列車(chē)自動(dòng)限速ATP軌旁單元根據(jù)獲得的駕駛指令形成計(jì)劃數(shù)據(jù)后傳輸至ATP車(chē)載設(shè)備 ATP車(chē)載設(shè)備通過(guò)此數(shù)據(jù)計(jì)算現(xiàn)有位置的列車(chē)允許速度 ATP可對(duì)列車(chē)運(yùn)行速度進(jìn)行分級(jí)或連續(xù)監(jiān)督 當(dāng)列車(chē)實(shí)際速度超過(guò)列車(chē)允許速度時(shí) ATP車(chē)載設(shè)備發(fā)出制動(dòng)命令 發(fā)出報(bào)警后控制列車(chē)進(jìn)行常用全制動(dòng)或?qū)嵤┚o急制動(dòng) 使列車(chē)自動(dòng)地制動(dòng) 當(dāng)列車(chē)速度降至ATP所指示的速度以下時(shí) 便自動(dòng)緩解 而運(yùn)行操作仍由司機(jī)完成 116 車(chē)門(mén)開(kāi)關(guān)當(dāng)列車(chē)在站臺(tái)停穩(wěn)且停車(chē)點(diǎn)的誤差在允許范圍內(nèi)時(shí) 車(chē)載對(duì)位天線和地面對(duì)位天線才能很好地感應(yīng)耦合并進(jìn)行車(chē)門(mén)開(kāi)關(guān)操作 這需要地面和車(chē)載ATC設(shè)備以及車(chē)輛門(mén)控電路共同配合 地面ATP設(shè)備還將列車(chē)停準(zhǔn) 停穩(wěn)信息送至控制中心作為列車(chē)到站的依據(jù) 門(mén)關(guān)閉后 車(chē)載ATP才具備安全發(fā)車(chē)條件 117 制動(dòng)模式列車(chē)制動(dòng)控制模式分為分級(jí)制動(dòng)模式和一級(jí)制動(dòng)模式 分級(jí)制動(dòng)是以閉塞分區(qū)為單元 根據(jù)與前行列車(chē)的運(yùn)行距離來(lái)調(diào)整列車(chē)速度 各閉塞分區(qū)采用不同的低頻頻率調(diào)制 指示不同的速度等級(jí) 在此基礎(chǔ)上確定限速值 分級(jí)制動(dòng)模式又分為階梯型和曲線型 一級(jí)制動(dòng)是按目標(biāo)距離制動(dòng)的 根據(jù)距前行列車(chē)的距離或距運(yùn)行前方停車(chē)站的距離 由控制中心根據(jù)目標(biāo)距離 列車(chē)參數(shù)和線路參數(shù)計(jì)算出列車(chē)制動(dòng)模式曲線 或由車(chē)載計(jì)算機(jī)予以計(jì)算 按制動(dòng)模式曲線控制列車(chē)運(yùn)行 118 119 測(cè)速與測(cè)距測(cè)速列車(chē)運(yùn)行速度的測(cè)量非常重要 列車(chē)實(shí)際運(yùn)行速度是速度控制的依據(jù) 該速度值的準(zhǔn)確和精度直接影響調(diào)速效果 測(cè)速有車(chē)載設(shè)備自測(cè)和系統(tǒng)測(cè)量?jī)煞N方法 車(chē)載設(shè)備自測(cè)有測(cè)速發(fā)電機(jī) 路程脈沖發(fā)生器 光電式傳感器和霍爾式脈沖轉(zhuǎn)速傳感器等方法 系統(tǒng)測(cè)量有衛(wèi)星測(cè)速和雷達(dá)測(cè)速等方法 測(cè)距如何測(cè)量距停車(chē)點(diǎn)的精確距離是列車(chē)運(yùn)行超速防護(hù)系統(tǒng)的重要任務(wù) 測(cè)距是通過(guò)測(cè)速與輪徑完成的 必須不斷地對(duì)輪徑進(jìn)行修正 120 設(shè)置速度限制ATP通過(guò)設(shè)置區(qū)域限速或閉塞分區(qū)限速來(lái)