1、西南交通大学本科毕业设计（论文）城市轨道交通信号系统控制设计年 级：2012 级学 号：12823154姓 名：许勇专 业：电气工程及其自动化指导老师： 高国强2014 年 6 月院系 西南交通大学网络教育学院 专 业 电气工程及其自动化 年级 2012-20 班(专本) 学 号 12823154 姓 名 许勇 学习中心 重庆轨道交通学习中心 指导教师 高国强 题目 城市轨道交通信号系统控制设计 指导教师评 语 是否同意答辩 过程分(满分 20) 指导教师 (签章) 评 阅 人评 语 评 阅 人 (签章)成 绩 答辩组组长 (签章)年 月 日 毕 业 论 文 任 务 书班 级 2012-20
2、班(专本) 学生姓名 许勇 学 号 12823154 开题日期：2014 年 01 月 20 日 完成日期： 年 月 日题 目 城市轨道交通信号系统控制设计 1、本论文的目的、意义1.对信号系统的整体认知 2.对信号系统中各子系统功能作用的分析 3.对以 CI、ATS、ATO、ATP 构成分析与设计 2、学生应完成的任务1.查阅各信号子系统资料 2.了解各子系统的作用和功能 3.结合工作了解及熟悉信号系统的构成 4.开始资料的收集及初稿的写作 5.在老师的指导下完成终稿 3、论文各部分内容及时间分配：（共 12 周）第一部分 毕业论文（设计）开题 (1 周) 第二部分 技术资料、相关资料准备
3、(2 周)第三部分 毕业设计正文的书写和图表制作及绘制、内容校核、排版 ( 3-7 周)第四部分 毕业设计内容校核、排版 ( 8-9 周)第五部分 根据指导老师的修改意见进行修改、完善及定稿 (10-11 周)评阅及答辩 ( 12 周)备 注 指导教师： 年 月 日审 批 人： 年 月 日诚 信 承 诺一、本论文是本人独立完成；二、本论文没有任何抄袭行为；三、若有不实，一经查出，请答辩委员会取消本人答辩（评阅）资格。承诺人（钢笔填写）：年 月 日 目 录摘 要 .I第一章 前 言 .1第二章 信号控制方式要求 .5第一节 放大电路的主要性能指标 .6第二节 频率的应用 .8第三节 信号处理方法
4、 .9第三章 联锁系统 .11第一节 联锁与行车 .11第二节 联锁功能实现的原则 .12第四章 EI32-JD 型计算机联锁子系统 .14第一节 设备机构与信息传递 .14第二节 系统的操作与表示内容 .15第三节 联锁功能 .17第四节 机械结构和工艺标 .21第五节 系统安全性能 .23第五章 信号机 .25第一节 信号机构成 .25第二节 其它性能指标 .25第六章 轨道电路 .27第一节 计轴设备技术方案概述 .27第二节 计轴设备技术方案特点 .27第三节 系统构成 .28第四节 室内主机柜 .28第五节 对外接口 .29第六节 电源要求 .29第七节 复零方式 .29第八节 防雷
5、和接地 .30第九节 站间通信 .30第十节 电缆要求 .30第十一节 室外设备传感器 .30第七章 转辙机 .32第一节 ZD(J)9 系列电动转辙机 .32第八章 继电器设备要求 .34第一节 电符号和触点形式 .34第二节 继电器的工作原理或结构特征 .35第三节 多种用途继电器选用 .35第九章 信号控制不间断电源系统 .39第一节 供变电系统信号电路与操作电源 .39第二节 电源系统设置 .40第三节 电源系统总体要求 .40第四节 内部接口 .41第五节 系统内部通讯 .43第十章 列车控制系统 .45第一节 轨道交通信号运行与管理 .45第二节 列车自动防护 .45第三节 列车自
6、动控制 .48第四节 监督与控制 .49第十一章 控制中心配置 .52第一节 显示技术与工作原理 .52第二节 控制室图形控制器 TRANSFORM .53第三节 显示墙管理软件 Apollo 概要 .55总 结 .59致 谢 .61参考文献 .62西南交通大学网络教育毕业设计（论文） I摘 要轨道交通信号是组织、指挥、控制行车的技术设备，是信号、联锁、闭塞设备的总称。信号控制的主要任务是：一方面要集中控制站内信号、到查、进路，发出行车命令去指挥列车安全迅速地运行，另一方面要完成站内信号、道岔、进路之间的联锁任务，保证行车安全，提高行车效率。轨道交通客运是高度集中统一的指挥，才能保证列车安全、
7、迅速不间断地运行。由于车站信号在保证行车安全、提高行车密度、改善劳动条件、降低建设成本和节约运营费用用于占有重要的地位，所以在轨道交通现代化的进程中，计算机联锁技术受到日益重视和发展。城市轨道交通信号系统化是现代运量、高密度的轨道交通自动控制系统中的重要主城部分，是一个严谨、科学、安全、可靠和先进的列车自动控制系统（ATC） ，由计算机联锁系统（故障- 安全系统） 、列车自动防护系统（ ATP） 、列车自动驾驶系统（ATO）和列车自动监督系统化（ATS）四个主要子系统。各个系统间相互关联，实现地面控制和车载自动控制箱结合、现地控制欲中心控制结合，构成一个安全设备为基础，集行车和运行调控等功能为
8、一体的列车自动控制系统。通过信息交换网络构成闭环系统，充分发挥了保证行车安全、提高效率、缩短行车间隔、促进管理现代化、提高综合运营能力。本文着重阐述信号系统的功能的需求，为设备定型提供依据。关键字：信号，控制，联锁，移动闭塞西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 第 1 页第一章 前 言城市轨道交通信号是组织指挥列车运行，保障行车安全，提高运输效率，传递信息，改善行车人员劳动条件的关键设施，信号设备是轨道交通主要技术装备之一。而信号控制设备的装备水平和技术顺祝你也是铁路现代化设施的重要标志。轨道交通行车设备组成主要由联锁、继电设备、轨道电路、道岔（转辙机） 、信号机及移动闭塞技术等构成信号系统基
9、础，他们的质量和可靠性直接影响信号系统效能的发挥、可靠性的提高，在轨道交通运输现代化的进程中，信号基础设备在不断的发展更新和改造。轨道交通运输已经向高速、高密度、重载发展需要现代化信号设备，计算机技术啊、网络技术、现代通信技术等现代化技术的发展为轨道交通信号构成了实现现代化的平台。信号系统现代化技术越来越成为轨道交通现代化的重要标志和主要内容。轨道交通的发展方向是数字化、网络化、智能化、和综合化。计算机联锁运用。控制车站站内的道岔、进路、信号机显示并实现他们之间逻辑关系的系统成为联锁系统。联锁系统经历了机械化联锁、机电联锁和电气集中联锁几个阶段，目前采用计算机联锁技术已经很成熟。国内外计算机联
10、锁发展情况，我国因整体工业技术水平落后于西方，工业起步较晚，在联锁及整个铁路和轨道交通行业的发展相对落后。我国的相关技术主要以引进、消化、仿制、创新为主。国内的联锁主要有铁科院研制的 TYJL-II/III 型，TYJL-TR9 型。通号信号研究所早期的 DS6-11/20,现在的 DS6-60。交大微联与日本信号联合研制的 EI32-JD 计算机联锁系统。世界主要技术发达国家的计算机联锁情况如下：德国，西门子公司，SIMIS 系统。日本，日本信号，SMILK-I/II/III 型及 K/N 型。美国，通用信号，GRS 的 VPI 系统和信号公司的 US可以告知后续列车继续前行的距离,后续列车
11、可根据这一距离合理地采取减速或制动, 列车制动的起点可延伸至保证其安全制动的地点, 从而可改善列车速度控制,缩小列车安全间隔,提高线路利用效率。但准移动闭塞中后续列车的最大目标制动点仍必须在先行列车占用分区的外方,因此它并没有完全突破轨道电路的限制。移动闭塞技术则在对列车的安全间隔控制上更进了一步。通过车载设备和轨旁设备不间断的双向通信,控制中心可以根据列车实时的速度和位置动态计算列车的最大制动距离。列车的长度加上这一最大制动距离并在列车后方加上一定的防护距离, 便组成了一个西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 第 3 页与列车同步移动的虚拟分区。由于保证了列车前后的安全距离,两个相邻的移动闭
12、塞分区就能以很小的间隔同时前进,这使列车能以较高的速度和较小的间隔运行 ,从而提高运营效率。移动闭塞的线路取消了物理层次上的分区划分,而是将线路分成了若干个通过数据库预先定义的线路单元,每个单元长度为几米到十几米之间 ,移动闭塞分区即由一定数量的单元组成,单元的数目可随着列车的速度和位置而变化 ,分区的长度也是动态变化的。线路单元以数字地图的矢量表示。线路拓扑结构的示意图由一系列的节点和边线表示。任何轨道的分叉、汇合、走行方向的变更以及线路的尽头等位置均由节点(Node) 表示,任何连接两个节点的线路称为边线。每一条边线有一个从起始节点至终止节点的默认运行方向。一条边线上的任何一点均由它与起点
13、的距离表示,称为偏移。因此所有线路上的位置均可由【边线,偏移 】矢量来定义,且标识是唯一的。移动闭塞系统中列车和轨旁设备必须保持连续的双向通信。列车不间断向轨旁控制器传输其标识、位置、方向和速度,轨旁控制器根据来自列车的信息计算、确定列车的安全行车间隔,并将相关信息( 如先行列车位置,移动授权等) 传递给列车, 控制列车运行。目前,世界上诸多信号供应商如阿尔卡特、阿尔斯通、西门子、庞巴迪和西屋等, 均开发出了各自的移动闭塞技术并已在全球广泛应用。典型的移动闭塞线路中,线路被划分为若干个区域,每一个区域由一定数量的线路单元组成。区域的组成和划分预先定义,每一个区域均由本地控制器和通信系统控制。本
14、地控制器和区域内的列车及联锁等子系统保持连续的双向通信,控制本区域内的列车运行。列车从一个控制区域进入下一个区域的移交是通过相邻区域控制器之间的无线通信实现。当列车到达区域边界,后方控制器将列车到达信息传递给前方控制器 ,同时命令列车调整其通话频率; 前方控制器在接收并确认列车身份后发出公告,移交便告完成。两个相邻的控制区域有一定的重叠,保证了列车移交时无线通信不中断。移动闭塞系统通过列车与地面间连续的双向通信,实时提供列车的位置及速度等信息 ,动态地控制列车运行。固定闭塞、准移动闭塞与移动闭塞三种闭塞方式的比较见文献 3 。移动闭塞制式下后续列车的最大制动目标点可比准移动闭塞和固定闭塞更靠近先行列车, 因此可以缩小列车运行间隔,使运营公司有条件实现“小编组,高密度”, 从而使系统可以在满足同等客运需求条件下减少旅客候车时间, 缩小站台宽度和空间, 降低基建投资。此外,由于系统采用模块化设计,核心部分均通过软件实现 ,因此使系统硬件数量大大减少,可节省
