1、浅谈城市轨道交通信号控制系统学 生 姓 名： 学 号： 专 业 班 级： 指 导 教 师： 西 安 铁 路 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文- I -摘 要城市轨道交通信号系统是保证列车运行安全，实现行车指挥和列车运行现代化，提高运输效率的关键系统设备。城市轨道交通信号系统是城市轨道，交通自动化系统中的关键部分，是保证列车和乘客安全，实现列车运行高效、指挥管理有序的自动控制系统。其核心是列车自动控制系统，它由列车自动监控子系统、列车自动防护子系统、计算机联锁子系统和列车自动驾驶子系统组成。ATC 系统自上世纪 7O 年代投入运用至今，经历了三十年的发展，技术日趋成熟，为使列车控制技术经济
2、指标更加合理，世界各国纷纷开发了先进的 ATC 系统， ATC 系统按闭塞方式分类有三种类型：固定闭塞方式的 ATC 系统、准移动闭塞式的 ATC 系统、移动闭塞式的 ATC 系统。城轨通信系统与信号系统共同完成行车调度指挥，并为城轨的其它各子系统提供信息传输通道和时标信号。此外，通信系统是城轨交通内部公务联络的主要通道，使构成城轨交通内部的各个子系统能够紧密联系，以提高整个系统的运行效率。当然，通信系统也是城轨交通内、外联系的通道。 城轨通信系统在发生灾害、事故或恐怖活动的情况下，是进行应急处理、抢险救灾和反恐的主要手段。城市轨道交通越是在发生事故、灾害或恐怖活动时，越是需要通信联系，但若在
3、常规通信系统之外再设置一套防灾救护通信系统，势必要增加技资，而且长期不使用的设备亦难以保持良好的运行状态。所以，在正常情况下，通信系统能为运营管理、指挥、监控等提供通信联络的手段，为乘客提供周密的服务；在突发灾害、事故或恐怖活动的情况下，能够集中通信资源，保证有足够的容量以满足应急处理、抢险救灾的特殊通信需求。城市轨道交通包括了地铁，轻轨和城市铁路等不同形式具有运量大，速度快，安全准点。平稳舒适，污染小等优点。 本文主要阐述城市轨道交通信号控制系统的主要组成。随着我国城市轨道交通的迅猛发展，信号系统作为控制运行安全的核心设备，对其安全、可靠性的分析评价显得尤为重要，本文从列车检测方式、机车信号
4、选择、设备控制方式等方案的主要方面对描述了城巾轨道交通中信号系统的安全策略及可靠性分析。信号系统作为城市轨道交通工程中重要的组成部分,对行车的安全、正点、高效的运行起着至关重要的作用,但由于其中的设计标准不全面,给系统设计方案造成了一定的随意性。本文就其中的系统构成、设计行车间隔和 ATP 信息传输方式等方案进行了探讨。关键词：城市轨道；信号系统；控制系统；行车信号安全浅 谈 城 市 轨 道 交 通 信 号 控 制 系 统- II -目 录摘 要 .I引 言.11 信号的基本理论.21.1 联锁和进路.21.2 信号作用.21.2.1 信号与信号显示.21.2.2 信号的分类.21.3 系统的
5、可靠性分析.31.3.1 可靠性评估.31.3.2 ATP 系统的正常驾驶模式下 .32 城轨信号系统.52.1 信号标志.52.2 信号基础器材.52.2.1 信号机.52.2.2 信号机开放的意义.62.2.3 转撤机.92.2.4 轨道电路.122.2.5 电子计轴器.162.3 车场线信号.162.3.1 联锁设备.172.3.2 联锁设备的要求.172.4 电气集中.182.5 故障安全.182.5.1 故障安全原则.182.5.2 主要设备.182.5.3 6502 电气集中的组成.183 信号控制系统在城市轨道交通中的应用.203.1 城市轨道交通中使用的信号系统.203.2 城
6、市轨道交通移动闭塞信号系统的通信实现方式.203.3 信号控制方式及列车运行模式信号控制方式.213.3.1 ATP 列车自动保护系统 .21西 安 铁 路 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文-III-3.3.2 ATO 列车自动驾驶系统 .213.3.3 ATS 列车自动监控系统 .223.3.4 SICAS 微机联锁系统 .22结 论.24致 谢.25参 考 文 献.26西 安 铁 路 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文-1-引 言城轨交通的信号系统担当着控制和指挥列车运行的任务,是影响整个城轨交通系统运营安全控制和效益的关键点。信号系统的水平也成为城市快速轨道交通现代化的重要标志
7、。设计出一个优秀的系统方案不仅有利于保证行车安全,提高运输能力,实现迅速、及时、准确的行车调度指挥和运输管理现代化,提高服务质量,而且还有利于合理使用工程投资,降低工程造价。为了保障运营系统的安全、高效，配置一套科学、合理的信号系统成为大家关注的核心。对于信号系统设计方案的取舍，注重其功能的实现和价格的高低，而很少甚至没有从安全和可靠性方面进行分析比较，其结果是造成系统性能和用途不协调，投资大小和投资方向的准确性下降。本文将从列车检测方式、机车信号选择、设备控制方式等的安全和可靠，陛方面进行分析，对信号系统的方案进行阐述。浅 谈 城 市 轨 道 交 通 信 号 控 制 系 统- 2 -1 信号
8、的基本理论1.1 联锁和进路（1）联锁为了保证行车安全，在信号、道岔和进路间必须建立一定的相互制约关系。如防护开放以后道岔不能动，这种相互制约的关系称为联锁。（2）进路列车或调车车列由某指定地点运行至另指定地点所经过的径路称为进路。（3）信号闭塞所谓闭塞就是指利用信号设备把铁路线路人为地划分成若干个物理上或逻辑上的闭塞分区，以满足安全行车间隔和提高运输效率的要求。1.2 信号作用1、保证行车安全2、提高运输能力1.2.1 信号与信号显示1、信号：在行车调车工作中，对乘务人员与行车有关人员指示运行条件而规定的物理特征符号。2、信号显示：是信号的显示方式，显示含义和使用方法的统称。3、信号的分类：
9、视觉信号和听觉信号。1.2.2 信号的分类1、视觉信号：以颜色、形状、位置、显示数目和灯光状态等表达的信号。如信号机、信号灯、信号旗、信号牌、信号表示器、信号标志等。2、听觉信号（音响信号）：以不同器具发出的音响的强度、频率和音响长短时间等表达的信号。如停车信号显示不明或灯光熄灭时，列车停在信号机前用无线调度电话通知运转车长，通知不到时鸣笛一长声，停车等候 2 分钟，未显示信号时以遇到阻碍能随时停车的速度继续运行不超过 20KM/H。西 安 铁 路 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文-3-图 1.1 信号的分类1.3 系统的可靠性分析随着我国城市轨道交通的迅猛发展，运量日益增长，列车运行密
10、度不断加大，为了保障运营系统的安全、高效，配置一套科学、合理的信号系统成为大家关注的核心。目前，对于信号系统设计方案的取舍，注重其功能的实现和价格的高低，而很少甚至没有从安全和可靠性方面进行分析比较，其结果是造成系统性能和用途不协调，投资大小和投资方向的准确性下降，通俗地说不是“大马拉小车”就是“小马拉大车”。本文将从列车检测方式、机车信号选择、设备控制方式等的安全和可靠，陛方面进行分析，希望能够对信号系统的方案设计提供些借鉴。城市轨道交通的信号系统担当着控制和指挥列车运行的任务,是影响整个城轨交通系统运营安全和效益的关键点。信号系统的水平也成为城市快速轨道交通现代化的重要标志。设计出一个优秀
11、的系统方案不仅有利于保证行车安全,提高运输能力,实现迅速、及时、准确的行车调度指挥和运输管理现代化,提高服务质量,而且还有利于合理使用工程投资,降低工程造价。1.3.1 可靠性评估在信号系统的设计时，除了系统安全性外，可靠性评估也是非常重要的，高度的可靠性也是高安全性的一个重要保障。为了能够放心地在实际中运用，设计一个完善的信号系统必须定量地分析出系统的可靠性指标。例如：在国铁规范中，已明确了列车超速防护的车上设备的平均无故障时间(MTBF)不低于 104h，地面设备的平均无故障时间不低于 105h。浅 谈 城 市 轨 道 交 通 信 号 控 制 系 统- 4 -1.3.2 ATP 系统的正常驾驶模式下在城市轨道交通中由于 ATP 系统在正常驾驶模式下使用，是惟一能连续控制列车运行，并长期确保列车安全运行的驾驶模式。降级驾驶模式是 ATP 系统出现故障情况下，在限速条件以人工驾驶来降低列车运行风险所采用的一种驾驶模式。不过，诙漠式并不能避免所有风险，特别是不能保护列车不闯关闭的信号机，所以要求正常驾驶模式必须非常稳定可靠，以尽量减少采用降级驾驶模式。鉴于上述因素，在国外城市轨道交通工程中，提出 ATP 系统正常驾驶模式的可靠必须高于 9999。其中，月为系统可靠性概率；T 为系统设计寿命；MTBF 为平均无故陶司隔时间。
