单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,城市轨道交通信号基础,第,2,章,城市轨道交通信号基础第2章,第二章 闭塞系统,第一节 闭塞系统概述,列车在区间内运行时，列车速度快、质量重、制动距离长，由于城市轨道交通区间内一般不设置道岔，因此不能避让。所以，必须采取技术措施确保列车在区间内运行安全。,城市轨道交通在行车管理上设置一套行车设备及行车组织制度控制列车区间的运行。这种通过对设在车站的有关设备或通过信号机的控制（包括在设备因故障失效后的联系制度），及相关的行车手续来保证在同一时间内、同一站间或闭塞分区内，只有一个列车行车的办法，称为行车闭塞。也就是用信号或凭证保证列车运行安全的技术方法。,通常我们把实现闭塞方式的设备称为闭塞设备。,为保证列车运行的安全，使同方向列车不致发生追尾冲突，对向列车不致发生迎面相撞，列车运行必须有间隔；同时，在满足列车长度、速度、密度、制动力和信号显示距离等条件下，划分列车运行间隔有利于提高轨道线路通过能力。,第二章 闭塞系统,一、区间的划分,为保证线路必要的通过能力和行车安全，轨道线路以车站为分界点划分成若干个区间或若干个闭塞分区。,（,1,）如图,2-1,所示，在单线轨道线路上分界点叫做信号点，进站信号机机柱中心线内方为车站，外方为区间。,图,2-1,单线线路区间划分,（,2,）如图,2-2,所示，在双线轨道线路上分界点叫做信号点，进站信号机机柱中心线到同方向站界标机柱中心线内方为车站，外方为区间。,图,2-2,双线线路区间划分,一、区间的划分图2-1 单线线路区间划分,如图,2-3,所示，在地下站以端墙为车站与区间的分界点，两端端墙内方为站内，相邻两车站端墙之间为区间。,头端墙,按列车运行方向，列车停在车站时头部对应的车站端墙。,尾端墙,按列车运行方向，列车停在车站时尾部对应的车站端墙。,图,2-3,头端墙、尾端墙示意图,图2-3 头端墙、尾端墙示意图,（,3,）如图,2-4,所示，轨道线路采用大区间闭塞时，并非所有的车站都是闭塞区间的分界点，通常根据作业需要将某些大站（或重要车站）设置为闭塞区车站，两闭塞区车站之间的线路区段称为大区间，其他车站则为大区间内的闭塞分区分界点。,图,2-4,双线线路自动闭塞分区划分,图2-4 双线线路自动闭塞分区划分,（,4,）如图,2-5,所示，轨道线路采用移动闭塞时，是以同方向保持最小运行间隔的前行列车尾部和追踪列车头部为活动闭塞区间的分界线。,图,2-5,移动闭塞线路闭塞分区划分,图2-5 移动闭塞线路闭塞分区划分,二、行车闭塞要点,为了保证列车在区间内行车安全，列车由车站驶向区间运行的条件：一要验证区间空闲；二要有进入区间的凭证；三要实行区间闭塞。,列车要占用区间，一方面必须验证区间空闲，才能向区间发车。另外，要防护列车在区间内运行有可能发生列车分离事故，列车司机到站，不能说明区间一定空闲。因此，在没有检查区间状态的设备时，靠接车站的值班员确认列车整列到达后，才能认为区间已经空闲。当装有检查区间状态空闲的设备时，则可由信号来表示区间是否空闲，不必再由车站值班员检查和确认。检查区间状态的设备一般有轨道电路、计轴设备。采用计轴设备的方法是用列车进入区间时检测的列车轴数与离开区间时检测的列车轴数是否一致来判断列车是否留有车辆在区间。,准许占用区间的凭证通常为车站的出站信号机和区间通过信号机的进行信号显示。当以出站信号机或通过信号机的进行信号显示作为准许占用区间的凭证时，在列车进入区间后信号机应自动关闭。,在同一区间只准许一列列车运行，一旦列车占用区间，即实行闭塞，在闭塞未解除之前，不准许其他列车驶入。在单线区段还必须防止两个车站同时向一个区间发车，所以必须杜绝发生追尾或迎面冲突事故。,二、行车闭塞要点,三、实行区间闭塞的基本方法,（一）时间间隔法,列车按照事先规定好的时间自车站发车，使两列车之间间隔按一定的时间运行。但是，当列车在区间内发生了事故（停车或分离等），这种方法就不能保证列车在区间运行的安全。,（二）空间间隔法,把线路分成若干线段（区间或闭塞分区），在每个线段内，只准许一列列车运行，使前行列车和追踪列车之间保持一定距离的行车方法。这种行车方法是我国目前所采用的闭塞方法。,四、实现区间闭塞的制式,区间闭塞系统是确保列车在区间运行安全的信号设备，闭塞系统直接影响行车效率；随着技术发展，闭塞系统也在不断提高和发展。,（一）人工闭塞,轨道运输最先采用的是基于机,电结合的电气路签或路牌，作为列车占用区间的,“,凭证,”,，司机取得,“,路签或路牌,”,后，才能驶入区间，而且当列车抵达下一个车站，司机必须将,“,路签或路牌,”,交还给行车值班员，以证明区间已经空闲，允许下一列车再驶入区间。,三、实行区间闭塞的基本方法,这种人工闭塞方式在交接凭证和检查区间状态，都是依靠人来完成，所以叫作人工闭塞。,人工闭塞制式中，需要操作人员全程参与交接凭证和检查区间状态的工作，一些设备只是辅助进行行车指示工作。,随着电气自动化技术的发展，这种机,电结合的人工闭塞方式被半自动闭塞系统所替代。,城市轨道交通由,ATC,系统的列车自动防护（,ATP,）子系统，完成列车间隔控制（相当于闭塞控制）。当,ATP,子系统故障时，列车接收不到速度（或距离）信号，这种情况下，在行车调度员的授权下，发车站行车值班员用“电话”通知接车站的行车值班员，做好接车准备，同时签发占用区间的“路票”，发车站的司机得到“路票”以后，才允许列车出站；列车抵达下一个车站，司机必须将“路票”交还给接车站的行车值班员。城市轨道交通也将这种闭塞方式称为“电话闭塞”。,（二）半自动闭塞,半自动闭塞是指由人工办理闭塞手续，列车凭出站信号机的进行信号显示作为发车凭证，列车发车后，出站信号机自动关闭的闭塞方法。,半自动闭塞使用闭塞设备，人工办理两个车站之间的闭塞手续，列车凭出站信号机的允许信号显示作为发车凭证。列车进入出站信号机内方后，出站信号机会自动关闭，这样一种闭塞制度称为半自动闭塞。如图,2-6,所示，在半自动闭塞的情况下，发车站要发车，发车站必须与接车站相配合，办理好闭塞手续，才能开放出站信号机。,这种人工闭塞方式在交接凭证和检查,列车进入出站信号机内方的轨道区、段，出站信号机因该轨道电路分路而自动关闭出站信号，使区间实现闭塞；也就是列车在区间运行过程中，两站处于,“,闭塞状态,”,，不允许其他列车再进入该区间，而当列车到达接车站后，由接车站值班员确认列车整列到达，才能向发车站发送闭塞复原信息，使区间闭塞解除。这种方法，既要值班员办理手续、开放出站信号，又依靠列车占用轨道电路，自动关闭信号，而解除闭塞又要值班员参与，所以将这种闭塞制度称为半自动闭塞。,图,2-6,半自动闭塞示意图,在当前最先进的基于无线通信的移动闭塞中，如果该闭塞信号系统出现故障时，就,“,降级,”,使用半自动闭塞法行车。,列车进入出站信号机内方的轨道区、段，,半自动闭塞在区间一般不设轨道电路，因此不能监督列车在区间内是否遗留有车列，列车的整列到达必须依靠值班员的确认，以专用的复原按钮发送到达复原信号之后，区间才能解除闭塞，其主要缺点是区间没有检查空闲的设备，在区间遗留车辆或车辆溜迤的情况下，极易发生事故。,（三）自动闭塞,上述半自动闭塞系统，一个区间只允许一列车运行，因此行车效率很低。为了提高区间通过能力，自动闭塞系统便应运而生。,在区间闭塞中，区间和闭塞分区是两个概念。区间一般指两个车站之间的线路，闭塞分区通常指在区间中划分出来的段落，一般由若干段轨道电路区段构成，所以可以这么说，一个区间里包含了若干个闭塞分区。,在每个闭塞分区的入口处，设置相应的通过信号机予以防护，而通过信号机的显示是根据列车的运行而自动变换，这样一种闭塞制度就是自动闭塞。三显示自动闭塞，它用红、黄、绿三种颜色的灯光来指示列车运行的不同条件。如图,2-7,所示是双线三显示自动闭塞的基本原理图,。,图,2-7,三显示自动闭塞原理示意图,图2-7 三显示自动闭塞原理示意图,由图可见，每个闭塞分区构成一个独立的轨道电路。当分区内无列车占用时，轨道继电器有电吸起。当列车在闭塞分区,1G,内运行时，由于轨道继电器,1GJ,被列车的轮对分路，它的前接点断开，继电器接通后接点，使,1,号信号机显示红灯。表示该闭塞分区有车占用。,3G,内无车，使轨道继电器,3GJ,有电吸起，又因,1GJ,接点落下，使,3GJ,前接点闭合而接通,3,号信号机的黄灯电路，使,3,号信号机亮黄灯，表示它所防护的闭塞分区空闲，要求后行列车注意运行，前方只有一个闭塞分区空闲。,5,号通过信号机由于轨道继电器,5GJ,、,3GJ,都在吸起状态，遇过,5GJ,和,3GJ,的前接点闭合绿灯电路而亮绿灯，准许后行列车按规定速度运行，前方至少有两个闭塞分区空闲，其余的依次类推。,在自动闭塞制度下，根据前方列车的位置，通过轨道电路自动控制通过信号机的显示，并向列车发送运行“指令”，而且可以允许多列列车在区间运行。如图,2-7,所示为自动闭塞原理示意图，这种闭塞方式不仅可以确保行车安全，也可提高行车效率。,站间区间的各个闭塞分区的轨道电路发送端所发送的信息，需通过钢轨传送至轨道电路的接收端，从而控制通过信号机的显示。当列车进入该闭塞分区后，轨道电路发送端的信息也通过钢轨的感应，传送至车上，控制车载信号的显示。,由图可见，每个闭塞分区构成一个独立的轨道电路。,在自动闭塞制度下，站间区间允许有多个列车运行，而且整个区间都设有轨道电路，从而可以检测列车的完整性。,自动闭塞根据列车运行及有关闭塞分区状态自动变换信号显示，司机凭信号行车的闭塞方法，其特征如下：把站间划分为若干闭塞分区，有分区占用检查设备，可以凭通过信号机的显示行车，也可凭机车信号或列车运行控制的车载信号行车；站间能实现列车追踪，办理发车进路时自动办理闭塞手续；随列车走行自动变换信号显示。,（四）移动闭塞,城市轨道交通的列车运行自动控制系统，也是基于自动闭塞控制原理的基础之上。城市轨道交通区间也划分成不同长度的闭塞分区，但区间内不设地面通过信号机，地面信息直接传送至车上，而且向列车传送的信息量，要比自动闭塞的信息量多，这就是列车运行自动防护子系统（,ATP,）。所以，城市轨道交通所使用的闭塞制度，也是自动闭塞的延伸和派生。,在自动闭塞区段允许多列车运行于同一个区间，列车间隔控制取决于轨道区段的长度，而轨道区段的长度远远超过列车的长度，所以列车运行间隔控制离不开轨道区段长度的划分，显然这种基于轨道电路的信号系统，不可能再缩短列车运行间隔。,在自动闭塞制度下，站间区间允许有多个列车运行，,随着数字信号处理、无线通信和计算机技术的迅速发展，基于车地双向数据通信的移动闭塞应运而生。移动闭塞制度下，根据先行列车在线路的位置，由运行指挥中心向后续列车提供允许运行的安全距离，后续列车依据此安全距离，确定运行速度，从而实现列车运行间隔自动调整和列车运行间隔最小化。移动闭塞信号系统是基于无线通信的列车运行控制系统（,CBTC,）的简称。移动闭塞在我国城市轨道交通得到普遍应用。,移动闭塞的追踪目标点是前行列车的尾部，当然会留有一定的安全距离，后行列车从最高速开始制动的计算点是根据目标距离、目标速度及列车本身的性能计算决定的。如图,2-8,所示，目标点是前行列车的尾部，与前行列车的走行和速度有关，是随时间变化的，而制动的起始点是随线路参数和列车本身性能不同而变化的。空间间隔的长度是不固定的，所以称为移动闭塞。其追踪运行间隔要比准移动闭塞更小一些。移动闭塞一般采用无线通信和无线定位技术来实现。移动闭塞自动化程度高的还要考虑前行列车的速度。,图,2-8,移动闭塞的控制模式,随着数字信号处理、无线通信和计算机技术的迅速发,第二节 半自动闭塞原理,利用继电器电路实现分界点间联系的半自动闭塞叫做继电半自动闭塞。继电半自动闭塞标准型为,64,型继电半自动闭塞（简称