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《铁路信号基础》课程教学大纲Railway signals课程负责人：执笔人: 编写日期：一、课程基本信息1．课程编号：L082122．学分：1.5学分3．学时：24（理论24）4．适用专业：电气工程及其自动化二、课程教学目标及学生应达到的能力本课程的教学任务是要求学生系统掌握铁道信号专业设备中共同的主要基础设备及原理，包括信号机、动力转辙机、继电器、轨道电路、信号电源等设备。
本课程的开设既保持了有关基础设备知识必要的系统性、完整性和深入程度，又使车站信号、区间信号、远程控制及编组站综合自动化等多门后续专业课的内容更为紧凑和深入，衔接更为密切。
本课程的教学目标是使学生对有关基本概念、基本知识、基本理论按“了解、掌握、重点掌握”三个层次进行。
“了解”即要求学生对这部分内容知道，对其中所涉及到的内容理解；“掌握”即要求学生对这部分内容有较深入的理解，并把握。
“重点掌握”即要求学生对这部分内容能够深入理解并熟练掌握，同时能够灵活地进行分析和运用到实际中。
三、课程教学内容与基本要求该课程讲述了铁路信号的基本知识、基本概念与基本原理，主要讲授铁路信号的基础设施。
（一）继电器（6学时）主要内容：继电器的主要结构及发展趋势、继电器的机械特性与牵引特性、直流电磁继电器的工作原理、交流继电器的工作原理、继电器的时间特性、继电器接点、继电器的应用、继电器接点电路逻辑基础基本要求：通过本章的学习，重点掌握继电器的工作原理和应用，掌握继电器特性，了解接点电路设计基础和方法。
（二）铁路信号（4学时）主要内容：铁路信号概述、信号设置、显示制度、显示意义基本要求：通过本章的学习，重点掌握铁路信号的设置、显示制度、显示意义。
了解铁路信号色灯的基本概念，色灯信号机的结构。
（三）轨道电路（6学时）主要内容：轨道电路的基本概念、分类、电气特性，轨道电路的基本工作状态，轨道电路的分析计算和参数调整；交流电力牵引区段轨道电路，道岔区段轨道电路基本要求：通过本章的学习，重点掌握轨道电路的电气特性和基本工作状态及参数调整，掌握交流电力牵引区段轨道电路工作原理，25HZ相敏轨道电路工作原理，了解轨道电路的分类和发展趋势。
铁路信号基础课程复习题答案第一篇：铁路信号基础课程复习题答案铁路信号基础课程作业题参考答案一、填空题1、信号继电器按动作原理分为（电磁继电器）和（感应继电器）。
2、信号继电器按电流性质分为（直流继电器）和（交流继电器）。
3、安全型继电器是直流24V系列的重弹力式（直流电磁）继电器，其典型结构为（无极继电器）。
4、双线区段的车站股道编号应从正线起，按列车的运行方向分别（向外）顺序编号。
5、在站场平面布置图上，站场股道编号，正线编为（罗马）数字，站线编为（阿拉伯）数字。
6、信号设备编号中的“1DG”表示（1号道岔区段轨道电路）。
7、实行极性交叉是轨道电路（防止钢轨绝缘破损）的防护措施之一。
8、安全型继电器接点接触式形式有（面接触）、（线接触）、（点接触）。
9、继电器电路的分析法有（动作程序法）、（时间图解法）、（接通径路法）。
10、JRJC-70/240二元二位继电器具有（相位）和（频率）选择性，它吸起的条件是（局部电压超前轨道电压90度）。
11、进站信号机的安装距最外方道岔尖轨尖端（不少于50M）的地方。
12、当进站及通过信号机灭灯时，其前一架信号机应自动显示（红灯）。
13、列车的禁止信号显示（红）灯，调车的禁止信号显示（蓝）灯。
14、自动闭塞的通过信号机在上、下行处243KM和560M处，它的上行通过信号机的编号是（2436），下行通过信号机的编号是（2435）。
15、遮断信号机平时显示（不显示）灯，（不起信号）作用，机柱涂有（黑白相间的斜线），当发生危险时显示（红）灯。
16、进站复示信号机采用（灯列式）结构，它（复示）进站信号机的显示。
（）时表示站内正线停车，（）表示站内侧线停车。
17、XDZ—B型多功能信号点灯装置电路中，端子1、2输入的是（交）流（220）V电压，接信号灯泡主丝的端子是（3），电压是（直）流（12）V；信号灯泡付丝的端子是（4），电压是（直）流（）V ；它们的公共端子是（）。
第一章概论 (1)第一节铁路信号的作用 (1)一、铁路运输安全与铁路信号 (1)二、铁路信号在铁路运输中的地位和作用 (3)（一）保证行车安全 (3)（二）铁路信号设备具有投资少、见效快、效益高、贡献大的显著特点 4（三）铁路信号在铁路现代化中的作用 (5)（四）铁路信号技术的发展现状 (5)三、铁路信号系统的产生与发展 (6)四、我国铁路信号的现状 (7)（一）信号显示制式 (7)（二）车站联锁设备 (7)（三）区间信号 (8)（四）机车信号与列车运行控制 (8)（五）行车调度指挥系统 (9)（六）铁路枢纽信号设备 (9)（七）信号基础设备 (10)五、对发展新的铁路信号系统的几点认识 (12)第二节与铁路信号技术相关的信息与控制技术 (13)一、通信网 (13)二、数据无线通信 (14)三、人工智能、智能控制 (14)四、分布式人工智能 (15)第三节铁路信号的发展趋势与特征 (15)一、引进新技术 (16)二、系统设计从经验型定性方式向分析定量方式发展 (17)三、系统组成向模块化集成化发展 (17)四、向智能化发展 (17)五、铁路信号微机联锁系统 (18)六、新型列车运行控制系统 (18)七、列车控制与调度控制结合向综合自动化发展 (19)第二章各种用途的信号机、表示器和标志 (21)第一节概述 (21)第二节信号显示制度、显示方式与方法 (24)一、对信号显示的基本技术要求 (24)二、信号显示制度 (24)（一）进路制 (24)（二）速差制 (25)三、信号的显示方式与方法 (26)（一）色灯信号机的显示方式与方法 (26)（二）臂板信号机的显示方式与方法 (28)四、固定信号机的信号显示举例 (29)第三节信号显示距离 (30)第四节各种用途的信号机 (31)一、进站信号机 (32)二、出站信号机 (34)三、进路信号机 (36)四、通过信号机 (37)五、遮断信号机 (40)六、预告信号机 (40)七、调车信号机 (41)八、驼峰信号机 (43)九、复示信号机 (43)第五节各种表示器和标志 (44)一、各种表示器 (44)二、各种标志 (47)第六节信号显示等常用图形符号 (50)一、信号基本灯光颜色（见表2－6） (50)二、色灯信号机（见表2－7） (50)三、臂板信号机（见表2－8） (53)四、表示器（见表2－9） (53)五、其他（见表2－10） (54)第三章动力转辙机 (57)第一节道岔 (57)一、道岔的组成 (57)二、道岔的辙叉号 (57)三、道岔的位置和状态 (58)四、对向道岔和顺向道岔： (59)五、单动道岔和双动道岔 (60)第二节电动转辙机 (62)一、电动转辙机的结构及性能 (64)（一）电动机 (64)（二）减速器 (65)（三）转换锁闭装置 (65)（四）自动开闭器 (65)（五）吸收转动惯量和保护电机的联结装置 (66)二、ZD6型电动转辙机的结构及传动原理 (66)（一）ZD6型电动转辙机的电机 (68)（二）ZD6型电动转辙机的减速器 (69)（三）ZD6型电动转辙机的转换锁闭装置 (70)（四）ZD6型电动转辙机的自动开闭器 (72)（五）ZD6型电动转辙机的摩擦联结器 (75)（六）ZD6型电动转辙机挤岔装置 (77)第三节电空转辙机 (79)一、ZK3—A型电空转辙机的结构及主要部件的功能 (80)（一）气缸 (81)（二）滑阀 (81)（三）锁闭阀 (84)（四）气源处理二联件 (85)二、ZK3—A型电空转辙机的动作过程 (85)第四章继电器 (87)第一节继电器概述 (87)第二节继电器的主要结构及发展趋势 (91)一、JWX型直流无极电磁继电器 (92)二、JPX—1000型偏极继电器 (93)三、JYX型有极继电器 (94)四、JZX型整流式继电器 (95)第三节继电器的机械特性与牵引特性 (96)一、机械特性 (96)二、直流电磁继电器的吸力计算 (98)三、牵引特性与机械特性的配合 (103)第四节直流电磁继电器的工作原理 (105)一、直流无极电磁继电器 (105)二、直流有极继电器 (108)（一）继电器的特点，磁路结构和基本动作原理 (108)（二）有极继电器吸力的分析 (111)（三）有极继电器的调整 (115)三、组合式继电器 (121)第五节交流继电器的工作原理 (124)一、交流电磁继电器 (124)（一）消除衔铁颤动的方法 (127)二、交流感应继电器 (128)（一）交流感应二元继电器的动作原理 (129)（二）交流感应二元继电器的转矩分析 (131)（三）交流感应式轨道继电器 (134)（四）遮极式（单元）感应继电器动作原理 (137)第六节继电器的时间特性 (137)一、直流无极电磁继电器的时间特性 (138)二、改变直流无极电磁继电器时间参数的方法 (144)第七节继电器接点 (156)一、继电器接点工作状态的分析 (157)（一）继电器接点的闭合状态 (157)（二）接点的断开过程 (163)（三）接点的闭合过程 (170)二、熄灭接点电弧和消灭接点火花的方法 (171)（一）熄灭接点电弧的方法 (171)（二）消灭接点火花的方法 (173)第八节继电器的应用 (178)一、继电器的图形符号和使用 (179)二、继电器接点电路的几种基本形式 (183)（一）按工作特点来分的继电器接点电路 (183)（二）按有无记忆作用来分的继电器接点电路 (185)（三）按连接形式分的继电器接点电路 (186)三、继电器接点电路的分析方法 (187)（一）接通公式法 (187)（二）时间图解法 (187)四、继电器电路的基本防护原则 (188)（一）用继电器的励磁状态作为开放信号的条件 (189)（二）电源与继电器设在不同端 (190)（三）采用双极接通电路 (191)（四）继电器不工作时分路继电器线圈 (191)（五）避免对几个继电器电路采用共用回线 (191)第九节继电器接点电路逻辑基础 (192)一、概述 (192)（一）接点电路逻辑理论的运用概况 (192)（二）接点电路的元件 (193)（三）接点电路的结构形式 (194)（四）接点电路逻辑代数的基本定津 (196)二、接点电路变换的一般公式 (201)三、串并联电路变换为桥形电路的二极管插入法 (209)四、接点电路的综合 (214)（一）单拍电路的综合 (214)（二）多拍电路的综合 (217)复习题 (223)第五章轨道电路 (228)第一节轨道电路的基本概念 (228)第二节轨道电路的分类 (230)一、按工作原理分 (230)二、按信号电流的性质分 (232)三、按机车牵引电流的回归方式分 (235)四、按供电方式分 (237)五、按轨道电路的分割方式分 (241)第三节轨道电路的电气特性 (243)一、轨道电路的一次参数 (243)二、轨道电路的二次参数 (250)（一）特性阻抗 (251)（二）传输常数 (254)（三）直流轨道电路一次参数的测算方法 (255)（四）交流轨道电路一次参数的测算 (257)（五）音频轨道电路参数的测算 (268)第四节轨道电路的基本工作状态 (270)一、轨道电路的调整状态 (270)二、轨道电路的分路状态 (271)三、轨道电路的断轨状态 (273)第五节轨道电路的分析计算 (275)一、调整状态的分析计算 (275)（一）计算的条件和基本公式 (276)（二）确定终端电压、电流值方法 (276)（三）求解限流器阻抗和最低供电电压 (277)（四）选取实用的电压值 (278)二、分路状态的分析计算 (279)（一）分路灵敏度比较法 (279)（二）电压比较法 (286)三、断轨状态的分析计算 (287)（一）断轨状态的等效电路 (288)（二）断轨状态的计算 (289)（三）影响断轨状态的因素 (290)四、过载校核计算 (291)（一）送电端过载校核 (291)（二）受电端过载校核 (292)五、机车信号工作状态下的轨道电路分析 (292)（一）带机车信号轨道电路的分析 (293)（二）两列车进入轨道电路的分析 (294)六、轨道电路计算举例 (295)第六节交流电力牵引区段轨道电路 (300)一、电力牵引区段轨道电路的特点 (301)二、电力牵引区段轨道电路的防护 (303)（一）减少钢轨电流的不平衡 ........................................................................ 303 （二）增设滤波器防护环节 ............................................................................ 304 （三） 增设熔断器 .. (304)三、 电力牵引区段轨道电路的计算方法 (305)（一）调整状态的计算 ...................................................................................... 305 （二）分路状态的计算 ...................................................................................... 307 第七节 道岔区段轨道电路 (308)一、 车站道岔区段轨道电路 (309)（一）道岔区段轨道电路的连接方式 .......................................................... 309 （二）道岔区段设置轨道电路的要求 .......................................................... 310 （三） 道岔区段轨道电路的分析和计算 - (311)二、 驼峰峰下道岔区段轨道电路 (314)三、 轨道电路极性交叉的配置 (317)（一）极性交叉的作用 ...................................................................................... 317 （二）极性交叉的配置 ...................................................................................... 318 第八节 轨道电路的调整 .. (319)一、 调整轨道电路的基本概念 (320)（一）z I 和s I 随d r 变化的分析 ...................................................................... 320 （二）s U 随d r 变化的分析 .............................................................................. 321 （三） gj U 随d r 变化的分析 .. (321)二、 调整表和调整曲线 (322)第六章 大站电源屏 (329)第一节概述 (329)一、要求及组成 (329)（一）交流电源 (330)（二）直流电源 (330)二、电力电路符号 (332)第二节转换电源屏 (336)一、主、副电源切换电路 (337)二、转换电路 (340)（一）调压屏转换电路 (340)（二）主、备用交流屏转换电路 (340)（三）主、备用直流屏转换电路 (344)第三节交流电源屏 (346)一、各种专用交流电源 (347)（一）信号点灯电源 (347)（二）轨道电路电源 (348)（三）道岔表示电源 (348)（四）控制台表示灯电源和闪光电源 (349)二、供电监督电路 (351)第四节直流电源屏 (351)一、直流24V电源 (352)二、直流220V电源 (357)第五节交流调压屏 (358)一、感应调压器工作原理 (359)二、驱动电机控制电路 (362)（一）驱动电机正反向运行控制电路 (363)（二）驱动电机制动电路 (364)（三）驱动电机断相防护电路 (365)三、自动稳压控制电路 (366)四、复习题 (371)第一章概论第一节铁路信号的作用铁路信号技术已经历了一百多年的发展，形成了今天的现代铁路信号系统，它是计算机、现代通信和控制技术在铁路运输生产过程中的具体应用，属信息与控制学科范畴，长期以来，信号、联锁、闭塞构成铁路信号系统的三个基本组成部分，它为铁路列车运行提供了基本安全保障。
第四章道岔转换与锁闭设备道岔是列车从一股道转向另一股道的转辙设备，它是铁道路路中最关键的特殊设备，也是铁路信号的主要控制对象之一。
道岔的转换和锁闭设备，直接关系到行车平安。
道岔的操纵分为手动、电动两种方式。
手动是作业人员通过道岔握柄在现场直接操纵道岔的转换与锁闭，这种方式效率低，劳动强度大，不能适应铁路现代化的要求。
随着非集中联锁的被改造，手动方式正逐渐减少。
电动方式，是指由各类动力转辙机转换和锁闭道岔，易于集中操纵，实现自动化。
转辙机是重要的信号根底设备，它对于保证行车平安，进步运输效率，改善行车人员的劳动强度，起着非常重要的作用。
第一节道岔一、道岔的组成如图4-1所示，道岔有两根可以挪动的尖轨1，尖轨的外侧是两根固定的根本轨2。
与尖轨和根本轨相连接的是四根合拢轨。
其中两根合拢轨3是直的，两根合拢轨4是弯的〔其曲线叫道岔导曲线〕，两根内侧合拢轨相连的是辙叉。
它由两根翼轨5，一个岔心6和两根护轮轨7组成。
护轮轨和翼轨为固定车轮运行方向。
因为机车车辆通过道岔时都要经过辙叉的“有害空间S〞，假如不固定车轮轮缘的前进方向，就有可能造成脱轨事故。
图4-1 道岔实图二、道岔的辙叉号由岔心所形成的角，叫辙叉角，它有大有小。
道岔号码〔N〕是代表道岔各部主要尺寸的。
通常用辙叉角α的余切来表示。
如图4-3所示，即：N=cotα=FE AE图4-2 道岔示意图图4-3道岔号数计算示意图1－尖轨；2－根本轨；3－直合拢轨；4－弯合拢轨；5－翼轨；6－辙岔心；7－护轮轨。
由此可见，道岔号与辙叉角α成反比关系，α角越小，N越大，导曲线半径也越大，机车车辆通过该道岔时就越平稳，允许过岔速度也就越高。
所以采用大号码道岔对于列车运行是有利的。
随着列车重量和速度的不断进步，应逐步采用强度更高，号码更大的道岔。
目前，在我国铁路的主要线路上大多采用9、12、18号三个型号的道岔，其通过速度如表4-1：60Kg道岔类型尖轨长度岔心通过速度、直股／弯股(Km/h)过渡型12号固定110/50弹性尖轨12号固定120/50弹性尖轨12号可动140/50提速12号固定140/50提速12号可动160/50提速18号可动160/80提速30号可动160/140客专38号——可动250/140三、道岔的位置和状态由图4-2所示，道岔有两根可以挪动的尖轨，一根密贴于根本轨，另一根尖轨分开根本轨，可以同时改变两根尖轨的位置，使原来密贴的别离，而原来别离的密贴，可见道岔有两个可以改变的位置。
