有轨电车信号系统课件

城市轨道交通讯号系统维护保养的内容及方法
内容
方法
城市轨道交通讯号系统维护保养包括对各种 信号设备进行日常巡检、定期测试、清洁、 润滑等作业，以及对设备进行预防性维修和 更换易损件等。
维护保养方法包括目视检查、功能测试、触 觉检查、听觉检查等，以及使用专业工具和
检测设备进行更深入的检查和测试。
城市轨道交通讯号系统故障诊断与排除方法
成熟阶段
现代城市轨道交通讯号系统已经 实现了高度自动化和智能化，能 够实现列车的远程控制和自动化
运营。
02
基础信号设备
轨道电路
01
02
03
轨道电路的组成
轨道电路由轨道、轨道绝 缘、轨道继电器等组成， 是城市轨道交通讯号系统 的基础设备之一。
轨道电路的作用
轨道电路的作用是检查列 车是否占用轨道，并将检 查结果传输给联锁设备， 以确保列车运行的安全。
城市轨道交通基础信号设备 课件
目 录
• 城市轨道交通讯号系统概述 • 基础信号设备 • 联锁系统 • 列车运行控制系统 • 城市轨道交通讯号系统的维护与保养
01
城市轨道交通讯号系统概 述
信号系统的定义与作用
定义
城市轨道交通讯号系统是指通过控制列车运行速度、保证列车安全、提高运输 效率的信号设备系统。
定义
联锁系统是指通过技术手段，将城市轨道交通线路中的信号 机、道岔、进路等设备进行逻辑关联和控制，实现信号的联 锁和进路的自动排列。
作用
联锁系统是城市轨道交通讯号系统的核心，其作用是确保列 车在行驶过程中的安全和高效，防止列车冲突和事故的产生 。
联锁系统的组成及功能
组成
联锁系统主要由计算机硬件、网络通讯设备、输入输出设备等组成，其中计算机 硬件是核心部分，负责实现信号的逻辑处理和计算。

一、信号系统简介
三、CBTC系统介绍 四、主要信号设备简介 五、信号系统与土建接口 六、信号系统工期
1、地铁信号系统的组成 地铁信号系统的核心是列车自动控制（ATC）系统。它由正线计算 机联锁子系统（CBI）、列车自动防护（ATP）子系统、列车自动 驾驶（ATO）子系统、列车自动监控（ATS）子系统构成、数据通 信子系统(DCS)、信号维护监测系子统、车辆段计算机联锁系统、 培训系统、试车线信号系统等。
• 安装在道床一侧，需要时也可安装在隧道顶部。
WIN Base Station
800m
17
7 CBTC后备信号系统方案
• 后备系统根据功能需求不同，配置方案上也有所区别：
① 联锁级：由计轴器、转辙机、信号机和联锁设备构成基本后备信号系统 ，实现自动站间闭塞功能。
② 点式ATP级：在联锁级配置基础上，通过地面点式设备和车载ATP设备实 现ATP的保护功能。
联锁：为了保证行车安全，通过技术方法，使进路 、进路道岔和信号机之间按一定程序、一定条件建立 起的既相互联系，而又相互制约的关系，这种关系称 为联锁。
闭塞：闭塞就是用信号或者凭证，保证列车按照前 行列车和追踪列车之间必须保持一定距离(空间间隔 制)运行的技术方法。
2.地铁信号系统分类
尽管各类信号系统在实现列车控制方式、车地数据传输方式、列车 定位方式和信息量等方面各有不同，但基本上可按以下方式分类：
6 波导管方式
• 特点为信号传输损耗小，场强覆盖均匀，抗干扰能力 强。
• 通信标准采用IEEE802.11a或IEEE802.11g，通信速率 11Mbps至54Mbps。
• 单点AP的控制距离通常达1600m（每侧波导管长度 800m）。
• 挤压铝材质波导管强度较高，外部覆盖保护套，抗损 坏能力也较强，基本可做到免维护。

基于移动闭塞连续曲线速度控制方式示意图
移动闭塞ATC系统： 移动闭塞没有固定的闭塞分区，无需轨道电路装置判别闭塞分区列车占用与
否制。区移列动车闭的塞连续AT位C系置统、利速用度无及线其电它台信实息现计车算地出数列据车传移输动。授轨权旁，A并TC传设送备给根列据车控， 车速载度曲AT线C设，备对根列据车接进收行到牵的引移、动巡授航权、信惰息行和、列制车动自控身制运。行在状移态动计闭算塞出AT列C车系运统行 中，列车之间保持最小“安全距离”进行追踪运行。该安全距离是指后续列车 安全行车间隔停车点与前行列车尾部位置之间的动态距离。
线信号和车辆段信号两大部分。其中：
正线信号系统：正线信号系统为浙大网新公司集成，采用 基于无线通信技术的、移动闭塞制式的、具有完整ATC功能 的列车自动控制系统，即CBTC信号系统。同时还提供了连 续式ATP功能丧失情况下的点式ATP列车超速防护系统。满 足二号线一期工程的技术指标、功能以及行车组织和运营 要求。
ATC系统构成示意图
计算机联锁 （CBI）子系统
列车自动防护 （ATP）子系统
ATC系统
列车自动监控 （ATS）子系统
列车自动运行 （ATO）子系统
系统满足以下要求： ▪信号系统必须确保列车运行安全。 ▪满足运营及行车组织的要求。 ▪需严格按照预定的时刻表（运行图）组织列车运行。 ▪在控制中心能对全线列车集中监控，自动/人工运 行调整。 ▪实现列车自动驾驶或有超速防护的人工驾驶。 ▪具有必要的降级/后备控制模式。
列车的启动、加速、巡航、惰性、减速和停车的合理控制。
▪ 在正线车站、折返线和试车线自动实现列车的精确停车控 制。
▪ 在ATP子系统的允许下，向列车和屏蔽门控制系统发送开/ 关车门和屏蔽门的命令。

信号机
信号机是轨道交通信号系统中的重要组成部分，用于指示列车运行的方向和速度。
信号机一般安装在铁路线路的固定地点，如交叉路口、道口和车站等，用于控制列 车的安全运行。
信号机通过不同的显示方式，向列车驾驶员传递指令，如红灯表示停车、绿灯表示 通行等。
道岔设备
道岔设备是轨道交通线路中的重 要组成部分，用于实现列车转线
轨道电路控制
通过轨道电路检测列车的 占用和出清情况，为信号 机控制和道岔控制提供基 础数据。
闭塞系统
区间闭塞
通过轨道电路、应答器和计轴器 等设备，实现区间闭塞，确保列
车在区间内安全运行。
站内闭塞
通过信号机、轨道电路和道岔等设 备，实现站内闭塞，确保列车在车 站内安全运行。
电话闭塞
在无其他通信手段时，通过电话联 系实现闭塞，确保列车运行安全。
新一代通信技术应用
随着新一代通信技术的发展，如5G、物联网、云计算等， 轨道交通信号系统也需要不断升级和改进，以满足更高的 通信需求和更复杂的安全控制要求。
系统集成与互联互通
为了实现轨道交通的互联互通和资源共享，需要加强信号 系统的集成和互联互通技术的研究和应用，提高轨道交通 的运营效率和可靠性。
绿色环保技术
列车运行安全
为了保障列车运行安全，需要加强信号系统的监测和预警功能，及时发现和处理异常情况 。同时，还需要加强对列车的安全检查和驾驶员的培训，提高他们的安全意识和应对能力 。
乘客安全
轨道交通信号系统还需要考虑乘客的安全问题，如设置紧急停车按钮、加强站台门的安全 控制等措施，确保乘客的安全。
技术创新与升级
对信号系统的各个部件进行定期 检查，确保其正常工作。
清洁保养
对信号系统进行定期清洁，防止 灰尘、污垢等对设备造成损害。

设备名称 控制机柜 正线转辙机 正线信号机 无绝缘轨道电路 车地通信设备
备注 包含各型控制模块
含道岔按钮控制盘
感应环线或天线
有轨电车信号系统-----路口接近检测子系统
1、系统功能
（1）提高有轨电车的平均运行速度， 保障整条线路运营的通畅与快捷；
（2）保证有轨电车与社会车辆有序运行。
2、系统结构
有轨电车信号系统-----路口接近检测子系统
列车自动控制系统(大铁、地铁) 有轨电车模式信号系统
信号系统功能
信号系统功能 • 保障行车安全 • 提高运营效率
现代有轨电车控制特点：
人工驾驶，主要由司机负责列车运行安全； 配置必要的信号系统设备，具有道岔控制、车辆段
信号联锁、申请路口优先等功能； 信号系统给司机提供驾驶所需相关信息和报警提示，
固定闭塞 准移动闭塞 移动闭塞
高铁信号系统简介------信号系统构成
1、地面设备
CTC/TDCS车 站分机
运行图
调度中心 CTC
临时限速信息
进路命令 进路信息
列控中心
轨道电路编码
应答器报文
车站联锁
控制
轨道电路
应答器
道岔
信号机
速度曲线
成都新筑路桥机械股份有限公司
高铁信号系统简介------信号系统构成
②道岔锁闭后，进路表示器信号开放，开放相位与道岔开 通方向一致，司机按进路表示器相位驾驶电车通过道岔；
③车辆驶出道岔控制区域后自动失去控制权，保证不会因 司机误操作造成道岔再次转动，然后通过道岔。车辆取得控制 权至车辆完全离开道岔区段期间，系统不授予其他车辆控制权， 以保证运行安全；
④具备检测道岔区段占用和出清的功能，以防止发生列车 追尾或冲撞等事故；

▪ 现场的列车在线信息，车次号信息以及道岔、信号状态信息等，传送至控制中 心，通过显示屏及调度员工作站的CRT显示。
▪ 列车上车载设备，接收并解译地面送来的调度指令和ATP速度命令或距离信息， 实现列车的自动运行；并将列车的运行状态和设备状态信息，经车站服务器传 送给控制中心。
第42页/共60页
第43页/共60页
列车安全、高速运行。
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第二节 信号子系统的轨旁基础设备
一、轨道交通信号的组成
• 轨道交通信号是 “信号（显示）、联锁、 闭塞”的总称。
• 是由各类信号显示、轨道电路、道岔转辙装置等主体设备及其他有关附 属设施构成的一个完整的体系。
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1、信号（显示） （1）早期信号
• 信号的起源也来源于英国。最早的列车指挥是由一位带绅士礼帽、穿黑大衣和 白裤子的铁路员工骑马在前引导运行的，他边跑边以各种手势发出信号指挥列 车的前进和停止。
分为有绝缘接头的轨道电路和无绝缘轨道电路第16页共60页a有绝缘接头的轨道电路第17页共60页轨道继电器发送端变压器中继变压器第18页共60页没有列车进入的gj动作第19页共60页没有列车进入的轨道电路第20页共60页列车进入后的轨道电路第21页共60页列车进入的gj动作第22页共60页列车进入后的轨道电路第23页共60页半自动闭塞人工开启信号列车经过后自动关闭信号的闭塞方式在迚站和出站处各安装一个轨道电路就可实现半自动闭塞
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列车进入后的轨道电路
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列车进入的GJ动作
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列车进入后的轨道电路
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半自动闭塞 ——人工开启信号，列车经过后，自动关闭信号的闭塞 方式 ——在进站和出站处各安装一个轨道电路，就可实现半 自动闭塞。

可以达到较好的节能效果，乘客的乘坐舒适度也可得到相应提高。
属于上世纪90年代技术水准
不足：
准移动闭塞系统是各公司的独立开发的，硬件及软件的差异很大，很难 实现兼容。 并且对相关专业接口的差异性，设计相对困难。
使用经验：
上海地铁2号线、天津津滨快速轨道交通线引进美国USSI公司；深圳地 铁一期工程、广州地铁1号线、2号线引进德国SIEMENS公司、上海3、 4号线（明珠线）引进法国ALSTOM公司、应用于西班牙马德里地铁和 英国伦敦地铁Jubilee新线英国西屋公司的ATC系统。
司机丧失警惕越过红灯，车载控制器会通过轨旁设
备接收到的信息触发紧急制动，以保证了运行的安
全。
PPT课件
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4.3 后备系统原理示意图
实际列车速度曲线 (ATO curve)
ATP曲线
限速
安全防护距离 （约25~30m）
预告功能信标
*
F
停车点
防护区段 *
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5. 信号系统国产化
5.1 信号国产化方案
加拿大温哥华“天车线”、拉斯维加斯的NOMORAIL 、香港KCRC西线铁路、 吉隆坡城市轻轨 、香港迪斯尼线
新加坡东北线 (ALSTOM)； 美国旧金山BART线（英国GE公司）。 目前国内使用的移动闭塞系统主要有：除武汉轻轨已开通外，北京地铁环线改造、
北京机场线采用阿尔斯通公司的系统，上海地铁8、6、9号线、广州地铁3号线、 北京地铁10号线采用的阿尔卡特公司的系统和广州地铁4、5号线和北京地铁4号 线使用的SIEMENS公司的系统都是正在实施阶段。
PPT课件
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移动闭塞ATC系统连续曲线速度控制示意图
速度

为了保证行车安全，通过技术方法，使进路、进路道岔和
信号机之间按一定程序、一定条的主要技术：
1、进路空闲的检测技术 采用轨道电路
2、道岔控制技术 扳动并锁止
3、信号控制技术 4、联锁技术
电锁器联锁 继电联锁 计算机联锁 5、故障导向安全技术
L3
L2
L
LU
U
HU
高铁信号系统简介------运行模拟
行车许可模拟：
目标距离: 97654212963000500
空空空闲闲闲区区区段段段：：：7 6543210
1250 +1300 + 1350 +1300 +1350 +1300 +1350
速度曲线
1300m 1250m 1300m
L5 L4 L3
②道岔锁闭后，进路表示器信号开放，开放相位与道岔开 通方向一致，司机按进路表示器相位驾驶电车通过道岔；
③车辆驶出道岔控制区域后自动失去控制权，保证不会因 司机误操作造成道岔再次转动，然后通过道岔。车辆取得控制 权至车辆完全离开道岔区段期间，系统不授予其他车辆控制权， 以保证运行安全；
④具备检测道岔区段占用和出清的功能，以防止发生列车 追尾或冲撞等事故；
⑤具有较完善的自诊断功能。
有轨电车信号系统-----正线道岔控制子系统
2、系统结构图
有轨电车信号系统-----正线道岔控制子系统
3、设备及功能
a.控制机柜
用于安装道岔控制系统部分组件， 机柜内部具有温控装置调节柜内温度， 可以根据道岔组数和项目现场情况调整 机柜大小尺寸，柜内所有组件均固定于 机柜背板。
故障-安全 监视器
故障-安全 监视器
电源
直流750V或交流220V

3.轨旁指示标志
轨旁指示标志是在线路上提醒 司机注意或者是在施工时临时加入 的部分需要注意的信息。
4.手信号
手信号多在信号设备故障或者 是特殊的运营时段等情况下使用， 手信号员必须手持信号旗或手提信 号灯发出手信号。
手信号的使用
手信号的使用
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任务一 信号机
一、信号机的种类
城市轨道交通采用色灯 信号机，以其显示灯光的颜 色、数目和亮灯的状态来表 示信号。色灯信号机有高柱 和矮柱２ 种。 高柱信号机 安装在钢筋混凝土信号机柱 上，主要使用在需要显示距 离远、观察位置明显的地方， 如车辆段的进段、出段信号 机，矮柱信号机安装在信号 机水泥地基上。
手信号的使用
色灯信号机
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任务一 信号机
透镜色灯信号机
透镜式色灯信号机的种类有:高柱(安装在钢筋混凝土信号机柱上，由机柱、机构、托架、梯子 组成)、矮柱(安装在信号机水泥地基上)、单机构(单显示、双显示、三显示)、双机构(四显示、五显 示，还可以带引导信号、容许信号机构和进路表示器)。
图1-2 透镜式色灯信号机 9
图1-3 LED色灯信号机 10
任务一 信号机
二、信号机点灯电路
控制信号机灯光显示的电路称为信号机点灯电路， 城市轨道交通信号机点灯电路一般仍然采用了继电电路， 通过室内控制设备对有关继电器的驱动和采集，实现对地面信号机的控制和监督， 以调车信号机点灯电路为例， 如图1-4所示。
图1-4 调车信号机点灯电路 11
减速器
动大齿轮，减速103∶27，
第２ 级为行星传动式，减速比
为41∶１，其总的减速
比,103/27×41/1 ＝156.4
传动装置包括有减速齿轮、输入轴、减速器、 输出轴、起动片、主轴，起动片是介于减速器与 主轴间的传动媒介， 它连接输出轴与主轴ꎬ利用

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5、闭塞的概念
➢ 轨道交通运营中安全问题是最至关重要的。 ➢ 列车在轨道交通线路上运行是一维空间的
问题，确定列车在线路的确切位置是保证 安全的关键，特别是早期没有鉴别手段的 情况下。
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闭塞的概念
➢ 最简单的确定位置的方法是划分一定长度 的“区段”，在某一时间段内，在此区间 内只容许一列车占有（运行、停放），这 就是“闭塞”的概念。
➢ 若要列车进入确定的线路，则必须扳动相关的道 岔；
➢ 扳动道岔后，不能让其他人员再扳动这组道岔， 即必须“锁定”道岔。
➢ 若要司机知道走的线路，则必须给出相应明确的 信号。
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20
5-3 轨道电路
➢ 钢轨是导体，左右两根钢轨可以组成闭合 电路，用来检查列车占用钢轨线路的状态， 这就是轨道电路。
➢ 轨道电路的出现，代表铁路自动信号的诞 生。美国人鲁宾逊1870年发明了轨道电路， 但真正实际应用于轨道交通中是20世纪30 年代。
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没有列车进入的轨道电路
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列车进入后的轨道电路
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机车信号
➢ 在轨道交通线路中，由于站间距小、运营 线路条件差，仅仅靠机车信号显示、由司 机来控制机车是很难做到大密度运营的。
➢ 较为先进的轨道交通系统已摒弃了“用信 号显示指挥列车”的旧有概念，引进了ATC （Automatic Train Control）系统，司机台 上显示的是反映列车运营的状态。
城市轨道交通信号系统
1
整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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