13第十四章 城市轨道交通信号设备_铁路信号基础
城市轨道交通信号与通信系统基础知识
城市轨道交通信号与通信系统基础知识填空题城市轨道交通信号系统通常包括两大部分，分别为联锁装置和列车自动运行控制系统。
列车自动运行控制系统ATC包括ATO（列车自动驾驶）、ATP（列车自动超速防护）、ATS（列车自动监控系统）。
信号机是由机柱、机构、托架、梯子、基础组成。
（此一般指高柱信号机，若矮型信号机则无梯子。
）机构是由透镜组（聚焦的作用）、灯座（安放灯泡）、灯泡（光源）、机箱（安装诸零件）、遮檐（避免其它光线射入）、背板（增大色灯信号与周围背景的亮度）等组成。
透镜式信号机是指用信号的颜色和数目来组成的设备，并且采用光学材料的透镜组。
通过色灯的显示，提供列车运营的条件，拥有一系列显示的设备称为信号机。
信号机按高矮可分为高柱信号机与矮型信号机。
信号机按作用的不同可分为：防护信号机、阻挡信号机、出段信号机、入段信号机、调车信号机。
道岔区段设置的信号机称为防护信号机。
10、控制列车的进入与速度的设备称为信号。
传送各种信息（图像、信息等）称为通信。
11、继电器是由电磁系统和接点系统组成。
电磁系统是由线圈和铁芯组成，即输入系统。
接点系统是由前接点和后接点组成，即输出系统。
12、转辙机的功能有：转换道岔、锁闭道岔、给出表示。
13、转辙机按用电性质，可分为直流电动转辙机和三相交流电动转辙机。
14、转辙机按道岔锁闭位置，可分为内锁闭和外锁闭。
15、转辙机按动力，可分为电动和液压。
16、50Hz微电子相敏轨道电路应用于车辆段内，其作用是接受来自轨道上列车占用的情况。
17、音频数字编码无绝缘轨道电路应用于正线上和试车线上，其作用是接受和发送各种信息。
18、轨道电路的作用是用来监督线路上是否有列车占用和向列车发送各种信息。
19、利用钢轨作回路所构成的电路称为轨道电路。
20、联锁是指信号、道岔、进路之间相互制约的关系。
21、无道岔站称为无联锁站，有岔站称为有联锁站。
此指正线上。
22、完成联锁功能的设备称为联锁设备。
23、联锁信息的采集：道岔的位置、区段的情况、信号机的开放状态。
城市轨道交通基础信号设备课件
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。
第十三章城市轨道交通信号设备铁路信号基础郑伟201
第十三章城市轨道交通信号设备铁路 信号基础郑伟201
❖ 继电集中联锁
▪ 6502继电集中联锁
早期的城市轨道交通，如北京、上海、广州 地铁的车辆段曾采用6502继电集中联锁。
第十三章城市轨道交通信号设备铁路 信号基础郑伟201
❖ 计算机联锁
▪ 计算机联锁应用于城市轨道交通
• ATP子系统
– 功能
对列车运行进行超速防护，对与安全有关的设备实 行监控，实现列车位置检测，保证列车间的安全间隔， 保证列车在安全速度下运行，完成信号显示、故障报 警、降级提示、列车参数和线路参数的输入，与ATS、 ATO及车辆系统接口进行信息交换。
第十三章城市轨道交通信号设备铁路 信号基础郑伟201
第十三章城市轨道交通信号设备铁路 信号基础郑伟201
❖ 轨道电路
对于城市轨道交通，除车辆段内可采用50Hz相 敏轨道电路外，需要采用音频轨道电路，不仅用来 检测列车是否占用，更重要的是传输ATP信息。
第十三章城市轨道交通信号设备铁路 信号基础郑伟201
第十三章城市轨道交通 信号设备铁路信号基础
郑伟201
2021/4/15
第十三章城市轨道交通信号设备铁路 信号基础郑伟201
城市轨道交通（包括地下铁道和轻轨铁路）信 号设备是城市轨道交通的主要技术装备，它担负着 指挥列车运行、保证行车安全、提高运输效率的重 要任务。现代化的城市轨道交通要求城市轨道交通 信号设备的现代化。
第十三章城市轨道交通信号设备铁路 信号基础郑伟201
▪ 信号显示
色灯信号机的机构有单显示、二显示、三显示。 单显示机构仅用于阻挡信号机。二显示和三显示可以 单独使用，也可以组合（以及与单显示机构组合）构 成各种信号显示。
城市轨道交通通信信号系统—信号设备
6.3.2 轨道电路
• 轨道电路是以轨道线路的两根钢轨作为导体，两端加以机械绝缘或是电气绝缘，并接上送 电和受电设备构成的电路。
6.3.3 计轴器
• 计轴器是用于完成计算车辆进出区段的轮轴数、监督列车占用轨道区段状况的一种技术设 备，它不受轨道线路、道床状况的影响。
6.3.4 查询应答器
查询应答器是采用电磁感应原理构成的 高速点式数据采集/传输设备，用于实现城 市轨道交通地面与列车间相互通信。
固定信号是将信号机固定在一个位置 上，用颜色的变化显示信号指示列车运行。
固定信号机设置原则： ① 城市轨道交通采用右行车制，地面 信号机设于列车运行方向的右侧，地下隧 道中的信号机一般装在隧道壁上； ② 特殊情况下，固定信号机可设于列 车运行方向的左侧或3.1 信号及其显示设备
6.3.2 轨道电路
轨道电路的安全可靠性直接影响行车安全和运输效率。 1、轨道电路的作用
①监督列车占用线路的情况，利用轨道电路可反映该段线路是 否空闲，为开放信号、建立进路或构成闭塞提供依据;
6.3.2 轨道电路
轨道电路的安全可靠性直接影响行车安全和运输效率。
1、轨道电路的作用
②传递列车信息，例如音频数字编码轨道电路中传送的行车信息， 为ATC 系统直接提供控制列车运行所需要的前行列车位置、运行 前方信号机状态和线路条件等有关信息，以决定本次列车运行的 目标速度，控制列车在当前运行速度下是否停车或减速。
6.3.1 信号及其显示设备
• 城市轨道交通列车在各自轨道上的行驶必须遵从一定的信号指挥。为了保证列车行驶安全， 提高运输效率，设有多种信号来指挥列车的行车作业。城市轨道交通的信号主要有固定信 号、车载信号、轨旁指示标志和手信号等。
固定信号
铁路信号基础
铁路信号基础一、铁路信号设备是组织指挥列车运行，保证行车安全，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。
铁路信号的基础设备，包括信号继电器、信号机、轨道电路、转辙机等。
1、信号继电器是铁路信号中所用各类继电器的统称。
其不仅是构成各种继电式控制系统的关键，而且是电子式或计算机式控制系统的的接口部件。
2、信号机和信号表示器构成信号显示，用来指示列车运行和调车作业的命令。
我国铁路主要采用的是透镜式色灯信号机，臂板信号机。
在列车提速的情况下，迫切需要将机车信号主体化，其显示方式也逐步实现数字化。
3、轨道电路用来监督列车对轨道的占用和传递行车信息。
站内采用25HZ反映列车占用情况。
移频轨道电路是移频自动闭塞的基础，通过它发送各种行车信息。
4、转辙机用于完成道岔的转换和锁闭，是关系行车安全的最关键设备。
内锁闭方式的ZD6 系列，外锁闭方式的S700K。
二、铁路信号控制设备易遭雷击，造成设备的损坏或误动，严重影响运输生产，对信号设备必须采取必要的防雷措施。
凡与外线连接的信号设备必须设防雷装置。
同时还需要设置防雷地线、安全地线、屏蔽地线三、信号设备大体上可以分为车站联锁设备、区间闭塞设备、机车信号和列车运行控制设备、调度监督和调度集中、驼峰调车、道口信号设备等，信号现代化的方向是数字化、网络化、智能化和综合化。
第一章信号继电器第一节一、继电器的基本原理信号继电器概述1、组成：由接点系统和电磁系统两大部分组成，电磁系统由线圈、固定的铁心、轭铁以及可动的衔铁。
接点系统由动接点、静接点构成。
2、动作原理当线圈中通入一定数值的电流后，由于电磁作用或感应方法产生电磁吸引力，吸引衔铁，由衔铁带动接点系统，改变其状态、从而反映输入电流的状况。
最基本的工作原理：线圈通电→产生磁通（衔铁、铁心）→产生吸引力→克服衔铁阻力→衔铁吸向铁心→衔铁带动动接点动作→前接点闭合、后接点断开电流减少→吸引力下降→衔铁依靠重力落下→动接点与前接点断开，后接点闭合。
城市轨道交通信号基础设备
城市轨道交通信号基础设备
• 列车运行自动控制系统（ATC）
ATC包括列车自动防护（ATP）、列车自动 运行（ATO）及列车自动监控（ATS）三个系统。
城市轨道交通对其信号系统提出与铁路不尽相 同的要求。
•安全性要求高 •通过能力大 •保证信号显示 •抗干扰能力强 •可靠性高 •自动化程度高
城市轨道交通信号基础设备
• 城市轨道交通信号系统的特点
城市轨道交通信号系统沿袭铁路的制式，但由 于其自身的特点，与铁路的信号系统有一定的区别。 城市轨道交通信号系统的特点是：
城市轨道交通信号基础设备
集中联锁车站配备一套适用于联锁设备、ATS、 ATP、ATO设备的在线式UPS及可提供15min后备 电源的蓄电池组。
为确保行车安全和线路最大通过能力，一般 最大通过能力小于30对/h的线路宜采用ATS和ATP 系统，实现行车指挥自动化及列车的超速防护。 在最大通过能力较低的线路，行车指挥可采用以 调度员人工控制为主的CTC系统。最大通过能力 大于30对/h的线路，应采用完整的ATC系统，实 现行车指挥和列车运行自动化。
定修段内试车线设若干段与正线相同的 ATP 轨 道电路和 ATO 地面设备，用于对车载 ATC 设备用 进静、动态试验。
城市轨道交通信号基础设备
• 南昌地铁1号线信号系统的分布情况
按地域可以信号系统分成五部分：地铁大夏控 制中心设备、正线24车站及轨旁设备、定修段（停 车场）设备、试车线设备、车载设备。
城市轨道交通信号设备概述教学课件
自动闭塞系统主要由轨道电路、应答器、中心计算机等组成。
轨道电路的原理
轨道电路的概述
轨道电路是城市轨道交通信号系统中的重要组成部分，用于检测列 车的占用和空闲状态。
轨道电路的工作原理
轨道电路通过接收发送端发送的信号，经过传输线路传输到接收端 ，接收端通过检测信号的变化来判断列车的占用或空闲状态。
联锁系统
用于控制信号机、道岔等 轨道电路设备的逻辑关系 ，实现进路控制和道岔控 制。
通信系统
用于实现列车与控制中心 、车站之间的信息传输和 通信，包括无线通信、光 纤通信等。
信号设备的基本功能
列车位置检测
列车速度控制
通过轨道电路、应答器等设备检测列车位 置，实现列车追踪和定位。
根据列车位置和速度，通过ATP系统控制列 车运行速度，确保列车运行安全。
提高运输效率
通过精确的信号控制，实 现列车的快速、有序运行 ，提高城市轨道交通的运 输效率。
提升乘客出行体验
信号设备的稳定运行能够 减少列车延误，提高乘客 出行的准时性和舒适度。
信号设备的分类
列车控制系统
用于控制列车运行速度和 间隔，包括ATP（列车自 动防护）系统和ATO（列 车自动运行）系统。
系。
联锁系统的功能
联锁系统的主要功能包括进路控制 、道岔控制和信号控制等。
联锁系统的组成
联锁系统主要由联锁计算机、输入 输出接口设备、控制台等组成。
自动闭塞系统的原理
自动闭塞系统的概述
自动闭塞系统是城市轨道交通信号系统中的重要子系统，用于实 现列车的自动闭塞控制。
自动闭塞系统的功能
自动闭塞系统的主要功能包括区间闭塞、列车追踪和自动停车等。
通过技术手段对信号设备进行安全监测，及时发 现并预防安全风险。
城市轨道交通信号设备
02
城市轨道交通信号设备的 组成与功能
列车控制系统
列车自动监控子系统（ATS）
01
主要负责列车运行监督和控制，包括列车追踪、定位、速度监
督等。
列车自动防护子系统（ATP）
02
为列车提供安全保障，防止列车超速、冒进、追尾等危险情况
的发生。
列车自动驾驶子系统（ATO）
03
主要负责列车的加速、制动和停靠等操作，提高列车的运行效
产业升级
为满足市场需求和提高竞争力，城市轨道交通信号设备产业将不断进行技术创新和产业升 级。产业链上下游企业之间的合作将更加紧密，共同推动产业的可持续发展。
技术创新与产业升级
技术创新
在技术创新方面，城市轨道交通信号设备 行业将重点研究数字化、网络化、智能化 等关键技术，开发具有自主知识产权的信 号系统解决方案。同时，加强产学研合作 ，推动科技成果转化和应用。
定义与特点
定义
城市轨道交通信号设备是确保列车安全、高效运行的核心系 统。它利用各种硬件和软件设备，采集、处理和传输列车运 行的相关信息，为列车提供安全、可靠的指令和信号。
特点
城市轨道交通信号设备具有高度自动化、安全可靠、高效节 能等特点。它能够实现列车的自动控制、预防性制动、自动 防护等功能，有效提高列车的运行效率和安全性。
03
城市轨道交通信号设备的 技术参数与规格
技术参数
频率
城市轨道交通信号设备的频率 通常采用高频或超高频，以满 足列车高速运行时的信号传输
需求。
信号传输速度
信号传输速度应满足列车运行速 度的要求，同时考虑信号传输的 稳定性和可靠性。
信号覆盖范围
城市轨道交通信号设备的覆盖范围 应满足列车在轨道上运行时的信号 需求，包括弯道、隧道等特殊地形 。
铁路信号系统—铁路信号基础设备
道岔与转辙机
故障--安全原则
道岔是线路的连接与交叉处， 通过其尖轨和心轨的位置变换 开通直向线路或侧向线路。
道岔尖轨或心轨的转换，由转 辙机的牵引实现。常见的转辙 机有：电动转辙机、电动液压 转辙机、电空转辙机等。
故障--安全原则
固定辙叉的道岔
可动心轨的道岔
故障--安全原则
各种道岔类型对应的尖轨长度及允许通过速度表
任务三 轨道电路
目录
一轨 道 电 路 的 应 用 二 工频轨道电路的组成和基本工作原理 三故 障 — — 安 全 原 则
轨道电路
轨道电路是信号基础设备之一，它是利用铁路的两条钢轨作为导 线，两端以钢轨绝缘分界，与轨道继电器等设备组成的电气回路。 轨道电路用途：反映线路和道岔区段是否有车占用、传递列车占 用信息、向列车传递信息、检查钢轨是否完整等。
转辙机的作用
故障--安全原则
转换道岔的位置，根据需要转换至定位（通常指直股）或反位 （通常指弯股）。
道岔转换到所需的位置并密贴后，实现锁闭，防止外力转换道岔。
正确反映道岔的实际位置，道岔尖轨密贴于基本轨后，给出对应 的位置表示信息。
道岔被挤或因故处于“四开”位置时，及时给出音响报警和文字， 视屏显示信息。
轨道电路——占用 区间闭塞——不能向区间发车 信号机故障——降级或转移显示 轨道绝缘节破损——不应使轨道继电器吸起
7
故障--安全原则
实现故障－安全原则的具体措施主要有
防止人的错误操纵而出现的各种联锁及闭塞技术等； 故障后使功能降级使用技术，如自动闭塞中绿灯烧坏改亮黄灯的技术； 应急顶替技术，如电源故障时利用蓄电池供电的技术； 检测、报警和预防性养护的技术； 冗余技术，如多重设备；
2.进站信号机 进路
第十四章城市轨道交通信号设备铁路信号基础课件
列车控制系统
包括应答器、轨道电路、 信号机等设备，用于列车 运行控制和安全防护。
联锁系统
通过计算机技术实现道岔 、信号机、进路之间的联 锁关系，确保列车运行的 安全性。
调度系统
对列车进行实时监控和调 度，包括列车位置、速度 、运行计划等信息的管理 。
城市轨道交通信号设备的发展历程与趋势
发展历程
从早期的机械信号到现代的计算机控制信号系统，城市轨道交通信号设备经历 了多个阶段的演进。
安全事故处理
建立健全的安全事故应急预案和处理 机制，确保在发生安全事故时能够迅 速响应、有效处置，降低事故损失。
THANKS FOR WATCHING
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趋势
随着技术的发展，城市轨道交通信号设备将朝着更加智能化、自动化、安全可 靠的方向发展。同时，随着城市交通需求的不断增长，信号设备也需要不断升 级和完善，以适应城市轨道交通的快速发展。
02
铁路信号基础
铁路信号概述
铁路信号的定义
铁路信号是铁路运输系统中的一种设 备或手段，用于向列车驾驶员提供有 关列车运行条件、线路状态以及行车 相关信息。
铁路信号的控制方式
铁路信号的控制方式可以分为集中控制和分散控制两种。集 中控制是指由一个控制中心对多个车站或区段的信号进行控 制，而分散控制则是每个车站或区段各自进行信号控制。
铁路信号系统的安全与可靠性
铁路信号系统的安全性
铁路信号系统的安全性是至关重要的，必须保证列车运行的安全。为此，铁路信号系统采取了多种安全措施，例 如故障导向安全、多重冗余等。
05
城市轨道交通信号设备 的安全管理
城市轨道交通信号设备的安全标准与规范
设备安全标准
制定和完善城市轨道交通信号设 备的安全标准，确保设备符合国 家和行业安全规范。
城市轨道交通信号设备教学课件
二、信号机设置 1.进站信号机
• 信号机的设置位置-进站信号机
作用：防护车站，指示列车的运行条件，保 证接车进路的正确和安全可靠，凡车站的列 车入口处必须装设进站信号机。 设置：距离最外方进站道岔尖轨尖端（顺向 为警冲标）大于50m小于400m处。
城市轨道交通信号设备教学
进站信号机灯光配列：采用高柱双机构（两个显示机构），带引导信号机构。
城市轨道交通信号设备教学
2.车载信号及显示设备
• 技能要求：能准确理解车载显示的含义。 • 泊位：供轨道列车停放的位置
城市轨道交通信号设备教学
信号分类
听觉信号 号角、口笛发出的音响，机车鸣笛等 视觉信号 信号机、机车信号、信号旗、信号牌表示的信号
手信号 手拿信号旗、信号灯等或用手势显示的信号 移动信号 把临时设置的信号牌、信号灯等叫做移动信号 固定信号 在固定地点安装的信号设备叫做固定信号
城市轨道交通信号设备教学
2007年2月28日凌晨1时55分左右，从乌鲁 木齐驶往阿克苏的5806次列车遭遇特大沙尘暴， 11节车厢被狂风推翻。
城市轨道交通信号设备教学
2.2 道岔控制设备--转辙机
城市轨道交通信号设备教学
一、 转辙机概述
一、转辙机的作用 1、转换道岔的位置，根据需要转换至定位 或反位。 2、道岔转换到所需的位置并密贴后，实现 锁闭，防止外力转换道岔。
——不准越过该信号机； ——准许越过该信号机调车； ——准许平面溜车（平面调车的一种方法）。
城市轨道交通信号设备教学
3、调车信号机的显示距离与设置位置 调车信号机一般为矮型色灯信号机，其显示距离不小于200m。 调车信号机设在调车作业繁忙的到发线、咽喉道岔区，以及非联 锁（车站控制设备）区域到联锁区域的入口处。
13第十四章城市轨道交通信号设备铁路信号基础
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• ATS子系统
– 功能与实现
主要实现对列车运行的监督和控制，辅助调 度人员对全线列车进行管理，包括：调度区段内 列车运行情况的集中监视与控制，监测进路控制、 列车间隔控制设备的工作，按行车计划自动控制 轨旁信号设备以接发列车，列车运行实迹的自动 记录，时刻表自动生成、显示、修改和优化，运 行数据统计及报表自动生成，设备运行状态监测， 设备状态及调度员操作记录，运输计划管理等， 还具有列车车次号自动传递等功能。ATS 工作方 式为集中管理，分散控制。
线路尽头设阻挡信号机。
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• 车辆段（停车场）的信号机设置
在车辆段（停车场）入口处设进段（场）信 号机，在车辆段（停车场）出口处设出段（场） 信号机。在同时能存放两列及以上列车的停车线 中间进段方向设列车阻挡信号机（可兼作调车信 号机）。车辆段（停车场）内其他地点根据需要 设调车信号机。
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设备室内设维修用彩色显示器、键盘及鼠标， 显示与控制室相同的内容及维修、监测有关信息， 并能对信号设备进行自动或手动测试，但不能控 制进路。
车辆段人口处设进段信号机，出口处设出段 信号机。存车库线中间进段方向设列车阻挡信号 机，段内其他地点根据需要设调车信号机。
companylogo计算机联锁系统应用举例用于我国城市轨道交通的计算机联锁主要有国产的tyjl型计算机联锁ds611型计算机联锁vpi型计算机联锁和ilock型计算机联锁卡斯柯信号有限公司由从阿尔斯通信号美国公司即原美国grs公司引进专利技术结合中国铁路运营技术条件经过二次开发从国外引进的sicas计算机联锁siemens公司研制为双机热备方式microlock计算机联锁uss公司研制双机热备方式
城市轨道交通信号基础复习资料
12 3
13 2
继电器接点电路(P32)
单拍电路
2. 继电器接点电路(P32)
非周期多拍电路
2. 继电器电路分析法（P33）
周期性多拍电路
K
KZ
1
BJ 1
AJ 14
KF
AJ
BJ 14
1
继电器接点电路(P33)
自闭电路（自保电路） 凡是有自身前接点参与保持该继电器吸起的，称为自 闭电路。
按钮A按下，AJ线圈通电，AJ吸起 松开按钮A，AJ线圈保持通电
② 信号机柱的选择：车辆段的进出段信号 机、停车场的进出场信号机采用高柱 信号机。
2.2.2 信号的显示
1 铁路信号显示 2 城市轨道交通信号显示
28
1 铁路信号显示 自动闭塞的分类
按信号显示分
二显示
三显示
四显示
1 铁路信号显示的含义
三显示自动闭塞
特征： 1、信号机三种显示：红-停、黄-警惕、绿-通行 2、能预告前方两个闭塞分区的状态； 3、信号显示没有速度含义。
2 城轨信号机设置(P20)
城市轨道交通以车载信号为主体信号； 城市轨道交通采用色灯信号机。除了有 岔站和车辆段外，一般不设信号机。 城市轨道交通车站一般不设进出站信号 机，设置发车指示器，指示列车停站时 间结束。
2 城轨信号机的设置(P21)
信号机的设置原则
① 设于列车运行方向的右侧
注意：铁路信号机设于列车运行方向的左侧
五邑大学轨道交通学院
1 铁路信号显示含义
四显示自动闭塞
特征：
1、信号机四种显示：红-停、黄-限速、
Байду номын сангаас
具有四种显 绿黄-警惕、绿-通行
城市轨道交通信号基础设备课件
02
信号基础设备
轨道电路
定义与功能
轨道电路是城市轨道交通讯号系统中的重要组成部分，用于检测列车在轨道上的位置以及 列车的占用情况。通过轨道电路，信号系统能够实时获取列车位置信息，确保列车间的安 全距离。
工作原理
轨道电路利用轨道作为传输线，通过发送和接收信号来判断轨道是否被占用。当列车进入 轨道电路区域时，列车车轮会短路轨道电路，从而改变接收端的信号状态，进而判断轨道 的占用情况。
设备组成
ATP系统包括车载ATP设备和轨旁 ATP设备，两者之间通过无线通讯 进行数据传输。
列车自动驾驶系统（ATO）
功能
ATO系统负责实现列车的自动驾驶功能，包括列车的启动、加速 、制动、停车等。
工作原理
ATO系统接收ATS系统发送的运行计划和控制指令，根据ATP系统 提供的安全防护，自动控制列车的运行。
• 通讯信号一体化技术能够提升城市轨道交通系统的 运营效率，通过实时数据传输和精准的信号控制， 降低列车间的间隔，提高列车运行速度和密度。
• 采用通讯信号一体化技术，可以实现对列车位置和 状态的实时监测，从而增强系统安全性，减少事故 产生的概率。
基于通讯的列车控制系统（CBTC）
高精度定位
• CBTC系统能够实现实时数据传输，将列车的位置、速 度和信号状态等信息实时传输给控制中心，实现对列 车的精确监控和调度。
• 自动驾驶技术在城市轨道交通中的应用将实现无人驾 驶列车，列车能够在自动控制系统的调度下完成运行 、停车和开关门等操作。
提升运营效率与安全性
• 自动驾驶技术能够提升城市轨道交通的运营效率和安 全性，通过精确的感知和决策系统，减少人为因素对 列车运行的影响，降低事故风险。
发展前景广阔
(完整word版)城市轨道交通信号基础设备
城市轨道交通信号基础设备第一节继电器一、继电器原理继电器是一种电磁开关，是实现自动控制和远程控制的重要设备。
根据电磁原理随着衔铁的动作，动接点与静接点接通或断开，从而实现对其他设备的控制。
继电器类型很多，但均由电磁系统和接点系统两部分组成。
电磁系统主要包括线圈、铁芯、衔铁等,接点系统由动接点和静接点组成.最简单的电磁继电器如图2—1所示.它就是一个带接点的电磁铁,其动作原理也与电磁铁相似。
当给线圈中通以一定数值的电流后，在衔铁和铁心之间就产生一定数量的磁通,该磁通经铁心、衔铁、轭铁和气隙形成一个闭合磁路,铁心对衔铁就产生了吸引力。
吸引力的大小取决于所通电流的轭铁大小.当电流增大到一定值时,吸引力增大到能克服衔铁向铁心运动的阻力时（主要是衔铁自重)，衔铁就被吸向铁心;当线圈中没有电流时，衔铁由于重力作用被释放.由衔铁带动的动接点(随衔铁一起动作的接点）也随之动作,与动合接点（前接点，以下称前接点)接通。
此状态称为继电器励磁吸起（以下简称吸起）.可见，继电器具有开关特性，可利用它的接点通、断电路，构成各种控制和表示电路。
如图2-1的信号点灯电路,前接点接通时点亮绿灯，后接点接通时点亮红灯。
图2-1 电磁继电器的基本原理二、继电器的作用继电器具有继电特性,能以极小的电信号来控制执行电路中相当大功率的对象，能控制数个对象和数个回路，能控制远距离的对象。
由于继电器的这种性能，给自动控制和远程控制创造了便利的条件，所以，它广泛应用于国民经济各部门的生产过程控制和国防系统的自动化和远动化之中，也广泛应用于铁路信号的各个方面。
故障一安全原则是铁路信号设备必须遵循的原则，当系统任何部分发生故障时，应确保系统的输出处于安全状态。
随着电子技术的迅速发展，电子器件尤其是计算机以其速度快、体积小、容量大、功能强等技术优势，在相当大程度上逐渐取代继电器，构成自动控制和远程控制系统，使技术水准大大提高。
但与电子器件相比，继电器仍存在一定优势，尤其是具有故障一安全性能，因此不仅现在，而且在未来一定时期内，继电器在铁路信号领域仍将起着重要作用例如在计算机联锁设备中，尽管以计算机为核心，但还采用继电器电路作为系统主机与信机、轨道电路、转辙机的接口电路。
城市轨道交通信号设备基础信号机
城市轨道交通信号设备基础信号机1．地面信号机的设置（1）地面信号机的设置原则①设于列车运行方向右侧城市轨道交通采用右侧行车制，其地面信号机设于列车运行方向的右侧，在地下部分一般安装在隧道壁上。
特殊情况（如因设备限界、其他建筑物或线路条件等影响）可设于列车运行方向的左侧或其他位置。
②信号机柱的选择高柱信号机具有显示距离远，观察位置明确等优点，因此车辆段的进段、出段信号机（以及停车场的进场、出场信号机）均采用高柱信号机。
而其他信号机由于对显示距离要求不远，以及隧道内安装空间有限，一般采用矮型信号机。
③信号机限界信号机不得侵人设备限界。
设备限界是用以限制设备安装的控制线。
直线地段的设备限界是在直线地段车辆限界外扩大一定安全间隙后形成的：车体肩部横向向外扩大100mm，边梁下端横向向外扩大30mm，接触轨横向向外扩大185mm，车体竖向加高60mm，受电弓竖向加高50mm，车下悬挂物下降50mm。
曲线地段设备限界应在直线地段设备限界的基础上，按平面曲线不同半径过超高或欠超高引起的横向和竖向偏移量，以及车辆、轨道参数等因素计算确定。
（2）信号机的设置城市轨道交通的信号机设置不同于铁路，规定在ATC控制区域的线路上道岔区设防护信号机或道岔状态表示器，其他类型的信号机可根据需要设置。
①正线上的信号机设置正线上的道岔区设防护信号机或道岔状态表示器（国内尚未采用）。
防护信号机设于道岔岔前和岔后的适当地点，具有出站性质以外的防护信号机应设引导信号。
具有两个以上运行方向的信号机可设进路表示器。
车站一般不设进、出站信号机，在正向出站方向的站台侧列车停车位置前方适当地点设置发车指示器。
也可以根据需要设进站、出站信号机以及进站信号机的预告信号机，或者只设出站信号机。
线路尽头设阻挡信号机。
车站应设发车指示器或发车计时装置。
②车辆段（停车场）的信号机设置在车辆段（停车场）人口处设进段（进场）信号机，在车辆段（停车场）出口处设出段（出场）信号机。
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信号机的设臵 • 信号机的设臵原则
– 设于列车运行方向右侧
城市轨道交通的地面信号机设于列车运行方向 右侧，在地下部分一般安装在隧道壁上。特殊情况 可设于列车运行方向的左侧或其他位臵。
– 信号机柱的选择
高柱信号机具有显示距离远，观察位臵明确等 优点，因此车辆段的进段、出段信号机（以及停车 场的进场、出场信号机）均采用高柱信号机。而其 他信号机由于对显示距离要求不远，以及隧道内安 装空间有限，一般采用矮型信号机。
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测得实际运行速度，依此来对列车实行监督，使 之始终在安全速度下运行，以缩短列车运行间隔， 保证行车安全。 – 组成 采用轨道电路传送ATP信息时，ATP子系统由 设于控制站的轨旁单元、设于线路上各轨道电路 分界点的调谐单元和车载ATP设备组成，以及与 ATS、ATO、联锁设备的接口设备。
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城市轨道交通信号系统的组成
城市轨道交通的信号系统通常由列车运行自动 控制系统（ATC）和车辆段信号控制系统两部分组 成，用于列车进路控制、列车间隔控制、调度指挥、 信息管理、设备工况监测及维护管理，由此构成一 个高效的综合自动化系统。
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其中，综合显示屏、调度员及调度长工作站 设于主控制室。控制主机、通信处理器、数据库 服务器、维修工作站设于设备室。运行图工作站 设于运行图室。绘图仪和打印机设于打印室。培 训/模拟工作站设于培训室。控制中心配备在线式 UPS 及可提供30min后备电源的蓄电池。UPS设于 电源室，蓄电池设于蓄电池室。
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• 集中联锁站及轨旁设备
集中联锁站设有ATS车站分机、车站联锁设 备、ATP/ATO系统地面设备、电源设备、维修终 端、乘客向导显示牌、紧急关闭按钮以及信号机 及发车指示器、转辙机。 ATP地面设备包括轨道电路，ATP地面编码发 码设备，与ATS、ATO、联锁设备的接口，用于 实现列车占用的检测和发送ATP信息，实现列车 运行超速防护。 ATO地面设备包括站台电缆环路，TWC车-地 通信设备，及与ATP、联锁设备的接口设备，以 发送ATO命令，实现列车最佳控制或列车自动驾 驶。
• 非集中联锁站及轨旁设备
非集中联锁站的设备只有发车指示器、紧急 关闭按钮和乘客向导显示牌。无道岔的非集中联 锁站轨旁仅有轨道电路的耦合单元等。有道岔的 非集中联锁站除了轨旁的耦合单元外，有防护信 号机和转辙机。
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车辆段设备 车辆段信号设备包括ATS分机、车辆段终端、 联锁设备、维修终端、信号机、转辙机、轨道电 路、电源设备。 车辆段设一台ATS分机。 车辆段派班室和信号楼控制台室各设一台终 端，与车辆段ATS分机相连。 车辆段设一套联锁设备，实现车辆段的进路 控制，并通过ATS分机与控制中心交换信息。联 锁设备只受车辆段值班员人工控制。
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试车线设备 试车线上设若干段与正线相同的ATP/ATO地 面设备，用于对车载ATC设备的试验。试车线设 备室内设用于改变试车线运行方向和速度的控制 台。试车线设备室配备一套适合于ATP/ATO设备 的UPS，不设蓄电池。 车载ATC设备 车载设备包括ATP和ATO两部分，用来接收 轨旁设备传送的ATP信息，计算列车运行曲线， 测量列车运行速度和走行距离，实行列车运行超 速防护以及列车自动运行，来保证行车安全和为 列车提供最佳运行方式。
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13.2 信号基础设备
城市轨道交通信号基础设备主要包括信号机、 转辙机、轨道电路、计轴器等，它们是城市轨道交 通信号系统的重要基础设备。
信号机
城市轨道交通采用色灯信号机。除了车辆段和 有岔站外，一般不设信号机。在城市轨道交通中， 列车的运行速度不取决于信号显示，即信号为非速 差信号。允许信号的绿灯、黄灯并不表示列车的运 行速度，而是代表列车的运行进路是走道岔直股还 是弯股。
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正线上防护信号机设于道岔区段，线路尽头 设阻挡信号机，用于指示列车运行，防护列车进 路。 在正向出站方向的站台侧列车停车位臵前方 设臵发车指示器，指示列车出站。 转辙机用以转换道岔。
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集中联锁车站配备一套适用于联锁设备、 ATS 、 ATP 、 ATO 设 备 的 在 线 式 UPS 及 可 提 供 15min后备电源的蓄电池组。 设维修用彩色显示器、键盘及鼠标，显示与 控制用显示器相同的内容及必要的维修信息，并 能对信号设备进行自动、手动测试，但不能进行 控制。 在站台适当位臵设乘客向导显示牌，用以显 示接近列车的到站时间等。 紧急关闭按钮用于在遇到紧急情况危及行车 安全时，关闭信号，使列车停车。
第十三章 城市轨道交通信号设备
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城市轨道交通（包括地下铁道和轻轨铁路）信 号设备是城市轨道交通的主要技术装备，它担负着 指挥列车运行、保证行车安全、提高运输效率的重 要任务。现代化的城市轨道交通要求城市轨道交通 信号设备的现代化。
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• ATO子系统
– 功能与实现 用于实现“地对车控制”，即用地面信息实 现对列车驱动、制动的控制，包括列车自动折返， 根据控制中心的指令使列车按最佳工况正点、安 全、平稳地运行，自动完成对列车的启动、牵引、 惰行和制动，送出车门和屏蔽门同步开关信号。 使用ATO后，可使列车经常处于最佳运行状 态，高质量地自动驾驶，提高列车运行效率，避 免了不必要的、过于剧烈的加速和减速，提高了 旅客舒适度、列车正点率以及减少了能耗和轮轨 磨损。
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车站及轨旁设备 车站分集中联锁站和非集中联锁站。集中联 锁站一般为有道岔车站，也可能是无道岔的车站。 非集中联锁站一般为无道岔的车站。有道岔车站 根据需要和可能也可以由邻近车站控制，而成为 非集中联锁站。
13.1 城市轨道交通信号设备概述
信号系统作为城市轨道交通调度指挥和运营管 理的中枢神经，对城市轨道交通系统的安全、速度、 输送能力和效率密切相关。选择合适的信号系统可 以产生巨大的经济效率和社会效益。
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城市轨道交通对信号系统的要求
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• ATP子系统
– 功能与实现 对列车运行进行超速防护，对与安全有关的 设备实行监控，实现列车位臵检测，保证列车间 的安全间隔，保证列车在安全速度下运行，完成 信号显示、故障报警、降级提示、列车参数和线 路参数的输入，与ATS、ATO及车辆系统接口进 行信息交换。 ATP子系统不断将来自联锁设备和操作层面 上得信息、线路信息、前方目标点的距离和允许 速度信息等从地面通过轨道电路等传至车上，从 而由车载设备计算得到当前允许速度，或由行车 指挥中心计算出目标速度传至车上，由车载设备
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城市轨道交通信号系统的地域分布
按地域城市轨道交通信号系统分成五部分：控 制中心设备、车站及轨旁设备、车辆段设备、试车 线设备、车载设备。 控制中心设备 控制中心设备属于 ATS 子系统，是 ATC 的 核心。 控制中心设备主要包括中心计算机系统、综 合显示屏、调度员及调度长工作站、运行图工作 站、培训/模拟工作站、绘图仪和打印机、维修工 作站、 UPS 及电池。
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车辆段联锁设备 车辆段设一套联锁设备，用以实现车辆段的进 路控制，并通过 ATS 车辆段分机与行车指挥中心交 换信息。车辆段联锁设备前期曾采用 6502 继电集中 联锁，近来均采用计算机联锁。 车辆段内试车线设若干段与正线相同的 ATP 轨 道电路和 ATO 地面设备，用于对车载 ATC 设备用 进静、动态试验。
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列车运行自动控制系统（ATC） ATC包括列车自动防护（ATP）、列车自动 运行（ATO）及列车自动监控（ATS）三个系统。 为确保行车安全和线路最大通过能力，一般 最大通过能力小于30对/h的线路宜采用ATS和ATP 系统，实现行车指挥自动化及列车的超速防护。 在最大通过能力较低的线路，行车指挥可采用以 调度员人工控制为主的CTC系统。最大通过能力 大于30对/h的线路，应采用完整的ATC系统，实 现行车指挥和列车运行自动化。
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– 组成 ATS 子系统包括控制中心设备和 ATS 车站、 车辆段分机。此外，在 ATC 范围内的各正线控制 站各设一套联锁设备，正线有岔站原则上独立设 臵联锁设备，当然也可以采用区域控制方法。
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– 组成 ATO子系统包括车载ATO单元和地面设备两 部分。地面设备有站台电缆环线、车-地通信设备 以及和ATP、联锁系统的接口设备。 ATO还装有双向通信系统，使列车能直接与 车站内的ATS系统接口，保证实现最佳的运行图 控制。
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设备室内设维修用彩色显示器、键盘及鼠标， 显示与控制室相同的内容及维修、监测有关信息， 并能对信号设备进行自动或手动测试，但不能控 制进路。 车辆段人口处设进段信号机，出口处设出段 信号机。存车库线中间进段方向设列车阻挡信号 机，段内其他地点根据需要设调车信号机。 车辆段内每组道岔设一台转辙机。 车辆段内轨道电路采用50Hz相敏轨道电路， 检查列车的占用和空闲。 车辆段信号楼内设臵适合于联锁设备、 ATS 设备的UPS及蓄电池。
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• ATS子系统
– 功能与实现 主要实现对列车运行的监督和控制，辅助调 度人员对全线列车进行管理，包括：调度区段内 列车运行情况的集中监视与控制，监测进路控制、 列车间隔控制设备的工作，按行车计划自动控制 轨旁信号设备以接发列车，列车运行实迹的自动 记录，时刻表自动生成、显示、修改和优化，运 行数据统计及报表自动生成，设备运行状态监测， 设备状态及调度员操作记录，运输计划管理等， 还具有列车车次号自动传递等功能。ATS 工作方 式为集中管理，分散控制。