城市轨道交通信号设备
城市轨道交通信号基础设备—计轴器
传感器
轨道区段
电缆盒 室外 室内
传输线路 计算机
计轴器工作原理图
传感器 电缆盒
计轴系统的工作原理
当车轮抵达计轴器A作业区，
计轴器A将车轴脉冲经电子连接
箱传给室内计算机主机系统，并
轮轴传感器（K1、K2） 计轴参考方向
钢 轨
枕 木
RR X1 X2
RR X1 X2
计 （轴 zp点301）TX1 电子连 TX2 接盒
室外设备 传输线路
TX2
电子连TX2
计轴点2 （zp30）
接盒
室内设备（运算器和继电器接口）
计轴器的系统组成
轨道磁头
计轴系统：是通过对车轮轮对的计数来判断区间的占用情况。利用高频磁头发射 磁场，当有列车通过时，列车轮对会切割磁力线，使接收端接收到的场强变小，从而 计算有多少组轮对通过计轴设备。
轨道磁头实物图
电子单元
电子单元有称电子连接盒。电子单元将室内提供的电源转化为单元模块所需的 电压，并向计轴器的发送磁头提供信号电压。为了给电子单元提供良好的工作环境， 应将电子单元安装在具有防尘、防潮、防电磁干扰的密闭安装盒（黄帽子）中。
电子单元实物图
密闭安装盒实物图
电子单元
电子连接盒：将室内提供的电源转换为电子电路所用电压，用电缆接一对TX/RX磁 头，分别向两个TX线圈发送调频电源；接收及处理来自相应RX线圈的信息，直接处理和 计算进、出车轮轮轴数，将模拟车轮脉冲转变为便于远距离传输的数字车轮脉冲，并将 计数和计轴数据送到室内的计轴核算器。
区段长度可达20km
城市轨道交通信号设备的特点
城市轨道交通信号设备的特点城市轨道交通（包括地下铁道和轻轨铁路）是现代化都市的重要基础设施，它安全、迅速、舒适、便利地在城市范围内运送乘客，最大限度地满足市民出行的需要。
在城市各种公共交通工具中，具有运量大、速度快、安全可靠、污染低、受其他交通方式干扰小等特点，对改变城市交通拥挤、乘车困难、行车速度下降是行之有效的。
城市轨道交通是现代化都市所必需的交通工具。
我国北京、天津、上海、广州、深圳、南京已建成档次和规模不同的地铁并进行扩展和延伸，武汉高架快速轨道线、重庆单轨运输线、大连轻轨线、长春轻轨线已建成通车，成都、沈阳、青岛、西安、哈尔滨、杭州、苏州等城市轨道交通也正在建设。
我国城市轨道交通出现了建设高潮，前景十分广阔。
城市轨道交通系统的安全、速度、输送能力和效率与信号系统密切相关，以速度控制为基础的列车自动控制系统已成为城市轨道交通信号系统的共同选择。
信号系统实际上已成为城市轨道交通调度指挥和运营管理的中枢神经，选择合适的信号系统，可以带来较好的经济效益和社会效益。
一、城市轨道交通的特点1.城市轨道道交通有别于城市路交通的特点城市轨道交通具有城市道路交通无可比拟的优势：（1）容量大地下铁道单向每小时运送能力可达30000—70000人次，轻轨交通在10000—30000人次之间，而公共汽车、电车为8000人，在客流密集的城市建设城市轨道交通可疏散公交客流。
（2）运行准时、速达城市轨道交通有自己的专用线路，与道路交通相隔离，不受其他交通工具的干扰，不会出现交通阻塞而延误运行时间，可保证乘客准时、迅速地到达目的地。
（3）安全城市轨道交通或于地下或高架，即使在地面也与道路交通相隔离，与其他交通工具无相互干扰，如果不遇到自然灾害或发生意外，运行安全有充分的保障。
（4）利于环境保护城市轨道交通噪声小，污染轻，对城市环境不造成破坏。
（5)节省土地资源城市轨道交通（多建于地下或高架）即使在地面其占地也有限，充分利用了城市空间，节省了日益宝贵的土地资源。
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。
城市轨道交通概论第二章城市轨道交通信号基础
（1）合闸，对电磁铁供电，吸动衔铁，带动中簧片，使中接点断 开后接点而与前接点闭合；
（2）电源切断后，铁芯失磁，衔铁因此自行释放，使中接点断开 前接点并和后接点闭合。
2021/4/9
16
继电器的前、后接点及中接点都接有引线片，当引线片用导线连 接在一个外部电路时，由于继电器的衔铁被吸动或复原，就可以达到 控制这个外部电路的目的。
2021/4/9
33
2021/4/9
34
2021/4/9
35
2021/4/9
36
➢ 室外 色灯信号机给出各种信号显示； 用电动转辙机转换和锁闭道岔； 用轨道电路监督进路是否空闲。 室外的导线一般用地下电缆，分信号电缆（虚线）、道岔电缆（实线）
和轨道电缆。
2021/4/9
37
3 微机联锁
❖ 使用ATO子系统后，可以使列车经常处于最佳运行状态，避免了不 必要的、过于剧烈的加速或减速，因此明显提高了乘坐的舒适度， 提高了列车准点率及减少轮轨磨损。
❖ ATO子系统与列车的再生制动相配合，可以节省电能的消耗。
2021/4/9
45
2、ATS——列车自动监控子系统
❖ ATS子系统主要实现对列车运行的监督和控制，辅助行车调度人员 对全线列车运行进行管理。
❖ 利用微型电子计算机对车站值班员操作命令及现场设备表示信息进行 逻辑计算，以实现对信号机、轨道电路及道岔转辙机等设备进行集中 控制的车站联锁设备。
2021/4/9
38
2021/4/9
39
六、列车自动控制（ATC）系统 Automatic Train Control
❖ 列车自动防护（ATP）子系统 ❖ Automatic Train Protection ❖ 列车自动监控（ATS）子系统 ❖ Automatic Train Supervision ❖ 列车自动运行（ATO）子系统 ❖ Automatic Train Operation
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
城市轨道交通基础信号设备概述
城市轨道交通根底信号设备概述一、引言城市轨道交通作为一种快速、高效和环保的交通工具，在现代城市中得到广泛应用。
而轨道交通的平安性是其运营的重要保障，而信号设备作为轨道交通系统中的核心组成局部，对于保障列车运行的平安和顺畅起着至关重要的作用。
本文将对城市轨道交通的根底信号设备进行概述，包括信号灯、车站信号机、轨道电路等。
二、信号灯信号灯是城市轨道交通中常见的信号设备之一，用于向列车驾驶员传递运行和停车等指令。
信号灯分为红灯、绿灯和黄灯，分别代表停车、行进和注意的意思。
信号灯通常通过电气控制系统来控制，控制系统会根据列车运行状态以及前方道岔、防护门等情况来改变信号灯的颜色。
同时，信号灯还可以通过亮度的改变来传递更加详细的信息，比方闪烁的黄灯表示列车需要减速慢行。
三、车站信号机车站信号机是城市轨道交通站台上的信号设备，用于向乘客传递站内运营信息。
车站信号机通常由显示屏和控制系统组成，显示屏可以显示列车的到站时间、车次信息以及乘客本卷须知等。
车站信号机通过控制系统与列车运行图和实际运行情况相结合，能够及时准确地提供列车运行信息，帮助乘客合理安排出行。
四、轨道电路轨道电路是城市轨道交通中一种重要的信号设备，用于控制列车的运行和停车。
轨道电路主要由铁轨两侧的钢轨、轨道电缆和控制电路组成。
轨道电路通过控制电路中的电流信号来判断轨道上是否有列车存在，在列车通过时会引发相应的信号变化。
通过轨道电路，车站信号机和列车信号设备可以及时了解列车的运行情况，并做出相应的指令。
五、总结城市轨道交通根底信号设备是保障轨道交通运行平安和顺畅的重要组成局部。
信号灯、车站信号机和轨道电路等设备在轨道交通系统中起着至关重要的作用。
信号灯通过改变颜色和亮度来向列车驾驶员传递远离、行进和减速等指令；车站信号机通过显示屏来向乘客传递站内运营信息；轨道电路那么通过监测轨道上的电流变化来判断列车运行情况，并与信号设备进行协调。
通过对城市轨道交通根底信号设备的概述，我们可以更好地了解轨道交通系统的运行原理和重要性，为进一步研究和应用提供根底。
城市轨道交通信号设备维修规程
城市轨道交通信号设备维修规程随着城市轨道交通技术的不断发展，信号设备作为重要的部分，在保证轨道交通安全、高效及稳定运营方面发挥着至关重要的作用。
为了有效维护和保养城市轨道交通信号设备，避免不必要的运营风险，特制定本规程，以便保证城市轨道交通信号设备的稳定、可靠及高效运行。
一、维修人员条件1、必须具备城市轨道交通信号设备维修的相关知识和技术；2、具备丰富的维修经验和操作技能；3、责任心强、严格按照规定的维修程序进行操作；二、维修计划1、制定年度维修和检测计划；2、定期对主要部件进行维修保养；3、按照定期检测计划，定期检查信号系统、设备自检及信号灯灯泡的消耗等；4、定期检查车道控制器的数据是否正常；以上是在年度维修时要检查的内容。
三、维修方式1、对故障和异常设备，应采取及时的修理措施，以确保安全运行；2、对于设备的外观整洁度、操作台和线路接地、接线整洁、连接头水平度等，应定期按照规定进行检查检修；3、更换零件时，必须使用厂家规定的类型和规格，并确保更换零件时信号系统能够正常运行。
四、安全操作1、操作人员应穿戴安全用具，遵守安全规定；2、检修设备之前，应先检查线路电压；3、在维护信号系统时，应严格按照要求逐步操作；4、检修信号系统时，应关闭车道控制器与运行系统的总配置；5、维修时，应采取现场保护措施，以减少事故的发生。
五、维修质量检查1、维修结束后，应进行质量检查，确保信号系统能够正常使用；2、维修时，应检查线路电压是否符合要求；3、维修后，应重新检查信号灯及警示音，确保能及时发出警告；4、维修后，应重新检查运行参数是否会受到影响；五、记录管理1、操作者应当记录维修内容和维修情况，并在工作结束后及时上报维修记录；2、维修前应先查看设备状态信息，在维修过程中需实时记录设备信息，并在维修结束时将记录上传至维修管理系统；3、年度维修计划完成后，应当将维修情况及记录汇总上报管理部门，作为下一年度维修计划的制定及实施的依据。
城市轨道交通信号基础设备—信号继电器
继电器的型号表示
有极加强节点插入式信号继电 器——（前线圈160Ω后线圈 260Ω）
无极加强接点插入式信号继电 器——缓放型（前线圈125Ω后 线圈80Ω）
继电器的符号及名称
前接点代表危险侧信息； 后接点代表安全侧信息。
接点符合：故障—安全原则，即发生安全侧故障的可能性远远大于发 生危险侧故障的可能性。 处于禁止运行状态的故障有利于行车安全，称为安全侧故障； 处于允许运行状态的故障可能危及行车安全，称为危险侧故障。
非安全型（C型）继电器
主要依靠弹簧弹力释放衔铁，又称 为弹力式继电器。
项目2 城市轨道交通信号基础设备
任务2.1 信号继电器 2.1.3 信号继电器的结构及特点
继电器结构
继电器是由电磁系统和接点系统两个部分组成
电磁系统
电磁系统：线圈、固定的铁芯、轭铁、重锤片、可动的衔铁。
衔铁
重锤片
铁芯
轭铁
线圈
串并联三种基本形式。
并联电路
根据逻辑功能的要求，在电路中有些接点串联，有些是串联，这类电 路称为串并联电路。
继电器的表述
继电器的安全使用
必须满足继电器的工作安匝和释放安匝。 串联：前后线圈串联；如：JWXC-1700 并联：前后线圈并联；如：JWXC-850/850 单线圈使用时，为了保证得到与两线圈串联使用同样的工作安匝，通过线圈的电流 必须比串联时大一倍，所消耗功率也大一倍。继电器大都采用两线圈串联使用的方法。 但当电路需要时，也采用分线圈使用的方法。两线圈并联使用时，所需电压比串联时低 一半，一般使用在较低电压的电路中。
常见的故障：熔断器熔断、断线、脱焊、螺丝松脱、线圈烧坏、接点接触不良、线路 混入电源等。
电路开路（断线故障）：使继电器错误落下，或不能吸起 电路短路（短路故障）：使继电器错误吸起，或不能落下
城市轨道交通信号设备故障应急处理措施
城市轨道交通信号设备故障应急处理措施城市轨道交通是现代城市交通的重要组成部分，其安全性和稳定性对城市交通运输的发展至关重要。
然而，由于各种原因，轨道交通信号设备故障时有发生，这不仅会影响列车运行，还会对乘客的出行造成不便。
因此，轨道交通信号设备故障应急处理措施显得尤为重要。
一、轨道交通信号设备故障的原因轨道交通信号设备故障的原因有很多，主要包括以下几个方面：1. 设备老化：轨道交通信号设备使用时间长了，设备老化导致故障率增加。
2. 外部干扰：轨道交通信号设备受到外部干扰，如雷击、电磁干扰等，会导致设备故障。
3. 人为因素：轨道交通信号设备的安装、维护和操作都需要人员参与，人为因素也是设备故障的一个重要原因。
4. 设备质量问题：轨道交通信号设备的质量问题也会导致设备故障。
二、轨道交通信号设备故障的影响轨道交通信号设备故障会对列车运行和乘客出行造成不良影响，主要表现在以下几个方面：1. 列车运行受阻：轨道交通信号设备故障会导致列车运行受阻，影响列车的正常运行。
2. 乘客出行受影响：轨道交通信号设备故障会导致列车晚点、停运等情况，给乘客的出行带来不便。
3. 安全隐患增加：轨道交通信号设备故障会增加列车运行的安全隐患，给乘客的生命财产安全带来威胁。
三、轨道交通信号设备故障应急处理措施针对轨道交通信号设备故障，应采取以下应急处理措施：1. 及时排查故障原因：一旦发现轨道交通信号设备故障，应立即组织专业人员进行排查，找出故障原因。
2. 及时修复故障：排查出故障原因后，应及时修复故障，确保设备正常运行。
3. 加强设备维护：为了减少轨道交通信号设备故障的发生，应加强设备的维护工作，定期检查设备的运行状态，及时发现并解决问题。
4. 做好应急预案：针对轨道交通信号设备故障，应制定应急预案，明确应急处理流程和责任人，确保应急处理工作的顺利进行。
5. 加强宣传教育：为了提高乘客的安全意识和应急处理能力，应加强宣传教育，让乘客了解轨道交通信号设备故障的应急处理措施，提高应急处理能力。
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 。
城市轨道交通信号系统的组成
地面设备系统包括车站信号设备和轨旁线路层设备。 车站分为设备集中站和非设备集中站。设备集中站一般为有道岔车站。 设备集中站设有车 站ATS分机、车站联锁设备、ATP/ATO系统地面设备、电源设备、维修终端、信号机、转辙机、 列车检测设备、发车指示器、紧急停车(关闭)按钮、自动折返按钮等。各设备分设于车站控制室、 车站信号设备室、车站站台层及轨旁线路层。非设备集中站设有发车指示器、紧急停车(关闭)按 钮等。
城市轨道交通信号控制系统的设备分布
(三)车载设备系统
车载设备系统即车载ATP/ATO计算机单元，用来接收轨旁设备传送的ATP/ATO信息，计算 列车运行曲线，测量列车的运行速度及走行距离，实现列车运行超速防护及列车自动运行，保 证行车安全和为列车提供最佳运行方式。每套车载ATC设备包括车载ATP/ATO计算机单元、司 机盘、人机界面、测速传感器、定位补偿设备、发送/接收天线、应答器(信标)天线等车-地通信 设备。
图1-8 ATO系统车载设备
城市轨道交通信号控制系统的设备分布
城市轨道交通信号控制系统的设备按地域分布一般可分为四 部分：控制中心系统、地面设备系统、车载设备系统、车辆基地 系统等，有时还包括维护及培训中心设备。
城市轨道交通信号控制系统的设备分布
(一)控制中心系统
控制中心设备属于ATS子系统，是ATC的核心。ATS子系统通过数据通信网络与其他子系统 交换数据和命令。中央ATS系统主要配置ATS中央计算机系统、主任/调度员工作站、运行图工 作站、维护工作站、DCS ( Data Communication System )数据通信设备、运行综合显示屏接 口服务器、与其他系统接口的通信服务器，培训工作站，电源设备等，以及报告输出和系统运 行状态信息打印设备和运行综合显示屏，各设备分设于中央控制室、信号ATC设备室、运行图编 辑室、培训室以及控制中心信号电源室中。
城市轨道交通行车基础知识—行车信号系统
二、信号标志
❖车档表示器
▪ 设在线路尽头线车挡上的表示器，便于驾驶员 确认车挡位置。隧道内显示红色灯光，地面线 路昼间使用红色方牌、夜间使用红色灯光，
二、信号标志
❖接触网终止标：表示接触网已终止的标志 ，设在接触网终端，警告驾驶员不准越过 该标，防止脱弓。
六、通过手信号
❖白天：展开的绿色信号旗。 ❖夜晚：绿色灯光。
七、引导信号
❖白天：展开黄色信号旗高举头上左右摇动 ❖夜晚：黄色灯光高举头上左右摇动。
八、连挂号
❖白天：连挂作业两臂高举头上，拢起的手 信号旗杆成水平末端相接。
❖夜晚：红、绿色灯光（无绿色灯用白色灯 光代替）交互显示数次。
九、道岔开通信号
车厂（车辆段）信号
一、进段（厂）信号机
❖进段（厂）信号机采用高柱（高度根据车 辆高度确定）黄、绿、红三灯位信号机构 ，绿灯封闭，红灯为常态。
▪ 黄灯：表明进段（厂）的进路开通，准许列车 按规定的速度越过该架信号机进厂；
▪ 红灯：禁止越过，不准列车越过该架信号机； ▪ 红色灯光+黄色灯光：引导信号，准许列车以
件、表示相关设备所处的位置和状态，城 市轨道交通必须设置信号。 ❖信号作为城市轨道交通运营线路上划分闭 塞分区、站间、区间等的分界标志。
二、按信号的接收效果分类
❖视觉信号
▪ 以信号的颜色、形状、显示数目和灯光的显示 状态等视觉效果来表现的信号
▪ 地面信号机、信号旗、手信号、火炬信号、信 号牌等
❖听觉信号
❖下列九种情况，使用无线对讲，执行联控 用语
▪ 试验自动制动机
• 试验制动机开始减压时 • 接到试验制动结束的手信号，回答试风人员时 • 调车作业中，表示已接受调车员所发出的信号时 • 试验制动机缓解时。
13第十四章城市轨道交通信号设备铁路信号基础
themegallery
Company Logo
城市轨道交通对信号系统的要求
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
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。
themegallery
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。
themegallery
Company Logo
– 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。
Company Logo
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。
第02章 城市轨道交通基础信号设备
信号与通信概论 第 2 章 城市轨道交通基础信号设备 27
2.4 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的 一种技术设备。它不受轨道线路、道床 状况的影响。对采用CBTC（基于无线通 信的列车运行控制系统）的城市轨道线 路，当无线传输设备发生故障时，可用 计轴器设备检查列车位置，构成“降级” 信号。
第2章 城市轨道交通基础信号设备
信号与通信概论 第 2 章 城市轨道交通基础信号设备 1
城市轨道交通基础信号设备包括信 号机、转辙机、轨道电路、计轴器、应 答器等，它们是城市轨道交通信号系统 的重要基础设备，它们的运用质量和可 靠性，是信号系统正常运行和充分发挥 效能的保证。城市轨道交通信号基础设 备沿袭铁路信号基础设备，但是有的基 础设备，例如信号机的设置和显示、轨 道电路的制式等，又不同于铁路。
信号与通信概论 第 2 章 城市轨道交通基础信号设备 28
2.4.1 计轴器的基本组成 计轴器由室内设备和室外设备两部分组成。
信号与通信概论 第 2 章 城市轨道交通基础信号设备 22
1．音频轨道电路的基本构成及原理 谐振式电气隔离音频轨道电路，是在轨道电 路分界处，采用电容和钢轨构成的电感组成谐 振回路，相邻轨道电路采用不同频率的信号电 流，使谐振回路对不同频率信号呈现不同阻抗， 实现轨道电路的无绝缘电气隔离。
信号与通信概论 第 2 章 城市轨道交通基础信号设备 23
信号与通信概论 第 2 章 城市轨道交通基础信号设备 13
2.3 轨道电路
轨道电路是由钢轨线路和钢轨绝缘 构成的电路。轨道电路的作用是监督列 车的占用状态，反映线路的空闲状况， 为开放信号、建立进路或构成闭塞提供 依据；传递行车信息（ATP信息），决 定通过信号机的显示或决定列车运行的 目标速度，从而控制列车运行。轨道电 路是信号的重要基础设备之一，它的性 能直接影响行车安全和运输效率。
城市轨道交通信号系统ATC、ATS、ATO、ATP介绍
城市轨道交通信号系统ATC、ATS、ATO、ATP介绍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通常由列车自动控制系统（Automatic Train Control，简称ATC）组成，ATC系统包括三个子系统：—列车自动监控系统（Automatic Train Supervision，简称ATS）—列车自动防护子系统（Automatic Train Protection，简称ATP）—列车自动运行系统（Automatic Train Operation，简称ATO）三个子系统通过信息交换网络构成闭环系统，实现地面控制与车上控制结合、现地控制与中央控制结合，构成一个以安全设备为基础，集行车指挥、运行调整以及列车驾驶自动化等功能为一体的列车自动控制系统。
一、列车自动控制系统（ATC）分类1、按闭塞布点方式：可分为固定式和移动式。
固定闭塞方式中按控制方式，又可分为速度码模式（台阶式）和目标距离码模式（曲线式）。
2、按机车信号传输方式：可分为连续式和点式。
3、按各系统设备所处地域可分为：控制中心子系统、车站及轨旁子系统、车载设备子系统、车场子系统。
二、固定闭塞ATC 系统固定闭塞ATC系统是指基于传统轨道电路的自动闭塞方式，闭塞分区按线路条件经牵引计算来确定，一旦划定将固定不变。
列车以闭塞分区为最小行车间隔，ATC系统根据这一特点实现行车指挥和列车运行的自动控制。
固定闭塞ATC系统又可分为速度码模式和目标距离码模式。
1、速度码模式（台阶式）如北京地铁和上海地铁1号线分别引进的英国西屋公司和美国GRS公司的ATC系统均属此类ATC系统，该系统属70～80年代的产品，技术成熟、造价较低，但因闭塞分区长度的设计受限于最不利线路条件和最低列车性能，不利于提高线路运输效率。
固定闭塞速度码模式ATC 是基于普通音频轨道电路，轨道电路传输信息量少，对应每个闭塞分区只能传送一个信息代码，从控制方式可分成入口控制和出口控制两种，从轨道电路类型划分可分为有绝缘和无绝缘轨道电路两种。
城市轨道交通信号基础设备—应答器
应答器天线
应答器辐射范围示意图
在该区域（应答器安全检测精度） 应答器天线不能可靠的接收应答器 报文，但是是可能的（从安全的角 度考虑）。
不能接收到应答器报文的 区域
➢ 立杆式安装：应答器安装于路旁立杆上，其作用无线电波为无方向性，也可为有方向
性，因此，道路上通过装有查询器的移动车辆时，立即可与它起耦合作用，传递相应信息。
项目2 城市轨道交通信号基础设备
任务2.6 应答器 2.6.3 应答器的工作原理
电磁感应的基本原理：车载天线与应答器之间是按电感耦合的原理进行工作的，如图所示，当能量频 率≤30MHz时，磁场起着主导作用，电场起着次要作用，如图1-7 。
的信道
地面应答器可以把一些固定的地理信息，如列车运行前方的弯道曲线 率及长度、坡道坡度及长度、限速区段长度及限速值等固定信息和位置信 息一起存储在应答器中，传输到列车上。在采用轨道电路作为ATC控制信 息传输通道的线路上，查询应答器的使用可以大大降低轨道电路需传输的 信息量，从而降低ATC信号的传输频率，改善信息传输距离。
03 临时限速信息的传输通道
当由于施工作业或其他紧急情况出现时，会临时影响列车运行速 度，由控制中心通过轨道电子单元LEU将临时限速信息传送给地面应 答器（通常为有源应答器），当列车经过时传递给车载设备，从而完 成对列车速度的控制，保证行车安全。
项目2 城市轨道交通信号基础设备
任务2.6 应答器 2.6.2 应答器的分类
有源、无源应答器实物图
1、按照供电来源区分：应答器可分为有源应答器（可变应答器）和无源应答器
（固定应答器）两种。
有源应答器
有源应答器通过电缆与地面电子单元（LEU）连接，可实时发送LEU传送的数据报文。 当列车经 过有源应答器上方时， 有源应答器接收到车载天线发射的电磁能量后， 将其转换成电能，使地 面应答器中发射电路工作，将LEU传输给有源应答器的数据循环实时发送出去，直至电能消失 （即车载天线已经离去）。平常处于休眠状态。
《城市轨道交通信号基础》第1章
图1-5 ATC设备控制列车运行示意图
（1）ATS子系统主要实现对列车运行的监督和控制，辅助行车人员对 全线列车运行进行管理，统一指挥调度，充分发挥其运输快捷、准时的 特点。它可以为行车指挥人员提供全线列车的运行状态显示、监督和记 录运行图的执行情况，在列车运行偏离运行图时能够及时作出反应（提 出调整建议或自动修整运行图），从而保证列车按时刻表正点运行；还 可通过ATO子系统的接口，向乘客提供运行信息通报（例如：列车到达、 出发时间，运行方向，中途停靠站名等）。
城市轨道交通信号系统的作用主要是：
（一）确保列车运行的安全
轨道交通信号系统是指挥列车安全运行的关键设备，只有在列车运行 前方的轨道区段没有列车占用（列车进路空闲）、道岔位置正确、敌对 或相抵触的径路没有建立等条件满足，才允许向列车发出允许列车前行 的信号，所以列车只要严格按照信号的显示运行，就能够确保列车的安 全运行；反之，如果列车不遵循信号的显示运行（违章运行），将导致 事故。
二、车辆段信号系统的组成
车辆段的信号机和道岔由车辆段的联锁设备控制。通常车辆段独立 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。它包括联锁系统、进路控制设备、接近通知、 终端过走防护和车次号传输设备等。这些设备由局域网连接并经过光缆 与调度中心通信。列车的整备、维修与运行相互衔接成一个整体，保证 了城市轨道交通的高效率和低成本。车辆段内试车线设置若干段与正线 相同的 ATP 轨道电路和 ATO地面设备，用于对车载ATC设备进行静、 动态试验。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
城市轨道交通设备
四 开 状 态
三、转辙机
对转辙机的基本要求
1.作为转换装置，应具有足够的拉力，以带动尖轨作直线往返 运动；当尖轨受阻不能运动到底时，应随时通过操纵使尖轨 回复原位。
2.作为锁闭装置，当尖轨与基本轨不密贴时，不应进行锁闭， 一旦锁闭，应保证道岔不因列车通过的震动而错误解锁。
– 继电器 – 信号机 – 转辙机 – 轨道电路 – 计轴设备 – 控制台
城市轨道交通设备
一、继电器
• 继电器是自动控制系统中常用的电器，它用于接 通和断开电路，以发布控制命令和反映设备状态， 构成自动控制电路。
• 继电器是信号技术中的重要部件，在城市轨道交 通信号技术中广泛采用。
城市轨道交通设备
• 防护信号机设于道岔岔前或岔后的适当地点。
– 红色：禁止越过该信号机 – 绿色：道岔开通直向位置 – 黄色：道岔开通侧向位置
• 阻挡信号设在线路尽头，采用单显示，为一 个红灯。
• 发车表示器设置在车站站台上列车发车始端 位置，向司机表示能否关门及发车时间。
二、信号机
• 4.地面信号机 • （2）车辆段的信号机
• 使列车按照空间间隔或时间间隔安全运行的技术 方法。
双线线路区间划分 双线线路自动闭塞分区划分
移动闭塞线路闭塞分区划分
二、闭塞分类
• 办理方法不同
–（1）人工闭塞 –（2）传统的自动闭塞 –（3）装备列车运行自动控制系统的自动闭塞
（超速防护自动闭塞）
二、闭塞分类
• 闭塞区间不同
–（1）固定闭塞 –（2）移动闭塞 –（3）准移动闭塞
3.作为监督装置，应正确反映道岔的状态。 4.道岔被挤（挤岔）后，在未修复之前不应再使道岔转换。
城市轨道交通设备
挤岔
转辙机的分类
• 按供电电源的种类:
• 直流：ZD6系列直流220V。 由于存在换向器和电刷， 易损坏，故障率高
• 交流：单相或三相电源， 有S700K、ZYJ7系列交流 380V。故障率低并控制隔 离区
控制台
• 1．单元控制台 • 2．鼠标控制台 • 3．应急控制盘
1.单元控制台
2.鼠标控制台
3.应急控制盘
第五章 信号设备
第一节 概述 第二节 信号基础设备 第第三三节节 联联锁锁 第四节 闭塞 第五节 ATC系统
一、联锁及联锁设备
• 联锁
– 联锁指车站范围内的进路、信号、道岔之间相 互制约的关系。
城市轨道交通设备
轨道电路作用
• 作用一：是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。
• 作用二：是传递列车信息
– 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。
五、超速防护自动闭塞
• 1.固定超速防护自动闭塞 • 将线路划分为若干个固定区间并安装轨道电路，
借助轨道电路系统和地车车载设备，自动完成将 地面信号翻译成车载信号（速度码），实现有ATP 系统监督人工驾驶达到列车超速自动防护目的的 行车闭塞法。
固定超速防护自动闭塞
速度 km/h
74 58
38
74/73
– 集中联锁包括继电集中联锁和计算机联锁。
城市轨道交通设备
二、继电集中连锁
城市轨道交通设备
继电集中联锁基本原理
三、计算机联锁
城市轨道交通设备
人机界面
联锁计算机
第五章 信号设备
第一节 概述 第二节 信号基础设备 第三节 联锁 第第四四节节 闭闭塞塞 第五节 ATC系统
一、闭塞的概念
• 为了确保列车在区间内的运行安全，列车由车站 向区间发车时，必须确认区间内没有列车，并需 遵循一定的规律组织行车，以免发生列车正面冲 突或追尾等事故。
单显示
二、信号机
• 4.地面信号机 • （1）地面信号机的设置原则
–除了车辆段和车站道岔外，一般不设地面信号 –设于列车运行方向右侧 –信号机柱的选择
城市轨道交通设备
二、信号机
• 4.地面信号机 • （2）正线信号机及表示器
–防护信号机 –阻挡信号机 –通过信号机 –进出站信号机 –发车表示器
城市轨道交通设备
三、转辙机
• 转辙机就是转换道岔和锁闭道岔的重要信号基础设备。
城市轨道交通设备
道岔转辙设备安装
三、转辙机
• 作用
– 1)转换道岔：根据需要定位和反位。 – 2)锁闭道岔：道岔转至所需位置而且贴紧后，实现锁
闭。 – 3)表示：正确地反映道岔的实际位置，道岔的尖轨贴
于基本轨后，正确地给出相应的表示。 – 4)报警：道岔被挤或因故处于“四开”位置时，及时
• 城市轨道交通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。
城市轨道交通设备
二、信号设备的要求
安全可靠性高 通过能力大 保证信号显示距离 自动化程度高
城市轨道交通设备
三、信号系统的特点
轨道电路的基本原理： 轨道电路是以线路轨道作为导体，两端加以机械绝缘，接上 送电和受电设备构成的电路
最简单的轨道电路
1)轨道电路的两端分别设有送电端和 轨道继电器。
2)当轨道电路内钢轨完整，没有列车 占用轨道时，继电器吸起，表示轨道 电路空闲。
3)当轨道电路被列车占用，轨道电路 被轮对分路，轮对电阻远小于轨道继 电器线圈的电阻，流经轨道继电器的 电流大大减小，轨道继电器落下，表 示轨道电路被占用，这时轨道电路呈 分路状态。
具有完善的列车速度监控功能 正线和车辆段信号设备相对独立 自动化水平高 各线路的设备不要求兼容
城市轨道交通设备
四、信号系统的构成
城市轨道交通设备
第6章 信号设备
第一节 概述 第第二二节节 信信号号基基础础设设备备 第三节 联锁 第四节 闭塞 第五节 ATC系统
• 城市轨道交通信号基础设备主要包括：
• 由于前后两列列车间的间隔距离长度（即闭塞分区）是由 前后两列车的运行速度及线路状况而定的，间隔距离长度 随着速度和线路状况变化而变化，自动调整其长度，故称 为移动。
• 注：前方目标点是指前行列车的尾部
移动超速防护自动闭塞
速度
74m/h
制动距离
防护区间
0
距离
移动式超速自动闭塞区间
第五章 信号设备
73/57
58/37
38/0
0/0
0
ATP
ATP
ATP
ATP
ATP
距离
五、超速防护自动闭塞
• 2.准移动超速防护自动闭塞 • 保留线路固定分区的划分，借助于无线传输系统、地面控
制中心、地车车载系统等设备，根据前行列车运行和线路 状况，实时计算出列车至前方目标点的速度曲线，确保列 车运行不超过前方目标点的安全距离。 • 由于前后两列列车间的间隔距离长度（即闭塞分区）是由 固定闭塞分区长度和线路情况而确定的，故称为准移动。 • 注：前方目标点指的是前行列车所占用闭塞区间的始端。
–辅助色
• 月白色、蓝色
城市轨道交通设备
我国城市轨道交通的信号系统对显示的意义 未作统一规定，因此信号显示存在一定差异
• 红色：停车信号，禁止越过该信号机 • 绿色：允许信号，信号处于正常开放状态 • 黄色：注意或减速信号 • 月白色：允许越过该信号机调车 • 蓝色：禁止越过该信号机调车
二、信号机
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一、联锁及联锁设备
• 联锁的基本内容
– 进路上各区段空闲时才能开放信号 – 进路上有关道岔在规定位置且被解锁才能开
放信号 – 信号机开放后，它们防护的进路上的各道岔
必须被锁闭在规定位置不能转换，与该进路 敌对的所有进路不能建立。
城市轨道交通设备
一、联锁及联锁设备
• 联锁设备
– 控制车站道岔、进路和信号，并实现它们之间 相互制约关系的设备成为联锁设备。
三、电话闭塞
• 人工办理闭塞的一种方法，是由相邻两个车站的 综控员利用行车专用电话进行联系，以电话记录 的方式共同确认闭塞区间空闲后，方准列车进入 该闭塞区间运行的行车闭塞法。
四、站间自动闭塞
• 以车站进、出站信号机或指定的分界点信号机为 分界线，借助轨道电路和联锁设备，根据列车运 行和站间区间状态，自动转换出站信号机（或分 界点信号机）的显示，司机凭出站信号机和分界 点信号机行车的行车组织方法。
速度 准移动超速防护自动闭塞
74m/h
0 ATP
制动距离
防护区段
ATP
ATP
ATP
ATP
准移动式超速防护自动闭塞区
距离
五、超速防护自动闭塞
• 3.移动超速防护自动闭塞
• 取消线路固定分区的划分，借助于无线传输系统、地面控 制中心、地车车载系统等设备，根据前行列车的运行和线 路状况，实时计算出列车至前方目标点的速度曲线，确保 列车运行不越过前方目标点的安全距离。
– 联锁设备的功能是排列进路、开放信号，保证 道岔、信号和轨道区段间的联锁，监视列车运 行和信号设备状态。
城市轨道交通设备
进路
• 列车和调车车列在站线范围内运行所经过的 路径。
• 进路分列车进路和调车进路。
• 列车进路又分为接车进路、发车进路和通过 进路等。
• 进路有建立和不建立两种状态：建立了进路， 即排列了进路，且处于锁闭状态；进路未建 立，即未排列进路，其在解锁状态。
转辙机的设置
• 正线上一般采用9号道岔， 车辆段一般采用7号道岔， 通常一组道岔由一台转 辙机牵引。