铁道信号基础知识

铁路信号基础知识
2015年9月23日
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主要内容
铁路信号基本概念
一
二
联锁系统
三
调度指挥系统
四
中国列车运行控制系统
信号集中监测系统
五
故障—安全原则
六
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一、铁路信号基本概念
铁路信号设备是铁路运输的重要基础设施， 也是保证行车安全，组织指挥列车运行，提高运 输效率，传递信息，改善行车人员劳动条件的重 要技术设备。
换至备机 • DS6-11、TYJL-
II 、JD-IA
• 三机同步运算 • 三机运算结果进
行三取二表决 • 单机故障转为双
机工作 • DS6-20、TYJL-
TR9
二乘二取二
• 双系同步运算， 热备工作
• 单系二取二表决 • 单系故障自动切
换 • DS6-K5B、
EI32-JD、TYJLADX、iLOCK 、 DS6-60
正：自动闭塞
反：自动站间闭塞 反：自动站间闭塞
自动闭塞 或移动闭塞
联锁形式 调度集中 列车定位 控制模式
6502电气集中 TDCS
6502电气集中/ 计算机联锁
TDCS/CTC
车载测距
车载测距 和应答器校准
阶段速度曲线
目标速度距离 模式曲线
车地信息传输 轨道占用检查 线路数据来源
轨道电路
轨道电路 车载数据 存储芯片
进站、进路、出站信号机为红灯； 调车为蓝灯； 区间通过信号机为绿灯； 进站前方第一架为黄灯； 进站前方第二架为绿黄； 线路所通过信号机为红灯、遮断、复示信号机为 灭灯； 预告信号为黄灯。
一、铁路信号基本概念
信号显示应符合《技规》的要求。
信号名 称
色灯信 号机(透 镜式)
显示
信号显示的意义 停车，不准越过信号机
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模
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电务维 综合维 护终端 修终端
车站子系 统
路由 路由 器器
车站
路由 路由 器器
车站
路由 路由 器器
车站
电务维护 工作站
打印 机
绘图 仪
中心局域 网
系
统
路由
路由
总
器
器
体
构
成
及
网
络
路由 路由
路由 路由
方
器器
器器
车站
车站
案
四、中国列车运行控制系统
参照开放、统一的欧洲列车运行控制系统（ ETCS）规范和国外高速铁路列控系统运用经验 ，结合我国铁路运输特点，遵循全路统一规划 的原则，原铁道部确定构建了符合中国国情、 路情的中国列车运行控制系统（CTCS）技术体 系。
进正线准备停车
进到发线准备停车
进站信 号机
按规定速度由正线通过
进站内准备停车表示接车进路 信号机在开放状态
引导信号，以不超过20km/h 的速度进站或通过接车进路， 并随时准备停车
一、铁路信号基本概念
道 岔 • 定位 及 • 反位 转 • 挤岔 辙 机
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一、铁路信号基本概念
轨 道 电 路
轨道电路的作用：
城轨
• 城市铁路、地铁、轻轨
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一、铁路信号基本概念
信号机
• 通过不同的灯光显示，指挥列 车运行。色灯信号机。
道岔
• 通过不同的开通方向，引导列 车运行方向。控制：转辙机。
• 道岔表示：定位与反位。
轨道电路 • 实现列车的占用检查及机车信 号信息发送。
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一、铁路信号基本概念
•进 站
色
灯
信
•出 站
号
机
•调 车
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一、铁路信号基本概念
色灯信号机基本上采用灯光颜色特征和灯 光数目特征组合的显示方式，个别情况下采 用闪光特征，并以信号机的外形来辅助区别 一些特定的含义。
基本色：红、黄、绿 辅助色：蓝、月白、紫色（道岔表示器用）
一、铁路信号基本概念
信号机的定位:信号机经常保持的显示状态作为 信号机的定位。
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四、中国列车运行控制系统
列控系统是确保行车安全的信号系统，包括地面设备 和车载设备。利用地面设备提供的线路信息、目标距离 和进路状态，列控车载设备自动生成列车允许速度控制 模式曲线，并实时与列车运行速度进行比较，超速后及 时进行控制。
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四、中国列车运行控制系统
CTCS-4 CTCS-3 CTCS-2 CTCS-1 CTCS-0
模
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模
模
模
模
块
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块
块
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块
块
补空板
外电接入
采样电缆
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LNPE
+12V
GND
工作电源
绝缘漏流测试组合
道岔表示电压 采集组合
电源屏采集组合
轨道电路采集组合
移频采集组合 零散组合
（异物/站联/半自 闭）
接口层 外电网 监测箱 采集传感器
采集配线
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五、信号集中监测系统
入侵监测系统 安全防护服务器 网管服务器 上联路由器
应答器
列控系统 地面设备
四、中国列车运行控制系统
C3系统——控车原理
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四、中国列车运行控制系统
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五、信号集中监测系统
铁路信号集中监测系统（CSM）是保证行车 安全、加强信号设备结合部管理、监测信号设 备状态、发现信号设备隐患、分析信号设备故 障原因、辅助故障处理、指导现场维修、反映 设备运用质量、提高电务部门维护水平和维护 效率的重要设备。做到统一规划，统一实施， 与联锁、闭塞、列控、TDCS/CTC、驼峰等系统 同步设计、施工、调试、验收及开通。
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二、联锁系统
电务维修终端 电源柜 联锁柜 2个输入输出柜
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三、调度指挥系统
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我国铁路运输组 织采用铁路总公 司、铁路局及车 站三级指挥管理 模式，其中铁路 总公司负责运输 组织的宏观指挥 管理工作，铁路 局和车站负责运 输组织的直接指 挥管理工作。
三、调度指挥系统
铁路总公司通过每日 的分界口交接车数量 、跨局旅客列车正点 率、调度命令下达、 计划审核，对各路局 进行调度指挥。
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二、联锁系统
机械联锁
最古老的联锁 方式，通过信 号机与道岔的 控制杆相互锁 闭来实现联锁
继电联锁
计算机联锁
以电气传输方 式集中操控信 号机、道岔转 辙机等设备， 实现联锁功能 如6502电气集 中联锁
采用高可靠计 算机来代替继 电器电路的逻 辑运算与操作 ，实现对车站 信号设备的联 锁控制功能。
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五、信号集中监测系统
集 中
开关量记录 ：各设备的工作状态等；
监 模拟量监测：绝缘、漏流、电压等；
测 主
站场状态显示与回放；
要 各信号系统状态监测；
功 智能分析及故障预警告警。
能
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五、信号集中监测系统
计算机联锁系统 列控中心系统
CTC/TDCS 系统 ZPW 2000
智能电源屏系统 RBC TSRS
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三、调度指挥系统
铁路局根据铁路总公 司下达的每日的分界 口交接车数量（包括 空车、重车）、跨局 旅客列车正点率、调 度命令，编制路局的 日计划、阶段计划， 并下达调度命令给车 站，指挥车站运营。
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三、调度指挥系统
车站执行铁路局编制 的阶段计划，调度命 令，实际指挥列车运 营，将列车运营信息 （如到发时刻等）上 报至铁路局。
由通用机车信号和运行监控记录 装置构成。既有线现状 。
CTCS各级基本特征对照表
项目
C0级
C1级
C2级
C3级
C4级
运行速度
120km/h以下 160km/h以下 200～250km/h 300～350km/h 200～350km/h及以上
闭塞方式
自动闭塞/ 半自动闭塞
自动闭塞/ 半自动闭塞
正：自动闭塞
轨道电路
轨道电路 车载数据 存储芯片
计算机联锁
计算机联锁
CTC
车载测距 和应答器校准
目标速度距离 模式曲线
轨道电路 +点式设备 轨道电路
应答器提供
CTC
车载测距 和应答器校准
目标速度距离 模式曲线
无线双向信息传输
轨道电路等 无线闭塞中心 （RBC）提供
计算机联锁
CTC
车载测距 和应答器校准
目标速度距离 模式曲线
铁路信号的作用：向列车或车列发出指令和 信息，以控制列车或车列的运行方向、运行线路 、运行间隔和运行速度，并显示列车移动、线路 以及信号设备的状态，从而有效地保证调度指挥 和控制列车运行，组织列车解编和调车作业，提 高运输管理水平 。
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一、铁路信号基本概念
大铁
• 普速铁路、高速铁路、城际铁 路
编组站 • 编组站、驼峰
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三、调度指挥系统
中 心
数据服务器
磁盘阵 列
应用服务器
网管工作
站
TDMS接口服 务器
通信服务器
综合维
修工作
站
助理调度 员工作站
调度员 工作站
大屏显示 控制器
站 间
接其他远程终端 电务段、机务
段等
GSM-R接口 TSR接口服
服务器
务器
站间2M
车 站
路由 器
路由 器
车站自律机
串
联锁、列控 中心、 450MHz等
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一、铁路信号基本概念
车
站 • 车站——相邻区间之间的分界点
与
• 区间——两个车站之间的线路
区
• 区间与分界点是组成铁路线路的两个 基本环节。
间
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一、铁路信号基本概念
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一、铁路信号基本概念
联
• 联锁——通过技术方法，使信号、道
锁
岔和进路之间按一定程序、一定条件
及
建立起一种相互制约源自文库关系
• 联锁设备——为完成这种联锁关系而
钢轨——传送电信息 绝缘节——划分各轨道区段 轨端接续线——保持电信息延续 轨道继电器——反映轨道的状况
三种状态： ——调整状态 ——分路状态 ——断轨状态
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一、铁路信号基本概念
轨 道 电 路
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一、铁路信号基本概念
轨 道 电 路
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一、铁路信号基本概念
——铁路信号设备对供电的基本要求：可靠、稳定和 安全。 ——信号电源输出应按照信号系统冗余的要求，进行 相应地配置。 由于信号设备供电种类和电压等级较多， 必须分路供电，并用变压器隔离，力求发生故障时缩 小故障范围，避免故障扩大化。 ——目前已广泛采用智能型电源屏。智能屏采用微型 计算机技术，完成对电源系统的自动监测，并可远程 监控；引入高频电力电子技术，对各种输入、输出单 元和交、直流电源进行模块化，提高了供电质量和可 靠性，实现了无维修化，使信号电源技术有了突破性 的发展，以满足不断发展的信号设备的供电需要。
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二、联锁系统
联锁基本功能有以下三部分：
进路控制
• 进路选排 • 进路建立 • 进路锁闭 • 进路解锁
道岔控制
• 道岔单操 • 道岔单锁/
单解 • 道岔单封/
解封
信号控制
• 信号开放 • 信号关闭
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二、联锁系统
计算机联锁基本结构
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二、联锁系统
计算机联锁制式
双机热备
三取二
• 主机输出有效 • 备机与主机同步 • 主机故障自动切
信号集中监测系统 北京全路通信信号研究设计院有限公司
电源
接
绝
口模 开 缘
通入 入 漏
信
流
电源
接
口 通 信
转 辙 机
采 集
综合采集分机
F
E
转辙机采集分机 A
B 显示器
鼠标键盘 站机
接口通信分机 协议转换器 路由器 采样电源 UPS电源
组合柜
采
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集
集
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模
模
模
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模
模
模
模
模
模
块
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基于无线通信传输平台，取消轨 道电路，实现虚拟闭塞或移动闭
塞。未来发展方向。
基于无线信息传输，机车乘务 员凭车载信号行车 。
已应用于300-350km/h线路。
基于应答器和轨道电路信息传输 ，机车乘务员凭车载信号行车。
已应用于200-250km/h线路。
由主体机车信号和安全型列车运 行监控记录装置（LKJ）组成。
联
安装的技术设备
锁 • 联锁设备分类——分为集中联锁（电
气集中联锁和计算机联锁）和非集中
设
联锁（臂板电锁器联锁和色灯电锁器
备
联锁）
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一、铁路信号基本概念
闭
塞
• 闭塞——用信号或凭证，保证列车按照
及
空间间隔制运行的技术方法
闭
• 闭塞设备——实现“一个区间（闭塞分 区）内，同一时间只允许一列车占用”
电子单元（LEU）、列控中心（TCC）、
临时限速服务器（TSRS）、车载设备
（ATP）、网络设备。
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四、中国列车运行控制系统
列控系统 车载设备
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速度传感器
应答器天线
轨道电路天线
雷达传感器
GSM-R 无线网络
调度集中 CTC
无线闭塞中心 （RBC）
TSR服务器
列控中心
车站联锁
LEU
ZPW-2000 轨道电路
无线双向信息传输
GPS等 无线闭塞中心 （RBC）提供
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四、中国列车运行控制系统
• C3系统是基于GSM-R无线通信实现车-地
信息双向传输，无线闭塞中心（RBC）生
成行车许可，轨道电路实现列车占用检查，
C3
应答器实现列车定位，并具备C2级功能的
系
列车运行控制系统。
统
• 设备组成：无线闭塞中心（RBC）、 GSM-R网络、轨道电路、应答器、地面
塞
而设置的铁路区间信号设备
类
• 闭塞类型——分为人工闭塞（已淘汰）、 半自动闭塞和自动闭塞
型
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一、铁路信号基本概念
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一、铁路信号基本概念
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一、铁路信号基本概念
编 组 站 与 驼 峰
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一、铁路信号基本概念
驼峰 设在编组站调车场头部，用于列车解体。调车 机将车列推上峰，在峰顶提开车钩，利用车辆 自身的重力，顺坡自行下滑至预定调车线