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1 1 铁路信号基础知识 2015年9月23日 2 主要内容 2 一 二 三 四 五 六 3 一 铁路信号基本概念 3 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 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 4 4 一 铁路信号基本概念 5 一 铁路信号基本概念 5 6 一 铁路信号基本概念 6 7 一 铁路信号基本概念 基本色 红 黄 绿辅助色 蓝 月白 紫色 道岔表示器用 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 8 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 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 9 一 铁路信号基本概念 信号显示应符合 技规 的要求 10 一 铁路信号基本概念 10 11 一 铁路信号基本概念 11 三种状态 调整状态 分路状态 断轨状态 轨道电路的作用 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 12 一 铁路信号基本概念 12 13 一 铁路信号基本概念 13 14 一 铁路信号基本概念 14 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 15 一 铁路信号基本概念 15 16 一 铁路信号基本概念 16 17 一 铁路信号基本概念 17 18 一 铁路信号基本概念 18 19 一 铁路信号基本概念 19 20 一 铁路信号基本概念 20 21 一 铁路信号基本概念 21 22 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 22 23 二 联锁系统 23 机械联锁 继电联锁 计算机联锁 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 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 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 24 二 联锁系统 24 联锁基本功能有以下三部分 25 二 联锁系统 25 计算机联锁基本结构 26 二 联锁系统 26 计算机联锁制式 27 二 联锁系统 27 电务维修终端 电源柜 联锁柜 2个输入输出柜 28 三 调度指挥系统 28 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 29 三 调度指挥系统 29 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 30 三 调度指挥系统 30 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 31 三 调度指挥系统 31 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 32 三 调度指挥系统 32 33 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 33 34 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 34 35 四 中国列车运行控制系统 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 CTCS 3 CTCS 2 CTCS 0 CTCS 1 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 由通用机车信号和运行监控记录装置构成 既有线现状 CTCS 4 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 35 36 CTCS各级基本特征对照表 36 37 四 中国列车运行控制系统 37 38 四 中国列车运行控制系统 38 列控系统地面设备 列控系统车载设备 39 四 中国列车运行控制系统 39 C3系统 控车原理 40 四 中国列车运行控制系统 40 41 五 信号集中监测系统 41 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 42 五 信号集中监测系统 42 43 五 信号集中监测系统 43 44 五 信号集中监测系统 44 45 六 故障 安全原则 故障 安全原则 是铁路信号设计最根本的安全原则 是指当信号设备发生故障时 应以特殊的方式做出反应并导向安全 但安全性是一种概率参数 信号设备不可能具备排除了任何危险的绝对安全 对故障 安全要求应是从技术上能够实现的 研究和设计各种信号设备 均应满足故障 安全的原则 45 46 六 故障 安全原则 信号设备故障导向安全时 应具有下列任何一种安全状态 1 暂停运行或者部分暂停运行 2 降级使用 3 故障报警 声 光报警 4 给出误操作表示 46 47 六 故障 安全原则 实现故障 安全原则的具体措施主要有 1 防止人的错误操纵而出现的各种联锁及闭塞技术等 2 故障后使功能软化或降级使用技术 如自动闭塞中绿灯烧坏改亮黄灯的技术 3 应急顶替技术 如电源故障时利用蓄电池供电的技术 4 检测 报警和预防性养护的技术 5 冗余技术 如多重设备 6 器件的降额使用技术 如信号灯泡的降压使用等 47 48 六 故障 安全原则 7 23温州动车事故LKD2 T1型列控中心设备采集驱动单元采集电路电源回路中的保险管F2遭雷击熔断 熔断前温州南站列控中心管辖区间的轨道无车占用 熔断后采集数据不再更新 使得在该轨道有车占用后仍给CTC发送无车占用信息 按照信号 故障 安全 的设计原则 在F2熔断后 列控中心设备无论是在硬件还是在软件上都应该增加一级防护手段 使得相应采集驱动单元的轨道继电器置为安全态 落下 即有车占用 48 49 六 故障 安全原则 49 50 六 故障 安全原则 事故概况 2009年10月21日7时 郑西客专配套工程窑村站计算机联锁设备换装施工完毕 开通交付使用 8时31分 北京西开往乌鲁木齐的T69次列车运行至西安局管内陇海线窑村站下行第三接近区段 10527G 西安电务段TDCS监控中心工作人员发现列车在该闭塞分区运行时 显示列车占用 出清的轨道电路红光带逻辑错误 防护该闭塞分区的10527通过信号机出现红 绿黄 红交替显示 信号升级 经施工单位和电务段共同查找处理 于10时21分恢复设备正常使用 构成铁路交通一般C类事故 50 51 六 故障 安全原则 事故原因分析 10527通过信号机距窑村站下行进站信号机1455米 因不能满足ZPW 2000区段传输距离不超过1400米的要求 考虑载频交叉问题 所以设计单位将10527G分割为G1 G2 G3三个区段 设计者没有认真研究闭塞分区轨道电路分割后的特殊性 制作的配线表套用没有分割点的轨道区段定型电路 没有对照电路图撤掉配线表中与10527G2轨道继电器接点并联的列车信号二复示继电器 LXJ2F 第八组接点条件 造成配线表设计错误 从设计源头上埋下了重大安全隐患 设计复核 审核和审定各级工作严重失职 把关不严 都没有发现如此严重的设计问题 失去了纠正联锁关系错误的机会 是造成事故的主要原因之一 51 52 六 故障 安全原则 设计技术底线 相关标准的技术要求 标准要求为最低要求 是必须要达到的 设计标准可以高于标准要求