联锁基础知识[1]

铁路信号与通信初级知识 计算机联锁入门教材 铁路信号与通信初级知识 计算机联锁入门教材 铁路信号与通信初级知识 铁路信号设备是铁路信号 联锁 闭塞等设备的总称 它的主要作用是保 证列车运行与调车工作的安全和提高铁路通过能力 同时对增加铁路运输经济 效益 改善铁路职工劳动条件也起着重要作用 铁路信号 铁路信号 是向有关行车和调车人员发出的指示和命令 联锁设备 联锁设备 用于保证站内行车和调车工作的安全和提高车站的通过能力 闭塞设备 闭塞设备 用于保证列车在区间内运行的安全和提高区间的通过能力 铁路信号技术的发展应逐步实现微机化 综合化 集成化和智能化 通信设备是指挥列车运行 组织运输生产及进行公务联络等的重要工具 应能做到迅速 准确 安全 可靠 使全国铁路的通信系统能成为一个完善与 先进的铁路通信网 通信技术要由模拟向数字转化 实现程控数字交换 发展宽频带信息传输 和智能网络管理 第一节铁路信号第一节铁路信号 概述 概述 铁路信号按感官可分为视觉信号和听觉信号两大类 视觉信号是以物体或 灯光的颜色 形状 位置 数目或数码显示等特征表示的信号 例如用信号机 机车信 号 信号旗 信号牌 火炬等表示的信号就是视觉信号 听觉信号是以 不同声响设备发出音响的强度 频率 音响长短和数目等特征表示的信号 例 如 用号角 口 笛 响墩发出的音响及机车 轨道车鸣笛等发出的信号 都是 听觉信号 铁路信号通常用不同的颜色来显示其意义 我国规定有红 黄 绿三种基 本颜色 其代表意义如下 红色 红色 停车 黄色 黄色 注意或减速行驶 绿色 绿色 按规定速度行驶 要求停车的信号叫做禁止信号或停车信号 要求注意或减速运行的信号以 及准许按规定速度运行的信号 都叫做进行信号 铁路信号是指示行车和调车运行条件的命令 行车和调车人员必须执行信 号显示的要求 才能确保安全和提高生产效率 用手拿信号灯 信号旗或用手势显示的信号叫手信号 把临时设置的信号 牌 信号灯等叫移动信号 如为防护线路施工地点临时设置的方形红牌 圆形 黄牌等 在固定地点安装的信号设备叫固定信号 固定信号是铁路信号的主要 信号 二 固定信号机及其显示二 固定信号机及其显示 固定信号机按设置部位分为地面信号和机车信号 按构造和类型不同可分 为臂板信号机 色灯信号机和机车信号机三种 按用途分为信号机和信号表示 器两类 按安装方式分为高柱信号机 矮柱信号机 信号托架和信号桥 按停 车信号的意义分类 固定信号可分为绝对信号和容许信号 一 臂板信号机 一 臂板信号机 臂板信号机是以信号臂板的形状 颜色 数目 位置表达信号含义的信号 机 大多用人力操纵 导线传动 它白天用臂板的不同位置 夜间用不同颜色 的灯光显示信号 按每一信号机上装设臂板的数目来分 有单臂板和三臂板信 号机两种主要型式 二 色灯信号机 二 色灯信号机 色灯信号机是用灯光的颜色 数目及亮灯状态表示信号含义的信号机 不 管白天还是夜间都是用不同颜色的灯光来显示信号的 按照它们制作结构的不 同 色灯信号机可以分为透镜式和探照式两大类 透镜式信号机是一组透镜给出一个颜色的灯光 如果要显示多种颜色信号 灯光时就要有多组透镜 所以又称它为多灯式 透镜式色灯信号机结构简单 便于生产 比较安全可靠 主要缺点是显示 距离有限 特别安装在曲线上时 不能保证连续显示 探照式色灯信号机是一组透镜能显示出三个颜色灯光 所以又称它为单灯 式 探照式色灯信号机具有节省电能 显示距离远等优点 但存在结构复杂 制造工艺要求严格 维修困难等缺点 现仅少量保留使用 三 几种主要固定信号机的设置地点及显示 三 几种主要固定信号机的设置地点及显示 信号机设置地点 对信号显示距离远近和安全行车等都有很大关系 一般 设于线路左侧 我国铁路为左侧行车制 机车司机的座位统一设在左侧 为便 于潦望 规定所有信号机构均应设在行车方向线路的左侧 如果两线路之间距 离不足以装设信号机时 可采用信号托架或信号桥 装在信号托架或信号桥上 的信号机 可设于 线路左侧 也可设在所属线路的中心线上空 在特殊情况下 如线路左侧没有装设信号机的条仵或因曲线 隧道 桥梁 等影响 装在右侧比装在左侧显示距离更远 在保证不致使司机误认的条件下 经铁路局批准 也可设于右侧 信号机按用途分为进站 出站 通过 预告 驼峰 驼峰辅助 遮断 复 示 调车信号机 1 1 进站信号机 进站信号机 进站信号机应设在进站线路最外方道岔尖轨尖端 逆向道岔 或警冲标 顺向道岔 不少于 50 米的地点 如下图所示 进站 出站 预告信号机设置位置示意图进站信号机是用来防护车站安全 的 指示列车能否由区间进入车站以及进入车站的相关条件 显示距离不得少 于 1000 米 2 2 出站信号机 出站信号机 出站信号机应设在每一发车线路警冲标内方 对向道岔为尖轨尖端外方 的适当地点 它是用来防护区间的安全 指示列车能否由车站进入区间 其高 柱出站信号机显示距离不得少于 800 米 见上图 3 3 预告信号机 预告信号机 预告信号机应设在距主体信号机不小于 800 米的地点 它的作用是将主体 信号机的显示状态提前告诉司机 见上图 4 4 通过信号机 通过信号机 通过信号机设在自动闭塞区段的闭塞分区分界处或非自动闭塞区段的所间 区间的分界处 它的作用是指示列车能否进入它所防护的闭塞分区或所间区间 显示距离不得少于 1000 米 通过信号机的设置位置如下图所示 通过信号机的设置位置 5 5 调车信号机 调车信号机 调车信号机一般设在调车作业繁忙的线路上 如到发线 咽喉道岔区 以及从非联锁区到联锁区的入口处 它的作用是指示调车机车进行作业 一般 采用矮型色灯信号机 显示距离不得少于 200 米 调车信号机设翌位置如下图所示 调车信号机设置位置 6 6 驼峰信号机 驼峰信号机 在驼峰调车场的峰顶上 用来指示调车车列能否向峰顶推送和用多大速度 推送而设置的信号机 叫做驼峰信号机 为了能让车列后部的机车司机看清信号显示 在到发线的适当位置 还应 装设驼峰辅助信号机 若驼峰辅助信号机的显示距离不能满足作业要求时 可 再装设驼峰复示信号机 驼峰信号机和驼峰辅助信号机的显示距离不得少于 400 米 驼峰信号机的 设置位置如下图所示 驼峰信号机 7 7 遮断信号机 遮断信号机 为了防护道口 桥梁 隧道以及塌方落石等危险地点而设置的信号机 叫 做遮断信号机 遮断信号机的设置位置 距其防护地点不得少于 50 米 遮断信号机显示一个红色灯光时 表示不准列车越过该信号机 不着灯时 不起信号作用 遮断信号机亦采用方形背板 并在机柱上涂有黑白相间的斜线 以区别于一般信号机 四 信号机的定位状态 四 信号机的定位状态 信号机有关闭和开放两种状态 将信号机经常保持的显示状态作为信号机 的定位 信号机定位的确定 一般是考虑保证行车安全 提高运输效率或信号 显示自动 化等因素 进站 进路 出站信号机对行车安全起着极其重要的作用 规定以显示停车信号 红灯为定位 调车信号机以显示禁止调车信号 蓝 灯为定位 预告 信号机是附属于主体信号机的 仅能表示主体信号机的显示状 态 故以显示注意信号 黄灯为定位 驼峰信号机用以指示溜放作业和下峰调车 以显示停止信号 红灯为定 位 自动闭塞的每架通过信号机 都是其运行前方信号机的预告信号机 为提 高区间通过能力 保证列车经常在绿灯下运行 规定通过信号机以显示绿灯为 定位 进站信号机前方第一架通过信号机兼有预告信号机的作用 故以显示黄 灯为定位 非自动闭塞区段的通过信号机 兼有防护接车 发车的作用 以显示红灯 为定位 遮断信号机和各种复示信号机以无显示为定位 三 移动信号及手信号三 移动信号及手信号 当线路上出现临时性障碍或进行施工 要求列车停车或减速时 应按照规 定设置移动信号 安放响墩 火炬或用手信号进行防护 以便保证行车安全 1 1 移动信号 移动信号 我国使用的移动信号及显示方式如下图所示 移动信号 2 2 响墩及火炬信号 响墩及火炬信号 响墩是外形扁圆内装有炸药的听觉信号 防护时 将其放在钢轨上 当车 轮压上后会发出爆炸声要求司机立即停车 火炬是一种在风雨天气都能点燃并 发出火光 的视觉信号 司机发现火炬信号的火光时应立即停车 停车后如无防 护人员 机车乘务人员应立即检查前方线路 如无异状 可按规定速度继续运 行 3 3 手信号 手信号 手信号是有关行车人员用手持信号旗或信号灯作出各种规定动作来表示停 车 减速 发车 通过 引导等信号 现举一发车的例子 发车指示信号 要求运转车长显示发车信号 昼间 高举展开的绿色信号旗靠列车方面上下缓动 夜间 举绿色灯光上下缓动 发车信号 要求司机发车 昼间 展开的绿色信号旗上弧线向列车方面作圆 形转动 夜间 绿色灯光上弧线向列车方面作圆形转动 四 信号表示器及信号标志四 信号表示器及信号标志 l l 信号表示器 信号表示器 信号表示器也是一种信号装置 但它没有防护意义 而是用来表示与行车 有关设备的位置和状态 或表示信号显示的某种附加含义 下面介绍几种常见 的信号表示器 1 1 道岔表示器 道岔表示器 在发车进路上的手动道岔和非联锁区向联锁区的入口处的电动道岔 均装 有道岔表示器 用以反映道岔所处的状态 以便于扳道员确认进路 也方便调 车人员办理调车作业 联锁区域内的电动道岔 采用了调车信号机 所以不再 另设道岔表示器 a 直向 b 侧向 道岔表示器 之一 道岔表示器 之二 道岔表示器有两种显示 昼间无显示 夜间是紫色灯光 表示道岔位置通向直向 昼间为中央划有一条鱼尾形黑线的黄色鱼尾形牌 夜间为黄色灯光 表示道岔位置开通侧向 2 2 发车线路表示器 发车线路表示器 用于设有线群出站信号机的地方 如下左图所示 在调车线群的外方 设 有线群共用的出站信号机 叫线群出站信号机 而在每一发车线警冲标内方适 当地点 设有线路表示器 当线群出站信号机在开放的条件下 哪个线路表示 器亮一个月白色灯光 即表示在该线路停留的列车可以发车 这些并排的线路 表示器 同时只准 一个点亮月白灯 而且只有在线群出站信号机开放后 它才 能亮灯 线路表示器示例 信号标志此外 还有进路表示器 车档表示器 脱轨表示器等 2 2 信号标志 信号标志 信号标志设在线路沿线 用来表明线路所在地点的某种情况或状态 以便 司机和其它有关行车人员能够及时 正确地进行作业 常用的信号标志如上右 图所示 1 1 警冲标 警冲标 2 2 司机鸣笛标 司机鸣笛标 司机鸣笛标设在道口 大桥 隧道或视线不良地点的前方 500 1000 米处 司机见到这种标志时 应当鸣笛示警 3 3 作业标 作业标 作业标设在施工线路及其邻线距施工地点两端 500 1000 米处 司机见到 此标志时须提高警惕并长声鸣笛 五 高柱信号机 矮型信号机 信号托架和信号桥五 高柱信号机 矮型信号机 信号托架和信号桥 高柱信号机的信号机构安装在信号机柱上 一般用于显示距离要求较远的 信号机 高柱信号机具有显示距离远 观察位置明确等优点 因此 为保证安 全 提高 效率 进站 正线出站 接车进路 通过 预告 驼峰等信号机必须 采用高柱信号机 设在岔线入口处 牵出线上的调车信号机以及驼峰调车场内 指示机车上峰的线 束调车信号机 也应采用高柱信号机 进站复示信号机因受 地形影响 也采用高社信号机 臂板信号机均为高柱信号机 矮型信号机设于位于建筑接近限界下部外侧的基础上 一般用于显示距离 要求不远的信号机上 因高社信号机的设置受建筑限界的限制 另外应考虑信 号机的设 置不影响到发线有效长 站线出站 发车进路 一般情况下的调车信 号机 驼峰调车场内设有线路表示器的指示机车上峰的线束调车信号机采用矮 型信号机 出站 调车复示信号机多采用矮型信号机 设于特殊地形和特殊条件下的信号机 其中包括进站信号机 经铁路局批 准 亦可采用矮型信号机 如双线双向自动闭塞区段的反方向进站信号机即可 采用矮型信号机 因受限界限制 不能安装信号机柱时 则以信号托架和信号桥代替 信号 托架为托臂形结构建筑物 信号桥为桥形结构建筑物 分别如下图 a b 所示 信号托架和信号桥 六 绝对信号和容许信号六 绝对信号和容许信号 绝对信号指列车和调车车列必须无条件遵守的停车信号 一般信号机都属 于这一类 它们显示禁止信号时 列车或调车车列不许越过 当然调车信号机 的禁止信 号对列车不起作用 容许信号是没于区间通过机上的一种附属信号 当容许信号显示一个蓝灯时 列车可在该通过信号机显示红灯的情况下 以不 超过 20km h 的速度通过 第二节车站联锁设备一 概述第二节车站联锁设备一 概述 车站联锁设备是保证车站内列车和调车作业的安全 以及提高车站通过能 力的一种信号设备 在车站上 为列车进站 出站所准备的通路 称为列车进路 凡是为各种 调车作业准备的通路 则称为调车进路 一般每一个列车 调车进路的始端都 应设立一架信号机进行防护 以保证作业时的安全 列车的进 出站和站内的调车工作通常是根据防护每一进路信号机的显示 状态进行的 而被防护的进路又是靠操纵道岔来排列 因此 在有关信号机和 道岔之 间 以及信号机和信号机之间应建立起一种互相制约的关系 才能保证 车站的安全 我们把信号 道岔 进路之间的这种相互制约关系叫做联锁 为 完成这种联锁关 系而安装的技术设备叫联锁设备 联锁的基本内容包括 防止建立会导致机车车辆相冲突的进路 必须使列 车或调车车列经过的所有道岔均锁闭在与进路开通方向相符合的位置 必须使 信号机的显示与所建立的进路相符 联锁设备应满足下列几项要求 1 当开放某一进路时 必须先将进路上的所有道岔扳到正确位置后 防护 这一进路的信号机才能开放 2 当防护某一进路的信号机开放以后 这一进路上的全部道岔应被锁闭 不能再扳动 3 当某一进路的信号机开放以后 与之敌对进路 两条或两条以上的进路 有一部分相互重叠或交叉 有可能发生列车或机车车辆冲突的进路 的信号机 应全部关闭 不能开放 4 主体信号机开放前 预告信号机不能开放 在正线出站信号机开放前 进站信号机不能正线通过信号 车站联锁设备组成框图值班员可以通过控制台上的各种按钮控制现场设备 信号机 道岔等 并通过控制台上的表示盘来监视现场设备的工作状态 车站联锁设备应能及时 迅速的排列进路并实现信号机和道岔之间的相互 制约关系 同时还应能迅速及时地使进路解锁 因为只有加速建立和解锁进路 的过程才能提高车站的通过能力 联锁基础设备包括信号机 轨道电路 转辙机 继电器等 信号机用以防 护进路 指示列车和调车车列的运行条件 轨道电路用来监督线路上是否有车 占用 以 及线路是否完整 转辙机根据需要转换道岔并予以锁闭 它们是联锁 的室外三项基础设备 继电器用来构成联锁逻辑关系 完成严密的联锁关系 控制信号机和转辙 机的动作 室外设备和继电器等室内设备由电缆线路相连结 联锁设备分为集中联锁 继电联锁和计算机联锁 和非集中联锁 臂板电 锁器联锁和色灯电锁器联锁 编组站 区段站和电源可靠的其他车站 有条 件的均应采用集中联锁 在新建铁路线上条件不具备时 可采用非集中联锁 联锁图表 车站联锁设备间联锁关系的说明 采用图和表的形式来表示 它由信号平面布置图和联锁表两部分组成 联锁图表说明车站信号设备之间的 联锁关 系 显示了进路 道岔 信号机以及轨道电路区段之间的基本联锁内容 电路设计是根据联锁图表的要求严密进行的 联锁试验和竣工验收时也以联锁 图表作为检查 工程质量的重要依据 因此 联锁图表必须认真编制 避免任何 差错和遗漏 二 非集中联锁 一 臂板电锁器联锁 1 设备概况 2 臂板电锁器联锁的远离及办理手续 3 臂板电锁器联锁的主要优缺点 二 色灯电锁器联锁 三 继电联锁 继电联锁是在信号楼或车站值班员室集中控制信号机和道岔的联锁设备 在继电联锁设备中实现联锁的原件是继电器 由于联锁设备采用色灯信号机和 电动转辙 机 操作人员只需在控制台上按压按钮就能办理或解锁进路 而且采 用了逐段解锁方式 从而缩短了进路建立和解锁时间 提高了车站通过能力 继电联锁的主要设备 1 继电器 继电器是一种电磁开关 它是铁路信号设备中使用极多的一种电气元件 也是电气集中联锁设备中的主要元件 它用于接通或断开电路 以构成自动控 制和远程控制电路 通过继电器可以控制道岔的转换 信号机的开放和关闭以 及进路的锁闭与解锁等 继电器的分类 1 按动作原理分类 继电器可分为电磁继电器和感应继电器两大类 电磁继电器是利用电流通过线圈产生磁场来动作的继电器 该类继电器应 用最为广泛 感应继电器是利用电流通过线圈产生的交变磁场与其翼板中的另一交变磁 场所感应的电流相互作用 使翼板转动而动作的继电器 2 按动作电流分类 继电器可分力直流继电器和交流继电器 直流继电器是由直流电源供电的继电器 又可分为无极 偏极和有极继电 器 交流继电器是由交流电源供电的继电器 3 按动作时间分类 继电器可分为正常动作继电器和缓动继电器 4 按工作可靠程度分类 分为安全型继电器和非安全型继电器 安全型继电器是依靠其自身结构即能满足安全条件的继电器 非安全型继 电器是必须监督其接点在电路中的工作状态 以保证安全条件的继电器 断电 时 以弹力保证继电器落下 故又称弹力式继电器 最简单的一种继电器叫直流无极继电器 如下图所示 直流无极继电器图中 当电流通过线圈时 铁芯吸动衔铁 带动中簧片断 开后接点而与前接点闭合 当电源切断后 铁芯失磁 衔铁因此自行释放 使 中簧片断开前接点并和后接点闭合 继电器的前 后按点及中簧片都接有引线片 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 这就是直流无极继电器工作的基本原理 2 电动转辙机 道岔尖轨转换位置是由转辙装置带动的 电动转辙机是以电动机带动的转 辙装置 它可以实现正转或反转 从而使道岔具有两种不同的开通位置 开 通直股或侧股 采用电动转辙机的优点是道岔转换时间短 安全程度高 并且便于实现自 动控制和远程控制 1 对转辙机的基本要求 a 作为转换器 应具有足够大的拉力 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 b 作为锁闭器 当尖轨和基本轨不密贴时 不应进行锁闭 一旦锁闭 应 保证不致因车通过道岔时的震动而错误解锁 c 作为监督器 应能正确反映道岔的状态 d 道岔被挤后 在未修复前不应再使道岔转换 2 转辙机的分类 a 按动作能源和传动方式分类 转辙机可分为电动转辙机 电动液压转辙 机和电空转辙机 电动转辙机由电动机提供动力 采用机械传动的方式 电动液压转辙机简称电液转辙机 由电动机提供动力 采用液力传动方式 电空转辙机由压缩空气作为动力 由电磁换向阀控制 b 按供电电源种类分类 转辙机可分为直流转辙机和交流转辙机 直流转辙机采用直流电动机 工作电源是直流电 如目前大量使用的 ZD6 型电动转辙机就是直流转辙机 由直流 220V 供电 电空转辙机的电磁阀由 24V 直流电供电 交流转辙机采用交流三相电源或单相电源供电 电动机为三相异步电动机 或单相异步电动机 目前推广的提这道岔用的转辙机即采用三相异步电动机 c 按动作速度分类 转辙机可分为普通转辙机 转换道岔时间 3 8s 以上 和快动转辙机 转换道岔时 0 8s 以下 用于调车场分路道岔 d 按锁闭方式分类 转辙机按道岔锁闭方式可分为内锁闭转辙机和外锁闭 转辙机 内锁闭转辙机依靠转辙机内的锁闭装置锁闭道岔 ZD6 型等大多数转辙机 均采用内锁闭方式 其锁闭可靠程度较差 外锁闭转辙机依靠转辙机外的锁闭装置锁闭道岔 将尖轨直接锁于基本轨 提速道岔均采用外锁闭方式 锁闭可靠程度相对高一些 3 轨道电路 轨道电路是利用铁路的两条钢轨作为导线 所构成的电气回路 它可以反 映线路和道岔区段是否有车占用 钢轨是否完整 监督线路占用情况 以及将 列车运行与信号显示联系起来 采用直流电源的轨道电路叫做直流轨道电路 如下图所示 直流轨道电路示意图在直线段上 直流轨道电路主要由分界绝缘节 轨道 电源 限流电阻 轨道继电器等组成 分界绝缘节安装在轨道电路分界处 以保证相邻轨道电路间互不影响 当轨道电路区段空闲时 电流从轨道电路电源正极经过钢轨进入轨道继电 器 再经另一股钢轨回到古古负极 这时因轨道继电器衔铁吸起 使其后接点 断开前接点闭合 信号机的电路就通过前接点闭合绿灯电路 使信号机着绿灯 如上图 a 所示 当轨道电路区段有车占用时 由于轮对的电阻很低 轨道电路 被短路 轨道继电器衔铁被释放 用它的后接点闭合信号机的红灯电路 信号机点亮红 灯 表示 轨道有车占用 如上图 b 所示 钢轨折断时的情况与有车占用时 相同 可以看出采用这种轨道电路 当轨道电路的任一部分发生故障时 均能 导致轨道继电器失 磁落下 使信号机点亮红灯 从而保证了安全 道岔区段的轨道电路如下图所示 道岔区段轨道电路当道岔区段无车时 轨道继电器 GJ 有电励磁 以其 前接点闭合道岔操纵机构电路 道岔可以转换 当直股或弯股有车时 轨道电 路被短路 轨道继电器失磁 衔铁释放 切断了道岔操纵机构的电路 道岔也 就不能转换位置了 目前铁路现场普遍采用的是交流轨道电路 其工作原理和直流轨道电路相 同 只是送电端的轨道继电器可采用交流继电器或带整流器的直流无极继电器 近年来 随着高速铁路线路不断增加 为了适应高速铁路的需要 各国研 制了无绝缘轨道电路 1 无绝缘轨道电路构成基本原理 下图是无绝缘轨道电路系统构成框图 它的工作原理是 发送端的发送器 发出的移频信号经过电缆通道传送到匹配变压器及调谐单元 由电感和电容串 联谐振电 路构成 从轨道电路的送电端传送到接收端的调谐单元 构成同发 送端 再经过接收端的匹配变压器 电缆通道将信号输入到接收器 接收器 对移频信号进行限 幅 放大及解调后 使轨道继电器吸起 以轨道继电器的吸 起和落下来检测轨道的空闲和占用 无绝缘轨道电路系统构成 2 电气分隔接头的基本原理 无绝缘轨道电路要求相邻轨道电路采用不同载频 电气分隔接头的主要作 用是对相邻轨道电路的频率起电气隔离作用 下图是电气分隔接头的简单示意 图 电气分隔接头示意图图中 L2 C2 为谐振频率为 F2 的串联谐振回路 因此 相当于对 F2 频率信号跨接一根短路线 因此 F2 频率不能向左侧传输 Ll Cl C0 是三元件二端网络 对 F2 频率信号而言呈容性阻抗 故 F2 频率信号可 以向右侧传输 同理 由于 LlCl 对 F1 频率信号谐振 相当跨接一个短路 线 终止了 Fl 频率信号向右传输 但 L2C2 对 Fl 呈现容性阻抗 它与钢轨电感构成 并联谐振 因而对 F2 呈现高阻抗 故可以接收左侧输入的 Fl 信号 F1 信号可 向左侧传输 这样电气分隔接头对相邻两轨道电路的信号传输起到了电气绝缘 的作用 无绝缘轨道电路是一种新技术 它免除了钢轨切割问题 提高了线路质量 也免除了绝缘节的故障问题 降低了钢轨故障率 而且在电气化区段不需设置 变压器 4 控制台 控制台设在车站值班员室内 它的正面装有照明盘 盘面上有全站股道平 面图及各种进路按钮 道岔按钮和其它按钮等 需要办理进路时 按压控制台 的模拟站场图上进路的始端按钮和终站按钮 就能将进路中有关道岔转换到规 定的位置 且防护该进路的信号机也自动开放 控制台上的主要表示器是光带和表示灯 它们的用途是正确反映室外监控 对象的状态及线路运用情况 表示操作手续是否完成 并反映继电器电路的工 作状态 若发生故障可及时发现故障发生地点 二 继电联锁的基本原理 下图说明了利用继电器 轨道电路 电动转辙机 M 实现道岔 9 号 进路和调车信号机 D4 之间的电气联锁的基本原理 继电联锁基本原理在图中 9 号道岔以开通牵出线 7 道为定位 调车信号 机 D4 由信号继电器 XJ 控制 Xjl XJ2 XJ3 分别为 XJ 的三组接点 连接 在三个不同的电路中 平时 XJ 中无电流通过 以它的第二组接点 XJ2 断开月 白灯电路 闭合蓝灯电路 D4 在关闭状态 车站值班员按压信号按钮 XA 时能否使 D4 开放 取决于 9 号道岔的定位表示继电器 DBJ 和道岔区段轨道 表示继电器 DGJ 的前接点是否闭合 当道岔在定位而且尖轨密贴时 DBJ 吸 起 在道岔区段无车占用时 DGJ 亦为吸起状态 即只有当道岔的位置正确 道 岔区段上无车这两个条件同时具备 按压信号按钮时信号继电器 XJ 才能吸 起 调车信号机 D4 可以开放 信号机 D4 开放后 9 号道岔的动作电路则因 XJ 励磁吸起而被切断 通过 XJ3 于是 9 号道岔被锁闭在定位 不能转动 这样做是符合 当防护某一进 路 的信号机开放后 进路上的所有道岔不得扳动 的联锁要求的 当调车车列 进入这一道岔区段时 DGJ 失磁落下 切断了 XJ 的电路 因而调车信号机 D4 便 自动关 闭 注 一般情况下 是在调车车列全部进入调车信号机内方后 才自 动关闭信号 但是还应注意 这时 9 号道岔仍处于锁闭状态 因这时电动转 辙机 M 的动作电 路仍被 DGJ2 所切断 只有当调车车列全部驶离道岔区段轨 道电路 DGJ 恢复吸起状态后 9 号道岔才能解除锁闭状态 三 继电联锁办理手续 继电联锁办理进路和解锁进路手续操作迅速简便 1 办理进路 1 接发车进路 当办理接发车进路或调车进路时 只需先按压进路的始 端按钮后按压终端按钮 就能将与进路有关的道岔转换到符合进路要求的位置 防护该进路的信号机也根据这种操作而自动开放 2 办理引导接车 当需要办理引导接车时 车站值班员在检查了有关道 岔的实际位置后 可进行单独操纵 使它们转换到所要求的位置 然后切断电 源 防止中途转换而造成事故 接着就可以开放引导信号 盘面上的复示器亮 白灯 2 进路解锁 1 正常解锁 当列车或调车车列驶过进路中的道岔区段后 进路中的道 岔和经由该道岔的敌对进路就应自动解锁 称为正常解锁 2 取消进路 在进路已经排好以后 若需要取消进路时 如果这时列车或调车车列还没 有到达信号机的接近区段时 只要拨出始端按钮 信号机即自动关闭 进路也 随之解 锁 如果这时列车或调车车列已经接近 拔出始端按钮后信号机即自动 关闭 但进路还不能立即解锁 要达到规定的延续时间才能自动解锁 以防列 车或调车车列来 不及停车而发生事故 在进路还没有排好以前 比如当按下始端按钮后 需要取消时 只要按下 取消进路按钮 就可以停止排列进路 另外根据不同需要还有非常解锁 人工解锁 进路故障解锁等 从上面介绍的进路控制过程 反映了信号 道岔和进路的关系及动作顺序 车站联锁系统就是以技术手段实现进路控制过程的 而且当系统在何部分发生 故障时 都不会使信号机错误开放和道岔错误解锁 四 继电联锁的主要优缺点 1 由于采用了轨道电路 严格实现进路控制过程的要求 具有较完善的安 全功能 基本上能防止因违章或操作失误而造成危及行车安全的后果 2 采用色灯信号机和电动转辙机 操作人员仅需在控制台上按压按钮就能 办理或取消进路 而且采用了逐段解锁方式时 还可大大缩短进路的建立和解 锁时间 提高了车站咽喉的通过能力 3 进路的排列和解锁都是自动进行的 从而改善了和行车有关人员的劳动 条件 但是 继电联锁的设备费用比较高 并要求车站上有可靠的交流电源 四 驼峰信号设备 在技术站 特别是大编组站 调车驼峰是它们的主要设备 为了加速车列 的解体和编组作业 提高作业的安全和效率 驼峰上采用了必要的信号设备 驼峰信号设备一般有驼峰信号机 道岔自动集中 车组溜放速度的调节与 控制设备 各种操纵系统和通信联络设备等 在大编组站上通常都设有专门的驼峰信号楼 用以设置控制台 继电器室 和电源室 车辆减速器的动力室等 驼峰值班员就在楼内通过操纵系统指挥全 场的调车作业 一 驼峰信号机 驼峰主体信号机应是四个灯位的高柱色灯信号机 黄 绿 红 月白 一般设在峰顶每一推送线运行方向的左侧 下图中 Tl T2 用以向调车作业 人员发出有关指示 驼峰信号及其设置当调车场与到达场横列布置时 牵出线上设置驼峰复示 信号机 当调车场与到达场纵列布置时 到达场到发线上应设驼峰辅助信号机 其显示距离不能满足推峰作业要求时 根据需要可再装设驼峰复示信号机 驼峰辅助信号机或驼峰复示信号机 在推送进路建立后 应复示驼峰信号 机的各种显示 二 调车信号机 为了指示调车机车在推送线 迂回线以及峰下线路之间进行作业 还要设 置一些峰上凋车信号机 如上图中的 D2 D4 D6 D8 等 为了指示机车在峰 下各股道间进行调车作业和指示机车上峰 在峰下各个线束的分路道岔之前都 设有峰下调车信号机 如上图中的 D18 D20 D34 D38 等 为了提高驼峰解体能力 目前开发了以机车信号为基础的机车遥控系统 对机车进行自动控制 它的原理是利用计算机 根据车组长度 前方车组的间 隔 相邻的两车组最后分歧道岔的位置等因素 自动确定推峰速度并自动控制 机车运行 合理地变更推峰速度 大大提高了解体能力 三 驼峰道岔自动集中 道岔自动集中包括转换道岔 反映道岔状态的相应设备和储存进路 传递 进路命令的设备 驼峰上的道岔自动集中实质上也是一种进路式继电集中设备 只不过 进路的始端都在峰顶 而进路的终端则在调车场的各条股道上 在驼峰 上解体车列时 不同进路的车组一个接一个地连续下溜 如果逐个临时安排进 路 必然要影响 溜放进度 所以在采用驼峰道岔自动集中设备时 总是按照 调车通知单 上早已作好的计划事先把全部或大部分进路储存进来 一次储 存 24 钩 所以它比进路 式继电集中多一套进路储存和命令传递设备 其中 主要的是进路储存器和执行 传递进路命令的道岔环节 进路储存器的任务 是将驼峰值班员按 调车通知单 的钩序按压的各钩 进路事先存储起来 溜放时 又按顺序把进路命令输出结道岔环节 下图是进路储存器的原理方框图 进路储存器的原理框图它包括输入分配器 存储单元 1 2 K 和输出分 配器 存储时由输入分配器把进路命令顺序地输入到存储单元中 即将第一钩 的进路 命令存入 1 第二钩的进路命令存入 2 其余类推 溜放时 就由 输出分配器按顺序逐个地将进路命令传送给第一分歧道岔的道岔环节 每一个道岔环节接收并记忆由前一个环节传来的进路命令后 按照进路命 令的要求 将本道岔转换到定位 D 或反位 F 并把进路命令传递给下一 个环节 四 车辆溜放速度调节和控制设备 车辆溜放速度调节和控制设备主要指各种缓行器 并包括测速 测重 测 长等设备 第三节区间闭塞设备一 概述第三节区间闭塞设备一 概述 闭塞设备是用来保证列车在区间内运行安全 并提高区间通过能力的区间 信号设备 在单线铁路上 为防止一个区间内同时进入两列对向运行的列车而发生正 面冲突 以及避免两列同向运行的列车 包括复线区间 发生追尾事故 铁路 上规定区 间两端车站值班员在向区间发车前必须办理的行车联络手续 叫做行 车闭塞 简称闭塞 手续 用于办理行车闭塞的设备叫闭塞设备 闭塞设备必 须保证一个区间 内 在同一时间里只能允许一个列车占用这一基本原则的实现 行车闭塞制式大致经历了 电报或电话闭塞 路签或路牌闭塞 半自动闭 塞 自动闭塞的发展过程 闭塞方法 主要有下列两种 1 半自动闭塞 此种闭塞需人工办理闭塞手续 列车凭出站信号机的进行 显示发车 但列车出发后 出站信号机能自动关闭 所以叫半自动闭塞 2 自动闭塞 通过列车运行及闭塞分区的情况 通过信号机可以自动变换 显示 列车凭信号机的显示行车 这种闭塞方法完全是自动进行的 故叫自动 闭塞 随着列车速度的提高 密度的加大 其闭塞方法则采用列车运行间隔自动 调整 这种制式不需要将区间划分成固定的若干闭塞分区 而是通过地面处理 机提供的 与前面列车的间隔距离等信息 控制列车速度 达到自动调整运行间 隔 使之保持一定的距离 这种方式可以提高区间内的行车密度 大幅度提高 区间通过能力 是 今后发展的方向 二 半自动闭塞 半自动闭塞是我国铁路广泛采用的一种闭塞方式 采用半自动闭塞时 列 车占用区间的行车凭证是出站信号机 线路所为通过信号机 的进行显示 出 站信号机 不能任意开放 它受半自动闭塞机的控制 只有当区间空闲 经过办 理手续后 出站信号机才能开放 还应注意 出站信号机既要防护列车区间运 行的安全 又要防 护出发列车在站内运行的安全 所以它既要受闭塞机的控制 又要受到车站联锁设备的控制 即受到双重设备控制 一 半自动闭塞设备 1 闭塞机 采用半自动闭塞的区间两端车站上各设一台闭塞机 一段轨道电路和出站 信号机 它们之间用通信线路相连接 用来控制出站信号机并实现相邻车站之 间办理闭塞 半自动闭塞设备的组成框图如下图所示 半自动闭塞设备组成框图闭塞机包括电源 继电器 操纵按钮 表示灯和 电铃等 2 出站信号机 出站信号机是指示列车能否由车站开往区间的信号机 它受到闭塞机和车 站联锁设备的双重控制 3 轨道电路 轨道电路应设在车站进站信号机内方适当地点 用以监督列车的出发和到 达 并使双方闭塞机的接发车表示灯有相应的表示 专用轨道电路的长度一般 不少于 25 米 二 工作原理 现在用上图为例 来说明半自动闭塞的基本工作原理 现甲乙区间空闲 由甲向乙站发车 甲站值班员用接在通信线路中的专用电话 L 向乙站联系请求 发车 乙 站值班员接受请求后 甲站值班员可按下闭塞按钮 此时甲站发车表 示灯亮黄灯 乙站的接车表示灯也亮黄灯 乙站值班员按压闭塞按钮 此时乙 站接车表示灯由黄 灯变为绿灯 甲站发车表示灯也由黄灯变为绿灯 甲站即可 办理发车进路 开放出站信号机 列车从甲站出发 当列车驶入轨道电路区段 后 甲站发车表示灯由绿灯 变为红灯 出站信号机自动关闭 乙站接车表示灯 也由绿灯变为红灯 此时甲站出站信号机不能再次开放 当然甲站就不能再向 乙站发车了 由于区间处于闭塞 乙 站也不能向甲站发车 这也就保证了该区 间只准许有一列列车运行 乙站为接车站 接到甲站已发车电话后 可将接车进路办妥并开放进站信 号机 当列车接近乙站驶入轨道电路区段时 乙站发车表示灯与接车表示灯均 亮红灯 表示列车到达 乙站值班员确认列车完整到达停妥后 将接车手柄恢 复定位 进站信号机恢复定位 拔出闭塞按钮 表示灯即熄灭 乙站闭塞设 备复原 甲站铃 响 闭塞设备复原 就可以重新再办理发车了 注 闭塞机类 型不同办理略有差异 三 半自动闭塞的主要优缺点 采用半自动闭塞时 由于出站信号机受到对方站闭塞机的控制 因而在保 证行车安全方面有一定的优越性 但是 当铁路的运量不断增大 要求进一步 提高区间 通过能力时 半自动闭塞也有它自己的局限性 而且 当区间线路发 生故障 钢轨折断时 半自动闭塞设备也不能作出反映并由故障导向安全 因 此 在一定条件 下 又必须采用自动闭塞来代替半自动闭塞 在我国铁路上 在单线区段 应采用半自动闭塞 繁忙区段可根据情况采用自动闭塞 三 自动闭塞 自动闭塞是由运行中的列车自动完成闭塞任务的一种设备 将两个相邻车 站之间的区间正线划分成若干个小段 闭塞分区 其长度一般为 1200 1300 米 每个分区的起点设置一架通过色灯信号机进行防护 由于闭塞分区内钢 轨上装设轨道电路 因而能够正确反映列车的运行情况和钢轨是否完整 并及 时传给通 过信号机显示出来 向接近它的列车指示运行条件 行车安全有了进 一步的保证 因为通过色灯信号机的显示是随着列车的运行通过列车自动控制 的 不需要人工操 纵 所以叫自动闭塞 目前 我图铁路上采用的自动闭塞主要有单线双向自动闭塞 在线路两侧 均设有通过色灯信号机 和复线单向自动闭塞 每条线仅一侧设信号机 两种 自动闭塞基本原理 目前 我国铁路上广泛采用的是三显示自动闭塞 它用红 黄 绿三种颜 色的灯光来指示列车运行的不同条件 下图是复线三显示自动闭塞的基本原理 图 三显示自动闭塞原理由图可见 每上闭塞分区构成一个独立的轨道电路 当分区内无列车占用时 轨道继电器有电吸起 当列车在闭塞分区 1G 内运行时 由于 轨道继电器 1GJ 被列车的轮对分路 它的前接点断开 继电器接通后接点 使 1 号信号机显示红灯 表示该闭塞分区有车占用 3G 内无车 使轨道继电器 3GJ 有电吸起 又因 1GJ 接点落下 使 3GJ 前接点闭合而接通 3 号信号机的黄 灯电路 使 3 号信号机亮黄灯 表示它所防护的闭塞分区空闲 要求后行列车 注意运 行 前方只有一个闭塞分区空闲 5 号通过信号机由于轨道继电器 5GJ 3GJ 都在吸起状态 遇过 5GJ 和 3GJ 的前接点闭合绿灯电路而亮绿灯 准 许后行列 车按规定速度运行 前方至少有两个闭塞分区空闲 其余的依次类推 当线路上的钢轨折断时 由于轨道电路断电 继电器失磁释放衔铁 使信 号机显示红灯所以能更好地保证行车安全 随着列车重量 速度和密度的不断增加 三显示自动闭塞也已不能适应需 要 在我国运输繁忙的铁路线上 将逐步采用四显示自动闭塞 此外 在今后 修建的高速铁路上 也将采用这种闭塞方式 二 四显示自动闭塞 列车在区间最好能一直在绿灯下运行 避免遇到黄灯而影响速度 当采用 三显示自动闭塞时 两列车至少要间隔二个闭塞分区才能保证在绿灯下运行 四显示就 要间隔三个闭塞分区 其闭塞分区长度 定为适应低速列车的制动距 离 并在三显示自动闭塞红 黄 绿三种灯光的基础上再增加一种黄绿显示 如下图所示 自动闭塞显示数目与追踪间隔四显示自动闭塞能预告列车前方三个闭塞分 区的状态 要求高速列车按规定速度越过黄绿显示的通过信号机后必须减速 以便使列 车在黄灯显示下运行时不大于黄灯所要求的允许速度 保证能在显示 红灯的信号机前停车 而对于低速运行的列车来说 越过黄绿显示的通过信号 机时 则不必减 速 实际上对于低速列车来说黄绿显示的意义相当于绿灯显示 而对于高速列车来说是将两个闭塞分区作为一个制动距离来对待 将黄绿显示 视为注意信号 在越过 黄绿灯后准备在红灯前停车 这样可以解决线路上以不 同速度运行的列车的行车要求 三 自动闭塞的主要优缺点 在自动闭塞区段中 相邻两个车站之间的正线划分成许多闭塞分区 可以 同时有两个以上的同向列车占用 比其他闭塞制度提高了区间通过能力 同时 由于轨 道上全部装设了轨道电路 当区间有列车占用或钢轨折断时 都可以自 动地使信号机显示停车信号 能够更好地保证列车在区间内运行的安全 自动闭塞设备虽然比较先进 但比其他闭塞设备的初期投资大得多 因此 应当根据具体情况选用 在我国铁路上 复线区段应采用自动闭塞 四 道口信号 铁路与公路平面交叉的地点称作道口 随着铁路和公路运量的增加 在道 口处发生的行车事故也不断增加 要想降低道口事故发生率 提高道口安全防 护设备率是十分必要的 一 道口安全防护设备的分类 1 道口自动通知 是指当列车接近道口时 自动发出报警通知 由道口看 守员关闭手动栏木 并自动地发出音响报警信号 2 道口自动通知十道口自动信号 用于有人看守的道口 该设备比较完善 在铁路运输和公路运输都比较繁忙的道口 要安装此种道口设备 3 道口自动信号 用于无人看守道口 当列车接近道口时 自动地控制设 在公路上的道口自动信号机和室外音响设备 自动地使栏木关闭 列车通过道 口后 自动地使设备恢复原状 二 道口自动信号机的显示方式及距离 由于列车的制动距离比较大 而一般机动车的制动距离不超过 100 米相差 悬殊 故禁止道口通行的信号显示 要求比公路道口信号机的信号显示更加明 显 且具有警觉性 因此 禁止通行信号采用两个红色灯光交替闪烁方式 既与一般公路 铁 路信号有区别 又有高度警觉的效果 允许通行信号用一个月白灯光来表示 灭灯时表示设备故障 自动信号停用 机动车制动距离经计算小于 90 米 所以道口自动信号机的显示距离要求达 到 100 米 这是对 禁止通行 信号而言的 而对 允许通行 信号要求更近 些 达到 50 米即可 三 道口接近段长度 目前我国规定接近报警时间 T 为 单线或复线区段的道口 T 40 秒 根据列车接近报警时间和列车接近区段运行速度 就可按下式求出接近区 段的长度 L 3 6 公里 小时化为米 秒的系数 v 列车在接近区段内运行的最高速度 公里 小时 T 列车接近时分 为了列车在道口的运行安全 按列车接近区段内运行的最高速度来确定接 近区段的长度 一般为 1200 1300 米 第四节行车调度及列车运行控制系统第四节行车调度及列车运行控制系统 行车调度控制系统是行车调度员 或车站值班员 对其管辖范围内区段和 车站联锁道岔和信号状态进行控制监督 并指挥列车运行的设备 行车调度控 制系统有 两种设备 调度集中和调度监督 调度集中既是信号设备 又是一种 行车方式 它以信号显示代替行车命令 调度员在指挥行车时 不仅可对设备 进行控制 还可以 监督管辖范围内所有列车的运行情况 采用调度监督设备时 调度员只能监督管辖范围内所有列车的运行情况 不能直接利用该项设备控制 列车运行 列车运行控制系统是一种利用地面发送设备向运行中的列车传送各种信息 用以保证行车安全 并可提高行车效率的设备 它主要包括列车自动停车装置 机车 报警 机车信号 列车速度自动控制等系统 当今由于通信技术和计算技 术的引入 必将促进列车运行控制技术向高度自动化方向发展 一 调度集中及调度监督系统 一 调度集中系统 调度集中系统是将调度区段内各中间站 或大站上的部分区域 的电气集 中 或微机联锁 及区间的自动闭塞结合起来 建立一个由列车调度员直接操 纵的信号 通信与遥控的综合系统 该系统不仅具有调度监督的功能 而且通过 遥控技术对管内各车站的列车进路进行控制 使调度员能机动灵活地调整列车 的运行 缩短中间 站办理列车到达 出发及通过作业时间 提高了区段的通过 能力 可以防止命令传达上的错误 进一步提高行车的安全性 有利于改善劳 动条件和提高劳动生产率 调度集中已成为铁路行车指挥自动化的基础设备 调度集中系统的结构组成框图如下图所示 在技术上 它的突出特点是除 了由分机向总机传输现场信息外 还需由总机向分机传输电路操作命令 以实 现对列车进路的控制 调度集中结构框图 1 调度集中总机 安装在调度中心机房 与调度中心 各设备相连 通过外线通道与设在各站的调度分机通信 它把调度员在进路控 制终端上 的操作变成控制命令的电码 向通信道输出 传送给分机 同时接收 分机传送的表示信息 变成表示盘上的各种表示 调度集中总机是整个系统的 核心部分 2 进路控制终端 安装在调度指挥室的调度台上 与总机相连 调度员通 过进路控制终端键盘向系统内输入各种控制命令 总机向进路控制终端屏幕回 送各种控制的有关显示信息 在进路控制终端键盘上设有站名 方向 股道 预控 程控 执行等按键 3 表示盘 它是全区段内各车站信号 股道 道岔的状态及列车运行位置 的表示设备 与车站进路式继电集中的表示方式基本相同 股道 道岔区段及 区间平 时光带不亮 亮红光带表示有列车占用 股道及道岔区段亮黄光带表示 锁闭 在表示盘上还设有车次窗口 用来表示车次号码 帮助调度员更好地了 解列车实际运行 情况 表示盘上还设有站控 遥控 按钮 当需要调度员将操 纵权下放 改为车站控制时 可按下站控按钮 站控灯光亮红灯时表示站控状 态 一切控制由车站值班 员进行 作业完毕 车站值班员交回现地操纵权 站 控灯灭 准备恢复原状 遥控时 站控灯灭 4 彩色站场显示器 具有同表示盘基本相同的