《高速铁路运营组织》课件-项目2.4 高速铁路信号与通信

高速铁路信号与通信项目2.42.4.1高速铁路信号基础设备铁路信号的定义01高铁车站站内信号机02继电器03转辙机04轨道电路0501铁路信号的定义高速铁路信号基础设备是在铁路运输系统中保证行车安全、提高区间和车站通过能力的手动控制、自动控制及远程控制技术的总称，包括车站信号、区间信号、运输调度指挥、列车运行控制系统等。广义的铁路信号在行车、调车作业中对行车有关人员指示运行条件而规定的物理特征符号，包括固定信号、移动信号、手信号。狭义的铁路信号01.铁路信号的定义高速铁路信号基础设备01.铁路信号的定义——铁路信号分类铁路信号分为听觉信号和视觉信号两类：听觉信号通过不同强度、频率和时长的音响表达含义，如机车鸣笛声、号角声等。视觉信号则通过颜色、形状、位置、显示数目和灯光状态等特征表达含义，如地面信号机、手信号灯（旗）、信号牌等显示的信号。高速铁路信号基础设备01.铁路信号的定义——铁路信号分类高速铁路信号基础设备铁路信号显示颜色基本色：红、黄、绿辅助色：蓝、月白、紫色（道岔表示器用）铁路信号光源为白帜灯产生的白色光。红灯为停车信号。黄灯作为注意或减速信号。绿灯按规定速度运行的信号。蓝灯作为调车禁止信号使用。月白作为调车容许信号使用。紫色作为道岔表示器表示道岔直向开通的灯光。01.铁路信号的定义——我国铁路信号颜色02高铁车站站内信号机高速铁路信号基础设备02.高铁车站站内信号机——（1）进站信号机为了防护车站，指示列车能否由区间进入车站，在车站的入口处设置的信号机叫做进站信号机。作用：防护车站指示列车的运行条件完成有关的联锁任务高速铁路信号基础设备02.高铁车站站内信号机——（1）进站信号机高速铁路信号基础设备02.高铁车站站内信号机——（2）出站信号机为了指示列车能否由车站进入区间，在车站的发车股道列车停车地点前方设置的信号机叫做出站信号机。作用：防护区间作为列车占用区间的凭证指示列车可否进入区间高速铁路信号基础设备02.高铁车站站内信号机——（2）出站信号机03继电器高速铁路信号基础设备继电器是一种电磁开关，能以较小的电信号控制执行电路中大功率的设备，是实现自动控制和远程控制的重要设备。继电器的作用一般来说，继电器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、铁芯及可动的衔铁等。继电器的组成03.继电器高速铁路信号基础设备03.继电器继电器的组成：由接点系统和电磁系统两大部分组成。电磁系统由线圈、固定的铁芯、轭铁以及可动的衔铁。接点系统由动接点、静接点构成。高速铁路信号基础设备03.继电器工作原理：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——继电器励磁吸起电流减少→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。——继电器失磁落下04转辙机高速铁路信号基础设备04.转辙机——转辙机作用转辙机是道岔控制系统的执行机构，能够转换和锁闭道岔，确保列车能够顺利地由一条线路进入另一条线路。用于转换和锁闭道岔，表示道岔位置，实现集中控制。05轨道电路高速铁路信号基础设备以钢轨为导体，两端加以机械绝缘（或电气绝缘），接上送电和受电设备构成的电路称为轨道电路。（1）轨道电路定义监测列车占用情况及钢轨完整性传递行车信息（2）轨道电路的作用05.轨道电路高速铁路信号基础设备①调整状态平时轨道电路完好又没有车占用时，轨道电流从电源正极经钢轨、轨道继电器回到负极而构成的回路，此时继电器处于吸起状态，表示轨道区段内无车占用，称为轨道电路的调整状态。此时，车站控制台上相应轨道区段光带熄灭，办理好进路时显示“白光带”。（3）轨道电路的工作原理05.轨道电路高速铁路信号基础设备②分路状态当轨道区段内有车占用时，因为车辆的轮对电阻比轨道继电器线圈电阻小得多，所以轨道电路被轮对分路，这时流经继电器线圈的电流很小，不足以使衔铁保持吸起，继电器失磁落下。此状态称为轨道电路的分路状态。③断轨状态当轨道区段内发生断轨或断线等故障时，流经继电器线圈的电流中断，使继电器失磁落下。此状态称为轨道电路的断轨状态。（3）轨道电路的工作原理05.轨道电路

高速铁路信号与通信项目2.42.4.2高速铁路信号系统（CTCS和CTC）分散自律调度集中系统CTC02中国列车运行控制系统CTCS01中国列车运行控制系统CTCS01CTCS，全称中国列车运行控制系统，它是列车的安全守护者，旨在防止列车超速、追尾等事故的发生。高速铁路信号系统（CTCS和CTC）01.中国列车运行控制系统CTCS——CTCS的组成主要检查列车在区间的位置，形成速度信号，向列车传送允许速度、线路参数等信息。组成：列控中心、轨道电路及点式应答器。作用：列控中心是地面设备的核心，根据调度系统中获取的调度命令，通过安全逻辑运算产生控车命令。轨道电路和点式应答器——传输控车信息给车载设备。地面设备系统列车操控的主角，根据接收到的由地面设备传来的控车信息，计算列车制动模式曲线，控制列车运行状态。组成：天线、信号接收单元、制动控制单元、列车控制台、速度传感器等。车载设备系统高速铁路信号系统（CTCS和CTC）01.中国列车运行控制系统CTCS——CTCS的应用等级为既有线的现状，由通用机车信号和运行监控记录装置构成，适用于列车最高运行速度在120km/h以下的区段。①CTCS-0级由主体机车信号和安全型运行监控记录装置组成，面向160km/h以下区段，强化改造既有设备，达到机车信号主体化要求。增加点式设备。②CTCS-1级基于轨道传输信息的列车运行控制系统，车-地一体化设计，适用于提速干线和高速新线，地面可不设通过信号机，司机凭车载信号行车。③CTCS-2级高速铁路信号系统（CTCS和CTC）01.中国列车运行控制系统CTCS——CTCS的应用等级基于无线传输信息并采用轨道电路等方式检查列车占用的列车运行控制系统，面向提速干线、高速新线或特殊线路。适用于各种限速区段，司机凭车载信号行车。④CTCS-3级完全基于无线通信的列车运行控制系统，地面无线闭塞中心和车载设备完成列车占用检测及完整性检查，列车按照移动闭塞或虚拟闭塞方式运行。地面不设通过信号机，司机凭车载信号行车。⑤CTCS-4级02分散自律调度集中系统CTC高速铁路信号系统（CTCS和CTC）02.分散自律调度集中系统CTC——CTC分散自律的理念CTC系统实现了设备分散、功能分散和危险分散。调度中心与管辖车站之间能互相传送信息，邻站间也能互相传送信息；车站子系统与调度中心CTC服务器通信中断的情况下，车站子系统仍能自动进行列车跟踪，并在一定时间内仍可以自动进行列车进路控制。分散车站自律机把不同来源的控制指令进行协调，即调度中心下达的列车运行阶段计划、调度中心下达的人工办理列车进路指令、调度中心人工办理调车进路的指令、车站人工办理调车进路指令进行很好的协调。自律高速铁路信号系统（CTCS和CTC）适用于较小的中间站，中心具有信号设备的全部控制权，车站无直接控制权限。中心控制方式中心对列车进路有操作权，对调车进路无操作权；车站对调车进路有操作权，对列车进路无操作权。车站调车操作方式适用于较大型车站，车站具有信号设备的全部控制权，中心无直接控制权限。车站操作方式02.分散自律调度集中系统CTC——CTC的控制模式高速铁路信号系统（CTCS和CTC）CTC系统能够实时收集并处理来自沿线各车站、列车及信号设备的数据，包括列车位置、速度、信号状态、道岔位置等关键信息。①监视设备和运行系统可以追踪列车运行位置和到发时刻，描绘实绩运行图，为调度员提供决策依据。②追踪列车位置系统能辅助编制和调整列车运行计划，提高运输效率。③辅助编制和调整计划02.分散自律调度集中系统CTC——CTC的主要功能高速铁路信号系统（CTCS和CTC）通过系统网络向车站下达计划和调度命令通过系统网络和无线通信向机车下达调度命令、调车作业单、行车凭证和进路预报等信息自动编制行车日志追踪列车编制状态02.分散自律调度集中系统CTC——CTC的主要功能高速铁路信号系统（CTCS和CTC）遥控车站联锁设备自律机自主控制列车进路自律机根据机车请求和列车运行状况控制调车进路实现维修作业的综合管理和远程登录、销记具有完备的网络安全防护功能02.分散自律调度集中系统CTC——CTC的主要功能

高速铁路信号与通信项目2.42.4.3高速铁路通信设备高速铁路通信系统概述01高速铁路通信系统的功能02高速铁路通信系统的特点03高速铁路通信系统的分类0401高速铁路通信系统概述高速铁路通信设备01.高速铁路通信系统概述铁路通信系统是实现铁路专用通信业务的系统，用来传输和交换处理铁路运输生产和建设过程中的各种信息。它是铁路运输的重要基础设施确保列车安全、高效运行的关键技术之一，对于提升铁路运输效率、保障旅客安全、提供优质服务具有重要意义。02高速铁路通信系统的功能高速铁路通信设备02.高速铁路通信系统的功能传输调度命令高速铁路通信系统确保调度指挥命令信息的及时、准确、可靠传输，确保列车运行的安全和效率。提供旅客服务维修及运营管理铁路通信系统为旅客提供各种服务，包括预售客票、时刻表、票价查询和座位预订等，提升旅客出行体验。铁路通信系统为设备维修和运营管理提供通信条件，包括沿线电话、列车无线电话、传真电报和地区电话等。03高速铁路通信系统的特点高速铁路通信设备高速铁路列车运行速度非常快，通信系统需要在高速移动环境下保持稳定的通信连接。高速移动性高速铁路线路穿越多种地形地貌，如平原、山地、丘陵、隧道等，通信系统需要适应不同地形条件下的通信需求。复杂地形适应性列车运行控制、安全监控等关键环节对通信系统的可靠性要求极高，因此，通信系统需要确保数据传输的准确性和稳定性。高可靠性03.高速铁路通信系统的特点04高速铁路通信系统的分类高速铁路通信设备04.高速铁路通信系统的分类高速铁路通信系统按通信类型可以分为：有线通信、无线通信、专用通信。高速铁路通信设备为部分安全生产信息系统提供从业务中心到车站、区间的物理媒介服务；为站场基层信息化提供物理媒介服务；为光传送网、接入网提供物理媒介。光缆线路为安全生产网、内部办公网、外部服务网提供从国铁集团、铁路局、车站三级的物理层和数据链路层的服务。光传送网04.高速铁路通信系统的分类——有线通信高速铁路通信设备为内部办公网、外部服务网提供从车站到段所、区间的物理层、数据链路层和网络层综合业务接入服务。接入网为内部办公网、安全生产网提供从国铁集团、铁路局、站段三级的网络层服务。IP网04.高速铁路通信系统的分类——有线通信高速铁路通信设备04.高速铁路通信系统的分类——无线通信无线列车调度通信系统以铁路调度为目的，利用无线电波的传播，完成列车与调度中心之间或列车与列车之间的通信。无线列车调度通信系统无线调度命令传送系统是行车安全的最后一道屏障，调度员可通过该系统发送调度命令、行车许可证等，确保列车实时接收调度命令，保障信息沟通的实时性。无线调度命令传送系统集群移动通信系统是多信道综合业务无线移动通信系统，可为行车调度、站场调度指挥、公安保卫、施工维修等运输生产部门提供移动通信手段。集群移动通信系统高速铁路通信设备04.高速铁路通信系统的分类——无线通信站场无线通信系统设置在铁路的区段站、编组站内，其无线平面调车系统解决头、尾部之间编组场内的调度问题。站场无线通信系统独立单工通信系统是为了其他工种作业的通信要求和车站内部指挥的需要，在站场内及铁路沿线设置的很多有其他部门自行投资建设的各种独立单工通信系统，如工务、水电、电力等。独立单工通信系统其他机车设备是除规定的标准无线列调制式设备，各设备的生产厂家根据现场实际需要开发出的一些无线产品。其他机车设备高速铁路通信设备04.高速铁路通信系统的分类——铁路调度通信系统铁路调度通信系统是铁路专用通信的重要组成部分，是直接