轨道交通信号机的设置及常见的信号设备.docx

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轨道交通信号机的设置及常见的信号设备

轨道交通信号机的设置及常见的信号设备

北京城市学院信息学部

2015-2016-1学期

轨道交通信号机的设置及常见的信号设备

专业：

班级：

学生姓名：

学号：

2015年12月

序言..................................................3

一、色灯信号机的分类及含义............................3

1.按设置部位分类........................................3

2.按信号机构造分类......................................3

3.按用途分类............................................4

4.按地位分类............................................4

5.按停车信号的显示意义分类..............................4

6.按安装方式分类........................................4

7.含义..................................................5

二、色灯信号机........................................5

1.透镜式信号机的结构....................................5

2.透镜式信号机的机构....................................8

3.透镜式信号机构分类....................................9

4.组合式色灯信号机......................................9

5.LED色灯信号机........................................10

三、信号机显示颜色的含义..............................11

四、信号机显示的距离要求..............................12

五、信号机的设置......................................12

1、进站信号机的设置.....................................13

2、出站信号机的设置.....................................14

3、进路色灯信号机.......................................15

4、通过信号机的设置.....................................15

5、遮断信号机的设置.....................................

六、其他常见设备........................................19

1.继电器.................................................19

2.转辙器.................................................19

3.轨道电路...............................................19

4.微机计轴设备及应答器...................................20

序言

信号有广义和狭义两种含义。

广义的信号是运输系统中，保证行车安全、提高区间和车站通过能力以及编解能力的手动控制、自动控制及远程控制技术的总称，它包括车站信号、区间信号、机车信号、道口信号等。

狭义的信号是在行车、调车工作中，对行车有关人员指示运行条件而规定的物理特征符号。

本章讲述的信号指的是后者，而且是后者中的固定信号。

为指示列车运行及调车作业的命令，必须根据需要设置各种信号机和信号表示器，它们是各种信号系统中不可缺少的组成部分，用来形成信号显示，指示运行条件。

目前我国信号普遍采用色灯信号机，包括广泛使用的透镜式色灯信号机和新型的组合式色灯信号机及LED信号机，其他类型的信号机已逐渐淘汰。

一、色灯信号机的分类及含义

1.按设置部位分类，可分为地面信号和机车信号 

 地面信号是设于车站或区间固定地点的信号机或信号表示器，用来防护站内进路或区间闭塞分区以及道口。

机车信号设于机车驾驶室内，用来复示地面信号显示，以及逐步成为主体信号使用。

2.按信号机构造分类，可分为色灯信号机和臂板信号机     

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。

它具有昼夜显示一致、占用空间小等特点，但需可靠的交流电源。

色灯信号机按信号机构的构造又分为探照式、透镜式和组合式，以及LED式。

透镜式色灯信号机是以凸透镜组为集光器的色灯信号机。

透镜组由无色的外透镜和有色的内透镜组成，显示的颜色取决于内透镜的颜色。

它的每个灯位固定一种颜色，多种颜色由多个灯位完成显示，故又称多灯信号机。

其主要优点是结构简单、维修容易，因而使用很广泛。

但其光系统存在一定的缺点，光通量不能充分利用，在曲线线段上不能连续显示。

组合式色灯信号机是为克服透镜式信号机的缺点而研制的新型信号机构。

信号灯泡发出的光由反射镜会聚，经滤色片变成色光，再由非球面镜聚成平行光束，偏散镜折射偏散，能保证信号显示在曲线线段上的连续性。

信号机构采用组合形式，一个灯位为一个独立单元，配一种颜色，使用时根据需要进行组合，故称为组合式色灯信号机。

它是信号机比较理想的更新换代产品。

LED色灯信号机用发光二极管取代的白炽灯泡和透镜组，采用铝合金机构组而成，其显示距离远，寿命长，安全可靠，是节能、免维护的新型信号机。

臂板信号机是以臂板的形状、颜色、数目、位置表达信号含义的信号机。

我国铁路规定臂板呈水平位置为关闭，与水平位置向下夹45°角为开放，夜间则以臂板信号机上的灯光颜色与数目来显示。

臂板信号机须通过机械装置由人工开放，也有通过电动机开放的，后者称为电动臂板信号机。

臂板信号机存在较多缺点，难以自动化，不能构成现代化信号系统，正在与所从属的臂板电锁器联锁设备一起逐渐淘汰。

3.按用途分类，可分为信号机和信号表示器两大类 

信号机是表达固定信号显示所用的机具，用来防护站内进路，防护区间，防护危险地点，具有严格的防护意义。

信号机按防护用途的不同又可分为进站、出站、进路、调车、驼峰、遮断、预告、复示等信号机。

另有设于铁路平交道口的道口信号机。

信号表示器是对行车人员传达行车或调车意图的，或对信号进行某些补充说明所用的器具，没有防护意义。

信号表示器按用途又分为发车表示器、调车表示器、进路表示器、发车线路表示器、道岔表示器、脱轨表示器等。

4.按地位分类，可分为主体信号机和从属信号机 

主体信号机是能独立地显示信号，指示列车或调车车列运行条件的信号机，如进站、出站、进路、通过、驼峰、调车等信号机。

从属信号机是本身不能独立存在，只能附属于某种信号机的信号机，如预告信号机从属于进站信号机、所间区间的通过信号机、遮断信号机；复示信号机从属于进站、进路、出站、驼峰、调车等信号机。

5.按停车信号的显示意义分类

可分为绝对信号和非绝对信号（亦称容许信号） 绝对信号是指当显示停止运行的信号时，列车、调车车列必须无条件遵守的信号显示。

所有站内信号机的禁止信号显示均为绝对信号（但调车信号禁止信号对列车来说不作为停车信号）。

非绝对信号是指列车在列车信号机显示红灯、显示不明或灯光熄灭时允许列车限速通过，并准备随时停车的信号。

如自动闭塞区间的通过信号机显示停车信号时，列车必须在信号机前停车，司机应使用列车无线调度电话通知运转车长，通知不到时（如货物列车取消守车后无运转车长），鸣笛一长声，停车等候2 min，该信号机仍未显示进行信号时，即以遇到阻碍能随时停车的速度继续运行，最高速度不超过20 km／h，运行到次一通过信号机，按其显示的要求运行。

6.按安装方式分类

可分为高柱信号机、矮型信号机、信号托架和信号桥 高柱信号机的信号机安装在信号机柱上，一般用于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。

矮型信号机设于位于建筑限界下部外侧的信号机基础上，一般用于显示距离要求不远的信号机上。

因高柱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、发车进路信号机和一般情况下的调车信号机等采用矮型信号机。

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，如设于桥隧的预告信号机、通过信号机，双线双向自动闭塞区段的反方向进站信号机可采用矮型信号机。

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。

7.含义

信号包括听觉信号和视觉信号。

听觉信号又称音响信号，是用音响表示的信号，如用号角、口笛、机车鸣笛、响墩等发出的信号，它以音响的强度、频率和时间长短来表达信号含义。

视觉信号是用颜色、形状、位置、显示数目及灯光状况表达的信号，如用信号旗、信号灯、信号牌、信号机、信号表示器、信号标志显示的信号。

视觉信号按信号机具是否移动分为手信号、移动信号和固定信号。

手持信号旗或信号灯发出的信号，叫手信号。

在地面上临时设置的可以移动的信号牌，叫做移动信号，如为防护线路施工地点临时设置的方形红牌、圆形黄牌等。

为防护一定目标，常设于固定地点的信号，叫固定信号。

如设于地面的信号机和信号表示器等，都是固定信号。

在机车司机室内设置指示列车运行前方条件的信号，叫机车信号，它对于机车是固定的，也属于固定信号。

电务部门负责维护的信号只是固定信号，包括地面固定信号和机车信号，其他各种信号机具由使用部门负责使用和维护。

平时所说的信号一般专指固定信号，本节介绍的也只是固定信号。

二、色灯信号机

色灯信号机以其灯光的颜色、数目和亮灯状态来表示信号。

现多采用透镜式色灯信号机，它采用透镜组来将光源发出的光线聚成平行光束，故称为透镜式。

它结构简单，安装方便，控制电路所需电缆芯线少，所以得到到广泛采用。

（一）、透镜式信号机的结构

透镜式色灯信号机有高柱和矮型两种种类型，它们的区别主要在于高柱信号机的机构在信号机柱，而矮型信号机的机构安装在水泥基础上。

高柱透镜式色灯信号机如图21—6所示。

它由机往、机构、托架、梯子等部分组成。

用于安装机构和梯子。

机构的每个灯位配备有相应的透镜组和单独点亮的灯泡，给出信示。

托架用来将机构固定在机柱上，每一机构需上、下托架各一个。

作业。

图2－1－1高柱透镜式色灯信号机

图2－1－2矮型透镜式色灯信号机

图2－1－3透镜式色灯信号机实物图

图2－1－4调车透镜式色灯信号机实物图

（二）、透镜式信号机的机构

机构的每个灯位由灯泡、灯座、透镜组、遮檐及背板等组成，

如图图2－1－5所示。

图2－1－5透镜式色灯信号机构

灯泡是色灯信号机的光源。

为保证信号显示的不间断，目前绝大多数信号机均采用直丝双丝铁路信号灯泡。

即当点亮的主灯丝断丝时，可改为副灯丝点亮。

灯座用来安放灯泡，采用定焦盘式灯座，在调整好透镜组焦点后固定灯座，更换灯泡时无需再调整。

透镜组装在镜架框上，由两块带棱的凸透镜组成，里面是有色带棱外凸透镜（可有红、黄、绿、蓝、月白、无色六种颜色），外面是无色带棱内凸透镜。

之所以采用两块透镜组成光学系统，是利用光的折射和反射原理，将光源发出的光线集中射向所需要的方向，即增加该方向的光强。

这样，就能满足显示距离远且具有很好的方向性的要求。

之所以采用带棱型（梯形）透镜，是因为它比不带棱的透镜轻，且光学效果好。

信号机构的显示颜色取决于有色透镜，可根据需要选用。

图2－1－6透镜式色灯信号侧面

遮檐用来防止阳光等光线直射时产生错误的幻影显示。

背板是黑色的，可衬托出信号灯光的亮度，改善嘹望条件一般信号机采用圆形背板。

（三）、透镜式信号机构分类

高柱透镜式色灯信号机的机构按结构分为二显示和三显示两种。

二显示机构有两个灯室，每个灯室内有一组透镜、一付灯座和灯泡及遮檐。

灯室间用隔板分开，以防止相互串光，保证信号的正确显示。

背板是共用的。

三显示机构有三个灯室，每个灯室内的设备同二显示灯室。

各种信号机可根据信号显示的需要选用机构，再按灯光配列对信号灯位颜色的规定安装各灯座的有色内透镜。

矮型信号机构用螺栓固定在信号基础上。

其机构基本上与高柱信号机相同，只是没有背板。

也分为单显示二显示、三显示两种。

（四）．组合式色灯信号机

组合式色灯信号机适用瞭望困难的线路，能在曲线半径300－200m的各种曲线和直线上得到连续信号线显示。

该信号机显示距离远，在直线上显示1500m以上、一般弯道上显示距离不少于1000m，在小半径的S形弯道上一般也能显示800m组合式信号机构由光系统、机构壳体、遮檐等组成

图2－1－7组合式信号机机构

组合式信号机构的光系统由反光镜、灯泡、色片、非球面镜、偏散镜及前表面玻璃组成。

灯泡发出的光，通过色片、非球面镜汇聚成带有指定颜色的平行光，再经过偏散镜将一部分光偏散到所需方向，使区线上能连续地、准确地看到信号显示。

色片包括有红、黄、绿、蓝月白五种颜色，根据曲线需要配备。

偏散镜将光系产生的平行光较均匀地汇聚到所需要的可视范围内。

可根据曲线特点选用相应种类的偏散镜，以保证连续显示。

偏散镜还可增强部分近距离能见度，使得在距信号机5m处也能看到信号显示。

组合信号机光系统设计合理，光能利用率高，显示效果好，曲线折射性能强，偏散角度大，可见光分不均匀，能见度高。

组合信号机每个机构只有一个灯室，使用时根据信号显示要求分别组装成二显示、三显示及单显示机构，故称之为组合式。

由于采用铝和金或玻璃钢材料，每个机构仅7kg便于安装、维护和调整。

（五）、LED色灯信号机

LED色灯信号机有两灯位、三灯位机构和四灯位三种，主要由点灯变压器、超高亮度发光二极管矩阵（发光盘）、光学透镜、固定框架等组成。

LED色灯信号机的点灯变压器和发光盘，因LED发光管是低能低耗的高效发光器材，在满足相关光学指标的前提下，LED信号光源的功率不足25W双灯丝灯泡的四分之一，仅6W左右，如果直接采用交流220V向点灯变压器和发光盘供电，则会造成电灯回路中的电流过小而无法灯丝继电器工作的要求，所以，供电电路一般会采用低压供电方式，即将信号点灯电源由交流220V降为110V向点灯变压器和发光盘供电。

LED色灯信号机的主要特点是寿命长，发光二极管理论寿命超过100000h，是信号灯泡的100倍。

可靠性高，发光盘使用上百只发光二极管和数十条支路并联工作，在使用中即使个别发光二极管或者支路发生故障也不会影响信号的正常显示。

节约能源，单灯LED光源小于8W。

聚焦稳定，发光盘的聚焦状态在产品设计与生产中已经确定，并能始终保持良好的聚焦状态，现场安装与使用不需要调整。

显示效果好，发光盘除有轴向主光束，还有多条副光束，有利于增强主光束散角之外以及近光显示效果。

无冲击电流，有利于延长供电装置的使用寿命。

地铁除了车辆段和有岔站外，一般不设地面信号机。

列车的运行速度不取决于信号的显示，即信号为非速差信号。

允许信号的绿灯、黄灯并不表示列车的运行速度，而是代表列车的运行进路是走道岔直股还是弯股。

图2－1－8LED色灯信号机实物

三、信号机显示颜色的含义

地铁信号机显示采用的颜色主要有：

红色、绿色、黄色、蓝色和月白色等，根据不同的颜色显示可以表示不同的行车信息，用于指挥列车的运行。

红色——代表停车信号，列车必须在信号机前停车。

绿色——代表列车可以通过信号机，且进路中的所有道岔开通直股（只用于正线显示，车辆段：

一般不设绿色显示）。

黄色——代表列车可以通过信号机，且进路中的道岔至小有一组开通弯股（用于正线显示），用于车辆段显示时，只代表列车可以通过信号机，不含道岔开通情况。

蓝色——代表禁止调车信号（用于车辆段显示），列车必须在信号机前停车。

月白色——代表允许调车信号（只用于车辆段），列车可以通过信号机进行调车作业。

四、信号机显示的距离要求

信号机的显示均应使其达到最远，即使是在曲线上的信号机，也应使接近的列车尽量不间断地看到显示，信号机的显示距离应满足以下要求：

（一）正线上各类信号机的显示距离原则上不得小于300m。

（二）车辆段各类信号机的显示距离原则上不得小于200m。

（三）不满足显示距离要求的小半径曲线区段的信号机应使其达到最远显示距离。

（四）最小显示距离计算方法：

从最大行车速度开始减速直到列车停下所行驶的距离再加上约50米的人和系统反应时间内列车行驶距离，计算中使用的加速度为一1米／秒2。

五、信号机的设置

（一）进站信号机的设置 

进站信号机的作用是：

防护车站；指示进站列车的运行条件；完成联锁任务，保证进路安全可靠。

所以车站在列车的入口处，都必须装设进站信号。

进站信号机，应尽量避免设在停车后启动困难的上坡道上，地势险峻地点、隧道内、桥梁上，以及在停车后不能全部出清桥梁和隧道的停车地点。

臂板式进站信号机的通过臂板起着预告出站信号机显示状态，指示列车是否可以通过车站的作用，另外，为了保证臂板进站信号机的机构外形和夜间灯光显示的一致性，所以规定了“进站信号机为臂板信号机时，须装设通过臂板。

”改变了历史上曾经有“凡办理通过列车的车站，如进站信号机为臂板信号机时均应装设通过臂板”的规定。

从而统一了全路臂板进站信号机的结构外形，不论该信号机能否办理通过进路，都必须装设通过臂板。

为满足调车作业的需要，即一台机车挂一节或两节车辆由一股道转向另一股道不致越出进站信号机，所以规定进站信号机应设于距进站道岔尖轨尖端（顺向为警冲标）不少于50m的地点。

经常利用正线进行调车作业的车站，可适当延长进站信号机与进站道岔岔尖或进站道岔警冲标之间的距离，以便进行调车作业时，车列不致越出进站信号机，减少办理越出站界调车的手续。

但该距离延长后，会影响车站的通过能力，又不便于管理，给臂板信号的操纵和瞭望造成困难，所以外移不宜过远。

当进站信号机与其后方第一架列车信号机（出站或进路信号机）之间满足不了规定的制动距离时，进站信号机向站外移动，原则上也不超过400m。

在设有轨道电路的车站上，进站信号机应与轨道电路绝缘节设在同一坐标处，如因轨缝移动或因线路改建等原因，不能设在同一坐标处时，允许钢轨绝缘节设在信号机前方或后方各1m的范围内。

在进站色灯信号机上均应装设引导信号，以便信号机临时发生故障或向非接车进路接车等其他原因不能开放时使用。

（二）出站信号机的设置 

    出站信号机的作用是：

作为列车占用区间的凭证，指示列车可否进入区间；与车站发车进路和敌对进路相联锁，信号开放后保证进路安全可靠；指示列车在站内停车的位置。

所以，车站发车线（含救援列停留线、军用发车线）上应装设出站信号机。

   1.出站信号机位置的确定 

   每一发车线均应单独装设出站信号机（线群出站信号机除外）。

出站信号机应设在每一发车线的警冲标内方（对向道岔为尖轨尖端）适当地点。

   设置出站信号机应考虑到少占用股道有效长。

当发车线不设轨道电路时，在限界允许的条件下，应缩小与警冲标间的距离；当发车线设有轨道电路时，出站信号机宜与轨道绝缘设在同一坐标处，为了避免和减少在安装信号机时造成串轨、换轨和锯轨等工作，轨道绝缘允许设置在出站信号机前方1m或后方6.5m的范围内。

   2.线群出站信号机及线路表示器的设置原则 

   调车场内编发线上，根据作业需要，可设计线群出站信号机，当信号机开放信号后，为了指示某一线路上的列车出发，防止邻线上的列车误认信号，所以规定在每条线路的警冲标内方适当地点装设发车线路表示器。

发车线路表示器应在线群出站信号机开放和进路开通后方能着灯。

但线群出站信号机与发车线路表示器之间的非集中操纵道岔无联锁，发车时，发车人员应认真监视进路，保证行车安全。

   线群出站信号机开放后，只准许一个发车线路表示器着灯，非发车线路的表示器不能着灯。

   根据《技规》规定：

装有发车线路表示器的出站信号机，当该表示器显示不良时，由办理发车人员通知司机及运转车长后，列车可凭出站信号机的显示发车。

因为出站信号机的开放显示，表示区间闭塞条件已满足发车的条件。

    3.多方向发车的出站信号机及进路表示器的设置原则 

   出站信号机有两个及其以上运行方向，而信号显示本身不能分别表示运行方向时，为了使有关行车人员在信号机开放后知道列车的运行方向，在该信号机上应装设进路表示器。

当两站间，有两条及其以上通路时，出站信号机可不区分方向（但在双线自动闭塞区段，采用反方向运行时除外）。

    1利用出站信号机的单绿灯和双绿类显示区分发车方向 

   当两条线路分别为自动闭塞区段和半自动闭塞区段时，开往自动闭塞区段的出站信号机显示单绿（或单黄、绿黄）灯，开信半自动闭塞区间的出站信号机显示双绿灯。

   当两条发车方向的线路均为半自动闭塞区段时，可划分为主要方向与次要方向。

向主要方向发车采用单绿灯显示；向次要方向发车采用双绿灯显示。

    当能利用出站信号机的灯光显示区分进路方向时，则不应再装设进路表示器。

    2利用进路表示器区分进路方向 

   当两条发车方向的线路均为自动闭塞区段时，应采用进路表示器区分发车方向。

   当有三条及其以上发车方向的线路时，不论其区间采用何种闭塞方式，均应装设进路表示器区分发车方向。

   发车进路兼出站信号机和兼有出站或发车进路的驼峰辅助信号机，根据需要必须区分进路方向时，也可在该信号机上装设进路表示器。

   进路表示器仅在其主体信号机开放后才能着灯，并保证其显示与进路开通方向的一致，不能单独构成信号显示。

根据《技规》规定：

装有进路表示器的出站信号机，当该表示器显示不良时，由办理发车人员通知司机及运转车长后，司机可凭出站信号的显示出发。

出站信号机的开放显示，表示区间闭塞条件已满足发车的需要。

   双线自动半空区段，需办理反方向运行时，为了区分列车正、反方向运行，该出站信号机虽然不是区分发车向不同车站（或场），亦应装设进路表示器。

    4.出站信号机装设发车表示器的设置原则 

   有较小半径曲线车站的发车线或有大量旅客上下的站台上，人员较多进影响瞭望发车信号，使车站值班员给运转车长的发车指示信号或运转车长给司机的发车信号辨认困难，而中转信号又要延长列车停站时间，在这种情况下，可以装设发车进路表示器。

   发车进路表示器必须保证在出站信号机已经开放，车站值班员、运转车长均同意发车的条件下才能着灯。

单站值班员和运转车长都是通过专用的按钮来控制发车表示器。

   （三）进路色灯信号机

在有几个车场的车站，为指示列车由一个车场开往另一个车场，应设进路色灯信号机。

   进路色灯信号机按用途可分为：

   接车进路色灯信号机——对到达列车指示运行条件；    发车进路色灯信号机——对出发列车指示运行条件； 

   接、发车进路色灯信号机——对到达及出发列车指示运行条件。

   当同一信号机具有多种意义兼有多种作用时，应称其命名，例如“出站兼接、发车进路色灯信号机”。

   接车进路色灯信号机和接、发车进路色灯信号机必须采用进站色灯信号