城市轨道交通信号基础课件ch2-2.ppt

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城市轨道交通信号基础,主讲：

冯博,机电工程系,本章内容,项目一,项目二,项目三,项目四,项目五,项目二信号机,知识要点1掌握各种信号机的作用和显示。

2掌握正线信号机、车辆段信号机的设置要求。

3掌握防护信号机、调车信号机、阻挡信号机、出站信号机、通过信号机的显示意义。

一、城市轨道交通信号概述,1、信号分类,

（1）视觉信号和听觉信号视觉信号是以信号灯的颜色、显示数目及灯光状态等表达的信号，如地面信号机、手信号旗、信号牌等。

听觉信号是以声音的强度、长短等方式来表示信号意义，如机车鸣笛等。

例如某地铁公司的行车组织规则中关于列车鸣笛规定：

我国铁路视觉信号的基本颜色是红、黄、绿,1）鸣笛的作用是发出警告或要求协助，长声为三秒，短声为一秒，音响间隔为一秒。

重复鸣示时，须问隔五秒以上；2）为避免对站内乘客及铁路沿途的居民造成滋扰，列车在正线上运行时只可在必要时鸣笛；3）表2一l中的情况下必须按指定方式鸣笛：

表2-1列车鸣笛鸣示方式表,一、城市轨道交通信号概述,

（2）固定信号和移动信号固定信号是固定设置在规定位置的信号装置，如地面信号机等。

移动信号是根据需要临时设置的信号装置，如实施临时限速时设置的限速告示牌和限速终止标牌等。

固定信号机,减速信号为：

白天柱上一个黄色圆牌；夜间柱上一个黄色灯光。

（3）地面信号和车载信号地面信号是设置在线路附近供驾驶员辨识的信号。

车载信号是将地面信号通过传输设备或其他方式传输引入列车的信号。

车载信号设备安装在列车的两端。

车载信号设备,一、城市轨道交通信号概述,城市轨道交通地面采用的色灯信号机在结构上与铁路信号机基本相同，但在设置要求和显示意义方面与铁路有一定区别，对于信号机的显示距离也有自己的规定，除了车辆段和有道岔的正线车站外，其他地方一般不设置地面信号机。

城市轨道交通的自动化程度比较高，一般采用“地面信号显示与车载信号系统相结合、以车载信号系统为主”的运用方式，列车的运行速度不取决于地面信号机的显示，地面信号只起辅助作用。

小提示,（4）色灯信号机和臂板信号机臂板信号机已经淘汰。

色灯信号机是用灯光的颜色、数目以及亮灯状态表示信号含义。

目前广泛使用透镜式，发展方向是组合式、LED式。

一、城市轨道交通信号概述,色灯信号机,（5）信号机和信号表示器信号机用来防护站内进路、防护区间、防护危险地点，有严格的防护意义；信号表示器是对行车人员传达行车或调车意图，或对某些补充说明所用的器具，无防护意义。

一、城市轨道交通信号概述,信号表示器,一、城市轨道交通信号概述,2、颜色及其表示意义,

（1）基本颜色红色：

停车信号，禁止越过该信号机（信号熄灭或显示不明时，也应视为停车信号）。

绿色：

允许信号，信号处于正常开放状态，可按规定速度通过该信号机。

黄色：

允许信号，信号处于有限开放状态，要求列车注意或减速运行。

（2）辅助颜色月白色：

用于指示调车作业时，表示允许越过该信号机调车；用于指示正线列车作业时，同时显示一个红灯信号，构成引导信号，表示准许列车越过显示红灯的信号机，并随时准备停车。

蓝色：

用于调车信号机，表示禁止越过该信号机调车。

一、城市轨道交通信号概述,需要说明的是：

我国城市轨道交通的信号系统没有对地面信号的显示方式和显示意义进行统一规定，因此信号显示存在一定差异，例如有的城市轨道交通公司采用一个红色灯光和一个黄色的灯光构成引导信号。

小提示,二、地面信号机,1、设置原则,

（1）设置于列车运行方向右侧城市轨道交通采用右侧行车制，不论在正线还是车辆段，地面信号机应设置于列车运行方向的右侧，地面信号机地下部分一般安装在隧道壁上。

特殊情况下，可以设置在列车运行方向左侧或其他位置。

安装在隧道壁上的固定信号机,

（2）信号机限界设备限界是用以限制设备安装的轮廓线，信号机不得侵入设备限界。

车辆轮廓线是限制列车横断面最大容许尺寸的轮廓，将其扩大一定尺寸后，构成车辆限界。

直线地段的设备限界是在直线地段车辆限界外扩大一定安全间隙后形成的。

曲线地段设备限界应在直线地段设备限界的基础上，按平面曲线不同半径过超高或欠超高引起的横向或竖向偏移量，以及车辆、轨道参数等因素计算确定。

在城市轨道交通公司的行车组织规则中对各限界的数据有具体说明。

二、地面信号机,2、正线信号机及表示器,二、地面信号机,城市轨道交通有的车站设有道岔，有的车站仅有两条正线，因此应根据各站设备具体情况设置信号机。

在正线常用的信号机包括以下几种。

（1）防护信号机在正线道岔岔前和岔后适当地点设置防护信号机，如下图中的A站、E站、F站等所示。

防护信号机的设置图,二、地面信号机,防护信号机采用三显示机构，自上而下为黄（或月白）、绿、红，具体显示意义为：

红色禁止越过该信号机；绿色道岔开通直向位置，允许列车按照规定速度越过该信号机进入区间；黄色道岔开通侧向位置，允许列车按照规定速度（一般限速不超过30kmh）越过该信号机，运行至折返点；黄色+红色引导信号，允许列车以不超过25kmh的速度越过该信号机，有条件进人区间。

正线上防护信号机用“X”、“F”等命名，以数字序号作为下标，下行咽喉编为单号，上行咽喉编为双号，从站外向站内顺序编号。

二、地面信号机,

（2）阻挡信号机在线路尽头处设置阻挡信号机，表示列车停车位置。

阻挡信号机采用单显示机构，只有一个红灯。

当阻挡信号机显示红灯时，列车应在距信号机至少10m的安全距离前停下。

当车站设置有阻挡信号机时，与防护信号机共同顺序编号，如下图中的A站的X9、X11，H站的X18、X20。

二、地面信号机,2、正线信号机及表示器,阻挡信号机的设置图,（3）通过信号机采用ATC系统的城市轨道交通，自动闭塞通过信号机已经失去主体信号的作用，一般在区间不设置通过信号机。

为便于驾驶员在ATP设备发生故障时控制列车运行，可以根据需要设置通过信号机。

通过信号机采用三显示机构，自上而下灯位为黄、绿、红。

二、地面信号机,2、正线信号机及表示器,传统区间通过信号机动画演示,增设通过信号机动画演示,（4）进、出站信号机车站可根据需要设置进、出站信号机，或仅设置出站信号机。

进站信号机设置在车站入口外方适当距离，用于防护车站内作业安全。

进站信号机显示一个红色灯光表示不准列车越过信号机进入站内，显示一个绿色灯光表示允许列车按规定速度越过信号机进入站内。

出站信号机设置在车站出口，即列车由车站向区间发车处前方，指示列车能否由车站进入区间。

出站信号机显示一个红灯表示不准列车出站，显示一个绿灯表示允许列车出发进入区间。

二、地面信号机,2、正线信号机及表示器,灯光配列：

采用高柱双机构（两个显示机构），带引导信号机构。

自上而下灯位为黄、绿、红、黄、白。

进站信号机开放时机动画演示,双线反方向发车动画演示,（5）发车表示器（倒计时发车牌）车站可在正向出站方向站台一侧，列车停车位置前方适当地点设置发车表示器，向驾驶员表示能否关闭车门及发车的时间。

发车表示器平时不亮灯，列车停靠后无显示表示不能关闭车门、发车；距发车还有5s时白色闪光，提醒驾驶员关闭车门；显示白色稳定灯光表示可以发车。

二、地面信号机,2、正线信号机及表示器,三、车辆段（车厂）信号机,车辆段（车厂）入口转换轨外方设置进段（厂）信号机，如下图中的SJl、SJ2。

进段（厂）信号机显示及灯光配列可与防护信号机相同，也可采用双机构。

下图是某地铁公司车辆段与正线连接部分，图中XJl、XJ2为进段（厂）信号机，XJl显示红灯表示禁止列车进入车辆段（车厂）；显示一个黄色灯光表示允许进入车辆段（车厂），道岔1开通直向位置；显示两个黄色灯光表示允许进入车辆段（车厂），道岔1开通侧向位置：

显示一个红色灯光和一个白色灯光表示引导信号。

进、出段（厂）信号机,车辆段（车厂）出口处设置出段（厂）信号机，如下图中SCl、SC2，其显示及灯光配列可与防护信号机相同。

进、出段（厂）信号机,四、信号图形符号,城市轨道交通信号平面图中常用颜色及信号机的图形符号见表3-2所示。

表3-2信号常用图形符号,信号机实物图片演示,休息、休息,项目二实施,任务一认识正线信号设备,1目标1）掌握城市轨道交通正线有关信号机设置原则。

2）掌握城市轨道交通正线有关信号机显示方式及显示意义3）能够发车表示器的设置位置及显示意义。

2资料1）城市轨道交通正线信号平面图。

2）正线车站设备图片。

3）录像资料：

列车进站、列车发车、列车折返等。

3实施步骤

（1）信号机布置提供未设置信号机的正线线路图，由学生分组设计正线有关信号机的布置。

设计完毕，与实际正线信号平面图相对照，讨论解决设计中存在的问题。

在完成信号机布置的基础上，分析城市轨道交通正线车站线路布置及列车作业的特点。

（2）认识设备提供正线车站防护信号机、阻挡信号机等设备实物图片，包括信号的不同显示，学生能够讲解图中设备的有关知识。

（3）信号显示与列车运行根据城市轨道交通列车运行及折返作业的相关录像，能够指出有关作业过程中相关信号显示意义及信号显示与有关道岔位置的关系。

任务二认识车辆段信号设备1目标1）掌握城市轨道交通车辆段（车厂）内有关信号机设置及作用。

2）掌握城市轨道交通车辆段（车厂）内有关信号机显示方式及显示意义。

2资料1）城市轨道交通车辆段（车厂）信号平面图。

2）车辆段（车厂）设备图片：

停车线、洗车库、咽喉区等。

3）录像资料：

列车进段（厂）、列车出段（厂）等。

3实施步骤

（1）信号机布置及作用根据所提供的车辆段（车厂）信号平面图，明确各线路的作用及信号机设置原则，区分车辆段（车厂）内调车信号机和列车阻挡信号机的不同作用。

（2）认识设备提供车辆段（车厂）内不同性质、不同类型信号机的设备实物图片，根据信号机外观、设置位置等识别各信号机，并能够讲解图中设备的有关知识。

（3）信号显示与列车运行根据列车及其他车辆进出车辆段（车厂）以及在车辆段（车厂）内作业的录像，能够说明有关作业过程中相关信号显示意义。

任务三学习信号机故障时的行车办法1目标1）熟练掌握有关规章要求。

2）正确执行有关规章。

2资料提供行车组织规则中关于信号机故障行车办法的有关规定。

例如某地铁公司关于信号机及发车表示器故障时规定。

（1）倒计时发车牌故障的处理1）驾驶员或车站督导员在发现倒计时发车牌故障时，应及时通知行车调度员；2）驾驶员凭行车调度员授权发车。

（2）信号机故障的处理1）驾驶员或车站督导员在发现信号机故障时，应及时通知行车调度员；2）行车调度员授权列车驾驶员或车站督导员停止使用该故障设备，视为无效信号；3）中央控制时，行车调度员确认故障信号机防护的道岔位置正确且在锁闭状态；车站控制时，由行车值班员确认故障信号机防护的道岔位置正确且在锁闭状态，并向行车调度员汇报；4）驾驶员凭行车调度员的调度命令发车。

1）正确识别信号机或发车表示器故障。

2）熟悉不同岗位在设备故障时的处理方法。

3实施步骤,任务四了解信号机基本结构及控制电路1目标1）了解不同信号机的特点。

2）了解不同信号机内部结构。

2设备透镜式色灯信号机、组合式色灯信号机、LED信号机以及信号机控制电路。

3实施步骤1）观察不同信号机在内部结构方面的不同。

2）观察不同信号机在信号显示方面的不同。

拓展与提高城市轨道交通的信号机一般采用色灯信号机，按照显示方式和结构的不同，色灯信号机主要有以下三种。

1透镜式色灯信号机透镜式色灯信号机采用透镜组将光源发出的光束聚成平行光束，故称为透镜式。

这种信号机结构简单，安装方便，控制电路所用电缆芯线少，所以得到广泛应用。

一、常用色灯信号机,透镜式色灯信号机有高柱和矮型两种类型。

高柱信号机的信号机构安装在信号机柱上，矮型信号机的机构安装在混凝土基础上，如图所示。

矮型色灯信号机,透镜式信号机机构分为单显示、二显示和三显示三种，其中二显示和三显示机构分别划分为两个和三个灯室，灯室之间用隔板分开，防止相互串光。

单显示机构用于阻挡信号机，以及复示信号、引导信号及进路表示器。

二显示和三显示机构可以单独使用，也可以组合使用（也可与单显示机构组合），再按灯光配列对信号灯位颜色的规定安装有色内透镜。

透镜式信号机机构的每个灯位由透镜组、灯泡、灯座及遮檐组成，如右图所示。

透镜式信号机机构,透镜组装在镜架框上，由两块带棱凸透镜组成，其中内侧透镜为有色带棱外凸透镜，外侧透镜为无色带棱内凸透镜。

使用带棱透镜的原因是它比不带棱透镜轻且较薄，光线通过时损失少；使用两块透镜可以缩短焦距，提高光源利用率，增加射出平行光的强度。

信号机显示颜色取决于有色透镜，可根据需要选用。

透镜组示意图,灯泡是色灯信号机的光源。

目前信号机采用12V25W直丝灯泡。

根据需要可以使用双灯丝灯泡，当平时点亮的主灯丝断丝时，能通过外接的自动转换设备自动点亮副灯丝，保证信号不间断显示。

灯座用于安放灯泡。

现采用定焦盘式灯座，调整好透镜组焦点后固定灯座，更换灯泡时无需再调整。

TX12-25型信号灯泡,2组合式色灯信号机组合式色灯信号机每个机构只有一个灯室，由光系统、机构壳体、遮檐等组成，如右图所示。

使用时根据信号显示要求可以分别组装成单显示、二显示及三显示机构，故称为组合式。

组合式色灯信号机机构,组合式信号机采用铝合金或玻璃钢材料，机构重量轻，便于安装、维护和调整。

光系统设计合理，光能利用率高，显示效果好，有利于驾驶员嘹望信号。

3LED组合式色灯信号机（发光二极管）LED信号机一般由铝合金机构、发光盘、点灯装置、报警单元组成。

LED信号机铝合金机构与透镜式色灯信号机大小相同，分为高柱机构和矮型机构两种，每种机构又分别包括二灯位机构、三灯位机构两种类型，根据使用需要，还有专门的复示机构、引导机构等。

目前使用的LED信号机有多种类型，主要有XSL型、XSLE型、XLL型、XSZ（G、A）型、XLG（A、Y）型等。

XSLE型LED信号机,LED发光盘是采用发光二极管制成的信号灯光源，如右图所示。

发光盘分为高柱发光盘、矮型发光盘、表示器发光盘三种，分别适用于高柱机构、矮型机构、复示机构、引导机构、表示器机构等。

LED信号机发光盘,点灯装置用于为发光盘提供电源。

有些类型LED信号机的发光盘，例如XSZ型的发光盘，可以与现有信号灯变压器直接配合使用，而大多数发光盘需要通过点灯装置将现有信号电源转化为12V直流电以驱动发光盘。

报警单元的功能是当发光盘LED二极管损坏数量超过总数的30时，以及主、备电源有一路发生故障时，产生报警条件发出报警。

有些类型LED信号机的发光盘本身还集成了报警功能，有些类型LED信号机专门设置有独立的报警单元。

与上述两种信号机相比，LED信号机有以下特点：

（1）可靠性高发光盘是用上百只发光二极管和数十条支路组成，使用中即使个别发光二极管或支路发生故障也不会影响信号正常显示，这在一定程度减少了信号灯丝双断等故障，提高了信号显示的可靠性。

（2）寿命长发光二极管使用寿命可达105h，是信号灯泡的100倍，有利于实现免维修。

（3）节省能源传统信号灯泡功率为25W，发光盘的功率不足信号灯泡的12，考虑到城市轨道交通信号长时间亮灯的特点，采用LED信号机对于节省能源具有显著效果。

（4）聚焦稳定发光盘的聚焦状态在设计和生产中已经确定，并能够始终保持良好的聚焦状态，不需要现场调整，给安装和使用带来方便。

（5）无冲击电流LED二极管自身特点使得信号机在点灯过程中没有信号灯泡冷丝状态的冲击电流，有利于延长供电装置使用寿命。

二、信号机点灯电路分析,控制信号机灯光显示的电路称为信号机点灯电路。

城市轨道交通信号机点灯电路一般仍然采用了继电电路，通过室内控制设备对有关继电器的驱动和采集，实现对地面信号机的控制和监督。

调车信号机点灯电路如下图所示，下面以调车信号机点灯电路为例，说明电路的分析方法。

信号灯灯泡采用12V25W灯泡，指示列车运行的信号机可采用双灯丝灯泡,继电器应用原理,调车信号机点灯电路,AB（蓝灯变压器）一次电压为交流220V，二次电压为1314V,BB（白灯变压器）一次电压为交流220V，二次电压为1314V,电路中串接灯丝继电器DJ,点灯电路与电源间均需设置熔断器防护,调车信号机平时显示蓝灯，信号继电器DXJ吸起后显示白灯,继电联锁基本原理,分组讨论,1分别说明正线防护信号机、阻挡信号机有哪些显示，各表示什么意义。

2分别说明车辆段（车厂）调车信号机、进段（厂）信号机、列车阻挡信号机有哪些显示，各表示什么意义。

3根据正线车站线路图，说明应设置哪些信号机。

4根据车辆段（车厂）信号平面图，说明图中各信号机的类型及作用。

5说明发车表示器的作用是什么。