第7章 城市轨道交通系统的构成——信 号与通信系统 第7章　城市轨道交通系统的构成——信 号与通信系统

【理论知识】 7.1 城市轨道交通信号系统的作用、 特点和组成 【理论知识】 7.1　城市轨道交通信号系统的作用、 特点和组成 1.信号系统的作用和特点 信号系统是城市轨道交通系统中最重要的设备之一。信号系统的作用是指挥行车，保证安全，提高效率。并且根据城市轨道交通高密度、短间隔、短站距和快速的特点，有着安全要求高、通过能力大、抗干扰能力强、可靠性高、自动化程度高等特点。改变了传统的铁路以地面信号显示指挥行车的方式，以车载信号为主体信号，用计算机系统实现了速度控制、进路选择、进路控制等，并逐步的向无人驾驶的方向发展。 2.信号系统的组成 信号系统的设备主要有信号机、转辙机、轨道电路、联锁系统和列车自动控制（ATC）系统（如图7－1）。

【理论知识】 7.1 城市轨道交通信号系统的作用、 特点和组成 【理论知识】 7.1　城市轨道交通信号系统的作用、 特点和组成 图7-1　信号系统的组成

【理论知识】 7.2 信号基础设备 1.信号机 (1)色灯信号机 色灯信号机是以其显示灯光的颜色、数目和亮灯的状态来表示信号。 【理论知识】 7.2　信号基础设备 1.信号机 图7-2　信号机 (1)色灯信号机　色灯信号机是以其显示灯光的颜色、数目和亮灯的状态来表示信号。

【理论知识】 7.2　信号基础设备 (2)地面信号机 1)地面信号机的设置原则。2)信号机的设置。3)信号显示的颜色。 2.转辙机 1)转换道岔的位置，根据需要定位和反位，要求具有足够大的拉力，可带动尖轨往返运动；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。 2)道岔转至所需位置而且贴紧后，实现锁闭。 3)正确地反映道岔的实际位置，道岔的尖轨贴于基本轨后，正确地给出相应的表示。 4)道岔被挤或因故处于“四开”(两侧尖轨均不密贴)位置时，及时给出报警或表示，在道岔被挤未修复前不应再使道岔转换。

【理论知识】 7.2　信号基础设备 3.轨道电路 (1)轨道电路的基本原理　轨道电路是以铁路线路轨道作为导体，两端加以机械绝缘，接上送电和受电设备构成的电路(见图7-3)。 图7-3　最简单的轨道电路

【理论知识】 7.2　信号基础设备 1)轨道电路的两端分别设有送电端和轨道继电器(见图7-4)。 图7-4　轨道继电器

【理论知识】 7.2　信号基础设备 2)当轨道电路内钢轨完整，没有列车占用轨道时，继电器吸起，表示轨道电路空闲。 3)当轨道电路被列车占用，轨道电路被轮对分路，轮对电阻远小于轨道继电器线圈的电阻，流经轨道继电器的电流大大减小，轨道继电器落下，表示轨道电路被占用，这时轨道电路呈分路状态。 4)当轨道电路的钢轨被折断，轨道电路受电端轨道继电器中无电流通过，此时，轨道电路设备反映钢轨断轨。 (2)音频轨道电路　城市轨道交通的轨道电路不仅用来检测列车的占用，更重要的是传输列车的行车信息。

【理论知识】 7.2 信号基础设备 1)传输轨道电路报文。 2)传输ATP列车报文。 3)双向发送信息，具有方向性。 【理论知识】 7.2　信号基础设备 图7-5　音频轨道电路原理图 1)传输轨道电路报文。 2)传输ATP列车报文。 3)双向发送信息，具有方向性。 4)作为列车的定位设备。

【理论知识】 7.2　信号基础设备 4.UPS电源设备 图7-6　UPS结构图

【理论知识】 7.2　信号基础设备 (1)后备式UPS　市电正常工作时，仅对市电起稳压作用。 (2)在线式UPS　在线式开机逆变器始终处于工作状态，市电正常时，UPS先将市电变成直流给蓄电池充电，然后逆变成交流电给负载；市电故障时，由蓄电池供电，逆变器输出正常交流电。 (3)在线互动式UPS　市电正常时，逆变器反向工作给蓄电池充电；市电异常后，逆变器工作，将蓄电池的直流电转化为交流电并给负载供电。

【理论知识】 7.3　联锁设备 联锁系统是城市轨道交通的重要组成部分，用来在车站和车辆段实现联锁关系。所谓联锁，是指信号设备与相关因素的制约关系，我们这里所说的联锁其实是指车站信号设备之间的制约关系，是信号、道岔、进路之间的制约关系。 联锁的基本内容是：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。

【理论知识】 7.3　联锁设备 1、6502电气集中。 (1)控制台　控制台是车站值班员指挥行车、调车控制中心指挥列车运行和调车作业的控制中心。 (2)区段人工解锁　区段人工解锁是在更换继电器、轨道电路停电恢复时解锁设备，恢复电路到正常状态；或者道岔区段不能解锁时办理故障解锁，取消进路时不能关闭信号的情况下关闭信号。 (3)继电器、继电器组合及组合架　继电器部分是6502电气集中的逻辑核心。

【理论知识】 7.3　联锁设备 2.计算机联锁 (1)表示操作层　表示操作层是人机界面，是将设备和列车运行情况进行图形化显示，可通过鼠标和键盘操作命令实现联锁命令操作，接受操作员命令给逻辑层处理。 (2)逻辑层　逻辑层是系统核心，是对联锁逻辑的处理。

【理论知识】 7.3　联锁设备 1)2取2。 图7-7　2取2系统

【理论知识】 7.3　联锁设备 2)3取2。 (3)执行表示层　执行表示层是逻辑层和设备驱动层的接口，它分解逻辑层的命令，控制设备驱动层驱动设备，将采集设备驱动层的表示信息给逻辑层。 (4)设备驱动层　设备驱动层是现场设备的驱动设备。 (5)现场设备层　现场设备层如道岔、转辙机、信号机和轨道电路等现场设备。 3.联锁系统的控制 (1)进路的建立　进路建立指进路开始办理到防护该进路的信号机开放的这一阶段。 (2)进路解锁 1)取消进路。

【理论知识】 7.3 联锁设备 2)正常解锁。 (3)列车运行的三级控制 1)中心级控制。 2)远程控制终端的控制。 3)站级控制。 【理论知识】 7.3　联锁设备 2)正常解锁。 图7-8　三点解锁 (3)列车运行的三级控制 1)中心级控制。 2)远程控制终端的控制。 3)站级控制。