车站信号自动控制系统的设计说明

车站信号自动控制系统的设计目前，我国铁路车站信号自动控制系统普遍采用的是6502电气集中系统，该系统不仅高效、经济、可靠，更重要的是符合故障-安全原则。本次设计从6502电气集中的两大主要组成部分——选择组和执行组入手，对一个双向四股道车站的信号自动控制系统进行设计。其中包括对选择组的记录电路、选岔电路、开始继电器电路、辅助开始继电器电路和终端继电器电路等的设计；对执行组的信号检查继电器电路、区段检查继电器和股道检查继电器电路以及进路锁闭电路和表示灯电路等的设计。

第1章绪论

随着铁路运输的发展需要和科学技术的进步，保证行车安全的措施逐步从管理措施向技术措施过渡，直至发展成今天的自动控制系统。6502电气集中联锁设备作为实现控制车站围的道岔、进路和信号机，并实现它们之间的联锁，有着保证行车安全、缩短列车停站时间、提高铁路运输效率、改善行车人员的作业条件、提高车站通过能力等等优点，是一种高效、安全、经济的车站联锁设备。鉴于目前，我国80%左右的车站信号自动控制系统仍然采用的是6502电气集中控制系统，并且该系统以它的安全、可靠在铁路车站信号自动控制系统中，还将继续使用。即使今后推广微机联锁控制技术也仍将会持续发展电气集中。所以，熟悉和掌握6502电气集中控制系统的设计对我们这些即将从事车站信号工作的人员来说是必不可少的。

1.1 国外发展概况世界上第一个电气集中于1929年在美国出现。20世纪40年代各国开始使用，50年代日趋成熟并大量推广，60年代改进并完善，70年代进一步得到发展。电气集中电路，各国都趋于按进路构成，以按钮方式最为普遍。为便于设计和施工，多采用组合式电路。70年代以来，随着控制围的扩大，控制方式有所改进，逐步发展为控制和表示分开的方式，有些国家采用按键控制、屏幕显示。增加了控制距离，还采用了进路预办和自动排列进路的方式，增加了车次表示、动作记忆、故障报警、快速检测及定位等功能。此外，还以电气集中为基础发展车站作业综合自动化、枢纽或卫星站的行车集中控制系统、程序式列车运行控制装置、车站调车区排列进路的机车遥控系统、平面调车区的无线调车进路控制等新型车站联锁设备。从70年代末开始，不少国家先后研制成功计算机联锁。它用程序来完成全部联锁关系，采用软件冗余或硬件冗余方式，能满足故障-安全要求。它发挥了计算机快速、容量大的特点，简化了设备，在安全性、可靠性、经济性和多功能性方面远比继电器集中优越，而且设计、施工、维修也大为方便，是车站联锁设备的发展方向。1942年，我国在站首次安装了手柄式进路继电集中。1951年，站安装了按钮式大站电气集中。经过长期的实践，认为6502电气集中是最为成熟的定型电路，为方便使用和维修管理，逐步放弃了其他各种电路而不管大、中、小站都只发展6502电气集中。我国从1983年开始计算机联锁的研制工作，先在企业专用铁路上开通使用，取得经验后逐步在国家铁路上扩大试用。目前已有数百个站投入使用。计算机联锁取得的突破性进展，标志着我国铁路信号技术正向世界先进水平迈进。

1.2 本文的结构安排本文从如何设计车站信号平面布置图、联锁表以及组合排列图入手，然后分别就6502电气集中控制系统中选择组电路当中的记录电路、选岔电路、开始继电器电路、辅助开始继电器电路和终端继电器电路等的设计以及执行组电路当中的信号检查继电器电路、区段检查继电器和股道检查继电器电

路、进路锁闭电路和表示灯电路等的设计，详细的阐述如何使用6502电气集中控制系统对一个双向四股道的车站信号自动控制系统进行设计。

第2章车站信号平面布置图和联锁表的编制

因为车站信号平面布置图所包含的容将是6502电气集中所有后续技术图纸的设计依据，而且车站信号平面布置图设计的是否合理，关系到车站通过能力、铁路运输效率等等方面，甚至会影响行车作业安全。所以，车站信号平面布置图设计的优劣直接影响6502电气集中整个设计的质量。而联锁表是设计电路的依据，如果联锁表本身编制的不合理，将影响电路图的正确性。因此，熟练地掌握绘制车站信号平面布置图和编制联锁表的方法，是整个车站信号自动控制系统设计的一大关键。下面就以一个双向四股道的车站为背景，分别就如何绘制该车站信号平面布置图和编制联锁表作个详细的介绍。一般是先布置列车信号机，后布置调车信号机。而对于一个装有电气集中设备的车站，列车和调车作业都是通过信号机的显示进行的，因而车站线路设备能否被充分利用，很大程度上决定于信号机的布置。所以，合理的布置信号机（特别是调车信号机）是设计中的一项很重要的工作。

(1)列车信号机的布置

①为了保证列车运行的安全，对由区间线路驶向车站方的接车进路进行防护，在每个方向的进站口道岔外方，列车运行前进方向线路的左侧，均应设置进站信号机。

②为了禁止或准许列车由车站开往区间，车站有发车作业的到发线股道上，均应装设出站信号机。

调车信号机的布置调车信号机的布置一般比较灵活，原则上是最大限度的满足调车作业的需要，提高工作效率，尽量缩短机车车辆的走行距离和极大限度的进行平行作业。调车信号机是根据调车作业的具体情况进行布置的。下面结合调车信号机在调车作业中的作用，说明如何布置调车信号机：

1.在咽喉区，道岔岔尖前应设置调车信号机，以便满足调车折返作业的需要。

2.为了提高调车作业的效率，应设起阻挡作用的调车信号机。当D5信号机关闭时，就可以保证利用开放的D7信号机进行II、4股道间的转线作业时不影响排列XF或D1至3G或IG的进路。

实际上，一架调车信号机并非仅起一种作用，设于咽喉区的调车信号机对于某一调车作业来说可能是作为折返信号机使用；对另一调车作业来说，就可能作为阻挡信号机使用。信号机、道岔和线路的编号、信号机的编号站各种信号机名称是以汉语拼音字母表示的。

进站信号机按运行方向上行用字母“S”，下行用字母“X”表示，如果同一咽喉有数个方向进站信号机并排时，在字母“S”或“X”的右下角标以信号机所属区间线路名称汉语的第一个字母。

出站信号机上行用字母“S”，下行用字母“X”表示，并在字母S或X的右下角注明该信号机所属的股道的。如S3和X4 就分别表示上行3股道出站信号机和下行4股道出站信号机。

调车信号机用“D”表示，并在右下角注以数字，上、下行咽喉区分别编为双号和单号，并由上、下行列车到达方向顺序编号。

(2) 道岔的编号按规定上行咽喉编为双号，下行咽喉编为单号，自进站口向站中心顺序编号。位于同一坐标的道岔先编靠近信号楼的道岔。对于同一端有两个及两个以上方向时，应该先编主要方向的道岔。站的每一道岔均应该进行编号。

对于双动道岔应编成连续的单数或双数。

(3) 线路的编号车站每一条线路应该有规定的，同一车站不得有相同的。根据规定，将与复线区段相连的正线股道，上行编为双号，下行编为单号，并用罗马字母表示。如IG和IIG。其余站线股道编为3G和4G。进站信号机方应设置调车信号机而形成的线路区段，根据衔接股道的编号再加A或B表示，下行咽喉加A，上行咽喉加B。如IAG。

联锁表的编制联锁表是反映整个车站的道岔、进路和信号机之间联锁关系的表格。车站信号平面布置图是编制联锁表的依据。

在编制联锁表时，是以进路为主体，从列车进路（分接车和发车）到调车进路逐条依次顺序编号的。然后将排列进路时需要按下的按钮、防护该进路的信号机名称和显示、进路所要求的有关道岔的位置、进路应包括的轨道区段以及所排进路相敌对的信号等逐项一一填。

第3章组合排列图

6502电气集中电路为组合式电路，其电路是由各种不同的组合拼接而成的。6502电气集中共有12种定型组合，除方向组合和电源组合外，其余10种定型组合电路都可被选来用拼接成各种不同的电路，这些用不同组合拼接起来的电路组成了整个站场网路。由于6502电气集中的组合是以其对应的道岔、信号机和轨道电路区段作为基本单元设计的。因此，6502电气集中有三种基本组合。分别为，道岔组合、信号组合和区段组合。道岔组合有以下三种类型：

①DD组合，单动道岔组合，用于单动道岔。

②SDZ组合，双动道岔主组合，用于一组双动道岔。

③SDF组合，双动道岔辅助组合，一组双动道岔占用半个SDF组合。信号

组合分列车信号组合和调车信号组合两大类。

列车信号组合有四种类型：

①LXZ组合，列车信号主组合，用于进站、出站信号机和接车近路、发车进

路信号机。

②1LXF组合，一方向列车信号辅助组合，用于仅有一个发车方向的出站信

号机，以及单线区段的进站信号机。

③YX组合，引导信号组合，用于带引导信号的进站信号机及接车进路信号

机。

调车信号组合有两种类型：

①DX组合，调车信号组合，用于并置等调车信号机。

②DXF组合，调车信号辅助组合。不论是道岔区段还是无岔区段，区段组

合均只有一种组合，即：Q组合，区段组合，用于有道岔的轨道区段以

及列车进路的无岔区段。根据已确定下来的车站信号平面布置图，选用

不同的组合，绘制了双向四股道车站的组合排列图。

下面就如何选用组合绘制组合排列图作个简单的介绍。

(1) 进站信号机选用的组合和接车进路信号机应选用的组合在复线单向运行区段，当进站信号机方有无岔区段并设有同方向调车信号机时，选用1LXF、YX、LXZ和零散组合。调车信号机不另设DX组合。接车进路信号机选用组合的情况与进站信号机相同。

(2) 出站兼调车信号机和发车进路兼调车信号机选用的组合对于只有一个发车方向时，出站兼调车信号机选用LXZ和1LXF两个组合。如S3出站兼调车信号机。发车进路兼调车信号机和出站兼调车信号机选用组合是一样的。

(3) 调车信号机选用的组合每架并置的调车信号机选用一个DX组合。如D5、D7、D9和D11。

(4) 道岔选用的组合单动道岔选用一个DD组合，对于双动道岔除了选用一个SDZ组合外还应该选用半个SDF组合。

(5) 道岔区段选用的组合每一个道岔区段和列车进路上的咽喉无岔区段一般来说都应该选用一个Q组合。Q组合必须放在利用该区段排列任何进路都必须经过的地方。对于交叉渡线，采用的是组合换位的处理方式。理由是，交叉渡线道岔组合换位后，使得交叉渡线围的每个道岔区段只需在关键部分设置一个区段组合。需要特别注意的是，在双向四股道的下行咽喉组合排列图中，1/3道岔和5/7道岔选用的组合在连接时，进行了换位处理。就是属于上述情况。

第4章车站信号自动控制系统电路的设计

4.1 6502电气集中电路的概述前面两章分别介绍了如何绘制车站信号平面布置图、编制联锁表和按照车站信号平面布置图选用的组合排列图。接下来，将从6502电气集中选择组和执行组入手，详细的介绍如何使用6502电气集中对双向四股道车站信号自动控制系统进行的设计。这部分容是此次设计的主要也是重点部分。

6502电气集中的主要电路由15条网路线构成。其中1-7线为选路网路（选择组部分），8-15线为执行网路（执行组部分）。选择组网路完成选岔任务之后，即开通执行组网路。执行组网路先由道岔控制电路转换道岔，再由锁闭电路将进路锁闭，最后由信号控制电路使信号开放。在列车或调车车列驶过进路后，由解锁电路将进路解锁。下面先就6502电气集中电路中各继电器的关系及动作顺序归纳如下：

4.2 选择组电路选择组电路是由记录电路和选路电路组成的。而记录电路又是由记录按压进路按钮动作的按钮继电器电路和根据所按压按钮顺序来区分进路的性质和运行方向的方向继电器电路组成。选路电路包括选岔电路和开始继电器电路。1-6线为选岔网路，用来在排列进路的过程中自动选出进路上的各有关道岔所需的位置。7线是开始继电器励磁网路，用以检查所选进路和所排进路的一致性。它们的设计分别如下。

4.2.1 按钮继电器电路的设计D5、D7并置调车信号机按钮的继电器电路。并置按钮继电器电路不论D5A是作进路始端按钮还是终端按钮，只要按压D5A，经D5A的第一组接点接通按钮继电器AJ励磁电源，使AJ↑。记录下车站值班员按压D5A的动作。松手后，AJ通过其本身第六组前接点构成自闭电路以保持继续励磁。D5AJ的自闭电路为：KZ—D5AJ3—4 —AJ62—61 —JXJ63—61—FKJ33—31 —QJ73—71 —XJ73—71 —KF之所以如此设计，是由于：(1) 为了AJ在进路选出后自动复原（JXJ↑表示进路选出），因此自闭电路中接入JXJ第六组后接点。(2) 为了重复开发信号时不使按钮继电器自闭（重复开放信号，FKJ↑），因此自闭电路中接入FKJ第三组后接点。(3) 为了取消进路或人工解锁进路不使按钮继电器自闭（取消进路或人工解锁进路，QJ↑），因此自闭电路中接入QJ 第七组后接点。(4) 为了防止信号开放后，误按始端信号按钮造成按钮继电器错误保留（信号开放，XJ↑），因此自闭电路中接入XJ的第七组后接点。由于AJ ↑，使得选岔电路中的进路选择继电器JXJ↑，而JXJ↑又切断AJ的自闭电路。它们之间的逻辑关系是AJ↑→JXJ↑→AJ↓。为了使JXJ能可靠吸起要求AJ采用缓放型继电器（JWXC—H340）。同时由于AJ的缓放还延长了方向继电器的落下时间，从而可以确保辅助开始继电器FKJ和终端继电器ZJ的可靠吸起。其它按

钮继电器与并置调车按钮继电器在结构上大体相同，所以，这里不在累述。4.2.2 方向继电器电路的设计每一个咽喉共用一套方向继电器电路。只需要用四个方向继电器就可以区别出进路的运行方向和区分进路的性质。这四个方向继电器分别为：列车接车方向继电器（LJJ）、列车发车方向继电器（LFJ）、调车接车方向继电器（DJJ）、调车发车方向继电器（DFJ）。

接下来以下行咽喉为例，说明方向继电器的设计。方向继电器电路首先将全咽喉区能做始端用的按钮继电器按进路的性质和运行方向分成如下四组：(1) 作列车接车方向始端的列车按钮有XLAJ；(2) 作列车发车方向始端的列车按钮有S3LAJ、SI LAJ、S II LAJ、S4LAJ；(3) 作调车接车方向始端的调车按钮有D1AJ、D3AJ、D7AJ和D11AJ；(4) 作调车发车方向始端的调车按钮有D5AJ、D9AJ、S3DAJ、SI DAJ 、S II DAJ 和S4DAJ。

然后将以上每组按钮继电器的前接点并联后接入对应的方向继电器励磁电路中去。用始端按钮继电器的前接点接通方向继电器电路，用终端按钮继电器的前接点接通方向继电器自闭电路。这样就使得方向继电器只有在进路全部选出，始终端按钮都落下时才落下。在每一方向继电器的励磁电路中接入性质相反的两个方向继电器第一组后接点、性质相同的另外那个方向继电器第二组后接点。这样就使得当某一方向继电器吸起时，用其第一组后接点可以断开与其性质相反的其它两个方向继电器，用其第二组后接点可以断开性质相同的另外那个方向继电器。从而保证了同时只准许一个方向继电器吸起和只准选一条进路。

4.2.3 选岔电路的设计设计选岔电路时，采用的是分线法。1、2线网路用于选“八”字第一笔双动道岔的反位*纵继电器FCJ；3、4线网路用于选“八”字第二笔双动道岔的反位*纵继电器FCJ；5、6线网路用于选双动道岔的定位*纵继电器DCJ和单动道岔的反位*纵继电器FCJ或定位*作继电器DCJ。设计出来的选岔电路必须的满足以下设计要求(1) 选岔电路的送电规律必须是：进路左端经AJ吸起向1、3、5线送KZ电源，从左向右顺序传递直至进路右端；进路右端经AJ吸起向2、4、6线送KF电源，一直送到左端。 (2) 选岔电路的动作规律必须是：先选1、2线和3、4线（若进路中有双动道岔反位时）网路上的道岔，后选5、6线网路上的道岔，不论进路方向如何，选岔网路上的继电器一律从左向右顺序传递励磁。各继电器励磁后均得自闭。进路上所有JXJ在记录电路复原后一起落下，道岔*纵继电器则继续保持吸起到进路锁闭。为了满足以上两个设计要求，选岔网路分别做如下设计。(1) 对于5、6线从左向右，分别为始端进路选择继电器（JXJ）→定位*纵继电器（DCJ）……→终端进路选择继电器（JXJ）。选定位时：左端AJ↑通过5线向始端进路选择继电器JXJ传递KZ，而右端AJ↑一直把KF电源送至左端，所以，进路选择继电器JXJ首先吸起，JXJ↑用其第二组前接点向前的定位*纵继电器DCJ传递KZ电源，定位*纵继电器DCJ得到正电源吸起，用其第三组后接点切断左端电路，用第一组前接点接通其自闭电路并且用其第二组前接点继续向前传递KZ电源。这样一直把KZ电源传递到终端JXJ，JXJ吸起，则表示进路选出。选岔完成(2) 在选岔网路中用其FCJ接通5、6线。这样就使得当进路中出现双动道岔反位时，先选1、2线或者3、4线网路上的道岔，然后才选5、6线上的道岔。选岔电路上除了应该布置进路选择继电器JXJ、反位*纵继电器FCJ和定位*纵继电器DCJ之外，为了使选岔网路有防护功能，防止车站值班员办理储存进路以及道岔区段故障或有车占用时不准进路选出，电路中还布置轨道继电器DGJ、传递继电器CJ、区段检查继电器QJJ和轨道检查继电器GJJ。(1) 为了防止所选进路上任一道岔区段有车占用或轨道电路故障时选

路，在6线网路对应轨道区段处接有轨道继电器DGJ的前接点，有车占用时，DGJ 落下，用其第二组前接点切断6线，保证在这种情况下不选路。(2) 为了禁止在已锁闭的进路上办理储存进路，在轨道区段组合6线上还接有区段检查继电器QJJ的第六组后接点和传递继电器CJ的第六组前接点。进路锁闭后，该区段的QJJ吸起和CJ落下切断6线KF电源以防止储存近路。(3) 为了在向股道建立了进路时，严禁再向该股道建立进路，在此股道端6线处接有股道检查继电器GJJ 第三组后接点。已向股道建立了接车或调车进路后，GJJ吸起，将6线KF电源切断，使后办进路的JXJ不能励磁。(4) 当信号已开放后，禁止再利用此信号排重叠的进路。信号开放后，信号检查继电器XJJ在励磁状态，对列车进路，在网路中接入XJJ第一组后接点切断列车进路始端向5线传递的KZ电源。对于调车进路是用XJJ第六组后接点切断调车进路始端向5线接入的KZ电源，从而达到禁止再利用此信号排进路的目的。

4.2.4 辅助开始、开始和终端继电器电路的设计在进路选出，记录电路复原之前，为了继续始端按钮继电器、方向继电器和终端继电器的工作。通过JXJ 和方向继电器供出的条件电源，设计出FKJ和ZJ。使FKJ励磁，从而接替JXJ 和方向继电器的工作，启动7线网路。ZJ励磁继续记录进路的终端。辅助开始继电器电路是利用进路始端的JXJ的前接点和与进路性质方向相符合的方向电源来接通KFJ的励磁电路，由其1-2线圈构成自闭电路。当信号机开放（XJ励磁吸起）或取消进路或人工解锁时，辅助开始继电器复原。终端继电器是用进路终端处的JXJ吸起和同方向的调车的方向电源构成其励磁条件。终端继电器被用来确定调车进路的终端，也同时被用来作为执行组网路的区分条件。开始继电器电路的一个重要作用就是检查进路的选排一致行。为此，在设计开始继电器电路的时候，电路中接入了进路上各道岔的DCJ和FCJ的前接点以及DBJ和FBJ的前接点。当DCJ或FCJ吸起，则表示进路选出。对应的DBJ或FBJ吸起，则代表进路排出。这样KJ要通过7线接通励磁，就必须通过进路上每个道岔的DCJ前接点和与之对应的DBJ前接点或FCJ的前接点和与之对应的FBJ前接点检查选排一致后才能吸起。这种设计使得道岔在转换完毕至进路锁闭前，道岔*纵继电器与道岔表示继电器有一段时间同时在吸起状态，因此开始继电器KJ有足够多的时间通过7线接通KZ电源而励磁。在开始继电器的自闭电路中接入进路方第一个区段的锁闭继电器（或起锁闭继电器作用的QJJ和1LJ与2LJ），这样就使得KJ 励磁吸起后，将一直保持到进路解锁后才复原。这样开始继电器的接点就成为了执行组网路的区分条件。

开始继电器电路开始继电器所在的7线同时还串有每组道岔的锁闭继电器SJ的前接点，以此来反映该进路上的道岔在解锁状态。由于要与11线网路共用道岔表示继电器的前接点以及反映道岔区段的锁闭情况，7线网路在每个道岔表示继电器接点的前后各接了一组SJ前接点。排列进路时，7线通过SJ的前接点接通，说明进路处于解锁状态。进路锁闭后，SJ落下将道岔表示继电器接点接入11线信号网路，以证明进路上的道岔已锁在所要求的位置，此后不准7线再接通KJ励磁电路。

第四章执行组电路

执行组电路是在选择组电路完成选岔任务的基础上开通进路的，使防护该进路的信号开放，进路使用完毕后解锁进路。执行组电路的动作顺序是，先由道岔控制电路转换道岔，再由锁闭电路将进路解锁，最后由信号控制电路使信号开放。

在列车或调车车列驶过进路后，由解锁电路将进路解锁。所以执行组电路设