自动控制专业车站课程设计： 车站课设

车站信号自动控制课程设计

专业：自动控制

班级：控093

姓名：胡瑞

学号： 200908803

指导教师：岳丽丽

兰州交通大学自动化与电气工程学院

2012 年 7月 19日

目录

1 课程设计目的.............................................................................................. -

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2 课程设计的主要内容.................................................................................. - 2 -

3 设计原则及要求.......................................................................................... - 2 -

4 图纸说明...................................................................................................... - 3 -

5 总结 .............................................................................................................. -

6 -附图1 昊辰站车站信号平面布置图

附图2 昊辰站车站双线轨道电路图

1 课程设计目的

本课程设计是学生在学完车站信号自动控制课程之后进行的一次综合性和实践性训练的教学环节，是对课堂教学的巩固和提高,是培养既具有较强的理论水平，又有足够的实践能力的高等技术应用型专门人才的重要手段之一。本次设计主要是综合运用6502电气集中车站的设计理论和方法，熟悉设计中的基本运算和有关规定，同时熟练掌握运用CAD绘图的技巧，建立设计中的竖向概念，巩固和加深所学有关于铁路信号方面的知识。

2 课程设计的主要内容

本次课程设计题目分成3类，第一类为使用CAD软件绘制给出的车站信号平面布置图并编写联锁表，第二类为使用CAD软件绘制给出的车站信号平面布置图并绘制出双线轨道电路图，第三类为使用CAD软件绘制给出的车站信号平面布置图并根据给出的具体要求设计信号机点灯电路图。学生从三类中选择1个题目进行设计，在教师的指导下独立完成有一定工作量的设计任务。本人这次的课程设计选择的是第二类。其中车站信号平面布置图主要完成信号机、轨道区段的设置及命名，相应转辙设备的选择，道岔定位位置的确定以及各道岔、信号机、警冲标的坐标计算等；双线轨道电路图在信号平面布置图的基础上完成轨道电路极性的配置和送受电端的布置。根据所学知识，合理参考资料完成车站信号平面布置图和双线轨道电路图的绘制并写出设计说明书。

3 设计原则及要求

本次课程设计要求一方面要会利用已有的资料，合理参考，加快设计进程；另一方面又不能盲目地、机械地抄袭，要具体问题具体分析、有针对性地进行设计，课程设计结束时，学生绘制出图纸，写出课程设计说明书。

设计车站信号平面布置图时要遵循轨道电路区段的划分和命名原则。其次，道岔的编号要严格按着道岔编号的方法进行，即在下行咽喉从进站口开始向股道方向顺序编为单号，在上行咽喉编为双号，并以车站中心作为划分单、双数编号的分界线，位于同一坐标的道岔先编靠近信号楼的道岔。同时，要按着四显示自动闭塞的方式来布置各信号机并按着信号机的命名原则给其合理命名。在设计双线轨道电路图时，要按着站内电码化时道岔绝缘的设置原则设置道岔绝缘节，轨道电路极性配置时要满足同名端相连的原则实现极性交叉，并用封闭回路法检查站内所有股道绝缘节两侧是否做到了极性交叉，送受电端布置也要满足一定的要求。

4 图纸说明

4.1昊辰站车站信号平面布置图

车站信号平面布置图是电气集中设计的基础，在这张图中要合理地设置信号机、道岔以及警冲标，并且根据图中给出的数据正确地计算出信号机、道岔和警冲标的坐标，正确划分轨道区段和排列各种进路等。车站信号平面布置图见附图1，具体的设计说明如下。

4.1.1站场描述

本次设计的车站处于复线双方向当中，站场共有4个股道，设中间两条为正线，命名下行线为IG，上行线为IIG，其他两条侧线股道下行线为3G，上行线为4G，其轨道电路均采用机械绝缘节。为了提高作业能力，根据道岔方向以及站场的形状，每个股道均可双方向接发列车，正常接发车口有两个，两个进站口都可以允许反方向接发车，故都设有反向进站信号机，其中兰州方向和乌鲁木齐方向均为自动闭塞，当反向运行时实行站间半自动闭塞。

本站共设23架信号机，在上、下行接车进路始端各设一台高柱五显示进站信号机和反向进站信号机用作接发车使用，共4架；上、下行发车进路分别设出站信号机防护，其中正线出站设的是高柱四显示出站兼调车信号机，共2架，侧线为矮柱四显示出站兼调车信号机，共6架；调车信号机（除出站兼调车信号机）共11架。

本站设有道岔9组，其中双动道岔5组，单动道岔4组。1、3、5、7、9、11和2、4、6、8、10、12号道岔使用了辙叉号为12的50kg/m的钢轨，13、15号道岔使用了辙叉号为9的50kg/m型的钢轨。

本站总共包含了18个轨道区段，它们分别是IAG、IIAG、1-7DG、3-5DG、9G、11DG、3G、IG、IIG、4G、13DG、15DG、10DG、12DG、2-8DG、4-6DG、IBG、IIBG。

4.1.2信号机设置

(1) 列车信号机的设置

为了保证列车运行的安全，对由区间线路驶向车站内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。每个股道均可双方向接发列车，正常接发车口有两个，两个进站口都可以允许反方向接发车，故都设有反向进站信号机。本站场中在上、下行接车进路始端设高柱五灯位进站信号机S、X F、X、S F防护，上行发车进路分别设出站信号机S I、S II、S3、S4防护，下行发车

进路分别设出站信号机X I、X II、X3、X4防护，其中正线出站设的是高柱四显示出站兼调车信号机，如X I和S II，侧线为矮柱四显示出站兼调车信号机，如S3、S4和X3、X4。

(2) 调车信号机的设置

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。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，例如图中的D5、D7、D6、D8等。为了提高调车作业的效率，应设起阻挡作用的调车信号机。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，如D11。

站内各种信号机的名称是以汉语拼音字母表示的。根据信号机的命名规则，对所设计的站场中信号机的编号见附图1。

4.1.3道岔的编号

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，如附图中的2号和6号、10号和12号等道岔。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号码。站内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，如附图1中的1/3、5/7、2/4、6/8、13/15。

4.1.4轨道电路区段的划分及命名

(1) 在电气集中的车站上，凡设置信号机的地方都要用钢轨绝缘将其内外方划分成不同的轨道电路区段；在专用线处的调车信号机外方设一段不小于25m长度的轨道电路作为接近区段；股道两侧均设钢轨绝缘，以至于股道上留有车辆时不导致锁闭咽喉道岔；道岔区段轨道电路一般不应该超过三组单动道岔或者两组双动道岔。

(2) 车站内每一个轨道区段都应该有规定的命名，同一车站内不得有相同的编号。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，其余侧线股道编为3G和4G。进站信号机内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、IIBG 等。道岔区段DG前冠以道岔号，如附图中的9DG、1-7DG等。

4.1.5道岔、警冲标及信号机坐标和股道有效长度的计算

(1) 信号平面布置图中给出的道岔坐标是道岔尖端距信号楼中心的距离；

(2) 警冲标中心距相邻直线线路中心的垂距应为2m，信号机、警冲标至道岔中心的距离与相应的辙叉号、联接曲线半径和线间距有关，可通过查相关文献后计算得到。例如附图1中的9号道岔的辙叉号为12号，联接曲线半径为400m，线间距离为5.3m，查相应表可得警冲标至岔心的距离为49m，岔心到岔尖的距离为14.203m，已知9号道岔岔尖到信号楼中心距离为515m，经计算得到警冲标坐标为：515－(14.203+49)≈452m。图中的S I为设在辙叉后两线路外侧的矮型信号机，经查表可得该信号机距9号道岔岔尖57.48m，则其坐标为：515－(14.203+57.48)≈444m。

(3) 根据到发线上信号机和警冲标的坐标，可以计算出股道有效长度，即在股道全长范围内可以停留机车车辆而不影响邻线行车的一段长度，计算方法是自股道一端的信号机至另一端警冲标。由于股道设置位置不同，其起止点也不一样，所以各股道要一一计算，同一股道上的上、下行都有接发车作业，则股道有效长度应按上、下行分别计算如下行IG有效长度为X I至坐标为452的警冲标的距离，即：452+401=853m。

各信号机、道岔坐标计算好后，将其数值标明在车站信号平面布置图的上部，各股道有效长度计算出来之后，列表标明在车站信号平面布置图的下部，具体布置见附图1。

4.2昊辰站车站双线轨道电路布置图

4.2.1轨道电路的极性交叉

当绝缘节破损时，为了使受电端继电器不受邻接轨道电路的影响而误动，站内同一类型轨道电路，应做到钢轨绝缘两侧钢轨有相反的电源极性和相位的配置，即极性交叉。检查站内轨道电路极性交叉，可以利用封闭回路法。其方法是以单线条绘出站内轨道平面图，在图上要标出划分轨道区段的钢轨绝缘的位置，还要标出道岔轨道绝缘的位置。一个封闭的回路，如果回路中绝缘的个数为偶数，就能实现极性交叉，奇数就无法实现极性交叉，如附图2中由11DG、IIG、12DG和4G组成的回路中绝缘节个数为4，为偶数，能实现极性交叉。

4.2.2轨道电路送、受电端的布置

在站内采用正线电码化轨道电路时，为了节省电缆，采用受电端发码，此时应顺列车运行方向的远端设受电端，如下行IG的送受电端情况；咽喉区道岔区段轨道电路送电端，一般设在岔前部位，如9DG的送电端就设在9号道岔岔前；对于相邻的两个轨道区段，为了考虑在其分界绝缘的两侧能双送或双受，送电端也可设于岔后部位，如10DG和11DG轨道电路送电端就设在岔后部位。

4.2.3转辙机类型的选择

本站共设有道岔9组，其中双动道岔5组，单动道岔4组。1、3、5、7、9、11和2、4、6、8、10、12号道岔使用了辙叉号为12的50kg/m的钢轨，采用的转辙机为S700K 型，13、15号道岔使用了辙叉号为9的50kg/m型的钢轨，采用的转辙机为ZD6-D型。

4.2.4扼流变压器类型的选择

轨道电路送、受电端均需设置扼流变压器。一般正线上的道岔区段、无岔区段及股道采用双扼流轨道电路，在绝缘节两侧均装设扼流变压器，其余轨道电路在保证回归牵引电流畅通的条件下，应尽量减少装设扼流变压器的数量，所以在侧线股道一头采用双扼流轨道电路，其目的是切断迂回电流。附图2中，若在侧线4G处送受电端均装设扼流变压器，当扼流变压器一处断线时就会构成一条迂回电路，导致4G在有车或者断轨的情况下，其轨道继电器有可能经迂回电路而错误吸起。所以侧线采用单扼流变压器，除了4G，3G也采用单扼流变压器。

双线区段在进站信号机处的扼流变压器要与相邻线路离去区段入口端的扼流变压器通过横向连接线将其中点相连，以构成上、下行线间牵引电流通路。附图2中X进站信号机处的跨越两正线的细实线，表示了两扼流变压器的中性点相连。

5 总结

本次车站信号自动控制课程设计包括两部分内容，分别是车站信号平面布置和车站双线轨道电路布置，并利用所学的CAD知识绘制出所设计的两张图。要完成以上内容需要很好地掌握车站信号自动控制的相关知识，而且要熟练地利用CAD绘图。

在完成本次课程设计的过程中，自己遇到了很多以前不熟悉的问题，比如扼流变压器的设置和部分送、受电端相关的知识，在老师的帮助下最终解决了自己的难题，完成了本次设计任务。通过这次课程设计，自己对车站信号自动控制的知识有了更全面更深入的理解和认识，对这门课程有了更多的兴趣，同时对CAD也得到了熟练的使用，运用CAD可以很好地绘制出所需图形，相信在以后的学习生活中，我会充分利用已经学到的知识和熟悉掌握的相关技巧，努力提升自己的专业水平，使自己的能力能够更好地提高。