轨道交通信号控制基础
轨道交通信号与控制专业认识
轨道交通信号与控制专业认识一、专业简介轨道交通信号与控制是以信号与控制理论为基础，应用于轨道交通系统中的专业领域。
它涵盖了信号灯、道岔、制动系统、列车控制及通信系统等内容。
轨道交通信号与控制专业是围绕着保证轨道交通系统安全、高效运行的核心目标展开的。
二、专业学科1. 信号与控制原理信号与控制原理是轨道交通信号与控制专业的基础学科。
它主要讲述了信号与控制的基本概念、基本原理以及相关数学模型和算法等内容。
学习这门学科可以培养学生的逻辑思维和问题解决能力。
2. 轨道交通信号技术轨道交通信号技术是轨道交通信号与控制专业的核心学科。
它包括了信号灯、道岔、列车控制系统等内容。
学生需要掌握信号灯的工作原理、道岔的控制方式以及列车控制系统的设计与调试等技能。
3. 通信与信息处理技术通信与信息处理技术是轨道交通信号与控制专业中的重要学科。
它主要涵盖了通信原理、网络技术、信息处理等内容。
学生需要学习通信原理，了解通信网络的组成和运行原理，并且能够进行信息处理和数据分析。
4. 电力系统与电气设备电力系统与电气设备是轨道交通信号与控制专业中的关键学科。
它包括了电力供应系统、 traction power system等内容。
学生需要学习电气设备的原理、电力系统的设计与维护，并且具备处理与电力相关问题的能力。
三、就业方向1. 城市轨道交通公司轨道交通公司是毋庸置疑的首选就业方向，毕业生可以从事信号与控制系统的设计、调试和运维等工作。
在城市轨道交通公司中，毕业生可以发挥自己的专业技能，为城市交通运行贡献力量。
2. 设计与研究院所毕业生可以选择进入设计与研究院所从事轨道交通信号与控制系统的设计和研究工作。
在这里，毕业生可以深入研究轨道交通系统的性能优化、智能化控制等领域，推动轨道交通技术的发展。
3. 政府交通管理部门政府交通管理部门也是一个就业方向。
毕业生可以从事交通规划与管理工作，参与城市轨道交通规划、交通安全监测和数据分析等工作。
城市轨道交通信号设备基础信号机
城市轨道交通信号设备基础信号机1．地面信号机的设置（1）地面信号机的设置原则①设于列车运行方向右侧城市轨道交通采用右侧行车制，其地面信号机设于列车运行方向的右侧，在地下部分一般安装在隧道壁上。
特殊情况（如因设备限界、其他建筑物或线路条件等影响）可设于列车运行方向的左侧或其他位置。
②信号机柱的选择高柱信号机具有显示距离远，观察位置明确等优点，因此车辆段的进段、出段信号机（以及停车场的进场、出场信号机）均采用高柱信号机。
而其他信号机由于对显示距离要求不远，以及隧道内安装空间有限，一般采用矮型信号机。
③信号机限界信号机不得侵人设备限界。
设备限界是用以限制设备安装的控制线。
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：车体肩部横向向外扩大100mm，边梁下端横向向外扩大30mm，接触轨横向向外扩大185mm，车体竖向加高60mm，受电弓竖向加高50mm，车下悬挂物下降50mm。
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和竖向偏移量，以及车辆、轨道参数等因素计算确定。
（2）信号机的设置城市轨道交通的信号机设置不同于铁路，规定在ATC控制区域的线路上道岔区设防护信号机或道岔状态表示器，其他类型的信号机可根据需要设置。
①正线上的信号机设置正线上的道岔区设防护信号机或道岔状态表示器（国内尚未采用）。
防护信号机设于道岔岔前和岔后的适当地点，具有出站性质以外的防护信号机应设引导信号。
具有两个以上运行方向的信号机可设进路表示器。
车站一般不设进、出站信号机，在正向出站方向的站台侧列车停车位置前方适当地点设置发车指示器。
也可以根据需要设进站、出站信号机以及进站信号机的预告信号机，或者只设出站信号机。
线路尽头设阻挡信号机。
车站应设发车指示器或发车计时装置。
②车辆段（停车场）的信号机设置在车辆段（停车场）人口处设进段（进场）信号机，在车辆段（停车场）出口处设出段（出场）信号机。
城市轨道交通信号与通信系统基础知识
城市轨道交通信号与通信系统基础知识填空题城市轨道交通信号系统通常包括两大部分，分别为联锁装置和列车自动运行控制系统。
列车自动运行控制系统ATC包括ATO（列车自动驾驶）、ATP（列车自动超速防护）、ATS（列车自动监控系统）。
信号机是由机柱、机构、托架、梯子、基础组成。
（此一般指高柱信号机，若矮型信号机则无梯子。
）机构是由透镜组（聚焦的作用）、灯座（安放灯泡）、灯泡（光源）、机箱（安装诸零件）、遮檐（避免其它光线射入）、背板（增大色灯信号与周围背景的亮度）等组成。
透镜式信号机是指用信号的颜色和数目来组成的设备，并且采用光学材料的透镜组。
通过色灯的显示，提供列车运营的条件，拥有一系列显示的设备称为信号机。
信号机按高矮可分为高柱信号机与矮型信号机。
信号机按作用的不同可分为：防护信号机、阻挡信号机、出段信号机、入段信号机、调车信号机。
道岔区段设置的信号机称为防护信号机。
10、控制列车的进入与速度的设备称为信号。
传送各种信息（图像、信息等）称为通信。
11、继电器是由电磁系统和接点系统组成。
电磁系统是由线圈和铁芯组成，即输入系统。
接点系统是由前接点和后接点组成，即输出系统。
12、转辙机的功能有：转换道岔、锁闭道岔、给出表示。
13、转辙机按用电性质，可分为直流电动转辙机和三相交流电动转辙机。
14、转辙机按道岔锁闭位置，可分为内锁闭和外锁闭。
15、转辙机按动力，可分为电动和液压。
16、50Hz微电子相敏轨道电路应用于车辆段内，其作用是接受来自轨道上列车占用的情况。
17、音频数字编码无绝缘轨道电路应用于正线上和试车线上，其作用是接受和发送各种信息。
18、轨道电路的作用是用来监督线路上是否有列车占用和向列车发送各种信息。
19、利用钢轨作回路所构成的电路称为轨道电路。
20、联锁是指信号、道岔、进路之间相互制约的关系。
21、无道岔站称为无联锁站，有岔站称为有联锁站。
此指正线上。
22、完成联锁功能的设备称为联锁设备。
23、联锁信息的采集：道岔的位置、区段的情况、信号机的开放状态。
城市轨道交通信号基础——第一章幻灯片PPT
车站联锁子系统
区间闭塞子系统
调度集中子系统
第一章 城市轨道交通信号系统作用与组成
二、城市轨道交通信号系统的特点
1.车载信号为主体、地面信号为辅助
〔1〕城市轨道交通 以车载信号为主体，列车根据地面传送的速度或距 离信号，自动控制列车的运行。当列车超速，便自 动进展超速保护。
一、信号系统的作用
1.城轨信号系统与其他专业关系
〔1〕线路和沿线的各种车站 线路：列车运行的根底 沿线的各种车站：办理旅客运输的生产基地
〔2〕车辆：轨道交通牵引和载客工具 列车平安：乘客的生命平安 列车行进速度：乘客到达目的地的快捷和准点 列车车辆硬件：乘客出行的舒适度
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第一章 城市轨道交通信号系统作用与组成
一、信号系统的作用
1.城轨信号系统与其他专业关系
城市轨道交通设备，是完成旅客输 送任务的物质根底。它有多种先进的、 可靠性高的专业技术设备组成。
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第一章 城市轨道交通信号系统作用与组成
线路和沿线各种 车站
车辆
基础 动力
变配电系统
通信、信号 系统
工具 综合
运营管理
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第一章 城市轨道交通信号系统作用与组成
第一章 城市轨道交通信号系统作用与组成
城市轨道交通信号根底— —第一章幻灯片PPT
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第一章 城市轨道交通信号系统作用与组成
二、城市轨道交通信号系统的特点
轨道交通信号基础第四章
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第一节 传统的闭塞技术
• ⑥电话记录号码使用规定: 电话记录号由五位数字组成, 前两位为车 辆段(停车场)及车站编号, 后三位为序列号。一般上行/ 出车辆段(入停 车场) 使用双数序列号, 下行/入车辆段(出停车场) 使用单数序列号。 电话记录号码每站一组, 由车站编制。
• (4) 路票 • 路票的构成要素包括电话记录号码、车次、列车运行方向、车站行车
• 2. 分级制动模式 • 分级制动是以一个闭塞分区为单位, 根据列车运行的速度分级, 对列车
运行进行速度控制。
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第二节 列控系统中的闭塞技术
• 分级制动的列车追踪间隔主要与闭塞分区的划分、列车性能和速度有 关, 而闭塞分区的长度是以列车性能为依据并结合线路参数来确定的 。分级制动模式又分为阶梯型和曲线型两种。
。 • ②使用电话闭塞法行车时, 行车调度员发布电话闭塞法组织行车的调
度命令后, 闭塞区间内列车采用非限制人工驾驶模式(NRM) 驾驶, 司 机要加强瞭望, 遇弯道时, 司机需控制行车速度, 遇突发事件时能够随 时停车。
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第一节 传统的闭塞技术
• ③执行电话闭塞法区段, 进路上的道岔必须锁定, 优先使用ATS 站级 工作站锁定, 当ATS 站级工作站电子锁定无法使用时, 由车站人员现 场确认进路正确后使用钩锁器锁定。
城市轨道交通信号基础课件——第二章之继电器
线圈断电→吸引力下降→ ⑵ 线圈断电→吸引力下降→衔铁依靠重力 落下→继电器失磁（ 落下→继电器失磁（落下 ）
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第二章 信号系统基础设备
二、继电器的分类
1、按动作原理分
电磁继电器 通过线圈产生磁场， 通过线圈产生磁场， 信号设备中常用
感应继电器 通过线圈产生的交变磁场与翼板中 的另一交变磁场所感应的电流相互 作用，翼板转动。 作用，翼板转动。如，相敏轨道电 路所使用的交流二元继电器
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第二章 信号系统基础设备
二、继电器的分类
2、按动作电流分
直流继电器 直流电源供电， 直流电源供电， 电源供电 信号继电器常用
交流继电器 交流电源供电， 交流电源供电，如，信号机点灯 电路中用于监督信号机是否灭灯 的灯丝继电器， 的灯丝继电器，用于信号机灯泡 主、副灯丝转换的灯丝转换继电 器等
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第二章 信号系统基础设备
二、继电器的分类
3、按动作快慢分
正常动作继电器 衔铁动作时间0.1衔铁动作时间0.10.1 0.3秒 0.3秒,大部分信号 继电器属于此范围
缓动继电器
包括缓吸和缓放两种, 包括缓吸和缓放两种,衔 铁动作时间超过0.3 0.3秒 铁动作时间超过0.3秒
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第二章 信号系统基础设备
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托片：减振
第二章 信号系统基础设备
1、直流无极继电器
(2)工作原理 (2)工作原理 当线圈通以 直流电后，产生磁通 磁通， 铁心、 直流电后，产生磁通，经铁心、 轭铁、衔铁和气隙 形成闭合 和气隙， 轭铁、衔铁和气隙，形成闭合 磁路，使铁心对衔铁产生吸引 磁路，使铁心对衔铁产生吸引 力。当此吸引力增大到足以克 服重锤片和拉杆等重力时， 服重锤片和拉杆等重力时，就 能将衔铁吸向铁心， 能将衔铁吸向铁心，于是衔铁 带动拉杆推动动触点向上动作， 带动拉杆推动动触点向上动作， 使动触点与前触点闭合， 使动触点与前触点闭合，此时 称继电器处于励磁状态 励磁状态( 称继电器处于励磁状态(又称为 吸起状态 状态) 吸起状态)。
城市轨道交通信号(信号机及相敏轨道电路)
信号机设置原则
5.停车场的出入库线设置出、入库地面信号机，指挥 列车的出入库； 6.停车场内，根据调车作业的需要，设置各种用途的 调车信号机； 7.在ATC系统没有同步开通的特定情况下，有些城市轨 道交通根据列车运行间隔，设置出站信号机，甚至 于还有设置区间通过信号机。这些信号机当 ATC系统 开通以后，就失去作用，只作为后备系统使用。
信号的性质分类 4．防护信号机：对道岔及进路进行防护而设置的信 号机。对通过道岔的列车显示信号。 5．复示信号机：它是复示前方信号机的允许显示状 态。 6．阻挡信号机：一般设于尽头线，指示列车的停车 位置。 7．引导信号机：当主体信号机因故障而不能开放信 号时，通过人工办理而显示一个红色＋白色闪光灯 光，准许列车以不超过20km/h的速度越过该信号 机进站，
车辆段信号设置方法
车辆段（停车场）信号机设置：在车辆段（停车场）入口处设进段 （进场）信号机，在车辆段（停车场）出口处设出段（出场）信 号机。在同时能存放两列及以上列车的停车线中间进段方向设列 车阻断信号机（可兼作调车信号机），其内其他地点根据需要设 调车信号机。信号的性质分类 1、入库信号机：设在车场的入口处，用于指示列车能否由正线进 入车库。 2．出库信号机：设在列车由车场向正线车站发车地点的前方，指 示列车能否向正线发车。 3．调车信号机：设在联锁车站内有调车作业的地方，指示调车机 车车辆能否越过该信号机进行调车。
城市轨道交通信号基础
信号机及相敏轨道电路
信号系统概论
信号的作用：
（1）确保列车运行的安全，防止追尾和冲突； （2）提高运行效率（在保证安全的前提下，缩短行 车间隔）； （3）实现列车运行的自动化 列车速度自动控制，按时刻表自动运行，保证 安全间隔，实现列车运行的自动调整，保证列车安 全、准点运行，保证程序定位停车的精度；列车必 须根据信号的命令运行；没有信号指示，列车的运 行安全完全由调度员、值班员、司机来保证（负全 责）。
轨道交通信号控制方案
轨道交通信号控制方案随着城市化水平的不断提高，轨道交通成为越来越多城市中不可或缺的交通工具。
为了确保轨道交通的安全与高效运营，信号控制方案至关重要。
本文将从轨道交通信号控制的背景、原理、技术和发展趋势等方面进行探讨，并提出一种基于先进技术的新型信号控制方案。
一、背景随着城市交通拥堵问题的日益突出，轨道交通成为改善城市交通状况的重要手段之一。
然而，轨道交通运营中存在着车辆密度大、运行速度快、车次频繁等特点，因此信号控制的准确性和高效性对于保证运行安全和提高运行效率至关重要。
二、原理轨道交通信号控制的基本原理是通过信号灯和信号机等设备向驾驶员传递运行指令，调度运行车辆的行驶状态。
凭借电子技术的发展，信号控制的精确性和反应速度得到了极大提高，使得轨道交通系统的运行更加稳定和安全。
三、技术1. 自动信号控制技术自动信号控制技术是当前较为常用和成熟的轨道交通信号控制技术之一。
该技术通过传感器和监控设备等实时收集系统中车辆的运行状态和交通流量等信息，计算并控制信号灯的显示，从而实现对车辆的精确控制。
2. 通信技术通信技术在轨道交通信号控制中起到了至关重要的作用。
通过建立可靠的通信网络，运行指令和车辆信息可以在各个节点之间及时传递，确保了信号控制的准确性和实时性。
3. 高精度定位技术高精度定位技术是现代轨道交通信号控制中的重要组成部分。
凭借GPS、惯性导航等技术的应用，可以实时获取车辆的位置和速度等信息，为信号控制提供准确的基础数据，同时也为后续的列车调度和车辆管理提供了强有力的支持。
四、发展趋势未来轨道交通信号控制将朝着更加智能化、自主化和安全性提升的方向发展。
其中，以下几个方面是发展的主要趋势：1. 人工智能技术的应用借助人工智能技术，可以对信号控制系统进行智能化学习和优化，提高信号控制的准确性和响应速度。
同时，通过人工智能技术还可以对信号控制系统进行故障诊断和预测，及时发现和解决潜在问题，保证系统的安全性。
城市轨道交通通信与信号系统课件信号基础设备
城市轨道交通通信与信号系统课件信号基础设备
的讲解轨道电路的结构和作用，以及在城市轨道交通中的应用。
轨道电路是城市轨道交通通信和信号系统中的基础设备，它起到重要
的作用，可以实现轨道交通信号控制，但是轨道电路的构造复杂，所以要
对其结构和作用有充分的了解。
一、轨道电路的结构
轨道电路是一种特殊的复合电路，它由电路和机械传感元件组成，信
号传送是通过电信号和机械信号来实现的，所以它有独特的结构。
轨道电路的结构主要分为：
1.供电路系统：主要使用蓄电池及变压器等设备进行输入/输出电源，将电源输入系统进行控制；
2.控制系统：包括控制继电器和电子继电器等，通过继电器实现信号
传送；
3.特殊元件：主要包括舵轮、阀门、搅拌器、滑轮等，这些元件起到
信号控制的作用；
4.绝缘路由：由电缆、绝缘胶簧、橡皮垫等组成，确保设备的绝缘距离，从而保护轨道电路；
5.机械部件：主要由牵引、制动器、调节器等组成，负责拉动机械传
感器，实现信号的传递。
二、轨道电路的作用
轨道电路的电气部分负责信号传输，机械部分负责反馈传感，共同实现轨道交通信号控制的功能。
城市轨道交通信号基础设备课件
02
信号基础设备
轨道电路
定义与功能
轨道电路是城市轨道交通讯号系统中的重要组成部分，用于检测列车在轨道上的位置以及 列车的占用情况。通过轨道电路，信号系统能够实时获取列车位置信息，确保列车间的安 全距离。
工作原理
轨道电路利用轨道作为传输线，通过发送和接收信号来判断轨道是否被占用。当列车进入 轨道电路区域时，列车车轮会短路轨道电路，从而改变接收端的信号状态，进而判断轨道 的占用情况。
设备组成
ATP系统包括车载ATP设备和轨旁 ATP设备，两者之间通过无线通讯 进行数据传输。
列车自动驾驶系统（ATO）
功能
ATO系统负责实现列车的自动驾驶功能，包括列车的启动、加速 、制动、停车等。
工作原理
ATO系统接收ATS系统发送的运行计划和控制指令，根据ATP系统 提供的安全防护，自动控制列车的运行。
• 通讯信号一体化技术能够提升城市轨道交通系统的 运营效率，通过实时数据传输和精准的信号控制， 降低列车间的间隔，提高列车运行速度和密度。
• 采用通讯信号一体化技术，可以实现对列车位置和 状态的实时监测，从而增强系统安全性，减少事故 产生的概率。
基于通讯的列车控制系统（CBTC）
高精度定位
• CBTC系统能够实现实时数据传输，将列车的位置、速 度和信号状态等信息实时传输给控制中心，实现对列 车的精确监控和调度。
• 自动驾驶技术在城市轨道交通中的应用将实现无人驾 驶列车，列车能够在自动控制系统的调度下完成运行 、停车和开关门等操作。
提升运营效率与安全性
• 自动驾驶技术能够提升城市轨道交通的运营效率和安 全性，通过精确的感知和决策系统，减少人为因素对 列车运行的影响，降低事故风险。
发展前景广阔
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轨道交通信号控制基础
一、轨道交通信号的作用
（1）保证行车安全
（2）轨道交通信号设备具有投资少、见效快、效益高、贡献大的显著特点
（3）信号在轨道交通现代化中具有重要作用
二、信号基础设备
1、信号继电器
继电器是自动控制系统中常用的电器，它用于接通和断开电路，用以发布控制命令和反映设备状态，以构成自动控制和远程控制电路。
各个领域的自动控制无一不采用继电器。
铁路信号技术中广泛采用的继电器，称为信号继电器，是铁路信号中的重要部件。
它无论做完继电式信号系统的核心部件，还是作为电子式或计算机式信号系统的接口部件，都发挥着重要的作用。
继电器的动作的可靠性直接影响到信号系统的可靠性和安全性。
2、色灯信号机
色灯信号机一般分为透镜式（多灯式）和探照式（单灯式）两种。
现多采用透镜式色灯信号机。
它们都由色灯信号机构和机柱组成，有高柱与矮型两种类型。
3、动力转辙机
道岔、轨道电路、信号机是信号统称的三大件。
使列车由一组轨道转到另一组轨道上去的装置。
每一组道岔由动力转辙机、岔心、两根护轨和岔枕组成，由长柄以杠杆原理拨动两根活动轨道，使车辆轮缘依开通方向驶入预定进路。
动力转辙机是道岔控制系统中的执行机构。
4、轨道电路
轨道电路以一段铁路线路的钢轨为导体构成的电路，用于自动、连续检测这段线路是否被机车车辆占用，也用于控制信号装置或转辙装置，以保证行车安全的设备。
5、计轴系统
计轴系统利用安装在钢轨的闭环传感器监督列车车轮对经过数,是一种能检测通过车轮的铁路信号设备，它能够取代许多的普通轨道电路。
三、故障-安全技术
系统在发生故障的情况下，能够维持安全状态或向安全状态转移的技术就是故障-安全技术。
轨道交通对安全要求很高，信号设备具有实现故障-安全原则的能力。
四、计算机联锁系统
为了保证行车安全，通过技术方法，使进路、进路道岔和信号机之间按一定程序、一定条件建立起的既相互联系，而又制约关系，这种制约关系即联锁。
计算机联锁系统负责处理进路内的道岔、信号机、轨道电路之间安全联锁关系，接受A TS 或者操作员的控制指令，向A TP、A TS输出联锁信息。
为了确保行车安全，在地下铁道的有岔站、车辆段和大铁沿线各个车站，必须设置联锁设备。
计算机联锁是地铁信号系统的安全核心，对提高地铁运营效率、自动化程度、管理水平以及减少行车指挥调度人员的工作强度具有最直接的影响。
五、闭塞
所谓闭塞，就是保证区间或闭塞分区在同一时间内只能运行一个列车，而保证一个区间或闭塞分区在同一时间内只能运行一个列车的设备称为闭塞设备。
闭塞是铁路上防止列车对撞或追撞（追尾）的方式，是铁路上保障安全的一个较主要的方法。
铁路的闭塞方式可分为人工闭塞、半自动闭塞、自动闭塞和移动自动闭塞。
自动闭塞：通过列车运行及闭塞分区的情况，通过色灯信号机可以自动变换显示，列车凭信号机的显示行车，这种闭塞方法完全是自动控制进行的，不需要人工操纵，故叫自动闭塞。
自动闭塞是由运行中的列车自动完成闭塞任务的一种设备。
车辆进入或离开区间将自动连锁控制色灯信号机的状态。
应用
在道路交通中，过快的车速是引发交通事故的重要原因，所以控制车速可以减少事故。
该系统有以下部分组成：
①车载部件
②路况检测部分
③通信部分
④数据处理中心
车载部分包含：
GPS模块，可以对车辆进行定位
通信模块，采用无线通信技术，可以实时传输数据，车与车之间通信，车与路边通信。
车速控制装置，可以根据数据处理中心传输的数据提醒驾驶者当前可以行使车速，可以通过控制油量强制限制车速
路况检测部分可以利用现在已有的检测器，如线圈检测器，微波检测器，视频检测器等，采集路况信息。
通信部分通过有线或无线的方式把路况信息传输给数据处理中心，把数据处理结果传输到车辆。
数据处理中心负责处理路况信息，计算出当前路段适宜车速
实现的功能
在车辆密集时提醒驾驶者减小车速，在车辆稀疏时提醒驾驶者驾驶者可以适当增加车速，前方出现事故时可以强制降低车速,从而实现减少事故的目的。
可以扩展的功能
车辆事故快速报告，事故车辆或其周围车辆通过车载部分通报事故
车辆可以接受路网拥堵情况图
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周云涛。