城市軌道交通通信與信號 項目三 信號基礎設備信號機

1、2024/3/29,1,項目三 信號基礎設備—信號燈,[知識要點] 1．掌握各種信號機的作用和顯示。 2．掌握正線信號機、車輛段信號機的設置要求。 3．掌握防護信號機、調車信號機、阻擋信號機、出站信號機、通過信號機的顯示意義。[理論內容] 信號是保證行車安全的設備，是指示列車及調車作業(yè)的命令，行車有關人員必須熟知信號的顯示方式，按照信號顯示要求進行行車及調車作業(yè)。,2024/3/29,2,一、城市軌道

2、交通信號概述,1．信號分類,(1)視覺信號和聽覺信號 視覺信號是以信號燈的顏色、顯示數目及燈光狀態(tài)等表達的信號，如地面信號機、手信號旗、信號牌等。聽覺信號是以聲音的強度、長短等方式來表示信號意義，如機車鳴笛等。例如某地鐵公司的《行車組織規(guī)則》中關于列車鳴笛規(guī)定：,我國鐵路視覺信號的基本顏色是紅、黃、綠,聽覺信號如：號角、響墩、機車鳴笛等,2024/3/29,3,1)鳴笛的作用是發(fā)出警告或要求協(xié)助，長聲為三秒，短聲為一秒，音響間隔為一

3、秒。重復鳴示時，須問隔五秒以上； 2)為避免對站內乘客及鐵路沿途的居民造成滋擾，列車在正線上運行時只可在必要時鳴笛； 3)表3一l中的情況下必須按指定方式鳴笛：,表3-1 列車鳴笛鳴示方式表,2024/3/29,4,(2)固定信號和移動信號 固定信號是固定設置在規(guī)定位置的信號裝置，如地面信號機等。移動信號是根據需要臨時設置的信號裝置，如實施臨時限速時設置的限速告示牌和限速終止標牌等。,固定信號機,減速信號為：白天柱上

4、一個黃色圓牌；夜間柱上一個黃色燈光。,2024/3/29,5,(3)地面信號和車載信號 地面信號是設置在線路附近供駕駛員辨識的信號。車載信號是將地面信號通過傳輸設備或其他方式傳輸引入列車的信號。車載信號設備安裝在列車的兩端。,2024/3/29,6,城市軌道交通地面采用的色燈信號機在結構上與鐵路信號機基本相同，但在設置要求和顯示意義方面與鐵路有一定區(qū)別，對于信號機的顯示距離也有自己的規(guī)定，除了車輛段和有道岔的正線車站外，其他地方一

5、般不設置地面信號機。 城市軌道交通的自動化程度比較高，一般采用“地面信號顯示與車載信號系統(tǒng)相結合、以車載信號系統(tǒng)為主”的運用方式，列車的運行速度不取決于地面信號機的顯示，地面信號只起輔助作用。,基于固定閉塞階梯式速度控制方式示意圖,基于準移動閉塞連續(xù)曲線速度控制方式示意圖,基于移動閉塞連續(xù)曲線速度控制方式示意圖,2024/3/29,7,(1)基本顏色 紅色：停車信號，禁止越過該信號機(信號熄滅或顯示不明時，也應視為停車信號)

6、。 綠色：允許信號，信號處于正常開放狀態(tài)，可按規(guī)定速度通過該信號機。 黃色：允許信號，信號處于有限開放狀態(tài)，要求列車注意或減速運行。,2．顏色及其表示意義,2024/3/29,8,(2)輔助顏色 月白色：用于指示調車作業(yè)時，表示允許越過該信號機調車；用于指示正線列車作業(yè)時，同時顯示一個紅燈信號，構成引導信號，表示準許列車越過顯示紅燈的信號機，并隨時準備停車。 藍色：用于調車信號機，表示禁止越過該信號機調車。

7、 需要說明的是：我國城市軌道交通的信號系統(tǒng)沒有對地面信號的顯示方式和顯示意義進行統(tǒng)一規(guī)定，因此信號顯示存在一定差異，例如有的城市軌道交通公司采用一個紅色燈光和一個黃色的燈光構成引導信號。,2024/3/29,9,二、地面信號機,1．設置原則 (1)設置于列車運行方向右側 城市軌道交通采用右側行車制，不論在正線還是車輛段，地面信號機應設置于列車運行方向的右側，地面信號機地下部分一般安裝在隧道壁上。特殊情況下，可以設置在列車

8、運行方向左側或其他位置。,2024/3/29,10,(2)信號機限界 設備限界是用以限制設備安裝的輪廓線，信號機不得侵入設備限界。 車輛輪廓線是限制列車橫斷面最大容許尺寸的輪廓，將其擴大一定尺寸后，構成車輛限界。直線地段的設備限界是在直線地段車輛限界外擴大一定安全間隙后形成的。曲線地段設備限界應在直線地段設備限界的基礎上，按平面曲線不同半徑過超高或欠超高引起的橫向或豎向偏移量，以及車輛、軌道參數等因素計算確定。在城市軌道交通

9、公司的《行車組織規(guī)則》中對各限界的數據有具體說明。,2024/3/29,11,2．正線信號機及表示器 城市軌道交通有的車站設有道岔，有的車站僅有兩條正線，因此應根據各站設備具體情況設置信號機。在正線常用的信號機包括以下幾種。 (1)防護信號機 在正線道岔岔前和岔后適當地點設置防護信號機，如附錄C中的A站、E站、F站等所示。,2024/3/29,12,防護信號機采用三顯示機構，自上而下為黃(或月白)、綠、紅，具體顯示意

10、義為： 紅色——禁止越過該信號機； 綠色——道岔開通直向位置，允許列車按照規(guī)定速度越過該信號機進入區(qū)間； 黃色——道岔開通側向位置，允許列車按照規(guī)定速度(一般限速不超過30km／h)越過該信號機，運行至折返點； 黃色+紅色——引導信號，允許列車以不超過25km／h的速度越過該信號機，有條件進人區(qū)間。,2024/3/29,13,正線上防護信號機用“X”、“F”等命名，以數字序號作為下標，下行咽喉編為單號，上

11、行咽喉編為雙號，從站外向站內順序編號。,2024/3/29,14,(2)阻擋信號機 在線路盡頭處設置阻擋信號機，表示列車停車位置。阻擋信號機采用單顯示機構，只有一個紅燈。當阻擋信號機顯示紅燈時，列車應在距信號機至少10m的安全距離前停下。 當車站設置有阻擋信號機時，與防護信號機共同順序編號，如附錄C中的A站的X9、X11，H站的X18、X20。,,,2024/3/29,15,(3)通過信號機 采用ATC系統(tǒng)的城市軌道交通

12、，自動閉塞通過信號機已經失去主體信號的作用，一般在區(qū)間不設置通過信號機。為便于駕駛員在ATP設備發(fā)生故障時控制列車運行，可以根據需要設置通過信號機。 通過信號機采用三顯示機構，自上而下燈位為黃、綠、紅。,2024/3/29,16,(4)進、出站信號機車 站可根據需要設置進、出站信號機，或僅設置出站信號機。 進站信號機設置在車站入口外方適當距離，用于防護車站內作業(yè)安全。進站信號機顯示一個紅色燈光表示不準列車越過信號機進

13、入站內，顯示一個綠色燈光表示允許列車按規(guī)定速度越過信號機進入站內。 出站信號機設置在車站出口，即列車由車站向區(qū)間發(fā)車處前方，指示列車能否由車站進入區(qū)間。出站信號機顯示一個紅燈表示不準列車出站，顯示一個綠燈表示允許列車出發(fā)進入區(qū)間。,2024/3/29,17,(5)發(fā)車表示器(倒計時發(fā)車牌) 車站可在正向出站方向站臺一側，列車停車位置前方適當地點設置發(fā)車表示器，向駕駛員表示能否關閉車門及發(fā)車的時間。發(fā)車表示器平時不亮燈，列車

14、?？亢鬅o顯示表示不能關閉車門、發(fā)車；距發(fā)車還有5s時白色閃光，提醒駕駛員關閉車門；顯示白色穩(wěn)定燈光表示可以發(fā)車。,2024/3/29,18,3．車輛段(車廠)信號機,車輛段(車廠)入口轉換軌外方設置進段(廠)信號機，如附錄B中的SJl、SJ2。進段(廠)信號機顯示及燈光配列可與防護信號機相同，也可采用雙機構。,,2024/3/29,19,圖3一l 進、出段(廠)信號機,圖3-1是某地鐵公司車輛段與正線連接部分，圖中XJl、XJ2為進段

15、(廠)信號機，XJl顯示紅燈表示禁止列車進入車輛段(車廠)；顯示一個黃色燈光表示允許進入車輛段(車廠)，道岔1開通直向位置；顯示兩個黃色燈光表示允許進入車輛段(車廠)，道岔1開通側向位置：顯示一個紅色燈光和一個白色燈光表示引導信號。,信號繼電器,2024/3/29,20,車輛段(車廠)出口處設置出段(廠)信號機，如圖3-1中SCl、SC2，其顯示及燈光配列可與防護信號機相同。,圖3一l 進、出段(廠)信號機,,2024/3/29,21

16、,車輛段(車廠)內其他地點可根據需要設置調車信號機，如附錄B所示，顯示藍色燈光表示禁止越過該信號機調車，顯示白色燈光表示允許越過該信號機調車。 在進段／廠信號機內方的轉換軌靠近車輛段／車廠的一端，設置紅、白兩顯示列車阻擋信號機，如附錄B中的D7、D11；車輛段／車廠內可根據需要另設紅、白兩顯示調車信號機，紅燈與白燈顯示意義如下：,,,紅燈——禁止列車越過該信號機；白燈——允許調車，列車以不超出25km／h的速度越過該信號機。,

17、2024/3/29,22,地面設置的信號機平時應處于亮燈狀態(tài)，其經常保持的顯示狀態(tài)稱為信號機的定位顯示，除自動閉塞通過信號機外，其他信號機一律以顯示禁止燈光(紅燈或藍燈)為定位顯示。 信號開放后，當列車第一輪對越過信號機所對應的絕緣后，該信號機應及時自動關閉。根據調車作業(yè)實際情況，結合鐵路信號設備的設計要求，調車信號機開放后需列車全部越過信號機后才自動關閉,2024/3/29,23,三、圖形符號,城市軌道交通信號平面圖中常用顏色

18、及信號機的圖形符號見表3-2所示。,表3-2 信號常用圖形符號,休息、休息,2024/3/29,24,[項目實施] 任務一 認識正線信號設備 1．目標 1)掌握城市軌道交通正線有關信號機設置原則。 2)掌握城市軌道交通正線有關信號機顯示方式及顯示意義。 3)掌握發(fā)車表示器的設置位置及顯示意義。 2．資料 1)城市軌道交通正線信號平面圖。 2)正線車站設備圖片。 3)錄像資料：列車進站、列車發(fā)車

19、、列車折返、列車越站等。,2024/3/29,25,3．實施步驟 (1)信號機布置提供未設置信號機的正線線路圖，由學生分組設計正線有關信號機的布置。設計完畢，與實際正線信號平面圖相對照，討論解決設計中存在的問題。 在完成信號機布置的基礎上，分析城市軌道交通正線車站線路布置及列車作業(yè)的特點。 (2)認識設備提供正線車站防護信號機、阻擋信號機等設備實物圖片，包括信號的不同顯示，學生能夠講解圖中設備的有關知識。

20、 (3)信號顯示與列車運行根據城市軌道交通列車運行及折返作業(yè)的相關錄像，能夠指出有關作業(yè)過程中相關信號顯示意義及信號顯示與有關道岔位置的關系。,2024/3/29,26,任務二 認識車輛段信號設備 1．目標 1)掌握城市軌道交通車輛段(車廠)內有關信號機設置及作用。 2)掌握城市軌道交通車輛段(車廠)內有關信號機顯示方式及顯示意義。 2．資料 1)城市軌道交通車輛段(車廠)信號平面圖。

21、 2)車輛段(車廠)設備圖片：停車線、洗車庫、咽喉區(qū)等。 3)錄像資料：列車進段(廠)、列車出段(廠)等。 3．實施步驟 (1)信號機布置及作用根據所提供的車輛段(車廠)信號平面圖，明確各線路的作用及信號機設置原則，區(qū)分車輛段(車廠)內調車信號機和列車阻擋信號機的不同作用。,2024/3/29,27,(2)認識設備提供車輛段(車廠)內不同性質、不同類型信號機的設備實物圖片，根據信號機外觀、設置位置等識別各信號機，

22、并能夠講解圖中設備的有關知識。 (3)信號顯示與列車運行根據列車及其他車輛進出車輛段(車廠)以及在車輛段(車廠)內作業(yè)的錄像，能夠說明有關作業(yè)過程中相關信號顯示意義。任務三 學習信號機故障時的行車辦法 1．目標 1)熟練掌握有關規(guī)章要求。 2)正確執(zhí)行有關規(guī)章。 2．資料 提供《行車組織規(guī)則》中關于信號機故障行車辦法的有關規(guī)定。例如某地鐵公司關于信號機及發(fā)車表示器故障時規(guī)定。,202

23、4/3/29,28,(1)倒計時發(fā)車牌故障的處理 1)駕駛員或車站督導員在發(fā)現(xiàn)倒計時發(fā)車牌故障時，應及時通知行車調度員； 2)駕駛員憑行車調度員授權發(fā)車。 (2)信號機故障的處理 1)駕駛員或車站督導員在發(fā)現(xiàn)信號機故障時，應及時通知行車調度員； 2)行車調度員授權列車駕駛員或車站督導員停止使用該故障設備，視為無效信號； 3)中央控制時，行車調度員確認故障信號機防護的道岔位置正確且在鎖閉狀態(tài)

24、；車站控制時，由行車值班員確認故障信號機防護的道岔位置正確且在鎖閉狀態(tài)，并向行車調度員匯報； 4)駕駛員憑行車調度員的調度命令發(fā)車。,2024/3/29,29,3．實施步驟 1)正確識別信號機或發(fā)車表示器故障。 2)熟悉不同崗位在設備故障時的處理方法。任務四 了解信號機基本結構及控制電路 1．目標 1)了解不同信號機的特點。 2)了解不同信號機內部結構。 2．設備 透鏡

25、式色燈信號機、組合式色燈信號機、LED信號機以及信號機控制電路。 3．實施步驟 1)觀察不同信號機在內部結構方面的不同。 2)觀察不同信號機在信號顯示方面的不同。,2024/3/29,30,[拓展與提高] 一、常用色燈信號機 城市軌道交通的信號機一般采用色燈信號機，按照顯示方式和結構的不同，色燈信號機主要有以下三種。 1．透鏡式色燈信號機 透鏡式色燈信號機采用透鏡組將光源發(fā)出的光束

26、聚成平行光束，故稱為透鏡式。這種信號機結構簡單，安裝方便，控制電路所用電纜芯線少，所以得到廣泛應用。,透鏡式色燈信號機有高柱和矮型兩種類型。高柱信號機的信號機構安裝在信號機柱上，矮型信號機的機構安裝在混凝土基礎上，如圖3-2所示。,圖3-2 矮型色燈信號機,2024/3/29,31,透鏡式信號機機構分為單顯示、二顯示和三顯示三種，其中二顯示和三顯示機構分別劃分為兩個和三個燈室，燈室之間用隔板分開，防止相互串光。單顯示機構用于阻擋信號機

27、，以及復示信號、引導信號及進路表示器。 二顯示和三顯示機構可以單獨使用，也可以組合使用(也可與單顯示機構組合)，再按燈光配列對信號燈位顏色的規(guī)定安裝有色內透鏡。例如，圖3-1中的XJl由一個二顯示機構和一個三顯示機構組成，并對于不使用的燈位予以封閉。,透鏡式信號機機構的每個燈位由透鏡組、燈泡、燈座及遮檐組成，如圖3-3所示。,圖3—3 透鏡式信號機機構,2024/3/29,32,透鏡組裝在鏡架框上，由兩塊帶棱凸透鏡組成，其中

28、內側透鏡為有色帶棱外凸透鏡，外側透鏡為無色帶棱內凸透鏡。使用帶棱透鏡的原因是它比不帶棱透鏡輕且較薄，光線通過時損失少；使用兩塊透鏡可以縮短焦距，提高光源利用率，增加射出平行光的強度。信號機顯示顏色取決于有色透鏡，可根據需要選用。,2024/3/29,33,燈泡是色燈信號機的光源。目前信號機采用12V 25W直絲燈泡。根據需要可以使用雙燈絲燈泡，當平時點亮的主燈絲斷絲時，能通過外接的自動轉換設備自動點亮副燈絲，保證信號不間斷顯示。,燈座

29、用于安放燈泡。現(xiàn)采用定焦盤式燈座，調整好透鏡組焦點后固定燈座，更換燈泡時無需再調整。,2024/3/29,34,2．組合式色燈信號機 組合式色燈信號機每個機構只有一個燈室，由光系統(tǒng)、機構殼體、遮檐等組成，如圖3-4所示。使用時根據信號顯示要求可以分別組裝成單顯示、二顯示及三顯示機構，故稱為組合式。,圖3-4 組合式色燈信號機機構,組合式色燈信號機機構的光系統(tǒng)由反光鏡、燈泡、色片、非球面鏡、偏散鏡及前表面玻璃組成。燈泡發(fā)出的光通

30、過色片、非球面鏡聚成帶有指定顏色的平行光，再經過偏散鏡將一部分光偏散到所需方向，使在曲線上能夠連續(xù)準確地看到信號顯示。色片有紅、黃、綠、藍、月白五種顏色，根據需要每個機構中配備一種色片。,2024/3/29,35,偏散鏡將光系統(tǒng)產生的平行光較均勻地聚焦到所需要的可視范圍內。根據曲線特點選用相應種類的偏散鏡，以保證連續(xù)顯示。偏散鏡還可增強部分近距離可見度，使在距離信號機5m處也能看到信號顯示。前表面玻璃向上傾斜15。，可將外來光反射到遮檐

31、上，避免由于反光造成假顯示。 組合式信號機采用鋁合金或玻璃鋼材料，機構重量輕，便于安裝、維護和調整。光系統(tǒng)設計合理，光能利用率高，顯示效果好，有利于駕駛員嘹望信號。,2024/3/29,36,3．LED組合式色燈信號機(發(fā)光二極管） LED信號機一般由鋁合金機構、發(fā)光盤、點燈裝置、報警單元組成。 LED信號機鋁合金機構與透鏡式色燈信號機大小相同，分為高柱機構和矮型機構兩種，每種機構又分別包括二燈位機構、三燈位機構

32、兩種類型，根據使用需要，還有專門的復示機構、引導機構等。目前使用的LED信號機有多種類型，主要有XSL型、XSLE型、XLL型、XSZ(G、A)型、XLG(A、Y)型等。,XSLE型LED信號機,2024/3/29,37,LED發(fā)光盤是采用發(fā)光二極管制成的信號燈光源，如圖3-5所示。發(fā)光盤分為高柱發(fā)光盤、矮型發(fā)光盤、表示器發(fā)光盤三種，分別適用于高柱機構、矮型機構、復示機構、引導機構、表示器機構等。,圖3-5 LED信號機發(fā)光盤,點

33、燈裝置用于為發(fā)光盤提供電源。有些類型LED信號機的發(fā)光盤，例如XSZ型的發(fā)光盤，可以與現(xiàn)有信號燈變壓器直接配合使用，而大多數發(fā)光盤需要通過點燈裝置將現(xiàn)有信號電源轉化為12V直流電以驅動發(fā)光盤。,報警單元的功能是當發(fā)光盤LED二極管損壞數量超過總數的30％時，以及主、備電源有一路發(fā)生故障時，產生報警條件發(fā)出報警。有些類型LED信號機的發(fā)光盤本身還集成了報警功能，有些類型LED信號機專門設置有獨立的報警單元。,2024/3/29,38,與上

34、述兩種信號機相比，LED信號機有以下特點： (1)可靠性 高發(fā)光盤是用上百只發(fā)光二極管和數十條支路組成，使用中即使個別發(fā)光二極管或支路發(fā)生故障也不會影響信號正常顯示，這在一定程度減少了信號燈絲雙斷等故障，提高了信號顯示的可靠性。 (2)壽命長 發(fā)光二極管使用壽命可達105h，是信號燈泡的100倍，有利于實現(xiàn)免維修。 (3)節(jié)省能源 傳統(tǒng)信號燈泡功率為25W，發(fā)光盤的功率不足信號燈泡的1／2，考慮到城市軌道交

35、通信號長時間亮燈的特點，采用LED信號機對于節(jié)省能源具有顯著效果。 (4)聚焦穩(wěn)定 發(fā)光盤的聚焦狀態(tài)在設計和生產中已經確定，并能夠始終保持良好的聚焦狀態(tài)，不需要現(xiàn)場調整，給安裝和使用帶來方便。 (5)無沖擊電流 LED二極管自身特點使得信號機在點燈過程中沒有信號燈泡冷絲狀態(tài)的沖擊電流，有利于延長供電裝置使用壽命。,2024/3/29,39,二、信號機點燈電路分析,控制信號機燈光顯示的電路稱為信號機點燈電路。城市軌

36、道交通信號機點燈電路一般仍然采用了繼電電路，通過室內控制設備對有關繼電器的驅動和采集，實現(xiàn)對地面信號機的控制和監(jiān)督。調車信號機點燈電路如圖3-6所示，下面以調車信號機點燈電路為例，說明電路的分析方法。,2024/3/29,40,信號燈燈泡采用12V 25W燈泡，指示列車運行的信號機可采用雙燈絲燈泡,繼電器應用原理 →,圖3-6 調車信號機點燈電路,AB(藍燈變壓器) 一次電壓為交流220V ，二次電壓為13～14V,BB(白燈變壓器

37、) 一次電壓為交流220V ，二次電壓為13～14V,電路中串接燈絲繼電器DJ,點燈電路與電源間均需設置熔斷器防護,調車信號機平時顯示藍燈，信號繼電器DXJ吸起后顯示白燈,2024/3/29,41,繼電聯(lián)鎖基本原理,2024/3/29,42,三、信號機養(yǎng)護檢修,1．日常養(yǎng)護 信號機的日常養(yǎng)護每月一次，主要作業(yè)內容包括： 1)信號機構、基礎、箱盒外觀檢查，基礎牢固，外觀無損傷。 2)檢查設備有無受外界干擾，加鎖

38、是否良好。 3)檢查緊固件及信號鎖有無銹蝕，對各部件加油。 4)清掃機構內部、透鏡玻璃，檢查顯示情況是否良好，清掃設備周圍環(huán)境，保持清潔。 2．集中檢修 色燈信號機的集中檢修每季度一次。當進行集中檢修作業(yè)時，該月的日常養(yǎng)護作業(yè)取消。主要作業(yè)內容包括： 1)檢查機構、基礎、箱盒牢固且完好無損傷。 2)清掃機構、保持透鏡玻璃干凈無污染，檢查清掃箱盒、機構內部，顯示良好、顯示距離不小于200m

39、。,2024/3/29,43,3)清掃周圍環(huán)境，檢查加鎖良好，無銹蝕。 4)正線試驗主、副燈絲轉換及報警，轉換正常、報警良好。 5)正線測試引導信號，能正常開放。 3．檢修作業(yè)標準 (1)外觀檢查 1)信號顯示距離應符合要求。 2)基礎無裂紋，不腐蝕，傾斜不超過10mm。 3)基礎露出地面應不超過100mm。 4)機柱引入蛇管無破損，防護作用良好。 5)限界符合規(guī)定

40、。 6)機座螺釘緊固，螺栓至少與螺釘平齊。 (2)機構內部 1)機構安裝牢固、平直，遮檐緊固、合適。 2)透鏡組完好嚴密，不透塵土。 3)機構門、盤根密封，作用良好。 4)線頭無磨卡、無破皮，斷股不超過三分之一。 5)端子不松動，雙帽、墊圈齊全。 6)燈泡無裂紋、斷絲、彎曲、開焊等情況，燈口不曠動，接觸良好。 7)燈泡端電壓應保持在額定電壓。 8)燈絲轉換及

41、報警功能良好。,2024/3/29,44,(3)檢查電纜盒外部 1)基礎完整無裂紋，傾斜不超過10mm。 2)盒蓋嚴密，有防塵措施，防塵良好。 3)端子安裝牢固，螺釘、墊圈緊固齊全。 4)配線不破皮，不卡線，連接良好。[思考] 1．分別說明正線防護信號機、阻擋信號機有哪些顯示，各表示什么意義。 2．分別說明車輛段(車廠)調車信號機、進段(廠)信號機、列車阻擋信號機有哪些顯示，各表示什么意