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国铁与地铁信号联锁技术差异分析

来源:赌博篮球游戏  作者:赌博篮球游戏下载  2022-08-20 16:23:48

  国铁联锁是独立的一个子系统,国铁车站间距大,车站设备较多且联锁关系比较复杂,一般一个车站设一套联锁系统。地铁正线车站间距小,设备较少且联锁关系相对简单,一般多个车站组成一套区域联锁系统,且联锁系统包含在ATP系统中。但地铁正线中的联锁特殊技术要求较多,与国铁联锁系统差异较大。而地铁车辆段、停车场中,根据其功能和运营要求联锁系统与国铁车站类似。

  联锁系统的功能主要包括轨道电路信息处理、进路控制、道岔控制、信号显示等,同时联锁跟其他系统接换信息。以下从这几方面对国铁与地铁信号联锁系统技术的差异进行介绍。

  轨道电路信息处理即接受和处理轨道区段的“占用、空闲”状态等信息,并将该状态信息转发给其他相关设备。

  国铁中轨道电路只传递占用、空闲信息,为进路锁闭和构成闭塞提供依据。地铁准移动闭塞系统中轨道电路辅之应答器,除了传递轨道电路的占用空闲状态信息外,还传递列车安全防护等报文信息,如前方线路的各种参数及前行列车信息。

  在CBTC系统中,没有真正的物理区段,只有逻辑区段或者说是虚拟区段,列车的移动授权是根据道岔位置、前方列车或障碍物的位置等信息给出的,其中关于前方列车位置的信息是通过无线通信或感应环线等方式由列车发向地面的区域控制器(ZC),ZC根据列车位置信息为后续列车及其他列车授予移动授权,所以无需联锁来进行区段检查。

  联锁设备也与区域控制器有接口,联锁给出道岔位置、进路锁闭等信息,以便区域控制器给列车移动授权。而一旦CBTC出现故障转入后备模式,联锁计轴设备或轨道电路就会完成对列车占用空闲信息的检查,这时联锁设备对区段占用的检查作用就体现出来。

  国铁联锁中只能建立普通列车进路。地铁中由于运输的需要功能更加丰富,除了可以建立一般进路外,还可以建立自动进路和自动折返进路。

  国铁中没有自动进路功能,列车驶入进路,信号关闭,列车出清进路,进路解锁。地铁中可以设置自动进路功能,自动进路在列车驶过进路后,信号关闭,但进路不解锁;在列车出清进路后,信号自动重开,为下一趟列车准备。在人工取消解锁进路的同时,自动进路模式也被取消。

  地铁中也可以建立自动折返进路,自动折返进路分为两段方向不同的进路,一般在地铁折返站可以建立自动折返进路,即先建立第一段进路,待折返轨占用才触发第二段进路。自动折返进路模式随着取消进路的同时自动取消。在某些尽头站的交叉渡线处,为了提高运输效率,还设置全自动折返功能,全自动折返进路必须要靠触发轨占用才能触发。

  国铁在建立联锁进路时需要检查轨道区段空闲、道岔位置、敌对条件等因素,才可以锁闭进路开放信号。地铁CBTC系统中,列车的间隔防护由ATC系统保证。建立进路不需要检查进路空闲,只要保证道岔位置正确,敌对条件满足即可锁闭进路开放信号。这样在同一条进路中可以有不只一列列车运行,即多列车进路,极大的提高列车运输效率。

  国铁联锁进路正常解锁需要三点检查,地铁中基本联锁进路解锁也沿用国铁联锁解锁方式。地铁CBTC系统中由于列车运行密度比较大,为了满足高效运行,同一进路可能有两列列车先后占用某一区段,列车靠ATC系统进行安全运行防护,此时仅靠三点检查轨道电路的顺序占用出清来解锁进路已不能满足需要。因此进路解锁方式也有发展和改进,例如:地铁中有些设置靠从CBTC系统中接受的列车通过信号机的信息来解锁进路。有些则设置进路内方第一ATP区段出清后解锁,可以办理后续进路。还有完全突破了三点检查的解锁方式,将列车进路划分虚拟区段,通过综合计算各种信息来实现解锁。各种解锁方式的设置情况都是为了满足地铁中列车运行效率的需要。此外,在接近锁闭情况下,国铁与地铁都是根据列车最高速度及线路信息来决定延时解锁时间。但在地铁中办理进路且接近锁闭,接近轨在收到停稳信息的情况下,总人解进路无需延时解锁。

  国铁中进站信号机外制动距离内为超过6‰的下坡道(换算下坡道)的车站,为了防止列车因制动不当而冲出接车线的意外情况,设置延续进路防护,延续进路长度一般为至另一咽喉牵出线终端或进站信号。地铁中也有类似延续进路的OVERLAP进路防护,但两者之间存在差异。

  地铁中为了保证列车的安全运行,避免列车由于某种原因不能在信号机停住而导致事故的发生,充分考虑了列车的制动距离及线路因素,在停车点后设置了保护区段,即OVERLAP进路防护,OVERLAP保护区段的长度是根据常用制动点到最不利情况下的紧急制动点之间的距离及其他线路情况设置的。

  保护区段锁闭:应该根据进路的办理而自动锁闭相关保护区段,与国铁的延续防护进路需要人工办理不同。

  保护区段的解锁:1)当检测到列车停稳信息时,立即解锁;2)当检测到站台轨道占用规定时间后(时间的起始点为站台轨占用且站台轨道前方区段出清的瞬间),保护区段自动解锁。(这一条与国铁的延续防护进路解锁相同)3)列车通过了保护区段,自动解锁。

  道岔控制功能负责道岔的锁闭,转换和解锁。在国铁与地铁中道岔控制原理基本相同。道岔控制都可以实现单独操纵和进路操纵控制。而区别仅在于道岔设备类型的合理选用上。

  信号控制功能负责监督轨旁信号机状态,并根据进路、轨道区段、道岔和其他信号机的状态来控制信号机的显示。不同于国铁,地铁中信号机一般设置于列车运行方向线路右侧。

  地铁中信号显示含义跟国铁中也并不完全一样,地铁中列车的运行速度不取决于信号显示,而是靠ATP/ATO系统来控制。信号为非速差信号。例如:允许信号绿、黄灯代表列车运行走道岔直股还是弯股。

  此外,地铁中正线与车辆段信号的显示含义也不同,例如:黄色灯正线表示进路中至少有一组道岔开通侧向位置,准许列车按规定速度越过该架信号机;车辆段表示信号机所防护的进路中所有道岔均处于直向位置,准许列车按规定的速度通过该架信号机进路车辆段。

  在CBTC系统中,由于列车根据移动授权进行运行,处于移动闭塞模式,通过ATO/ATP/ATS系统的综合控制来实现列车的安全防护和自动运行,此时轨旁信号处于灭灯状态。

  有的地铁CBTC系统中平时点蓝灯,其并没有速度含义,只表示车载ATP跟轨旁ATP通信正常。而在后备模式中列车需要根据固定闭塞运行,此时信号机处于点灯状态,列车根据信号显示信息进行运行。点灯灭灯模式可以根据运行列车模式进行自动切换。

  为了实现信号系统的整体运行和控制。联锁系统通常与其他系统的接换各种信息。在国铁中联锁系统与监测、CTC、列控等系统之间交换信息。地铁系统中联锁与ATS、ATC等系统之间交换信息。为满足系统整体运行,联锁还与屏蔽门、综合后备盘等系统存在接口。

  此外,地铁联锁系统内部之间也存在信息交换。例如:正线联锁与车辆段联锁在转换轨处通过接口电路进行安全通信,正线与车辆段之间设置基于敌对照查的联锁关系。

  总之,通过对国铁与地铁信号联锁技术的对比,可以看出联锁在整个信号控制系统中的核心地位不会改变,联锁技术随着社会科学技术的进步和轨道交通的发展而不断发展并丰富其内容,广泛应用于我国轨道交通的建设。

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  [7]黄浩勇.城市轨道交通信号联锁与ATS系统[M].成都:西南交通大学出版社,2016.

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