城市軌道交通信號基礎(chǔ)

第1章

城市軌道交通信號基礎(chǔ)

第1章

第一章城市軌道交通信號概述第一節(jié)城市軌道交通信號設(shè)備的作用、特點

一、概述從廣義上講，信號是用聲音、動作、機具、顏色、狀態(tài)、光和電波等傳遞信息或命令的符號。城市軌道交通信號系統(tǒng)是“信號（顯示）、閉塞、聯(lián)鎖”的總稱。城市軌道交通信號設(shè)備則是指示列車或調(diào)車車列運行命令的設(shè)備及其附屬設(shè)備。軌道交通信號系統(tǒng)是由各類信號顯示、軌道電路、定位裝置道岔轉(zhuǎn)轍裝置等主要設(shè)備及其他有關(guān)附屬設(shè)施構(gòu)成的一個完整的體系。

城市軌道交通列車是在一條特定的軌道上運行的，如圖1-1和圖1-2所示。第一章城市軌道交通信號概述圖1-1列車在線路行駛示意圖圖1-2列車在閉塞分區(qū)行駛示意圖

（1）圖1-1說明，由于是城市軌道交通軌道起了承載和導(dǎo)向作用，列車A、B、C依次在線路上排隊運行，不能超車，不能追尾相撞，而且為了提高線路的運載能力，又必須盡可能地縮短兩個列車之間的間距。軌道線路以車站為分界點劃分為若干區(qū)間。為了確保列車在區(qū)間運行安全，列車由車站向區(qū)間發(fā)車時，必須確認(rèn)區(qū)間內(nèi)沒有列車，列車出發(fā)后，才能保證行車安全。（2）圖1-2說明，軌道線路以車站之間信號機為分界點劃分為若干個閉塞區(qū)間。列車運行時，以信號的顯示把多趟列車分置于安全的閉塞分區(qū)空間里運行，并需遵循一定的規(guī)律組織安全行車。圖1-1列車在線路行駛示意圖圖1-2列車在閉塞分區(qū)行

（3）為了使列車遵循一定的規(guī)律組織行車，在城市軌道交通中使用了閉塞設(shè)備。其主要作用在于當(dāng)列車在區(qū)間或閉塞分區(qū)運行時，保證列車運行的空間間隔，即“在一個區(qū)間（或閉塞分區(qū)）內(nèi)，在同一時間里只允許一個列車占用”的行車方法，以防止對向列車發(fā)生正面相撞事故或同向列車發(fā)生追尾事故。（4）在城市軌道交通車站里，車站的聯(lián)鎖設(shè)備也是信號系統(tǒng)的重要組成部分。聯(lián)鎖主要作用在于保證車站范圍內(nèi)的機車車輛和列車在徑路上的安全，有效利用站內(nèi)線路，高效率地指揮行車和調(diào)車，以提高車站通過能力。列車和調(diào)車車輛在站內(nèi)運行的徑路是用轉(zhuǎn)換道岔尖軌的位置實現(xiàn)的。車站聯(lián)鎖設(shè)備的基本功能就在于使信號機、徑路和有關(guān)道岔之間發(fā)生相互制約關(guān)系以保證安全。傳統(tǒng)的信號系統(tǒng)中，是以設(shè)置于軌旁的地面信號機作為“主體信號”，以其不同顏色的燈光顯示，向列車司機發(fā)出不同的行車命令，然后由列車司機來操縱列車的運行；而感應(yīng)到駕駛室的“車載信號”，它只作為“輔助信號”，向列車司機提供各種用于駕駛的“參考信息”。地面信號機顯示“進行”信號，允許列車駛?cè)胄盘枡C所防護的軌道區(qū)段；信號機顯示“禁止”信號，則不準(zhǔn)列車駛?cè)胄盘枡C所防護的軌道區(qū)段。（3）為了使列車遵循一定的規(guī)律組織行車，在城市軌道交

在城市軌道交通中，由于采用閉環(huán)的自動控制系統(tǒng)，所以在ATC系統(tǒng)完好的情況下，列車司機可以不參與列車的運行操縱。因此城市軌道交通的信號系統(tǒng)中，可以不設(shè)地面信號機，而根據(jù)“車載信號”的“速度信號”和“距離信號”，自動地控制列車的運行。至于線路上設(shè)置的地面信號機，只是對非“車載信號”控制的列車，或自動控制列車系統(tǒng)失效時，才作為列車的運行指揮系統(tǒng)。城市軌道交通信號就是以信息控制、信號燈具、信號標(biāo)志物、信號儀表和信號音響等向城市軌道交通行車人員傳送列車、調(diào)車運行條件；行車設(shè)備狀態(tài)和行車有關(guān)指示的技術(shù)與設(shè)備。其作用是保證機車車輛安全有序地行車與調(diào)車作業(yè)。在城市軌道交通中，由于采用閉環(huán)的自動控制系統(tǒng)，所以

二、城市軌道交通信號系統(tǒng)的作用城市軌道交通線路、車輛、供電、通信、信號、環(huán)控、售檢票等系統(tǒng)，在運營管理人員的協(xié)調(diào)下，共同完成乘客輸送任務(wù)，實現(xiàn)乘客的位移，形成“人?公里”，這就是城市軌道交通運輸所形成的產(chǎn)品，它蘊含著各個系統(tǒng)所創(chuàng)造的價值。在城市軌道交通中，信號系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著保證行車安全、指揮列車運行的重要任務(wù)。城市軌道交通信號系統(tǒng)的作用主要是：（一）確保列車運行的安全軌道交通信號系統(tǒng)是指揮列車安全運行的關(guān)鍵設(shè)備，只有在列車運行前方的軌道區(qū)段沒有列車占用（列車進路空閑）、道岔位置正確、敵對或相抵觸的徑路沒有建立等條件滿足，才允許向列車發(fā)出允許列車前行的信號，所以列車只要嚴(yán)格按照信號的顯示運行，就能夠確保列車的安全運行；反之，如果列車不遵循信號的顯示運行（違章運行），將導(dǎo)致事故。在城市軌道交通運輸中，確保乘客的旅途安全比什么都重要。所以信號系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著確保運輸安全的重要使命，有了信號系統(tǒng)的保障，可以杜絕和減少列車運行事故、而且可以降低事故等級、縮小事故損失。

（二）提高軌道交通的運用效率信號設(shè)備在軌道交通建設(shè)中的投資盡管很少，但是對于提高行車效率起著極其重要的作用。在城市軌道交通建設(shè)中，用于通信、信號的投資不到總投資的5%，但其效益占城市軌道交通運輸總效益的25%以上。在城市軌道交通中，由于采用了先進的信號系統(tǒng)，使列車的行車間隔大大縮短，一般90s的運營間隔，提高了行車密度，縮短列車停站時分，由計算機系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的列車運行時刻表，自動、安全地指揮列車按列車運行圖運行。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，城市軌道交通信號的單線自動閉塞系統(tǒng)，在組織追蹤運行的條件下，可提高通過能力25%～30%；而雙線自動閉塞系統(tǒng)，可以提高通過能力1～2倍；采用調(diào)度集中，在不增加車站到發(fā)線的情況下，提高通過能力12%～24%，所以，現(xiàn)代化的信號系統(tǒng)，對于提高行車效率有著無可比擬的作用。反之，如果信號系統(tǒng)失靈，或信號停用，將導(dǎo)致列車自動行車指揮系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)，只能靠調(diào)度人員“人工”指揮列車運行，不僅增加了調(diào)度人員的勞動強度，行車安全更是難以保證，當(dāng)然也導(dǎo)致行車效率極低，其損失難以估量。三、城市軌道交通信號系統(tǒng)的特點城市軌道交通信號系統(tǒng)有如下特點：（1）城市軌道交通客運運輸量很大，對行車間隔的要求很高，是高密度方式，高峰時最小行車間隔達(dá)到70s，因此，對列車運行速度監(jiān)控的要求很高。對列車的速度、實時的列車距離和停車位置予以全面的監(jiān)控。具有完備的列車速度監(jiān)控功能。（二）提高軌道交通的運用效率（2）列車根據(jù)地面?zhèn)魉偷乃俣刃盘柣蚓嚯x信號，自動控制列車的運行。當(dāng)列車超速時，列車自動進行超速防護。（3）由于城市軌道交通的線路長度幾十公里，站間距離都在1～1.5km，運營列車種類單一。大多數(shù)車站僅有上、下乘客的功能，因此它的信號系統(tǒng)中通常包含自動排列進路和運行自動調(diào)整的功能，人工介入極少，自動化水平高。（4）采取不同的閉塞方式，信號機的設(shè)置也不同。城市軌道交通的許多車站沒有配線，不設(shè)道岔，甚至也不設(shè)地面信號機，僅在少數(shù)有岔聯(lián)鎖站及車輛段才設(shè)置道岔和地面信號機，故聯(lián)鎖設(shè)備的監(jiān)控各不統(tǒng)一。但一條線上的控制中心就可實現(xiàn)全線的聯(lián)鎖功能。城市軌道交通信號自動控制最大的特點是把聯(lián)鎖關(guān)系和ATP編/發(fā)碼功能結(jié)合在一起，且包含一些特殊的功能，如自動折返、自動進路、緊急關(guān)閉、扣車等。（5）城市軌道交通列車運行速度一般不超過80km/h（最高127km/h），城市軌道交通信號系統(tǒng)一般采用速率較低、獨立的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。但是，由于采用基于無線通信技術(shù)等系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳輸速率大大提高。（2）列車根據(jù)地面?zhèn)魉偷乃俣刃盘柣蚓嚯x信號，自動控制列車的運

（6）城市軌道交通的車輛段內(nèi)，有列車庫內(nèi)的檢修、洗車、車輪璇輪、試車等轉(zhuǎn)線作業(yè)。還有列車出入庫等調(diào)車作業(yè)等，作業(yè)的方式不復(fù)雜。所以，一般獨立采用一套聯(lián)鎖設(shè)備。但是也有的車輛段采用和正線一樣的聯(lián)鎖設(shè)備。第二節(jié)城市軌道交通信號系統(tǒng)的組成城市軌道交通信號系統(tǒng)由正線上列車自動控制（ATC，AutomaticTrainControl）系統(tǒng)和車輛段信號控制系統(tǒng)兩大部分組成，用于列車進路控制、列車間隔控制、調(diào)度指揮、信息管理、設(shè)備工況監(jiān)測及維護管理，構(gòu)成正線上和車輛段內(nèi)的綜合性自動化系統(tǒng)。城市軌道交通正線上ATC系統(tǒng)由現(xiàn)場軌旁設(shè)備、車載信號設(shè)備、控制中心、及車站信號設(shè)備組成。城市軌道交通車輛段單獨設(shè)一套聯(lián)鎖設(shè)備，用以實現(xiàn)車輛段內(nèi)的進路控制，完成車輛運用、停放檢修，以及進行列車技術(shù)檢查、車輛清掃洗刷等日常保養(yǎng)作業(yè)，并通過ATS車輛段分機與行車指揮中心交換信息。如圖1-3所示。（6）城市軌道交通的車輛段內(nèi)，有列車庫內(nèi)的檢修、洗圖1-3城市軌道交通信號系統(tǒng)組成框圖圖1-3城市軌道交通信號系統(tǒng)組成框圖

一、列車自動控制系統(tǒng)的組成列車自動控制ATC（AutomaticTrainControl）系統(tǒng)包括三個子系統(tǒng)：列車自動防護ATP（AutomaticTrainProtection）子系統(tǒng)，列車自動駕駛ATO（AutomaticTrainOperation）子系統(tǒng)，列車自動監(jiān)控ATS（AutomaticTrainSupervision）子系統(tǒng)。車站聯(lián)鎖系統(tǒng)（StationInter-lockSystem）組成如圖1-4所示。

其中，ATP子系統(tǒng)與聯(lián)鎖系統(tǒng)屬于“安全相關(guān)”類功能，ATO子系統(tǒng)與ATS子系統(tǒng)屬于“非安全相關(guān)”類功能。以上系統(tǒng)之間有高速的數(shù)據(jù)通道進行數(shù)據(jù)交換，使得整個系統(tǒng)的運行高效、有條不紊。如圖1-5所示。一、列車自動控制系統(tǒng)的組成其中，AT圖1-5ATC設(shè)備控制列車運行示意圖圖1-5ATC設(shè)備控制列車運行示意圖

（1）ATS子系統(tǒng)主要實現(xiàn)對列車運行的監(jiān)督和控制，輔助行車人員對全線列車運行進行管理，統(tǒng)一指揮調(diào)度，充分發(fā)揮其運輸快捷、準(zhǔn)時的特點。它可以為行車指揮人員提供全線列車的運行狀態(tài)顯示、監(jiān)督和記錄運行圖的執(zhí)行情況，在列車運行偏離運行圖時能夠及時作出反應(yīng)（提出調(diào)整建議或自動修整運行圖），從而保證列車按時刻表正點運行；還可通過ATO子系統(tǒng)的接口，向乘客提供運行信息通報（例如：列車到達(dá)、出發(fā)時間，運行方向，中途停靠站名等）。（2）ATP子系統(tǒng)是ATC系統(tǒng)中最重要的部分。城市軌道交通列車運行速度高，在高峰期列車密度大，而且運輸對象為乘客，發(fā)生行車事故后果嚴(yán)重。依靠運行人員防止運行事故發(fā)生遠(yuǎn)不能滿足運行安全要求，必須使用列車自動防護ATP子系統(tǒng)。使用ATP子系統(tǒng)的優(yōu)點是保證了行車的安全可靠性，縮短了列車間隔，提高了線路的利用率。ATP子系統(tǒng)根據(jù)故障——安全原則執(zhí)行列車間安全間距的監(jiān)控、列車的超速防護、安全開關(guān)門的監(jiān)督和進路的安全監(jiān)控等功能，確保列車和乘客的安全。（3）ATO子系統(tǒng)以列車自動防護ATP子系統(tǒng)為基礎(chǔ)，配置車載計算機系統(tǒng)和必要的輔助設(shè)備，主要用于實現(xiàn)“地對車控制”，即用地面信息實現(xiàn)對列車驅(qū)動、惰行和制動的控制，傳送車門和屏蔽門同步開關(guān)信號，執(zhí)行車站之間列車的自動運行、列車在車站的定點停車、在終點的自動折返等功能。（1）ATS子系統(tǒng)主要實現(xiàn)對列車運行的監(jiān)督和控制，

使用ATO子系統(tǒng)后，可以使列車運行規(guī)范化、減少人為影響，對于列車在高密度、高速度運行條件下保證運行秩序有很大好處。同時，自動運行下的列車經(jīng)常處于最佳運行狀態(tài)，避免了不必要的、過于劇烈的加速和減速，因此，明顯提高了乘客的舒適度，同時還可以減輕司乘人員的勞動強度，提高列車準(zhǔn)點率及減少輪軌磨損，與列車的再生制動相配合，可以節(jié)省電能的消耗。（4）聯(lián)鎖系統(tǒng)。聯(lián)鎖是車站范圍內(nèi)徑路、信號、道岔之間互相制約的關(guān)系，它們之間必須建立嚴(yán)密的聯(lián)鎖關(guān)系，才能確保行車安全。聯(lián)鎖由聯(lián)鎖設(shè)備完成。聯(lián)鎖均采用計算機聯(lián)鎖。正線上的集中控制站（包括本站及其所控制的非集中站的道岔和信號機）由設(shè)于該站的聯(lián)鎖設(shè)備控制。該設(shè)備除了實現(xiàn)聯(lián)鎖關(guān)系外，還將聯(lián)鎖的有關(guān)信息傳送至ATP/ATO子系統(tǒng)，并接收ATS子系統(tǒng)的命令。如圖1-6所示為城市軌道交通信號系統(tǒng)功能的框圖說明。使用ATO子系統(tǒng)后，可以使列車運行規(guī)范化、

圖1-6城市軌道交通信號系統(tǒng)功能框圖MMI—人機界面；ATR—列車自動調(diào)整；ARS—列車進路設(shè)置；PCU—電源控制單元；RTU—車站遠(yuǎn)程終端單元；DT—VCC數(shù)據(jù)傳輸；PIIS—乘客信息顯示；乘客向?qū)到y(tǒng)、乘客向?qū)э@示牌；FTGS—電氣絕緣結(jié)軌道電路圖1-6城市軌道交通信號系統(tǒng)功能框圖

二、車輛段信號系統(tǒng)的組成車輛段的信號機和道岔由車輛段的聯(lián)鎖設(shè)備控制。通常車輛段獨立設(shè)一套聯(lián)鎖設(shè)備，用以實現(xiàn)車輛段的進路控制，并通過ATS車輛段分機與行車指揮中心交換信息。它包括聯(lián)鎖系統(tǒng)、進路控制設(shè)備、接近通知、終端過走防護和車次號傳輸設(shè)備等。這些設(shè)備由局域網(wǎng)連接并經(jīng)過光纜與調(diào)度中心通信。列車的整備、維修與運行相互銜接成一個整體，保證了城市軌道交通的高效率和低成本。車輛段內(nèi)試車線設(shè)置若干段與正線相同的ATP軌道電路和ATO地面設(shè)備，用于對車載ATC設(shè)備進行靜、動態(tài)試驗。在車輛段停車庫，一般還設(shè)有日檢/月檢設(shè)備，用來對列車進行上線前的常規(guī)檢測。車輛段室內(nèi)聯(lián)鎖設(shè)備如圖1-7所示。二、車輛段信號系統(tǒng)的組成

（一）車輛段站場平面布置城市軌道交通車輛段是保障車輛正常運營所必需的設(shè)施，是車輛運用整備和檢修的場所。車輛段與綜合維修中心、物質(zhì)總庫等設(shè)于一處，組成車輛基地。目前各國城市軌道交通車輛檢修采用兩種制式，一種是廠修、段修分修制，另一種是廠修、段修合修制。廠修、段修分修制，就是修建專門的車輛大修廠（不限于1個），它承擔(dān)全線網(wǎng)各線車輛的大修任務(wù)。車輛的架修、定修及其以下的修理工作，由各線的車輛段承擔(dān)。廠修、段修合修制就是不設(shè)專門的車輛大修廠，車輛的大修在車輛段內(nèi)進行。定修段平面布置如圖1-8～圖1-10所示。（一）車輛段站場平面布置圖1-8車輛段總體平面示意圖圖1-8車輛段總體平面示意圖圖1-9終端式車輛段圖圖1-10貫通式車輛段圖圖1-9終端式車輛段圖圖1-10貫通式車輛段圖

一條軌道交通線路車輛基地的設(shè)置取決于城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)車輛基地布局及資源共享規(guī)劃的確定。車輛段設(shè)計以線路的運營條件和車輛技術(shù)參數(shù)為依據(jù)，由相關(guān)專業(yè)提供全線需要的配屬列車數(shù)，合理確定車輛段的功能和建設(shè)規(guī)模，確定承擔(dān)車輛運用設(shè)備設(shè)施和檢修設(shè)施的線路數(shù)量及其他生產(chǎn)、生活設(shè)施，充分利用地形條件進行站場平面布置。平面布置圖中首先要確定出入線數(shù)量及其與接軌站銜接布置方案。車輛段站場平面布置要滿足車輛運用和檢修的作業(yè)要求，應(yīng)以運用整備庫和檢修庫為核心，合理確定兩庫房相互位置，并綜合考慮維修中心、物資倉庫、辦公場所，以及其他生產(chǎn)、生活設(shè)施等進行分區(qū)布置。段內(nèi)線路布置要以出入線及其延伸線為基線，以庫房功能劃分線群，以庫的橫跨內(nèi)線路設(shè)線束，使線路布置緊湊，減少進路交叉和作業(yè)干擾，保證段內(nèi)行車作業(yè)安全。如圖1-11所示。圖1-11段內(nèi)線路布置圖一條軌道交通線路車輛基地的設(shè)置取決于城市軌道交

（二）車輛段內(nèi)各類線路的布置

1．出入線出入線一般是按雙進路設(shè)計，但規(guī)模不大的輔助停車場也可只設(shè)一條線。為保證行車作業(yè)安全，出入線與正線設(shè)計為立交。出入線平、縱斷面設(shè)計應(yīng)執(zhí)行《地鐵設(shè)計規(guī)范》中的規(guī)定。出入線應(yīng)為列車留有信號（列車駕駛模式）轉(zhuǎn)換作業(yè)的長度。車輛段咽喉道岔區(qū)頭部的兩條平行線路間一般都設(shè)有一組交叉渡線或“八”字形單渡線。這是場內(nèi)行車進路所必須的，還能實現(xiàn)出、入線臨時調(diào)整運行進路。而對接軌于線路中途的且為側(cè)式站臺車站（不兼折返站）的出入線中一條以立交跨越正線，還在其接岔前設(shè)置一組交叉渡線。如圖1-12和圖1-13所示。圖1-12出入線接軌示意圖（二）車輛段內(nèi)各類線路的布置圖1-12出入線接圖1-13育馬場、塘坑雙站八字出入線接軌方案2．停車列檢線停車列檢線包括停車線、列檢線，由于其功能相近，通常設(shè)在同一庫（棚）內(nèi)。停車列檢線群的設(shè)計必須保證列車出、入段順暢，每條線路都應(yīng)接通出、入線；有條件時宜以出、入線設(shè)置兩個線群，使兩線出入作業(yè)量較為均衡。如圖1-14所示。

3．月檢線月檢線具有停車功能。不論月檢線與運用庫組合或與檢修庫組合，每條月檢線都需掛設(shè)接觸網(wǎng)。由于列車靠自身動力行駛，因此月檢線應(yīng)與出入線有直接的通路，使按計劃進行月檢的列車能從線上直接進入月檢庫。同時月檢線束還需接通牽出線，對需要轉(zhuǎn)線的列車?yán)脿砍鼍€進行作業(yè)。當(dāng)?shù)匦螚l件允許，可將月檢線群逆向布置在停車列檢庫的道岔區(qū)前方。圖1-13育馬場、塘坑雙站八字出入線接軌方案

即兩個庫對向共用一個咽喉區(qū)，這樣列車在兩個車庫間行駛就不需經(jīng)由牽出線轉(zhuǎn)線。這也是較優(yōu)的布置方案。當(dāng)?shù)匦螚l件決定了需將運用整備庫與檢修庫按逆向錯列布置時，應(yīng)將月檢線與停車列檢庫并列設(shè)置。如圖1-15所示。

圖1-14停車列檢線

圖1-15月檢線即兩個庫對向共用一個咽喉區(qū)，這樣列車在兩個車庫4．洗車線和不落輪鏇輪線洗車線可設(shè)計為貫通式和盡頭式兩種類型。貫通式洗車線一般并聯(lián)在入段線的外側(cè)，兩端分別與入段線和運用庫前咽喉區(qū)頭部連通。洗車線有效長度范圍應(yīng)是一條獨立作業(yè)進路，不和其他作業(yè)交叉。盡頭式洗車線可單獨設(shè)置在停車列檢庫外側(cè)，也可與不落輪鏇輪線并聯(lián)（組合庫）位于停車列檢庫和聯(lián)合檢修庫的中間，但盡量使場內(nèi)道路在洗車線有效長度外。同時該兩線束的連接線宜與出（入）場線、牽出線連通，這樣可保證列車入段時直達(dá)洗車線，也可利用牽出線轉(zhuǎn)線于運用庫與洗車線（或鏇輪線）之間。如圖1-16和圖1-17所示。4．洗車線和不落輪鏇輪線5．檢修線當(dāng)檢修線（庫）與停車列檢庫為順向并列布置且設(shè)有牽出線時，檢修線群（含定臨修線，大、架修線，靜調(diào)線，吹清掃線，油漆線等）集中在牽出線上引出后分線束伸向各自車庫內(nèi)。由于待檢修列車自身不具有動力行駛能力，需采用調(diào)機進行牽引推送，調(diào)車作業(yè)均經(jīng)牽出線轉(zhuǎn)線于各車庫之間。大、架修庫可與定臨修庫、月檢庫順向并列組合成聯(lián)合檢修庫，也可依據(jù)地形條件以連接線延伸至一個合適位置分線設(shè)庫，并配合設(shè)置油漆線（庫）和待修線。油漆線（庫）可在大、架修庫旁適當(dāng)位置單獨出岔設(shè)置，也可設(shè)在大、架修庫內(nèi)，設(shè)車間利用移車臺轉(zhuǎn)移車輛。檢修線如圖1-18所示。靜調(diào)線、吹清掃線可與定臨修線、月檢線組合成聯(lián)合檢修庫，庫前為同一個咽喉區(qū)的線群。根據(jù)工藝流程，為減少調(diào)車行程，宜將靜調(diào)和吹清掃庫（線）置于月檢線（庫）與定臨修線（庫）的中間。吹清掃線也可單獨布置在檢修庫的外側(cè)，線路在檢修線群咽喉區(qū)外側(cè)梯線上出岔，盡量減少庫間調(diào)車行程。如圖1-19所示。5．檢修線

圖1-18檢修線

圖1-19靜調(diào)線、吹清掃線

6．工程車線及平板車線工程車線是為工程車輛及軌道車、調(diào)機而設(shè)置的。段內(nèi)工程車線（庫）可設(shè)置在運用庫與檢修庫線群之間的空隙地段。該線束往往在運用庫咽喉區(qū)外側(cè)的線路上出岔，這可保證工程車直接出庫上線，也便于調(diào)機與牽出線有直接通路。圖1-18檢修線圖1-19靜調(diào)線、吹清掃線

平板車線一般與工程車線設(shè)置在一起，兩者以一個線束在基線的出段側(cè)出岔，集中設(shè)置在運用庫或檢修庫的咽喉道岔區(qū)外側(cè)，同時宜靠近綜合維修中心，以方便路料及機械設(shè)備裝車及時上線，盡量避免走“之”字路線。如圖1-20所示。平板車線一般與工程車線設(shè)置在一起，兩者以一個線束在基線的出段側(cè)出岔，集中設(shè)置在運用庫或檢修庫的咽喉道岔區(qū)外側(cè)，同時宜靠近綜合維修中心，以方便路料及機械設(shè)備裝車及時上線，盡量避免走“之”字路線。如圖1-20所示。圖1-20工程車線及平板車線平板車線一般與工程車線設(shè)置在一起，兩者以一個線

7．牽出線牽出線是供段內(nèi)調(diào)車作業(yè)而設(shè)的線路。段內(nèi)需要用調(diào)機牽引推送列車的有關(guān)線路應(yīng)集中在牽出線上出岔。對于實現(xiàn)全自動化運行的線路車輛段，牽出線作為段內(nèi)全自動化運行區(qū)和人工駕駛區(qū)的聯(lián)絡(luò)線路，以實現(xiàn)駕駛模式的轉(zhuǎn)換。牽出線數(shù)量應(yīng)根據(jù)調(diào)車作業(yè)方式和工作量確定，一般為一條。對僅承擔(dān)列車運行、停放、列檢工作并有洗車線的停車場，應(yīng)根據(jù)出入線的通過能力決定是否設(shè)置牽出線。如圖1-21所示。圖1-21牽出線示意圖7．牽出線圖1-21牽出線示意圖

8．走行線當(dāng)停車列檢庫設(shè)為貫通式時，宜在車庫外側(cè)設(shè)一條走行線，以連接兩端咽喉道岔區(qū)，便于列車轉(zhuǎn)線。如圖1-22所示。圖1-22走行線8．走行線圖1-22走行線

9．試車線為減少調(diào)車行程，避免列車轉(zhuǎn)線而切割出入線，試車線宜設(shè)在聯(lián)合檢修庫外側(cè)的適當(dāng)位置。但限于試車線設(shè)計條件或者地形條件，在段址內(nèi)往往先選擇試車線線位，再進行車輛段總圖布置。如圖1-23所示。

10．材料線該線主要是為運輸新到列車和物資而設(shè)置。有條件與鐵路或鐵路專用線接軌的車輛段內(nèi)，宜靠近鐵路設(shè)置材料線。因材料線旁有裝卸機械作業(yè)并需堆放物資，故要有足夠的面積。同時材料線應(yīng)和材料庫相鄰。如圖1-24所示。9．試車線

車輛段（車廠）是城市軌道交通必需的車輛設(shè)施。段（廠）內(nèi)設(shè)置了不同功能的各種線路。每條線路上均有信號機控制。保證列車、調(diào)車在個線上的運行與運行安全。完成列車的停放、出入庫、及檢修任務(wù)。

三、城市軌道交通信號系統(tǒng)的設(shè)備裝設(shè)位置城市軌道交通信號設(shè)備按裝設(shè)的位置不同分為5個部分：控制中心信號設(shè)備、車站及軌旁信號設(shè)備、車輛段信號設(shè)備、試車線信號設(shè)備和車載ATC設(shè)備。（一）控制中心信號設(shè)備控制中心如圖1-25所示。控制中心信號設(shè)備屬于ATS子系統(tǒng)，是ATC的核心。圖1-25控制中心外觀圖車輛段（車廠）是城市軌道交通必需的車輛設(shè)施。段（

1．中心計算機系統(tǒng)中心計算機系統(tǒng)包括控制主機、通信處理器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、局域網(wǎng)及各自的外部設(shè)備。為保證系統(tǒng)的可靠性，主要硬件設(shè)備均采用主/備雙套熱備方式，可自動或人工切換。中心計算機系統(tǒng)能滿足自動控制、調(diào)度員人工控制及車站控制的要求。如圖1-26所示。圖1-26控制中心設(shè)備1．中心計算機系統(tǒng)圖1-26控制中心設(shè)備2．綜合顯示屏綜合顯示屏設(shè)于主控制室，用于監(jiān)測正線列車運行情況及系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)，它由顯示設(shè)備和相應(yīng)的驅(qū)動設(shè)備組成。如圖1-25所示。

3．調(diào)度員及調(diào)度長工作站調(diào)度員及調(diào)度長工作站設(shè)于主控制室，用于行車調(diào)度指揮。

4．運行圖工作站運行圖工作站用于運行計劃的編制和修改。通過人機對話可以實現(xiàn)對運行時刻表的編輯、修改及管理。

5．培訓(xùn)/模擬工作站培訓(xùn)/模擬工作站配有各種系統(tǒng)的編輯、裝配、連接和系統(tǒng)構(gòu)成工具以及列車運行仿真軟件。它可與調(diào)度員工作站顯示相同的內(nèi)容，有相同的控制功能，能仿真列車在線運行及各種異常情況，而不參與實際的列車控制。實習(xí)操作員可通過它模擬實際操作，培養(yǎng)系統(tǒng)控制和各種情況下的處理能力。如圖1-27所示。

6．繪圖儀和打印機彩色繪圖儀和彩色激光打印機，用于輸出運行圖及各種報表。

7．維修工作站2．綜合顯示屏

維修工作站主要用于ATS系統(tǒng)的維護、ATC系統(tǒng)故障報警處理和車站信號設(shè)備的監(jiān)測。如圖1-28所示。

圖1-27控制中心培訓(xùn)/模擬工作站

圖1-28城市軌道交通設(shè)備維修管理信息系統(tǒng)示意圖維修工作站主要用于ATS系統(tǒng)的維護、ATC

8．UPS及蓄電池組控制中心配備在線式UPS及可提供30min后備電源的蓄電池組。蓄電池組的外觀如圖1-29所示。圖1-29UPS電源的蓄電池組8．UPS及蓄電池組圖1-29UPS電源的

（二）車站及軌旁信號設(shè)備車站分為集中聯(lián)鎖站和非集中聯(lián)鎖站。集中聯(lián)鎖站一般為有道岔車站，但也可能是無道岔車站。非集中聯(lián)鎖站一般為無道岔車站，但有道岔車站根據(jù)需要也可以由鄰近車站控制，而成為非集中聯(lián)鎖站。如圖1-30所示，安德門站、小行站為有道岔站，是集中聯(lián)鎖站；中勝站、元通站為無道岔站，是非集中聯(lián)鎖站。圖1-30集中聯(lián)鎖站和非集中聯(lián)鎖站示意圖（二）車站及軌旁信號設(shè)備圖1-30集中聯(lián)鎖站

車站信號設(shè)備組成如圖1-31所示，其中TWC即車—地通信。圖1-31城市軌道交通車站信號設(shè)備組成示意圖車站信號設(shè)備組成如圖1-31所示，其中TWC即車

1．集中聯(lián)鎖站及軌旁信號設(shè)備（1）ATS車站分機。集中聯(lián)鎖站設(shè)1臺ATS車站分機，用于采集車站設(shè)備的信息，接收控制命令，實現(xiàn)車站進路的自動控制。如圖1-32右邊所示為ATS分機顯示器。（2）車站聯(lián)鎖設(shè)備。車站設(shè)計算機聯(lián)鎖設(shè)備受ATS或車站值班員系統(tǒng)的控制，用以實現(xiàn)車站進路的自動控制。如圖1-32所示。（3）ATP、ATO系統(tǒng)地面設(shè)備。

ATP地面設(shè)備包括軌道電路或計軸器及其他設(shè)備、ATP地面編/發(fā)碼設(shè)備，以及與ATS、ATO、聯(lián)鎖設(shè)備的接口設(shè)備，用于實現(xiàn)列車占用的檢測和發(fā)送ATP信息，實現(xiàn)列車運行超速防護。

ATO地面設(shè)備包括站臺電纜環(huán)路、TWC設(shè)備，以及與ATP、聯(lián)鎖設(shè)備的接口設(shè)備，用于發(fā)送ATO命令，實現(xiàn)列車最佳控制或列車自動駕駛。如圖1-33～圖1-35所示?！冻鞘熊壍澜煌ㄐ盘柣A(chǔ)》第1章課件

圖1-32車站控制室設(shè)備

圖1-33ATP、ATO系統(tǒng)室內(nèi)地面設(shè)備圖1-34ATP、ATO系統(tǒng)室外地面設(shè)備圖1-35ATP、ATO系統(tǒng)室外地面設(shè)備實物圖圖1-32車站控制室設(shè)備圖1-33ATP、AT

（4）電源設(shè)備。集中聯(lián)鎖車站配備1套適用于聯(lián)鎖設(shè)備和ATS、ATP、ATO設(shè)備的在線式UPS及可提供15min后備電源的蓄電池組。如圖1-29所示。（5）維修終端。維修終端包括維修用彩色顯示器、鍵盤及鼠標(biāo)。維修用顯示器與控制用顯示器顯示相同的內(nèi)容及必要的維修信息。維修終端能對信號設(shè)備進行自動或手動測試，但不能進行控制。設(shè)備維修管理信息系統(tǒng)如圖1-33所示。（6）乘客向?qū)э@示牌。乘客向?qū)э@示牌設(shè)于站臺適當(dāng)位置，用于顯示接近列車的到站時間。如圖1-36所示。圖1-36乘客向?qū)э@示牌（4）電源設(shè)備。圖1-36乘客向?qū)э@示牌

（7）緊急關(guān)閉按鈕。緊急關(guān)閉按鈕裝設(shè)在站臺適當(dāng)位置和車站控制室內(nèi)，用于在遇到危及行車安全的緊急情況時關(guān)閉信號，使列車緊急停車。如圖1-37所示。圖1-37車站緊急關(guān)閉按鈕（7）緊急關(guān)閉按鈕。圖1-37車站緊急關(guān)閉按

（8）信號機及發(fā)車指示器。正線上防護信號機設(shè)于道岔區(qū)段，線路盡頭設(shè)阻擋信號機，用于指示列車運行，防護列車進路。如圖1-38所示。圖1-38正線上防護信號機、線路盡頭設(shè)阻擋信號機示意圖（8）信號機及發(fā)車指示器。圖1-38正線上防

如圖1-39所示，在正向出站方向的站臺側(cè)列車停車位置前方設(shè)有發(fā)車指示器，用于指示列車出站。圖1-39發(fā)車指示器如圖1-39所示，在正向出站方向的站臺側(cè)列車停

（9）轉(zhuǎn)轍機。轉(zhuǎn)轍機用來轉(zhuǎn)換道岔，使列車或調(diào)車由一條線轉(zhuǎn)入另一條線，或使車站的列車進路得以建立。如圖1-40所示。圖1-40轉(zhuǎn)轍機（9）轉(zhuǎn)轍機。圖1-40轉(zhuǎn)轍機

2．非集中聯(lián)鎖站及軌旁信號設(shè)備非集中聯(lián)鎖站的設(shè)備只有發(fā)車指示器、緊急關(guān)閉按鈕和乘客向?qū)э@示牌。無道岔的非集中聯(lián)鎖站軌旁僅有軌道電路的耦合單元。有道岔的非集中聯(lián)鎖站軌旁除了軌道電路的耦合單元外，還有防護信號機和轉(zhuǎn)轍機。（三）車輛段信號設(shè)備車輛段信號設(shè)備組成如圖1-41和圖1-42所示，包括ATS車輛段分機、車輛段終端、聯(lián)鎖設(shè)備、維修終端、信號機、轉(zhuǎn)轍機、軌道電路、電源設(shè)備等。（1）ATS車輛段分機。車輛段設(shè)1臺ATS車輛段分機，用于采集車輛段內(nèi)存車庫線的列車占用及進出車輛段的列車信號機的狀態(tài)，以便在控制中心顯示屏上顯示以上信息。（2）車輛段終端。車輛段派班室和信號樓控制臺室各設(shè)1臺終端，與ATS車輛段分機相連。如圖1-43所示。

（3）聯(lián)鎖設(shè)備。車輛段設(shè)1套聯(lián)鎖設(shè)備，實現(xiàn)車輛段的進路控制，并通過ATS分機與控制中心交換信息。聯(lián)鎖設(shè)備只受車輛段值班員人工控制。圖1-41車輛段室內(nèi)聯(lián)鎖設(shè)備圖1-41車輛段室內(nèi)聯(lián)鎖設(shè)備圖1-42車輛段信號設(shè)備組成示意圖圖1-42車輛段信號設(shè)備組成示意圖

圖1-43車輛段終端設(shè)備組成示意圖圖1-43車輛段終端設(shè)備組成示意圖

（4）維修終端。設(shè)備室內(nèi)設(shè)維修用彩色顯示器、鍵盤及鼠標(biāo)。維修用顯示器與控制用顯示器顯示相同的內(nèi)容及維修、監(jiān)測的相關(guān)信息。維修終端能對信號設(shè)備進行自動或手動測試，但不能控制進路。（5）信號機。車輛段入口處設(shè)進段信號機，出口處設(shè)出段信號機，存車庫線中間進段方向設(shè)列車阻擋信號機，段內(nèi)其他地點根據(jù)需要設(shè)調(diào)車信號機。如圖1-44和圖1-45所示。

圖1-44車輛段出口處設(shè)置的進段信號機圖1-45段內(nèi)根據(jù)需要設(shè)調(diào)車信號機（4）維修終端。圖1-44車輛段出口處設(shè)置的

（6）轉(zhuǎn)轍機。車輛段內(nèi)每組道岔用轉(zhuǎn)轍機來扳動道岔。（7）軌道電路。車輛段內(nèi)軌道電路采用50Hz或25Hz相敏軌道電路，用于檢查列車的占用和空閑情況。（8）電源設(shè)備。車輛段信號樓內(nèi)設(shè)置適合于聯(lián)鎖設(shè)備、ATS設(shè)備的UPS及蓄電池。（四）試車線信號設(shè)備 車輛段試車線上設(shè)若干與正線相同的ATP/ATO地面設(shè)備，用于對車載ATC設(shè)備進行試驗。試車線設(shè)備室內(nèi)設(shè)有用于改變試車線運行方向和速度的控制臺，還配備有1套適合于ATP、ATO設(shè)備的UPS，不設(shè)蓄電池和電源屏。

（五）車載ATC設(shè)備車載ATC設(shè)備包括ATP和ATO兩部分，用來接收軌旁設(shè)備傳送的ATP、ATO信號，計算列車運行曲線，測量列車運行速度和走行距離，實現(xiàn)列車運行超速防護以及列車自動運行，并保證行車安全，為列車提供最佳運行方式。如圖1-46和圖1-47所示。圖1-46列車駕駛臺（五）車載ATC設(shè)備圖1-46列車

圖1-47車載信號設(shè)備圖1-47車載信號設(shè)備

城市軌道交通信號系統(tǒng)的控制方式如圖1-48所示。圖1-48城市軌道交通信號系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖城市軌道交通信號系統(tǒng)的控制方式如圖1-48所示。城市軌道交通信號基礎(chǔ)

第1章

城市軌道交通信號基礎(chǔ)

第1章

第一章城市軌道交通信號概述第一節(jié)城市軌道交通信號設(shè)備的作用、特點

一、概述從廣義上講，信號是用聲音、動作、機具、顏色、狀態(tài)、光和電波等傳遞信息或命令的符號。城市軌道交通信號系統(tǒng)是“信號（顯示）、閉塞、聯(lián)鎖”的總稱。城市軌道交通信號設(shè)備則是指示列車或調(diào)車車列運行命令的設(shè)備及其附屬設(shè)備。軌道交通信號系統(tǒng)是由各類信號顯示、軌道電路、定位裝置道岔轉(zhuǎn)轍裝置等主要設(shè)備及其他有關(guān)附屬設(shè)施構(gòu)成的一個完整的體系。

城市軌道交通列車是在一條特定的軌道上運行的，如圖1-1和圖1-2所示。第一章城市軌道交通信號概述圖1-1列車在線路行駛示意圖圖1-2列車在閉塞分區(qū)行駛示意圖

（1）圖1-1說明，由于是城市軌道交通軌道起了承載和導(dǎo)向作用，列車A、B、C依次在線路上排隊運行，不能超車，不能追尾相撞，而且為了提高線路的運載能力，又必須盡可能地縮短兩個列車之間的間距。軌道線路以車站為分界點劃分為若干區(qū)間。為了確保列車在區(qū)間運行安全，列車由車站向區(qū)間發(fā)車時，必須確認(rèn)區(qū)間內(nèi)沒有列車，列車出發(fā)后，才能保證行車安全。（2）圖1-2說明，軌道線路以車站之間信號機為分界點劃分為若干個閉塞區(qū)間。列車運行時，以信號的顯示把多趟列車分置于安全的閉塞分區(qū)空間里運行，并需遵循一定的規(guī)律組織安全行車。圖1-1列車在線路行駛示意圖圖1-2列車在閉塞分區(qū)行

（3）為了使列車遵循一定的規(guī)律組織行車，在城市軌道交通中使用了閉塞設(shè)備。其主要作用在于當(dāng)列車在區(qū)間或閉塞分區(qū)運行時，保證列車運行的空間間隔，即“在一個區(qū)間（或閉塞分區(qū)）內(nèi)，在同一時間里只允許一個列車占用”的行車方法，以防止對向列車發(fā)生正面相撞事故或同向列車發(fā)生追尾事故。（4）在城市軌道交通車站里，車站的聯(lián)鎖設(shè)備也是信號系統(tǒng)的重要組成部分。聯(lián)鎖主要作用在于保證車站范圍內(nèi)的機車車輛和列車在徑路上的安全，有效利用站內(nèi)線路，高效率地指揮行車和調(diào)車，以提高車站通過能力。列車和調(diào)車車輛在站內(nèi)運行的徑路是用轉(zhuǎn)換道岔尖軌的位置實現(xiàn)的。車站聯(lián)鎖設(shè)備的基本功能就在于使信號機、徑路和有關(guān)道岔之間發(fā)生相互制約關(guān)系以保證安全。傳統(tǒng)的信號系統(tǒng)中，是以設(shè)置于軌旁的地面信號機作為“主體信號”，以其不同顏色的燈光顯示，向列車司機發(fā)出不同的行車命令，然后由列車司機來操縱列車的運行；而感應(yīng)到駕駛室的“車載信號”，它只作為“輔助信號”，向列車司機提供各種用于駕駛的“參考信息”。地面信號機顯示“進行”信號，允許列車駛?cè)胄盘枡C所防護的軌道區(qū)段；信號機顯示“禁止”信號，則不準(zhǔn)列車駛?cè)胄盘枡C所防護的軌道區(qū)段。（3）為了使列車遵循一定的規(guī)律組織行車，在城市軌道交

在城市軌道交通中，由于采用閉環(huán)的自動控制系統(tǒng)，所以在ATC系統(tǒng)完好的情況下，列車司機可以不參與列車的運行操縱。因此城市軌道交通的信號系統(tǒng)中，可以不設(shè)地面信號機，而根據(jù)“車載信號”的“速度信號”和“距離信號”，自動地控制列車的運行。至于線路上設(shè)置的地面信號機，只是對非“車載信號”控制的列車，或自動控制列車系統(tǒng)失效時，才作為列車的運行指揮系統(tǒng)。城市軌道交通信號就是以信息控制、信號燈具、信號標(biāo)志物、信號儀表和信號音響等向城市軌道交通行車人員傳送列車、調(diào)車運行條件；行車設(shè)備狀態(tài)和行車有關(guān)指示的技術(shù)與設(shè)備。其作用是保證機車車輛安全有序地行車與調(diào)車作業(yè)。在城市軌道交通中，由于采用閉環(huán)的自動控制系統(tǒng)，所以

二、城市軌道交通信號系統(tǒng)的作用城市軌道交通線路、車輛、供電、通信、信號、環(huán)控、售檢票等系統(tǒng)，在運營管理人員的協(xié)調(diào)下，共同完成乘客輸送任務(wù)，實現(xiàn)乘客的位移，形成“人?公里”，這就是城市軌道交通運輸所形成的產(chǎn)品，它蘊含著各個系統(tǒng)所創(chuàng)造的價值。在城市軌道交通中，信號系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著保證行車安全、指揮列車運行的重要任務(wù)。城市軌道交通信號系統(tǒng)的作用主要是：（一）確保列車運行的安全軌道交通信號系統(tǒng)是指揮列車安全運行的關(guān)鍵設(shè)備，只有在列車運行前方的軌道區(qū)段沒有列車占用（列車進路空閑）、道岔位置正確、敵對或相抵觸的徑路沒有建立等條件滿足，才允許向列車發(fā)出允許列車前行的信號，所以列車只要嚴(yán)格按照信號的顯示運行，就能夠確保列車的安全運行；反之，如果列車不遵循信號的顯示運行（違章運行），將導(dǎo)致事故。在城市軌道交通運輸中，確保乘客的旅途安全比什么都重要。所以信號系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著確保運輸安全的重要使命，有了信號系統(tǒng)的保障，可以杜絕和減少列車運行事故、而且可以降低事故等級、縮小事故損失。

（二）提高軌道交通的運用效率信號設(shè)備在軌道交通建設(shè)中的投資盡管很少，但是對于提高行車效率起著極其重要的作用。在城市軌道交通建設(shè)中，用于通信、信號的投資不到總投資的5%，但其效益占城市軌道交通運輸總效益的25%以上。在城市軌道交通中，由于采用了先進的信號系統(tǒng)，使列車的行車間隔大大縮短，一般90s的運營間隔，提高了行車密度，縮短列車停站時分，由計算機系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的列車運行時刻表，自動、安全地指揮列車按列車運行圖運行。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，城市軌道交通信號的單線自動閉塞系統(tǒng)，在組織追蹤運行的條件下，可提高通過能力25%～30%；而雙線自動閉塞系統(tǒng)，可以提高通過能力1～2倍；采用調(diào)度集中，在不增加車站到發(fā)線的情況下，提高通過能力12%～24%，所以，現(xiàn)代化的信號系統(tǒng)，對于提高行車效率有著無可比擬的作用。反之，如果信號系統(tǒng)失靈，或信號停用，將導(dǎo)致列車自動行車指揮系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)，只能靠調(diào)度人員“人工”指揮列車運行，不僅增加了調(diào)度人員的勞動強度，行車安全更是難以保證，當(dāng)然也導(dǎo)致行車效率極低，其損失難以估量。三、城市軌道交通信號系統(tǒng)的特點城市軌道交通信號系統(tǒng)有如下特點：（1）城市軌道交通客運運輸量很大，對行車間隔的要求很高，是高密度方式，高峰時最小行車間隔達(dá)到70s，因此，對列車運行速度監(jiān)控的要求很高。對列車的速度、實時的列車距離和停車位置予以全面的監(jiān)控。具有完備的列車速度監(jiān)控功能。（二）提高軌道交通的運用效率（2）列車根據(jù)地面?zhèn)魉偷乃俣刃盘柣蚓嚯x信號，自動控制列車的運行。當(dāng)列車超速時，列車自動進行超速防護。（3）由于城市軌道交通的線路長度幾十公里，站間距離都在1～1.5km，運營列車種類單一。大多數(shù)車站僅有上、下乘客的功能，因此它的信號系統(tǒng)中通常包含自動排列進路和運行自動調(diào)整的功能，人工介入極少，自動化水平高。（4）采取不同的閉塞方式，信號機的設(shè)置也不同。城市軌道交通的許多車站沒有配線，不設(shè)道岔，甚至也不設(shè)地面信號機，僅在少數(shù)有岔聯(lián)鎖站及車輛段才設(shè)置道岔和地面信號機，故聯(lián)鎖設(shè)備的監(jiān)控各不統(tǒng)一。但一條線上的控制中心就可實現(xiàn)全線的聯(lián)鎖功能。城市軌道交通信號自動控制最大的特點是把聯(lián)鎖關(guān)系和ATP編/發(fā)碼功能結(jié)合在一起，且包含一些特殊的功能，如自動折返、自動進路、緊急關(guān)閉、扣車等。（5）城市軌道交通列車運行速度一般不超過80km/h（最高127km/h），城市軌道交通信號系統(tǒng)一般采用速率較低、獨立的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。但是，由于采用基于無線通信技術(shù)等系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳輸速率大大提高。（2）列車根據(jù)地面?zhèn)魉偷乃俣刃盘柣蚓嚯x信號，自動控制列車的運

（6）城市軌道交通的車輛段內(nèi)，有列車庫內(nèi)的檢修、洗車、車輪璇輪、試車等轉(zhuǎn)線作業(yè)。還有列車出入庫等調(diào)車作業(yè)等，作業(yè)的方式不復(fù)雜。所以，一般獨立采用一套聯(lián)鎖設(shè)備。但是也有的車輛段采用和正線一樣的聯(lián)鎖設(shè)備。第二節(jié)城市軌道交通信號系統(tǒng)的組成城市軌道交通信號系統(tǒng)由正線上列車自動控制（ATC，AutomaticTrainControl）系統(tǒng)和車輛段信號控制系統(tǒng)兩大部分組成，用于列車進路控制、列車間隔控制、調(diào)度指揮、信息管理、設(shè)備工況監(jiān)測及維護管理，構(gòu)成正線上和車輛段內(nèi)的綜合性自動化系統(tǒng)。城市軌道交通正線上ATC系統(tǒng)由現(xiàn)場軌旁設(shè)備、車載信號設(shè)備、控制中心、及車站信號設(shè)備組成。城市軌道交通車輛段單獨設(shè)一套聯(lián)鎖設(shè)備，用以實現(xiàn)車輛段內(nèi)的進路控制，完成車輛運用、停放檢修，以及進行列車技術(shù)檢查、車輛清掃洗刷等日常保養(yǎng)作業(yè)，并通過ATS車輛段分機與行車指揮中心交換信息。如圖1-3所示。（6）城市軌道交通的車輛段內(nèi)，有列車庫內(nèi)的檢修、洗圖1-3城市軌道交通信號系統(tǒng)組成框圖圖1-3城市軌道交通信號系統(tǒng)組成框圖

一、列車自動控制系統(tǒng)的組成列車自動控制ATC（AutomaticTrainControl）系統(tǒng)包括三個子系統(tǒng)：列車自動防護ATP（AutomaticTrainProtection）子系統(tǒng)，列車自動駕駛ATO（AutomaticTrainOperation）子系統(tǒng)，列車自動監(jiān)控ATS（AutomaticTrainSupervision）子系統(tǒng)。車站聯(lián)鎖系統(tǒng)（StationInter-lockSystem）組成如圖1-4所示。

其中，ATP子系統(tǒng)與聯(lián)鎖系統(tǒng)屬于“安全相關(guān)”類功能，ATO子系統(tǒng)與ATS子系統(tǒng)屬于“非安全相關(guān)”類功能。以上系統(tǒng)之間有高速的數(shù)據(jù)通道進行數(shù)據(jù)交換，使得整個系統(tǒng)的運行高效、有條不紊。如圖1-5所示。一、列車自動控制系統(tǒng)的組成其中，AT圖1-5ATC設(shè)備控制列車運行示意圖圖1-5ATC設(shè)備控制列車運行示意圖

（1）ATS子系統(tǒng)主要實現(xiàn)對列車運行的監(jiān)督和控制，輔助行車人員對全線列車運行進行管理，統(tǒng)一指揮調(diào)度，充分發(fā)揮其運輸快捷、準(zhǔn)時的特點。它可以為行車指揮人員提供全線列車的運行狀態(tài)顯示、監(jiān)督和記錄運行圖的執(zhí)行情況，在列車運行偏離運行圖時能夠及時作出反應(yīng)（提出調(diào)整建議或自動修整運行圖），從而保證列車按時刻表正點運行；還可通過ATO子系統(tǒng)的接口，向乘客提供運行信息通報（例如：列車到達(dá)、出發(fā)時間，運行方向，中途?？空久龋?。（2）ATP子系統(tǒng)是ATC系統(tǒng)中最重要的部分。城市軌道交通列車運行速度高，在高峰期列車密度大，而且運輸對象為乘客，發(fā)生行車事故后果嚴(yán)重。依靠運行人員防止運行事故發(fā)生遠(yuǎn)不能滿足運行安全要求，必須使用列車自動防護ATP子系統(tǒng)。使用ATP子系統(tǒng)的優(yōu)點是保證了行車的安全可靠性，縮短了列車間隔，提高了線路的利用率。ATP子系統(tǒng)根據(jù)故障——安全原則執(zhí)行列車間安全間距的監(jiān)控、列車的超速防護、安全開關(guān)門的監(jiān)督和進路的安全監(jiān)控等功能，確保列車和乘客的安全。（3）ATO子系統(tǒng)以列車自動防護ATP子系統(tǒng)為基礎(chǔ)，配置車載計算機系統(tǒng)和必要的輔助設(shè)備，主要用于實現(xiàn)“地對車控制”，即用地面信息實現(xiàn)對列車驅(qū)動、惰行和制動的控制，傳送車門和屏蔽門同步開關(guān)信號，執(zhí)行車站之間列車的自動運行、列車在車站的定點停車、在終點的自動折返等功能。（1）ATS子系統(tǒng)主要實現(xiàn)對列車運行的監(jiān)督和控制，

使用ATO子系統(tǒng)后，可以使列車運行規(guī)范化、減少人為影響，對于列車在高密度、高速度運行條件下保證運行秩序有很大好處。同時，自動運行下的列車經(jīng)常處于最佳運行狀態(tài)，避免了不必要的、過于劇烈的加速和減速，因此，明顯提高了乘客的舒適度，同時還可以減輕司乘人員的勞動強度，提高列車準(zhǔn)點率及減少輪軌磨損，與列車的再生制動相配合，可以節(jié)省電能的消耗。（4）聯(lián)鎖系統(tǒng)。聯(lián)鎖是車站范圍內(nèi)徑路、信號、道岔之間互相制約的關(guān)系，它們之間必須建立嚴(yán)密的聯(lián)鎖關(guān)系，才能確保行車安全。聯(lián)鎖由聯(lián)鎖設(shè)備完成。聯(lián)鎖均采用計算機聯(lián)鎖。正線上的集中控制站（包括本站及其所控制的非集中站的道岔和信號機）由設(shè)于該站的聯(lián)鎖設(shè)備控制。該設(shè)備除了實現(xiàn)聯(lián)鎖關(guān)系外，還將聯(lián)鎖的有關(guān)信息傳送至ATP/ATO子系統(tǒng)，并接收ATS子系統(tǒng)的命令。如圖1-6所示為城市軌道交通信號系統(tǒng)功能的框圖說明。使用ATO子系統(tǒng)后，可以使列車運行規(guī)范化、

圖1-6城市軌道交通信號系統(tǒng)功能框圖MMI—人機界面；ATR—列車自動調(diào)整；ARS—列車進路設(shè)置；PCU—電源控制單元；RTU—車站遠(yuǎn)程終端單元；DT—VCC數(shù)據(jù)傳輸；PIIS—乘客信息顯示；乘客向?qū)到y(tǒng)、乘客向?qū)э@示牌；FTGS—電氣絕緣結(jié)軌道電路圖1-6城市軌道交通信號系統(tǒng)功能框圖

二、車輛段信號系統(tǒng)的組成車輛段的信號機和道岔由車輛段的聯(lián)鎖設(shè)備控制。通常車輛段獨立設(shè)一套聯(lián)鎖設(shè)備，用以實現(xiàn)車輛段的進路控制，并通過ATS車輛段分機與行車指揮中心交換信息。它包括聯(lián)鎖系統(tǒng)、進路控制設(shè)備、接近通知、終端過走防護和車次號傳輸設(shè)備等。這些設(shè)備由局域網(wǎng)連接并經(jīng)過光纜與調(diào)度中心通信。列車的整備、維修與運行相互銜接成一個整體，保證了城市軌道交通的高效率和低成本。車輛段內(nèi)試車線設(shè)置若干段與正線相同的ATP軌道電路和ATO地面設(shè)備，用于對車載ATC設(shè)備進行靜、動態(tài)試驗。在車輛段停車庫，一般還設(shè)有日檢/月檢設(shè)備，用來對列車進行上線前的常規(guī)檢測。車輛段室內(nèi)聯(lián)鎖設(shè)備如圖1-7所示。二、車輛段信號系統(tǒng)的組成

（一）車輛段站場平面布置城市軌道交通車輛段是保障車輛正常運營所必需的設(shè)施，是車輛運用整備和檢修的場所。車輛段與綜合維修中心、物質(zhì)總庫等設(shè)于一處，組成車輛基地。目前各國城市軌道交通車輛檢修采用兩種制式，一種是廠修、段修分修制，另一種是廠修、段修合修制。廠修、段修分修制，就是修建專門的車輛大修廠（不限于1個），它承擔(dān)全線網(wǎng)各線車輛的大修任務(wù)。車輛的架修、定修及其以下的修理工作，由各線的車輛段承擔(dān)。廠修、段修合修制就是不設(shè)專門的車輛大修廠，車輛的大修在車輛段內(nèi)進行。定修段平面布置如圖1-8～圖1-10所示。（一）車輛段站場平面布置圖1-8車輛段總體平面示意圖圖1-8車輛段總體平面示意圖圖1-9終端式車輛段圖圖1-10貫通式車輛段圖圖1-9終端式車輛段圖圖1-10貫通式車輛段圖

一條軌道交通線路車輛基地的設(shè)置取決于城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)車輛基地布局及資源共享規(guī)劃的確定。車輛段設(shè)計以線路的運營條件和車輛技術(shù)參數(shù)為依據(jù)，由相關(guān)專業(yè)提供全線需要的配屬列車數(shù)，合理確定車輛段的功能和建設(shè)規(guī)模，確定承擔(dān)車輛運用設(shè)備設(shè)施和檢修設(shè)施的線路數(shù)量及其他生產(chǎn)、生活設(shè)施，充分利用地形條件進行站場平面布置。平面布置圖中首先要確定出入線數(shù)量及其與接軌站銜接布置方案。車輛段站場平面布置要滿足車輛運用和檢修的作業(yè)要求，應(yīng)以運用整備庫和檢修庫為核心，合理確定兩庫房相互位置，并綜合考慮維修中心、物資倉庫、辦公場所，以及其他生產(chǎn)、生活設(shè)施等進行分區(qū)布置。段內(nèi)線路布置要以出入線及其延伸線為基線，以庫房功能劃分線群，以庫的橫跨內(nèi)線路設(shè)線束，使線路布置緊湊，減少進路交叉和作業(yè)干擾，保證段內(nèi)行車作業(yè)安全。如圖1-11所示。圖1-11段內(nèi)線路布置圖一條軌道交通線路車輛基地的設(shè)置取決于城市軌道交

（二）車輛段內(nèi)各類線路的布置

1．出入線出入線一般是按雙進路設(shè)計，但規(guī)模不大的輔助停車場也可只設(shè)一條線。為保證行車作業(yè)安全，出入線與正線設(shè)計為立交。出入線平、縱斷面設(shè)計應(yīng)執(zhí)行《地鐵設(shè)計規(guī)范》中的規(guī)定。出入線應(yīng)為列車留有信號（列車駕駛模式）轉(zhuǎn)換作業(yè)的長度。車輛段咽喉道岔區(qū)頭部的兩條平行線路間一般都設(shè)有一組交叉渡線或“八”字形單渡線。這是場內(nèi)行車進路所必須的，還能實現(xiàn)出、入線臨時調(diào)整運行進路。而對接軌于線路中途的且為側(cè)式站臺車站（不兼折返站）的出入線中一條以立交跨越正線，還在其接岔前設(shè)置一組交叉渡線。如圖1-12和圖1-13所示。圖1-12出入線接軌示意圖（二）車輛段內(nèi)各類線路的布置圖1-12出入線接圖1-13育馬場、塘坑雙站八字出入線接軌方案2．停車列檢線停車列檢線包括停車線、列檢線，由于其功能相近，通常設(shè)在同一庫（棚）內(nèi)。停車列檢線群的設(shè)計必須保證列車出、入段順暢，每條線路都應(yīng)接通出、入線；有條件時宜以出、入線設(shè)置兩個線群，使兩線出入作業(yè)量較為均衡。如圖1-14所示。

3．月檢線月檢線具有停車功能。不論月檢線與運用庫組合或與檢修庫組合，每條月檢線都需掛設(shè)接觸網(wǎng)。由于列車靠自身動力行駛，因此月檢線應(yīng)與出入線有直接的通路，使按計劃進行月檢的列車能從線上直接進入月檢庫。同時月檢線束還需接通牽出線，對需要轉(zhuǎn)線的列車?yán)脿砍鼍€進行作業(yè)。當(dāng)?shù)匦螚l件允許，可將月檢線群逆向布置在停車列檢庫的道岔區(qū)前方。圖1-13育馬場、塘坑雙站八字出入線接軌方案

即兩個庫對向共用一個咽喉區(qū)，這樣列車在兩個車庫間行駛就不需經(jīng)由牽出線轉(zhuǎn)線。這也是較優(yōu)的布置方案。當(dāng)?shù)匦螚l件決定了需將運用整備庫與檢修庫按逆向錯列布置時，應(yīng)將月檢線與停車列檢庫并列設(shè)置。如圖1-15所示。

圖1-14停車列檢線

圖1-15月檢線即兩個庫對向共用一個咽喉區(qū)，這樣列車在兩個車庫4．洗車線和不落輪鏇輪線洗車線可設(shè)計為貫通式和盡頭式兩種類型。貫通式洗車線一般并聯(lián)在入段線的外側(cè)，兩端分別與入段線和運用庫前咽喉區(qū)頭部連通。洗車線有效長度范圍應(yīng)是一條獨立作業(yè)進路，不和其他作業(yè)交叉。盡頭式洗車線可單獨設(shè)置在停車列檢庫外側(cè)，也可與不落輪鏇輪線并聯(lián)（組合庫）位于停車列檢庫和聯(lián)合檢修庫的中間，但盡量使場內(nèi)道路在洗車線有效長度外。同時該兩線束的連接線宜與出（入）場線、牽出線連通，這樣可保證列車入段時直達(dá)洗車線，也可利用牽出線轉(zhuǎn)線于運用庫與洗車線（或鏇輪線）之間。如圖1-16和圖1-17所示。4．洗車線和不落輪鏇輪線5．檢修線當(dāng)檢修線（庫）與停車列檢庫為順向并列布置且設(shè)有牽出線時，檢修線群（含定臨修線，大、架修線，靜調(diào)線，吹清掃線，油漆線等）集中在牽出線上引出后分線束伸向各自車庫內(nèi)。由于待檢修列車自身不具有動力行駛能力，需采用調(diào)機進行牽引推送，調(diào)車作業(yè)均經(jīng)牽出線轉(zhuǎn)線于各車庫之間。大、架修庫可與定臨修庫、月檢庫順向并列組合成聯(lián)合檢修庫，也可依據(jù)地形條件以連接線延伸至一個合適位置分線設(shè)庫，并配合設(shè)置油漆線（庫）和待修線。油漆線（庫）可在大、架修庫旁適當(dāng)位置單獨出岔設(shè)置，也可設(shè)在大、架修庫內(nèi)，設(shè)車間利用移車臺轉(zhuǎn)移車輛。檢修線如圖1-18所示。靜調(diào)線、吹清掃線可與定臨修線、月檢線組合成聯(lián)合檢修庫，庫前為同一個咽喉區(qū)的線群。根據(jù)工藝流程，為減少調(diào)車行程，宜將靜調(diào)和吹清掃庫（線）置于月檢線（庫）與定臨修線（庫）的中間。吹清掃線也可單獨布置在檢修庫的外側(cè)，線路在檢修線群咽喉區(qū)外側(cè)梯線上出岔，盡量減少庫間調(diào)車行程。如圖1-19所示。5．檢修線

圖1-18檢修線

圖1-19靜調(diào)線、吹清掃線

6．工程車線及平板車線工程車線是為工程車輛及軌道車、調(diào)機而設(shè)置的。段內(nèi)工程車線（庫）可設(shè)置在運用庫與檢修庫線群之間的空隙地段。該線束往往在運用庫咽喉區(qū)外側(cè)的線路上出岔，這可保證工程車直接出庫上線，也便于調(diào)機與牽出線有直接通路。圖1-18檢修線圖1-19靜調(diào)線、吹清掃線

平板車線一般與工程車線設(shè)置在一起，兩者以一個線束在基線的出段側(cè)出岔，集中設(shè)置在運用庫或檢修庫的咽喉道岔區(qū)外側(cè)，同時宜靠近綜合維修中心，以方便路料及機械設(shè)備裝車及時上線，盡量避免走“之”字路線。如圖1-20所示。平板車線一般與工程車線設(shè)置在一起，兩者以一個線束在基線的出段側(cè)出岔，集中設(shè)置在運用庫或檢修庫的咽喉道岔區(qū)外側(cè)，同時宜靠近綜合維修中心，以方便路料及機械設(shè)備裝車及時上線，盡量避免走“之”字路線。如圖1-20所示。圖1-20工程車線及平板車線平板車線一般與工程車線設(shè)置在一起，兩者以一個線

7．牽出線牽出線是供段內(nèi)調(diào)車作業(yè)而設(shè)的線路。段內(nèi)需要用調(diào)機牽引推送列車的有關(guān)線路應(yīng)集中在牽出線上出岔。對于實現(xiàn)全自動化運行的線路車輛段，牽出線作為段內(nèi)全自動化運行區(qū)和人工駕駛區(qū)的聯(lián)絡(luò)線路，以實現(xiàn)駕駛模式的轉(zhuǎn)換。牽出線數(shù)量應(yīng)根據(jù)調(diào)車作業(yè)方式和工作量確定，一般為一條。對僅承擔(dān)列車運行、停放、列檢工作并有洗車線的停車場，應(yīng)根據(jù)出入線的通過能力決定是否設(shè)置牽出線。如圖1-21所示。圖1-21牽出線示意圖7．牽出線圖1-21牽出線示意圖

8．走行線當(dāng)停車列檢庫設(shè)為貫通式時，宜在車庫外側(cè)設(shè)一條走行線，以連接兩端咽喉道岔區(qū)，便于列車轉(zhuǎn)線。如圖1-22所示。圖1-22走行線8．走行線圖1-22走行線

9．試車線為減少調(diào)車行程，避免列車轉(zhuǎn)線而切割出入線，試車線宜設(shè)在聯(lián)合檢修庫外側(cè)的適當(dāng)位置。但限于試車線設(shè)計條件或者地形條件，在段址內(nèi)往往先選擇試車線線位，再進行車輛段總圖布置。如圖1-23所示。

10．材料線該線主要是為運輸新到列車和物資而設(shè)置。有條件與鐵路或鐵路專用線接軌的車輛段內(nèi)，宜靠近鐵路設(shè)置材料線。因材料線旁有裝卸機械作業(yè)并需堆放物資，故要有足夠的面積。同時材料線應(yīng)和材料庫相鄰。如圖1-24所示。9．試車線

車輛段（車廠）是城市軌道交通必需的車輛設(shè)施。段（廠）內(nèi)設(shè)置了不同功能的各種線路。每條線路上均有信號機控制。保證列車、調(diào)車在個線上的運行與運行安全。完成列車的停放、出入庫、及檢修任務(wù)。

三、城市軌道交通信號系統(tǒng)的設(shè)備裝設(shè)位置城市軌道交通信號設(shè)備按裝設(shè)的位置不同分為5個部分：控制中心信號設(shè)備、車站及軌旁信號設(shè)備、車輛段信號設(shè)備、試車線信號設(shè)備和車載ATC設(shè)備。（一）控制中心信號設(shè)備控制中心如圖1-25所示?？刂浦行男盘栐O(shè)備屬于ATS子系統(tǒng)，是ATC的核心。圖1-25控制中心外觀圖車輛段（車廠）是城市軌道交通必需的車輛設(shè)施。段（

1．中心計算機系統(tǒng)中心計算機系統(tǒng)包括控制主機、通信處理器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、局域網(wǎng)及各自的外部設(shè)備。為保證系統(tǒng)的可靠性，主要硬件設(shè)備均采用主/備雙套熱備方式，可自動或人工切換。中心計算機系統(tǒng)能滿足自動控制、調(diào)度員人工控制及車站控制的要求。如圖1-26所示。圖1-26控制中心設(shè)備1．中心計算機系統(tǒng)圖1-26控制中心設(shè)備2．綜合顯示屏綜合顯示屏設(shè)于主控制室，用于監(jiān)測正線列車運行情況及系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)，它由顯示設(shè)備和相應(yīng)的驅(qū)動設(shè)備組成。如圖1-25所示。

3．調(diào)度員及調(diào)度長工作站調(diào)度員及調(diào)度長工作站設(shè)于主控制室，用于行車調(diào)度指揮。

4．運行圖工作站運行圖工作站用于運行計劃的編制和修改。通過人機對話可以實現(xiàn)對運行時刻表的編輯、修改及管理。

5．培訓(xùn)/模擬工作站培訓(xùn)/模擬工作站配有各種系統(tǒng)的編輯、裝配、連接和系統(tǒng)構(gòu)成工具以及列車運行仿真軟件。它可與調(diào)度員工作站顯示相同的內(nèi)容，有相同的控制功能，能仿真列車在線運行及各種異常情況，而不參與實際的列車控制。實習(xí)操作員可通過它模擬實際操作，培養(yǎng)系統(tǒng)控制和各種情況下的處理能力。如圖1-27所示。

6．繪圖儀和打印機彩色繪圖儀和彩色激光打印機，用于輸出運行圖及各種報表。

7．維修工作站2．綜合顯示屏

維修工作站主要用于ATS系統(tǒng)的維護、ATC系統(tǒng)故障報警處理和車站信號設(shè)備的監(jiān)測。如圖1-28所示。

圖1-27控制中心培訓(xùn)/模擬工作站

圖1-28城市軌道交通設(shè)備維修管理信息系統(tǒng)示意圖維修工作站主要用于ATS系統(tǒng)的維護、ATC

8．UPS及蓄電池組控制中心配備在線式UPS及可提供30min后備電源的蓄電池組。蓄電池組的外觀如圖1-29所示。圖1-29UPS電源的蓄電池組8．UPS及蓄電池組圖1-29UPS電源的

（二）車站及軌旁信號設(shè)備車站分為集中聯(lián)鎖站和非集中聯(lián)鎖站。集中聯(lián)鎖站一般為有道岔車站，但也可能是無道岔車站。非集中聯(lián)鎖站一般為無道岔車站，但有道岔車站根據(jù)需要也可以由鄰近車站控制，而成為非集中聯(lián)鎖站。如圖1-30所示，安德門站、小行站為有道岔站，是集中聯(lián)鎖站；中勝站、元通站為無道岔站，是非集中聯(lián)鎖站。圖1-30集中聯(lián)鎖站和非集中聯(lián)鎖站示意圖（二）車站及軌旁信號設(shè)備圖1-30集中聯(lián)鎖站

車站信號設(shè)備組成如圖1-31所示，其中TWC即車—地通信。圖1-31城市軌道交通車站信號設(shè)備組成示意圖車站信號設(shè)備組成如圖1-31所示，其中TWC即車

1．集中聯(lián)鎖站及軌旁信號設(shè)備（1）ATS車站分機。集中聯(lián)鎖站設(shè)1臺ATS車站分機，用于采集車站設(shè)備的信息，接收控制命令，實現(xiàn)車站進路的自動控制。如圖1-32右邊所示為ATS分機顯示器。（2）車站聯(lián)鎖設(shè)備。車站設(shè)計算機聯(lián)鎖設(shè)備受ATS或車站值班員系統(tǒng)的控制，用以實現(xiàn)車站進路的自動控制。如圖1-32所示。（3