鐵道信號(hào)基礎(chǔ)設(shè)備課件演講人：日期:目錄CATALOGUE概述信號(hào)控制設(shè)備軌旁顯示設(shè)備線路檢測(cè)設(shè)備安全防護(hù)裝置技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)01概述信號(hào)設(shè)備定義與作用鐵路信號(hào)設(shè)備通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)軌道狀態(tài)、列車位置及速度，動(dòng)態(tài)控制信號(hào)顯示，確保列車在安全間隔下運(yùn)行，防止追尾、側(cè)撞等事故。其作用包括列車進(jìn)路鎖閉、道岔位置監(jiān)控、速度超限防護(hù)等，是鐵路運(yùn)輸安全的“神經(jīng)中樞”。保障行車安全的核心技術(shù)通過自動(dòng)化信號(hào)控制（如CTC調(diào)度集中系統(tǒng)），優(yōu)化列車運(yùn)行路徑和時(shí)刻表，減少人工干預(yù)誤差，顯著提高區(qū)間通過能力和車站解編效率。例如，四顯示自動(dòng)閉塞系統(tǒng)可將最小追蹤間隔縮短至3分鐘。提升運(yùn)輸效率的關(guān)鍵手段現(xiàn)代信號(hào)設(shè)備遵循國(guó)際鐵路聯(lián)盟（UIC）標(biāo)準(zhǔn)，逐步向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。如ETCS（歐洲列車控制系統(tǒng)）實(shí)現(xiàn)跨國(guó)信號(hào)互聯(lián)，而CBTC（基于通信的列車控制）支持無人駕駛模式。標(biāo)準(zhǔn)化與智能化演進(jìn)通過計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖（CBI）或繼電聯(lián)鎖控制道岔、信號(hào)機(jī)與軌道電路，確保進(jìn)路邏輯安全。例如，6502電氣集中聯(lián)鎖系統(tǒng)采用“故障-安全”原則，任何部件故障均導(dǎo)向禁止信號(hào)狀態(tài)。鐵路信號(hào)系統(tǒng)組成車站聯(lián)鎖系統(tǒng)包括自動(dòng)閉塞（如ZPW-2000無絕緣軌道電路）和半自動(dòng)閉塞，劃分區(qū)間為閉塞分區(qū)，通過軌道電路占用檢測(cè)實(shí)現(xiàn)列車位置追蹤。三顯示/四顯示信號(hào)機(jī)提供分級(jí)速度指令。區(qū)間閉塞設(shè)備涵蓋機(jī)車信號(hào)（如JT1-CZ2000）、ATP（超速防護(hù)）及ATO（自動(dòng)駕駛）。CTCS-3級(jí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)GSM-R無線通信下的車地雙向數(shù)據(jù)傳輸，最高支持350km/h運(yùn)行。列車運(yùn)行控制系統(tǒng)安全運(yùn)營(yíng)核心地位信號(hào)設(shè)備硬件采用冗余架構(gòu)（如二乘二取二計(jì)算機(jī)），軟件通過SIL4安全認(rèn)證。當(dāng)檢測(cè)到軌道電路斷軌或道岔失表示時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)觸發(fā)緊急制動(dòng)。通過機(jī)車信號(hào)雙系冗余、司機(jī)警惕裝置及調(diào)度中心遠(yuǎn)程監(jiān)控，構(gòu)建“地面-車載-人員”三級(jí)防護(hù)體系。例如，LKJ2000監(jiān)控記錄儀實(shí)時(shí)比對(duì)允許速度與實(shí)際速度。依據(jù)《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》第331條，所有信號(hào)設(shè)備需定期進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)（如軌旁信號(hào)機(jī)亮度測(cè)試）和靜態(tài)檢修（繼電器接點(diǎn)清潔），故障修復(fù)時(shí)限不超過4小時(shí)。故障導(dǎo)向安全設(shè)計(jì)原則人機(jī)協(xié)同防護(hù)機(jī)制法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制約束02信號(hào)控制設(shè)備通過紅、黃、綠等顏色燈光組合傳遞行車指令，紅色表示停車，黃色提示減速或注意，綠色允許通行，部分信號(hào)機(jī)還包含藍(lán)、白等輔助燈光用于特殊場(chǎng)景指示。色燈信號(hào)機(jī)采用高亮度LED光源的新型信號(hào)設(shè)備，具有能耗低、壽命長(zhǎng)、可視距離遠(yuǎn)等優(yōu)勢(shì)，支持動(dòng)態(tài)顯示復(fù)雜信號(hào)組合，適應(yīng)高速鐵路的快速響應(yīng)需求。LED信號(hào)機(jī)通過機(jī)械臂板的升降或角度變化顯示信號(hào)，多用于早期鐵路或站場(chǎng)調(diào)車作業(yè)，分為單臂板和雙臂板，分別對(duì)應(yīng)不同等級(jí)的通行權(quán)限控制。臂板信號(hào)機(jī)010302信號(hào)機(jī)類型與功能進(jìn)路信號(hào)機(jī)用于指示列車進(jìn)入站內(nèi)特定軌道，出站信號(hào)機(jī)則控制列車離開車站的權(quán)限，二者協(xié)同確保站內(nèi)作業(yè)安全與效率。進(jìn)路信號(hào)機(jī)與出站信號(hào)機(jī)04電氣集中聯(lián)鎖通過繼電器電路實(shí)現(xiàn)信號(hào)機(jī)、道岔與軌道電路的邏輯互鎖，確保只有進(jìn)路空閑且道岔位置正確時(shí)才能開放信號(hào)，避免列車沖突或脫軌風(fēng)險(xiǎn)。基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的現(xiàn)代化聯(lián)鎖方式，采用軟件編程替代傳統(tǒng)繼電器邏輯，具備故障自診斷、遠(yuǎn)程監(jiān)控和靈活升級(jí)能力，廣泛應(yīng)用于高鐵和地鐵系統(tǒng)。聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循“故障導(dǎo)向安全”準(zhǔn)則，任何設(shè)備故障（如斷線、電源中斷）均自動(dòng)觸發(fā)最保守狀態(tài)（信號(hào)關(guān)閉、道岔鎖閉），優(yōu)先保障行車安全。關(guān)鍵聯(lián)鎖設(shè)備采用雙機(jī)熱備或三取二表決系統(tǒng)，確保單一硬件故障不影響正常運(yùn)行，同時(shí)通過定期數(shù)據(jù)同步避免信息丟失。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖（CBI）故障-安全原則冗余與熱備機(jī)制聯(lián)鎖設(shè)備邏輯原理01020304控制臺(tái)操作規(guī)范車站值班員、調(diào)度員等角色需通過身份認(rèn)證登錄系統(tǒng)，不同級(jí)別賬號(hào)對(duì)應(yīng)差異化的操作權(quán)限（如臨時(shí)限速設(shè)置、緊急停車指令下發(fā)等）。操作權(quán)限分級(jí)管理開放信號(hào)前需依次完成進(jìn)路檢查、道岔位置確認(rèn)、鄰站聯(lián)控等步驟，操作記錄自動(dòng)存檔備查，嚴(yán)禁跳過流程或強(qiáng)制解鎖設(shè)備?？刂婆_(tái)界面需清晰顯示軌道占用狀態(tài)、信號(hào)機(jī)狀態(tài)及報(bào)警信息，操作按鈕布局符合人體工程學(xué)，避免誤觸關(guān)鍵指令。標(biāo)準(zhǔn)化操作流程遇設(shè)備故障或突發(fā)事件時(shí)，立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，包括切換備用系統(tǒng)、人工引導(dǎo)接發(fā)車、啟用書面行車許可等，同時(shí)上報(bào)調(diào)度中心備案。應(yīng)急處理程序01020403人機(jī)交互界面（HMI）規(guī)范03軌旁顯示設(shè)備色燈信號(hào)機(jī)結(jié)構(gòu)采用光學(xué)透鏡組聚焦光源，通過不同顏色的濾光片顯示紅、黃、綠等信號(hào)，具有高亮度和遠(yuǎn)距離可視性，適用于復(fù)雜氣候條件。透鏡式色燈信號(hào)機(jī)LED色燈信號(hào)機(jī)機(jī)構(gòu)組成與安裝標(biāo)準(zhǔn)以發(fā)光二極管（LED）為光源，能耗低、壽命長(zhǎng)、維護(hù)簡(jiǎn)便，支持模塊化設(shè)計(jì)，可靈活調(diào)整顯示顏色和亮度，適應(yīng)現(xiàn)代鐵路智能化需求。包含燈座、透鏡組、遮檐、背板等部件，需嚴(yán)格按軌距和曲線半徑要求安裝，確保司機(jī)在不同角度和距離下清晰識(shí)別信號(hào)。線路限速標(biāo)志用于指示列車精確停靠點(diǎn)，通常為藍(lán)底白字，配合站臺(tái)幾何參數(shù)設(shè)置，避免列車越位或欠位影響乘降安全。停車位置標(biāo)志臨時(shí)施工標(biāo)志橙底黑字或熒光材質(zhì)，標(biāo)明施工區(qū)段、限速要求及持續(xù)時(shí)間，動(dòng)態(tài)更新信息以配合調(diào)度指令，保障施工與行車安全。標(biāo)明區(qū)段最高允許速度，采用白底黑字或黃底黑字設(shè)計(jì)，字體高度和反光性能需符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，確保夜間或惡劣天氣下可讀性。標(biāo)志牌識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)答器信息傳無源應(yīng)答器工作原理通過車載天線激活軌旁應(yīng)答器，反饋預(yù)存線路數(shù)據(jù)（如坡度、曲率、限速），無需外部供電，可靠性高，適用于固定信息傳輸場(chǎng)景。有源應(yīng)答器動(dòng)態(tài)交互連接軌旁電子單元（LEU），實(shí)時(shí)接收來自列控中心（TCC）的變量信息（如臨時(shí)限速、進(jìn)路狀態(tài)），支持車地雙向通信，提升運(yùn)行靈活性。安裝與維護(hù)規(guī)范應(yīng)答器需精確校準(zhǔn)中心頻率和磁場(chǎng)強(qiáng)度，定期檢測(cè)防水、防震性能，確保在高速通過時(shí)數(shù)據(jù)讀取準(zhǔn)確率≥99.9%。04線路檢測(cè)設(shè)備軌道電路工作原理電流回路檢測(cè)機(jī)制軌道電路通過鋼軌構(gòu)成閉合回路，當(dāng)無列車占用時(shí)，電流從發(fā)送端經(jīng)鋼軌流向接收端，信號(hào)機(jī)顯示允許通行；當(dāng)列車輪對(duì)進(jìn)入?yún)^(qū)間時(shí)，輪對(duì)分路導(dǎo)致電流被短路，接收端電流中斷，信號(hào)機(jī)切換為禁止通行狀態(tài)。030201絕緣節(jié)隔離作用軌道絕緣接頭將相鄰閉塞區(qū)間物理隔離，確保各區(qū)間的電路獨(dú)立運(yùn)作，避免信號(hào)干擾，同時(shí)通過電氣絕緣實(shí)現(xiàn)相鄰區(qū)段的邏輯隔離。頻率與編碼技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)代軌道電路采用音頻或數(shù)字編碼技術(shù)，通過不同頻率或編碼區(qū)分各區(qū)段，增強(qiáng)抗干擾能力，并支持列車占用狀態(tài)的精確檢測(cè)與傳輸。計(jì)軸器安裝要點(diǎn)車輪傳感器精準(zhǔn)定位計(jì)軸器的磁頭或電磁傳感器需嚴(yán)格平行于鋼軌安裝，確保與車輪的垂直距離在10-15mm范圍內(nèi)，以準(zhǔn)確檢測(cè)車輪通過的脈沖信號(hào)。數(shù)據(jù)通信與聯(lián)鎖集成計(jì)軸器輸出信號(hào)需通過專用電纜或光纖接入聯(lián)鎖系統(tǒng)，實(shí)時(shí)傳輸軸數(shù)計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)，并與軌道電路信息交叉驗(yàn)證，確保閉塞區(qū)間狀態(tài)判斷一致。防干擾與冗余設(shè)計(jì)安裝時(shí)需遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁干擾源（如牽引供電設(shè)備），并采用雙通道冗余檢測(cè)機(jī)制，避免因單點(diǎn)故障導(dǎo)致誤判，提升系統(tǒng)可靠性。位置狀態(tài)可視化指示道岔表示器將道岔密貼狀態(tài)（是否完全鎖閉）反饋至聯(lián)鎖系統(tǒng)，若未密貼則觸發(fā)信號(hào)機(jī)紅燈封鎖，防止列車進(jìn)入異常道岔區(qū)段。聯(lián)鎖系統(tǒng)反饋接口故障診斷與報(bào)警集成傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)道岔動(dòng)作異常（如卡阻、不同步），通過聲光報(bào)警或遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)提示維護(hù)人員及時(shí)檢修，降低行車風(fēng)險(xiǎn)。通過機(jī)械或電子裝置顯示道岔的定位（直股）或反位（曲股）狀態(tài)，通常以綠色燈光表示定位開通，黃色燈光表示反位開通，輔助司機(jī)或調(diào)度員確認(rèn)道岔實(shí)際位置。道岔表示器功能05安全防護(hù)裝置自動(dòng)停車裝置工作原理與組成自動(dòng)停車裝置通過車載傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)列車速度與信號(hào)系統(tǒng)指令，當(dāng)檢測(cè)到超速或冒進(jìn)信號(hào)時(shí)，自動(dòng)觸發(fā)制動(dòng)系統(tǒng)強(qiáng)制減速或停車。核心組件包括速度傳感器、控制單元、制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)及與地面信號(hào)的無線通信模塊。應(yīng)用場(chǎng)景與優(yōu)勢(shì)主要用于防止列車闖紅燈、超速行駛或未按限速通過彎道等危險(xiǎn)場(chǎng)景，顯著降低人為操作失誤導(dǎo)致的事故風(fēng)險(xiǎn)。其響應(yīng)速度可達(dá)毫秒級(jí)，遠(yuǎn)高于人工干預(yù)效率。技術(shù)升級(jí)方向現(xiàn)代系統(tǒng)正融合AI算法，通過歷史數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)潛在風(fēng)險(xiǎn)，并支持與列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)（ATO）協(xié)同控制，實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的停車策略。123防雷接地系統(tǒng)防直擊雷措施鐵道信號(hào)設(shè)備需在沿線安裝避雷針、避雷帶及引下線，避雷帶采用Φ12熱鍍鋅圓鋼，支撐卡間距≤1.2米，搭接長(zhǎng)度≥12mm。關(guān)鍵設(shè)備如信號(hào)機(jī)、軌道電路箱需設(shè)置獨(dú)立接地網(wǎng)，接地電阻≤4Ω，確保雷電流快速泄放。感應(yīng)雷防護(hù)設(shè)計(jì)在電源線、信號(hào)線入口加裝SPD（浪涌保護(hù)器），采用屏蔽電纜并多點(diǎn)接地，避免電磁脈沖干擾信號(hào)傳輸。機(jī)房需采用法拉第籠結(jié)構(gòu)，金屬門窗與接地系統(tǒng)可靠連接。接地系統(tǒng)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)定期使用接地電阻測(cè)試儀測(cè)量接地極性能，雨季前需全面檢查避雷帶銹蝕情況，確保連接點(diǎn)無松動(dòng)或斷裂，接地電阻年變化率不得超過10%。日常巡檢內(nèi)容每日需檢查信號(hào)機(jī)顯示狀態(tài)、軌道電路電壓波動(dòng)及電纜絕緣性能，記錄設(shè)備運(yùn)行參數(shù)。自動(dòng)停車裝置需模擬測(cè)試制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間，確保功能正常。設(shè)備維護(hù)周期周期性深度維護(hù)每季度對(duì)防雷接地系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)通性測(cè)試，每年雷雨季節(jié)前全面檢測(cè)避雷裝置；自動(dòng)停車裝置每半年需校準(zhǔn)傳感器精度，更換老化線纜。信號(hào)機(jī)透鏡、光源每2年更換一次。故障響應(yīng)機(jī)制建立分級(jí)預(yù)警制度，輕微故障24小時(shí)內(nèi)處理，涉及行車安全的重大故障需立即停用設(shè)備并啟動(dòng)備用系統(tǒng)，修復(fù)后需通過72小時(shí)連續(xù)運(yùn)行驗(yàn)證。06技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)高精度與高可靠性數(shù)字化信號(hào)系統(tǒng)采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸?shù)母呔群透呖煽啃?，減少傳統(tǒng)模擬信號(hào)系統(tǒng)的誤差和干擾，提升列車運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。模塊化設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，便于維護(hù)和升級(jí)，可根據(jù)實(shí)際需求靈活配置功能模塊，降低系統(tǒng)維護(hù)成本，同時(shí)提高設(shè)備的可擴(kuò)展性和適應(yīng)性。數(shù)據(jù)共享與協(xié)同控制通過數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信號(hào)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)共享和協(xié)同控制，優(yōu)化列車運(yùn)行間隔，提高線路通過能力，并支持多列車在同一區(qū)段的高效調(diào)度。數(shù)字化信號(hào)系統(tǒng)智能監(jiān)測(cè)技術(shù)遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理智能監(jiān)測(cè)技術(shù)支持遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，運(yùn)維人員可通過中央控制平臺(tái)實(shí)時(shí)查看全線信號(hào)設(shè)備狀態(tài)，快速響應(yīng)問題，提高運(yùn)維效率。預(yù)測(cè)性維護(hù)基于大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，系統(tǒng)能夠分析設(shè)備的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)設(shè)備壽命和故障趨勢(shì)，提前制定維護(hù)計(jì)劃，降低維護(hù)成本并延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。實(shí)時(shí)故障診斷智能監(jiān)測(cè)技術(shù)通過傳感器和數(shù)據(jù)分析算法，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信號(hào)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在故障并預(yù)警，減少突發(fā)