地鐵通信與信號-信號基礎(chǔ)設(shè)備-信號機課件

2023/3/231項目三信號基礎(chǔ)設(shè)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(shè)置要求。

3．掌握防護信號機、調(diào)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(nèi)容]

信號是保證行車安全的設(shè)備，是指示列車及調(diào)車作業(yè)的命令，行車有關(guān)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(diào)車作業(yè)。2023/3/232

一、城市軌道交通信號概述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(shù)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(guān)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2023/3/2331)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，音響間隔為一秒。重復鳴示時，須問隔五秒以上；

2)為避免對站內(nèi)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2023/3/235

(3)地面信號和車載信號地面信號是設(shè)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(shè)備或其他方式傳輸引入列車的信號。車載信號設(shè)備安裝在列車的兩端。2023/3/236

城市軌道交通地面采用的色燈信號機在結(jié)構(gòu)上與鐵路信號機基本相同，但在設(shè)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，其他地方一般不設(shè)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(jié)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?；诠潭ㄩ]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2023/3/237(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)。

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2023/3/239二、地面信號機1．設(shè)置原則

(1)設(shè)置于列車運行方向右側(cè)

城市軌道交通采用右側(cè)行車制，不論在正線還是車輛段，地面信號機應設(shè)置于列車運行方向的右側(cè)，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(shè)置在列車運行方向左側(cè)或其他位置。

2023/3/2310(2)信號機限界設(shè)備限界是用以限制設(shè)備安裝的輪廓線，信號機不得侵入設(shè)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(gòu)成車輛限界。直線地段的設(shè)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(shè)備限界應在直線地段設(shè)備限界的基礎(chǔ)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(shù)等因素計算確定。在城市軌道交通公司的《行車組織規(guī)則》中對各限界的數(shù)據(jù)有具體說明。2023/3/2311

2．正線信號機及表示器

城市軌道交通有的車站設(shè)有道岔，有的車站僅有兩條正線，因此應根據(jù)各站設(shè)備具體情況設(shè)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?shù)攸c設(shè)置防護信號機，如附錄C中的A站、E站、F站等所示。

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正線上防護信號機用“X”、“F”等命名，以數(shù)字序號作為下標，下行咽喉編為單號，上行咽喉編為雙號，從站外向站內(nèi)順序編號。2023/3/2314

(2)阻擋信號機在線路盡頭處設(shè)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(gòu)，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(shè)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。2023/3/2315

(3)通過信號機采用ATC系統(tǒng)的城市軌道交通，自動閉塞通過信號機已經(jīng)失去主體信號的作用，一般在區(qū)間不設(shè)置通過信號機。為便于駕駛員在ATP設(shè)備發(fā)生故障時控制列車運行，可以根據(jù)需要設(shè)置通過信號機。通過信號機采用三顯示機構(gòu)，自上而下燈位為黃、綠、紅。2023/3/2317信號名稱色燈信號機(透鏡式)顯示信號顯示的意義進站信號機

停車，不準越過信號機

進正線準備停車

進到發(fā)線準備停車

按規(guī)定速度由正線通過

進站內(nèi)準備停車表示接車進路信號機在開放狀態(tài)

引導信號，以不超過20km/h的速度進站或通過接車進路，并隨時準備停車燈光配列：采用高柱雙機構(gòu)（兩個顯示機構(gòu)），帶引導信號機構(gòu)。自上而下燈位為黃、綠、紅、黃、白。2023/3/2318信號名稱色燈信號機(透鏡式)顯示信號顯示的意義出站信號機非自動閉塞區(qū)段

停車，不準越過信號機

準許列車由車站出發(fā)

準許列車由車站出發(fā)開往次要線路自動閉塞區(qū)段

停車，不準越過信號機

準許列車由車站出發(fā)，表示前方有一個閉塞分區(qū)空閑

準許列車由車站出發(fā)，表示前方至少有兩個閉塞分區(qū)空閑

準許列車由車站出發(fā)開往非自動閉塞區(qū)段2023/3/23192023/3/23213．車輛段(車廠)信號機

車輛段(車廠)入口轉(zhuǎn)換軌外方設(shè)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(gòu)。

2023/3/2322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(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(cè)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2023/3/2323

車輛段(車廠)出口處設(shè)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2023/3/2325

地面設(shè)置的信號機平時應處于亮燈狀態(tài)，其經(jīng)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(guān)閉。根據(jù)調(diào)車作業(yè)實際情況，結(jié)合鐵路信號設(shè)備的設(shè)計要求，調(diào)車信號機開放后需列車全部越過信號機后才自動關(guān)閉2023/3/2326三、圖形符號

城市軌道交通信號平面圖中常用顏色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2023/3/2329任務二認識車輛段信號設(shè)備

1．目標

1)掌握城市軌道交通車輛段(車廠)內(nèi)有關(guān)信號機設(shè)置及作用。

2)掌握城市軌道交通車輛段(車廠)內(nèi)有關(guān)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。

2)車輛段(車廠)設(shè)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(jù)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(shè)置原則，區(qū)分車輛段(車廠)內(nèi)調(diào)車信號機和列車阻擋信號機的不同作用。2023/3/2330(2)認識設(shè)備提供車輛段(車廠)內(nèi)不同性質(zhì)、不同類型信號機的設(shè)備實物圖片，根據(jù)信號機外觀、設(shè)置位置等識別各信號機，并能夠講解圖中設(shè)備的有關(guān)知識。

(3)信號顯示與列車運行根據(jù)列車及其他車輛進出車輛段(車廠)以及在車輛段(車廠)內(nèi)作業(yè)的錄像，能夠說明有關(guān)作業(yè)過程中相關(guān)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(guān)規(guī)章要求。

2)正確執(zhí)行有關(guān)規(guī)章。

2．資料提供《行車組織規(guī)則》中關(guān)于信號機故障行車辦法的有關(guān)規(guī)定。例如某地鐵公司關(guān)于信號機及發(fā)車表示器故障時規(guī)定。2023/3/2331(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(diào)度員；

2)駕駛員憑行車調(diào)度員授權(quán)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(diào)度員；

2)行車調(diào)度員授權(quán)列車駕駛員或車站督導員停止使用該故障設(shè)備，視為無效信號；

3)中央控制時，行車調(diào)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)；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(diào)度員匯報；

4)駕駛員憑行車調(diào)度員的調(diào)度命令發(fā)車。

2023/3/23323．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(shè)備故障時的處理方法。任務四了解信號機基本結(jié)構(gòu)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(nèi)部結(jié)構(gòu)。

2．設(shè)備透鏡式色燈信號機、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(nèi)部結(jié)構(gòu)方面的不同。

2)觀察不同信號機在信號顯示方面的不同。2023/3/2333[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(jié)構(gòu)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)出的光束聚成平行光束，故稱為透鏡式。這種信號機結(jié)構(gòu)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(gòu)安裝在信號機柱上，矮型信號機的機構(gòu)安裝在混凝土基礎(chǔ)上，如圖3-2所示。圖3-2矮型色燈信號機2023/3/2334

透鏡式信號機機構(gòu)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(gòu)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(gòu)用于阻擋信號機，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(gòu)可以單獨使用，也可以組合使用(也可與單顯示機構(gòu)組合)，再按燈光配列對信號燈位顏色的規(guī)定安裝有色內(nèi)透鏡。例如，圖3-1中的XJl由一個二顯示機構(gòu)和一個三顯示機構(gòu)組成，并對于不使用的燈位予以封閉。

透鏡式信號機機構(gòu)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(gòu)2023/3/2335

透鏡組裝在鏡架框上，由兩塊帶棱凸透鏡組成，其中內(nèi)側(cè)透鏡為有色帶棱外凸透鏡，外側(cè)透鏡為無色帶棱內(nèi)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(jù)需要選用。

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燈泡是色燈信號機的光源。目前信號機采用12V25W直絲燈泡。根據(jù)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(zhuǎn)換設(shè)備自動點亮副燈絲，保證信號不間斷顯示。

燈座用于安放燈泡?，F(xiàn)采用定焦盤式燈座，調(diào)整好透鏡組焦點后固定燈座，更換燈泡時無需再調(diào)整。2023/3/23372．組合式色燈信號機組合式色燈信號機每個機構(gòu)只有一個燈室，由光系統(tǒng)、機構(gòu)殼體、遮檐等組成，如圖3-4所示。使用時根據(jù)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(gòu)，故稱為組合式。圖3-4組合式色燈信號機機構(gòu)

組合式色燈信號機機構(gòu)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)出的光通過色片、非球面鏡聚成帶有指定顏色的平行光，再經(jīng)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(jù)需要每個機構(gòu)中配備一種色片。2023/3/2338偏散鏡將光系統(tǒng)產(chǎn)生的平行光較均勻地聚焦到所需要的可視范圍內(nèi)。根據(jù)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(gòu)重量輕，便于安裝、維護和調(diào)整。光系統(tǒng)設(shè)計合理，光能利用率高，顯示效果好，有利于駕駛員嘹望信號。2023/3/23393．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(gòu)、發(fā)光盤、點燈裝置、報警單元組成。

LED信號機鋁合金機構(gòu)與透鏡式色燈信號機大小相同，分為高柱機構(gòu)和矮型機構(gòu)兩種，每種機構(gòu)又分別包括二燈位機構(gòu)、三燈位機構(gòu)兩種類型，根據(jù)使用需要，還有專門的復示機構(gòu)、引導機構(gòu)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2023/3/2340LED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(gòu)、矮型機構(gòu)、復示機構(gòu)、引導機構(gòu)、表示器機構(gòu)等。圖3-5LED信號機發(fā)光盤信號機發(fā)光盤

點燈裝置用于為發(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(shù)發(fā)光盤需要通過點燈裝置將現(xiàn)有信號電源轉(zhuǎn)化為12V直流電以驅(qū)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(shù)量超過總數(shù)的30％時，以及主、備電源有一路發(fā)生故障時，產(chǎn)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(shè)置有獨立的報警單元。2023/3/2341

與上述兩種信號機相比，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(shù)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(shè)計和生產(chǎn)中已經(jīng)確定，并能夠始終保持良好的聚焦狀態(tài)，不需要現(xiàn)場調(diào)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。2023/3/2342

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(nèi)控制設(shè)備對有關(guān)繼電器的驅(qū)動和采集，實現(xiàn)對地面信號機的控制和監(jiān)督。調(diào)車信號機點燈電路如圖3-6所示，下面以調(diào)車信號機點燈電路為例，說明電路的分析方法。2023/3/2343信號燈燈泡采用12V25W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(diào)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13～14VBB(白燈變壓器)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(shè)置熔斷器防護調(diào)車信號機平時顯示藍燈，信號繼電器DXJ吸起后顯示白燈2023/3/2344繼電聯(lián)鎖基本原理2023/3/2345

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(nèi)容包括：

1)信號機構(gòu)、基礎(chǔ)、箱盒外觀檢查，基礎(chǔ)牢固，外觀無損傷。

2)檢查設(shè)備有無受外界干擾，加鎖是否良好。

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(gòu)內(nèi)部、透鏡玻璃，檢查顯示情況是否良好，清掃設(shè)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(nèi)容包括：

1)檢查機構(gòu)、基礎(chǔ)、箱盒牢固且完好無損傷。