高鐵信號機(1)

1、高速鐵路計算機聯鎖工程設計參考資料（一）一、道岔轉轍設備轉轍設備包括轉轍機、外鎖閉裝置、密貼檢查器、下拉裝置和融雪設備，用來對道岔進行轉換和鎖閉，并給出道岔表示。一、轉轍設備的設置1轉轍機的設置高速鐵路所用18#及以上道岔、60kg12#道岔采用三相交流轉轍機、多機牽引、順序啟動方式，并應具備現場操作功能，應采用外鎖閉裝置，第一牽引點必須采用不可擠型轉轍機。18#及以上道岔增加密貼檢查器，高速道岔配有下拉裝置。18#道岔尖軌長度22.01 m，尖軌5個牽引點，可動心軌2個牽引點。其他道岔采用ZD6系列轉轍機。若為AT彈性可彎曲道岔，原要雙機牽引，采用一臺ZD6-E型和一臺ZD6-J型電動轉轍機

2、。一般道岔采用ZD6-D型電動轉轍機。2. 轉轍機、外鎖閉裝置、密貼檢查器的設置 圖1-1所示為18#道岔尖軌的轉轍機、外鎖閉裝置、密貼檢查器的設置示意圖?？梢姡捎昧宿D轍機、外鎖閉裝置、密貼檢查器各3臺。圖3-28 18#道岔尖軌的轉轍設備設置示意圖圖1-2所示為18#提速道岔心軌的轉轍機、外鎖閉裝置、密貼檢查器的設置示意圖?？梢姡捎昧?臺轉轍機、外鎖閉裝置 ，1臺下拉裝置。圖1-2 18#提速道岔心軌的轉轍設備設置示意圖3下拉裝置在彈性支撐的可動心軌轍叉中，在心軌尖端也會產生慣性力。當列車通過可動心軌時，翼軌或者可動心軌會彈性地下沉，使心軌尖端和翼軌的相互高度發(fā)生變化。車輪到達心軌尖端會

3、產生較大的表面壓力并且增加磨損。此外，突然撞擊并且下壓心軌尖端至彈性變形的滑床板上將產生很大的動態(tài)力，會增大對滑床板的表面和閉塞點的磨損，而且也會增加噪聲。轍叉下拉裝置使用液壓下拉夾具來使兩個部件平穩(wěn)地下沉，以避免在這個重疊區(qū)域的高動態(tài)荷載，防止了可動心軌和彈性支撐翼軌之間的相對移動，使得高速列車通過心軌尖端時不會產生慣性力。該裝置與翼軌相連，并用一根連接桿把可動心軌下拉至滑動板上。轍叉下拉裝置如圖1-3所示。轍叉叉尖處的大約70kN的拉力由下拉裝置中的疊片盤簧產生。為此，在下拉裝置內部通過液壓缸產生了機械彈簧力的一個反作用力，這由下拉裝置的驅動電機所控制。下拉裝置的驅動電機是在道岔轉轍機轉換

4、之前由道岔電動控制系統開啟的，并且在鎖閉裝置和轉轍機鎖定狀態(tài)下關閉。當道岔需要轉轍時，驅動電機驅動液壓缸，把疊片盤簧下壓直到連接桿壓在安裝在翼軌上的支架輥輪上，而可動心軌被輕微地抬起，這樣使可動心軌可以轉轍。每組道岔設一個下拉繼電器，在道岔需要轉轍接收到轉換命令后首先使下拉驅動器吸起，使驅動電機動作，可動心軌轍叉被輕微地抬起，待下拉裝置解除對心軌的壓力時心軌才能執(zhí)行轉換命令而轉換。道岔心軌轉換完畢，下拉繼電器落下，下拉裝置恢復對心軌的壓力，可動心軌被下拉。圖1-3 下拉裝置下拉裝置電路圖如圖1-4所示。每組道岔設一個下拉繼電器XLJ，由計算機聯鎖驅動。在道岔需要轉轍接收到轉換命令后首先使下拉驅

5、動器XLJ吸起，XLJ吸起后使下拉復示繼電器XLJF吸起。XLJF經檢查下拉裝置的斷相保護繼電器BHJ吸起、本道岔的尖軌和心軌的總斷相保護繼電器ZBHJ吸起后自閉。XLJF吸起后使驅動電機動作，可動心軌轍叉被輕微地抬起，待下拉裝置解除對心軌的壓力時心軌才能執(zhí)行轉換命令而轉換。道岔心軌轉換完畢，XLJF落下，驅動電機停止動作，下拉裝置恢復對心軌的壓力，可動心軌被下拉。圖1-4 下拉裝置電路圖二、信號機1信號機的設置車站設進站、出站信號機。根據需要，作業(yè)量較大的車站可設進路信號機、調車信號機和復示信號機。作業(yè)較為單一的中間站、越行站列車進路上可不設調車信號機。進站信號機的設置位置應符合現行鐵路技術

6、管理規(guī)程的相關規(guī)定。進站信號機采用采用“黃、綠、紅、黃、白”五燈位高柱信號機。橋、隧地段信號機以及高柱信號機構外緣與接觸網帶電部分不符合安全距離要求時可采用七燈位矮型信號機。當矮型進站信號機設于線路右側時，定型配置的三、四燈位機構換位，使紅燈位于線路側，如圖2-1所示。進站信號機不應設置在電分相區(qū)及附近一定范圍內，因為電分相區(qū)一般設置在區(qū)間，為無電區(qū)，當采用無電過分相方案時，信號機的設置地點需要符合列車停車后啟動以及啟動后能夠以慣性渡過無電區(qū)。因此信號機不能設置在分相區(qū)內，還要考慮距分相區(qū)一定的距離，該距離要符合列車啟動后能夠以慣性渡過無電區(qū)。出站信號機應設在距警沖標不小于55m(含過走防護距

7、離50m)的地點，或距最近的對向道岔尖軌尖端不小于50m的地點。有時受地形地貌、施工條件等限制，遇個別車站股道有效長不足以及站臺嚴重偏置等情況時，可采取按客貨共線標準將出站信號機設在距警沖標5m的地點、優(yōu)化出站信號機外方應答器布置以及在相應股道中部增加校核列車位置的無源應答器組等措施，經報部批準后實施。出站信號機及發(fā)車進路信號機采用“紅、綠、白”三燈位矮型信號機（圖2-2）。與傳統的出站信號機不同，增加了引導信號，可以在因發(fā)車進路軌道電路故障或出站信號機允許燈光斷絲情況下，以引導方式將列車發(fā)至區(qū)間。出站信號機必須在要求地面信號機點燈的情況下才能開放引導信號，點亮紅色燈光和月白色燈光。根據需要設

8、置調車信號機（圖2-3），常態(tài)為一個藍色燈光。正線上無特殊需求不設調車信號機。動車組運行徑路上的調車信號機應設在距警沖標不小于5m處。其他徑路上的調車信號機應設在距警沖標不小于35m處。設有調車危險應答器的調車信號機應盡量遠離警沖標或防護道岔。調車信號機應采用現行規(guī)定的矮型調車信號機。盡頭到發(fā)線上阻擋列車運行的調車信號機采用出站信號機機構并封閉綠色燈光。進站信號機 出站信號機調車信號機圖2-1 進站信號機 圖2-2 出站信號機 圖2-3 調車信號機在進站信號機外方900m、1000m、1100m處應設置預告標。2信號機的顯示列車信號機常態(tài)為滅燈狀態(tài)，一般情況下不使用。只有當無ATP車載設備或車

9、載設備故障的列車才使用。列車信號機的燈絲條件不納入聯鎖檢查。ATP車載設備正常工作時，司機以車載信號行車，地面信號機開放已無意義。所以車站及線路所列車信號機應常態(tài)滅燈不顯示，僅起停車位置作用。對以隔離模式運行的動車組列車和施工路用列車，信號機點亮，滅燈視為紅燈。這些信號機平時可以不著燈，一方面節(jié)能，另一方面也可避免因地面信號與車載信號出現不一致時(如燈絲斷絲)導致的混亂。僅運行動車組的高速鐵路，遇列車未裝設列控設備(可能包括維修車、軌道車等)或列控設備停用時，相應的列車信號機應經人工確認后轉為點燈狀態(tài)。常態(tài)滅燈的車站(含無配線車站)出站信號機開放允許信號時應檢查站間空閑條件。調車信號機應常態(tài)點

10、燈。地面信號機的信號顯示僅表示允許列車越過該信號機或在該信號機前停車，不區(qū)分進路方向，無速度含義。地面信號機的接近區(qū)段長度應保證該信號機的信號關閉后最高運行速度的列車不會在此距離外的區(qū)段上產生列車超速防護（ATP）限制信息。進站信號機顯示含義：一個黃色閃光和一個黃色燈光表示準許列車按限速要求越過該信號機，經道岔側向位置進入站內準備停車； 一個紅色燈光和一個月白色燈光表示準許列車在該信號機前方不停車，以不超過40kmh的速度進站或通過接車進路，并須準備隨時停車；其他信號顯示符合技規(guī)的規(guī)定。 出站信號機顯示含義： 一個綠色燈光表示準許列車由車站以站間閉塞方式出發(fā)，前方站間空閑； 一個紅色燈光和一個

11、月白色燈光表示準許列車由車站以站間閉塞方式出發(fā)，發(fā)車進路列車速度不超過40kmh，并須準備隨時停車；其他信號顯示符合技規(guī)的規(guī)定。 同一方向相鄰列車信號機之間的距離應符合不同性能的列車按規(guī)定速度安全停車制動距離的要求。站內列車信號機的顯示關系還應符合下列規(guī)定： 辦理了接車進路，接車進路終端的出站或進路信號機應點亮紅色燈光，若該信號機紅燈不能點亮時，防護接車進路的信號機則應點亮紅色燈光。 辦理了通過進路，進路上的出站或進路信號機應點亮相應允許燈光，若允許燈光燈絲斷絲，則其前方信號機顯示應相應降級。3信號機的點燈控制列車信號機常態(tài)為滅燈狀態(tài)。當無ATP車載設備或車載設備故障的列車接近信號機時，經操作

12、后，首先將對應信號機轉為點燈狀態(tài)，信號機點亮后的列車接發(fā)車進路的辦理與辦理方式保持一致。列車越過信號機后燈光自動熄滅。各信號機燈絲條件均不納入聯鎖，信號燈滅燈時按紅燈處理，無ATP車載設備的列車應停止運行。車站聯鎖設備在每個車站咽喉增設兩個自復式按鈕，分別為“點燈按鈕（KDA）”和“關燈按鈕（GDA）”,與原信號機列車按鈕配合，可點亮或關閉對應信號機紅燈。（1）進站信號機的點燈控制進站信號機點燈電路如圖2-4所示。按壓“點燈按鈕（KDA）”+對應進站信號機列車按鈕，計算機聯鎖驅動該進站信號機開燈繼電器KDJ吸起，對應熄滅的進站信號機點亮紅燈，辦理接車進路鎖閉后點亮相應允許燈光。進站信號機點亮紅

13、色燈光，且之前已辦理了接車進路，該進路可繼續(xù)保持鎖閉狀態(tài)，再次按壓進站信號機列車按鈕，點亮對應允許燈光。列車越過點亮的進站信號機，進站信號機點亮紅燈，進站信號機內方第一區(qū)段解鎖后進站信號機紅色燈光自動熄滅。圖2-4 進站信號點燈電路按壓“關燈按鈕（GDA）”+對應進站信號機列車按鈕，KDJ落下，使進站信號機紅燈熄滅。高速鐵路正線及到發(fā)線采用18#提速道岔，因此有黃燈閃光電路。閃光電路見圖2-5。信號閃光繼電器XSJ由計算機聯鎖驅動，當符合條件需要開放閃光信號時，XSJ吸起。XSJ接通閃光繼電器SNJ電路，使得SNJ脈動。將SNJ前接點等接入進站信號機黃燈點燈電路，當SNJ吸起時該黃燈點亮；SN

14、J落下時因串入電阻R, 黃燈不亮，于是黃燈顯示就閃光信號。閃光監(jiān)督繼電器SNJJ在SNJ脈動時一直保持吸起，如果SNJ停止脈動，SNJJ就落下，回采其接點，起到對于閃光電路的監(jiān)督。圖2-5 閃光電路（2）出站信號機的點燈控制出站信號點燈電路如圖2-6所示。按壓點燈按鈕（KDA）+對應出站信號機列車按鈕，計算機聯鎖驅動該出站信號機開燈繼電器KDJ吸起，可使對應熄滅的出站信號機點亮紅燈，辦理發(fā)車進路并符合開放條件后點亮相應允許燈光。當辦理接車進路（進站信號機點亮）或向股道辦理調車進路時，該進路順向出站信號機（未辦理進路）自動點亮紅燈。出站信號機點亮紅燈，且之前已辦理了發(fā)車或通過進路，該進路可繼續(xù)保

15、持鎖閉狀態(tài)，按壓出站信號機列車按鈕，若符合開放條件則點亮對應允許燈光。圖2-6 出站信號點燈電路出站信號開放條件：辦理發(fā)車或引導發(fā)車進路，并檢查站間區(qū)間空閑后，點亮相應允許燈光。列車越過已點亮允許信號的出站信號機，出站信號機點亮紅燈，出站信號機內方第一區(qū)段解鎖后出站信號機紅燈熄滅。對于列車或調車立折作業(yè)，立折發(fā)車進路或調車進路解鎖后，原接車或調車時點亮的出站信號機紅燈隨之熄滅。按壓“關燈按鈕（GDA）”+對應進站信號機列車按鈕，可使進站信號機紅燈熄滅。（3）調車信號機點燈控制出站兼調車信號機用于調車時，調車進路建立后，信號機點亮白燈，調車車列全部越過信號機后點亮紅色燈光，進路解鎖后熄滅。當利用

16、區(qū)間調車時，按發(fā)、接列車方式辦理和控制。4信號機降級顯示進站信號機點亮允許燈光（綠燈、黃燈、雙黃燈、黃閃黃燈、紅白燈）時，點燈電路故障或燈絲斷絲，進站信號機點亮紅燈。進站信號機應點亮紅燈時，燈絲斷絲，進站信號機燈光熄滅。辦理了接車進路，出站信號機應點亮紅燈時，出站信號機燈絲斷絲燈光熄滅，進站信號機點亮紅燈。 辦理了通過進路，出站信號機點亮綠燈時，出站信號機綠燈燈絲斷絲，出站信號機點亮紅燈，進站信號機點亮黃燈。對于防護18號道岔的進站信號機必須開放次一架信號機，才允許點亮“黃閃黃”顯示。對于應點亮的信號機燈絲斷絲，本信號顯示應顯示紅燈，前一架信號機顯示做相應調整。進出站信號機點亮紅燈或燈絲斷絲滅

17、燈時，對應接近區(qū)段軌道電路應發(fā)送“HU”碼。三、軌道電路高速鐵路站內正線原則上采用與區(qū)間同制式的采用計算機編碼控制的ZPW-2000A有絕緣軌道電路 (又稱一體化軌道電路)。中間站、越行站站內咽喉區(qū)比較簡單，為減少站內軌道電路制式、簡化工程設計，站內其他軌道區(qū)段也采用了與正線同制式的ZPW-2000A有絕緣軌道電路。大站的正線及到發(fā)線采用與區(qū)間同制式的有絕緣軌道電路。咽喉區(qū)軌道區(qū)段兩端采用機械絕緣節(jié)，股道分割處宜采用機械絕緣節(jié)。只有大站的站內其他軌道電路區(qū)段才采用97型25 Hz相敏軌道電路。1軌道電路的設計長度ZPW-2000A軌道電路的設計長度應符合列控車載設備可靠接收及鄰線干擾防護的要求

18、，用于站內時還應符合車站聯鎖系統可靠工作的要求。站內無岔區(qū)段軌道電路需要提供列控信息時，其最小長度Lmin 應同時符合以下兩公式的要求。 Lmin=Vmax2.5s+L常 Lmin=L自 式中站內無岔區(qū)段軌道電路不需提供列控信息時，其最小長度Lmin應同時符合以下兩公式的要求。Lmin=L自 Lmin=VmaxT落 - L車 (1446-3)式中 Vma該區(qū)段的最高允許速度，當站場條件不能符合要求時，可按CTCS2運用環(huán)境允許的最高速度(ms)；L常軌道電路余量20m；T落軌道電路接收設備的最大落下時間(s)；L車車長(m)；L自軌道電路設備自身允許的最小長度(m)。道岔區(qū)段應根據其直向或側向

19、是否需要提供列控信息而分別按上述方法確定其最小長度。在站內軌道電路最小長度計算公式中，一般照該區(qū)段的最高允許速度取值，但是實際站場有時不能符合要求，此時可按CTCS-2級運用環(huán)境允許的最高速度。列車從CTCS-3級轉換到CTCS-2級時速度必須降到CTCS-2級允許的速度值，如果軌道電路長度按照CTCS-2級允許的速度進行設計，最多會延時25 s接收地面碼序，進而延時25s切換到CTCS-2級，但不影響列車運行安全。 站內軌道電路區(qū)段最短長度按以下條件考慮，并取其中的最大值作為最短長度： 列車運行時車載設備需要可靠接收到軌道電路所傳送的信息。 列車或單機以允許的最高速度通過站內軌道區(qū)段時，該軌

20、道區(qū)段應能正常解鎖。 軌道電路設備自身允許的最小長度， ZPW-2000A為60m。 當列車進路內各區(qū)段均發(fā)送機車信號信息時，列車運行于道岔區(qū)段任一個分支，都應確保車載設備可靠接收信息。 對于僅正線發(fā)碼的車站，因其道岔區(qū)段的無受電分支(彎股)不需要發(fā)碼，故列車進路經由道岔彎股時，該區(qū)段分支支路的長度僅需符合解鎖要求即可。2軌道電路頻率設計區(qū)間、車站軌道電路載頻應統籌設計。閉塞分區(qū)分界點處絕緣兩側應采用不同載頻，其中，上行正線、上行側到發(fā)線采用2 000 Hz、2 600 Hz；下行線正線、下行側到發(fā)線采用1 700 Hz、2 300 Hz。ZPW-2000軌道電路發(fā)送器的低頻、載頻等信息編碼接

21、口宜采用計算機通信方式。車站接、發(fā)車進路軌道電路低頻信息應與其接近的信號機防護的進路條件相符。目前，按照高速鐵路CTCS-2級列控系統技術設備管理基本要求，明確了“當車站側向接車進路有低于80kmh的臨時限速時，進站或進路信號機不得顯示“一個黃色閃光和一個黃色燈光”。當側向發(fā)車進路上有低于80 kmh的臨時限速時，出站信號機的接近區(qū)段發(fā)送“UU碼”。3站內軌道電路 （1）軌道電路系統結構站內一體化軌道電路系統結構機械絕緣節(jié)機械絕緣節(jié)軌道電路系統結構如圖3-1所示。機械絕緣節(jié)電氣絕緣節(jié)軌道電路系統結構如圖3-2所示,其電路原理圖如圖3-3所示。 圖3-1 機械絕緣節(jié)機械絕緣節(jié)軌道電路系統結構 圖

22、3 -2 機械絕緣節(jié)機械絕緣節(jié)軌道電路系統結構 圖3-3 機械絕緣節(jié)電氣絕緣節(jié)軌道電路原理圖一個站內軌道電路設備構成如表3-1所列。表3-1 站內軌道電路設備構成序號名 稱型號設備數量備 注1發(fā)送器ZPWFK2雙機熱備使用2接收器ZPWJK1與另一臺接收器構成雙機3衰耗冗余控制器ZPWRSK1用一臺衰耗冗余控制器或一臺雙頻衰耗冗余控制器4雙頻衰耗冗余控制器ZPWRSS-K5防雷模擬網絡盤ZPWMLK26調諧匹配單元ZPWPT2用于站內正線股道電氣絕緣節(jié)7空心線圈ZPWXKD1用于站內正線股道電氣絕緣節(jié)8機械絕緣節(jié)空心線圈ZPWXKJD 1用于站內正線股道機械絕緣節(jié)9站內匹配變壓器ZPWBPLN

23、2用于站內道岔區(qū)段或側線股道機械絕緣處7軌道電路防雷單元ZPWULG室外設備的縱向防雷,用于電化區(qū)段，AC 2385VZPWULG22室外設備的橫向防雷，AC 75V8補償電容器若干道岔區(qū)段25F股道：1700、2000Hz 50F，2300Hz、2600Hz 40F（2）設計基本原則站內股道ZPW-2000A軌道電路長度不應大于650m（道床漏泄電阻不小于3.0km、分路電阻不大于0.25或道床漏泄電阻不小于2.0km、分路電阻不大于0.15，且線間距不小于5m。）。最小長度應滿足列車以最高運行速度通過該軌道區(qū)段時，車載設備能夠正常接收軌道電路信息（暫按2.5s計算）。為避免鄰線軌道電路的干

24、擾，當站內橫向相鄰同方向載頻的軌道電路長度超過650 m(線間距不小于5 m)時，應對軌道電路進行分割。道岔區(qū)段ZPW-2000機械絕緣軌道電路長度一般小于400m，包含12個道岔分支。特殊情況不應超過600m。每個道岔區(qū)段不宜超過2個道岔。當區(qū)段只有一個道岔時，無受電分支長度不應大于120m。當區(qū)段有兩個道岔時每個無受電分支長度分別不應大于60m和120m。側線股道可以采用道岔區(qū)段軌道電路配置，也可以采用區(qū)間軌道電路配置。ZPW-2000軌道電路載頻應統籌設計，防止出現迂回電路和列控信息的越區(qū)傳輸，閉塞分區(qū)分界點兩側的軌道電路采用不同的載頻。軌道電路采用追蹤碼序滿足CTCS-2 級列車安全運

25、行的要求。軌道電路連接線、道岔區(qū)段軌道電路并聯線采用雙線雙塞方式。站內道岔軌道區(qū)段不大于300 m時，不配置補償電容。大于300 m時，需要根據道岔位置情況進行綜合考慮。在無軌道設備的機械絕緣節(jié)處、有牽引回流通過時，應在該機械絕緣節(jié)處設置空扼流變壓器。在鋼軌線路需要接貫通綜合地線或牽引回流線處，應設置空扼流變壓器。車站采用全進路有碼時，當列車從上行線進入到下行線或從下行線進入到上行線時，在入口處軌道區(qū)段首先發(fā)送2s 25.7Hz低頻信息，后轉發(fā)正常信息。車站僅正線與到發(fā)線區(qū)段有碼時，當列車從上行線進入到下行到發(fā)線或從下行線進入到上行到發(fā)線時，到發(fā)線入口區(qū)段首先發(fā)送2s 25.7Hz低頻信息，后

26、轉發(fā)正常信息；當列車從上行到發(fā)線發(fā)車進入下行線或從下行到發(fā)線發(fā)車進入上行線時，線路首段有碼區(qū)段首先發(fā)送2s 25.7Hz低頻信息，后轉發(fā)正常信息。（3）道岔區(qū)段軌道電路道岔區(qū)段軌道電路采用“分支并聯”一送一受軌道電路結構，以實現道岔彎股的分路檢查防護和車載信號信息的連續(xù)性傳輸。高速鐵路列車控制系統的車載設備，要求地面軌道電路系統提供車載信息，其傳送的信息必須能夠時實、連續(xù)、穩(wěn)定地被車載設備接收，這就要求地面軌道電路系統提供給車載信號設備的信息，必須在時間和空間上是連續(xù)的。對于時間上的連續(xù)，由于站內采用了與區(qū)間同制式的軌道電路，可以確保地面軌道電路系統提供給列車車載設備的信息在時間上的連續(xù)性。對于空間上連續(xù)，主要存在于機械絕緣節(jié)和彎