铁路信号专业

    铁路信号在元部件制造方向正向着小型化、固态化和高可靠性前途;在设计方向向着故障自动检测、自动诊断、高可用度、与计算机或微处理机相相结合的方向前途;在安装施工方向正向着模块化和工厂施工化的方向前途;在使用方向正向着无维修或少维修、高度自动化或智能化的方向前途。

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铁路信 号简介

高柱色灯信 号机(四显示机构外加容许信 号)

高柱色灯信 号机(四显示机构外加容许信 号)

   以标志物、灯具、仪表和音响等向铁路行车人员传送机车车辆运行条件、行车设备状态和行车相关指示的技术与设备。其作用是保障机车车辆安全有序地行车与调车作业。铁路信 号随着第一列动车在英国出现而出现。早期的信 号是十分简陋的。现代信 号借助电子工业的前途,使行车指挥系统走上自动化,动车运行也向着自动驾驶与自动控制前途。我们国家于1907年在大连至长春的铁路上开始安装了臂板式信 号机,1951年各自设计与制造的进路继电式集中联锁设备装在衡阳铁路车站。此后在各铁路线上渐渐匹配了自动闭塞、集中联锁、调度集中控制等设备。

主要功能:

    保障铁路行车安全。随着铁路信 号技术的前途和铁路信 号的广泛应用,铁路信 号也成为提升铁路区间和车站经过实力、递增铁路运输经济效益、改善铁路员工劳动条件的一种现代化科学管理手段和技术。

前途简况:

    1825年,世界上第一列动车在英国运行时用一人持信 号旗骑马前行,指引动车前进。1832年,美国在纽卡斯尔-法兰西堂铁路线上开始使用球形固定信 号装置,以传达动车运行的消息。如动车能准时到达则悬挂白球,如晚点则挂黑球。这种信 号机每隔5公里安装1架。铁路员工用望远镜瞭望,沿线互传消息。1839年,英国铁路开始用电报传递动车运行消息。1841年英国铁路出现了臂板信 号机。1851年英国铁路用电报机实行闭塞制度。1856年,J.萨克斯贝发明机械联锁机。1866年,美国利用轨道接触器检查闭塞区间有无机车车辆。1867年,出现点式自动停车装置,这种装置能强迫动车在显示停车信 号的信 号机前停车。1872年美国人W.鲁宾逊发明了闭路式轨道电路。1923年,美国铁路研制了车内信 号,并于1925年正式应使用到铁路。1925年,美国铁路协会(AAR)决定:美国各铁路公路平交道口必须装设标准化防护设备。此后,铁路公路平交道口防护设备前途起来。1927年,美国铁路采用了调度集中控制装置。随着电子计算机的出现和前途,调度集中控制正向着行车指挥自动化的方向前途;动车运行正向着动车自动控制和动车自动驾驶的方向前途。

    我们国家铁路于1907年在大连-长春线路间开始装设臂板信 号机。1924年,开始使用色灯信 号机。1949年中华人民共和国成立后,铁路信 号有了较快的前途。1951年,在京广线的衡阳车站装设了我们国家自己设计、自己制造、自己施工的进路继电式集中联锁。此后在到处的铁路线上相继装设了半自动闭塞、自动闭塞、车站电气集中联锁、调度集中控制和调度监督等设备,并建成机械化和半机械化驼峰调车场。此外,在北京的地下铁道上还成功地装设了行车自动指挥和动车自动控制系统。

铁路信 号分类:

    铁路信 号按其作用可分为指挥动车运行的行车信 号和指挥调车作业的调车信 号;按信 号设置的处所可分为车站信 号、区间信 号,以及行车指挥和动车运行自动化等;按信 号显示制式可分为选路制信 号和速不好制信 号;按结构可分为臂板信 号、色灯信 号、灯列信 号(我们国家大陆不采用)以及机车信 号机。铁路信 号设备可分为三大类:一是信 号机,其原始形式是手灯、手旗、明火、声笛等,现代信 号机主要有进、出站信 号机,经过信 号机,进路信 号机,驼峰信 号机,驼峰协助信 号机,预告信 号机,遮断信 号机,调车信 号机等,以及其他复示信 号机等协助性信 号机;二是标志,主要有预告标、站界标、警冲标、鸣笛标、作业标、减速地点标及机车停止位置标等;三是表示器,其作用是补充说明信 号的意义,主要有发车表示器、发车线路表示器、进路表示器、调车表示器、道岔表示器等。

技术设备:

    包括车站信 号、区间信 号、行车指挥自动化、动车运行自动化、驼峰调车控制等项。①铁路车站信 号。在车站范围内,指示动车或机车运行条件以保障行车和调车安全的信 号,其内容主要包括车站联锁、平面调车控制、车站信 号遥控遥信等。通常在站内股道很多,进路交叉也复杂,所以信 号必须与道岔、进路保持必须的操作顺序,变成联锁。现代已广泛使用继电集中联锁,以及允许车列溜放、保持退路安全的平面调车控制和节省电缆、人力的车站信 号遥控遥信系统。②铁路区间信 号。用以保护区间内动车行车安全,主要包括区间闭塞、车内信 号、铁路道口防护、防护报警和轴温探测等。区间闭塞是为了防止在区间运行的动车发生对撞和追尾事故。当区间采用半自动或自动闭塞后,区间信 号得到了特别大完整,同时可将地面信 号引入机车驾驶室中,变成易见的车内信 号;而和公路相交的道口,可设置面向公路的道口防护和防护报警。③铁路行车指挥自动化是应用计算机等设备自动收集信 号设备情况和动车运行的信息并进行处理,及时发出指挥动车运行的命令,以体现调度集中控制。行车指挥自动化的设备是在现有设备的基础上递增车次跟踪和计算机系统、通信设备以及故障检测设备等。系统应用的主要软件有动车追踪、进路控制和运行调整。④铁路动车运行自动化是利用计算机对动车起动、行驶、调度和停车实行自动监督、控制和调整,由此提升行车的安全性,提升运行效率,改善司机的工作条件。⑤驼峰调车控制是在驼峰调车场上,为控制货车溜放进路和溜放速度,体现动车的分类、解体和编组控制。控制方法可分为非机械化、机械化、半自动化和自动化的驼峰调车控制。铁路信 号前途的方向主要是体现高度自动化、智能化,以便保障行车和各种作业的安全、准确,提升效率。

联锁概念:

    联锁是铁路车站信 号联锁的简称,是铁路信 号设备的紧要必要组成部分。联锁(interlocking)在铁路车站上,保障机车车辆和动车在进路上的安全,有效利用站内线路,高效率地指挥行车和调车,改善行车人员的劳动条件。联锁是铁路信 号保障行车安全的紧要必要技术措施,指的是信 号设备与有关原因的制约关系。广义的联锁泛指各种信 号设备所存在的互相制约关系。狭义的联锁专指车站信 号设备之间的制约关系,而这种关系必须十分严密,从而保障行车的肯定安全。总来说之,车站内信 号、道岔以及进路之间的相互制约的关系就称之为联锁关系,简称联锁。

    联锁的基本情况包括:进路的防护则由设于进路入口处的信 号机来担当。进站信 号机防护的范围是车站和动车接车进路;出站信 号机防护的范围是动车的发车进路;调车信 号机防护的范围是调车进路和机车车辆所步入的线路。防止组建会导致机车车辆相互冲突的进路;必须使动车或调车车列通过的所有道岔均所比在与进路开通方向相符合的位置;必须使信 号机的显示与所组建的进路相符合。进路上各区段空闲时才可以开放信 号;进路上相关道岔在规定位置时才可以开放信 号;敌对信 号未关闭时,防护该进路的信 号机不能开放;防护该进路的信 号机开放后,该进路上的道岔均不能扳动,其敌对信 号机均不能开放;主体信 号机未开放时,预告信 号机不能开放,正线上的出站信 号机未开放时,进站信 号机不能显示正线经过信 号;动车或机车车辆驶入进路后,防护该进路的信 号机立即关闭,禁止其他动车或机车车辆再驶入。这些是联锁最基本的技术条件,只有在餍足了这些条件,联锁才可以成立,动车进路与调车进路才可以安全进行。

联锁设备的前途

    利用机械、电器自动控制和远程控制、计算机等技术和设备,使车站范围内的信 号机、进路和进路上的道岔相互具备制约关系的技术设备称为联锁设备。联锁设备是轨道交通的紧要必要信 号设备,用来在车站和车辆段体现联锁闭塞关系,组建进路,控制道岔的转换和信 号机的开发,以及进路解锁,以保障行车安全。联锁前途至今已有100多年的历史,经历了机械联锁、电机联锁、电气联锁、电气集中联锁、计算机联锁的前途过程。可分为机械、电气、微机联锁三个时段。

    随着计算机(Computer)、通信(Communication)、控制(Control)三大技术的前途,大家开始尝试采用电子器件取代继电器来构成铁路信 号电子联锁控制系统,从此掀开了微机联锁控制系统研究与应用的新篇章。1978计算机联锁首先于年在瑞典哥德堡投入运用,步入20世纪80年代后,美、日、英、法、德国、丹麦、荷兰等国步入试验时段或开始使用,各国在系统上各有不一样的方案。1984年我们国家铁路开发出第一台计算机联锁,此后取得迅猛进展zhan。计算机联锁主要是将电气联锁的联锁运算重心继电器用微型机算计的软硬件和其他一些电子、继电器件替代,具备故障-安全性能的实时控制系统。其安全可靠、处理速度快,与继电集中联锁相比具备十分显著的技术经济优势。无论在安全性、可靠性、经济性等方向都是继电集中联锁没办法比拟的,而且设计、施工、维修、使用以及信息化功能扩展zhan大变得容易为方便,是一套全新的系统设备。使车站联锁的设计、施工、维护。随着3C技术的迅速前途,计算机联锁已经成为联锁设备的主要前途方向。

  目前我们国家使用的联锁设备按操纵的方式可以分为集中联锁和非集中联锁,按主要设备工作方式的不一样可分为电锁器联锁、继电联锁和计算机联锁。

电气联锁

    用电磁继电器组成的电路,经过信 号楼内的控制台操纵车站内的色灯信 号机和电动转辙机,使信 号机、进路和道岔体现联锁并能监督动车运行和线路占用情况,这就是继电联锁。在继电联锁中体现联锁的主要元件是继电器。20世纪50年代以后,继电联锁都采用电磁继电器,以逻辑电路体现联锁,全站的信 号机和道岔可由一个信 号楼集中控制。

    继电联锁的作用原理是:信 号操纵人员的控制台将控制信 号机和电动转辙机开放或关闭的指令,经过连结继电器室内的电缆传送到继电器室内的继电器组合上,继电器组合上的继电器接收到指令后,使继电器的衔铁被吸动或复原,继电器动作的信 号再由电缆传送到相应的信 号机和控制相应道岔动作的电动转辙机,使信 号机处于开放或关闭状态,使道岔处于定位或反位状态,从而使进路上的信 号机、道岔与相应的进路体现联锁。

    继电联锁安全可靠,操作简便、快捷。当需要组建一条进路时,信 号员只需在控制台上按下需组建进路的始端duan钮和终端duan钮,不论进路上有好多道岔,只要在进路范围内无车占用,又没有安排敌对进路,就可将进路中所有道岔转换到规定位置,并将进路锁住;在控制台的轨道表示盘上,所选出的进路从始端duan到终端duan呈现一条白色光带,即表示近路已被选出并已锁闭,防护该进路的信 号机也同时自动开放,在表示盘上这条进路始端duan处的信 号复示器亮一绿灯,表示防护此进路的信 号机已经开放。当动车或机车车辆驶入进路后,信 号机自动关闭,信 号复示器的绿灯改为红灯,白色光带随着动车或机车车辆的前进,一段一段的由白色变为红色,表示动车正占用该区段,然后又由红色变为灭灯状态,表示动车已出清该区段,而且该区段已经解锁。继电联锁的进路解锁方式既可以分段解锁,也可以全进路一次性解锁。

    继电联锁按站场规模及运用条件的不一样,可分为大站、中站和小站继电联锁;按操纵方式不一样,可分为单独操纵、进路操纵以及其他方式操纵的继电联锁;按组装型式分,有组合式、组匣式及插接组合式继电联锁;按型号分,我们国家有6026型、6031型、6032型、6512型、6501型及6502型等。

    继电联锁设备由室内设备和室外设备两部分组成。室内设备主要有控制台、继电器组合及组合架、分线盘和电源屏等;室外设备主要有色灯信 号机、电动转撤机、轨道电路及电缆线等。

    目前我们国家应用最广的继电联锁为6502型。其特点是安全程度高,采用双按钮进路式选路法,进路实行自动分段解锁,调车中途折返能自动解锁,道岔不需保持定位等。

    6502继电联锁控制系统由重力式安全型继电器构成控制电路。该系统特别好的体现了安全联锁功能,而且在故障状态下才能保障控制系统的安全性。直到今天,继电联锁在我国的铁路系统中仍然占据着紧要必要的地位。

微机联锁功能与特点

    信 号微机联锁系统是自电器集中联锁系统前途起来,具备电器集中联锁系统的所有功能。微机联锁系统以信 号机、转辙机、轨道电路、区间闭塞的状态为联锁条件,以信 号机、转辙机为驱动对象,运用用计算机强大的逻辑运算实力完成对车站信 号设备的控制,保障车列行进过程的安全,体现车站信 号设备控制自动化。古老的微机联锁设备由室外地面设备(信 号机、转辙机、轨道电路),室内联锁运算设备(在信 号机房由联锁运算机、信 号采集电路、设备驱动电路构成),人机交互界面(在车站运转室由计算机操作终端duan构成)构成。信 号微机联锁系统与电器集中联锁系统比较,体现车站信 号设备控制自动化,保障铁路行车安全的功能基本相同,表面上看只是信 号机房设备很多减少,由很多继电器构成的联锁逻辑运算重心被计算机代替,可以方便而迅猛的进行联锁运算重心重建或修改,将工程技术人员、维修人员从复杂的联锁逻辑运算电路中解放出来。其实微机联锁系统最大的优势是经过计算机特别容易与通信技术相结合,为铁路信 号控制提供无要求有可能。

微机联锁控制系统的联锁功能包括如下几点:

1)联锁逻辑运算:接收ATS或车站值班员的进路命令,进行联锁逻辑运算,体现对道岔和信 号机的控制;

2)轨道电路信息处理:处理动车检测功能的输出信息,以提升动车监测信息的完整性;

3)进路控制:设定、锁闭和解锁进路;

4)道岔控制:解锁、转换和锁闭道岔;

5)信 号机控制:确定信 号机的显示。

微机联锁控制系统的特点有以下几个方向:

1)性能方向:大大减少了系统的设计与施工工作量,并方便系统的功能扩容与完整;提供现代化的声像图文显示,人机交互功能完整;系统可靠性和安全性更高;

2)经济方向:性能价格比高,适于大型车站的系统应用;采用分布式系统结构,节省干线电缆的使用造价;体积小、占地面积小,车站规模越大,面积节省更为明显;

3)维护方向:安装、运营、维修费用大幅度减少;具备自诊断、故障定位等功能,可体现远程实时控制;继电部分结构简单,便于维护;

4)其他方向:系统便于联网,为铁路信 号系统的智能化和网络化方向前途创造条件。

同时,微机联锁控制系统也存在必须的不足,需要在结构和性能上进行近一步的研发:

1)系统应用很多的电子元件,需要在抗电磁干扰及防雷害等方向吸取防护措施;

2)系统中体现联锁逻辑的计算机一旦出现硬件故障,其影-响会特别大,甚至使系统不能工作。所以微机联锁控制系统必须时刻关注系统的结构与性能,提升可靠性和可用性。

我国微机联锁前途情况。

  我国第一套微机联锁设备于1984年在南京梅山铁矿地下运输线正式开通,而后陆续在冶金、矿山等铁路试用。1989年,铁科研通号所研制的微机联锁系统首先在郑州北编组站峰尾开通,这是微机联锁系统应使用到国家铁路的开始。而后,铁科研通号所于1993年在哈局平房站安装计算机联锁,通号总公司于1994年在浦口交通站安装计算机联锁。至此,我国铁路开始在铁路干线采用微机联锁系统。1998年,铁道部加强了计算机联锁的上道管理,并实行“三证”制度,即制造许可证、制式监测合格证、产品合格证,以确保计算机联锁系统的努力、稳妥、健康前途。

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    目前,我国已经研制出了多套适-合我国铁路和城轨交通特点的计算机联锁系统。以铁科研通号所、通号总公司、北京交大微联、卡斯科公司等单位为代表的生产厂家相继经过铁道部的技术鉴定,有的已经达到了国 外先进成绩。

    在此过程中,我国还相继引进美国、法国、英国、德国、日本等地的计算机联锁系统共20多个站。但是由于每一个方向的原因,主要是不适应我国铁路运输和联锁的特点,实际运用中大多数效 益不甚理想。所以,持续扩展在微机联锁系统范围的研究,将国外先进的技术引进并致力于设备国产化进程是目前我国微机联锁系统的主要前途方向。目前国内已经有近千个车站装配了微机联。


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