行車閉塞法ppt課件

1、城市軌道交通行車組織,1,基本概念和行車組織概述；識別列車運行圖以及運行圖的基本意義；了解列車運行圖的編制步驟；行車閉塞法；列車開行計劃；,單元一、交通行車組織基礎(chǔ),,2,行車閉塞法概念兩站之間的線路稱為區(qū)間。列車在區(qū)間運行，必須區(qū)間空閑，而且必須杜絕其對向和同向同時有列車運行的可能，即必須從列車的頭部和尾部進行防護。因此，為了安全、準確、迅速、協(xié)調(diào)地完成運輸生產(chǎn)任務(wù)，軌道交通部門在行車管理上設(shè)置了一套行車設(shè)備和相應(yīng)的行車組織

2、制度，用來控制軌道車輛的運行，這種為確保列車在區(qū)間運行安全而采取一定措施的方法稱為行車閉塞法，簡稱閉塞。行車閉塞法作用控制軌道車輛與軌道車輛之間保持一定安全距離，以保證軌道車輛安全運行。,1、行車閉塞法的概述,3,為了保證軌道車輛的安全運行，就得設(shè)法把兩軌道車輛分開。到目前為止，普遍采用的方法是隔離法。,1.1 區(qū)間行車組織的基本方法,在正常情況下，一般采用空間間隔法。,4,空間間隔法：在軌道交通正線上每隔相當距離設(shè)立一個車站、自

3、動閉塞通過信號機，這樣把正線劃分為若干個區(qū)間，在同一時間里，同一空間內(nèi)只準許一個軌道車輛運行的辦法。時間間隔法：實際上是一種不確切的空間間隔法。即在一個區(qū)間內(nèi)，用規(guī)定的時間將同方向運行的軌道車輛彼此間隔開運行，以達到軌道車輛之間的空間間隔。由于時間間隔法沒有設(shè)備上控制，容易發(fā)生人為的行車事故，安全性較差。所以，時間間隔法不能確保行車安全，原則上不采用該方法，只有在特殊情況下（如臨時性的緩和軌道車輛堵塞、事故起復(fù)后的車流疏散、一切電話

4、中斷時的行車等）采用。,5,區(qū)間與站內(nèi)的劃分，是行車組織工作的一項重要內(nèi)容，也是劃定責任范圍的依據(jù)。,1.2 閉塞區(qū)間的劃分,6,在我國，列車占用區(qū)間的憑證通常為車站出站信號機的準許顯示或目標點和速度碼。在城市軌道交通線路上采用的閉塞方式不同，閉塞區(qū)間的劃分也不相同。,圖1—24 單線線路區(qū)間的劃分,圖1—25 雙線線路區(qū)間的劃分,圖1—26 雙線線路自動閉塞分區(qū)的劃分,圖1—27 移動閉塞線路閉塞分區(qū)的劃分,7,采用站間閉塞時，

5、在單線上以兩個車站的進站信號機機柱的中心線為車站與區(qū)間的分界線；在雙線或多線上，分別以各線路的進站信號機機柱或站界標的中心線為車站與區(qū)間的分界線。兩站間的線路區(qū)段稱為站間區(qū)間。采用大區(qū)間閉塞時，并非所有的車站都是閉塞區(qū)間的分界點，通常根據(jù)作業(yè)需要將某些大站（或重要車站）設(shè)置為閉塞區(qū)車站，兩閉塞區(qū)車站之間的線路區(qū)段稱為大區(qū)間，其他車站則為大區(qū)間內(nèi)的閉塞分區(qū)分界點。采用移動閉塞時，是以同方向保持最小運行間隔的前行列車尾部和追蹤列車頭部為

6、活動閉塞區(qū)間的分界線。,8,閉塞就是用信號或憑證來保證列車按照空間間隔制運行的技術(shù)方法。空間間隔制就是前行列車和追蹤列車之間必須保持一定距離的行車方法。,1.3 閉塞制式的實現(xiàn),9,站間閉塞就是兩站間只能運行一列車,其列車的空間間隔為一個站間。,1.3.1 站間閉塞,10,電話閉塞把它作為一種最終的備用閉塞。路簽和路牌閉塞在我國已經(jīng)淘汰。半自動閉塞就是人工辦理閉塞手續(xù)，列車憑信號顯示發(fā)車后，出站信號機自動關(guān)閉的閉塞方法。其特征為：站間

7、只準走行一列車；人工辦理閉塞手續(xù)；人工確認列車完整到達和人工恢復(fù)閉塞。 自動站間閉塞就是在有區(qū)間占用檢查的條件下，自動辦理閉塞手續(xù)，列車憑信號顯示發(fā)車后，出站信號機自動關(guān)閉的閉塞方法。其特征為：有區(qū)間占用檢查設(shè)備；站間區(qū)間只準走行一列車；辦理發(fā)車進路時自動辦理閉塞手續(xù)；自動確認列車到達和自動恢復(fù)閉塞。,1.3.1 站間閉塞,11,自動閉塞就是根據(jù)列車運行及有關(guān)閉塞分區(qū)狀態(tài)自動變換信號顯示，而司機憑信號行車的閉塞方法。其特征為：把站間

8、劃分為若干閉塞分區(qū)，有分區(qū)占用檢查設(shè)備，可以憑通過信號機的顯示行車，也可憑機車信號或列車運行控制的車載信號行車；站間能實現(xiàn)列車追蹤；辦理發(fā)車進路時自動辦理閉塞手續(xù)，自動變換信號顯示。 從保證列車運行而采取的技術(shù)手段角度來看，自動閉塞可分兩大類：傳統(tǒng)的自動閉塞和裝備列車運行自動控制系統(tǒng)的自動閉塞。,1.3.2 自動閉塞,12,(1)傳統(tǒng)的自動閉塞傳統(tǒng)的自動閉塞屬固定閉塞的范疇，一般設(shè)地面通過信號機，裝備有機車信號，保證列車按照空間

9、間隔制運行的技術(shù)方法是用信號或憑證來實現(xiàn)的。傳統(tǒng)的自動閉塞通常就稱自動閉塞，在此因為要與裝備列車運行控制的自動閉塞以區(qū)分，故冠以傳統(tǒng)的自動閉塞之稱。目前，傳統(tǒng)的自動閉塞一般適用于列車最高運行速度在160km/h及以下。,13,(2)裝備列車運行控制系統(tǒng)的自動閉塞列車運行自動控制系統(tǒng)（簡稱列控系統(tǒng)）保證列車按照空間間隔制運行的技術(shù)方法是靠控制列車運行速度的方式來實現(xiàn)的。從閉塞制式的角度來看，裝備列車運行控制系統(tǒng)的自動閉塞可分為三類：

10、固定閉塞、準移動閉塞（含虛擬閉塞）和移動閉塞。稱為準移動閉塞，說明它還不是移動閉塞，所以有時仍把它歸入固定閉塞。,14,①固定閉塞：列控系統(tǒng)采取分級速度控制模式時，采用固定閉塞方式。運行列車間的空間間隔是若干個閉塞分區(qū)，閉塞分區(qū)數(shù)依劃分的速度級別而定。一般情況下，閉塞分區(qū)是用軌道電路或計軸裝置來劃分的，它具有列車定位和占用軌道的檢查功能。固定閉塞的追蹤目標點為前行列車所占用閉塞分區(qū)的始端，后行列車從最高速開始制動的計算點為要求開始減速的

11、閉塞分區(qū)的始端，這兩個點都是固定的，空間間隔的長度也是固定的，所以稱為固定閉塞。,15,,②準移動閉塞：準移動閉塞方式的列控系統(tǒng)采取目標距離控制模式（又稱連續(xù)式一次速度控制）。目標距離控制模式根據(jù)目標距離、目標速度及列車本身的性能確定列車制動曲線，不設(shè)定每個閉塞分區(qū)速度等級，采用一次制動方式。準移動閉塞的追蹤目標點是前行列車所占用閉塞分區(qū)的始端，當然會留有一定的安全距離，而后行列車從最高速開始制動的計算點是根據(jù)目標距離、目標速度及列車本

12、身的性能計算決定的。目標點相對固定，在同一閉塞分區(qū)內(nèi)不依前行列車的走行而變化，而制動的起始點是隨線路參數(shù)和列車本身性能不同而變化的。空間間隔的長度是不固定的，由于要與移動閉塞相區(qū)別，所以稱為準移動閉塞。,16,虛擬閉塞：是準移動閉塞的一種特殊方式，它不設(shè)軌道占用檢查設(shè)備，采取無線定位方式來實現(xiàn)列車定位和占用軌道的檢查功能，閉塞分區(qū)是以計算機技術(shù)虛擬設(shè)定的，僅在系統(tǒng)邏輯上存在有閉塞分區(qū)和信號機的概念。虛擬閉塞除閉塞分區(qū)和軌旁信號機是虛擬的

13、以外，從操作到管理等，都等效于準移動閉塞方式。虛擬閉塞方式非常有條件將閉塞分區(qū)劃分得很短，當短到一定程度時，其效率就接近于移動閉塞。,17,,③移動閉塞是全球鐵路及軌道交通信號界公認的最先進的信號系統(tǒng)，國際上已有不少城市開始采用移動閉塞：這種新技術(shù)對現(xiàn)有的城市軌道交通列車控制系統(tǒng)進行更新，我國武漢軌道交通一號線、廣州地鐵三號線等城市軌道交通線路也采用了移動閉塞。該技術(shù)的應(yīng)用，對保證行車安全、縮短列車運行間隔、提高線路通過能力均可起到重要

14、作用，也給運營部門帶來良好的經(jīng)濟效益和社會效益。因此采用移動閉塞方式是城市軌道交通發(fā)展的一種趨勢。,18,城市軌道交通列車間隔控制（即閉塞）均由列車運行自動完成，故為自動閉塞。由于采用了ATC系統(tǒng)，各個軌道電路區(qū)段（即閉塞分區(qū)）均不設(shè)通過信號機，而由車載ATP系統(tǒng)予以顯示。也沒有鐵路那樣專用的閉塞設(shè)備的概念，閉塞作用由ATP系統(tǒng)完成。準移動閉塞和移動閉塞ATC系統(tǒng)可以實現(xiàn)較大的通過能力，對于客運量變化具有較強的適應(yīng)性，可以提供線路利用

15、率，具有高效運行、節(jié)能燈作用，并且控制模式與列車運行特性相近，能較好地適應(yīng)不同列車的技術(shù)狀態(tài)，其技術(shù)水平較高，具有較大的發(fā)展前景。雖然固定閉塞ATC系統(tǒng)技術(shù)水平相對較低，但由于可滿足2min通過能力的行車要求，且價格相對低廉，因此也宜選用。根據(jù)實際情況，因地制宜選擇三種不同制式的ATC系統(tǒng)是完全必要的。,19,2.1 傳統(tǒng)自動閉塞設(shè)備概況及原理2.1.1 設(shè)備概況自動閉塞是依靠運行中軌道車輛自動完成閉塞作用的一種設(shè)備，將兩端車站的區(qū)

16、間正線劃分為若干個閉塞分區(qū)，每個閉塞分區(qū)的起點設(shè)置一個通過色燈信號機進行防護。由于每個閉塞分區(qū)都裝設(shè)軌道電路，因而能夠準確反映軌道車輛的運行情況和鋼軌的完整與否，并及時通過色燈信號機顯示出來，向接近它的軌道車輛指示運行條件。因為出站信號機的關(guān)閉與通過色燈信號機的顯示變化是隨著軌道車輛的運行通過軌道車輛自動控制的，不需要人工操縱（但出站信號機的開放一般仍由車站值班員在排列進路時完成，只有當連續(xù)放行通過軌道車輛時，才改由軌道車輛運行控制），

17、所以叫自動閉塞。,2. 傳統(tǒng)自動閉塞,20,,下面以三顯示自動閉塞區(qū)段為例，介紹自動閉塞設(shè)備概況。車站值班室設(shè)有操縱臺，操縱臺上裝有各種表示燈、信號機復(fù)示器及操作按鈕等設(shè)備，如圖1-28所示：,,圖1-28 自動閉塞設(shè)備概況,21,可見，處在自動閉塞區(qū)段的車站其控制臺上除有站內(nèi)線路、信號機的有關(guān)表示外，還有鄰近車站的兩個閉塞分區(qū)的占用情況表示，即第一、第二接近及第一、第二離去，以使車站值班員了解軌道車輛在臨近車站閉塞分區(qū)的運行情況。

18、出站信號機的開放受第一、第二離去占用的限制。車站值班員在開放出站信號機發(fā)車前，須確認第一、第二遠離分區(qū)的空閑情況。根據(jù)軌道車輛性質(zhì)和閉塞分區(qū)占用情況，才能開放出站信號機。,22,,,圖1-29 自動閉塞作用原理,23,,2．作用原理由圖可見每一閉塞分區(qū)構(gòu)成一個獨立的軌道電路。當分區(qū)內(nèi)無軌道車輛占用時，軌道繼電器有電吸起。當軌道車輛在閉塞分區(qū)1G內(nèi)運行時，由于軌道繼電器1GJ被軌道車輛的輪對短接，它的前接點斷開，繼電器接通后接點，使

19、1號信號機顯示紅燈。表示該閉塞分區(qū)有車占用。3G內(nèi)無車，使軌道繼電器3GJ有電吸起，又因軌道繼電器1GJ接點落下，使3GJ前接點閉合而接通3號信號機的電路，使3號信號機亮黃燈，表示它所防護的閉塞分區(qū)空閑，要求后行軌道車輛注意運行，前方只有一個閉塞分區(qū)空閑。5號通過信號機由于軌道繼電器5GJ、3GJ都在吸起狀態(tài)，通過軌道繼電器5GJ和3GJ的前接點閉合綠燈電路而亮綠燈，準許后行軌道車輛按規(guī)定速度運行，前方至少有兩個閉塞分區(qū)空閑，其余依次類

20、推。當線路上的鋼軌折斷時，由于軌道電路斷電，繼電器失磁釋放銜鐵，使信號機顯示紅燈。所以能更好地保證行車安全。,24,2.2 傳統(tǒng)閉塞法的類型,25,紅色燈光：前方閉塞分區(qū)有車占用，停車，不準越過信號機；黃色燈光：前方僅有一個閉塞分區(qū)空閑，減速通過；綠色燈光：前方至少有兩個閉塞分區(qū)空閑，按規(guī)定速度通過；三顯示自動閉塞在綠色燈光條件下，至少有兩個閉塞分區(qū)空閑可供列車占用。因此，列車基本上是在綠色燈光或黃色燈光下運行?？梢员３州^高速度運

21、行，或只需要短暫減速運行。適合于客貨列車混行的鐵路系統(tǒng)。,2.2.1三顯示自動閉塞,26,紅色燈光：前方閉塞分區(qū)有車占用，停車，不準越過信號機；黃色燈光：前方僅有一個閉塞分區(qū)空閑，低速列車減速通過；綠黃色燈光：前方有兩個閉塞分區(qū)空閑，高速列車減速通過；綠色燈光：前方至少有三個閉塞分區(qū)空閑，按規(guī)定速度通過；四顯示自動閉塞保證列車在綠色燈光條件下運行，可以充分發(fā)揮列車運行速度，比較適合于較高速度的鐵路區(qū)段或城市軌道交通系統(tǒng)。,2.2

22、.2 四顯示自動閉塞,27,多信息自動閉塞也稱多顯示自動閉塞，是對四顯示及以上自動閉塞的統(tǒng)稱。多于四顯示時，往往地面通過信號機不具備多顯示的條件，而以機車信號顯示為主。,2.2.3 多信息自動閉塞,28,29,由于自動閉塞每個閉塞分區(qū)均裝有軌道電路，因此，可以比較準確地表示前方列車的位置，繼而向續(xù)行列車傳輸比較明確的速度指令，從而保證兩個列車之間既有可靠的安全制動距離，又能保持最短的空間間距，達到最大的通過能力。,,,30,固定閉塞將軌

23、道劃分為固定的閉塞分區(qū)，不論前車還是后車都是用軌道電路來監(jiān)測的，所以系統(tǒng)只知道軌道車輛在哪個區(qū)段并不知道軌道車輛的具體位置，所以軌道車輛的控制必然是分級的，階梯式的。在這種制式中，需要向被控制列車“安全”傳送的只是代表少數(shù)幾個速度級的速度碼。固定閉塞方式無法滿足提高系統(tǒng)能力、系統(tǒng)安全性和互用性的要求。傳統(tǒng)ATP的傳輸方式采用固定閉塞，通過軌道電路判別閉塞分區(qū)占用情況，并傳輸信息碼，需要大量的軌旁設(shè)備，維護工作量較大，并存在較多缺點。

24、,3. 固定閉塞,31,準移動閉塞（也可稱為半固定閉塞）是介于固定閉塞和移動閉塞之間的一種閉塞方式。它對前、后列車的定位方式是不同的。前行列車的定位仍沿用固定閉塞的方式，而后續(xù)列車的定位則采用連續(xù)的或稱為移動的方式。準移動閉塞可解釋為“預(yù)先設(shè)定列車的安全追蹤間隔距離，根據(jù)前方目標狀態(tài)設(shè)定列車的可行車距離和運行速度、介于固定閉塞和移動閉塞之間的一種閉塞方式”。,4. 準移動閉塞,32,移動閉塞是一種新型的閉塞制式。它不設(shè)固定閉塞區(qū)段，前、

25、后兩列車都采用移動式的定位方式。移動閉塞可解釋為“列車安全追蹤間隔距離不預(yù)先設(shè)定，而隨列車的移動不斷移動并變化的閉塞方式”。在城市軌道交通中，移動閉塞是一種采用先進的通信、計算機、控制技術(shù)相結(jié)合的列車控制技術(shù)，所以國際上有習(xí)慣稱為基于通信的列車控制系統(tǒng)CBTC（Communicaition Based Train Contrl）。,5. 移動閉塞,33,移動閉塞（Moving Block，簡稱MB）是相對于固定閉塞而言的。固定閉塞有固定

26、的閉塞分區(qū)，移動閉塞與固定閉塞相比最顯著的特點是取消了以通過信號機分隔的固定閉塞分區(qū)。列車間的最小運行間隔距離由列車在線路上的實際運行位置和運行狀態(tài)確定，閉塞分區(qū)隨著列車的行駛，不斷地向前移動和調(diào)整，所以稱為移動閉塞。移動閉塞的線路取消了物理層次上的閉塞分區(qū)劃分，而是將線路分成了若干個通過數(shù)據(jù)庫預(yù)先定義的線路單元，每個單元長幾米到幾十米不等。移動閉塞分區(qū)即由一定數(shù)量的線路單元組成，單元的數(shù)目可隨列車的速度和位置而變化，分區(qū)的長度也是動

27、態(tài)變化的。,5.1 移動閉塞的概念,34,5.2 移動閉塞的基本要素,35,在移動閉塞中沒有軌道電路等設(shè)備作為閉塞分區(qū)列車占用的檢查，被控對象基本處于動態(tài)過程中，只有了解所有列車的具體位置，以何種速度運行等信息，才能實施對列車的有效控制，所以列車定位技術(shù)在移動閉塞系統(tǒng)中就顯得更為重要。列車定位由地面設(shè)備和車載設(shè)備共同完成。列車定位信息的主要作用是：為保證安全列車間隔提供依據(jù)，CBTC系統(tǒng)對在線的每一列車，能計算出距前行列車尾部距離，或

28、距進站信號點的距離，從而對它實施有效的速度控制；作為列車在車站停車后打開車門以及屏蔽門的依據(jù)。,5.2.1 列車定位,36,,目前，在列車自動控制系統(tǒng)中得到應(yīng)用的列車定位技術(shù)主要有：測速定位法、查詢一應(yīng)答器法、交叉感應(yīng)線圈法、衛(wèi)星定位法。測速定位法的原理是在車輪外側(cè)安裝光柵，按車輪旋轉(zhuǎn)次數(shù)與轉(zhuǎn)角計算出列車的位移。查詢一應(yīng)答器法是在線路上按一定間隔設(shè)置應(yīng)答器，應(yīng)答器內(nèi)存儲了其所在位置的公里標，列車上的查詢無線經(jīng)過時讀取位置信息。交叉感應(yīng)線

29、圈法是在線路上敷設(shè)軌道電纜，將軌道電纜每隔一定距離交叉一次，利用交叉回線列車可測算出自己的位置。衛(wèi)星定位法，GPS(Global Positioning System)和GNSS(Global Navigation Satellite System)都是利用導(dǎo)航衛(wèi)星進行測時和測距，從而實現(xiàn)全球定位功能。另外還有多普勒雷達法、無線擴頻列車定位、慣性列車定位、航位推算系統(tǒng)定位、漏泄波導(dǎo)法、漏泄電纜法等等。,37,安全距離是后續(xù)追蹤列車的命

30、令停車點與其前方障礙物之間的一個固定距離。障礙物可以是確認了的前行列車尾部的位置或者無道岔表示(道岔故障)的道岔位置。該距離是基于列車安全制動模型計算得到的一個附加距離，它保證追蹤列車在最不利條件下能夠安全地停止在前行列車的后方不發(fā)生沖撞。所以，安全距離是移動閉塞系統(tǒng)中的關(guān)鍵，是整個系統(tǒng)設(shè)計的理論基礎(chǔ)和安全依據(jù)。,5.2.2 安全距離,38,移動閉塞基本原理為：線路上的前行列車經(jīng)ATP車載設(shè)備將本車的實際位置，通過通信系統(tǒng)傳送給軌旁的移

31、動閉塞處理器，并將此信息處理生成后續(xù)列車的運行權(quán)限，傳送給后續(xù)列車的ATP車載設(shè)備。后續(xù)列車與前行列車總是保持一個“安全距離”。該安全距離是介于后車的目標停車點和確認的前車尾部之間的一個固定距離。在選擇該距離時，已充分考慮了在一系列最壞情況下，列車仍能夠被安全地分隔開來。,39,目標點是列車運行的行車憑證，如同固定閉塞系統(tǒng)中的允許信號，列車只有獲得了目標點，才能夠向前移動。目標點通常是設(shè)在列車前方一定距離的某個位置點，一旦設(shè)定，即表明列