《高速鐵路運(yùn)營(yíng)組織》課件-項(xiàng)目2.4 高速鐵路信號(hào)與通信

高速鐵路信號(hào)與通信項(xiàng)目2.42.4.1高速鐵路信號(hào)基礎(chǔ)設(shè)備鐵路信號(hào)的定義01高鐵車站站內(nèi)信號(hào)機(jī)02繼電器03轉(zhuǎn)轍機(jī)04軌道電路0501鐵路信號(hào)的定義高速鐵路信號(hào)基礎(chǔ)設(shè)備是在鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)中保證行車安全、提高區(qū)間和車站通過(guò)能力的手動(dòng)控制、自動(dòng)控制及遠(yuǎn)程控制技術(shù)的總稱，包括車站信號(hào)、區(qū)間信號(hào)、運(yùn)輸調(diào)度指揮、列車運(yùn)行控制系統(tǒng)等。廣義的鐵路信號(hào)在行車、調(diào)車作業(yè)中對(duì)行車有關(guān)人員指示運(yùn)行條件而規(guī)定的物理特征符號(hào)，包括固定信號(hào)、移動(dòng)信號(hào)、手信號(hào)。狹義的鐵路信號(hào)01.鐵路信號(hào)的定義高速鐵路信號(hào)基礎(chǔ)設(shè)備01.鐵路信號(hào)的定義——鐵路信號(hào)分類鐵路信號(hào)分為聽(tīng)覺(jué)信號(hào)和視覺(jué)信號(hào)兩類：聽(tīng)覺(jué)信號(hào)通過(guò)不同強(qiáng)度、頻率和時(shí)長(zhǎng)的音響表達(dá)含義，如機(jī)車?guó)Q笛聲、號(hào)角聲等。視覺(jué)信號(hào)則通過(guò)顏色、形狀、位置、顯示數(shù)目和燈光狀態(tài)等特征表達(dá)含義，如地面信號(hào)機(jī)、手信號(hào)燈（旗）、信號(hào)牌等顯示的信號(hào)。高速鐵路信號(hào)基礎(chǔ)設(shè)備01.鐵路信號(hào)的定義——鐵路信號(hào)分類高速鐵路信號(hào)基礎(chǔ)設(shè)備鐵路信號(hào)顯示顏色基本色：紅、黃、綠輔助色：藍(lán)、月白、紫色（道岔表示器用）鐵路信號(hào)光源為白幟燈產(chǎn)生的白色光。紅燈為停車信號(hào)。黃燈作為注意或減速信號(hào)。綠燈按規(guī)定速度運(yùn)行的信號(hào)。藍(lán)燈作為調(diào)車禁止信號(hào)使用。月白作為調(diào)車容許信號(hào)使用。紫色作為道岔表示器表示道岔直向開(kāi)通的燈光。01.鐵路信號(hào)的定義——我國(guó)鐵路信號(hào)顏色02高鐵車站站內(nèi)信號(hào)機(jī)高速鐵路信號(hào)基礎(chǔ)設(shè)備02.高鐵車站站內(nèi)信號(hào)機(jī)——（1）進(jìn)站信號(hào)機(jī)為了防護(hù)車站，指示列車能否由區(qū)間進(jìn)入車站，在車站的入口處設(shè)置的信號(hào)機(jī)叫做進(jìn)站信號(hào)機(jī)。作用：防護(hù)車站指示列車的運(yùn)行條件完成有關(guān)的聯(lián)鎖任務(wù)高速鐵路信號(hào)基礎(chǔ)設(shè)備02.高鐵車站站內(nèi)信號(hào)機(jī)——（1）進(jìn)站信號(hào)機(jī)高速鐵路信號(hào)基礎(chǔ)設(shè)備02.高鐵車站站內(nèi)信號(hào)機(jī)——（2）出站信號(hào)機(jī)為了指示列車能否由車站進(jìn)入?yún)^(qū)間，在車站的發(fā)車股道列車停車地點(diǎn)前方設(shè)置的信號(hào)機(jī)叫做出站信號(hào)機(jī)。作用：防護(hù)區(qū)間作為列車占用區(qū)間的憑證指示列車可否進(jìn)入?yún)^(qū)間高速鐵路信號(hào)基礎(chǔ)設(shè)備02.高鐵車站站內(nèi)信號(hào)機(jī)——（2）出站信號(hào)機(jī)03繼電器高速鐵路信號(hào)基礎(chǔ)設(shè)備繼電器是一種電磁開(kāi)關(guān)，能以較小的電信號(hào)控制執(zhí)行電路中大功率的設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制的重要設(shè)備。繼電器的作用一般來(lái)說(shuō)，繼電器由電磁系統(tǒng)和接點(diǎn)系統(tǒng)兩部分組成。電磁系統(tǒng)主要包括線圈、鐵芯及可動(dòng)的銜鐵等。繼電器的組成03.繼電器高速鐵路信號(hào)基礎(chǔ)設(shè)備03.繼電器繼電器的組成：由接點(diǎn)系統(tǒng)和電磁系統(tǒng)兩大部分組成。電磁系統(tǒng)由線圈、固定的鐵芯、軛鐵以及可動(dòng)的銜鐵。接點(diǎn)系統(tǒng)由動(dòng)接點(diǎn)、靜接點(diǎn)構(gòu)成。高速鐵路信號(hào)基礎(chǔ)設(shè)備03.繼電器工作原理：線圈通電→產(chǎn)生磁通（銜鐵、鐵心）→產(chǎn)生吸引力→克服銜鐵阻力→銜鐵吸向鐵心→銜鐵帶動(dòng)動(dòng)接點(diǎn)動(dòng)作→前接點(diǎn)閉合、后接點(diǎn)斷開(kāi)——繼電器勵(lì)磁吸起電流減少→吸引力下降→銜鐵依靠重力落下→動(dòng)接點(diǎn)與前接點(diǎn)斷開(kāi)，后接點(diǎn)閉合?！^電器失磁落下04轉(zhuǎn)轍機(jī)高速鐵路信號(hào)基礎(chǔ)設(shè)備04.轉(zhuǎn)轍機(jī)——轉(zhuǎn)轍機(jī)作用轉(zhuǎn)轍機(jī)是道岔控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，能夠轉(zhuǎn)換和鎖閉道岔，確保列車能夠順利地由一條線路進(jìn)入另一條線路。用于轉(zhuǎn)換和鎖閉道岔，表示道岔位置，實(shí)現(xiàn)集中控制。05軌道電路高速鐵路信號(hào)基礎(chǔ)設(shè)備以鋼軌為導(dǎo)體，兩端加以機(jī)械絕緣（或電氣絕緣），接上送電和受電設(shè)備構(gòu)成的電路稱為軌道電路。（1）軌道電路定義監(jiān)測(cè)列車占用情況及鋼軌完整性傳遞行車信息（2）軌道電路的作用05.軌道電路高速鐵路信號(hào)基礎(chǔ)設(shè)備①調(diào)整狀態(tài)平時(shí)軌道電路完好又沒(méi)有車占用時(shí)，軌道電流從電源正極經(jīng)鋼軌、軌道繼電器回到負(fù)極而構(gòu)成的回路，此時(shí)繼電器處于吸起狀態(tài)，表示軌道區(qū)段內(nèi)無(wú)車占用，稱為軌道電路的調(diào)整狀態(tài)。此時(shí)，車站控制臺(tái)上相應(yīng)軌道區(qū)段光帶熄滅，辦理好進(jìn)路時(shí)顯示“白光帶”。（3）軌道電路的工作原理05.軌道電路高速鐵路信號(hào)基礎(chǔ)設(shè)備②分路狀態(tài)當(dāng)軌道區(qū)段內(nèi)有車占用時(shí)，因?yàn)檐囕v的輪對(duì)電阻比軌道繼電器線圈電阻小得多，所以軌道電路被輪對(duì)分路，這時(shí)流經(jīng)繼電器線圈的電流很小，不足以使銜鐵保持吸起，繼電器失磁落下。此狀態(tài)稱為軌道電路的分路狀態(tài)。③斷軌狀態(tài)當(dāng)軌道區(qū)段內(nèi)發(fā)生斷軌或斷線等故障時(shí)，流經(jīng)繼電器線圈的電流中斷，使繼電器失磁落下。此狀態(tài)稱為軌道電路的斷軌狀態(tài)。（3）軌道電路的工作原理05.軌道電路

高速鐵路信號(hào)與通信項(xiàng)目2.42.4.2高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)（CTCS和CTC）分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)CTC02中國(guó)列車運(yùn)行控制系統(tǒng)CTCS01中國(guó)列車運(yùn)行控制系統(tǒng)CTCS01CTCS，全稱中國(guó)列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，它是列車的安全守護(hù)者，旨在防止列車超速、追尾等事故的發(fā)生。高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)（CTCS和CTC）01.中國(guó)列車運(yùn)行控制系統(tǒng)CTCS——CTCS的組成主要檢查列車在區(qū)間的位置，形成速度信號(hào)，向列車傳送允許速度、線路參數(shù)等信息。組成：列控中心、軌道電路及點(diǎn)式應(yīng)答器。作用：列控中心是地面設(shè)備的核心，根據(jù)調(diào)度系統(tǒng)中獲取的調(diào)度命令，通過(guò)安全邏輯運(yùn)算產(chǎn)生控車命令。軌道電路和點(diǎn)式應(yīng)答器——傳輸控車信息給車載設(shè)備。地面設(shè)備系統(tǒng)列車操控的主角，根據(jù)接收到的由地面設(shè)備傳來(lái)的控車信息，計(jì)算列車制動(dòng)模式曲線，控制列車運(yùn)行狀態(tài)。組成：天線、信號(hào)接收單元、制動(dòng)控制單元、列車控制臺(tái)、速度傳感器等。車載設(shè)備系統(tǒng)高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)（CTCS和CTC）01.中國(guó)列車運(yùn)行控制系統(tǒng)CTCS——CTCS的應(yīng)用等級(jí)為既有線的現(xiàn)狀，由通用機(jī)車信號(hào)和運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置構(gòu)成，適用于列車最高運(yùn)行速度在120km/h以下的區(qū)段。①CTCS-0級(jí)由主體機(jī)車信號(hào)和安全型運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置組成，面向160km/h以下區(qū)段，強(qiáng)化改造既有設(shè)備，達(dá)到機(jī)車信號(hào)主體化要求。增加點(diǎn)式設(shè)備。②CTCS-1級(jí)基于軌道傳輸信息的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，車-地一體化設(shè)計(jì)，適用于提速干線和高速新線，地面可不設(shè)通過(guò)信號(hào)機(jī)，司機(jī)憑車載信號(hào)行車。③CTCS-2級(jí)高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)（CTCS和CTC）01.中國(guó)列車運(yùn)行控制系統(tǒng)CTCS——CTCS的應(yīng)用等級(jí)基于無(wú)線傳輸信息并采用軌道電路等方式檢查列車占用的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，面向提速干線、高速新線或特殊線路。適用于各種限速區(qū)段，司機(jī)憑車載信號(hào)行車。④CTCS-3級(jí)完全基于無(wú)線通信的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，地面無(wú)線閉塞中心和車載設(shè)備完成列車占用檢測(cè)及完整性檢查，列車按照移動(dòng)閉塞或虛擬閉塞方式運(yùn)行。地面不設(shè)通過(guò)信號(hào)機(jī)，司機(jī)憑車載信號(hào)行車。⑤CTCS-4級(jí)02分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)CTC高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)（CTCS和CTC）02.分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)CTC——CTC分散自律的理念CTC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了設(shè)備分散、功能分散和危險(xiǎn)分散。調(diào)度中心與管轄車站之間能互相傳送信息，鄰站間也能互相傳送信息；車站子系統(tǒng)與調(diào)度中心CTC服務(wù)器通信中斷的情況下，車站子系統(tǒng)仍能自動(dòng)進(jìn)行列車跟蹤，并在一定時(shí)間內(nèi)仍可以自動(dòng)進(jìn)行列車進(jìn)路控制。分散車站自律機(jī)把不同來(lái)源的控制指令進(jìn)行協(xié)調(diào)，即調(diào)度中心下達(dá)的列車運(yùn)行階段計(jì)劃、調(diào)度中心下達(dá)的人工辦理列車進(jìn)路指令、調(diào)度中心人工辦理調(diào)車進(jìn)路的指令、車站人工辦理調(diào)車進(jìn)路指令進(jìn)行很好的協(xié)調(diào)。自律高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)（CTCS和CTC）適用于較小的中間站，中心具有信號(hào)設(shè)備的全部控制權(quán)，車站無(wú)直接控制權(quán)限。中心控制方式中心對(duì)列車進(jìn)路有操作權(quán)，對(duì)調(diào)車進(jìn)路無(wú)操作權(quán)；車站對(duì)調(diào)車進(jìn)路有操作權(quán)，對(duì)列車進(jìn)路無(wú)操作權(quán)。車站調(diào)車操作方式適用于較大型車站，車站具有信號(hào)設(shè)備的全部控制權(quán)，中心無(wú)直接控制權(quán)限。車站操作方式02.分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)CTC——CTC的控制模式高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)（CTCS和CTC）CTC系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)收集并處理來(lái)自沿線各車站、列車及信號(hào)設(shè)備的數(shù)據(jù)，包括列車位置、速度、信號(hào)狀態(tài)、道岔位置等關(guān)鍵信息。①監(jiān)視設(shè)備和運(yùn)行系統(tǒng)可以追蹤列車運(yùn)行位置和到發(fā)時(shí)刻，描繪實(shí)績(jī)運(yùn)行圖，為調(diào)度員提供決策依據(jù)。②追蹤列車位置系統(tǒng)能輔助編制和調(diào)整列車運(yùn)行計(jì)劃，提高運(yùn)輸效率。③輔助編制和調(diào)整計(jì)劃02.分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)CTC——CTC的主要功能高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)（CTCS和CTC）通過(guò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)向車站下達(dá)計(jì)劃和調(diào)度命令通過(guò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線通信向機(jī)車下達(dá)調(diào)度命令、調(diào)車作業(yè)單、行車憑證和進(jìn)路預(yù)報(bào)等信息自動(dòng)編制行車日志追蹤列車編制狀態(tài)02.分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)CTC——CTC的主要功能高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)（CTCS和CTC）遙控車站聯(lián)鎖設(shè)備自律機(jī)自主控制列車進(jìn)路自律機(jī)根據(jù)機(jī)車請(qǐng)求和列車運(yùn)行狀況控制調(diào)車進(jìn)路實(shí)現(xiàn)維修作業(yè)的綜合管理和遠(yuǎn)程登錄、銷記具有完備的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)功能02.分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)CTC——CTC的主要功能

高速鐵路信號(hào)與通信項(xiàng)目2.42.4.3高速鐵路通信設(shè)備高速鐵路通信系統(tǒng)概述01高速鐵路通信系統(tǒng)的功能02高速鐵路通信系統(tǒng)的特點(diǎn)03高速鐵路通信系統(tǒng)的分類0401高速鐵路通信系統(tǒng)概述高速鐵路通信設(shè)備01.高速鐵路通信系統(tǒng)概述鐵路通信系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)鐵路專用通信業(yè)務(wù)的系統(tǒng)，用來(lái)傳輸和交換處理鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)和建設(shè)過(guò)程中的各種信息。它是鐵路運(yùn)輸?shù)闹匾A(chǔ)設(shè)施確保列車安全、高效運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)之一，對(duì)于提升鐵路運(yùn)輸效率、保障旅客安全、提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)具有重要意義。02高速鐵路通信系統(tǒng)的功能高速鐵路通信設(shè)備02.高速鐵路通信系統(tǒng)的功能傳輸調(diào)度命令高速鐵路通信系統(tǒng)確保調(diào)度指揮命令信息的及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠傳輸，確保列車運(yùn)行的安全和效率。提供旅客服務(wù)維修及運(yùn)營(yíng)管理鐵路通信系統(tǒng)為旅客提供各種服務(wù)，包括預(yù)售客票、時(shí)刻表、票價(jià)查詢和座位預(yù)訂等，提升旅客出行體驗(yàn)。鐵路通信系統(tǒng)為設(shè)備維修和運(yùn)營(yíng)管理提供通信條件，包括沿線電話、列車無(wú)線電話、傳真電報(bào)和地區(qū)電話等。03高速鐵路通信系統(tǒng)的特點(diǎn)高速鐵路通信設(shè)備高速鐵路列車運(yùn)行速度非?？?，通信系統(tǒng)需要在高速移動(dòng)環(huán)境下保持穩(wěn)定的通信連接。高速移動(dòng)性高速鐵路線路穿越多種地形地貌，如平原、山地、丘陵、隧道等，通信系統(tǒng)需要適應(yīng)不同地形條件下的通信需求。復(fù)雜地形適應(yīng)性列車運(yùn)行控制、安全監(jiān)控等關(guān)鍵環(huán)節(jié)對(duì)通信系統(tǒng)的可靠性要求極高，因此，通信系統(tǒng)需要確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和穩(wěn)定性。高可靠性03.高速鐵路通信系統(tǒng)的特點(diǎn)04高速鐵路通信系統(tǒng)的分類高速鐵路通信設(shè)備04.高速鐵路通信系統(tǒng)的分類高速鐵路通信系統(tǒng)按通信類型可以分為：有線通信、無(wú)線通信、專用通信。高速鐵路通信設(shè)備為部分安全生產(chǎn)信息系統(tǒng)提供從業(yè)務(wù)中心到車站、區(qū)間的物理媒介服務(wù)；為站場(chǎng)基層信息化提供物理媒介服務(wù)；為光傳送網(wǎng)、接入網(wǎng)提供物理媒介。光纜線路為安全生產(chǎn)網(wǎng)、內(nèi)部辦公網(wǎng)、外部服務(wù)網(wǎng)提供從國(guó)鐵集團(tuán)、鐵路局、車站三級(jí)的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的服務(wù)。光傳送網(wǎng)04.高速鐵路通信系統(tǒng)的分類——有線通信高速鐵路通信設(shè)備為內(nèi)部辦公網(wǎng)、外部服務(wù)網(wǎng)提供從車站到段所、區(qū)間的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層綜合業(yè)務(wù)接入服務(wù)。接入網(wǎng)為內(nèi)部辦公網(wǎng)、安全生產(chǎn)網(wǎng)提供從國(guó)鐵集團(tuán)、鐵路局、站段三級(jí)的網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)。IP網(wǎng)04.高速鐵路通信系統(tǒng)的分類——有線通信高速鐵路通信設(shè)備04.高速鐵路通信系統(tǒng)的分類——無(wú)線通信無(wú)線列車調(diào)度通信系統(tǒng)以鐵路調(diào)度為目的，利用無(wú)線電波的傳播，完成列車與調(diào)度中心之間或列車與列車之間的通信。無(wú)線列車調(diào)度通信系統(tǒng)無(wú)線調(diào)度命令傳送系統(tǒng)是行車安全的最后一道屏障，調(diào)度員可通過(guò)該系統(tǒng)發(fā)送調(diào)度命令、行車許可證等，確保列車實(shí)時(shí)接收調(diào)度命令，保障信息溝通的實(shí)時(shí)性。無(wú)線調(diào)度命令傳送系統(tǒng)集群移動(dòng)通信系統(tǒng)是多信道綜合業(yè)務(wù)無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)，可為行車調(diào)度、站場(chǎng)調(diào)度指揮、公安保衛(wèi)、施工維修等運(yùn)輸生產(chǎn)部門提供移動(dòng)通信手段。集群移動(dòng)通信系統(tǒng)高速鐵路通信設(shè)備04.高速鐵路通信系統(tǒng)的分類——無(wú)線通信站場(chǎng)無(wú)線通信系統(tǒng)設(shè)置在鐵路的區(qū)段站、編組站內(nèi)，其無(wú)線平面調(diào)車系統(tǒng)解決頭、尾部之間編組場(chǎng)內(nèi)的調(diào)度問(wèn)題。站場(chǎng)無(wú)線通信系統(tǒng)獨(dú)立單工通信系統(tǒng)是為了其他工種作業(yè)的通信要求和車站內(nèi)部指揮的需要，在站場(chǎng)內(nèi)及鐵路沿線設(shè)置的很多有其他部門自行投資建設(shè)的各種獨(dú)立單工通信系統(tǒng)，如工務(wù)、水電、電力等。獨(dú)立單工通信系統(tǒng)其他機(jī)車設(shè)備是除規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線列調(diào)制式設(shè)備，各設(shè)備的生產(chǎn)廠家根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要開(kāi)發(fā)出的一些無(wú)線產(chǎn)品。其他機(jī)車設(shè)備高速鐵路通信設(shè)備04.高速鐵路通信系統(tǒng)的分類——鐵路調(diào)度通信系統(tǒng)鐵路調(diào)度通信系統(tǒng)是鐵路專用通信的重要組成部分，是直接