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车站联锁系统

车站联锁系统. 杨扬. 主要内容. 1. 车站联锁概述 2. 车站联锁原理 3. 车站计算机联锁系统. 1. 车站联锁概述. 1.1 车站 1.2 车站作业 1.3 车站作业控制 1.4 车站联锁系统. 1. 车站联锁概述 > 车站. 1.1 车站. 背景： 目前，全国铁路建设里程已经超过 8 万公里，涉及车站数超过 5000 个。 车站是铁路网络中的节点，连接相邻的一条或多条线路，是 列车交汇场所 。 车站内作业车辆很多； 列车进入车站时，需经车站通过、在站内停车上下旅客后再发车、在站内更换机车等，作业过程复杂。.

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Presentation Transcript

  1. 车站联锁系统 杨扬

  2. 主要内容 • 1. 车站联锁概述 • 2. 车站联锁原理 • 3. 车站计算机联锁系统

  3. 1. 车站联锁概述 • 1.1车站 • 1.2车站作业 • 1.3车站作业控制 • 1.4车站联锁系统

  4. 1.车站联锁概述>车站 1.1 车站 • 背景： • 目前，全国铁路建设里程已经超过8万公里，涉及车站数超过5000个。 • 车站是铁路网络中的节点，连接相邻的一条或多条线路，是列车交汇场所。 • 车站内作业车辆很多； • 列车进入车站时，需经车站通过、在站内停车上下旅客后再发车、在站内更换机车等，作业过程复杂。

  5. 1.车站联锁概述>车站 信号机 道岔 列车占用 信号机 道岔和转辙机 保证车站作业安全、高效、有序进行非常重要 问题：如何保证车站作业安全、高效、有序进行？

  6. 1.车站联锁概述>车站作业 1.2 车站作业 • 车站作业类型，主要有： • 列车作业：需进、出车站的作业，如： • 接车（将车接入站内）； • 发车（将车发往邻站）； • 通过（接车+发车）； • 调车作业：仅在车站内进行的作业，如： • 站内列车更换机车； 车站A

  7. 1.车站联锁概述>车站作业 例：列车作业——接车进站 例：调车作业——更换机车（1）

  8. 1.车站联锁概述>车站作业 例：调车作业——更换机车（2） • 车站作业特点： • 并发性：车站内可能有多列车同时作业，列车作业和调车作业同时进行； • 复杂多变性：作业过程随情况变化而发生变化。 • 安全性：必须保证各种车站作业的安全性。 问题：如何保证车站作业安全、高效、有序进行？

  9. 车站联锁系统 1.车站联锁概述>车站作业控制 1.3 车站作业控制 • 基本要求 • 保证车站作业的有序性； • 车站作业必须按运输作业计划来执行； • 运行计划可根据情况变化而进行调整，以适应变化； • 保证车站作业的高效性； • 车站作业时，涉及到很多地面设备的动作（如道岔转换、信号机开放/关闭等），必须要由控制设备自动控制这些地面设备的动作； • 控制设备自身必须足够可靠； • 保证车站作业的安全性； • 必须使站内地面设备有序动作，对其动作条件进行严格检查； • 控制设备自身必须足够安全，具有故障导向安全特性。

  10. 调度人员 调度人员 操作人员 管理维护人员 司机 1.车站联锁概述>车站作业控制 • 车站作业控制过程 调度指挥系统 （管辖范围内调度计划的制定、调整等） 作业计划 作业执行情况 车站调度子系统 （本站调度作业的管理） （对车站地面设备控制， 车站作业的具体执行） 车站联锁系统 （根据地面设备情况对机车运行 控制，车站作业的具体执行） （车载控制系统）

  11. 站控 遥控 1.车站联锁概述>车站作业控制 调度指挥中心 ①作业计划 调度人员 作业方式： • 站控方式：站内人员控制作业执行； • 遥控方式： • 由调度中心控制作业执行。（如：京津城际，胶济…） • 特殊情况下可转为站控。处理完后可恢复为遥控。 车站 车站调度子系统 调度人员 ②调度命令 ③办理命令 车 站 联 锁 系 统 操作人员 ④控制命令 ⑤动作 管理维护人员 司机

  12. 1.车站联锁概述>车站作业控制 • 作业执行（以列车进站为例） • 作业计划：**时间，**列车进站到**股道 • 在该时间到达前，通过车站联锁系统构建一条列车进入站内该股道的路径（构建过程涉及严格的逻辑条件检查以避免冲突、设备动作（如道岔转换））并锁闭； • 路径建立完成后，通/告知列车和司机（信号开放）； • 列车进站； • 对路径上设备解除锁闭，以便其它作业的进行。

  13. 1.车站联锁概述>车站联锁系统 1.4 车站联锁系统 • 概述 • 车站联锁系统是保证站内运输作业安全执行的控制系统； • 车站联锁系统控制对象：站内地面设备（信号机、转辙机（转换道岔）、轨道电路（确定列车位置））； • 车站联锁系统控制过程：必须具备故障-安全原则（考虑到设备故障、操作员误操作）； • 车站联锁系统必须具有高可靠性； • 车站联锁系统必须具有高安全性； • 车站联锁系统必须具有一定的实时性； • 车站联锁系统需具备信息交换和共享能力（与调度指挥系统、区间闭塞系统等进行信息交互）；

  14. 1.车站联锁概述>车站联锁系统 车站联锁系统基本结构： • 包括室外设备和室内设备。 站内作业（控制命令） 其它系统 控制命令 系统状态 控制执行 动作命令 设备状态 被控对象（室外信号设备）

  15. 1.车站联锁概述>车站联锁系统 • 室外设备——被控设备 • 道岔和转辙机：道岔确定列车站内运行路线；转辙机用于转换道岔； • 轨道电路：反映列车在站内线路上的位置（占用/出清）。 • 信号机：确定列车能否在站内运行；如：绿灯行红灯停… • 室内设备——控制设备 • 控制室外设备按要求动作。 道岔和转辙机 信号机 室内设备

  16. 1.车站联锁概述>车站联锁系统 车站联锁系统类型： • 我国铁路车站多，使用着多种类型车站信号控制系统。 • 根据室内控制设备的不同，目前，应用较多的主要有： • 6502电气集中联锁系统。通过继电器电路实现车站控制功能。 • 计算机联锁系统。主要通过计算机设备（和软件）实现车站控制功能。 • 计算机联锁系统在我国各车站正广泛应用。 继电器联锁 计算机联锁

  17. 车站信号楼 1.车站联锁概述>车站联锁系统 • 车站联锁系统适合于控制不同的车站站场。 车站站场： 由铁路设计部门根据车站的作业需求，结合具体地形，勘测设计而成。 它是车站联锁系统设计、研制的基础。

  18. 2. 车站联锁原理 • 2.1 车站联锁控制对象 • 2.2 进路 • 2.3 进路控制过程

  19. 2.车站联锁原理>控制对象 2.1 车站联锁控制对象 • 车站联锁系统主要对车站列车运行路径进行控制，即，对运行路径内的信号机、转辙机、轨道电路进行控制。 • 控制对象主要包括： • 信号机 • 道岔和转辙机 • 轨道电路

  20. 列车信号机（X, S） 调车信号机（D） 出站兼调车信号机 XIII IIIG 股道 2.车站联锁原理>控制对象>信号机 • 信号机 • 功能：决定其外方列车或调车车列是否可以前行、列车或车列前行的速度级别。 • 分类：按信号机作业性质分，主要有：

  21. 尽头信号机 差置信号机 并置信号机 单置信号机 出站信号机 (SIII, S5) 调车信号机 进站信号机 (X, XD) 调车信号机 (D9, D11) 2.车站联锁原理>控制对象>信号机 进站信号机 出站信号机 进路信号机 列车信号机

  22. 2.车站联锁原理>控制对象>信号机 • 信号机状态： • 关闭状态：禁止灯光点灯。（平时状态） • 调车信号机禁止灯光：蓝灯（A）； • 列车信号机和出站兼调车禁止灯光：红灯（H）。 • 开放状态：允许灯光点灯 • 调车信号机允许灯光为：白灯（B）； • 列车信号机的允许灯光：多种显示 • 多种显示用于区分进/出正线还是侧线、通过等。 • 如：进侧线停车(UU)、进正线停车(U)、正线通过（L/LU）、… • 同时显示的灯位数不超过2个。 • 灭灯状态：所有灯位均不点灯 • 灯泡内部灯丝断丝，信号熄灭。禁止其前方车列前进。

  23. 单动道岔 (21, 22) 交叉渡线道岔 双动道岔 (1/3, 5/7) 2.车站联锁原理>控制对象>道岔 • 道岔和转辙机 • 道岔作用：确定车列在站内运行路线。 • 道岔类型：单动道岔、双动道岔、交叉渡线道岔（由2组相关的双动道岔组成）。

  24. 联锁控制 车压入 车离开 转换 转换 定位 四开 反位 2.车站联锁原理>控制对象>道岔 • 道岔状态： • 道岔位置：定位、反位。 • 工作状态： • 正常工作状态： • 道岔的定位和反位为道岔的～。 • 非工作状态：四开状态。 • 指两根尖轨同时不密贴于基本轨。 • 例如：道岔正在转换途中不密贴；道岔挤岔时。 • 状态转换： 占用状态 空闲状态 锁闭状态

  25. 道岔和转辙机 2.车站联锁原理>控制对象>道岔 • 道岔转换 • 道岔转换设备： • 道岔转换通过道岔转换器（转辙机）来进行。 • 转辙机：直流ZD6、交流S700K、液压ZYJ7等； • 一组道岔由一台或多台转辙机来转换。 • 道岔转换过程： • 三个过程：解锁（空闲）转换锁闭。先解锁后转换再锁闭，是所有道岔转换设备必须遵循的设计原则。 • 道岔锁闭后不能再转换，要转换需先解锁。 • 转换时间：道岔转换超过正常转换时间（对ZD6，一般以不超过13s计），说明道岔出故障，应报警，以便维修。

  26. 道岔区段 （7DG） 股道 牵出线 无岔区段 (1/19WG） 2.车站联锁原理>控制对象>轨道电路 • 轨道电路区段 • 作用：确定车列在站场中具体位置。 • 类型：道岔区段、无岔区段、股道、牵出线和尽头线等。

  27. 联锁控制 车压入 空闲 锁闭 占用 车离开 故障 5G XD S5 13 11 25 IIIG 21 7 D11 SIII 道岔在定位 道岔在反位 四开状态 轨道光带说明： 占用（DGJ落下）：红光带 锁闭（DGJ吸起）：白光带 空闲（DGJ吸起）：灰光带 2.车站联锁原理>控制对象>轨道电路 • 状态： • 空闲状态。 • 占用（或故障占用）状态。 • 状态变化：

  28. 2.车站联锁原理>进路>进路概念 2.2 进路 进路概念： • 指列车或调车车列在站内运行时所经由的路径。 • 说明： • 每条进路内包括很多信号设备（信号机、转辙机、轨道电路等） • 每条进路始端都有一架进路始端信号机来防护该进路 • 信号机点禁止灯光时，车列不能进入； • 信号机点允许灯光时进路安全，车列可以进入进路．

  29. 接车进路（进站经由的路径）进站信号机防护 发车进路（出站所经由的路径）出站信号机 通过进路（正线通过车站经由的路径） 转场进路（转场时经由的路径） 列车进路 调车进路 X1 1G D1 X S1 XII S D2 IIG 1 2 4 SII D4 2.车站联锁原理>进路>进路类型 进路类型： • 如按照作业性质，可分为： X→IIG：接车进路； XII→S：发车进路 X→S ：通过进路（X和XII必须均开放允许灯光）；

  30. 调车进路 折返 X1 1G D1 X S1 XII S D2 IIG 1 2 4 SII D4 牵出 牵出进路 折返进路 2.车站联锁原理>进路>进路类型 调车进路由调车信号机防护！ 例：将IIG上机车调到1G上？（为1G上货车安上机车） 牵出进路：SII →D1； 折返进路：D1 →IG； 先牵出，后折返

  31. 基本进路 变通进路 5G XD D11 S5 7 13 11 25 IIIG 21 X D3 SIII D9 D13 3 1G 5 9 15 23 17 D7 SI 2.车站联锁原理>进路>进路类型 例：如下图， [1] X→5G列车进路：2条（5/7定位和5/7反位）。 将其中1条进路规定为基本进路（5/7在反位），则另1条进路为变更进路（5/7在定位）。 这种变更进路称为平行变通进路 ； • 按照进路重要性，可分为： • [2]对基本进路和变更进路的确定： • 一般将对车站作业影响小的进路规定为基本进路，其它进路为变通进路。

  32. D3 D39 39 41 D5 19 编组场 D21 尽头线 牵出线 基本进路2 基本进路1 复合调车进路 2.车站联锁原理>进路>进路类型 • 对调车进路，按照进路长短，可分为： • 调车基本进路：由1架调车信号机防护。 • 复合调车进路：由两条或多条调车基本进路所构成的进路。 例：D21→D3：复合调车进路，由D21→D5和D5→D3两条基本进路构成。

  33. 2.车站联锁原理>进路>敌对进路 • 敌对进路 • 站场内相互冲突，不能被同时建立的进路称为~。 • 敌对进路有多种情况。 • 如，向同一股道接车的2条进路构成敌对进路。 • 由车站联锁系统保证所有相互敌对的进路不能被同时建立。 3G D1 X D2 D3 D4 S D8 D6

  34. 2.车站联锁原理>进路控制过程 2.3 进路控制过程 • 进路控制过程可分为进路建立和进路解锁两个过程。 • 进路建立阶段： • 从值班员办理进路开始，到信号开放为止的过程； • 需检查进路建立条件；需对进路上道岔进行锁闭； • 解锁解锁阶段： • 列车通过时，解除进路上多组道岔的锁闭。 • 解锁过程必须安全：不能提前解锁、错误解锁、该解锁时不解锁。

  35. 2.车站联锁原理>进路控制过程>进路建立 • 进路建立： • 包括几个子阶段： 操作 （确定进路的范围、列车进路还是调车进路） 选路/岔 （确定进路能否选出？如能，确定道岔位置） 车站控制系统执行 道岔转换 （控制转辙机转换进路上道岔到规定的位置） 选排一致检查 （检查进路上道岔是否都转换到规定位置） 锁闭进路 （锁闭进路上道岔；封锁敌对进路） 开放信号 （使室外信号机点亮相应颜色的灯光）

  36. 联锁系统自动完成 2.车站联锁原理>进路控制过程>进路建立 • 例如：选排D11→5G的调车进路 ↓ 5G XD S5 ↓ 13 11 25 IIIG 21 7 D11 SIII 道岔在定位 道岔在反位 四开状态 1.操作。按压进路始端按钮D11A和终端按钮S5DA。 2. 选路。选出进路中信号点（D11、S5）和道岔位置（9/11定位、13/15定位、21反位）。 3. 道岔转换。21向反位转换。 4. 进路选排一致检查； 5. 锁闭进路。（白光带） 6. 开放信号。D11点亮白灯。 7. 车列进入

  37. 2.车站联锁原理>进路控制过程>进路建立 • 说明： • 信号开放后，连续检查信号开放条件是否满足，如不满足，则关闭信号； • 如：信号开放后，进路内出现任何设备故障——信号机、道岔、轨道电路故障，则关闭信号——故障导向安全。 • 例： D11→5G的调车进路中，21DG故障占用，信号关闭。 5G XD S5 13 11 25 IIIG 21 7 D11 SIII 故障修复后，可人工使信号重新开放

  38. 2.车站联锁原理>进路控制过程>进路解锁 • 进路解锁 • 解除进路上多组道岔的锁闭；解除对敌对进路的封锁。 • 解锁过程必须安全：不能提前解锁、错误解锁、该解锁时不解锁。 • 几种情况： • 车未压入进路：允许人工对进路进行解锁——；（容忍操作员误办进路；要证明车没有进入） • 取消进路 • 人工延时解锁 • 车压入进路：正常解锁，区段故障解锁

  39. 2.车站联锁原理>进路控制过程>进路解锁 • 取消进路：列车未进入进路外方接近区段时，可以采用取消进路方式使进路解锁。 • 例：D11→5G 5G XD S5 13 11 25 IIIG 21 7 D11 SIII 取消进路过程： （1）人工办理取消进路手续； （2）关闭进路始端信号； （3）进路自动解锁。

  40. 2.车站联锁原理>进路控制过程>进路解锁 • 人工延时解锁：列车已经进入进路外方接近区段，但未进入进路时，采用人工延时解锁方式使进路解锁。 • 例：D11→5G 5G XD S5 13 11 25 IIIG 21 7 D11 SIII 人工延时解锁过程： （1）人工办理人工解锁手续； （2）关闭进路始端信号； （3）延时；（不同进路延时长度不同，高铁和一般铁路亦不同） （4）延时结束后，如果车列没有进入进路，则进路自动解锁。

  41. 2.车站联锁原理>进路控制过程>进路解锁 • 正常解锁 • 指车压入并通过进路后，进路自动解锁； • 方式： • 分段解锁：车列每完整通过进路中一个轨道电路区段，该区段自动解锁。 • 一次解锁：车列完整通过进路后，进路自动解锁。 • 分段解锁时，要证明车确实进入了进路内方区段、确实离开了进路内方区段，该区段才能解锁。 • 证明方法：“三点检查”法，即证明车进入了本区段的前一区段、本区段、本区段的下一区段，然后离开了前一区段、离开了本区段，之后，本区段才能解锁。

  42. 2.车站联锁原理>进路控制过程>进路解锁 • 例：D11→5G进路解锁： 车完整进入11-13DG时，关闭信号； 11-13DG：车完整出清时，延时3~4s解锁； 21DG：车完整出清时，延时3~4s解锁。 5G 信号关闭 XD S5 13 11 25 IIIG 21 7 D11 SIII 延迟3~4s后 11-13DG解锁 延迟3~4s后 21DG解锁 延时原因：防止尾车（或轻车）抖动出现假出清，导致提前错误解锁

  43. 2.车站联锁原理>进路控制过程>进路解锁 • 分段解锁简要过程： • 关闭信号； • 对列车进路，列车压入进路即关闭信号； • 对调车进路，车列完整进入进路时关闭信号。 • 车列完整通过区段； • 延时3~4秒； • 区段自动解锁 对进路中每个区段

  44. 2.车站联锁原理>进路控制过程>进路解锁 • 区段故障解锁： • 列车通过进路时，当进路中设备故障，使进路无法正常解锁（因不满足“三点检查”条件）时，需采用区段故障解锁使未解锁的部分解锁。 • 例：D11→5G进路： 5G 信号关闭 XD S5 13 11 25 IIIG 21 7 D11 SIII “三点检查”不满足，无法自动解锁 该区段故障无法解锁 对21DG：采用区段故障解锁方式解锁； 对11-13DG：故障修复后，采用区段故障解锁方式解锁。

  45. 2.车站联锁原理>进路控制过程>进路解锁 • 引导接车 • 前面介绍的进路能建立、能开放信号，前提条件是进路中信号设备工作正常（不出现故障）。 • 接车进路内信号设备故障情况下要求接车，此时接车进路无法正常建立。 • 以引导方式接车： • 引导进路 • 引导总锁闭 5G XD S5 13 11 25 IIIG 21 7 D11 SIII

  46. 2.车站联锁原理>进路控制过程>进路解锁 • 引导进路： • 接车进路上轨道电路故障占用或进站信号无法开放允许灯光时，以引导进路方式接车。 • 办理引导进路后进路锁闭，进站信号开放HB灯。 • 列车压入进路时信号关闭。 • 值班员确认列车完整进入股道后，人工将进路解锁。 • 作业安全：由设备+人工保证； 5G XD S5 13 11 25 IIIG 21 7 D11 SIII

  47. 2.车站联锁原理>进路控制过程>进路解锁 • 引导总锁闭 • 接车进路上道岔失去位置时，以引导总锁闭方式接车。 • 办理：人工将接车进路上道岔操纵到进路位置，人工确认故障道岔在进路位置，然后办理引导总锁闭，将本咽喉所有道岔锁闭，开放HB灯。 • 列车压入进路时信号关闭。 • 值班员确认列车完整进入股道后取消所有道岔的锁闭。 • 作业安全：由设备+人工保证； 5G XD S5 13 11 25 IIIG 21 D11 7 SIII 引导总锁闭

  48. 2.车站联锁原理>进路控制过程>进路解锁 • 进路处理过程总结

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