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简介: 铁路运输远程控制系统----信号、通讯、与安全

(2011-08-03 08:18:35)
标签:

杂谈

 

一、铁路信号机

 

1、概念
铁路信号机是设立在铁路道旁的机械或电子设备,用以传送路线前方状态的相关资讯给予列车驾驶,司机或调车员。列车驾驶透过理解与诠释铁路号志给予的指令意义采取相对之行动。一般来说,铁路号志会指示列车可安全行驶的速度、或指示列车停止。

 

2、分类(按用途)
进站信号机、出站信号机、通过信号机、进路信号机、调车信号机、预告信号机、遮断信号机、防护信号机、复示信号机、驼峰信号机、和机车信号机等。

 

3、铁路号志的位置

 

★ 铁路讯号用以指示或合并指示下列一种或一种以上之意义:
    ■本路线前方净空(无任何行车阻碍)或阻塞。
    ■司机或列车驾驶已获得可运转列车之许可。
    ■前方道岔或转辙器已开通至正确之方向。
    ■已设定正确方向之道岔或转辙器为何(通常以编号标示)。
    ■列车可行驶之速限。 
    ■预告下一个号志的状态。
    ■预告列车组员必须准备接收行车指令。

 

★ 铁路号志可设置于:
    ■一段轨道之起点。
    ■接近可以移动的基础设施的位置,如转辙器、摆桥等
    ■在其他号志之前。
    ■接近平交道的位置
    ■列车可能会需要停车的位置,如月台
    ■号志站内

 

营运中的路线通常会连续设置号志。一般双线铁路中每条轨道仅会设置单一方向之号志,并将道旁安装的号志设备,面向通常使用的方向。双向号志的路线,则号志设备安装的方向使两个方向均可行车。(当列车行车非依常用方向运转时,有时称为逆行)。

 

4、外观及指示
号志机具有外观及指示两种层面意义。外观系指号志机的外部可见之构造,指示系指显示号志内容之意义。号志机控制铁路车辆是否可被允许移动,或通过号志机所设置的地点,以进入下一个轨道电路或闭塞区间。号志机也可以用以提前预告下一个会遇到或显示的号志。 铁路运转机构的运转规则通常会限制,当号志机显示的内容无法辨识,或号志机故障时,应视同示最严格之运转限制(也就是立即停车)。

 

5、号志机型式
装设于道旁的号志机外观型式,依指示显示方式及安装方式的不同,可区分为以下型式:

 

★ 机械指示式
机械指示式号志机是号志机最古老的型式之一。机械指示号志机借由移动或转动号志机本身的部份组件,即臂板的位置,面对列车驾驶的视线方向,可显示不同的状态,以代表不同的意义,藉以传达给列车驾驶相对之运转限制条件指示。臂板的位置由完全可见转动至完全隐藏,可以表示两种至三种意义。

 

臂木式号志机是于1840年代,由Joseph James Stevens发明并申请专利获准。很快地臂木式号志机成为受到广泛使用的机械指示式号志机。但由于时代演进及铁路号志设备的进步,臂木式号志机目前正逐渐被淘汰消失。臂木式号志机的臂板包含两个部份:一条可旋转角度的悬臂,以及一组包含灯光及用以遮罩灯光前部可变换位置的有色透镜所组成的灯号,用于夜间及视线不清时显示用。某些臂木式号志机的臂板与灯号在构造上是一体以便连动显示,但有些臂木式号志机的设计上臂板和灯号的显示是分开的。臂板显示的角度以水平位置为最大运转限制,通常指停车。其他角度的运转限制则相对较小。

 

★ 色灯指示式
★ 列灯指示式
★ 色灯、列灯并用指示式

 

6、号志安装型式
道旁号志需要固定于控制区段或所保护之闭塞区间之边界之轨道旁适当位置,并考量列车驾驶目视距离。


7、号志机的控制与运作,略。


8、车载号志,略。


9、号志供电,略。


10、世界各国铁路号志,略。

 

11、中国铁路号志

 

★ 闭塞信号:
    ■一个绿灯:允许列车通过,前方至少有三个空闲的闭塞区间。
    ■一个黄灯和一个绿灯:允许列车通过,前方第三个闭塞区间被占用。
    ■一个黄灯:允许列车通过,前方第二个闭塞区间被占用。
    ■一个红灯:禁止越过该信号机,前方闭塞区间被占用。

 

★ 进站信号:
    ■一个绿灯:正线通过
    ■一个黄灯:正线进站。若站内信号显示红灯,则列车在正线停车。(一般而言,列车的站内限速为45km/h)
    ■两个黄灯:侧线进站。若站内信号为红灯,则列车在侧线停车;若预告信号为一个黄灯和一个黄色闪灯,则表示允许列车通过18号及以上道岔侧向位置,并越过下一台已经开发的信号机,且该信号机的进路,经道岔的直向位置或18号及以上道岔的侧向位置。

 

★ 出站信号:
    ■一个绿灯:允许列车出站,且前方有至少两个空闲的闭塞区间。
    ■一个黄灯:允许列车出站,前方有一个空闲的闭塞区间。
    ■一个红灯:禁止列车越过该信号机。

 

二、调度集中系统

 

调度集中系统(Centralized traffic control,縮寫CTC;又称"中央控制行车")是运用远动技术,结合铁路运输而构成的遥控、遥信系统。调度集中是分散型的远动系统,其控制中心在调度所,被控对象是铁路沿线各车站。用途是对列车运行进行集中控制。

 

1、调度所设备:

★ 调度集中总机:联系中央计算机和调度集中分机。
★ 中央计算机:系统的中心环节,联系调度集中总机、操作员台、调度员台、显示盘和系统维护台。
★ 操作员台:供操作员发送控制命令。
★ 调度员台:供调度员指挥列车运行。
★ 大屏幕显示盘:显示相关信息,包括进路、信号机状态、车次号跟踪等。
★ 系统维护台:供系统维护用。

 

2、车站设备:

★ 调度集中分机:联系调度集中总机和车站的被控对象。
★ 车站调度子系统:完成计划的显示、下达、修改、车次号输入等。
★ 与其他系统的接口:实现车站子系统与其他信号基础设备(如计算机联锁系统、微机监测系统、ATP)的联系。

 

3、调度监督功能:

★ 站场表示:信号、进路、区间状态,车次号显示、调度集中分机故障表示、电气集中挤岔、信号机灯丝断丝、报警信息等。
★ 车次号跟踪:自动跟踪列车车次号。
★ 车次号管理:调度员使用键盘或鼠标编辑车次号。
★ 列车记点:列车经过车站,自动记录列车到达、出发或通过时刻。
★ 实际运行图显示
★ 实际运行图输出
★ 运行报告输出


 
4、调度集中功能:

★ 进路试排
★ 进路存储控制
★ 进路调度控制
★ 进路车站控制
★ 局部进路车站控制

 

三、欧洲列车控制系统

 

欧洲列车控制系统(European Train Control System),简称ETCS,是为了取代欧洲铁路多种互不兼容的铁路安全系统,而开发的列车讯号、控制及防护系统。该系统的规格于1996年制定,作为欧洲铁路运输管理系统(ERTMS)的一部份,自1999年起为六间铁路公司所测试。

 

匈牙利其中一条位于布达佩斯至海吉什豪洛姆(Hegyeshalom)之间的铁路路线装设了ETCS Level 1,意大利位于罗马至那不勒斯之间的铁路线则装设了ETCS Level 2。

 

四、中国列车控制系统

 

中国列车控制系统(英语:China Train Control System),简称CTCS,是中国铁路参照欧洲列车控制系统,并结合中国国情构建的技术体系。

 

中国列车控制系统(CTCS)的等级:


★ CTCS4:基于无线通信平台传输列车控制信息,取消轨道电路,实现移动闭塞。
★ CTCS3D:基于无线通信平台传输列车控制信息,以无绝缘轨道电路、CTCS-2列车运行控制系统为基础,满足本线列车最高时速350公里、最小追踪间隔3分钟的运行要求,并具备兼容CTCS-2列车运行控制系统,满足既有线时速200~250公里动车组列车跨线运行的需要。
★ CTCS3:基于无线通信平台传输列车控制信息,轨道电路实现列车占用检查。技术上相当于ETCSLevel-2。
★ CTCS2:基于应答器和轨道电路传输列车控制信息。
★ CTCS1:由主体机车信号和安全型运行监控记录装置组成。
★ CTCS0:由通用机车信号和运行监控记录装置组成。

 

五、驾驶失知制动装置

 

驾驶失知制动装置(英语:Dead man's switch,又称列车驾驶警醒装置、列车驾驶安全装置,工程界称之为服役开关)是一种铁路安全装置,用来避免列车驾驶失去知觉导致列车失去控制,而此目的亦是装置命名的由来。

 

驾驶失知制动装置有多种设计,大都是一些需要驾驶员改变姿势去操作的装置,或是驾驶员失去知觉后不能操作的装置。例如采用不使用时能自动跳回原位(停止加速、制动全开)的主控杆,在主控杆上安装需要长期或按时按下的按钮,以及在驾驶台上主控杆以外的地方设置按钮或安装踏板等。

 

当列车驾驶员在驾驶列车行进一段时间后,驾驶失知制动装置会发出警告声响,要求驾驶员操作该装置。若列车驾驶员因本身忽略、睡着,或因发生疾病并失去知觉等其他因素,而没有操作该装置时,列车便会紧急停止或改由行控中心控制,以维护运行安全。

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