高铁信号机(1)

高速铁路计算机联锁工程设计参考资料（一）

一、道岔转辙设备

转辙设备包括转辙机、外锁闭装置、密贴检查器、下拉装置和融雪设备，用来对道岔进行转换和锁闭，并给出道岔表示。

一、转辙设备的设置

1．转辙机的设置

高速铁路所用18#及以上道岔、60kg12#道岔采用三相交流转辙机、多机牵引、顺序启动方式，并应具备现场操作功能，应采用外锁闭装置，第一牵引点必须采用不可挤型转辙机。18#及以上道岔增加密贴检查器，高速道岔配有下拉装置。

18#道岔尖轨长度22.01 m，尖轨5个牵引点，可动心轨2个牵引点。

其他道岔采用ZD6系列转辙机。若为AT弹性可弯曲道岔，原要双机牵引，采用一台ZD6-E型和一台ZD6-J型电动转辙机。一般道岔采用ZD6-D型电动转辙机。

2. 转辙机、外锁闭装置、密贴检查器的设置

图1-1所示为18#道岔尖轨的转辙机、外锁闭装置、密贴检查器的设置示意图。可见，采用了转辙机、外锁闭装置、密贴检查器各3台。

图3-28 18#道岔尖轨的转辙设备设置示意图

图1-2所示为18#提速道岔心轨的转辙机、外锁闭装置、密贴检查器的设置示意图。可见，采用了2台转辙机、外锁闭装置 ，1台下拉装置。

图1-2 18#提速道岔心轨的转辙设备设置示意图

3．下拉装置

在弹性支撑的可动心轨辙叉中，在心轨尖端也会产生惯性力。当列车通过可动心轨时，翼轨或者可动心轨会弹性地下沉，使心轨尖端和翼轨的相互高度发生变化。车轮到达心轨尖端会产生较大的表面压力并且增加磨损。此外，突然撞击并且下压心轨尖端至弹性变形的滑床板上将产生很大的动态力，会增大对滑床板的表面和闭塞点的磨损，而且也会增加噪声。

辙叉下拉装置使用液压下拉夹具来使两个部件平稳地下沉，以避免在这个重叠区域的高动态荷载，防止了可动心轨和弹性支撑翼轨之间的相对移动，使得高速列车通过心轨尖端时不会产生惯性力。该装置与翼轨相连，并用一根连接杆把可动心轨下拉至滑动板上。辙叉下拉装置如图1-3所示。

辙叉叉尖处的大约70kN的拉力由下拉装置中的叠片盘簧产生。为此，在下拉装置内部通过液压缸产生了机械弹簧力的一个反作用力，这由下拉装置的驱动电机所控制。下拉装置的驱动电机是在道岔转辙机转换之前由道岔电动控制系统开启的，并且在锁闭装置和转辙机锁定状态下关闭。

当道岔需要转辙时，驱动电机驱动液压缸，把叠片盘簧下压直到连接杆压在安装在翼轨上的支架辊轮上，而可动心轨被轻微地抬起，这样使可动心轨可以转辙。每组道岔设一个下拉继电器，在道岔需要转辙接收到转换命令后首先使下拉驱动器吸起，使驱动电机动作，可动心轨辙叉被轻微地抬起，待下拉装置解除对心轨的压力时心轨才能执行转换命令而转换。道岔心轨转换完毕，下拉继电器落下，下拉装置恢复对心轨的压力，可动心轨被下拉。

图1-3 下拉装置

下拉装置电路图如图1-4所示。每组道岔设一个下拉继电器XLJ，由计算机联锁驱动。在道岔需要转辙接收到转换命令后首先使下拉驱动器XLJ吸起，XLJ吸起后使下拉复示继电器XLJF吸起。XLJF经检查下拉装置的断相保护继电器BHJ吸起、本道岔的尖轨和心轨的总断相保护继电器ZBHJ吸起后自闭。XLJF吸起后使驱动电机动作，可动心轨辙叉被轻微地抬起，待下拉装置解除对心轨的压力时心轨才能执行转换命令而转换。道岔心轨转换完毕，XLJF落下，驱动电机停止动作，下拉装置恢复对心轨的压力，可动心轨被下拉。

图1-4 下拉装置电路图

二、信号机

1．信号机的设置

车站设进站、出站信号机。根据需要，作业量较大的车站可设进路信号机、调车信号机和复示信号机。作业较为单一的中间站、越行站列车进路上可不设调车信号机。

进站信号机的设置位置应符合现行《铁路技术管理规程》的相关规定。进站信号机采用采用“黄、绿、红、黄、白”五灯位高柱信号机。桥、隧地段信号机以及高柱信号机构外缘与接触网带电部分不符合安全距离要求时可采用七灯位矮型信号机。当矮型进站信号机设于线路右侧时，定型配置的三、四灯位机构换位，使红灯位于线路侧，如图2-1所示。进站信号机不应设置在电分相区及附近一定范围内，因为电分相区一般设置在区间，为无电区，当采用无电过分相方案时，信号机的设置地点需要符合列车停车后启动以及启动后能够以惯性渡过无电区。因此信号机不能设置在分相区内，还要考虑距分相区一定的距离，该距离要符合列车启动后能够以惯性渡过无电区。

出站信号机应设在距警冲标不小于55m(含过走防护距离50m)的地点，或距最近的对向道岔尖轨尖端不小于50m的地点。有时受地形地貌、施工条件等限制，遇个别车站股道有效长不足以及站台严重偏置等情况时，可采取按客货共线标准将出站信号机设在距警冲标5m的地点、优化出站信号机外方应答器布置以及在相应股道中部增加校核列车位置的无源应答器组等措施，经报部批准后实施。出站信号机及发车进路信号机采用“红、绿、白”三灯位矮型信号机（图2-2）。与传统的出站信号机不同，增加了引导信号，可以在因发车进路轨道电路故障或出站信号机允许灯光断丝情况下，以引导方式将列车发至区间。出站信号机必须在要求地面信号机点灯的情况下才能开放引导信号，点亮红色灯光和月白色灯光。

根据需要设置调车信号机（图2-3），常态为一个蓝色灯光。正线上无特殊需求不设调车信号机。动车组运行径路上的调车信号机应设在距警冲标不小于5m处。其他径路上的调车信号机应设在距警冲标不小于3．5m处。设有调车危险应答器的调车信号机应尽量远离警冲标或防护道岔。调车信号机应采用现行规定的矮型调车信号机。尽头到发线上阻挡列车运行的调车信号机采用出站信号机机构并封闭绿色灯光。

图2-1 进站信号机 图2-2 出站信号机 图2-3 调车信号机

在进站信号机外方900m、1000m、1100m处应设置预告标。

2．信号机的显示

列车信号机常态为灭灯状态，一般情况下不使用。只有当无ATP车载设备或车载设备故障的列车才使用。列车信号机的灯丝条件不纳入联锁检查。

ATP车载设备正常工作时，司机以车载信号行车，地面信号机开放已无意义。所以车站及线路所列车信号机应常态灭灯不显示，仅起停车位置作用。对以隔离模式运行的动车组列车和施工路用列车，信号机点亮，灭灯视为红灯。这些信号机平时可以不着灯，一方面节能，另一方面也可避免因地面信号与车载信号出现不一致时(如灯丝断丝)导致的混乱。仅运行动车组的高速铁路，遇列车未装设列控设备(可能包括维修车、轨道车等)或列控设备停用时，相应的列车信号机应经人工确认后转为点灯状态。

常态灭灯的车站(含无配线车站)出站信号机开放允许信号时应检查站间空闲条件。

调车信号机应常态点灯。

地面信号机的信号显示仅表示允许列车越过该信号机或在该信号机前停车，不区分进路方向，无速度含义。地面信号机的接近区段长度应保证该信号机的信号关闭后最高运行速度的列车不会在此距离外的区段上产生列车超速防护（ATP）限制信息。

进站信号机显示含义：一个黄色闪光和一个黄色灯光表示准许列车按限速要求越过该信号机，经道岔侧向位置进入站内准备停车； 一个红色灯光和一个月白色灯光表示准许列车在该信号机前方不停车，以不超过40km／h的速度进站或通过接车进路，并须准备随时停车；其他信号显示符合《技规》的规定。

出站信号机显示含义： 一个绿色灯光表示准许列车由车站以站间闭塞方式出发，前方站间空闲； 一个红色灯光和一个月白色灯光表示准许列车由车站以站间闭塞方式出发，发车进路列车速度不超过40km／h，并须准备随时停车；其他信号显示符合《技规》的规定。

同一方向相邻列车信号机之间的距离应符合不同性能的列车按规定速度安全停车制动距离的要求。站内列车信号机的显示关系还应符合下列规定：

①办理了接车进路，接车进路终端的出站或进路信号机应点亮红色灯光，若该信号机红灯不能点亮时，防护接车进路的信号机则应点亮红色灯光。

② 办理了通过进路，进路上的出站或进路信号机应点亮相应允许灯光，若允许灯光灯丝断丝，则其前方信号机显示应相应降级。

3．信号机的点灯控制

列车信号机常态为灭灯状态。当无ATP车载设备或车载设备故障的列车接近信号机时，经操作后，首先将对应信号机转为点灯状态，信号机点亮后的列车接发车进路的办理与办理方式保持一致。列车越过信号机后灯光自动熄灭。各信号机灯丝条件均不纳入联锁，信号灯灭灯时按红灯处理，无ATP车载设备的列车应停止运行。

车站联锁设备在每个车站咽喉增设两个自复式按钮，分别为“点灯按钮（KDA）”和“关灯按钮（GDA）”,与原信号机列车按钮配合，可点亮或关闭对应信号机红灯。

（1）进站信号机的点灯控制

进站信号机点灯电路如图2-4所示。按压“点灯按钮（KDA）”+对应进站信号机列车按钮，计算机联锁驱动该进站信号机开灯继电器KDJ吸起，对应熄灭的进站信号机点亮红灯，办理接车进路锁闭后点亮相应允许灯光。

进站信号机点亮红色灯光，且之前已办理了接车进路，该进路可继续保持锁闭状态，再次按压进站信号机列车按钮，点亮对应允许灯光。

列车越过点亮的进站信号机，进站信号机点亮红灯，进站信号机内方第一区段解锁后进站信号机红色灯光自动熄灭。

图2-4 进站信号点灯电路

按压“关灯按钮（GDA）”+对应进站信号机列车按钮，KDJ落下，使进站信号机红灯熄灭。

高速铁路正线及到发线采用18#提速道岔，因此有黄灯闪光电路。闪光电路见图2-5。信号闪光继电器XSJ由计算机联锁驱动，当符合条件需要开放闪光信号时，XSJ吸起。XSJ接通闪光继电器SNJ电路，使得SNJ脉动。将SNJ前接点等接入进站信号机黄灯点灯电路，当SNJ吸起时该黄灯点亮；SNJ落下时因串入电阻R, 黄灯不亮，于是黄灯显示就闪光信号。

闪光监督继电器SNJJ在SNJ脉动时一直保持吸起，如果SNJ停止脉动，SNJJ就落下，回采其接点，起到对于闪光电路的监督。

图2-5 闪光电路

（2）出站信号机的点灯控制

出站信号点灯电路如图2-6所示。按压点灯按钮（KDA）+对应出站信号机列车按钮，计算机联锁驱动该出站信号机开灯继电器KDJ吸起，可使对应熄灭的出站信号机点亮红灯，办理发车进路并符合开放条件后点亮相应允许灯光。

当办理接车进路（进站信号机点亮）或向股道办理调车进路时，该进路顺向出站信号机（未办理进路）自动点亮红灯。

出站信号机点亮红灯，且之前已办理了发车或通过进路，该进路可继续保持锁闭状态，按压出站信号机列车按钮，若符合开放条件则点亮对应允许灯光。

图2-6 出站信号点灯电路

出站信号开放条件：办理发车或引导发车进路，并检查站间区间空闲后，点亮相应允许灯光。

列车越过已点亮允许信号的出站信号机，出站信号机点亮红灯，出站信号机内方第一区段解锁后出站信号机红灯熄灭。

对于列车或调车立折作业，立折发车进路或调车进路解锁后，原接车或调车时点亮的出站信号机红灯随之熄灭。

按压“关灯按钮（GDA）”+对应进站信号机列车按钮，可使进站信号机红灯熄灭。

（3）调车信号机点灯控制

出站兼调车信号机用于调车时，调车进路建立后，信号机点亮白灯，调车车列全部越过信号机后点亮红色灯光，进路解锁后熄灭。

当利用区间调车时，按发、接列车方式办理和控制。

4．信号机降级显示

进站信号机点亮允许灯光（绿灯、黄灯、双黄灯、黄闪黄灯、红白灯）时，点灯电路故障或灯丝断丝，进站信号机点亮红灯。

进站信号机应点亮红灯时，灯丝断丝，进站信号机灯光熄灭。

办理了接车进路，出站信号机应点亮红灯时，出站信号机灯丝断丝灯光熄灭，进站信号机点亮红灯。

办理了通过进路，出站信号机点亮绿灯时，出站信号机绿灯灯丝断丝，出站信号机点亮红灯，进站信号机点亮黄灯。

对于防护18号道岔的进站信号机必须开放次一架信号机，才允许点亮“黄闪黄”显示。

对于应点亮的信号机灯丝断丝，本信号显示应显示红灯，前一架信号机显示做相应调整。

进出站信号机点亮红灯或灯丝断丝灭灯时，对应接近区段轨道电路应发送“HU”码。

三、轨道电路

高速铁路站内正线原则上采用与区间同制式的采用计算机编码控制的ZPW-2000A有绝缘轨道电路 (又称一体化轨道电路)。中间站、越行站站内咽喉区比较简单，为减少站内轨道电路制式、简化工程设计，站内其他轨道区段也采用了与正线同制式的ZPW-2000A有绝缘轨道电路。大站的正线及到发线采用与区间同制式的有绝缘轨道电路。咽喉区轨道区段两端采用机械绝缘节，股道分割处宜采用机械绝缘节。只有大站的站内其他轨道电路区段才采用97型25 Hz相敏轨道电路。

1．轨道电路的设计长度

ZPW-2000A轨道电路的设计长度应符合列控车载设备可靠接收及邻线干扰防护的要求，用于站内时还应符合车站联锁系统可靠工作的要求。

站内无岔区段轨道电路需要提供列控信息时，其最小长度Lmin 应同时符合以下两公式的要求。

Lmin=Vmax×2.5s+L常

Lmin=L自

式中

站内无岔区段轨道电路不需提供列控信息时，其最小长度Lmin应同时符合以下两公式的要求。

Lmin=L自

Lmin=Vmax×T落 - L车 (14．4．6--3)

式中 Vma——该区段的最高允许速度，当站场条件不能符合要求时，可按CTCS—2运用环境允许的最高速度(m／s)；

L常——轨道电路余量20m；

T落——轨道电路接收设备的最大落下时间(s)；

L车——车长(m)；

L自——轨道电路设备自身允许的最小长度(m)。

道岔区段应根据其直向或侧向是否需要提供列控信息而分别按上述方法确定其最小长度。

在站内轨道电路最小长度计算公式中，一般照该区段的最高允许速度取值，但是实际站场有时不能符合要求，此时可按CTCS-2级运用环境允许的最高速度。列车从CTCS-3级转换到CTCS-2级时速度必须降到CTCS-2级允许的速度值，如果轨道电路长度按照CTCS-2级允许的速度进行设计，最多会延时2．5 s接收地面码序，进而延时2．5s切换到CTCS-2级，但不影响列车运行安全。

站内轨道电路区段最短长度按以下条件考虑，并取其中的最大值作为最短长度：

①列车运行时车载设备需要可靠接收到轨道电路所传送的信息。

②列车或单机以允许的最高速度通过站内轨道区段时，该轨道区段应能正常解锁。

③轨道电路设备自身允许的最小长度， ZPW-2000A为60m。

当列车进路内各区段均发送机车信号信息时，列车运行于道岔区段任一个分支，都应确保车载设备可靠接收信息。

对于仅正线发码的车站，因其道岔区段的无受电分支(弯股)不需要发码，故列车进路经由道岔弯股时，该区段分支支路的长度仅需符合解锁要求即可。

2．轨道电路频率设计

区间、车站轨道电路载频应统筹设计。闭塞分区分界点处绝缘两侧应采用不同载频，其中，上行正线、上行侧到发线采用2 000 Hz、2 600 Hz；下行线正线、下行侧到发线采用1 700 Hz、2 300 Hz。

ZPW-2000轨道电路发送器的低频、载频等信息编码接口宜采用计算机通信方式。

车站接、发车进路轨道电路低频信息应与其接近的信号机防护的进路条件相符。

目前，按照高速铁路CTCS-2级列控系统技术设备管理基本要求，明确了“当车站侧向接车进路有低于80km／h的临时限速时，进站或进路信号机不得显示“一个黄色闪光和一个黄色灯光”。当侧向发车进路上有低于80 km／h的临时限速时，出站信号机的接近区段发送“UU码”。

3．站内轨道电路

（1）轨道电路系统结构

站内一体化轨道电路系统结构机械绝缘节—机械绝缘节轨道电路系统结构如图3-1所示。机械绝缘节—电气绝缘节轨道电路系统结构如图3-2所示,其电路原理图如图3-3所示。

图3-1 机械绝缘节—机械绝缘节轨道电路系统结构

图3 -2 机械绝缘节—机械绝缘节轨道电路系统结构

图3-3 机械绝缘节—电气绝缘节轨道电路原理图

一个站内轨道电路设备构成如表3-1所列。

表3-1 站内轨道电路设备构成

（2）设计基本原则

站内股道ZPW-2000A轨道电路长度不应大于650m（道床漏泄电阻不小于3.0Ω·km、分路电阻不大于0.25Ω或道床漏泄电阻不小于2.0Ω·km、分路电阻不大于0.15Ω，且线间距不小于5m。）。最小长度应满足列车以最高运行速度通过该轨道区段时，车载设备能够正常接收轨道电路信息（暂按2.5s计算）。

为避免邻线轨道电路的干扰，当站内横向相邻同方向载频的轨道电路长度超过650 m(线间距不小于5 m)时，应对轨道电路进行分割。

道岔区段ZPW-2000机械绝缘轨道电路长度一般小于400m，包含1～2个道岔分支。特殊情况不应超过600m。每个道岔区段不宜超过2个道岔。当区段只有一个道岔时，无受电分支长度不应大于120m。当区段有两个道岔时每个无受电分支长度分别不应大于60m和120m。

侧线股道可以采用道岔区段轨道电路配置，也可以采用区间轨道电路配置。

ZPW-2000轨道电路载频应统筹设计，防止出现迂回电路和列控信息的越区传输，闭塞分区分界点两侧的轨道电路采用不同的载频。

轨道电路采用追踪码序满足CTCS-2 级列车安全运行的要求。

轨道电路连接线、道岔区段轨道电路并联线采用双线双塞方式。

站内道岔轨道区段不大于300 m时，不配置补偿电容。大于300 m时，需要根据道岔位置情况进行综合考虑。

在无轨道设备的机械绝缘节处、有牵引回流通过时，应在该机械绝缘节处设置空扼流变压器。在钢轨线路需要接贯通综合地线或牵引回流线处，应设置空扼流变压器。

车站采用全进路有码时，当列车从上行线进入到下行线或从下行线进入到上行线时，在入口处轨道区段首先发送2s 25.7Hz低频信息，后转发正常信息。

车站仅正线与到发线区段有码时，当列车从上行线进入到下行到发线或从下行线进入到上行到发线时，到发线入口区段首先发送2s 25.7Hz低频信息，后转发正常信息；当列车从上行到发线发车进入下行线或从下行到发线发车进入上行线时，线路首段有码区段首先发送2s 25.7Hz低频信息，后转发正常信息。

（3）道岔区段轨道电路

道岔区段轨道电路采用“分支并联”一送一受轨道电路结构，以实现道岔弯股的分路检查防护和车载信号信息的连续性传输。

高速铁路列车控制系统的车载设备，要求地面轨道电路系统提供车载信息，其传送的信息必须能够时实、连续、稳定地被车载设备接收，这就要求地面轨道电路系统提供给车载信号设备的信息，必须在时间和空间上是连续的。

对于时间上的连续，由于站内采用了与区间同制式的轨道电路，可以确保地面轨道电路系统提供给列车车载设备的信息在时间上的连续性。

对于空间上连续，主要存在于机械绝缘节和弯股。

由于受到机械绝缘节结构的影响，轨道电路设备的安装必然要离开机械绝缘节—定的距离（距轨缝约0．6～0．8m）。因此，列车过机械绝缘节时，因受到轨道电路设备安装位置的限制和车载信号接收感应器的安装位置限制（车载信号设备的接收线圈距第一轮对的距离最大可达1．0m），车载信号接收感应器在轨道电路的机械绝缘节两边均存在一段车载信号接收“盲区” （约为1．6～1．8m）。为了消除车载信号设备的接收“盲区”，在道岔绝缘节处采用改变道岔跳线的走线方式（称为“跳线换位”），以及对轨道电路钢轨引接线的安装方式采取迂回走线处理，可以消除车载信号设备在机械绝缘节处的信息中断问题。“跳线换位”和在轨道电路收发端处采用轨道电路钢轨引接线迂回的方法，分别如3-17 和图3-18所示。

图3-4 跳线换位

图3-5 机械节绝缘处轨道电路钢轨引接线迂回设置

道岔区段的弯股分支长度远大于30m，且弯股侧线在一定条件下需要车载信息连续。如果按照传统方式安装道岔跳线，则在弯股上车载信号设备的接收线圈下方，钢轨内的车载信号电流量不足以动作车载信号设备或无信号电流。为了使地面轨道电路系统提供给列车车载信号设备的信息在空间上连续，并且足以动作车载信号设备，必须采取道岔跳线换位和增设道岔跳线的措施。这样，能使运行于道岔区段内的列车，在弯股的无受电分支的任何地点均能连续、正确和稳定可靠地接收到列车车载信号设备的控制信息。

在弯股每间隔一定的距离就增设—组道岔跳线，以强制车载信号设备的控制信息电流流经列车车载信号设备接收感应线圈下方的钢轨内。“道岔跳线”从道岔弯股末端（即道岔弯股的轨道绝缘节）起，向岔心方向（即道岔绝缘节）依次间隔设置，间隔不大于20m、岔心间隔不大于30m，两端部必须设置“跳线”。“跳线”采用带绝缘护套的70mm2的铜导线相当的钢包铜线。

车站全进路发码时，道岔“跳线”引线布置如图3-6所示。

图3-6 车站全进路发码时道岔“跳线”引线布置

车站仅正线与到发线股道发码时, 道岔“跳线”引线布置如图3-7所示。

图3-7 车站仅正线与到发线股道发码时道岔“跳线”引线布置

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/6fffcf5b192e45361166f557.html