城市轨道交通
第二节 信号子系统的轨旁基础设备
一、轨道交通信号的组成
轨道交通信号是 “信号（显示）、 联锁、闭塞”的总称。
是由各类信号显示、轨道电路、道岔转辙 装置等主体设备及其他有关附属设施构成 的一个完整的体系。
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1、信号（显示） （1）早期信号
信号的起源也来源于英国。最早的列车指挥 是由一位带绅士礼帽、穿黑大衣和白裤子的 铁路员工骑马在前引导运行的，他边跑边以 各种手势发出信号指挥列车的前进和停止。
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人工闭塞
——人工开启信号，关闭信号，依靠路 签、路牌、路票或电话、电报使用线路
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（2）轨道电路的出现
钢轨是导体，左右两根钢轨可以用来形成回路， 组成电路，用来检查列车占用钢轨线路状态， 这就是轨道电路。
作用：检测列车是否占用区段；通过轨道电路 向列车传递实时信息。
它的出现代表铁路自动信号的诞生。美国人鲁 宾逊1870年发明了开路式轨道电路，1872年研 制成功了闭路式轨道电路。但真正实际应用于 轨道交通中是二十世纪三十年代的事。
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二、城市轨道交通信号的特点
1、车载信号是“主体信号” 城市轨道交通线路短、站间距小、运营密度大、运营线
路条件差（隧道、弯道多），不能完全套用大铁路信号 的概念、设施和手段；信号系统要根据这些特点加以改 进、更新和发展。 除正线道岔外，一般不设地面信号机。 2、车载信号的内容是具体的目标速度或目标距离 目标速度：列车进入某一区段时，接受到列车离开该区 段时的控制速度；速度等级根据与先行列车之间的距离 来设定。 目标距离：该区段的长度。
显而见之，随着列车数量的增加和列车速度 超过马速度的情况下，这种信号就不起作用 了。
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a、臂板信号的出现
为了确保安全，人们开始研究固定的信号设 备：用一块长方形的板子，横向线路是停车 信号，顺向线路是进行信号。可是顺向线路 的板子实际上很难看见，所以又在顶端加块 圆板。当必须在晚间开车时，就以红色灯光 表示停车信号，白色灯光表示进行信号。
段内只容许一列车占有（运行、停放）。这就是 “闭塞”概念——为保证行车安全，而将列车正在 运行、停放的线路区段予以“封闭”，不允许其他 列车进入此区段，以防止对向列车、后续列车的正 面冲突或追尾事故的发生。
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（1）闭塞区段的划分
早期阶段，闭塞区段均 以车站作为划分依据；
以车站值班员“眼见为实” 作为判断标准； 以站间电报、电话多次确定作为允许列车通行的先决
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2、提高运行效率
单线自动闭塞系统，在组织追踪运行的条件下，可 提高通过能力25%-30%；
复线自动闭塞系统，可提高通过能力1-2倍； 采用ATS（自动监控）子系统，在不增加车站到发
线的情况下，可提高通过能力12%-24%；
3、是现代化信息技术综合应用的集中体现
自动控制技术——车载信号、超速防护、定位停车 计算机技术 数据通信技术——数字编码轨道电路、无线通信
分为有绝缘接头的轨道电路和无绝缘轨道电路
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A、有绝缘接头的轨道电路
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工作原理 没有列车进入轨道电路
变压器 发送端
中继变压器 轨道继电器
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没有列车进入的GJ动作
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没有列车进入的轨道电路
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列车进入后的轨道电路
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列车进入的GJ动作
1841年英国人戈里高利提出用长方形臂板作 为信号显示，装设在伦敦桥车站，这是铁路 上首次使用的臂板式信号机。
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臂 板 信 号 机
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巴黎地铁的壁板信号
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b、色灯信号机：二显示和三显示
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（2）车载信号
如果有办法可以将地面信号传递给机车，在司 机操作台上显示，这就是车载信号。对于线路 条件不好、气候条件不好的情况下机车信号的 作用是不可估量的。
条件； 以各种形式的信号指挥列车运行。——人工闭塞
随着轨道电路的发展、完善，闭塞区段逐渐改为 以轨道电路作为闭塞区段。
城市轨道交通的闭塞则开始取消固定“闭塞区段” 的概念，从固定闭塞向移动闭塞方向发展。
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人工闭塞的实现
采用路签或路牌作 为列车占用区段的凭证， 由接车站值班员检查区 间是否空闲。单路签闭 塞是早期使用的一种人 工闭塞方式，后来发展 为电话、电报人工闭塞。
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列车进入后的轨道电路
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半自动闭塞
——人工开启信号，列车经过后，自动关闭信号的闭塞 方式 ——在进站和出站处各安装一个轨道电路，就可实现半 自动闭塞。
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自动闭塞
如果全线分段都铺设轨道电路，每段轨道电路 前都架设信号机，在列车占有该轨道电路线路， 信号自动显示红灯；前一段线路信号自动显示 黄灯；再前一段线路信号自动显示绿灯。
第七章 信号系统（ATC） Automatic Train Control
第一节 概述 第二节 信号系统的轨旁基础设施 第三节 ATC的系统结构和基本功能
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第一节 概述
一、城市轨道交通信号的作用
1、用于指挥和控制列车运行，保证行车安全。
尽管其投资额在整个工程中所占的比例甚低（通常 在3 ％以下），但对于提高列车通过能力、提高运 能、保证行车安全却有着至关重要的作用。
在轨道交通线路中，由于站间距小、运营线路 条件差，仅仅靠车载信号显示、由司机来控制 机车是很难做到大密度运营的。
较为先进的轨道交通系统已摈弃“用信号显示 来指挥列车”的旧有概念了，引进了系统，操 作台上显示的是反映列车运营的状态。
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2、闭塞概念的提出
轨道交通的安全问题是至关重要的。 确定列车在线路的确切位置是保证安全的关键。 最简单的方法是划分一定长度的“区段”，在此区
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3、自动调整列车运行间隔，实现超速防护
正线列车运行的最小时间间隔，可达到 1.5-2min；
如果列车“晚点”，ATC系统可通过缩短 列车在站时间或提高列车在区间的运行速 度等级来自动完成调整。
CBTC（基于无线通信的列车运行自动控 制系统）可实现车地信息交换不间断进行。
当列车速度超过目标速度时，车载ATP子 系统自动启动超速防护，确保列车安全、 高速运行。