第二章信號與運營2.1

線路與車站2.1.1線路一、線路的組成線路是列車運行的通路。它由軌道和下部建筑兩部分組成。軌道(也稱上部建筑)由鋼軌、軌枕、道床、道岔和聯結零件、防爬設備等組成。軌道線路可敷設在隧道，高架橋和地面，供列車運行。

軌道交通線路圖

地鐵、輕軌線路按其運營中的作用分為正線、輔助線和車廠線。

1、正線

是指供載客列車運行的線路,包括區間正線、支線、車站正線。

城市軌道交通的正線一般為全封閉線路，按雙線設計，采用右側行車制。正線與其他交通線路相交時，一般采用立體交叉。2、輔助線

輔助線是為保證正線運營而配置的線路，為列車提供折返、停放、檢查、轉線及出入段作業的線路。它包括折返線、停車線(存車線)、渡線、車輛段出入線、聯絡線、安全線等。

（1）折返線

折返線是指在線路兩端終點站或中間站設置的專供列車改變運行方向的線路。單折返線多折返線（2）渡線

渡線也可以滿足列車改變行進方向或列車進路的需要。占用正線進行作業,行車組織要求十分嚴格。

在列車運行速度較高，運行間隔時間較短，運量較大的線路不宜采用渡線折返方式作為正常運行交路。

渡線布置圖（a）（b）（c）（3）停車線(存車線)

一般設置在終點站或區間車站，專門用于列車停放，并可進行少量檢修。（4）車輛段出入線

是從車輛段到運營正線之間的連接線。車輛段出入線可設計為單線或雙線；平交或立體交叉。（6）聯絡線

在路網中，要使同種制式的線路可以實現列車過軌運行,通過線與線之間的聯絡線來實現。軌道交通A線軌道交通B線A線與B線聯絡線2.1.2車站

車站是供乘客上下車，集散，候車，也是辦理運營業務和設置運營設備的地方。1.車站的組成車站一般包括主體、設備和管理用房、出入口及通道、通風道及風亭（地下）、其他附屬建筑物等。

2、車站的分類

（1）車站按車站客流量大小分：大車站、中等車站和小車站；

（2）車站按運營功能不同分：始發（終到）站、中間站和換乘站；

（3）車站按車站設置的位置分：地下站、地面站和高架站；（4）車站按站臺形式分：島式站臺車站、側式站臺車站和島側混合式站臺車站。島式站臺側式站臺島側混合式站臺島式站臺車站側式站臺車站2.1.3車輛段

車輛段主要負責一條或幾條線路的軌道交通車輛的停放、檢修、清潔等任務。

車輛段一般設有停車庫（廠）、檢修庫、洗車設備、運營管理用房等設施。

（1）車輛段位于線路端部；

（2）車輛段位于線路中間，且只有一站與車輛段接軌；

（3）車輛段位于線路中間，有兩站與車輛接軌。車輛段與聯軌站相連接的三種典型形式：2.1.4區間

概念：兩個車站之間的線路叫區間。區間界限

鐵路系統中，進站信號機柱或站界標的中心線。城市軌道交通，車站兩端端墻內方為站內，相鄰兩車站端墻之間為區間

甲站站間區間乙站站內站內從運營管理角度來說，習慣將車站以外的線路稱作區間。

對于輕軌、地鐵等城市軌道交通而言，站間距離短，車輛單一，行車規律性強。進站一般不設信號機，出站設有發車表示器。按照區間或者閉塞分區放行列車的方法叫空間間隔法。

甲站乙站2.1.5分界點干線鐵路信號系統的車站、區間有一個明確的分界點。車站由聯鎖系統控制，區間由閉塞系統控制，而列車的進出站控制由聯鎖和閉塞的接口電路完成。城市軌道交通ATC系統，列車運行間隔控制和列車運行進路控制，由列車運行控制系統來完成。信號系統的分界點，決定了向列車傳送“報文數據信息”的內容。城市軌道交通ATC系統中，相鄰聯鎖設備集中站分界線即為聯鎖邊界線。分界點實際也是相鄰聯鎖設備站控制區域的分界線。分界點與信號的關系鐵路系統中，是通過地面信號機來防護車站，而且車站與區間的分界也是通過地面信號機加以區分；至于區間內的“閉塞分區”界限，由其防護的“通過信號機”來劃界。因此，鐵路分界點離不開地面信號機，信號機是保證行車安全和提高線路通過能力的重要設施。

分界點與信號的關系

城市軌道交通中，城市軌道交通對列車的定位停車要求很高，所以車載信號的“距離信息”尤為重要，列車從接收的距離信息中可以精確的判斷列車在車站區域還是在區間。2.2信號與運營城市軌道交通建設和運營的目的就是為市民提供安全、快速、準時、舒適、便利的運輸服務。

信號系統是城市軌道交通運輸的基礎設施之一，與運營管理密切相關。城市軌道交通中常用的行車調度控制方式主要有調度集中和行車指揮自動化。采用何種行車調度控制方式與所采用的行車調度設備類型有關。車站控制是在特殊情況下采用的輔助方式。調度集中管理行車調度員通過調度集中控制設備控制所管轄線路上的信號和道岔，辦理列車進路，組織和指揮列車運行。采用的基本閉塞方法為自動閉塞法，列車以司機操縱為主。在調度集中控制不能實現時，改為車站控制。車站值班員在列車調度員的指揮下，辦理列車進路及接發車作業。行車指揮自動化

采用的基本閉塞方法為自動閉塞法。

由ATC系統組成的ATP、ATO、ATS系統完成列車運行自動化及行車指揮自動化。2.3

列車運行組織2.3.1列車列車是指以正線運行為目的、按軌道輛數編成并具有列車標志的車組。

列車標志包括列車兩端的標識燈、列車前端的車次號與列車目的地標識符。列車運行主要是指列車在正線上運行。在雙線行車時，地鐵、輕軌列車按右側單向運行，而市郊列車則是按左側單向運行。

按列車用途分類，列車分為：專運列車、圖定客運列車、加開客運列車、調試列車、空駛列車、救援列車和施工列車。各種列車可根據不同的車次號來識別。2.3.1列車交路計劃列車交路計劃是根據運營組織的要求及運營條件的變化，按運行圖或由調度臺/員指揮列車按規定的區間運行、折返的列車運行計劃。1、列車的行車概念（1）調車，是指除列車在正線運行，車站（車輛段）到發以外的一切機車、車輛或列車有目的的移動。它包括列車的編組，解體，摘掛，轉線，車輛的取送，轉場，調移，以及機車的轉線，出入段等。（2）列車折返，是指列車通過進路改變、道岔的轉換，經過車站的調車進路由一條線路至另一條線路運營的方式。（3）折返站，指具有折返能力的車站。（4）列車清客，是指列車在運行途中，又要某種原因不能將乘客送達目的地，中途要求所有乘客離開車廂的行為。2、列車折返方式列車折返方式是指當列車按照運行圖的要求至圖定終點站后，列車通過進路改變、道岔轉換，經由車站的一條線路進入到另一條線路，開始下一次運營的方式。城市軌道線路上只有在中間個別車站、始發站和終點站才具有折返能力。目前采用的折返方式有站前折返和站后折返兩種。（1）站前折返方式

站前折返方式是列車在中間站或終點站利用站前渡線進行的折返作業。根據折返渡線的布置不同可分為交叉渡線折返和單渡線折返兩種。站前折返方式－1站前折返方式－2站前折返方式優點由于渡線設置在站前，可以在一定程度上減少項目建設的投資。可以縮短列車走行距離。乘客上下車可以同時進行，可以縮短停站時間。站前折返方式缺點上下車乘客同時上下車，在客流量大的情況下，站臺秩序會受到影響。出發列車和到達列車存在著敵對進路，安全上得不到保證，對行車安全保障要求較高。到發作業產生的交叉干擾降低折返效率。列車進出站都要經過道岔區段，列車運行速度受到限制，且影響到列車運行的平穩，乘客感覺不舒服；因此，在城市軌道交通設計中，較少采用此模式，特別是行車密度高、列車運行速度快、列車運行間隔時間短的時候，更不會采用站前折返方式。（2）站后折返方式

站后折返方式是列車在中間站、終點站利用站后渡線進行的折返作業。站后折返方式－1站后折返方式－2站后折返方式優點列車在終點站或中間站采用站后折返方式，采用平行進路，可以有效的避免到達列車和出發列車進路的敵對干擾；列車進出站速度高，有利于提高列車的旅行速度；此種折返是在空車狀態下進行的，不會對乘客有任何影響；另外，折返線在運營時間外，還可以兼作列車臨時檢修線。站后折返方式缺點站線布置距離長，列車折返消耗時間長，車站投資大。環形線折返站后折返方式－3

環形線折返優缺點

優點：因沒有道岔，能保證最大的通過能力，節約設備費用與運營成本。缺點：①由于列車在小半徑曲線上運行，易造成單側鋼軌磨耗;②折返線不能停放檢修列車和難以進一步延長;③若用明挖法施工會增大開挖范圍。3、

列車交路的種類列車交路有長交路、短交路和長短交路三種。（1）長交路（常規交路）指列車在全線各站間運行，為全線提供運輸服務，列車到達折返線/折返站后返回。長交路長交路優缺點

采用長交路方案行車組織簡單、乘客無須換乘、不需要設置中間折返站。若線路各區段斷面客流不均衡程度較大，則會產生部分區段列車運能的浪費。（2）短交路（銜接交路）指列車在某一區段內運行，在指定車站折返，它可為某一區段旅客提供服務。短交路短交路優缺點采用短交路方案可提高斷面客流較小區段的列車滿載率，但跨區段出行的乘客需要換乘，以及需要設置中間折返站。短交路列車在中間站是雙向折返，增加了折返作業的復雜性。（3）長短交路（混合交路）指線路上長短交路并存的情況。長短交路列車在線路的部分區段共線運行，長交路列車到達線路終點站后折返、短交路列車在指定的中間站單向折返。長短交路長短交路優缺點采用混合交路方案可提高長交路列車滿載率、加快短交路列車周轉，但部分乘坐長路列車乘客的候車時間增加，需要設置中間折返站。2.3.3城市軌道交通系統的列車運行圖列車運行圖是列車運行的時間與空間關系的圖解，它規定了各次列車占用區間的次序，列車在區間的運行時分，在車站的到達、出發或通過時刻，在車站的停站時間和在折返站的折返時間，以及列車交路和列車出入車輛段時刻等。1、列車運行圖的意義（1）列車運行圖是列車運行的基礎。它能直觀地顯示列車在時間和空間上的關系，能直觀的顯示列車在各區間的運行及在各車站停車或通過的狀態。

（2）城市軌道交通是由信號、車輛、通信、線路、機電等多個部門組成的技術密集型的交通系統，它要利用多種技術設備，要求多個部門和工種的協調配合才能完成日常運輸任務。（3）列車運行圖既是運營企業內部使用的列車運行圖技術文件，也是運營企業組織運營的綜合經營計劃，對運營企業的生產效率和經濟效益有著直接、決定性的影響。

列車運行圖有兩種格式，一種是以橫坐標表示時間，縱坐標表示距離；另一種是以橫坐標表示距離，縱坐標表示時間。我國通常是采用第一種圖解方式。在列車運行圖上有橫線、豎線和斜線三種線條。2、列車運行圖圖解原理列車運行圖上，下行列車的運行線由左上方向右下方傾斜；上行列車的運行線由左下方向右上方傾斜。（1）橫坐標：表示時間，用一定的比例進行時間劃分。（2）縱坐標：根據區間實際里程，采用規定的比例表示距離分割，以車站中心線所在位置進行距離定點。（3）垂直線：是一族平行的等分線，表示時間等分段。3、列車運行圖的圖解表示（4）水平線：是一族平行的不等分線，這些水平線將縱軸線按一定比例加以劃分，代表車站的中心線，通過中間站的車站中心線以較細線條表示，換乘站、折返站和終點站以較粗線條表示各個車站中心線所在的位置。（5）斜線：列車運行軌跡的近似表示（6）時刻：在列車運行圖上，列車運行線與車站的交點即表示該列車到達、出發或通過的時刻。（7）車次：不同車次，采用不同的列車運行圖。列車運行圖的原理4、列車運行圖的要素

列車區間運行時分列車停站時分列車折返時分追蹤列車間隔時間2.3.4正常情況下的列車運行組織正常情況是指在營業時間內，采用基本的行車閉塞法和行車指揮方式。采用的行車指揮方式主要有行車指揮自動化、調度集中和調度監督三種。為保證列車運行的安全，在組織列車運行時，通過設備或人工控制，使連續發出列車保持一定間隔距離安全行車的辦法，稱為行車閉塞法。1、行車閉塞法

軌道交通采用的基本閉塞法主要有自動閉塞和區間閉塞兩種。

根據采用的調度指揮設備類型，軌道交通行車指揮的方式主要有行車指揮自動化、調度集中和調度監督三種。2、行車指揮方式

行車指揮自動化是20世紀80年代發展起來的先進的行車指揮方式。

調度集中是20世紀80年代以前普遍采用的行車指揮方式。

在新線建成投入運營，但ATC系統尚未安裝或調試完畢的過渡期，采用區間閉塞設備、實行調度監督是經實踐檢驗比較經濟實用的行車指揮方式。采用列車自動監控（ATS）子系統的軌道交通線路，行車指揮實行自動化控制。（1）行車指揮自動化

ATS子系統完成對在線列車運行的監督控制、追蹤顯示、列車運行圖的編輯和修改、列車進路排列、列車運行調整、站臺列車到達信息顯示、繪制實跡列車運行圖和生成運營統計報表、離線模擬或復示列車的在線運行等。采用調度集中設備的軌道交通線路，行車指揮實行調度集中控制。調度集中設備是指揮列車運行的一種遠程遙控設備，由控制中心的調度集中總機、進路控制終端、顯示盤和列車運行記錄儀、閉塞設備、調度集中分機和數據傳輸設備以及聯鎖設備等組成。（2）調度集中調度集中的主要功能有：行車調度員可直接控制車站的信號機、道岔，排列列車進路。控制中心能實時顯示車站信號機、道岔的狀態、進路占用情況、列車車次和列車運行狀態等；繪制實跡列車運行圖和生成運營統計報告。在調度集中、自動閉塞時，列車占用區間的行車憑證為出站信號機的綠燈顯示。如出站信號機故障，行車憑證為行車調度員下達的調度命令。追蹤列車的安全間隔由自動閉塞設備實現。采用調度監督設備的軌道交通線路，行車指揮實行調度監督控制。調度監督設備是指揮列車運行的一種遠程監控設備，由控制中心的調度監督設備、顯示盤，閉塞設備、車站終端和數據傳輸設備以及聯鎖設備等組成。調度監督與調度集中的區別是只能監督、間接控制，不能直接控制。（3）調度監督調度監督的主要功能有：控制中心能實時顯示車站信號機、道岔的狀態、進路占用情況、列車車次和列車運行狀態等。打印實績列車時刻表和生成運營統計報告。2.3.5非正常情況下的列車運行組織非正常情況是指列車運行控制設備等出現故障，采用代用閉塞法、車站控制或后備模式控制等。軌道交通采用的代用閉塞法主要是電話閉塞法。從行車指揮的角度看，行車指揮自動化、調度集中或調度監督均會發生控制權下方的情形。代用閉塞法是指基本閉塞設備因故不能使用時臨時采用的行車閉塞法，電話閉塞法是常用的代用閉塞法。非正常情況下行車時，司機應嚴格掌握進出站、過岔、線路限制等特殊運行速度。列車沖突撞得頭破流血列車追尾誰撞我的屁股這么痛？媽的，你的屁股很臭。列車超速運行脫軌救命啊！我不會游泳啊。2.4移動閉塞系統降級控制2.4.1

降級模式的提出移動閉塞方式的信號系統核心是列車控制系統（ATC），它由列車自動監控子系統（ATS）、列車自動防護子系統（ATP）、列車自動駕駛子系統（ATO）和計算機聯鎖子系統（CI）組成，采用車—地雙向通信，是基于通信的列車控制技術。ATS子系統CI子系統相鄰CI子系統ATO/ATP地面設備相鄰ATO/ATP地面設備地面軌旁設備ATO/ATP車載設備列車運行控制列車子系統ATC系統結構框圖2.4.2ATC系統的降級控制模式1、ATS子系統故障下的降級控制方式ATS中心自動控制ATS中心人工控制ATS車站自動控制ATS車站人工控制部分地鐵項目除設有控制中心外，還設有備用控制中心。

備用控制中心不作運行控制，只用于在線監視、培訓或維護。它可能不具備控制中心完備的運行時刻表和由于遠程登陸造成通信實時性差的功能缺失，但是可以保障系統正常運行。

ATS子系統與信號其他子系統結合，根據列車運行圖進行進路的中心自動控制，必要時中心調度員可介入進行中心人工控制。當控制中心設備或通信故障或運行需要時，系統才可自動降級為車站自動控制。當運營需要時，可通過中心調度員與車站值班員辦理授、受權手續，實現設備集中車站自動控制或車站人工控制。在擠岔等特殊情況下需要執行特定操作，只能在車站ATS分機上執行，且必須處于站控狀態。

ATP/ATO子系統故障下的降級控制方式即列車駕駛模式和列車控制模式的降級控制方式。2、ATP/ATO子系統故障下的降級控制方式

列車駕駛模式級別由高到低依次為：ATO模式（自動運行駕駛模式）、ATP模式（ATP速度監控下的人工模式）、限制人工駕駛模式和非限制人工駕駛模式。

列車控制模式級別由高到低依次為：連續式列車控制級、點式列車控制級、聯鎖級列車控制級。連續式列車控制級基于移動閉塞列車間隔原理點式列車控制級

基于固定閉塞列車控制原理聯鎖級列車控制級

基于地面的傳統進路監督的聯鎖系統保證列車間隔（1）車站聯鎖設備故障3、計算機聯鎖子系統故障下的降級控制方式車站計算機聯鎖設備通常采用多重冗余結構，可靠性高，一臺設備故障時不影響系統正常運行。如果多臺設備同時故障，其控制范圍內將喪失進路控制、聯鎖和ATP/ATO功能，此時列車的安全完全由人工保證。（2）車輛段聯鎖設備故障