站內信號系統鐵路運輸安全控制核心保障列車安全高效運行課程目標與內容1掌握基本原理理解站內信號系統工作機制2熟悉關鍵設備信號機、軌道電路、道岔等3了解自動控制ATS、ATP、ATO系統功能與應用4培養維護能力系統維護與故障處理技能第一章：站內信號系統基礎1系統定義控制與監督列車運行的技術裝置2系統作用確保行車安全與運行效率3發展歷史從機械到數字化智能控制4組成部分信號機、軌道電路、聯鎖系統等1.1站內信號系統的定義控制設備集合監控列車運行狀態安全保障系統防止列車沖突碰撞信息傳遞網絡列車與控制中心通信指揮調度平臺協調車站運行秩序1.2站內信號系統的作用1提高運行效率優化列車運行間隔2防止沖突碰撞進路沖突自動檢測3確保行車安全強制執行安全規則4實現自動控制減少人為操作錯誤1.3站內信號系統的發展歷史機械信號階段手動操作信號臂電氣化階段電動控制信號燈繼電聯鎖階段自動邏輯控制計算機聯鎖階段數字化智能控制1.4站內信號系統的組成部分信號機提供視覺行車指令軌道電路檢測列車位置道岔系統控制列車走行方向聯鎖裝置確保操作安全邏輯第二章：信號機信號機類型進站、出站、調車信號機1信號顯示內容顏色、燈數、閃爍狀態2設置位置站前、站內、進路起點3控制方式中央控制、自動控制42.1信號機的類型主信號機控制列車運行的主要信號調車信號機控制車輛調車作業復示信號機預告下一信號機狀態2.2進站信號機設置位置站前適當距離處主要功能控制列車進站許可顯示內容進站速度與進路情況控制方式聯鎖系統自動控制2.3出站信號機設置位置站內各股道端部主要功能控制列車出站許可顯示內容出站速度與方向信息聯鎖要求與道岔位置強制關聯2.4調車信號機1設置位置調車區域邊界處2主要功能控制車輛調車作業3顯示內容藍色表許可，紅色表禁止4操作方式可單獨控制不受進路限制2.5信號機的顏色含義紅色禁止通行黃色減速運行綠色正常速度通行藍色調車作業許可白色輔助指示信息2.6信號機的布置原則1視認性原則司機容易看清辨別2安全性原則故障狀態顯示最嚴格信號3一致性原則同類信號機統一標準4有效性原則確保機車及時反應第三章：軌道電路基本原理利用鋼軌作為導體1主要類型直流、交流、音頻軌道電路2核心功能列車位置檢測與監控3故障檢測斷軌檢測與自診斷43.1軌道電路的原理閉合電路列車不在時電路正常閉合短路原理車輪軸對鋼軌短路形成分路狀態檢測繼電器檢測電路狀態變化3.2軌道電路的類型直流軌道電路結構簡單，易受干擾交流軌道電路抗干擾性強，傳輸距離遠音頻軌道電路高抗干擾，可編碼傳輸3.3軌道電路的功能列車位置檢測確定列車占用軌道區段斷軌檢測提前發現鋼軌斷裂隱患信號傳輸向列車傳遞控制指令自動閉塞確保列車安全間隔3.4軌道電路的故障檢測常見故障類型虛擬占用、鋼軌絕緣損壞故障檢測方法電壓電流監測、阻抗分析自診斷功能實時監測電路參數變化安全原則故障默認為最嚴格狀態第四章：道岔結構組成基本部件與傳動裝置1道岔類型單開、雙開、交叉道岔2控制系統電氣控制與檢測原理3安全監測位置檢測與鎖閉裝置44.1道岔的結構尖軌控制列車行駛方向基本軌固定不動的鋼軌轍叉使兩條鋼軌交叉護軌防止車輪偏離軌道4.2道岔的類型單開道岔、雙開道岔、交叉道岔、剪式道岔4.3道岔控制系統電動轉轍機提供轉換動力1控制電路接收并執行指令2鎖閉裝置固定道岔位置3監測系統確認道岔狀態44.4道岔檢測1位置檢測確認道岔定位或反位2鎖閉檢測驗證道岔是否鎖閉3故障檢測監測轉換過程異常4融雪裝置防止積雪影響轉換第五章：聯鎖系統聯鎖定義確保設備間邏輯關系聯鎖種類機械、繼電、計算機聯鎖聯鎖功能防止矛盾操作發生聯鎖表設計定義設備間依賴關系5.1聯鎖系統的定義安全邏輯關系強制執行安全規則設備相互制約防止錯誤操作自動化控制減少人為干預系統級保護多重冗余設計5.2機械聯鎖杠桿制約物理機械連接限制閉鎖板限制操作順序聯鎖鑰匙強制執行操作規則5.3繼電聯鎖繼電器邏輯電氣回路實現聯鎖1電路板架固定電路連接關系2操作臺控制簡化人機交互接口3故障安全斷電默認安全狀態45.4計算機聯鎖1智能控制自動優化運行效率2軟件邏輯程序實現安全規則3冗余結構多機熱備份系統4網絡通信高速數據交換5.5聯鎖表的設計進路信號機道岔位置鎖閉區段1→2S1GD1NT1,T21→3S1YD1RT1,T32→4S2GD2NT2,T43→4S3GD2RT3,T4第六章：進路控制進路定義列車運行的軌道路徑進路設置選擇并建立行車路徑進路鎖閉保證路徑專用性進路解鎖釋放已使用的資源6.1進路的定義物理路徑列車行駛的實際軌道邏輯概念聯鎖系統中的資源組合安全保障確保專用性和完整性6.2進路設置過程選擇進路指定起點和終點沖突檢查驗證無進路沖突道岔轉換調整道岔到正確位置進路鎖閉鎖定相關設備狀態開放信號顯示允許信號方面6.3進路鎖閉道岔鎖閉防止道岔意外轉換區段鎖閉防止資源重復使用信號鎖閉確保信號顯示穩定進路互斥防止沖突進路同時建立6.4進路解鎖1軌道空閑檢測列車通過后區段釋放2人工取消操作員強制解鎖3應急解鎖特殊情況下的緊急釋放4時間延遲解鎖防止過早解鎖造成危險6.5進路沖突檢查通過綜合判斷共用區段、道岔位置和行車方向，自動檢測并預防各類進路沖突情況第七章：ATS系統1列車監控實時掌握運行狀態2運行調整優化列車運行計劃3指揮調度協調多列車運行4人機界面簡化調度員操作7.1ATS系統概述1定義自動列車監控系統2層級站內信號系統的上層控制3特點全局監控與統籌調度4發展向智能化方向升級7.2ATS系統功能運行監控實時監測列車位置與狀態計劃調整自動調整運行計劃告警處理異常情況及時預警數據統計運行數據記錄與分析7.3列車自動監控實時跟蹤列車位置、監測運行狀態、記錄運行數據、分析運行偏差7.4列車調度管理1運行計劃編制制定列車運行圖表2計劃執行監控監測實際與計劃偏差3調整指令下達發送調整控制命令4應急處理突發情況應急響應7.5人機界面設計總體監控界面全局狀態一目了然詳細控制界面精確操作各項功能告警處理界面突出顯示異常情況第八章：ATP系統系統概述自動列車保護系統1安全功能速度監控與制動控制2工作模式完全監督與部分監督3系統接口與其他系統協同工作48.1ATP系統概述地面設備信息采集與傳輸裝置車載設備監控與控制裝置駕駛界面向司機顯示信息8.2ATP系統功能速度監控實時監測列車速度自動制動超速自動施加制動信號監督強制遵守信號指示位置確認精確定位列車位置8.3速度控制最高允許速度實際速度ATP監控列車速度曲線，確保實際速度不超過允許速度，超速時自動干預制動8.4安全防護超速保護自動制動降低速度闖信號保護防止通過禁止信號滑行保護防止列車滑行越站開門保護防止行駛中開門8.5ATP與其他系統的接口信號系統接收信號機狀態軌道電路獲取位置信息列車控制發送制動指令ATS系統接收調度命令第九章：ATO系統系統概述自動列車運行系統1控制功能自動駕駛與精確停車2運行模式全自動與半自動模式3系統優勢提高效率與安全性49.1ATO系統概述1定義自動列車運行系統2目標實現列車自動駕駛3等級GoA1至GoA4自動化等級4組成地面設備與車載設備9.2ATO系統功能自動啟動列車自動起動速度調節自動控制速度曲線精確停車與站臺精確對位開關門控制到站自動控制車門9.3自動駕駛控制牽引控制優化加速過程速度控制平穩跟隨速度曲線制動控制精確控制減速率9.4精確停車停車標志指示理想停車位置測距系統實時計算剩余距離對位精度通常控制在±30cm內9.5ATO系統優勢99.9%準點率極高的運行準時性35%能耗降低優化牽引制動曲線20%運能提升縮短行車間隔90%司機負擔減輕自動化程度高第十章：站內信號系統維護日常維護定期檢查與保養故障診斷快速定位問題故障處理及時消除隱患系統升級持續提升性能10.1日常維護工作設備巡檢定期檢查外觀與性能清潔保養清除灰塵與污垢功能測試驗證各功能正常記錄歸檔維護工作詳細記錄10.2故障診斷與處理12345故障報告接收異常信息問題定位快速確定故障點原因分析深入查找故障原因維修處理采取措施排除故障測試驗證確認故障已消除10.