第二章高速鐵路行車自動閉塞技術

2022-10-14 13:00:13 字數 4690 閱讀 7654

第一節自動閉塞概述

一、自動閉塞的基本概念

目前,我國鐵路採用的行車閉塞方法主要有半自動閉塞和自動閉塞兩種。

半自動閉塞由人工辦理閉塞手續,列車憑出站訊號機的允許訊號顯示出發,出站訊號機在列車出發後自動關閉,列車到達接車站經人工確認整列到達後辦理到達復原,解除閉塞。半自動閉塞利用車站來隔離列車,即兩站間的區間同時只允許一列列車執行。半自動閉塞具有裝置簡單、使用方便、維修容易、投資少、安裝快等優點,得到了廣泛採用,採用半自動閉塞,雖然在一定程度上保證了行車安全,但不能充分發揮鐵路線路(尤其是雙線)的能力。

而且由於區間沒有空閒檢查裝置,須由人工確認列車的整列到達,尤其是事故復原的安全操作得不到保證,所以行車安全程度不高,並影響運輸效率。

自動閉塞是根據列車執行及有關閉塞分割槽狀態,自動變換通過訊號機顯示而司機憑訊號行車的閉塞方法,它是一種先進的行車閉塞方法。自動閉塞是在列車執行過程中自動完成閉塞作用的。雙線單方向自動閉塞如圖6—2—1所示,它將乙個區間劃分為若干小段,即閉塞分割槽,在每個閉塞分割槽的起點裝設通過訊號機(如圖6—2—1中的1、3、5、7和2、4、6、8訊號機均為通過訊號機),用以防護該閉塞分割槽。

每個閉塞分割槽內都裝設軌道電路(或計軸器等列車檢測裝置);通過軌道電路將列車和通過訊號機的顯示聯絡起來,根據列車執行及有關閉塞分割槽的狀態使通過訊號機的顯示自動變換。因為閉塞作用的完成不需要人工操縱,故稱為自動閉塞。

自動閉塞不需要辦理閉塞手續,並可開行追蹤列車,既保證了行車安全,又提高了運輸效率。和半自動閉塞相比,自動閉塞有以下優點;

(1)由於兩站間的區間允許續行列車追蹤執行,就大幅度地提高了行車密度,顯著地提高區間通過能力。

(2)由於不需要辦理閉塞手續,簡化了辦理接髮列車的程式,因此既提高了通過能力,又大大減輕了車站值班人員的勞動強度。

(3)由於通過訊號機的顯示能直接反映執行前方列車所在位置以及線路的狀態,因而確保了列車在區間執行的安全。

(4)自動閉塞還能為列車執行超速防護提供連續的速度資訊,構成更高層次的列車執行控制系統,保證列車高速執行的安全。

由於自動閉塞具有明顯的技術經濟效益,所以廣泛應用於各國鐵路(尤其是雙線鐵路)。更由於自動閉塞便於和列車自動控制、行車指揮自動化等系統相結合,它已成為現代化鐵路必不可少的基礎裝置。

二、自動閉塞的基本原理

自動閉塞通過軌道電路(或計軸器等列車檢測裝置)自動地檢查閉塞分割槽的占用情況,根據軌道電路的占用和空閒狀態,通過訊號機自動地變換其顯示,以指示列車執行。

圖6—2—2所示為三顯示自動閉塞原理圖。通過訊號機的不同顯示是調整列車執行的命令。三顯示自動閉塞通過訊號機的顯示意義是:

乙個綠色燈光——准許列車按規定速度執行,表示執行前方至少有兩個閉塞分割槽空閒。

乙個黃色燈光——要求列車注意執行,表示執行前方只有乙個閉塞分割槽空閒。

乙個紅色燈光——列車應在該訊號機前停車。

通過訊號機平時顯示綠燈,即「定位開放式」,只有當列車占用該訊號機所防護的閉塞分割槽或線路發生斷軌等故障時,才顯示紅燈——停車訊號。

每架通過訊號機處為乙個訊號點,訊號點的名稱以通過訊號機命名。例如,通過訊號機「1」處就稱為「1」訊號點。

現以圖6—2—2為例說明自動閉塞的工作原理:

當列車進入3g閉塞分割槽時,3g的軌道電路被列車車輪分路,軌道繼電器3gj落下,通過訊號機3顯示紅燈,則通過訊號機1顯示黃燈。當列車駛入5g閉塞分割槽並出清3g閉塞分割槽時,軌道繼電器3gj起,5gj下,因而通過訊號機5顯示紅燈,通過訊號機3顯示黃燈,通過訊號機1顯示綠燈。

通過對三顯示自動閉塞基本原理的敘述,可得出以下幾點結論;

(1)通過訊號機的顯示是隨著列車執行的位置而自動改變的。當顯示黃燈時,列車執行前方只有乙個閉塞分割槽空閒:當顯示綠燈時,列車執行前方至少有兩個閉塞分割槽空閒。

(2)通過訊號機的禁止訊號(紅燈顯示),是利用軌道電路傳送的;而其他的顯示資訊可以利用軌道電路,也可利用電纜傳送。對於三顯示自動閉塞必須傳遞三種以上的資訊。

(3)若利用軌道電路傳送資訊,在每乙個訊號點處不但有接收本訊號點資訊的接收裝置,同時還須有向前方訊號點傳送資訊的傳送裝置。

雖然自動閉塞有不少制式,但是它們有著共同的特點,即大多是以軌道電路為基礎構成的,也就是說是採用軌道電路來傳輸資訊的.

三、自動閉塞的技術要求

自動閉塞裝置應符合現行的鐵道行業標準《鐵路自動閉塞技術條件》(tb/t 1567)、《鐵路技術管理規程》(簡稱(技規),下同)、《鐵路訊號設計規範》(tb 10007)的規定,主要有:

1.自動閉塞制式分為三顯示和四顯示兩種。一般採用三顯示自動閉塞,在新建或改建鐵路上,列車執行速度超過120km/h的區段應採用四顯示自動閉塞。

2.電氣化區段的雙線或多線自動閉塞,運輸需要時可按雙方向執行設計,其他區段的自動閉塞亦宜按雙方向執行設計。

當雙線按雙方向執行設計時,反方向可不設通過訊號機,根據機車訊號指示執行,亦可設計為自動閉塞或自動站間閉塞執行。

3.客貨列車混運的雙線自動閉塞區段,列車追蹤執行間隔應符合下列規定:

(1)雙線三顯示自動閉塞區段宜採用7min或8min,有條件的區間可採用6min。

(2)採用四顯示自動閉塞時,其列車追蹤間隔宜採用6min或7min。

(3)單線三顯示自動閉塞宜採用8min。

(4)閉塞分割槽的劃分根據實際情況可按規定的列車追蹤間隔時間增加或減少,當根據需要增加時不得超過規定追蹤時間的10%。反向執行的列車追蹤間隔時間可大於正向執行的列車追蹤間隔時間。

4.三顯示自動閉塞宜在規定的列車追蹤間隔時間內劃分三個閉塞分割槽排列通過訊號機。在區間內遇有困難的上坡道或從車站發車時劃分三個閉塞分割槽有困難時,可按兩個閉塞分割槽劃分(按兩個閉塞分割槽設定通過訊號機,不得增加規定的列車追蹤間隔時間,包括司機確認訊號變換顯示的時間)。從車站發車還應考慮確認出站訊號機顯示、車站值班員指示發車訊號、車長指示發車訊號及列車啟動所需的時間。

三顯示自動閉塞分割槽的最小長度,應滿足列車的制動距離(該制動距離包括機車訊號、自動停車裝置動作過程中列車所行走的距離,其動作時間不應大於14s),其長度不應小於1200m,但採用不大於8min執行間隔時間時,不得小於1000m。進站訊號機前方第乙個閉塞分割槽長度,一般不大於1500m。

四顯示自動閉塞在確定的執行間隔時間內按四個閉塞分割槽排列通過訊號機,四顯示自動閉塞每個閉塞分割槽的長度,應滿足速差制動所需的列車制動距離。列車執行速度超過120km/h時,緊急制動距離由兩個及其以上閉塞分割槽長度來保證。

雙線雙方向執行的自動閉塞反方向執行時,宜沿用正方向執行時劃分的閉塞分割槽,當閉塞分割槽的長度不能滿足列車制動距離時,可將相鄰兩閉塞分割槽合併。

5.通過訊號機的設定,除應滿足列車牽引計算的有關規定外,還應符合下列原則:

(1) 通過訊號機應設在閉塞分割槽或所間區間的分界處,不應設在停車後可能脫鉤的處

所,並盡可能不設在啟動困難的地點。

(2)在確定的執行時隔內按三個或四個閉塞分割槽排列通過訊號機時,應使列車經常在綠燈下執行。

6.自動閉塞的通過訊號機採用經常點燈方式,並能連續反映所防護閉塞分割槽的空閒和占用情況。

在單線自動閉塞區段,當乙個方向的通過訊號機開放後,另一方向的通過訊號機須在滅燈狀態,與其銜接的車站向區間發車的出站訊號機開放後,對方站不能向該區間開放出站訊號機。

7.當進站或通過訊號機紅燈滅燈時,其前一架通過訊號機應自動顯示紅燈。

8.在自動閉塞區段,當閉塞分割槽被占用或有關軌道電路裝置失效時,防護該閉塞分割槽的通過訊號機應自動關閉。

在雙向執行區段,有關裝置失效時,經兩站有關人員確認後,可通過規定手續改變運

行方向。

9.自動閉塞應有與本軌道電路資訊相適應的連續式機車訊號。

四顯示自動閉塞必須有超速防護裝置。

10.在自動閉塞區段內,當貨物列車在設於上坡道上的通過訊號機前停車後啟動困難時,在該訊號機上應裝容許訊號。但在進站訊號機前方第一架通過訊號機上不得裝設容許訊號。

11.自動閉塞電路及裝置應滿足鐵路訊號故障一安全原則。

12.自動閉塞必須採用閉路式軌道電路。軌道電路應能實現一次調整。在空閒狀態下,當道碴電阻為最小標準值、鋼軌阻抗為最大標準值,且交流電源電壓為最低標準值時,軌道電路裝置應穩定可靠工作。

當電源電壓和道碴電阻為最大標準值時,用標準分路電阻(0.06ω)在軌道電路任意點進行分路,接收裝置應確保不工作。

軌道電路的設計長度應不大於極限傳輸長度的80%。

軌道電路鋼軌絕緣破損時,通過訊號機不應錯誤地出現公升級顯示。

軌道電路在工頻交流、斷續電流和其他迷流干擾的作用下,應有可靠的防護效能。

在電氣化區段發生扼流變壓器斷線時,在兩根軌條中無牽引電流及最不利道碴電阻的條件下,接收裝置應確保不工作,若不能滿足此要求,亦應滿足扼流變壓器斷線條件下軌道電路的分路要求。

13.當自動閉塞裝置故障或外電干擾時,不使敵對訊號機開放。

14.自動閉塞訊號顯示應變時間不應大於4s。

15.三顯示自動閉塞資訊量不應少於4個資訊,四顯示自動閉塞不應少於5個資訊.

16.自動閉塞的故障監測和報警裝置應滿足以下要求:

(1)監測和報警裝置發生故障時,應不影響自動閉塞正常工作。

(2)監測裝置應能連續監督有關裝置工作狀態。無論主機或副機發生故障均應報警,在雙機併聯使用時,其中一機故障應不中斷系統的正常丁作,當採用主、副機倒換方式時,若主機發生故障,應能自動接入副機工作。

(3)監測裝置應能準確地判斷故障地點和故障性質。

17.自動閉塞裝置宜集中裝設。

18.自動閉塞應有防雷措施,並符合鐵路訊號有關防雷的規定。

四、自動閉塞的分類

自動閉塞一般是根據運營上和技術上的特徵來進行分類的。

1.按行車組織方法可分為單向自動閉塞和雙向自動閉塞

在單線區段,只有一條線路,既要執行上行列車,又要執行下行列車.為了調整雙方向列車的執行,**路的兩側都要裝設通過訊號機,這種自動閉塞稱為單線雙向自動閉塞,如圖6—2—3所示。

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