城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的介紹

,2018年08月,城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)簡(jiǎn)介,讓世界更暢通,1,八、信號(hào)施工圖,2,1.概述 在城市軌道交通系統(tǒng)中，信號(hào)系統(tǒng)是一個(gè)集行車指揮和列車運(yùn)行控制為一體的非常重要的機(jī)電系統(tǒng)，它直接關(guān)系到城市軌道交通系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)安全、運(yùn)營(yíng)效率以及服務(wù)質(zhì)量。它保證列車的行車安全，實(shí)現(xiàn)列車快速、高密度、有序運(yùn)行的功能。 聯(lián)鎖：為了保證行車安全，通過技術(shù)方法，使進(jìn)路、進(jìn)路道岔和信號(hào)機(jī)之間按一定程序、一定條件建立起的既相互聯(lián)系，而又相互制約的關(guān)系，這種關(guān)系稱為聯(lián)鎖。 閉塞：閉塞就是用信號(hào)或者憑證，保證列車按照前行列車和追蹤列車之間必須保持一定距離(空間間隔制)運(yùn)行的技術(shù)方法。,3,2.地鐵信號(hào)系統(tǒng)分類 盡管各類信號(hào)系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)列車控制方式、車地?cái)?shù)據(jù)傳輸方式、列車定位方式和信息量等方面各有不同，但基本上可按以下方式分類：,4,5,1、地鐵信號(hào)系統(tǒng)的組成 地鐵信號(hào)系統(tǒng)的核心是列車自動(dòng)控制（ATC）系統(tǒng)。它由正線計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖子系統(tǒng)（CBI）、列車自動(dòng)防護(hù)（ATP）子系統(tǒng)、列車自動(dòng)駕駛（ATO）子系統(tǒng)、列車自動(dòng)監(jiān)控（ATS）子系統(tǒng)構(gòu)成、數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)(DCS)、信號(hào)維護(hù)監(jiān)測(cè)系子統(tǒng)、車輛段計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)、培訓(xùn)系統(tǒng)、試車線信號(hào)系統(tǒng)等。,ATC系統(tǒng),6,6,控制中心,車輛段,試車線,設(shè)備集中站,非設(shè)備集中站,培訓(xùn)中心,骨干網(wǎng),車載設(shè)備,7,ATS系統(tǒng),8,ATO車載人機(jī)界面,9,2 正線信號(hào)系統(tǒng)的主要功能,10,11,1 概述,目前城市軌道交通正在使用的信號(hào)系統(tǒng)主要有兩種：基于數(shù)字軌道電路的準(zhǔn)移動(dòng)閉塞和基于通信的移動(dòng)閉塞系統(tǒng)（CBTC)。 準(zhǔn)移動(dòng)閉塞在國(guó)內(nèi)地鐵建設(shè)的初期有著廣泛的應(yīng)用，但近些年隨著CBTC系統(tǒng)的快速發(fā)展，新建城市軌道交通項(xiàng)目已基本不再采用基于軌道電路的準(zhǔn)移動(dòng)閉塞技術(shù)，基于通信的移動(dòng)閉塞已成為城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的主流技術(shù)，是城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的發(fā)展方向。,12,2 CBTC的車地通信方式,CBTC系統(tǒng)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能日趨一致或接近的情況下，車-地雙向連續(xù)通信方式是系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一和主要區(qū)別。目前移動(dòng)閉塞的車-地通信媒介方式主要有兩類： 交叉感應(yīng)環(huán)線方式（IL） 無線擴(kuò)頻通信方式（RF） 目前的CBTC系統(tǒng)中的無線擴(kuò)頻通信多采用開放ISM（工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療）頻段2.4-2.4835GHz，不需要申請(qǐng)專用頻段。也有少量系統(tǒng)可采用5.725-5.850GHz頻段，但在我國(guó)該頻段非開放頻段，需要申請(qǐng)并付費(fèi)使用?，F(xiàn)在隨著LTE技術(shù)的發(fā)展及在地鐵信號(hào)系統(tǒng)中的應(yīng)用，現(xiàn)在也有不少線路采用1.785-1.805GHz頻段，該頻段為行業(yè)頻段，需要申請(qǐng)。 無線擴(kuò)頻通信根據(jù)采用的傳播介質(zhì)的不同又分為： 自由空間無線天線 波導(dǎo)管 漏瀉電纜,13,3 交叉感應(yīng)環(huán)線方式（IL）,特點(diǎn)是系統(tǒng)成熟，應(yīng)用范圍廣。傳輸特性好，抗干擾能力強(qiáng)。 數(shù)據(jù)傳輸速率較低，能夠滿足列控?cái)?shù)據(jù)的需求。 感應(yīng)環(huán)線電纜敷設(shè)于軌道之間，每25m交叉一次。每組感應(yīng)環(huán)線控制距離約為1000m左右。 沿鋼軌和道床鋪設(shè)，對(duì)軌道專業(yè)的維護(hù)有一定的影響。,14,4 自由空間無線方式,自由空間傳播的無線方式是目前CBTC系統(tǒng)研發(fā)、應(yīng)用的主流方向。 通常采用符合IEEE802.11系列標(biāo)準(zhǔn)的商用現(xiàn)貨供應(yīng)的無線設(shè)備。通信速率11Mbps至54Mbps。 軌旁設(shè)置無線接入點(diǎn)AP和定向天線采用冗余配置，AP之間的間隔平均200400m。 在頻率覆蓋方面相鄰AP點(diǎn)之間設(shè)計(jì)為重疊覆蓋，使得任何一個(gè)AP點(diǎn)的故障均不影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 隧道側(cè)壁或立柱安裝，對(duì)軌道及附近設(shè)備無影響。,15,5 漏泄電纜方式,特點(diǎn)是場(chǎng)強(qiáng)覆蓋較好、均勻，抗干擾能力強(qiáng)。 通信采用專用擴(kuò)頻通信標(biāo)準(zhǔn)，也可采用IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)，通信速率較高。 單點(diǎn)AP的控制距離通常達(dá)600800m。 可安裝在線路頂部，也可安裝在道床中間和側(cè)壁。,16,16,6 波導(dǎo)管方式,特點(diǎn)為信號(hào)傳輸損耗小，場(chǎng)強(qiáng)覆蓋均勻，抗干擾能力強(qiáng)。 通信標(biāo)準(zhǔn)采用IEEE802.11a或IEEE802.11g，通信速率11Mbps至54Mbps。 單點(diǎn)AP的控制距離通常達(dá)1600m（每側(cè)波導(dǎo)管長(zhǎng)度800m）。 擠壓鋁材質(zhì)波導(dǎo)管強(qiáng)度較高，外部覆蓋保護(hù)套，抗損壞能力也較強(qiáng)，基本可做到免維護(hù)。 安裝在道床一側(cè)，需要時(shí)也可安裝在隧道頂部。,17,7 CBTC后備信號(hào)系統(tǒng)方案,后備系統(tǒng)根據(jù)功能需求不同，配置方案上也有所區(qū)別： 聯(lián)鎖級(jí)：由計(jì)軸器、轉(zhuǎn)轍機(jī)、信號(hào)機(jī)和聯(lián)鎖設(shè)備構(gòu)成基本后備信號(hào)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)站間閉塞功能。 點(diǎn)式ATP級(jí)：在聯(lián)鎖級(jí)配置基礎(chǔ)上，通過地面點(diǎn)式設(shè)備和車載ATP設(shè)備實(shí)現(xiàn)ATP的保護(hù)功能。 點(diǎn)式ATO級(jí)：在點(diǎn)式ATP級(jí)的基礎(chǔ)上增加車載設(shè)備的ATO功能。,18,19,主要室外信號(hào)設(shè)備 1、信號(hào)機(jī) 高柱、矮型、半高柱 鑄鐵、鋁合金 透鏡式、LED,20,2、轉(zhuǎn)轍機(jī) 電動(dòng)、電液、電空 電動(dòng)：直流電動(dòng)、交流電動(dòng),21,3、列車占用檢測(cè)設(shè)備 軌道電路 25Hz相敏軌道電路、50Hz單軌條軌道電路 計(jì)軸,22,4、應(yīng)答器 有源應(yīng)答器 無源應(yīng)答器,23,24,1 信號(hào)系統(tǒng)生產(chǎn)用房工藝要求,房間內(nèi)墻面、天花選用水泥沙漿抹面刷乳膠漆、裝修材料均按一級(jí)防火要 求控制。信號(hào)系統(tǒng)生產(chǎn)用房的內(nèi)裝修，應(yīng)滿足信號(hào)設(shè)備的要求，應(yīng)滿足防雷、防 塵、防潮、防震、防火、防鼠等要求； 信號(hào)設(shè)備及電源室和其他信號(hào)設(shè)備用房?jī)艨諔?yīng)不低于 2800mm，各設(shè)備用 房應(yīng)設(shè)防靜電架空，架空地板凈空要求不少于 400mm。設(shè)備用房靜電地板下地面 應(yīng)光潔平整，并需做液體硬化劑處理； 信號(hào)設(shè)備用房應(yīng)設(shè)甲級(jí)防煙防火門，運(yùn)輸通道的門洞尺寸應(yīng)不小于 12002100mm，向外開門； 5）信號(hào)設(shè)備及電源室要求設(shè)空調(diào)，設(shè)自動(dòng)滅火設(shè)備，室內(nèi)不得有消防拴出口，空調(diào)出風(fēng)口和照明燈具應(yīng)避開設(shè)置在設(shè)備機(jī)柜正上方； 6）信號(hào)系統(tǒng)維護(hù)管理用房按辦公用房的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)；,25,2 信號(hào)系統(tǒng)對(duì)線路的要求,有效站臺(tái)端部至 9/12 號(hào)道岔岔尖（岔心至岔尖的距離向軌道專業(yè)落實(shí)） 的距離應(yīng)不小于 11m，如下圖所示 兩組對(duì)向 9/12 號(hào)道岔之間（岔尖到岔尖,岔心至岔尖的距離向軌道專業(yè)落 實(shí)）的長(zhǎng)度不小于一列車長(zhǎng)加 22m，如下圖所示,26,3 轉(zhuǎn)轍機(jī)安裝位置預(yù)留要求,要求道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)安裝區(qū)域不設(shè)置隧道變形縫。 道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)安裝位置加寬部分高度為從隧道底部到軌面以上 2m，如下圖 所示。 道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)安裝區(qū)域范圍內(nèi)設(shè)備高度高于軌面，設(shè)置人防門時(shí)應(yīng)考慮關(guān)門區(qū)域避開轉(zhuǎn)轍機(jī)高于軌面的安裝區(qū)域。,27,3 轉(zhuǎn)轍機(jī)安裝位置加寬要求,為滿足道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)的安裝要求，方便工程施工及運(yùn)營(yíng)維護(hù)，需要對(duì)轉(zhuǎn)轍機(jī)安裝處進(jìn)行局 部加寬。 采用 9 號(hào)曲尖軌道岔，轉(zhuǎn)轍機(jī)安裝加寬位置至少在岔尖前 1m，岔尖后 7 米加寬范圍，共加寬 8m。采用 12 號(hào)曲尖軌道岔，轉(zhuǎn)轍機(jī)安裝加寬位置至少在岔 尖前 1m，岔尖后 8m 加寬范圍，共加寬 9m。,9 號(hào)道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)安裝局部加寬范圍示意圖,12號(hào)道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)安裝局部加寬范圍示意圖,28,4 信號(hào)過軌預(yù)埋要求,過軌鋼管采用預(yù)埋DN100/DN50無縫鍍鋅鋼管。 預(yù)埋鋼管的彎曲半徑R不得小于600mm，伸出管口與軌面齊平。 原則上預(yù)埋鋼管的伸出管口應(yīng)緊貼隧道壁（或中隔墻）邊墻。 在施工時(shí)及施工后應(yīng)用木塞或塑料蓋堵住管口，切忌水泥等雜物進(jìn)入、堵塞鋼管，務(wù)必確保所埋鋼管管內(nèi)暢通。管口不應(yīng)有毛刺，以免損傷電纜。,29,5 車站內(nèi)土建預(yù)埋預(yù)留要求,孔洞和預(yù)埋應(yīng)在結(jié)構(gòu)和裝修施工過程中完成。地板下墻洞底邊與結(jié)構(gòu)樓板平齊。 所有預(yù)埋鋼管均為鍍鋅鋼管，管內(nèi)部應(yīng)光滑，兩端平整、長(zhǎng)度一致，并在端頭采取木塞等臨時(shí)塞堵保護(hù)措施，避免雜物進(jìn)入。 垂直預(yù)埋鍍鋅鋼管要求： 至隧道上方預(yù)埋鋼管必須一次連續(xù)貫穿隧道頂風(fēng)道，風(fēng)道內(nèi)不得截?cái)嗷蚝附?，下部管口伸出風(fēng)道底板50100mm，上部管口與結(jié)構(gòu)板平或者稍高； 至隧道上方的預(yù)埋鋼管，如室內(nèi)設(shè)有離壁墻和水溝，應(yīng)避開離壁墻或水溝，設(shè)在水溝和離壁墻外側(cè)。 水平預(yù)埋鍍鋅鋼管要求：管兩端伸出隔墻約50100mm。,30,6 地面、高架車站信號(hào)設(shè)備用房法拉第籠,信號(hào)設(shè)備室隔墻應(yīng)采用鋼筋混凝土墻。 信號(hào)設(shè)備用房的六面（墻、頂、地面或樓面）砼墻內(nèi)用不小于8mm的鋼筋焊成不大于0.6m*0.6m的網(wǎng)格作法拉第屏蔽籠，屏蔽籠與墻內(nèi)主鋼筋多數(shù)焊接。 門應(yīng)采用全金屬屏蔽門，窗應(yīng)用金屬網(wǎng)覆蓋，金屬網(wǎng)采用不小于9mm2鋁合金網(wǎng)，網(wǎng)格不應(yīng)大于80mm*80mm。金屬門和窗戶金屬網(wǎng)應(yīng)與屏蔽籠采用鉚接或栓接（砼墻內(nèi)屏蔽籠應(yīng)在對(duì)應(yīng)為預(yù)留引出端子），栓接用電線截面不小于10mm2。 防靜電地板金屬支架之間應(yīng)互相可靠連接，或者在金屬支架底部地面用0.2x20mm銅箔帶鋪成與防靜電地板方格相同的網(wǎng)格，銅箔帶交叉處用錫焊接。 防靜電地板相互連接的金屬支架或者網(wǎng)格應(yīng)采用10mm2銅帶（扁平銅網(wǎng)編織帶）與屏蔽層相連，至少4處。 信號(hào)設(shè)備室內(nèi)所含的門、窗應(yīng)與屏蔽籠構(gòu)成閉合的法拉第籠，屏蔽籠在地板下不超過5m預(yù)留一處引接端子，用于與室內(nèi)綜合接地端子排相連。,31,32,信號(hào)系統(tǒng)工期,信號(hào)系統(tǒng)施工總工期一般約10個(gè)月左右，主要影響因素如下： 室外電纜支架安裝、電纜敷設(shè)：洞通；相關(guān)材料一般由施工單位自行采購(gòu)，施工圖由設(shè)計(jì)院提供。 軌旁信號(hào)設(shè)備安裝：長(zhǎng)軌通，集成商供貨；信號(hào)機(jī)、轉(zhuǎn)轍機(jī)一般由施工單位采購(gòu)，其余設(shè)備由集成商提供；施工單位采購(gòu)的設(shè)備由設(shè)計(jì)院提供安裝圖，集成商提供的設(shè)備由集成商提供安裝圖。 室內(nèi)信號(hào)設(shè)備安裝：室內(nèi)裝修完成，集成商供貨；一般設(shè)備由集成商提供，主材由施工單位采購(gòu)；施工圖一般由集成商提供。,交 融 天 下 建 者 無 疆,知識(shí)回顧Knowledge Review,