城市轨道交通车辆段信号设计.docx

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1、城市轨道交通车辆段信号设计第一节城市轨道交通车辆段信号及其显示设计方案在城市轨道交通项目中，车辆段负责配属车辆的运用、整备、停放、检查以及车辆的检修和管理。车辆段作业主要为车辆出入段及整备检修，由于其作业性质与作业方式与正线作业区别较大，与国铁车场的作业相类似，因此车辆段信号系统一般按独立系统设计。列车在车场内以地面信号显示为主体信号，以人工驾驶模式运行。由于列车在正线与车辆段内的驾驶模式不同，通常在车辆段的出、入段线外侧设置转换轨,用于列车进、出段作业的驾驶模式转换。在转换轨处需设置车地通信环线，实现列车与控制中心的通信。列车在转换轨处“登记”或“注销”后，转换驾驶模式，进入正线ATC监控区

2、或车辆段内。列车在车辆段内按照地面信号机显示行车。而地铁设计规范(GB501572003)及城市快速轨道交通工程项目建设标准等设计规范中未对城市轨道交通工程中信号机的设置及显示意义作出明确的规定。目前，国内各城市轨道交通项目中信号机机构及显示形式各不相同，车辆段信号显示的设计多种多样，使得信号显示意义的规定各地不一，较为复杂。下面对目前各城市轨道交通工程中车辆段信号机的设置方案加以分析和比较。一、车辆段信号机设置方案车辆段信号机主要包括入段信号机、出段信号机、段内调车信号机。方案1：转换轨设置在车辆段进段信号机内方，在转换轨正线一端并置设置进、出段信号机。采用此设计方案的有南京地铁1号线小行车

3、辆段及天津津滨快轨线胡家园车辆段等。正线相邻车站与转换轨间的作业均按列车方式办理，转换轨与车辆段的作业按调车方式办理。进、出段信号机显示与灯光配列同正线车站道岔防护信号机。其中，进段信号机及转换轨由车辆段控制，出段信号机由控制中心和正线相邻车站控制。信号机设置及显示示意如图9-1所示。图9-1信号机设置及显示示意（方案1）（1）进段信号机采用与正线防护信号机相同的黄、绿、红三显示（绿灯封闭）信号机。其中；黄灯一允许进段；红灯一禁止列车越过该信号机；黄灯+红灯一引导进段。（2）出段信号机采用与正线防护信号机相同的黄、绿、红三显示信号机。其中；黄灯一允许经道岔侧线进入正线车站;绿灯一允许经道岔直线

4、进入正线车站;红灯一禁止列车越过该信号机；黄灯+红灯一引导进入正线车站。（3）在转换轨车辆段一端设置绿、红、白三显示（绿灯封闭）列车阻挡信号机。其中：红灯一禁止列车越过该信号机；白灯一允许列车以调车方式按规定的速度通过。（4）车辆段内根据需要设白、红两显示调车信号机。其中：红灯一禁止列车越过该信号机；白灯一允许调车按规定的速度越过该信号机。方案2：转换轨设在车辆段进段信号机外方。在车辆段入口处设入段信号机,需要直接出段的库线设出段信号机。如广州地铁2号线赤沙车辆段、天津地铁1号线双林车辆段及上海8号线殷行车辆段均按此方案设置。列车由转换轨至车辆段的各种库线按列车方式办理，段内其他作业统一按调车

5、办理。进、出段信号机均由车辆段控制，转换轨由控制中心和正线相邻车站控制。信号机设置及显示示意如图9-2所示。图9-2信号机设置及显示示意（方案2）（1）车辆段入口处设人段信号机，黄、绿、红、白四显示（绿灯封闭）列车信号机构。其中：黄灯一允许进段；红灯一禁止列车越过该信号机；白灯一允许调车（根据需要）；黄灯+红灯一引导进段，与正线显示保持一致。(2)在需要直接出段的库线及列检库内列位间设三显示列车信号机构。其中:黄灯一允许出段；红灯一禁止列车越过该信号机；白灯一允许调车。(3)库尾设红、白两显示(白灯封闭)尽头阻挡信号机。其中：红灯一禁止列车越过该信号机。(4)车辆段内其他地点根据需要设白、蓝两

6、显示调车信号机。其中：蓝灯一禁止以调车作业运行的车列越过该信号机；白灯一允许调车。方案3：转换轨设在车辆段进段信号机外方。车辆段入口处并置设进、出段信号机，进段信号机归车辆段控制。出段信号机和转换轨由控制中心及正线相邻车站控制。列车由转换轨至车辆段内小站台和洗车库作业按列车方式办理，段内其他作业统一按调车办理。如深圳地铁1号线竹子林车辆段采用此设计方案，信号机设置及显示示意如图9-3所示。(1)进段信号机采用黄、绿、红、白四显示(绿灯封闭)列车信号机构。其中：黄灯一允许进段；红灯一禁止列车越过该信号机；白灯一允许调车(根据需要)；黄灯+红灯一引导进段。(2)出段信号机显示与灯光配列同正线车站道

7、岔防护信号机。其中：黄灯一允许出段进入转换轨，经道岔侧向进入正线；绿灯一允许出段进入转换轨，经道岔直向进入正线；红灯一禁止列车越过该信号机；黄灯+红灯一引导进入正线车站。(3)在小站台和洗车库设绿、红、白三显示(绿灯封闭)阻挡信号机。其中：红灯一禁止人段车列越过该信号机；白灯一允许调车。(4)车辆段内其他地点根据需要设白、蓝两显示调车信号机。其中：蓝灯一禁止调车车列越过该信号机；白灯一允许调车。二、方案比选本节以上内容从行车组织、信号显示、系统运用等角度对以上3个设置方案进行分析比较。方案1中信号机机构及显示相对简单。与正线的显示相比，只增加了调车作业的白灯显示,方便运营和维护，车场内作业均按

8、调车作业办理,作业相对简单、灵活，特别对于车辆段咽喉区较长时，该方案可以分段办理调车进路，提高出车效率。不足之处在于；入库线列车需二次办理作业，影响运行效率；引导接车作业仅能办理接至转换轨停车，无法直接办理接入场内库线；转换轨虽属车辆段控制，但又是正线ATC监控范围，需按正线标准铺设正线设备，使得车辆段内除设置车辆段与国铁类似的常规信号设备外，还需设置转换轨的正线信号设备，既增加工程投资，又增加设备维护装备，造成设备重复投入。若由正线相邻车站管辖转换轨正线设备，则正线与车辆段界限交叉，运营、维护产生交叉，不利于运营管理。方案2参照国铁运行模式，正线与车辆段界限分明，作业列调分开，段内调车、列车

9、进出段办理方式明确。出入段列车作业一次办理完成，引导信号接车可直接接入相应库线。由于引用了国铁的信号显示，使信号显示意义的规定和将来日常运营和维护标准等可参照国铁标准；其不足之处在于，信号机及备件类型相对较多。另外，只能当转换轨空闲状态时才能办理出段列车作业，当车辆段咽喉区较长时，则影响行车效率。方案3的转换轨设置在入段信号机外方，车辆段与正线相邻车站界限分明，有利于运营管理。车场内作业主要为调车作业，办理作业简单、灵活，对于咽喉区较长的车辆段有利于提高效率。存在的问题主要为出入段列车作业需二次办理作业,影响运营效率；引导接车仅能接车至小站台，不能直接办理接入库线作业；信号机机构及显示相对复杂

10、。三、比选结果通过以上比较可以看出，3种设置方案各有优缺点，且目前在国内各城市的轨道交通项目中均有应用的先例。根据目前车辆段作业方式及站场布置特点，一般情况下车辆段受地形限制较多，咽喉区相对较短，所以方案2与其他两方案相比，相对具有灵活性，既能够满足列车作业要求，亦可满足场内调车作业需要，运营效率较高。四、小结由于城市轨道交通项目的设计规范中未对信号机的设置及显示意义作出明确的规定，目前国内各城市轨道交通项目中信号机机构及显示形式各不相同，车辆段信号设置更是多种多样，使得信号显示意义规范性较差。建议在设计规范中进一步规范、统一城市轨道交通项目的信号机机构及相应显示意义。第二节地铁车辆段试车线的

11、功能及设计要求地铁运营由于行车密度大、事故救援困难等原因，对列车的安全性和可靠性要求非常高。地铁车辆段试车线是地铁列车进行动态调试和试验的线路，新车和检修后的列车都要在试车线进行系统调试及性能试验后才能上线运营。对试车线的长度、曲线半径、坡度等都有较高要求,但试车线的布置又受用地条件的控制，布置困难。因此在地铁车辆段设计中，对试车线的功能进行合理分析，优化布置方案是需要重点解决的问题。对地铁车辆段试车线的功能和设计技术要求进行较为全面和系统的分析研究对地铁车辆段的设计具有重要的意义。现行地铁设计规范(GB50157-2003)对车辆段试车线设计规定如下：(1)试车线应为平直线路，困难条件下允许

12、在线路端部设部分曲线，其线路应满足列车试验速度的要求；试车线的其他技术标准宜与正线标准一致；(2)试车线有效长度应根据车辆性能和技术参数以及试车综合作业要求计算确定。试车线两端宜设缓冲滑动式车挡；(3)试车线应在适当位置设置检查坑和试车设备房屋，试车线检查坑长度不应小于1/2列车长度加5m,检查坑深度应为1.21.5m,坑内应有照明和良好的排水设施。以上规定在实际的工程设计中执行困难，首先规范对列车试验速度未作规定，在条文说明中也没有具体解释，而试车速度是决定试车线长度的最关键因素。关于试车线应为平直线路的规定在设计中也很难执行，在实际工程设计中试车线大量使用曲线，以适应用地条件。关于试车线检

13、查坑的设置规定在采用环线移动闭塞系统和直线电机运载系统也难以执行。本节将结合在广州地铁车辆段工程的设计实践，对地铁车辆段试车线的功能和设计技术要求进行较为全面和系统的分析及总结，提出地铁车辆段试车线设计的技术要求建议。一、试车线的功能分析试车线的功能一般包括新车动态调试和试验以及运营列车检修后的动态调试和试验两部分。1 .广州地铁新车调试及验收项目表9-1广州地铁新车调试及验收项目一览表地铁线名称验收项目2号线1 .功能检查:旁路功能检查;车门开关功能检查;速度表检查;列车限速功能检查；紧急制动按钮功能检查;警惕按钮功能检查2 .制动性能测试:常用制动模式;快速制动模式;紧急制动模式续表1广州

14、地铁新车调试及验收项目一览表地铁线名称睑收项目3号线1功能检查:旁路功能检查；车门开关功能检查2 .运行试脸:慢速模式;后退运行模式;救援模式;降级模式3 .牵引性能试验:平均加速度测试4 .制动性能试验:常用制动模式;快速制动模式;紧急制动模式；电制动故障模式;停放制动4号线1 .功能检查:旁路功能检查；车门开关功能检查2 .运行试验:慢速模式;后退运行模式;救援模式;坡道启动模式(高加速开关)3 .制动性能试验:常用制动模式;快速制动模式;紧急制动模式；电制动故障模式;停放制动2 .广州地铁列车检修后的动调和试车项目(1)广州地铁列车年检试车项目如表9-2所示表9-2广州地铁列车年检试车项

15、目序号试车项目及要求1功能检查：(1)车门开关功能检查(2)警惕按钮功能检查制动性能测试,常用制动60km/h(W144m)2诊断系统正常3制动系统正常4空调系统正常5辅助系统正得6牵引系统正常7旁路功能检查(车门旁路,停车制动旁路,气制动旁路,疏散门旁路)8事件记录检查:列车完成试车线调试后,按下显示屏上的ER停止按钮,用PTU检查事件记录仪数据是否正常。广州地铁列车架修试车项目表如表9-3所示表9-3广州地铁列车架修试车项目表序号项目内容技术要求附注1列车限速功能列车3km/h限速列车10km/h限速列车限速功能正常2车门开关功能检查车门开、关功能车门保护功能车门开、关及保护功能正常包括ATo模式下的开、关功能3速度表功能速度表与DCU内速度的比较速度表指示准确4旁路功能停车苗动旁路功能各旁路功能良好5累急制动按钮功能司机室左、右紧急按钮功能案急按钮良好6警惕按钮功能警惕按钮功能检查功能良好序号项目内容技术要求附注7常用制动列车在URM模式下检查20、40、60、80km/h下的制动性能；模拟信号包括:网压、电容器电压、线电流、制动缸压力、设定力矩、速度、实际指令值、实际力矩；数字借号包括:牵引命