地铁信号基础第七章、区间闭塞控制基础 - 图文

第七章 区间闭塞控制基础

第一节 闭塞的概念及发展

一、基本概念

所谓区间，是指两个车站之间(或线路所、或最小运行间隔)的轨道线路。相邻两站之间的区间称为站间区间。根据区间的线路数目，分为单线区间、区间、及多线区间（如三线区间）。

区间的界线，在单线铁路，以两个车站的进站信号机柱的中心线（或端墙）为车站与区间的分界线，在双线或多线铁路上，分别以各线路的进站信号机柱或站界标的中心线（或端墙）为车站与区间的分界线。

地铁的移动闭塞里采用大区间闭塞时，并非所有的车站都是闭塞区间的分界点，通常根据作业需要将些大站(或重要车站)设置为闭塞区车站，两闭塞区车站之间的线路区段称为大区间，其他车站则为大区间内的闭塞分区分界点。采用移动闭塞时，是以同方向保持最小运行间隔的前行列车尾部和追踪列车头部为活动闭塞区间的分界线。

列车在区间内运行的特点是：列车速度快、质量重、制动距离长，又不能避让。鉴于上述特点，列车由车站向区间发车时，必须确认区间（分区）内，或在最小运行间隔内没有列车，并需遵循一定的规律组织行车，以免发生列车正面冲突或追尾事故。这种按照一定规律组织列车在区间内行车的方法，叫做行车闭塞法，简称闭塞。实现闭塞方式的设备叫做闭塞设备。

闭塞基本原理：在同一区间（分区），或在最小运行间隔内，只准许一列列车运行，一旦列车占用区间（分区），或最小运行间隔，即实行闭塞，在闭塞解除之前，不准许其它列车驶入。 二、发展历程

19世纪中叶出现火车之后，为了保证列车的安全，采用人骑马作为列车运行先导，以后又用过在一定距离设置导运人员，挥旗来表达列车可否安全前行。随着列车速度提高、密度增加，上述方法被淘汰，如何保障一个区间只能运行一列列车的闭塞概念被提出， 1832年莫尔斯电报机发明后，很快就引入到铁路。1841年英国人提出闭塞电报机专利，并于1851年在英国铁路获得普及应用。1876年发明了电话，又实现了电话闭塞，电话（电报）闭塞靠人工保证行车安全，两站间没有设备上的锁闭关系。1878年英国人泰尔(Tyres)发明电气路牌机，即两相邻车站各有一个路牌机，它们之间有电气联接，两站之间有列车运行，一定要领到一个路牌才能作为运行的凭证，而在平时，在一个时间内只允许有一个路牌从中取出，这样保证了行车安全。1889年英国人韦布和汤姆森(webb and Thomson)发明了电气路签机，它工作原理与电气路牌机相似，即平时在一组路签机中只能取出一枚路签供运行的列车司机作为行车凭证。

早期的闭塞问题主要是防止列车对向相撞问题，随着铁路繁忙起来，为了提高运输效率，人们希望同一方向可以发追踪列车，因此，要保证列车的安全，不仅要防止对向相撞问题，还要有防止列车尾追。 最初采用的闭塞制度是时间间隔法，即前行列车和追踪列车之间必须保持一定时间间隔的行车方法。当先行列车出发后，经过一定的时间，才允许后续列车出发。由于先行列车可能在途中减速或因故停留在区间，有可能发生后续列车撞

上前行列车的追尾事故。故此方法很不可靠。

1842年英国人库克提出了空间间隔法，空间间隔法是控制前行列车和追踪列车之间保持一定距离的行车方法。一般以相邻两车站之间作为一个区间，或将区间的铁路线路划分为若干个独立的区间(称为“闭塞分区”) ，一个区间或一个闭塞分区同时只能允许一列列车运行，因为它能较好地保证行车安全而被广泛采用，逐步形成铁路区间闭塞制度。 轨道电路的出现，为空间间隔法奠定了基础，首先是将两车站之间的整个区间分成若干个段，每一段成为一个闭塞的分区间(如图7－1－1所示)。如图7－1－2所示，在闭塞分区设置轨道电路，在闭塞分区始端设有信号，这些信号机平时显示绿灯，称为“定位开放式”；并且规定：一旦有一个列车占用了此区间，就不再允许有第二个列车进入此闭塞区间，此时闭塞分区段始端的信号出现禁止信号（显示绿灯），要求后续列车在此闭塞分区的始端信号前完全停车。形成了原始的自动闭塞。

自动闭塞解决了列车追踪的安全间隔控制问题，但是固定分区的自动闭塞条件下，为了保证足够的安全间隔距离，通常在前行列车与追踪列车之间保留的一定距离，这个距离过小，无法保证列车安全，距离过大，影响了行车密度。随着列车运行自动控制技术特别是无线通信技术的发展，近些年准移动闭塞及移动闭塞技术得到快速发展。以同方向保持最小运行间隔的前行列车尾部和追踪列车头部为活动区间的闭塞（如图7－1－3所示）。

（C）

图7－1－1 固定闭塞示意图

图7-2 自动闭塞示意图

Direction of Travel－运行方向；Signal－信号机；Train（1、2）－列车；Block－区间。

图7－1－3 移动闭塞线路闭塞分区

行车闭塞制式大致经历了：电报或电话闭塞—路签或路牌闭塞—半自动闭塞—固定分区自动闭塞---准移动闭塞---移动闭塞的发展过程。 部分城市的地铁已开始应用移动闭塞技术。

三、闭塞分类

闭塞技术从各个角度划分可以分成许多类型，但是无论闭塞技术如何变化，必须满足以下条件：为了保证列车在区间内行车安全，列车由车站驶向区间的条件；一要验证区间空闲；二要有进入区间的凭证；三要实行区间闭塞。 1、从人工介入程度可以分为： （1）、人工闭塞：包括电报闭塞和电话闭塞、电气路签和电气路牌闭塞。 1）、电话闭塞和电报闭塞。区间两端车站值班员用电话或电报办理行车联络手续，由发车站填制路票，发给司机作为列车占用区间凭证的行车闭塞法。目前，中国铁路只在基本闭塞设备停用或发生故障时，将电话闭塞作为代用闭塞法使用。 2）、电气路签（牌）闭塞。只在单线铁路早期使用，以路签或路牌作为列车占用区间凭证的行车闭塞法。区间两端车站装设同一型闭塞机各一台（称为一组），彼此有电气锁闭关系。当一组闭塞机中存放路签（牌）总数为偶数时，经双方协同操作，发车站可取出一枚路签（脾），递交司机作为行车凭证。在列车到达前（即路签、路牌未放入闭塞机以前），这一组闭塞机中不能再取出第二枚路签（牌）。电气路签（牌）闭塞的缺点为：办理手续繁琐，向司机递送签（牌）费时费事，签（牌）还有可能丢失和损坏；区间通过能力低。中国铁路上电气路签（牌）闭塞已处于逐步淘汰之中。

3）、半自动闭塞：区间两端车站各装设一台具有相互电气锁闭关系的半自动闭塞机，并以出站信号机开放显示为行车凭证的闭塞方法。此时，在车站进站信号机内侧设有一小段专用轨道电路，它和闭塞机、出站信号机间也具有电气锁闭关系。其特点是：出站信号机不能任意开放，它受闭塞机控制，只有区间空间时，双方办理闭塞手续后（双线半自动闭塞为前次列车的到达复原信号）才能开放。列车出发离开车站时，出站信号机自动关闭，并使双方闭塞机处于“区间闭塞”状态，直到列车到达接车站办理到达复原时止。半自动闭塞法办理手续简便，效率高，可比路签（牌）闭塞法提高区段通过能力，改善劳动条件。但到达列车是

否完整，仍须通过人工检查才能确定。故称“半自动闭塞”，半自动闭塞是现在中国单线铁路区间闭塞的主要类型。 4）、自动闭塞：将列车和通过信号机的显示联系起来，使信号机的显示随着列车运行位置而自动变换的一种闭塞方式，完全不需要人工参与的闭塞。可以分为自动站间闭塞和分区自动闭塞。

2、从闭塞空间间隔可以分为： 1）、站间闭塞 ：站间闭塞就是两站间只能运行一列车,其列车的空间间隔为一个站间。站间闭塞包括: 电话闭塞、路签闭塞，路牌闭塞、半自动闭塞、自动站间闭塞。

自动站间闭塞：在有区间占用捡查的条件下，随着办理发车进路自动办理闭塞手续，列车凭出站信号机开放显示为行车凭证，发车后，出站信号机自动关闭列车达到接车站，自动确认列车到达和自动恢复闭塞。

其特征为：有区间占用捡查设备；站间或所间区间只准走行一列车；办理发车进路时自动办理闭塞手续；自动确认列车到达和自动恢复闭塞。 2）、分区闭塞：利用通过信号机把区间划分为若干个闭塞分区，将列车和通过信号机的显示联系起来，使信号机的显示随着列车运行位置而自动变换的一种闭塞方式。分区闭塞的优点：由于划分成闭塞分区，可用最小运行间隔时间开行追踪列车，从而提高区间通过能力。

其特征为：把站间划分为若干闭塞分区，有分区占用捡查设备，可以凭通过信号机的显示行车，也可凭机车信号或列车运行控制的车载信号行车；站间能实现列车追踪；办理发车进路时自动办理闭塞手续，自动变换信号显示。

第二节 半自动闭塞

为了由浅入深，清楚的了解区间闭塞控制的过程和办理闭塞手续的方法，使用铁路的半自动闭塞、自动闭塞阐述。 一、半自动闭塞功能

半自动闭塞是用人工来办理闭塞及开放出站信号机，而由出发列车自动关闭出站信号机并实现区间闭塞的一种闭塞方式。

继电半自动闭塞是以继电电路的逻辑关系来完成两站间闭塞作用的闭塞方式。它具有设备简单、动作稳定、使用方便、维修容易、投资少、安装快等优点。如图图7-2-1所示，是单线继电半自动闭塞示意图。在一个区间的相邻两站设一对半自动闭塞机（BB），并经过两站间的闭塞电话线连接起来，通过两站半自动闭塞机的相互控制，保证一个区间同时只有一列列车运行。半自动闭塞机应能完成以下作用：