铁路运输设备讲座.ppt

铁路运输设备,主要内容,铁路运输概述铁路线路与车站铁路车辆与牵引动力铁路信号与通信设备高速铁路模拟试卷,一、铁路运输概述,铁路运输特点 具有安全程度高、运输速度快、运输距离长、运输能力大、运输成本低等优点，且具有污染小、潜能大、不受天气条件影响的优势，是公路、水运、航空、管道运输所无法比拟的。铁路运输设备 铁路线路、铁路机车、铁路车辆、车站、铁路信号和通信设备,一、铁路运输概述,铁路运输发展历史 1825年从英国的 斯托克顿至达林顿修筑第一条铁路以来，至今约有180多年历史。铁路运输的发展趋势客运快速化、高速化货运重载化运载工具大型化运营管理自动化、智能化,二、铁路线路与车站,1 铁路线路线路平纵断面线路附加阻力限制坡度路基和桥隧建筑物轨道,2 铁路车站中间站区段站编组站铁路枢纽,二、铁路线路与车站,1 铁路线路线路平纵断面线路中心线在水平面上的投影，叫做线路平面。线路中心线在垂直面上的投影，叫做线路纵断面。列车运行阻力 基本阻力（产生原因）附加阻力（产生原因、基本内容）,二、铁路线路与车站,1 铁路线路曲线阻力（成因）坡道阻力（成因）限制坡度（概念，不同情况的组合）路基和桥隧建筑物路基的两种基本形式（路堤、路堑、注意排水）桥隧建筑物（桥梁、涵洞、隧道）,二、铁路线路与车站,1 铁路线路轨道轨道的组成 轨道(permanent)铺设在路基之上，是直接承受机车车辆巨大压力的部分，它由钢轨、轨枕、联结零件、道床、防爬设备和道岔等组成。钢轨的类型（划分的标准：70kg/m、60kg/m、50kg/m,长度25m、12.5m）无缝线路（1）无缝线路是把若干根标准长度的钢轨，焊接成每段1000-2000米的长钢轨线路。（2）根据虎克定律得出温度力与钢轨的长度无关，只与轨温变化和横截面积大小有关 F250ts（3）选择锁定轨温为稍高于本地区的中间轨温。,二、铁路线路与车站,1 铁路线路轨道轨道上两股钢轨的相互位置（轨距加宽、外轨超高）曲线外轨超高计算公式：h7.6v2maxR（毫米）我国规定，外轨超高量的最大值：单线铁路不得超过125 mm；复线铁路不得超过150 mm。,二、铁路线路与车站,铁路线路复习思考题1、列车在曲线上运行时，产生曲线附加阻力的原因？曲线半径大小，对列车运行有什么影响？2、坡道的坡度如何表示？列车在坡道上运行时，为什么会产生坡道附加阻力？它们对列车运行有什么影响？3、什么是限制坡度？它的大小对运营条件和工程条件有哪些影响？i W曲 i限的含义是什么？4、路基的基本形式与自然地面有何关系？路基的排水设备有哪些？5、轨道的组成及作用是什么？我国铁路正线轨道有几种类型？不同类型的轨道有何区别？6、道岔号数如何表示？道岔号数大小对行车有什么影响？7、道岔和股道是怎样编号的？股道有效长是怎样确定的？,二、铁路线路与车站,2 铁路车站车站的分类及车站线路站界、股道和道岔的编号及股道有效长中间站的作业和设备区段站的作业与设备编组站的作业和设备,二、铁路线路与车站,2 铁路车站车站的分类及车站线路车站的分类1）按任务量和所处地理位置分为：特等站、一、二、三、四、五等站2）按技术作业分：编组站、区段站、中间站（编组站和区段站总称为技术站）3）按业务性质分：货运站、客运站、客货运站车站线路1）正线(main line)2）站线(station track)：到发线、牵出线、调车线、货物线、站内指定用途的其他线（机车走行线、车辆站修线、驼峰迂回线、驼峰禁溜线等）,二、铁路线路与车站,2 铁路车站站界、股道和道岔的编号及股道有效长1）股道编号股道编号方法：站内正线用罗马数字编号（、),站线用阿拉伯数字编号（1、2、3)。单线铁路上的车站应当从站舍一侧股道开始顺序编号。双线铁路上的车站，下行正线一侧用单数，上行一侧用双数，从正线向外顺序编号。2）道岔编号用阿拉伯数字从车站两端由内向外依次编号，上行列车到达一端用双数。下行列车到达一端用单数.每一道岔均应编为单独的号码，对于渡线、交分道岔等处的联动道岔，则编为连续的单数或双数。站内道岔，一般以车站站舍得中心线作为划分单数号与双数号的分界线。当车站有几个车场时，每一个车场的道岔必须单独编号，此时道岔号码应使用三位数字。,二、铁路线路与车站,2 铁路车站站界、股道和道岔的编号及股道有效长单线铁路,二、铁路线路与车站,2 铁路车站站界、股道和道岔的编号及股道有效长双线铁路,二、铁路线路与车站,2 铁路车站中间站的作业和设备中间站的作用作业和设备,二、铁路线路与车站,2 铁路车站区段站的作业和设备区段站的作用作业和设备,6、信号、通信等设备,二、铁路线路与车站,2 铁路车站编组站的作业和设备编组站的作用 大量办理列车的解体和编组作业和设备 一般与区段站一样，但位于大城市郊区的编组站，可能不设客、货运设备；调车场和调车设备的规模和能力比区段站大得多。编组站的基本布置图型横列式、纵列式、混合式,二、铁路线路与车站,2 铁路车站编组站的基本布置图型 按车场的相互配列分,二、铁路线路与车站,2 铁路车站编组站的基本布置图型 按几套调车作业系统分,二、铁路线路与车站,2 铁路车站编组站的基本布置图型“级”、“场”称呼,二、铁路线路与车站,2 铁路车站编组站的基本布置图型,二、铁路线路与车站,2 铁路车站编组站的调车设备平面牵出线。基本是设于平道上，调车时，车辆溜放的动力是靠调车机车的推力。牵出 线设于调车场尾部，适合于车列的编组作业。驼峰（利用其高差位能、溜放动力以车辆重力为主、调车机车推力为辅）,驼峰一般设在调车场头部，适合于车列的解体作业。驼峰分类 驼峰按日均解体作业量分三类：大能力驼峰、中能力驼峰、小能力驼峰。根据设备条件的不同，驼峰还可分为 简易驼峰、非机械化驼峰、机械化驼峰、半自动化驼峰和自动化驼峰。,二、铁路线路与车站,2 铁路车站编组站的调车设备驼峰范围 峰前到达场（不设峰前到达场时为牵出线）与调车场之间的一部分线段。驼峰组成：1）平面：到达场、溜放线、迂回线、调车场。2）纵断面:推送部分:经驼峰解体的车列其第一钩车位于峰顶时车列全长所在的线路范围。设置这一部分的目的是为了使车辆得到必要的位能，并使车钩压紧，便于摘钩。溜放部分:由峰顶至编组场头部各股道警冲标后 100 米（对机械化驼峰）或 50 米（对非机械化驼峰或简易驼峰）处的线路范围。峰顶平台:推送部分与溜放部分的连接处，设有一段平坦地段。,二、铁路线路与车站,2 铁路车站编组站的调车设备驼峰组成：,二、铁路线路与车站,铁路线路复习思考题1、车站的分类有几种？每种又是如何划分的？2、编组站和区段站在作业和设备上有什么区别？3、调车驼峰的平面和纵断面由哪几部分组成？,三、铁路车辆与牵引动力,1、铁路车辆车辆基本构造2、牵引供电设备电气化铁道的供电系统牵引变电所接触网3、铁路牵引动力4、铁路牵引动力的发展,三、铁路车辆与牵引动力,1、铁路车辆1)用途铁路车辆是运送旅客和货物的工具。2)特点一般没有动力装置，需要把车辆连接成列，由机车牵引。3)分类：按用途分：客车、货车、特种用途车。按轴数分：四轴车、六轴车、多轴车。按载重量分：货车有50吨、60吨、75吨、90吨等。4)车辆基本构造 以四轴货车为例，铁路车辆的基本构造由：车体和车底架、走行部、车钩缓冲装置、制动装置等部分组成。,三、铁路车辆与牵引动力,1、铁路车辆4)车辆基本构造 以四轴货车为例，铁路车辆的基本构造由：车体和车底架、走行部、车钩缓冲装置、制动装置等部分组成。,三、铁路车辆与牵引动力,1、铁路车辆4)车辆基本构造车体(vehicle body)是供旅客乘坐或装载货物的部分。运送对象不同，车体的构造不一样。棚车（P）(covered wagon)适合于运送日用品、仪器等比较贵重和怕晒、怕湿的货物。车体由地板、侧墙、端墙、车顶、门和窗等部分组成。敞车（C）(open wagon)主要运送煤炭、矿石、钢材等不怕湿的货物。车体由地板、端墙、侧墙等部分组成。平车（N）(flat wagon)适合于运送钢材、木材、汽车、机器等体积较大或重量较大的货物。,三、铁路车辆与牵引动力,1、铁路车辆4)车辆基本构造车体(vehicle body)是供旅客乘坐或装载货物的部分。运送对象不同，车体的构造不一样。保温车（B）(insulated wagon)主要用于运送鱼、肉、水果、蔬菜等鲜活易腐的货物。车体与棚车相似，而墙板内填充隔热材料。较先进的机械保温车内装有制冷机，自动控制车内温度。罐车（G）(tank wagon)装运油、酸、水等各种液体、液化气体、粉状货物。车体为圆筒形，罐体上设有装卸口，有的还设有空气包和安全阀等。专用货车(special type covered wagon)家畜车、长大平车、凹底平车、落下孔车、钳夹车等。客车（coach）供旅客乘坐用。,三、铁路车辆与牵引动力,1、铁路车辆4)车辆基本构造车底架(vehicle underframe)是车体的基础，承受车体和所装货物的重量，并通过上、下心盘将重量传给走行部。列车运行时，车底架中梁在纵向承受机车牵引力、制动力和各种冲击力。车底架构造：中梁(center sill)、侧梁(side sill)、枕梁(body bolster)、横梁(cross bearer)、端梁(end sill),三、铁路车辆与牵引动力,1、铁路车辆4)车辆基本构造车底架(vehicle underframe)是车体的基础，承受车体和所装货物的重量，并通过上、下心盘将重量传给走行部。列车运行时，车底架中梁在纵向承受机车牵引力、制动力和各种冲击力。客车车底架构造与货车车底架相似，它的两端多一个通过台架。,三、铁路车辆与牵引动力,1、铁路车辆4)车辆基本构造走行部(running parts of vehicle)引导车辆沿着轨道运行，并把重量传给钢轨。由轮对、轴箱油润装置、侧架、摇枕、弹簧减振装置组成。轮对(wheel set)：两个车轮压装在车轴上，称为轮对。车轮：踏面、轮缘轴箱油润装置：保护轴颈，使轴承与轴颈之间得到润滑而减少摩擦，防止在高速运行时产生热轴现象。红外线轴温探测装置。侧架、摇枕及弹簧减振装置:侧架(side frame)：把轴箱、轮对和摇枕连接成转向架。摇枕(bogie bolster):车体的重量和载荷通过下心盘、摇枕和两侧的枕弹簧传给侧架，并通过摇枕将两个侧架联系起来。弹簧减振装置(spring shock reduction apparatus)：缓和并减轻车辆在运行中的垂直振动和冲击。,三、铁路车辆与牵引动力,1、铁路车辆4)车辆基本构造走行部,三、铁路车辆与牵引动力,1、铁路车辆4)车辆基本构造走行部,三、铁路车辆与牵引动力,1、铁路车辆4)车辆基本构造走行部,三、铁路车辆与牵引动力,1、铁路车辆4)车辆基本构造车钩缓冲装置(draw and draft gear)：连接机车车辆，传递机车牵引力和制动力，缓和车辆之间的冲击力。包括：车钩、缓冲器。制动装置(brake apparatus)：用外力迫使运行中的机车车辆减速或停车的一种设备。空气制动机、手制动机。空气制动机空气制动机的组成装在机车上的设备：空气压缩机、总风缸、制动阀等。装在每个车辆上的设备：制动主管、制动支管、截断塞门、远心集尘器、三通阀、副风缸、制动缸、降压风缸、空重车调整装置、折角塞门、闸瓦。,三、铁路车辆与牵引动力,1、铁路车辆4)车辆基本构造空气制动机的组成制动主管：安装在车底架下面，它贯通全车，是传递压缩空气的管路。截断塞门：安装在制动支管上，用以开通或截断制动支管的空气通路。它平时总在开放位置。当车辆上所装的货物按规定应停止制动机的使用；当制动机发生故障时，将它关闭，停止车辆的制动机的作用。关门车：通常把关闭了截断塞门、停止制动机的作用的车辆叫做“关门车”。,三、铁路车辆与牵引动力,1、铁路车辆4)车辆基本构造空气制动机的组成远心集尘器：利用离心力的作用，将压缩空气中的灰尘、水分、铁锈等杂质，沉淀于集尘器的下部，以免进入三通阀等机件。三通阀：是车辆制动机中最重要的部件。它连接自动支管、副风缸和制动缸，用来控制压缩空气的通路，使制动机起制动或缓解的作用。副风缸：是贮存压缩空气的地方，制动是利用三通阀的作用将压缩空气送入制动缸起制动作用。,三、铁路车辆与牵引动力,1、铁路车辆4)车辆基本构造空气制动机的组成制动缸：当压缩空气进入制动缸后，推动制动缸鞲鞴，将空气的压力变成机械推力，然后通过制动杠杆后闸瓦紧抱车轮起制动作用。降压风缸：它与制动缸相连，两者之间设有空重车调整装置，可满足空、重车不同制动压力的要求。空重车调整装置：在GK型制动机上安装，用它来控制降压风缸与制动缸的通路，可以达到调整制动力的目的。它包括空重车装换手把和空重车转换塞门。,三、铁路车辆与牵引动力,1、铁路车辆4)车辆基本构造空气制动机的工作原理 缓解原理 当司机将制动阀放在缓解位置时，总风缸的压缩空气进入制动主管，经制动支管进入三通阀，推动主活塞向右移动，打开充气钩，使压缩空气经充气钩进入副风缸，直到副风缸内的空气压力和制动主管内的压力相等为止。在三通阀主活塞移动的同时，和他连在一起的滑阀也跟着向右移动，使得制动缸内的压缩空气经过滑阀下的排气口排出，于是制动缸的活塞被弹簧的弹力推回原位，使闸瓦离开车轮而缓解。,三、铁路车辆与牵引动力,1、铁路车辆4)车辆基本构造空气制动机的工作原理 新型空气制动机为了适应车辆向大吨位、高速度方向发展，我国铁路已大量生产、装用新型空气制动机，新型空气制动机除增设一个工作风缸，用空气制动阀代三通阀外，其余部分和上述空气制动机基本相同。新型空气制动机具有制动作用迅速、灵敏度高、制动力强，无论在常用制动还是紧急制动时都能缩短制动距离，有利于提高列车运行速度；列车前后车辆制动力比较一致；制动平稳，操纵方便，确保行车安全；便于检修等优点。装有新型制动机的车辆能与装有普通制动机的车辆混合编组使用。,三、铁路车辆与牵引动力,1、铁路车辆4)车辆基本构造空气制动机的工作原理 制动作用 当司机将制动阀移到推动位时，制动主管内的压缩空气向大气排出一部分，这时副风缸内的空气压力相对地大于制动主管内的压力，因而推动三通阀的主活塞向左移动，截断充气沟的通路，使副风缸内的压缩空气不能回流。在三通阀主活塞移动的同时带动滑阀也向左移动，截断了通向大气的出口，使副风缸内的压缩空气进入制动缸，推动制动缸活塞向右移动，通过制动杆的传动，使闸瓦紧抱车轮而制动。,三、铁路车辆与牵引动力,1、铁路车辆4)车辆基本构造空气制动机的特点 第一，向制动主管充气时缓解；将制动主管内的压缩空气排出（减压）时制动，所以称为“减压制动”。减压制动：当列车分离或拉动车前阀时，由于制动主管的压缩空气向大气排出，压力突然降低，就可以自动地产生紧急制动作用，使列车立即停住，以防事故的发生或扩大。第二，这种装置在制动过程中不是直接用总风缸的压缩空气送入制动缸，而是与先贮存在副风缸内的空气送入制动缸起制动作用，因此称为“间接制动”。间接制动：能使列车前后车辆的制动作用不至于差别过大，使整个列车能平稳的停下来。,三、铁路车辆与牵引动力,铁路车辆复习思考题车辆主要由哪几个部分组成的？货车走行部由哪几个部分组成的？各部分的作用。空气制动机缓解与制动的基本原理？空气制动机的特点？,三、铁路车辆与牵引动力,2、牵引供电设备1)电气化铁道的供电系统 电气化铁道供电系统（power supply system for electrified railway）由电力系统经高压输电、牵引变电所降压、变相或换流等环节，向电气化铁道运行的电力机车、动车组输送电力的全部供电系统。,三、铁路车辆与牵引动力,2、牵引供电设备2)牵引变电所 牵引变电所把区域电力系统送来的电能，根据电力牵引对电流和电压的不同要求，转变为适用于电力牵引的电能，然后分别送到沿铁路线上空架设的接触网，为电力机车供电。牵引变电所将电力系统输电线路电压从110kV（或220kV）降到27.5kV，经馈电线将电能送至接触网,三、铁路车辆与牵引动力,2、牵引供电设备3)接触网 接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。其由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础几部分组成。其功用是将从牵引变电所获得的电能输送给电力机车。接触网的电压等级：工频单相交流制：25KV或50KV（对地而言），对电力机车电压均为：25KV。考虑电压损耗，牵引变电所输出电压为：27.5KV或55KV，其中55KV为AT供电方式（在牵引网中增设正馈线和并联自耦变压器，将牵引供电电压提高一倍，从而使得牵引网的载流能力大大增加，同时减少对通信线路干扰的一种供电方式。），主要用于高速电气化铁路中。,三、铁路车辆与牵引动力,3、铁路牵引动力1）电力机车电力机车由牵引电动机驱动车轮的机车。电力机车因为所需电能由电气化铁路供电系统的接触网或第三轨供运行中的电力机车给，所以是一种非自带能源的机车。电力机车具有功率大、过载能力强、牵引力大、速度快、整备作业时间短、维修量少、运营费用低、便于实现多机牵引、能采用再生制动以及节约能量等优点。使用电力机车牵引车列，可以提高列车运行速度和承载重量，从而大幅度地提高铁路的运输能力和通过能力。,三、铁路车辆与牵引动力,3、铁路牵引动力1）电力机车电力机车构造:由机械部分、电气部分和空气管路系统三部分组成。机械部分：包括走行部和车体。走行部是承受车辆自重和载重在钢轨上行走的部件，由2轴或3轴转向架以及安装在其上的弹簧悬挂装置、基础制动装置、轮对和轴箱、齿轮传动装置和牵引电动机悬挂装置组成。电气部分：机车上的各种电气设备及其连接导线。包括主电路、辅助电路、控制电路以及它们的保护系统。主电路：电力机车的最重要组成部分。它决定机车的基本性能，由牵引电动机以及与之相连接的电气设备和导线共同组成。辅助电路：供电给电力机车上的各种辅助电机的电气回路。空气管路系统：按用途可分为：供给机车和车辆制动所需压缩空气的空气制动气路系统。供给机车电气设备所需压缩空气的控制气路系统。供给机车撒砂装置、风嗽叭和刮雨器等辅助装置所需压缩空气的辅助气路系统。,三、铁路车辆与牵引动力,4、铁路牵引动力的发展 牵引动力的现代化，是铁路运输科技进步的先导。1）动车组动车：世界各国铁路在旅客运输，特别是在城际间的旅客运输中，还大力发展动车组的运输方式。在客车上安装动力装置，使其既具有牵引动力，又可以载客的客车叫动车。动车组：动车和附挂车编组而成的列车，叫动车组。动车有司机室和客室，挂在动车组的两端；附挂车与一般客车一样，只载旅客，没有动力装置。动车组的优点：由于动力装置分散在多辆动车上，动轴数多，加速力大，速度高，对轨道的动力作用小，很适宜在站间距离短，行车密度大和客运量很大的城际间运输中运用。大城市间特快客运速度接近或超过每小时200公里的高速客运列车,须用电力动车组或用燃气轮动车组。,三、铁路车辆与牵引动力,4、铁路牵引动力的发展 牵引动力的现代化，是铁路运输科技进步的先导。1）动车组中国动车组诞生记 2003年6月，铁道部党组明确了推进技术装备现代化进程的新路子。2003年8月23日，铁道部装备现代化领导小组召开会议，研究技术引进项目的操作方式与实施策略2003年11月29日，铁道部部长办公会审议通过加快机车车辆装备现代化实施纲要。2004年4月1日，国务院召开会议专题研究铁路机车车辆装备有关问题，形成研究铁路机车车辆装备有关问题的会议纪要，明确了“引进先进技术、联合设计生产、打造中国品牌”基本原则，确定重点扶持国内几家机车车辆制造企业、引进少量原装、国内散件组装和国内生产的项目运作模式。2004年7月29日，国家发改委与铁道部联合印发大功率交流传动电力机车技术引进与国产化实施方案和时速200公里动车组引进与国产化实施方案。2004年8月，铁道部公开招标采购时速200公里动车组项目。2005年10月，铁道部公开招标采购时速300公里动车组项目。2006年7月31日，国内首列国产化时速200公里动车组下线。2006年9月，铁路部门在胶济线以及第六次大提速既有线改造区段组织了多次全线拉通试验和提速平推试验，动车组进入运行试验。2007年2月，动车组以160公里的时速投入春运。2007年4月18日，动车组全面上线投入运营。2008年8月1日，动车组投入运营的京津线是中国首条高速铁路客运专线，是中国进入高铁时代的标志。,三、铁路车辆与牵引动力,4、铁路牵引动力的发展 牵引动力的现代化，是铁路运输科技进步的先导。2）磁悬浮铁路磁悬浮铁路（Maglev Railway）是一种新型的交通运输系统，它是利用电磁系统产生的排斥力将车辆托起，使整个列车悬浮在导轨上，利用电磁力进行导向，利用直线电机将电能直接转换成推动列车前进。它消除了轮轨之间的接触，无摩擦阻力，线路垂直负荷小，时速高，无污染，安全，可靠，舒适。其应用仍具有广泛前景。,三、铁路车辆与牵引动力,4、铁路牵引动力的发展 牵引动力的现代化，是铁路运输科技进步的先导。2）磁悬浮铁路原理:运用磁铁“同性相斥，异性相吸”的性质，使磁铁具有抗拒地心引力的能力，即“磁性悬浮”。使列车完全脱离轨道而悬浮行驶，成为“无轮”列车。磁悬浮列车形式:由于磁铁有同性相斥和异性相吸两种形式，一种是利用磁铁同性相斥原理而设计的电磁运行系统的磁悬浮列车，它利用车上超导体电磁铁形成的磁场与轨道上线圈形成的磁场之间所产生的相斥力，使车体悬浮运行的铁路；另一种则是利用磁铁异性相吸原理而设计的电动力运行系统的磁悬浮列车，它是在车体底部及两侧倒转向上的顶部安装磁铁，在T形导轨的上方和伸臂部分下方分别设反作用板和感应钢板，控制电磁铁的电流，使电磁铁和导轨间保持1015毫米的间隙，并使导轨钢板的排斥力与车辆的重力平衡，从而使车体悬浮于车道的导轨面上运行。,三、铁路车辆与牵引动力,4、铁路牵引动力的发展 牵引动力的现代化，是铁路运输科技进步的先导。2）磁悬浮铁路优点 由于磁悬浮列车是轨道上行驶，导轨与机车之间不存在任何实际的接触，成为“无轮”状态，故其几乎没有轮、轨之间的摩察，时速高达几百公里；磁悬浮列车可靠性大、维修简便、成本低，其能源消耗仅是汽车的一半、飞机的四分之一；由于它以电为动力，在轨道沿线不会排放废气，无污染，是一种名副其实的绿色交通工具。,三、铁路车辆与牵引动力,4、铁路牵引动力的发展 牵引动力的现代化，是铁路运输科技进步的先导。2）磁悬浮铁路缺点 磁悬浮有一大缺点，它的车厢不能变轨，不像轨道列车可以从一条铁轨借助道岔进入另一铁轨。这样一来，如果是两条轨道双向通行，一条轨道上的列车只能从一个起点驶向终点，到终点后，原路返回。而不像轨道列车可以换轨到另一轨道返回。因此，一条轨道只能容纳一列列车往返运行，造成浪费。磁悬浮轨道越长，使用效率越低。由于磁悬浮系统是凭借电磁力来进行悬浮，导向和驱动功能的，一旦断电，磁悬浮列车将发生严重的安全事故，因此断电后磁悬浮的安全保障措施仍然没有得到完全解决。强磁场对人的健康，生态环境的平衡与电子产品的运行都会产生不良影响。,三、铁路车辆与牵引动力,4、铁路牵引动力的发展 牵引动力的现代化，是铁路运输科技进步的先导。2）磁悬浮铁路日本、德国、英国、法国、美国、加拿大和原苏联也研制了自己的磁悬浮列车，分别采用常导磁吸式和超导磁斥式。我国磁悬浮铁路的发展：中国乃至世界上第一条高速磁悬浮铁路商业运行线是2001年3月1日开工建设的上海磁悬浮列车示范线，采用了西门子的技术。2002年3月，这条磁悬浮列车示范线下部结构工程竣工。,四、铁路信号与通信设备,1、铁路信号1）铁路信号设备分类2）几种主要固定信号机的设置地点及显示2、联锁设备1）联锁2）联锁设备的要求3）联锁设备的分类3、闭塞设备1）闭塞概述2）自动闭塞的优点、问题、发展方向、分类3）三显示自动闭塞原理4）四显示自动闭塞,四、铁路信号与通信设备,1、铁路信号 铁路信号(signaling)就是命令，有关行车和调车工作人员必须执行信号显示的要求。是铁路上信号显示、联锁、闭塞设备的总称。1）铁路信号设备可分为三大类信号机，其原始形式是手灯、手旗、明火、声笛等，现代信号机主要有进、出站信号机，通过信号机，进路信号机，驼峰信号机，驼峰辅助信号机，接近信号机，遮断信号机，调车信号机，防护信号机，减速信号机和停车信号机等，以及其他复示信号机等辅助性信号机；标志，主要有预告标、站界标、警冲标、鸣笛标、作业标、减速地点标及机车停止位置标等；表示器，其作用是补充说明信号的意义，主要有发车表示器、发车线路表示器、进路表示器、调车表示器、道岔表示器等,四、铁路信号与通信设备,1、铁路信号2）几种主要固定信号机的设置地点及显示进站信号机：用来防护车站安全，指示列车能否由区间进入车站及进入车站的相关条件。设在进站线路最外方道岔尖轨尖端（逆向道岔）不少于五十米的地点。,(介绍自动闭塞区段的信号显示方式)一个红色：禁止列车越过该信号机。一个绿色：允许列车按规定速度经正线通过车站。一个黄色：允许列车经道岔直向位置进入车站内正线准备停车，此时要注意运行速度。两个黄色：允许列车经道岔侧向位置进入车站内正线准备停车，此时要注意运行速度。绿色和黄色：允许列车经道岔直向位置进入站内准备停车，表示接车进路信号机在开放状态。红色和白色：白色为引导信号，表示允许列车在该信号机前不停车，以不超过20km/h的速度进站或通过接车进路，并随时准备停车。,四、铁路信号与通信设备,1、铁路信号2）几种主要固定信号机的设置地点及显示出站信号机：用来防护区间的安全，指示列车能否由车站进入区间。设在每一发车线路警冲标内方的适当地点。,(介绍自动闭塞区段的信号显示方式)一个绿色：允许列车由车站出发，表示前方有两个线路闭塞分区空闲(没有列车)。一个黄色：允许列车由车站出发(旅客列车除外)，表示前方有一个线路闭塞分区空闲。一个红色：禁止列车越过该信号机两个绿色：准许列车由车站出发开往非自动闭塞区间。,四、铁路信号与通信设备,1、铁路信号2）几种主要固定信号机的设置地点及显示出站信号机：用来防护区间的安全，指示列车能否由车站进入区间。设在每一发车线路警冲标内方的适当地点。,(介绍自动闭塞区段的信号显示方式)一个绿色：允许列车由车站出发，表示前方有两个线路闭塞分区空闲(没有列车)。一个黄色：允许列车由车站出发(旅客列车除外)，表示前方有一个线路闭塞分区空闲。一个红色：禁止列车越过该信号机两个绿色：准许列车由车站出发开往非自动闭塞区间。,四、铁路信号与通信设备,1、铁路信号2）几种主要固定信号机的设置地点及显示通过信号机：指示列车能否进入它所防护的闭塞分区或所间区间。设在自动闭塞区段的闭塞分区分界处或非自动闭塞区段的所间区间分界处。,(介绍自动闭塞区段的信号显示方式)一个绿色：允许列车按规定速度运行，表示运行前方至少有两个闭塞分区空闲。一个黄色：要求列车减速并注意运行，表示运行前方只有一个闭塞分区空闲。一个红色：列车必须在该信号机前停车，表示前方闭塞分区内有列车。当通过色灯信号机的容许信号显示一个蓝色灯光：表示允许列车在其主体信号机显示红色灯光时不停车，以不超过20km/h的速度运行至次一信号机并随时准备停车。,四、铁路信号与通信设备,1、铁路信号2）几种主要固定信号机的设置地点及显示预告信号机：应设在距主体信号机不少于八百米的地方。,(介绍自动闭塞区段的信号显示方式)一个绿色：表示主体信号机在开放状态。一个黄色：表示主体信号机在关闭状态。,四、铁路信号与通信设备,1、铁路信号2）几种主要固定信号机的设置地点及显示调车信号机：指示调车机车进行作业。设置在经常进行调车作业的线路上或非联锁区到联锁区的入口处。,(介绍自动闭塞区段的信号显示方式)一个月白色：准许越过该信号机调车。一个蓝色：不准越过该信号机调车。,四、铁路信号与通信设备,1、铁路信号2）几种主要固定信号机的设置地点及显示驼峰信号机：设置在驼峰调车场的峰顶。道岔表示器：,一个绿色灯光：允许机车车辆按规定速度向驼峰推进。一个绿色闪光：指示机车车辆加速向驼峰推进。一个黄色灯光：指示机车车辆减速向驼峰推进。一个红色灯光：指示机车车辆停止作业或禁止机车车辆越过该信号机。一个红色闪光：指示机车车辆自驼峰退回。一个月白色灯光：指示机车车辆到峰下。一个月白色闪光：指示机车车辆去禁溜线。,紫色：表示道岔开通直向位置。黄色：表示道岔开通侧向位置。,四、铁路信号与通信设备,2、联锁设备1）为了保证机车车辆和列车在进路上的安全，有效利用站内线路，高效率地指挥行车和调车，改善行车人员的劳动条件，利用机械、电气自动控制和远程控制、计算机等技术和设备，使车站范围内的信号机、进路和进路上的道岔相互具有制约关系，这种关系称为联锁。为完成联锁关系而安装的技术设备称为联锁设备。2）联锁设备的要求 进路上的有关道岔开通位置不对或敌对信号机未关闭时，防护该进路的信号机不能开放；防护该进路的信号机开放后，该进路上的道岔即不能扳动，其敌对信号机均不能开放；主体信号机未开放时，预告信号机不能开放，正线上的出站信号机未开放时，进站信号机不能显示正线通过信号；列车或机车车辆驶入进路后，防护该进路的信号机立即关闭，禁止其他列车或机车车辆再驶入。,四、铁路信号与通信设备,2、联锁设备2）联锁设备的要求,四、铁路信号与通信设备,2、联锁设备3）联锁设备的分类:联锁设备可分为非集中联锁和集中联锁两大类。非集中联锁包括臂板电锁器联锁和色灯电锁器联锁，采用非集中联锁时道岔由扳道员就地操纵，信号机如采用色灯时则由值班员集中操纵，如采用臂板时则由扳道员就地操纵。集中联锁包括电气集中联锁和计算机联锁，采用集中联锁时所有道岔和信号机都由车站值班员集中操纵。电气集中联锁是我国铁路广泛采用的联锁装置，它由继电器组成的逻辑电路来实现各种联锁关系。电气集中联锁有很多类型，如6026、6031、6032、6501、6502、6512等。计算机联锁（computer interlocking）利用计算机对车站作业人员的操作命令及现场表示的信息进行逻辑运算，从而实现对信号机及道岔等进行集中控制，使其达到相互制约的车站联锁设备，即微机集中联锁。它是一种由计算机及其他一些电子、电磁器件组成的具有故障 安全性能的实时控制系统。,四、铁路信号与通信设备,2、联锁设备3）联锁设备的分类:联锁设备可分为非集中联锁和集中联锁两大类。继电联锁继电联锁（electric interlocking）用电气方法通过信号楼内的控制台操纵车站内的色灯信号机和电动转辙机，使信号机、进路和道岔实现联锁并能监督列车运行和线路占用情况。实现联锁的主要元件是继电器。20世纪50年代以后，继电联锁都采用电磁继电器，以逻辑电路实现联锁，全站的信号机和道岔可由一个信号楼集中控制。继电联锁的作用原理：信号操纵人员的控制台将控制信号机和电动转辙机开放或关闭的指令，通过连结继电器室内的电缆传送到继电器室内的继电器组合上，继电器组合上的继电器接收到指令后，使继电器的衔铁被吸动或复原，继电器动作的信号再由电缆传送到相应的信号机和控制相应道岔动作的电动转辙机，使信号机处于开放或关闭状态，使道岔处于定位或反位状态，从而使进路上的信号机、道岔与相应的进路实现联锁。,四、铁路信号与通信设备,2、联锁设备3）联锁设备的分类:联锁设备可分为非集中联锁和集中联锁两大类。继电联锁继电联锁按站场规模及运用条件的不同，可分为大站、中站和小站继电联锁；按操纵方式不同，可分为单独操纵、进路操纵以及其他方式操纵的继电联锁；按组装型式分，有组合式、组匣式及插接组合式继电联锁；按型号分，中国有6026型、6031型、6032型、6512型、6501型及6502型等。继电联锁设备由室内设备和室外设备两部分组成。室内设备主要有控制台、继电器组合及组合架、分线盘和电源屏等；室外设备主要有色灯信号机、电动转撤机、轨道电路及电缆线等。目前中国应用最广的继电联锁为6502型。其特点是安全程度高，采用双按钮进路式选路法，进路实行自动分段解锁，调车中途折返能自动解锁，道岔不需保持定位等。,四、铁路信号与通信设备,2、联锁设备3）联锁设备的分类:联锁设备可分为非集中联锁和集中联锁两大类。继电联锁继电器动作原理:图为直流无极继电器，当电流通过线圈时，铁芯吸动衔铁，使推杆向上移动，带动中簧片断开后接点，而与前接点闭合；当电源切断后，铁芯失磁，衔铁自行释放，使推杆下降，中簧片断开前接点，而与后接点闭合。,四、铁路信号与通信设备,2、联锁设备3）联锁设备的分类:联锁设备可分为非集中联锁和集中联锁两大类。继电联锁继电器应用原理：继电器线圈没电时，铁芯失磁，中簧片与后接点闭合，使信号灯电路接通红灯，则红灯亮；继电器线圈有电时，铁芯吸动衔铁，中簧片与前接点闭合，使信号灯电路接通绿灯，则绿灯亮。,四、铁路信号与通信设备,2、联锁设备3）联锁设备的分类:联锁设备可分为非集中联锁和集中联锁两大类。继电联锁电动转辙机：用电力转辙道岔的的一种设备。它可以实现正转或反转，从而使道岔具有两种不同的开通位置。需要转换道岔时，给电动转辙机的电动机接通电源时，动作杆带动道岔尖轨移动。轨道电路以一段铁路线路的钢轨为导体构成的电路，用于自动、连续检测这段线路是否被机车车辆占用，也用于控制信号装置或转辙装置，以保证行车安全的设备。,四、铁路信号与通信设备,轨道电路当设有轨道电路的某段线路上空闲时，轨道电路上的继电器有足够的电流通过，吸起被磁化的衔铁，闭合前接点，从而接通色灯信号机的绿灯电路，显示绿色灯光，表示前方线路空闲，允许机车车辆占用。当机车车辆进入该线路区段时，由于轮对电阻很小，使轨道电路短路，继电器吸力减弱，释放衔铁，使之搭在后接点上，接通信号机的红灯电路，显示禁行信号。轨道电路的这一工作性能，能够防止列车追尾和冲突事故，确保行车安全。轨道电路的另一个重要作用是能发现钢轨发生断裂。在充当导线的钢轨安全无事时，轨道电流畅道无阻，继电器工作也正常。一旦前方钢轨折断或出现阻碍，切断了轨道电流，就会使继电器因供电不足而释放衔铁接通红色信号电路。此时，线路虽然空闲，信号机仍然显示红灯，从而防止列车颠覆事故。,四、铁路信号与通信设备,3、闭塞设备1）闭塞概述“闭塞”指列车进入区间后，使之与外界隔离起来，区间两端车站都不再向这一区间发车，以防止列车相撞和追尾。闭塞设备即为实现“一个区间（闭塞分区）内，同一时间只允许一列车占用”而设置的铁路区间信号设备。铁路应用的区间闭塞类型有人工闭塞、半自动闭塞和自动闭塞三类。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。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。自动闭塞：利用通过信号机把区间划分为若干个装设轨道电路的闭塞分区，通过轨道电路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。,四、铁路信号与通信设备,3、闭塞设备2）自动闭塞的优点、问题、发展方向、分类优点：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，从而大大提高区间通过能力；整个区间装设了连续的轨道电路，可以自动检查轨道的完整性，提高了行车安全的程度。问题：自动闭塞是目前比较先进的一种行车闭塞法，但它仍以固定的空间间隔（闭塞分区）来保障列车行车安全。发展方向：是在无绝缘轨道电路的基础上，研制可根据列车相互位置与运行速度，而自动完成更为合理的行车间隔控制方法。分类：三显示、四显示（在三显示 基础上增加黄绿灯）。,四、铁路信号与通信设备,3、闭塞设备3）三显示自动闭塞原理 用红、黄、绿三种颜色的灯光来指示列车运行的不同条件。每一闭塞分区构成一个独立的轨道电路。当分区内无列车占用时，轨道继电器有电吸起。,四、铁路信号与通信设备,3、闭塞设备3）三显示自动闭塞原理 用红、黄、绿三种颜色的灯光来指示列车运行的不同条件。当列车在闭塞分区1G内运行时，由于轨道继电器1GJ被列车的轮对分路，它的前接点断开，继电器接通后接点，使1号信号机显示红灯，表示该闭塞分区有车占用。,四、铁路信号与通信设备,3、闭塞设备3）三显示自动闭塞原理 用红、黄、绿三种颜色的