区间信号基础知识

目录

一、区间信号基本知识 ......................................................... 2

（一）概述 ............................................................... 2

1.闭塞的基本概念 ..................................................... 2 2.闭塞的发展 ......................................................... 2 3.闭塞的分类 ......................................................... 2 （二）半自动闭塞 ......................................................... 3

1.半自动闭塞的概念 ................................................... 3 2.64D型半自动闭塞设备组成 ........................................... 4 3.电路构成原理 ....................................................... 6 4.办理闭塞的手续 ..................................................... 7 5.电路动作程序 ....................................................... 9 6.电路原理 .......................................................... 11 7.半自动闭塞缺陷 .................................................... 13 （三）自动闭塞 .......................................................... 13

1.自动闭塞的概念 .................................................... 13 2.UM71无绝缘移频自动闭塞设备 ....................................... 14 3.ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞设备 .................................. 15

二、复习题.................................................................. 24

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一、区间信号基本知识

（一）概述

1.闭塞的基本概念

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，车站与线路所之间的区间叫做所间区间。区间的界限是进站信号机柱或站界的中心线。

闭塞就是用信号或凭证保证前行列车和追踪列车之间必须保持一定距离运行的技术方法。它是铁路上防止列车对撞或追撞（追尾）的方式，是铁路上保障安全的一个较主要的方法 。

2.闭塞的发展

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，为了提高运行效率，人们希望同一方向可以追踪列车。因此要保证列车的安全，不仅要防止对向相撞问题，还要防止列车追尾。

最初采用的闭塞制式是时间间隔法，即前行列车和追踪列车之间必须保持一定的时间间隔的行车方法。当先行列车出发后，经一定的时间，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至允许一列列车运行。

因为它能较好的保证行车安全而被广泛采用，逐步形成铁路区间闭塞制度。

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。

3.闭塞的分类

1）从人工介入程度可以分为：

①人工闭塞：包括电报或电话闭塞、路签或路牌闭塞。它采用电气路签(牌)闭塞作为占用区间的凭证，相邻两站都设有电气路签(牌)机，非经两站同意，并办理一定手续，不能从中取出路签(牌)；在取出一个路签(牌)后，不能取出二个。这就保证了同时只有一列列车在区间内运行。因为这种方法在交接凭证和检查区间状态都有要依靠人来完成，所以叫做人工

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闭塞，这种闭塞方法在我国已经很少采用。

②半自动闭塞：是以出站信号机或线路所的通过信号机显示的进行信号作为列车占用区的凭证，发车站的出站信号机或线路所的通过信号机必须经两站同意，办理闭塞手续后才能放开放，列车进入区间后自动关闭，在没有检测区间中否留有车辆的设备时，还须由接车站值班员确认列车的完全到达，办理解除闭塞手续；而且在列车未到达接车站以前，向该区间发车用的所有信号都不得开放，这就保证了两站间的区间内同时只有一列列车运行。这种方法既要人的操纵，又需依列车自动动作，所以叫半自动闭塞。半自动闭塞是现在中国单线铁路区间闭塞的主要形式。

③自动闭塞：是在列车运行中自动完成闭塞作用的，它将整个区间划分为若干个闭塞分区，每个闭塞分区的起点装设通过信号机，列车运行借助车轮与轨道电路接触发生作用，自动控制通过信号机的显示。这种方式不需要办理闭塞手续，又可开行追踪列车，既保证了行车安全又提高了运输效率。自动闭塞比其他各种闭塞方式都要优越，是一种先进的闭塞方式。这种方法因为不需要人的操纵，所以叫做自动闭塞。 2）从闭塞空间间隔分为：

①站间闭塞：是两站间只能运行一列车，其空间间隔为一个站间。包括：电话闭塞、路签或路牌闭塞、半自动闭塞和自动站间闭塞。

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，经列车和通过信号机的显示联系起来，是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。

（二）半自动闭塞

1.半自动闭塞的概念

半自动闭塞是用人工来办理闭塞机开放出站信号机，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。半自动闭塞的主要类型有电机半自动闭塞和

继电半自动闭塞两种。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。本书以64D型继电半自动闭塞为例进行讲解。

如图2-1是单线继电器半自动闭塞示意图。在相邻两站各设一台半自动闭塞机（BB），

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并经过两站间电缆连接起来。闭塞机可完成以下作用：

①甲站要向乙站发车，必须是区间空闲并得到乙站同意后，才能开放出站信号。 ②列车自甲站出发后，出站信号机关闭，区间闭塞，双方站都不能再向区间发车。 ③列车到达乙站，值班员确认列车整列到达，用复原按钮办理到达复原后，区间才能复原。

2.64D型半自动闭塞设备组成

64D型继电半自动闭塞是由闭塞机、轨道电路、操作与表示设备以及闭塞电源、闭塞外线等部分组成。此外，在控制电路中还包括了车站的进、出站 信号机的控制条件，它们之间以电线相连，借以实现彼此间的电气联系。为了实现闭塞设备 之间的相互联系与控制， 在相邻两车站上属于同一区间的两台闭塞机之间，用两条外线连接。4D型继电半自动闭塞设备间联系图如图2-2所示。

1)轨道电路

64D 继电半自动闭塞，在每个车站两端进站信号机的内方需装设一段不小于 25m 的 轨道电路，其中发车轨道电路采用闭路式。其作用，一是监督列车的出发，是发车站闭塞机闭塞；二是监督列车的到达，然后由接车站值班员办理到达复原。由于这两个作用（尤其是第一作用）的重要性，即轨道电路的动作直接影响行车安全，所以要求轨道电路不仅能稳定可靠地工作，而且要能满足“故 障—安全”的要求。 2）操作和表示设备

单线继电半自动闭塞的操纵和表示设备有：按钮、表示灯、电铃、计数器等。这些元件安装在信号控制台上。

①按钮：为了办理两站间的闭塞和复原

a.闭塞按钮 BSA：二位自复式按钮，办理请求发车伙同同意接车时按下。

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b.复原按钮 FUA：二位自复式按钮，办理到达复原或取消复原时按下。

c.事故按钮 SGA：二位自复式按钮，平时加铅封。当闭塞机因故不能正常复原时，破封按下使闭塞机复原。

②表示灯：车站的每一个接发车方向各设继电半自动闭塞表示灯两组。 a.发车表示灯FBD：由黄、绿、红三个光点式表示灯组成。 b.接车表示灯JBD：由黄、绿、红三个光点式表示灯组成。

③电铃（DL）：电铃是闭塞机的音响信号，在闭塞电路中采用直流24V电铃。 ④计数器（JSQ）：计数器用来记录车站值班员办理事故复原的次数。 3）闭塞机

闭塞机是闭塞设备的核心，它由继电器和电阻、电容器等元器件组成。在电气集中联锁车站，采用组合式，即将插入式继电器和电阻、电容器安装在组合架上。64D 型继电半自动闭塞机由13个继电器和电阻、电容组成，构成继电电路，完成闭塞作用。 ①正线路继电器 ZXJ，接收正极性闭塞信号。 ②负线路继电器 FXJ，接收负极性闭塞信号。 ③正电继电器 ZDJ，发送正极性闭塞信号。 ④负电继电器 FDJ，发送负极性闭塞信号。

⑤闭塞继电器 BSJ，监督和表示闭塞机的状态。闭塞机在定位状态时它吸起，表示区间空闲；作为发车站时当列车占用区间使它落下，作为接车站时发出同意接车信号后它落下，表示区间闭塞。

⑥选择继电器XZJ，选择并区分自动回执信号和复原信号；在办理发车时，监督出站信号机是否开放。

⑦准备开通继电器 ZKJ，记录对方站发来的自动回执信号。

⑧开通继电器KTJ，记录接车站发来的同意接车信号，并控制出站信号机的开放。 ⑨复原继电器 FUJ，接收复原信号使闭塞机复原。

⑩回执到达继电器 HDJ，和 TJJ一起构成自动回执电路发送回执信号以及记录列车到达。

11同意接车继电器 TJJ，记录对方站发来的请求发车信号并使闭塞机转入接车状态，以○

及与HDJ一起构成自动回执电路。

12通知出发继电器 TCJ，记录对方站发来的列车出发通知信号。 ○

13轨道继电器GDJ，是现场轨道继电器的复示继电器，监督列车出发和到达。 ○

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5）到达复原

列车进入乙站股道后，接车进路解锁。乙站值班员在确认列车完整到达后，按下FUA, 办理到达复原。此时乙站的FDJ吸起。FDJ吸起后，一方面接通本站的FUJ电路，另一方面向甲站发送一个负极性脉冲的到达复原信号。

在乙站，由于FUJ吸起，使BSJ吸起并自闭。BSJ吸起后，使TCJ、GDJ和HDJ相继落下，JBD和FBD的红灯熄灭。

在甲站，当收到到达复原信号时，FXJ吸起，它一方面接通电铃电路使之鸣响，另一方面使FUJ吸起。FUJ吸起后又使BSJ吸起并自闭，FBD红灯熄灭。 至此，甲乙两站闭塞机中只有BSJ吸起，两站的接、发车表示灯均熄灭，两站闭塞机恢复定位状态，表示区间空闲。如图2-9所示。

6.电路原理

64D型单线继电半自动闭塞电路由8个单元电路构成。 1）线路继电器电路：（ZXJ、FXJ） ①结构：ZXJ、FXJ、电容

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②作用：发送接收各种闭塞信号。

③特点：采用偏极继电器，用以区分电路的性质；采用双断接点，防止外线混电造成继电器错误动作；同一车站的ZDJ和FDJ接点相互照查（即互锁）；闭塞电话与外线接有电容（作用防止产生干扰，指音频与脉冲信号之间）。 2）信号发生器电路：（ZDJ、FDJ）

①结构：ZDJ、FDJ、RC缓冲电路、接点组。 ②作用：产生、发送闭塞信号。

③分析：RC缓放作用在于保证脉冲长度；ZXJ5和FXJ5的作用在于防止两站互相抢先办理。

3）发车接收器电路：（XZJ、ZKJ、KTJ）

①组成：XZJ、ZKJ、KTJ、RC缓放电路、接点组。 ②作用：记录和反映发车站闭塞机的多种状态。 ③分析：

a.XZJ的作用：选择自动回执信号和复原信号；检查出站信号机的开放；记录发送的请求发车信息。

b.RC缓放作用：办理取消时，保证FDJ可靠吸起，防止XZJ先于GDJ落下，BSJ瞬间落下使FBD闪红灯。

c.XZJ作为开放信号条件的作用：防止列车占用危险区段错误办理（电锁器联锁）。 d.ZKJ作用：接收和记录自动回执信号

e.R2、C2缓放的作用： ①保证通知出发的脉冲长度。 ②办理正常取消保证FDJ可靠吸起。

f.KTJ作用：接收和记录同意接车信号。 4）接车接收器电路：（HDJ、TJJ、TCJ）

①组成：HDJ、TJJ、TCJ、RC缓放电路、接点组。 ②作用：接收和记录接车站闭塞机的各种状态 。 5）闭塞继电器电路：（BCJ）

①作用：反映区间的状态（用BSJ 或BSJ 区别） ②BSJ吸起及落下的时机：

发车站，列车出发时GDJ落下使BSJ吸起；接车站，办理同意接车时，按下BSA使

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BSJ落下；定位时BSJ吸起。 6）复原继电器电路：（FUJ）

FUJ是用来复原闭塞电路的，它有四条励磁电路，其中两条接收对方站发来的复原信号，另外两条在本站办理复原接通。 7）轨道继电器电路：（GDJ）

GDJ与现场轨道电路相联系，是现场轨道继电器的复示继电器。它的作用是反映列车的出发和到达，并以此来控制闭塞电路的动作。 8）表示灯电路：

表示灯是用来表示闭塞电路的各种状态的。

7.半自动闭塞缺陷

半自动闭塞区间没有列车占用检查设备，不能检查区间是否空闲，到达复原需人为确认，既危及行车安全，又影响运输效率。特别严重的是，在区间有车占用的情况下还能用事故复原解除闭塞，造成“双发”的可能。列车在区间丢车或车辆溜逸至区间时，都不能发现，严重影响行车安全。对此，必须增加区间空闲检查设备，和继电半自动闭塞设备配套，自动检查区间占用或空闲，实现列车到达后的自动复原，构成站间闭塞，这是半自动闭塞的现代化方向。区间检查设备由两类：长轨道电路和计轴器。

（三）自动闭塞

1.自动闭塞的概念

自动闭塞是根据列车运行及有关闭塞分区状态，自动变换通过信号机显示而司机凭信号行车的闭塞方法，它是一种先进的行车闭塞方法。自动闭塞按行车组织方法可分为单线双向自动闭塞和双线单向自动闭塞。按照通过信号机的显示制式可分为三显示自动闭塞和四显示自动闭塞如图3-1为三显示自动闭塞原理图。通过信号机的不同显示是调整列车运行的命令。三显示自动闭塞通过信号机的显示意义是：

一个绿色灯光——准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。 一个黄色灯光——要求列车注意运行，表示运行前方只有一个闭塞分区空闲。 一个红色灯光——列车应在该信号机前停车。

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现以图3-1为例说明自动闭塞的工作原理：当列车进入3G闭塞分区时，3G闭塞分区的轨道电路被列车轮对分路，轨道继电器3GJ落下，通过信号机3显示红灯，则通过信号机1显示黄灯。等列车驶入5G闭塞分区并出清3G闭塞分区时，轨道继电器3GJ吸起，5GJ落下，因而通过信号机3显示黄灯，通过信号机1显示绿灯。

2.UM71无绝缘移频自动闭塞设备

UM71型轨道电路是法国铁路为防止交流电气化牵引区段牵引电流谐波干扰于1971年研制的移频轨道电路。该轨道电路向轨面发送移频信号，并利用相邻区段26m长调谐区构成电气绝缘节。

UM71采用四个较高的载频信号f0，分别为1700Hz、2000 Hz、2300 Hz和2600 Hz。为防止相邻轨道电路及上下行线轨道电路的相互干扰，其载频f0使用为：上行线1700Hz、2300 Hz交替配置，下行线2000 Hz和2600 Hz交替配置。UM71轨道电路共有18种低频信号，18个低频fc信息从10.3Hz开始，按1.1Hz等差数列递增至29Hz，频偏△f为±11Hz。因此轨面上传送的移频信号由载频f0、频偏△f和低频调制信号fc三者构成。

UM71轨道电路有空芯线圈SVA、调谐单元BA匹配变压器TAD、补偿电容和发送器、接收器、轨道继电器GJ及电缆构成。其中发送器、接收器及GJ集中设于室内，其他设于室外。

1）电气绝缘节

UM71型轨道电路采用电气绝缘节，以取代传统的轨道电路中使用的机械绝缘节来实现相邻轨道电路区段的相互隔离。该电气绝缘节包括两个调谐单元BA1和BA2，一个空芯线圈SVA和一段26m长钢轨。电气绝缘节原理同ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞，不在赘述。 2）发送器

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a.产生18种低频信号和四种载频信号 b.输出有足够功率的移频信号 c.向轨道电路发送上述移频信号 d.从轨道向基层发送上述移频信号 e.调整轨道电路 3)接收器

a.检查轨道电路空闲、占用 b.区分载频、检查低频信号存在 c.调整轨道电路

3.ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞设备

1）概述

ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞系统是在法国UM71无绝缘轨道电路技术引进、国产化基础上，结合国情进行的技术再开发。技术特点如下： ①充分肯定、保持UM71无绝缘轨道电路整体结构上的优势。 ②解决了调谐区断轨检查，实现轨道电路全程断轨检查。 ③减少调谐区分路死区。

④实现对调谐单元断线故障的检查。 ⑤实现对拍频干扰的防护。

⑥通过系统参数优化，提高了轨道电路传输长度。

⑦提高机械绝缘节轨道电路传输长度，实现与电气绝缘节轨道电路等长传输。 ⑧轨道电路调整按固定轨道电路长度与允许最小道碴电阻方式进行。既满足了1Ω·km标准道碴电阻、低道碴电阻最大传输长度要求，又为一般长度轨道电路最大限度提供了调整裕度，提高了轨道电路工作稳定性。

⑨用SPT国产铁路数字信号电缆取代法国ZCO3电缆，减小铜芯线径，减少备用芯组，加大传输距离，提高系统技术性能价格比，降低工程造价。 ⑩采用长钢包铜引接线取代75mm2铜引接线，利于维修。

11系统中发送器采用“N+1”冗余，接收器采用成对双机并联运用，提高系统可靠性，大○

幅度提高单一电子设备故障不影响系统正常工作的时间。 2）系统构成

ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞系统，与UM71无绝缘轨道电路一样采用电气绝缘节来实现相邻轨道电路区段的隔离。电气绝缘节长度改进为29m，电气绝缘节由空心线圈、29m长钢轨和调谐单元构成。调谐区对于本区段频率呈现极阻抗，利于本区段信号的传输及

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