莞惠城际铁路初步设计鉴修信号系统Word文档下载推荐.docx
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莞惠城际轨道交通是珠三角城际轨道交通线网布局的重要线路，是珠三角区域、穗莞惠及沿线城镇间的城际快速轨道交通。
正线总长约99.346km，其中，全线高架段长57.755km，路基段长6.521km，地下段长33.43km，过渡段长1.64公里；
两端出入段线总长度约5.05km。
近期新建车站共13座，其中地下站5座，地面站1座，高架站7座，远期预留站1座（工业园站，地下）。
线路在道滘设1座道滘工区，在客运北设1座客运北运用所。
莞惠城际车辆段与穗莞深城际共用，设于穗莞深城际的中堂。
控制中心暂定设于东莞，负责穗莞深、莞惠城际的调度控制。
1.2设计范围
（1）99.346km双正线（含停车场出入段线、故障停车线等）列车自动控制系统ATC设备；
（2）正线13座车站（不含预留站）列车自动控制系统ATC设备；
（3）工程初期配属的21列6辆编组列车的车载设备；
（4）道滘和客运北停车场信号系统；
（5）综合维修工区信号检修及维修设备；
（6）莞惠线控制中心信号设备；
（7）莞惠线信号培训设备。
1.3设计依据
（1）2009年4月广东省发展和改革委员会“粤发改交［2009］395号文“关于东莞至惠州城际轨道交通可行性研究报告的批复；
（2）2009年4月初广东省发展和改革委员会组织的莞惠城际可行性研究专家组评审意见；
（3）广东省铁路建设投资集团设计委托书。
1.4主要设计原则
（1）系统必须以安全、可靠、技术先进实用、经济合理为宗旨，与车辆相接口实现列车自动控制。
（2）系统应能满足200km/h的大站快车和140km/h站站停普通列车共线运行的需要；
满足初、近、远期6辆列车编组、初期327秒、近期276秒、远期171秒行车间隔，折返站的折返能力、停车场出入能力应与正线行车间隔相适应并留有必要的余量。
（3）本线信号系统应与穗莞深信号系统兼容，满足本线与穗莞深城际贯通运营的需求，并优化设备配置。
（4）系统应预留延伸至广州、河源、惠阳方向的容量及接口条件，系统应满足与车辆、牵引供电、通信、综合监控、安全门等系统的接口要求。
（5）系统应采用计算机技术、网络技术、数据传输技术，设备结构应按标准化、模块化的原则设计，便于系统功能的扩展。
（6）系统设备应具有很高的安全性、可靠性和可用性，凡涉及行车安全的设备、电路或系统必须满足故障—安全原则。
主要行车指挥设备的计算机系统应采用双机热备，联锁、ATP子系统等安全设备的计算机系统应采用三取二或二取二的安全型冗余计算机结构。
（7）系统应具有良好的电磁兼容性，在供电系统、牵引供电所产生的电磁干扰条件下，信号系统应安全可靠的正常工作。
在设计、制造信号技术装备时，应保证电磁干扰不影响其安全性和可靠性。
信号设备电磁骚扰发射指标应满足GB9254-1998、IEC61000-3-2、IEC61000-3-3的要求。
（8）信号系统的车载设备不得超出车辆限界，安装于轨旁的室外设备不得超出侵入设备限界，设置于站台区域的设备在满足运营要求的前提下应与车站的装修布置相协调，设于高架线路和地面线路的信号设备应与城市景观相协调。
（9）在满足系统设备功能与安全的前提下，应优先选用国内提供的成熟、优质设备；
对国内目前尚不能满足功能要求的设备，应在进行综合比较后选择引进技术进行合资、合作生产，以满足本工程的需要；
引进设备应有切实可行的国产化措施，满足国家关于国产化政策的要求。
（10）系统的配置应有利于莞惠城际的行车组织和运营管理，实现行车指挥及列车运行的自动化、维护管理的科学化。
（11）系统设备结构紧凑，便于安装、维护、测试、更换。
（12）系统宜与穗莞深城际及城际网后续线路的信号系统统筹规划，达到形成规模，降低造价，资源共享的目的。
（13）正线全线及出入段线均纳入ATC控制范围，车辆段\停车场联锁设备独立设置。
（14）列车速度控制方式须采用速度－距离控制模式曲线，在确保追踪列车之间的安全行车间隔的同时，有效缩短追综间隔、提高线路的通过能力、保证旅客的舒适性、保证旅行速度、提高线路的通过能力。
（15）系统应具有灵活的控制模式，系统设备具备一定的降级使用能力；
系统应具有中心、车站级自动/手动两种控制模式。
系统平时采用中心自动控制，必要时中心调度员可实现人工控制，中心设备或传输通道故障以及运行需要时可转为车站自动/人工控制。
（16）用于控制中心及正线地下区段的室内外电缆，采用低烟无卤、阻燃型防腐蚀电缆，地面线路的电缆，应采取相应的防护措施，以避免光辐射造成护套老化。
（17）控制中心、车站和车辆段\停车场的信号系统地线接入各系统共用的综合接地系统，该综合接地系统接地电阻值≤1Ω；
高架及地面线和停车场的室外信号设备、与外线连接的室内信号设备应综合考虑防雷措施。
（18）信号系统设备的使用环境条件采用《城市轨道交通信号系统通用技术条件》（GB/T12758－2004），如表1-4-1所示；
系统选用的设备、器材应适用于珠三角地区的自然环境。
表1-4-1信号设备的使用环境表
设备位置
工作环境
车辆
地面
车体内部
车体外部
转向架
车轴
室外
室内
环境温度/℃
－25～55
－40～70
0～45
湿度（25℃）
≤95%
100%（不结露）
振动
振率/Hz
≤50
10～100
≤100
加速度/（m/s2）
20
100～200
≤30
≤20
冲击
持续时间/ms
4～11
0.5～2
≤200
20～50
100～150
500～1000
平均气压/kPa
70～106（相当于海拔3000m以下）
1.5主要设计标准
（1）《地下铁道设计规范》（GB50157－2003）；
（2）《城市轨道交通信号系统通用技术条件》（GB/T12758－2004）；
（3）《电子计算机机房设计规范》（GB50174－93）；
（4）《铁路信号设计规范》（TB10007－2006）；
（5）《计算机联锁技术条件》（TB/T3027-2002）；
（6）《铁路信号站内联锁设计规范》（TB10071－2000）；
（7）《铁路信号故障—安全原则》（TB/T2651）；
（8）铁道部《信号计算机监测系统暂行技术标准》（运基信号[2006]317号）；
（9）《铁道信号设备雷电电磁脉冲防护技术条件》（TB/T3074-2003）；
（10）国际电信联盟（ITU-T）的有关建议；
（11）国际电工学会标准（IEC）；
（12）电子工业协会标准（EIA）；
（13）国际铁路联盟UIC规程；
（14）国际电气与电子工程师学会标准（IEEE）；
（15）国际无线咨询委员会标准（CCIR）；
（16）欧洲标准EN。
1.6工程基础参数
线路
（1）平面曲线最小半径
区间正线：
一般情况为2200m，困难情况为2000m；
限速地段最小曲线半径450m（洪梅出站）；
辅助线路：
最小半径为250m。
（2）线路坡度
区间正线最大坡度：
最大坡度为30‰；
辅助线路最大坡度：
最大坡度为35‰；
地下区间最小坡度为3‰；
地下车站坡度一般为2‰；
道岔设在不大于2‰的坡道上；
坡段长度一般不小于800m，困难条件下不小于600m，两竖曲线间夹直线长度不小于80m。
（3）竖曲线最小半径
不限速段（200km/h）为15000m，限速段为10000m；
辅助线：
为2000m。
轨道
（1）轨距：
采用1435mm标准轨距；
（2）钢轨类型：
正线、辅助线及车场线出入线采用60kg/m，车场线采用50kg/m；
（3）道床类型：
正线及辅助线采用无砟轨道，车辆段\停车场地面线，采用碎石道床，库内采用整体道床；
（4）道床漏泄电阻：
整体道床5.0Ω•km；
碎石道床1.0Ω•km；
（5）道岔：
道滘站、惠环站正线采用60kg/m12号可动心轨道岔（无砟），直向通过速度200km/h，侧向通过速度50Km/h；
其余有岔站正线均采用60kg/m18号可动心轨道岔（无砟），直向通过速度250Km/h，侧向通过速度80km/h；
停车场采用50kg/m7号道岔（有砟），直向通过速度30km/h，侧向通过速度25km/h。
桥梁
全线桥梁均为混凝土结构，桥面布置形式为双块式无砟轨道桥面，全线特大、大中桥共95座，长度总计为57.755km，占线路总长58.1%。
车站
（1）站台长度为144m；
（2）车站分布和站间距离：
见表1-6-1。
表1-6-1车站间距表
车站
中心里程
敷设方式
站间距
道岔数
附注
（km）
洪梅
穗莞深DK28+300
高架岛式
穗莞深
道滘
DK4+960
高架侧式（两台夹4线）
5.340
9
新城中心
DK14+513
地下岛式
9.553
规划换乘站
东城南
DK17+855
3.342
4
寮步
DK27+060
9.205
7
5
工业园
GDK32+010
4.950
预留站
6
大朗
GDK36+390
地下岛式（4线夹一台）
4.380
常平
DK46+088
高架侧式
7.384
8
常平东
GDK50+220
高架岛式（4线夹一台）
4.132
谢岗
GDK62+800
12.572
10
沥林
GDK71+000
地面侧式（两台夹4线）
7.860
11
陈江
DK82+570
11.570
12
惠环
DK89+771
4.809
13
新客运南
DK94+935
5.164
14
云山西路
DK100+840
5.905
客运北站
DSYK0+450
高架双岛式（两台6线）
4.910
惠河
行车组织及运营管理
（1）设计年限：
初期2015年，近期2022年，远期2037年。
（2）客流：
根据莞惠城际客流预测，远期单向高峰小时最大断面客流为1.81万人。
（3）编组：
车辆采用城际A型车，列车初、近、远期均为6辆编组。
（4）运营方向：
双线分方向独立运营系统，右侧行车制；
广州至惠州为下行方向，反之为上行方向。
（5）运营时间：
6：
00～24：
00，信号系统设备按24小时不间断运行设计。
（6）交路：
莞惠城际轨道交通开行站站停列车和大站停列车，大站停列车200km/h，站站停列车140km/h，大站停列车越行站站停列车；
本线与东莞市、惠州市城市轨道交通应实现快速换乘，相互之间不直接开行列车。
运营列车交路设置如图1-6-2。
（7）运营管理：
本次研究暂按由广东省铁路建设投资集团公司组建东南公司，负责本线与穗莞深城际轨道交通项目的建设管理和运营管理。
暂按新建东南公司控制中心，暂定东莞，负责穗莞深、莞惠两项目的调度控制；
东南公司控制中心属珠三角城际网总控制中心管辖，总控制中心暂按设在广州考虑，负责整个珠三角城际轨道交通网所有线路的调度控制。
图1-6-2莞惠城际运营列车交路图
车站配线
车站配线见图1-6-3。
车辆
（1）供电电压和供电方式
供电电压：
两种车型均为AC25KV；
变化范围均自19KV至29KV；
供电方式：
采用带回流线的架空接触网直接供电方式；
（2）列车编组形式
两种车型均为六节编组，独立动力单元配置。
六节编组设有两台相同受电弓。
列车前后两端配置全自动车钩，其余均配置半永久牵引杆。
（3）车辆主要尺寸
两种列车外形尺寸均为3m（宽）×
3.8m（高），列车长度约为142m。
（4）列车牵引、制动性能
列车构造速度：
大站停列车为220km/h，站站停列车为160km/h；
列车最高运行速度：
大站停列车为200km/h，站站停列车为140km/h；
计算用牵引粘着系数：
两种列车均为0.14－0.18；
平均起动加速度（0～40km/h时）：
大站停不小于0.65m/s2，站站停列车不小于0.8m/s2；
平均加速度（0～200km/h时）：
不小于0.43m/s2；
平均加速度（0～140km/h时）：
不小于0.3m/s2；
常用制动平均减速度（200km/h～0时）：
不小于1.0mm/s2；
常用制动平均减速度（140km/h～0时）：
紧急制动平均减速度（200km/h～0时），不小于1.0m/s2；
紧急制动平均减速度（140km/h～0时），不小于1.2m/s2；
冲击极限：
两种列车均为0.75m/s3；
两种车型基础制动均采用盘式制动。
（5）车辆自重
空车自重站站停列车不小于290t，大站停列车不小于300t
牵引供电及接触网
供电系统采用AC25KV带回流线的直接供电方式，接触网采用全补偿简单链形悬挂方式，牵引变电所进线电压等级为110kV，正线共设牵引变电所4座，分区所3座。
接触网采用锚段关节式电分相，根据变电所和分区所设置全线正线共设置6处电分相。
安全门
地下车站采用高度3000mm的屏蔽门，地面站及高架站采用2750mm的安全门。
每侧滑动门数量：
18组，滑动门的净开度：
2000mm；
每侧安全门/屏蔽门总长度约142m。
安全门/屏蔽门布置于车站站台边缘，以有效站台中心线为中心，向站台两端对称布置，位于列车正常停车范围内。
防淹门
莞惠城际在进出西湖、东江水域的新客运南站及云山西路站端部各设置一处防淹门。
气象条件
本项目所属地区属亚热带季风海洋性气候，冬季无严寒，夏季湿热多雨。
年平均气温21.8～22.0℃，极端最高气温38.2℃，极端最低气温-1.9～-0.5℃，年平均降雨量1788.6～1989.4mm，年平均蒸发量达1731.0～1752.3mm，年平均风速1.9～3.0m/s，最大风速26～40m/s。
雷暴较多，主要集中在雨季的4～9月份。
主要灾害性天气为台风及暴雨。
2信号系统方案
2.1工程特点、难点及设计重点
工程特点
（1）本线初、近期与城际网相邻的穗莞深及惠河城际线路需贯通运营；
（2）本线同时开行200km/h的大站快车和140km/h站站停普通列车；
（3）利用穗莞深城际车辆段及试车线等设施，存在资源共享需求；
（4）为珠三角城际网先期开工实施的项目之一，建设规模较大且工期较紧。
工程难点
（1）本线运行速度较高，且远期行车间隔较小（远期行车间隔为171秒）；
（2）运营模式相对复杂，需满足200Km/h和140Km/h两种速度列车混跑的需求；
（3）工程条件介于城市轨道交通及国有铁路之间，国内外无在相同运营需求及工程条件下应用的信号系统可供直接选择。
设计重点
（1）充分考虑城际线网之间资源共享及互联互通需求
本线与城际线网相邻线路存在贯通运营及资源共享的需求，在系统选型和设计阶段，应充分考虑城际轨道交通线网贯通运营对系统方案的影响；
同时针对与相邻线路资源共享需求，合理确定本项目资源工程配置方案，最大限度的利用相邻线路共享的工程设施，如培训设施、备品备件、维护人员等方面，避免重复建设，造成不必要的资源浪费。
（2）系统制式选择
本线工程条件及运营模式较城市轨道交通及国有铁路均存在一定差别，系统制式和设备的选择应本着“实事求是、安全可靠、功能适宜、满足运营需求”的原则进行分析、确定。
（3）实施方案确定
本线与穗莞深、惠河等线路无法同期开通运营，为实现贯通运营线路正常的设备驳接，需在系统设备招标前确定合理的线路接口实施方案。
此外，鉴于各潜在供货商针对本项目的应用系统均无实际开通运营经验，应通过专题研究等方式细化系统实施方案，以便系统招标及工程实施。
2.2信号系统方案分析及选择
正线ATC信号系统方案分析
（1）可供选择的信号系统简介
从工程条件、运营模式和系统功能需求等方面分析，城际轨道交通为介于国有客运专线及城市轨道交通之间的新型轨道交通项目。
因此，本工程可供选择的信号系统主要包括城市轨道交通运用的点式固定闭塞、准移动闭塞、移动闭塞等系统、国有铁路运用的以CTCS-2列控系统为核心的信号系统和欧洲干线铁路应用的以ETCS-1级列控系统为核心的信号系统。
1）城市轨道交通运用方案简介
城市轨道交通运用的信号系统应用技术较为先进，一般均有完整的列车自动控制（ATC）系统，本工程可供选择的系统方案主要包括以下三类：
固定闭塞方式的点式ATC系统、准移动闭塞方式的ATC系统、基于通信的移动闭塞ATC系统（CBTC系统）。
Ø
固定闭塞方式的点式ATC系统
按车－地通信方式划分，国内已投入运营的城市轨道交通固定闭塞系统可分为点式和连续式两种类型。
相对于通过轨道电路传递信息的连续式系统，点式系统主要通过应答器实现车-地信息传输。
连续式固定闭塞系统因技术相对落后且轨旁设备较多，目前轨道交通信号系统选型已基本不再考虑。
点式固定闭塞系统因其轨旁设备较少，车-地通信方式也由连续式固定闭塞的轨道电路变为基于通信传输的应答器，开通运营成本大大降低，易于实现国产化，在线路前期运营间隔要求不高的线路可安装使用。
在国内部分工期较紧张的线路工程实施中，也有初期将点式ATC系统作为移动闭塞系统后备模式先期开通使用的情况。
点式ATC系统主要包括ATS（或CTC）、ATP、ATO（可选）、联锁和列车检测设备，其核心为ATP系统。
应答器为ATP系统的关键部件，其内部寄存器按协议以数码形式存放实现列车速度监控及其他行车功能所必须的数据，用于在特定地点实现车－地间的数据交换，为列车提供ATP所需的各种点式信息，确保列车在高速运行状态下的行车安全。
车站联锁设备根据车辆检测设备（计轴）提供的占用信息，进行联锁逻辑判断，通过接口给轨旁电子单元（LEU）提供列车可变信息，LEU将对应的传输报文发送给地面有源应答器。
当列车经过地面有源应答器上方时，有源应答器被发自车上的车载天线瞬态功率激活并进入工作模式，向运行中的列车连续发送存于应答器中的可供列车运行控制用的各种数据。
车载天线将接收到的应答器信息发送给应答器传输模块（BTM），经报文解码后发给车载列控设备，车载列控设备将得到的移动授权等动态实时信息，结合运行速度和列车制动率等信息，计算得出两信号机之间的速度监控曲线，防护列车安全运行。
ATP系统主要由车载设备和地面设备构成。
车载设备包括中央处理单元和天线等，地面设备包括应答器、轨旁电子单元LEU和车辆检测设备（轨道电路或计轴）。
系统总体构成如图2-2-1所示。
点式ATP系统采用定点的方式向车载设备传输ATP信息。
车辆检测设备用于检测列车的占用情况，应答器（包括无源应答器、有源应答器）向列车传输区间参数、信号机状态等信息，车载设备接收信息并进行处理，控制列车安全运行。
点式ATP系统结构简单、安装灵活、投资较低。
但由于列车获得的信息是定点、不连续的，信息点的通信容量较少，从而降低了列车控制的实时性和精度，ATC速度控制曲线的追随性较差。
准移动闭塞方式的ATC系统
准移动闭塞方式的ATC系统一般采用数字式音频无绝缘轨道电路（也有采用音频无绝缘轨道电路+感应电缆环线方式）作为列车占用检测和ATP信息传输媒介，具有较大的信息传输量和较强的抗干扰能力。
通过轨道电路的发送设备向车载设备提供目标速度、目标距离、线路状态（曲线半径、坡道等数据）等信息，ATP车载设备结合固定的车辆性能数据计算出适合本列车运行的速度-距离曲线，保证列车在速度-距离曲线下有序运行，提高了线路的利用率。
列车控制模式为连续式速度-距离曲线控制模式。
其列车控制曲线如图2-2-2所示。
准移动闭塞地－车通信主要通过设置在轨旁的轨道电路设备向列车连续发送控制信息，列车对地面轨旁设备的通信传输主要是通过在车站站台区域或特殊地点（如折返线）设置的车-地通信环线来实现。
列车定位可通过电气绝缘即轨道连接线（S棒）、信标或环线等方式实现。
准移动闭塞方式的ATC系统较固定闭塞方式提高了列车运行的平稳性，缩短了列车追踪运行的最小安全间隔，对提高区间通过能力有利。
ATS、ATP子系统与ATO子系统结合性较强，ATC系统技术成熟。
准移动闭塞方式列车控制精度较高，但因其轨道电路设置区段较短（一般设置最大长度控制在300－400米），现场设备较多，维护工作量较大。
各供货商提供的准移动闭塞信号系统制式互不兼容，实现资源共享和互联互通可行性小。
基于通信的移动闭塞ATC系统（CBTC系统）
基于通信的移动闭塞方式的ATC系统采用交叉感应电缆、漏缆、裂缝波导管或扩频电台等通信方式实现车-地间双向实时的数据传输。
车载设备通过自身的测速传感器（测速电机或雷达）计算列车的准确位置，使地面信号设备可以得到每一列车连续的位置信息和列车运行的其他信息，并据此计算
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