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1、LOW 培训教材信号基础知识第一章 信号系统的基础知识第一节 信号系统简介正线均采用德国西门子公司列车自动控制（ATC）信号系统。正线列车最小运行间隔为120秒，涉及间隔在正线上是90秒，在折返线是120秒。正线列车运行的最高速度为80km/h，旅行速度为35 km/h。控制中心增加一套属于SICAS微机联锁系统的CLOW中央局域操作员工作站设备。其能监视全线列车运行状况，能执行全线除安全命令外的常规命令。当ATS模式故障但FEP降级模式激活时，可通过这套CLOW设备监视列车运行。当ATS系统故障时，可利用这套CLOW设备监控列车运行。第二节 信号系统的基本概念1.信号: 是指挥列车运行的信息

2、。用技术手段保证行车安全、提高行车效率的系统叫信号系统。2.进路: 在车站范围及区间线路上列车由某一指定地点（始端信号机）运行到另一指定地点（终端信号机）所经过的路段。3.联锁: 为了保证行车安全，在信号机、道岔及进路之间建立的相互制约的关系。目的就是防护进路。4.闭塞: 按照一定的规律组织列车在区间内运行的方法。5.长进路: 具有延时保护区段的进路，称为长进路。一般为跨联锁区之间的进路。6.短进路: 具有非延时保护区段的进路，称为短进路。一般为本联锁区里的进路。7.联锁站: 是指有SICAS联锁计算机设备的车站。第三节信号系统的构成及功能一、列车自动控制（ATC）信号系统信号系统采用的列车自

3、动控制（ATC）信号系统包括SICAS微机联锁系统、ATP列车自动保护系统、AM列车自动驾驶系统、ATS列车自动监控系统（FEP降级模式是ATS系统的后备模式），四个子系统通过信息交换网络构成闭环系统，形成一个高效的综合自动化行车指挥系统。（一）微机联锁（SICAS）子系统SICAS子系统由车站设备和轨旁设备组成，具有3取2的冗余功能，是以“故障安全”为原则的安全微机系统。可实现的主要功能包括：控制并监督轨道电路的空闲及占用，道岔转换及锁闭，信号机的开放和进路的排列、解锁等功能。SICAS联锁的操作和显示可借助操作控制系统的人机接口系统（LOW、MMI）来完成。（二）列车自动监控（ATS）子系

4、统ATS子系统由控制中心、车站和车辆段设备组成，主要功能包括：实现列车自动识别、自动追踪、自动调整，进路自动控制或人工控制；完成列车运行时刻表的编制与管理，描绘列车运行图；进行正线、车辆段列车运行监视及系统设备状况的检测、报警等。（三）列车自动保护（ATP）子系统ATP子系统由车载设备和地面设备组成，该系统必须符合“故障安全”的原则。主要功能包括：自动连续检测列车位置，确定ATP信息的发送方向；确保列车之间的安全距离，防止列车超速运行，及时显示列车车速、列车限速、目标速度、目标距离等信息，对列车超速、设备故障进行报警；完成列车自动折返的监督。（四）列车自动驾驶（AM）子系统AM子系统由车载设备

5、和地面设备组成，结合ATS和ATP子系统完成以下主要功能：完成列车区间运行自动控制、车站站台定位停车控制、车站通过控制；实现司机监督下的自动折返控制、车门（站台屏蔽门）开关控制；进行列车运行调整和节能控制。二、正线线路上的列车驾驶模式列车具有AM、AR、SM、RM、URM五种驾驶模式功能。列车在正线、折返线、出入段线按正常运行方向进行追踪运行及折返作业时，均以自动驾驶（AM）模式为常用模式，在特定的折返站以AR自动折返模式为常用模式。当AM设备故障、为了司机熟练掌握SM模式与AM模式之间的正常转换或因其他某种原因需要时，可改为SM驾驶模式。列车在AM、SM驾驶模式下因超速实施了紧急制动，列车自

6、动降为RM模式驾驶，当列车通过特定的轨道区段数量后，列车可转换回SM、AM驾驶模式。AM、SM驾驶模式均为正常的运营模式，而RM、URM驾驶模式为非正常的运营模式。（一）列车自动驾驶（AM）模式列车发车前，列车进路已设置完毕、车门已关闭、列车接收到速度码的条件下，司机可操作列车进入自动驾驶（AM）模式。车载AM系统根据从轨道电路上接收到的ATP/AM报文信息，自动控制列车加速、巡航、惰性、制动，控制列车在安全停车点前和规定的站台停车位置停车，并自动控制车门的开启，但车门的关闭是由司机根据发车时间及旅客上下车情况按压关门按钮人工完成。司机负责对车载ATP/AM设备的状态显示进行监督，并注意列车运

7、行所经过的线路状态（如道岔、信号机），必要时可人工进行干预，以保证行车安全。（二）无人自动折返驾驶（AR）模式AR模式是在ATP系统防护下的无人自动折返驾驶模式。列车在折返前，折返进路已设置完毕、车门已关闭，司机在驾驶室内设置列车为AR驾驶模式后可走出驾驶室并用特制钥匙接通安装在墙上的DTRO电路，列车将进行无人自动折返驾驶。（三）ATP监控下的人工驾驶（SM）模式列车发车前，列车进路已设置完毕、车门已关闭、列车接收到速度码的条件下，司机可操作列车进入ATP监控下的人工驾驶模式。列车由司机人工驾驶，运行速度受“列车超速防护（ATP）系统”实时监督。ATP/AM车载设备在司机室的显示器上给出列车

8、的实际速度、限制速度、目标速度以及目标距离等参数。当列车接近ATP限制速度时，系统对司机给出声、光抱警信号，提醒司机注意，如列车的运行速度超过了限制速度，在ATP系统的超速防护下，列车立即实施紧急制动。在此驾驶模式下，司机应仔细的监督车载ATP设备显示的数据，并按对列车运行速度的防护要求驾驶列车运行。ATP监控下的人工驾驶模式主要用于AM故障时的降级驾驶。（四）限制人工驾驶（RM）模式RM驾驶模式是只在车载ATP保护下限速25km/h的人工驾驶。司机根据地面信号机的显示或车站值班员的手信号指示，驾驶列车以不超过25km/h的ATP限制速度运行。如列车运行速度超过车载ATP的限制速度则产生紧急制

9、动。在此驾驶模式下，司机对列车运行安全负责，必须时刻保持与调度员和车站值班员的联系，注意地面信号机的显示状态或值班员的手信号指示。此驾驶模式主要作为联锁设备、轨旁ATP设备故障情况的降级运行及列车在车辆段内的运行模式。（五）非限制人工驾驶（URM）模式在此驾驶模式下ATP系统将不起任何作用，列车运行的安全完全由调度员、车站值班员和司机人为保证。列车运行中司机根据调度员的指示，按地面信号机的显示信号或按路票及车站值班员手信号行车。此模式一般用于非ATP区段、车载ATP故障时的列车运行。第二章 SICAS联锁系统第一节 SICAS系统的基本设备一.室内设备1. SICAS联锁计算机: 实现联锁功能

10、，主要工作为进路建立和进路解锁。2.STEKOP/DSTT接口设备: 协助SICAS联锁计算机用于接口处理（如。驱动现场设备并采集信息等。）。3.LOW局域操作员工作站: 用于控制和监督信号机、道岔、进路及列车的运行。二.室外设备1.转辙机:是指可转换道岔至左位或右位的装置。用于列车换线、换向行驶。2.信号机: 用于指挥列车的运行，信号开放时允许列车通过进路，信号关闭时禁止列车通过进路。3.轨道电路: 用于轨道区段空闲及占用监测，通过轨道区段可判断出列车的位置及运行情况。第二节 SICAS联锁系统的功能描述一. 进路的组成（一）进路的基本要素（元素）进路的基本要素（元素）是:信号机、道岔及轨道

11、电路（轨道区段）。（二）进路的组成。进路一般由三部分组成，分别为主进路、保护区段及侧面防护。1.主进路的组成。主进路由始端信号机、终端信号机、监控区段（含道岔区段）、非监控区段及主进路的侧防元素组成。 2. 保护区段的组成：保护区段由保护区段及其侧防元素组成。3. 侧面防护的组成：进路的侧防元素可由道岔、信号机及轨道区段这三者的单个元素或组合元素组成。为方便描述，现规定以下关于进路的描述都是指主进路，以下内容凡出现“有（列）车占用”的词，其含义均包含了物理占用或逻辑占用。（三）监控区段与非监控区段的描述为了提高建立进路的效率，联锁系统把进路的区段分为监控区段和非监控区两部分。进路建立后，当列车

12、没有出清监控区段时，该进路不能再排列。当列车出清了监控区段时，即使非监控区段还没有全部解锁，该进路仍可再次排列，且信号能正常开放。 在无岔进路中，通常始端信号机后两个区段为监控区段，其他为非监控区段。 在有岔进路中，从进路的第一个轨道区段开始，一直到最后一个道岔区段的后一区段为止都是监控区段，其它为非监控区段。监控区段有故障，信号只能达到非监控层或引导层。非监控区段有故障，信号能正常开放，但列车以SM、AM或AR模式驾驶时，由于具有ATP的保护功能，列车将在故障区段的前一区段自动停稳。（四）保护区段的描述保护区段是指终端信号机后方的一至两个轨道区段，设置保护区段的目的是为了避免列车由于某种原因

13、不能在信号机前方停车而冲出信号机导致危及列车安全的事故的发生。根据保护区段设置的时机，可以分为延时保护区段和不延时保护区段。当一条进路中可以运行一列以上的列车时，才具有延时保护区段的概念。短进路的保护区段通常是非延时保护区段。为了提高进路的使用效率，长进路的保护区段通常是延时保护区段。通常，用终端信号机后方的第一个轨道区段作为该条进路的保护区段，但也有以下两种情况例外： 如果ATP的保护区段定义于终端信号机前方时，能提高终端信号机后方区段的灵活性且又不阻碍终端信号机前方区段的运行，则此终端信号机只有ATP保护区段而无联锁保护区段，即不设置保护区段。 如果终端信号机之后的一个轨道区段长度短于计算

14、的ATP保护区段，则有两个或以上的轨道区段作为保护区段。保护区段也有侧防保护，当保护区段的侧防失效时，即使保护区段已被征用，但在ATP系统的防护作用下，该进路的停车点将前移。例如：该进路的保护区段为车站站台后方相邻的区段时，列车在SM或AM驾驶模式的保护下进站，则列车将在站台前或中部自动停稳。保护区段被征用的条件1.保护区段没有被征用在不允许的位置或相反的方向。2.保护区段的道岔没有锁在不允许的位置。3.保护区段没有被封锁。4.保护区段的道岔无挤岔、转不到位或连接中断的故障。不符合上述条件之一时，保护区段不能被征用，该进路的停车点也将前移。（五）侧防的描述当排列进路后，为了防止其它列车进入该进

15、路，联锁系统设置了侧防。侧防是进路侧面防护的简称。进路可能有多个防护点，侧防的任务就是要切断所有通向已排进路的路径，即切断企图排列其它进路（敌对进路）进入该进路的所有路径。能够提供侧防的元素有：道岔、信号机及轨道区段。侧防共有两级，一级侧防和二级侧防。第一级包括侧防必须的元素，即每一个防护点所有防护元素。第一级中的每个道岔元素可以定义多个第二级元素与之对应。进路中的侧防使用情况有两种： 一级侧防和二级侧防结合在一起。只用一级侧防。这两种情况通常在进路中同时出现。一级侧防和二级侧防结合在一起的情况：进路建立后，当一级侧防失效时，联锁系统自动选用二级侧防，只要二级侧防正常，进路的始端信号机会自动开

16、放。但如果二级侧防也失效时，则进路只能达到引导层。只用一级侧防的情况：当进路的一级侧防失效时，则进路只能达到引导层。侧防元素的选择原则1.道岔：具有优先级、一般用于一级侧防。如果使用道岔作为一级侧防，则该道岔将被进路锁闭在进路要求的侧防位置上。在LOW上显示侧防道岔编号被一个白色（道岔被电子锁定时为红色）长方形框框住。当进路排列后，一级侧防的道岔因故障不能满足侧防条件时，联锁系统自动选用二级侧防。在提供二级侧防期间，该故障道岔恢复正常后也不再被选作侧防元素。只有在进路已解锁，且再办理该进路时，恢复正常后的道岔才再次被选作侧防元素。2.信号机：侧防也可以用信号机来实现，但要求用于的侧防信号机的红

17、灯正常，且信号机要位于进路要求侧防的方向。提供侧防的信号机可以办理与本进路无敌对的进路。3.轨道区段：属于侵限区段的轨道区段通常被作为二级侧防元素。当作为侵限区段的一级侧防道岔不满足侧防要求时，联锁系统选用该侵限区段作为进路的二级侧防，此时要求侵限区段必需是逻辑空闲。若侵限区段非逻辑空闲，则该侧防失效。二、进路的建立进路的建立是指进路开始排列、到防护该进路的信号机开放这一过程。其过程分成三个阶段：（一）进路元素的可行性检查。（二）进路元素的征用。（三）进路监控及开放信号。（一）进路元素的可行性检查（即是进路的排列条件）进路元素的可行性检查由联锁计算机完成。在排列进路时，该计算机首先检查所选进路

18、的始端、终端信号机构成的进路是否为涉及的进路。然后检查所选进路中的元素，检查顺序为：从终端信号机开始，一个元素接一个元素的检查到始端信号机。其检查内容同时又是进路的排列条件。进路的排列条件1. 进路中的道岔没有被其它进路或人工锁闭在相反的位置上。2. 进路中的道岔区段、轨道区段没有被封锁。3. 进路中的信号机没有被反方向进路征用。4.进路中的道岔或监控区段没有被进路征用。（如：列车正在通过进路的监控区段或列车通过进路后，监控区段不能正常解锁，出现绿光带现象，则进路不能排列。）5. 进路的非监控区段没有被其它方向进路征用。（如：要排列进路的轨道区段（含保护区段）被其它方向的进路征用或其他方向进路

19、的轨道区段在解锁时出现非正常解锁且这些区段刚好属于要排列的进路的某些区段，则进路不能排列。）6.从洗车厂接收到一个允许洗车的信号（只适用于排列进洗车线的进路。）。7.与相邻联锁通信正常（只适用于排列跨联锁区的进路。）。8.防淹门打开且未请求关闭（只适用于排列通过防淹门的进路。）。符合以上条件，进路能排列。进路在排列过程中，进路的道岔（含侧防道岔）能自动转换至进路的正确位置。（二）进路元素的征用进路元素的征用是指元素被该进路选用以后，在这些元素解锁之前，一般情况下，其它任何进路将不能使用。如果进路有效，进路元素通过了可行性检查，即符合进路的排列条件，则联锁系统对进路的元素进行征用，征用情况如下：

20、1.进路中所有处于与进路要求位置相反位置上的道岔必须进行转换，并且把所有道岔锁闭在进路要求的位置上。2.进路中所有轨道区段和信号机被解锁之前，其它进路不能征用。3.要求提供侧面防护（例：符合条件的侧防道岔能自动转换至侧防位置，并被电子锁定）。4.要求提供保护区段或延时保护区段。注意区分进路的道岔和道岔区段被征用的现象：被征用轨道区段（含道岔区段），其颜色背景为绿色光带（保护区段为淡绿色）；被征用的道岔，在LOW上显示其编号被长方形框框住。道岔区段被征用了，该道岔不一定被征用，但进路的道岔被征用了，道岔区段一定被征用（侧防道岔除外）。在排列进路前或在排列进路的过程当中，若进路中有道岔（含保护区段

21、的道岔）出现挤岔、转不到位或连接中断的故障，则在排列进路后故障道岔不能被征用，但进路的其他元素可以被征用（如：进路中故障道岔的侧防道岔可以被征用。），且联锁系统保持检查故障道岔的征用条件。当道岔电路恢复正常，且在需要时执行“挤岔恢复”或“转换道岔”命令后，道岔能被征用，且信号能自动开放。例如（以下故障情况只适用于一号线）：在排列进路前，监控区段的初始位置与进路要求的位置相同的道岔出现挤岔的故障，通过该故障道岔排列进路，故障道岔没有被征用，信号处在非监控层。当道岔电路恢复正常，执行“挤岔恢复”命令后，该道岔将转换到进路的相反位置，此时再执行“转换道岔”命令后，该道岔能转回正确的位置并被电子锁定，

22、信号自动开放。在以上情况中，当故障道岔的初始位置与进路要求的位置相反时，在道岔电路恢复正常后，只须执行“挤岔恢复”命令，该道岔将转换到进路的正确位置并被电子锁定，信号自动开放。建立进路的前提条件要建立进路，必须满足以下两个条件：1.进路的排列条件已满足。 2.在排列进路前或在排列进路的过程当中，进路的道岔无挤岔、转不到位或连接中断的故障。（三）进路的监控及开放信号当进路已排列，且满足了进路建立的前提条件后，信号将进入监控层，联锁系统将开始周期性的对进路中的元素进行检查。进路的信号根据达到的监控条件可分为两种监控层次：主信号层和引导层。主信号层一旦达到，只要始端信号机正常，信号机将自动开放，引导

23、层则不能自动开放信号，必须人工执行“开放引导”这个命令才能开放引导信号。进路在监控期间，监控区段的道岔出现转不到位（该故障现象只适合二号线）或连接中断的故障，则信号立即降为非监控层，同时电子锁定的道岔未被释放（ 此时执行 “转换道岔”命令，联锁将拒绝执行。），联锁系统保持检查故障道岔的征用条件。当道岔恢复正常，道岔能再次被征用，信号又进入了监控层。此时信号需要人工开放。进路在监控期间，监控区段的道岔出现挤岔的故障（该故障现象只适合一号线），即使道岔电路恢复正常，由于 “挤岔恢复”是安全相关的命令，联锁系统不能自动消除挤岔现象，必需人工介入操作才能消除。因该故障道岔仍被征用，从而不符合“挤岔恢复

24、”命令的执行条件，所以在LOW上执行 “挤岔恢复”命令后，联锁将拒绝执行。此时，若要重新建立该进路，必须执行取消该进路的操作，然后再重新排列该进路。1.非监控层信号处在非监控层时，在LOW上显示信号机基础为红色。信号处在非监控层有以下两种情况：1.不在进路状态，即进路还未排列。2.在进路排列前或进路排列后，因监控区段的道岔有挤岔、转不到位或连接中断的故障，从而不满足进路的建立条件。信号处在非监控层时，为保证列车运行安全，联锁系统不允许开放信号（含引导信号）。2. 主信号层信号处在主信号层时，在LOW上显示始端信号机基础为绿色。满足进路主信号层的条件为：1）进路的道岔位于正确的位置且被电子锁定。

25、2）进路的侧防条件已满足。3）进路全部区段被征用，并且相应的监控区段逻辑空闲。4）进路的道岔没有储存的kick-off控制故障（道岔kick-off故障。道岔标号闪烁）。5）终端信号机的红灯信号能正确显示。6）防淹门打开且不请求关闭（只适用于排列通过防淹门的进路）。7）洗车线给出了洗车允许信号（只适用于排列通过洗车线的进路）。3.引导层引导层是主信号层的后备，当进路的主信号层不能满足，信号将自动降为引导层，引导层也不能满足时，信号自动降为非监控层。信号处在引导层时，在LOW上显示始端信号机基础为黄色。1）进路满足引导层的条件为：（1）进路中所有轨道区段被进路征用。（2）进路中的道岔在进路要求的

26、位置且被电子锁定。（3）防淹门打开且没有请求关闭（只适用于排列通过防淹门的进路）。（4）洗车线给出了洗车允许信号（只适用于排列通过洗车线的进路）。满足以上条件，信号可进入引导层。2）信号达到引导层的条件为：（1）监控区段非逻辑空闲。（2）终端信号机红灯灭灯。（3）提供的侧防出现以下情况之一。a只有一级侧防，且无侵限区段作为侧防时，用于侧防的道岔位置不正确（或有挤岔、转不到位或连接中断的故障）或侧防的信号机红灯灭灯（或连接中断的故障）。b一级侧防道岔位置不正确（或故障），且二级侧防的信号机红灯灭灯（或连接中断的故障）。 c一级侧防道岔位置不正确（或故障），且该侧防道岔区段为侵限区段时，该道岔区段

27、非逻辑空闲。d进路的道岔储存有kick-off控制故障，此时道岔标号闪烁。在进路建立前后，符合以上条件之一，信号只能达到引导层。（四）信号的开放、重复锁闭及关闭的描述1.开放信号信号可自动开放，也可人工开放。自动开放信号含有绿灯和黄灯。开放绿灯表示进路的所有道岔开通直股，开放黄灯表示进路中至少有一个道岔开通侧股。人工开放的信号有绿灯、黄灯及引导信号（红灯+黄灯）。在进路的建立过程中满足以下条件，信号可自动开放（1）信号达到主信号层。（2）始端信号机正常。（3）始端信号机没有开放引导信号。（4）始端信号机未被封锁。（5）始端信号机未设置重复锁闭。2）开放引导信号的条件（1）引导层的条件已满足。（

28、2）信号未开放。（3）列车已占用始端信号机前方的轨道区段接近区段。（4）始端信号机红灯和黄灯正常。当满足以上四个条件，可人工开放引导信号。注意：当引导信号开放后，列车只能以RM或URM模式通过本次进路。但是，在列车已通过监控区段，如果重新建立该进路，开放黄灯或绿灯信号，则该列车以RM模式再越过两个轨道区段后能自动切换到SM模式。2.信号重复锁闭的功能描述信号在开放期间，当列车刚越过始端信号机还没有出清接近区段或进路出现故障而不再满足信号开放的条件时，联锁系统会自动关闭信号，且对相应的信号机设置重复锁闭功能。此时，在LOW上显示该信号机基柱为蓝色。当进路的故障已恢复且满足信号开放的条件时，联锁系

29、统也不允许信号自动开放。只有在确认可以开放信号之后，才能人工开放信号。信号在开放期间，列车越过始端信号机出清了进路的第一个轨道区段或执行取消进路、人工开放信号命令后，信号重复锁闭将被取消。注意：信号在开放期间，进路的第一个区段被强行解锁后，信号被关闭，且不在重复锁闭状态。此时，在LOW上显示相应的信号机颜色为红红红。3.人工关闭信号信号机在开放状态或引导信号状态时可用“单关信号”命令关闭信号。同时也可以使用“关站信号”或“关区信号”命令分别关闭且封锁一个车站或一个联锁区的所有信号机。4. 人工开放信号由于人工关闭信号或进路监控暂时故障而关闭了信号，当信号机开放条件满足时，用“开放信号”命令可使

30、它重新开放。5.关闭信号的描述信号在开放期间，当列车刚越过始端信号机或进路出现故障使信号从主信号层降到监控层（或非监控层）或联锁系统接收到一个操作(例如：关单信号或封锁信号)来请求关闭开放的信号机时，开放的信号机立即被关闭。6.关闭引导信号的条件满足以下条件之一引导信号立即被关闭：1）引导信号在开放期间，当列车越过始端信号机占用进路的第一个区段时。2）引导信号在开放期间，进路出现故障使信号从监控层降到非监控层。3）联锁系统接收到一个操作(例如：关单信号或封锁信号)来请求关闭开放的信号机时。4）引导信号开放60秒后，自动关闭。三.进路的解锁进路建立后，显然不可能一直建立而不将它释放，进路建立后再

31、将它释放的手段称之为进路的解锁。进路解锁可分为：列车正常解锁，人工取消进路及区段强行解锁。（一）列车正常解锁列车正常解锁是指列车通过了进路中的轨道区段后，使进路自动解锁。1.列车正常解锁的原理检查区段是否空闲以及列车是否已通过该区段的基本技术手段是轨道电路。但仅用一段轨道电路的动作，又不能确切反映列车已通过了该区段，因而有必要采用多段轨道电路的顺序动作来反映列车的实际运行情况。原则上采用三段轨道道路的动作状态并配以时间参数作为解锁的条件，就能确切知道列车已通过该区段，这就是我们常称的三点检查法。联锁系统利用三点检查法来自动解锁进路。1）进路中单个区段的解锁条件（1）上一区段的轨道电路和本区段的轨道电路必须曾同时被物理占用过。（2）上一区段的轨道电路出清时，本区段的轨道电路继续被物理占用。（3）本区段的轨道电路和下一区段的轨道电路必须曾同时被物理占有过。（4）本区段的轨道电路出清时，下一区段的轨道电路必须被物理占用。（5）上一区段的轨道电路已解锁。如果满足上述条件，本区段的轨道电路将自动解锁。同理，进路的其它区段也将逐个自动解锁。但对于进路的第一个区段，将不检查条件（2）和（5）。（二）人工解锁人工解锁有取消进路及单个区段强行解锁两种。其中取消进路可分为立即取消和延时取消解锁。1.取消进路的条件要取消一条进路，必须同时满足下述条件：