2025年智能交通信号控制(5篇)

智能交通信号控制篇一

摘 要：由于城市交通信号灯控制存在着非线性动态特性，对其进行控制时很难进行精确的数学建模，同时路口交通流具有重复性特点，呈现明显的周期性特征。为了减少路口车辆等待时间、提高通行效率，利用迭代学习控制方法，对信号灯周期和各个相位有效绿灯时间进行优化，从而对路口绿灯进行最大化利用，保证车辆在路网中能够高效、平稳地通行。仿真结果表明，在迭代次数达到15次之后，排队长度相位差和误差都趋于零，减少了交通拥堵时间。

关键词：交通信号灯; 交通信号控制;迭代学习; 有效绿灯时间

0 引言

交通信號控制是改变城市道路交通状况、提升道路通行能力的有效方法。由于目前交通系统具有复杂性、多变性、不确定性等特点，且随机性较强，很难创建精确的数学模型[1-2]。当前对路口交通信号的控制是将一天分为若干时段，每个时段内周期长度固定不变，但由于路段的交通流随机性较强，阶段性交通拥堵现象难以避免，而且也无法根据具体情况进行实时调节[3]。若能对各个相位的绿信比进行控制，实时响应交通流变化，将能最大限度减少车辆等待时间。

迭代学习控制[4-5]（iterative learning control，ilc）是针对重复性运动过程的控制方法。

在相同时间和地点，路口交通流会近似呈现重复性状态。

文献[6]针对不同路网的情况，改变区域内的交通条件和选择行为，建立组合型前馈反馈迭代学习控制模型，对系统干扰进行有效控制，从宏观层面针对不同路网情况进行仿真分析，以提高跟踪误差精度，但选取的交通模型相对简单，不能应用于复杂的城市路口;文献[7]以主辅路交通密度为控制目标，提出的宏观交通流模型简化了存储转发模型，将迭代学习应用于主辅路之间，在局部路段实现均衡控制，令均衡控制误差收敛，但缺点是该模型忽略了变换车道对交通状况的影响，不能应用于日常生活中的交通路口;文献[8]针对快速路入口，使用pd型迭代控制律控制交通流扩散模型，然后采用重心法建模调节迭代学习增益，使系统输出具有更好的跟踪性能，不足之处是其采用的3种交通流模型都是宏观交通流模型，在微观特性下会影响结果的准确性。

当前迭代学习控制主要应用在交通流相对固定、车况相对简单的快速路口，而将迭代学习控制应用在日常路口交通灯控制方面的研究较少。本文首先采用trrl法对日常生活的道路进行配时，然后利用迭代学习控制方法确定各相位最佳有效绿灯时间，最后通过仿真对某一路段的交通灯绿信比进行验证。仿真结果表明，该控制方法可有效减少车辆排队现象，对于提高通行效率可起到很大作用。

3.2 仿真研究

本文仿真对象是莘建东路和广贤路组成的路口，共有3个相位，相位设计如图2所示，各路口交通需求参考表3。各相位到达率分别为：[0.5veh/s]、[0.15veh/s]、[0.25veh/s]，各相位饱和流率都为[0.28veh/s]。学习增益取-0.85，每个相位损失时间为[2s]，信号周期为[115s]，3个相位绿灯时间分别为[51s]、[15s]和[34s]。考虑实际情况，用matlab仿真得到的绿灯时间和排队长度都应为整数值。仿真结果如图4-图6所示。

通过图4、图5不难发现，当迭代次数超过15次之后，车辆排队长度差和误差趋于0，整个信号配时系统处于均衡状态。图6显示了3个相位的绿灯时间变化曲线。采用ilc信号控制可根据实时交通需求调整相应相位绿灯时间，并对相应绿灯时间进行合理配时，证明了该迭代学习控制方法的实时性和有效性。

4 结语

本文被控对象是交叉路口红绿灯，根据trrl法配时方案确定合理的信号周期，再根据迭代学习控制律思想，构建控制信号灯的方法，避免建立复杂的交通流模型，可以用很少的先验知识，通过实时交通流数据对交叉路口的信号灯进行控制。

迭代学习控制实验结果表明，本算法的控制方式比较合理，可根据交通流的变化而改变，具有自适应调节的效果，提高了通行效率。

采用迭代算法优化后的效果远优于传统定时、定周期的交通系统，其能自适应调节周期时长和每个相位的绿灯时间，在相同时间内能通过更多车辆，并且不需要额外的设备支持及额外花费，即能减少人们不必要的等待时间，从而节省了人们的出行时间，提高了工作效率。

但是本文适用范围存在一定局限性，当路口车辆很少或很多时，调节效果并不明显。

参考文献：

（责任编辑：黄 健）

智能交通信号控制篇二

摘要：本文针对城市智能交通信号控制领域存在的控制效果差，算法收敛速度慢等问题，提出了一种基于异步优势行动者一评论者算法的深度强化学习的城市智能交通控制算法。首先抽象出交通路口的特征，输入到由神经网络构成的智能体，通过多个智能体异步学习，解决了传统方法控制效果不理想、训练耗时过长的问题。通过在开源交通模拟软件sumo上进行仿真，对比固定时间和传统方法控制的交通路口信号灯，不同的交通流量情况下的交通路口通行效率都有所提高。实验证明本文提出的方法可以有效解决城市交通路口信号灯控制问题。

关键词：智能交通：深度学习;异步强化学习

0 引言

随着经济的发展及科技的进步，城市中的机动车越來越多，交通拥堵问题逐渐开始显现。导致城市交通拥堵的一个重要原因是城市道路交叉口的交通信号灯调度不合理，因此需要合理的交通信号灯调度来地缓解城市交通路口的拥堵。城市交通控制系统目的在于更好地控制城市交通路口交通信号灯，利用现有交通网络道路的基础设施，在没有增加大量成本的情况下有效缓解城市交通路口的交通拥堵。但是，设计适合的城市交通控制系统仍然是当前智能交通领域的热点和难点。

本文提出的方法主要优点在于：

（1）使用异步多线程技术，有效利用计算机资源。

（2）所有实验都在国际主流的开源交通模拟软件sumo上进行了仿真实验，方法的可信性和可靠性得到了充分验证。

（3）通过多次实验选择了合适的超参数，使得控制的稳定性得到了提高，程序执行的时间减少。

1 研究现状和存在的问题

城市交通控制系统的研究大致经历了以下几个阶段。

早期的城市交通控制系统主要建立在一些简化的交通流模型上，并假设短期内交通路口的流量不变。

这种人工设置固定时间的时序方法存在一些不足：这种方法严重依赖于交通路口调度人员的经验：固定时序的交通信号灯在面对交通突发状况时无法做出有效地应对。

随着人工智能理论和智能控制技术的快速发展，出现了基于强化学习的城市交通控制方法。

已成功用于除交通控制以外的许多应用。

对于交通控制问题，基于强化学习的方法通常将交通路口周围的交通流状态视为可观察状态，将信号时序计划的变化视为动作，并将交通控制的效果视为反馈。

在经过特征提取之后，交通控制问题可以被视为传统强化学习问题并通过使用一些传统强化学习算法来解决。

基于基本强化学习的方法考虑了孤立交通路口的信号时序。

其中大多数都是使用q-learning和sarsa等经典算法，用于控制单个交通路口的交通信号灯。

但是传统的基于强化学习的方法使用表格来记录和描述状态和动作之间的关系。

因此，很难将其用于具有多个交通路口的城市交通控制问题，因为状态一动作空间的维度太大而无法学习。

深度学习作为人工智能研究的最新和成功的突破之一，已被引入并与强化学习方法相结合。

深度强化学习的好处在于其能够通过使用比表格更有效的数据结构（深度神经网络）来快速学习和捕获状态和动作之间的关系。

深度学习和强化学习的整合，就是广为人知的深度强化学习，已经成功解决如视频游戏、围棋游戏以及许多其它问题。

l1等人最早提出了使用深度强化学习方法解决交通控制问题。

在文章中，研究人员将这种方法应用于不同的情景，通过新的流量状态编码方法或使用不同的模型（如深度确定性策略梯度），这些方法也得到了改进。

但是，现有的基于深度强化学习的城市交通控制方法在具有多个交通路口的场景中并不具有很好的控制效果。

第一，一些深度神经网络（例如深度o网络）用于模型状态和动作之间的关系不适合包含多个交通路口的交通控制问题。

第二，当交通路口之间的相关性变高时，一些简单的奖励函数就无法很好地描述交通系统的状态。

第三，一些用于训练基于深度强化学习的城市交通控制模型的算法，无法在解决方案空间探索和最优解决方案之间保持适当的平衡，这些算法收敛太慢而无法成为大规模城市交通信号控制问题的成功方案。

2 强化学习算法

2.1 异步多智能体强化学习算法

为了解决上述问题。本文提出一种利用异步优势行动者一评论者深度强化学习算法的城市智能交通控制系统。使用新的强化学习的奖励函数，对城市交通路口的信号灯进行自适应控制。本文提出的城市交通控制方法，不仅解决了多个交通路口之间的协作问题及强化学习状态空间的表达，并且有效控制方案的时间得到了降低，有效地提高了城市交通路网的路口通行效率。

2.2 异步优势行动者一评论者算法

本文提出的基于异步优势行动者一评论者（asynchronous advantage actor-critic，a3c）方法的深度强化学习，较好地解决了系统的深度强化学习的收敛速度慢、学习效果差等问题。在异步深度强化学习方法中。a3c在各类动作空间的任务控制上表现最佳。其合并了以值函数为基础（olearning）和以动作概率为基础（policy gradients）两类强化学习算法。a3c具有基于奖励值的优化模式和对高维数据的快速优化决策能力。算法原理如图1所示。

2.3场景介绍

交通路网的示意如图2所示。交通网络由2条南北方向的道路和2条东西方向的道路组成。每条道路长500m，这4条道路构成了4个交通路口。每条道路都是双向四车道。将交通路网的4个路口的等待车辆数量作为一个一维数组，输入神经网络。

动作集合：每个交通路口的车辆有4种状态，南北直行、东西直行、南北左转、东西左转。右转总是被允许。场景如图3、图4所示。

2.4 算法设计

控制交通信号的智能体是由一个深度神经网络构成。这个神经网络是一个全连接神经网络，结构为4*10*20*10*4，。输出层有4个神经元，每一个神经元对应着一个交通路口，每个神经元有4种状态，对应着交通路口的4种状态。

学习算法：使用异步优势行动者一评论者算法将异步方法引入到深度强化学习中，代替经验重放机制：利用多线程技术使多个模型同时训练打破数据间的相关性，提升算法的学习效果、学习速度和学习稳定性。

算法过程如下：

设公共部分的a3c神经网络结构，对应参数θ，w，本线程的a3c神经网络结构，对应参数。θ，w，全局共享的迭代轮数t，全局最大迭代次数t_max，线程内单次迭代时间序列最大长度t_local，状态特征維度n，动作集a，步长α，β，熵系数c，衰减因子γ，探索率ε。

输入：公共部分的a3c神经网络参数，θ，w

（1）更新时间序列t=1;

（7）t←t+1，t←t+1，

（11）更新全局神经网络的模型参数：

θ=θ-αdθ，w=w-βdw。

（12）如果tt_max，则算法结束，输出公共部分的a3c神经网络参数θ，w，否则进入步骤（3）。

3 实验结果与总结

实验结果见表1，使用异步优势行动者一评论者学习算法的城市智能交通信号灯，比传统的强化学习和固定时间的交通信号灯的控制效果有了明显的提升。而且本文提出的算法具有很好的适应能力，在不同的通行量的情况下，算法的执行效果都很好。表明算法具有很好的鲁棒性。

4 结束语

本文通过分析传统方法，提出了一种基于异步深度强化学习算法的城市智能交通控制方法，该方法在具有多个交通路口的城市交通路网控制方面不仅控制效果得到了提高，同时充分利用了计算机资源，使得算法在控制效果提升的同时算法收敛所用的时间相比于传统的方法也有了减少。但是该方法还存在一些可以改进的空间。比如在更为复杂的大规模城市交通路网、具有行人的交通场景等，是下一步的研究目标。

智能交通信号控制篇三

摘 要：消费级无人机违法违规或未经登记的飞行日益常见，本文通过对消费级无人机控制信号的分析，结合软件无线电技术，提出了结合干扰、阻断、诱骗的方法，实现对消费级无人机非法飞行的反制。

关键词：无人机;软件无线电技术;无线技术

1 引言

近年来，常见的消费级无人机，通常是多旋翼无人机，因优良的操控性能，目前普及率很高，而一些违法违规或未经登记的飞行，如在民航机场、大型集会现场、限制区域等场所的飞行，也带来较大的安全威胁。

本文通过对消费级无人机控制信号的分析，结合软件无线电技术，提出了结合干扰、阻断、诱骗的方法，实现对消费级无人机“黑飞”的反制。

通过对目前市场上的各类无人机的分析，可以发现，无人机在飞行过程中，主要有三种信号：遥控数传信号、视频图像回传信号，有些无人机也具有gps定位功能，使用了卫星定位导航信号。

消费级无人机使用的遥控数传信号大多使用900mhz、1.2ghz、2.4ghz、5.8ghz频段，并以2.4 ghz或者5.8 ghz的dsss/fhss混合双扩频方式或wifi信号最为常见;无人机除了遥控飞行，还有一种模式是预设路径飞行模式，这时其需要利用gps导航信号来自主控制飞行。

反无人机技术，主要的手段就是干扰或阻断其通讯链路，但由于其采用dsss/fhss混合双扩频方式，要想精确发现现场的无人机无线频谱特征是比困难的，本文采用软件无线电平台，通过软件可以将平台作为实时频谱仪来使用，并对被测试无人机和遥控器之间的无线通讯链路进行信号扫频，获得信号的频率、带宽和调制方式等等信息。

在实际测试中，对于采用以fhss方式通信的链路，测试发现信号在不同的射频信道间，会以特定的跳变率跳变，并具有特定的突发脉冲持续时间和跳频码型，因此，通过这些特征数据，并以这些数据为基础，尝试建立其无线通讯指纹库，并通过最大相似度算法，来匹配相关特征，从而可以推定目标通讯的无线频段和频谱特征，并根据判定结果，采用不同的反制措施。

3 反制措施

大多数消费者无人机依靠gps和无线电链接进行导航，如果切断链路，无人机将自动启动着陆程序作为安全措施。因此，当前的反无人机技术，除了直接摧毁的方法，更多地是通过信号干扰来阻断通信，或通过劫持无线电控制等方式来实现。

3.1 信号干扰

软件无线电平台，通过软件控制，可以产生30mhz-6ghz的无线电信号，对于侦测到的目标无人机数传控制信号，根据其匹配的目标无线频谱指纹库，采用软件方式产生针对性的干扰信号，用定向天线向目标发射特定干扰信号或者大功率的全频段干扰信号，使无人机脱离操作者的控制，接收不到控制信号。

无人机在无法接收到控制信号的时候，它会根据预设的逻辑，要么返回到操作者身边，要么直接缓慢下落到地面，因此通过信号干扰的方式可以达到禁飞的目的。

但是大功率的干擾信号也常常会对周边形成强烈的电磁干扰，进而影响合法正常使用的设备运行，因此在采用这种方式时，应该尽量不封堵整个信道，而是根据目标信号的特征加入一些多余数据，从而使无人机无法接收到操作手的控制指令，达到阻断通信的目的。以fhss为例，我们可以根据其跳变率，周期性地发射同信道的脉冲干扰，从而形成精确的定向阻断，并将对周边的电磁环境影响降至最低。

3.2 信号欺骗

对于具有gps定位功能的无人机，在遥控起飞时，它会将起飞点的位置设定为遥控失联时的返航点，如果无人机是预设路径飞行模式，会全程根据gps导航位置信息来飞行。

信号欺骗的原理，就是利用伪装的gps信号来诱骗无人机，如果用gps模拟器把自己伪装成卫星，发送一个虚假的信号给无人机gps接收器，由于gps模拟器所发送的信号远比太空中的卫星信号强，那么无人机的导航模块会接受到gps 模拟器的信号而不是卫星的信号，从而构成一个gps欺骗。

利用软件无线电平台，可以迅速扫描现场的所有gps卫星信号，配合软件解算卫星信号，得到卫星导航电文文件和观测值文件并生成采样数据，这个采样数据可以根据需要修改并转换为信号发射出去来模拟出虚假的gps信号，软件无线电平台在模拟gps信号时，可以采用仅仅1575420000hz信号， 这是默认的gps l1信号频段;无人机gps欺骗最高效的办法是高度欺骗和方向欺骗，例如模拟一个更高的海拔高度会使无人机快速下降，而模拟一个虚假的北极信号将使无人机向相反的方向飞行，从而达到控制其飞行线路的目的。

3.3 信号劫持

对于无人机控制信号，软件无线电平台在扫频时，如果控制信号是未加密的，可以很容易逆向分析无线遥控信号，提取其通讯代码特征;也可以根据扫频时得到的采样数据来和数据库中已知无人机的遥控型号匹配，并将软件无线电平台作为虚拟遥控器使用，向无人机发送控制信号来获得无人机的控制权。

4 结语

当前国内的反无人机技术还处在摸索阶段，本文尝试分析了目前消费级无人机的数传控制信号特征，并结合软件无线电技术，提出了结合干扰阻断、信号欺骗和劫持的方法来实现对消费级无人机非法飞行的反制。

参考文献：

作者简介：陈吉辉（1966-），女，四川自贡人，本科，副教授，教师，主要从事计算机应用及航空电子方面的研究、教学工作。

智能交通信号控制篇四

【摘  要】作为物物相连的互联网，物联网通过信息传感设备，把互联网与任何物品相连接，为构建智能交通信号控制与采集的体系提供了可能。论文从基于物联网的智能交通系统整体框架入手，并着重分析其在交通控制和信号采集两个子系统中的运用，指出物联网技术将全面提升交通管理水平。

【关键词】物联网;技术;智能交通系统

1 引言

从字面简单理解，物联网就是“物物相连的互联网”，其英文名称是“the internet of things”。

我们可以这样理解：互联网仍然是物联网的基础和核心，物联网在一定程度上，其实是因特网的一种特殊形式，或者说是在其基础上，又进行了不断扩展和持续延伸的网络;进一步扩展和延伸了客户端，也就是可以理解为只要是两个以上的物品之间，甚至更多的物品互相能够进行即时通信，或者是自由进行信息交换。

伴随着激光扫描器、全球定位系统、红外感应器和射频识别（rfid）等技术的快速发展，按照事前制定的协议，物联网通过一定的传感设备，把因特网与不同的物品相互连接，不断进行它们之间的信息交换，从而可以智能化识别物品，多方位进行管理、监测、定位和跟踪的一种网络。

forrester是美国的权威咨询机构，根据他们的预测分析，预计2020年，世界上跟人与人通信的业务相比，物物互联的业务将达到30∶1，因此，“物联网”被称为是下一个万亿级的产业。

2 基于物联网的智能交通框架设计

目前常见的交通系统收集数据的方式落后，采集信息的手段单一，对车辆动态诱导和道路拥堵疏通的多种手段还不能达到更高要求，实时有效处置突发事件，应急能力整体上处于较差水平。智能交通系统是基于物联网的框架来进行设计的，采用无线通讯系统的浮动车检测技术和搭载车载定位装置，结合线圈、地磁检测、视频和微波等采集交通信息的固定式多种手段，从而可以实时收集整个城市内的交通和车辆信息，通过超级计算中心，对最优的车行路线和交通指挥方案进行动态计算。

3 智能交通的子系统设计

3.1 交通控制系统

交通信号控制系统的体系架构，具体包括以下几个层次：系统的逻辑结构为三级，从下而上分别是路口级、区域级、中心级。信号控制中心设备主要包括客户端、通信服务器、数据库服务器、中央控制服务器和区域控制服务器等。一些通信网络和光端机构成通信的主要部分。检测、机器信号等则构成主要的路口部分设备。具体的功能划分进一步描述如下。

控制中心级：这一类主要用在城市和全区域范围内，顺利完成交通控制，积极增强管理功能，主要包括设定主要的参数、控制合理的服务、全面监测整体区域，等等。

控制区域级：主要完成对交通的区域信息采集，包括对信号处理机的预测优化，然后分发到控制路口去执行具体的方案。對本区域路口进行完善优化，同时区域控制服务器还负责信号机控制和监测信号。

控制路口级：采集和上传完整的数据信息，快速履行控制中心的相应方案。同时积极根据实际交通路口的需求，科学智能调整绿灯时间，以便有效达到全局优化，使信号的时序达到最大的临界区间，路口情况在最大程度上达到较高的适应，从而可以有效保证畅通程度达到最佳。

3.2 信号采集系统

采集车辆信息的主要方式比较多，但在目前运用广泛的只有两种：一种是固定式采集，通过超声波检测仪器、安装地磁检查仪器、微波检测仪器、环形线圈、视频检测仪器、电子标签阅读器等专业的检测设备，多方位、多角度开展检测，有效采集道路断面的机动车各种信息[1]。因此，为了实现能够全天候、实时有效采集大量的交通信息，必须使用多种综合技术，并实施多传感器的信息采集，对多源信息在后台运行，进行结构化描述、数据融合等预处理工作，从而可以为进一步的分析提供标准化格式的数据。

4 面对的安全问题

红外感应器和射频识别，英文简称为rfid，是物联网目前的主要传感技术，这个芯片可以嵌入任何产品，是可以被任何人有效感知到的，对于相关产品的拥有者来说，有了这样的一个系统，就意味着可以轻松驾驭和方便管理。

这就需要在安全技术环节上狠下工夫，整合出一套强大并且有力的安全系统。

可是在现在智能交通的研究阶段，哪些安全问题有可能会出现，这些安全问题如何进行有效解答，如何进行信息屏蔽等，这些问题其实都非常复杂，甚至远远不够清晰，因为在不断发展中可能会出现更多的新情况。

但是并不意味着这些问题就可以不去解决，尤其是对于管理平台的这些供应商而言。

如果解决安全技术问题不太理想，那么物联网或许将成为提供信息的一个方便平台，但不过是来供竞争对手使用的，那么它的价值必然就会遭遇到非常大的质疑，当然再也不会有企业敢于并且愿意进一步去使用。

根据自身的特点属性，除了面对移动通信网络超越了传统的网络安全问题之外，“物体与物体之间的互联网”在安全方面必然还有着一些特殊的要求，并且完全不可能等同于已有移动网络的安全。这是因为物联网的构成元素都是大量的机器和设备，自然缺乏有效的监测装置，并且设备的集群往往异常庞大。正是这些相关设备的属性造成了物联网在安全问题上的特殊要求。这些问题主要有以下几个方面。

感知节点和物联网机器的本地安全问题。由于“物体与物体之间的互联网”在一定意义上可以取代人类，经常完成一些相对机械、极度危险和十分复杂的工作。所以感知节点和物联网机器在多数情况下，肯定是不需要人去监控的，那么在“缺乏人类”的场景部署中，黑客攻击者接触这些设备非常容易，从而轻松对他们进行控制，造成极大的损害，甚至取代本地计算机的硬件和软件。

感知网络信息传输和安全问题。在通常情况下，一般设计对傳感节点功能设计将比较简单，并且其自身能量通常使用电池，这样就不可能拥有相对复杂的安全保护能力[2]。从水文监测到温度的测量，从自动控制到道路的导航，物联网在数据传输和消息方面并不具有同样的标准，所以特定的安全保护体系只能是“不幸的家庭各有各自不幸”。

网络信息传输的核心安全问题。核心网络的安全保护通常是相对完善的、严密的，但是由于物联网存在海量的节点，如果有人故意造成大宗机器同时发送信息，将可能造成网络闭塞不堪，严重的情况甚至可能造成整个网络的崩溃，从而使得整个网络处于被攻状态，所有的各项服务都遭受拒绝，其所造成的损失非常大。智能交通的通信网络从安全结构的宏观层面来看，都是仿照人类传播的方式而进行事先设计的，当然在一定程度上，并不一定就完全适用于机器语言。在逻辑上，会对现有的安全机制带来巨大的影响，将会造成整个网络机器和机器之间的联系被强制分割和断裂，这是网络设计者在以后所不得不慎重考虑的一个重要问题。

5结语

经过上文的分析，在智能交通控制领域大量应用物联网的各种技术，将加强智能交通控制标准，并提升相应的信息服务，从而带来现场的物理实体控制情报分析和交通管理的巨大变化。从基于物联网的智能交通系统整体框架来看，在交通控制和信号采集两个子系统中，尽管存在网络信息传输的核心安全、感知网络信息传输、感知节点和物联网机器的本地安全等问题，但是我们可以欣喜地看到，物联网将为构建智能化的交通管理系统带来革命性的变革，对于人类社会发展而言，也能够使绿色gdp概念进一步被广泛接受，环境污染将得到更好的治理，这场变革所带来的巨大的经济效益和社会效益值得我们进一步关注。

【参考文献】

智能交通信号控制篇五

目前，我国铁路车站信号自动控制系统普遍采用的是6502电气集中系统，该系统不仅高效、经济、可靠，更重要的是符合故障-安全原则。本次设计从6502电气集中的两大主要组成部分——选择组和执行组入手，对一个双向四股道车站的信号自动控制系统进行设计。其中包括对选择组的记录电路、选岔电路、开始继电器电路、辅助开始继电器电路和终端继电器电路等的设计；对执行组的信号检查继电器电路、区段检查继电器和股道检查继电器电路以及进路锁闭电路和表示灯电路等的设计。

第1章 绪 论

随着铁路运输的发展需要和科学技术的进步，保证行车安全的措施逐步从管理措施向技术措施过渡，直至发展成今天的自动控制系统。

6502电气集中联锁设备作为实现控制车站范围内的道岔、进路和信号机，并实现它们之间的联锁，有着保证行车安全、缩短列车停站时间、提高铁路运输效率、改善行车人员的作业条件、提高车站通过能力等等优点，是一种高效、安全、经济的车站联锁设备。

鉴于目前，我国80%左右的车站信号自动控制系统仍然采用的是6502电气集中控制系统，并且该系统以它的安全、可靠在铁路车站信号自动控制系统中，还将继续使用。

即使今后推广微机联锁控制技术也仍将会持续发展电气集中。

所以，熟悉和掌握6502电气集中控制系统的设计对我们这些即将从事车站信号工作的人员来说是必不可少的。

1.1 国内外发展概况世界上第一个电气集中于1929年在美国出现。

20世纪40年代各国开始使用，50年代日趋成熟并大量推广，60年代改进并完善，70年代进一步得到发展。

电气集中电路，各国都趋于按进路构成，以按钮方式最为普遍。

为便于设计和施工，多采用组合式电路。

70年代以来，随着控制范围的扩大，控制方式有所改进，逐步发展为控制和表示分开的方式，有些国家采用按键控制、屏幕显示。

增加了控制距离，还采用了进路预办和自动排列进路的方式，增加了车次表示、动作记忆、故障报警、快速检测及定位等功能。

此外，还以电气集中为基础发展车站作业综合自动化、枢纽或卫星站的行车集中控制系统、程序式列车运行控制装置、车站调车区排列进路的机车遥控系统、平面调车区的无线调车进路控制等新型车站联锁设备。

从70年代末开始，不少国家先后研制成功计算机联锁。

它用程序来完成全部联锁关系，采用软件冗余或硬件冗余方式，能满足故障-安全要求。

它发挥了计算机快速、容量大的特点，简化了设备，在安全性、可靠性、经济性和多功能性方面远比继电器集中优越，而且设计、施工、维修也大为方便，是车站联锁设备的发展方向。

1942年，我国在济南站首次安装了手柄式进路继电集中。

1951年，衡阳站安装了按钮式大站电气集中。

经过长期的实践，认为6502电气集中是最为成熟的定型电路，为方便使用和维修管理，逐步放弃了其他各种电路而不管大、中、小站都只发展6502电气集中。

我国从1983年开始计算机联锁的研制工作，先在企业专用铁路上开通使用，取得经验后逐步在国家铁路上扩大试用。

目前已有数百个站投入使用。

计算机联锁取得的突破性进展，标志着我国铁路信号技术正向世界先进水平迈进。

1.2 本文的结构安排本文从如何设计车站信号平面布置图、联锁表以及组合排列图入手，然后分别就6502电气集中控制系统中选择组电路当中的记录电路、选岔电路、开始继电器电路、辅助开始继电器电路和终端继电器电路等的设计以及执行组电路当中的信号检查继电器电路、区段检查继电器和股道检查继电器电路、进路锁闭电路和表示灯电路等的设计，详细的阐述如何使用6502电气集中控制系统对一个双向四股道的车站信号自动控制系统进行设计。

第2章 车站信号平面布置图和联锁表的编制

因为车站信号平面布置图所包含的内容将是6502电气集中所有后续技术图纸的设计依据，而且车站信号平面布置图设计的是否合理，关系到车站通过能力、铁路运输效率等等方面，甚至会影响行车作业安全。

所以，车站信号平面布置图设计的优劣直接影响6502电气集中整个设计的质量。

而联锁表是设计电路的依据，如果联锁表本身编制的不合理，将影响电路图的正确性。

因此，熟练地掌握绘制车站信号平面布置图和编制联锁表的方法，是整个车站信号自动控制系统设计的一大关键。

下面就以一个双向四股道的车站为背景，分别就如何绘制该车站信号平面布置图和编制联锁表作个详细的介绍。

一般是先布置列车信号机，后布置调车信号机。

而对于一个装有电气集中设备的车站，列车和调车作业都是通过信号机的显示进行的，因而车站线路设备能否被充分利用，很大程度上决定于信号机的布置。

所以，合理的布置信号机（特别是调车信号机）是设计中的一项很重要的工作。

①为了保证列车运行的安全，对由区间线路驶向车站内方的接车进路进行防护，在每个方向的进站口道岔外方，列车运行前进方向线路的左侧，均应设置进站信号机。

②为了禁止或准许列车由车站开往区间，车站内有发车作业的到发线股道上，均应装设出站信号机。

1.在咽喉区，道岔岔尖前应设置调车信号机，以便满足调车折返作业的需要。2.为了提高调车作业的效率，应设起阻挡作用的调车信号机。当d5信号机关闭时，就可以保证利用开放的d7信号机进行ii、4股道间的转线作业时不影响排列xf或d1至3g或ig的进路。

实际上，一架调车信号机并非仅起一种作用，设于咽喉区的调车信号机对于某一调车作业来说可能是作为折返信号机使用；对另一调车作业来说，就可能作为阻挡信号机使用。信号机、道岔和线路的编号、信号机的编号站内各种信号机名称是以汉语拼音字母表示的。

进站信号机按运行方向上行用字母“s”，下行用字母“x”表示，如果同一咽喉有数个方向进站信号机并排时，在字母“s”或“x”的右下角标以信号机所属区间线路名称汉语的第一个字母。

出站信号机上行用字母“s”，下行用字母“x”表示，并在字母s或x的右下角注明该信号机所属的股道的号码。如s3和x4 就分别表示上行3股道出站信号机和下行4股道出站信号机。

调车信号机用“d”表示，并在右下角注以数字，上、下行咽喉区分别编为双号和单号，并由上、下行列车到达方向顺序编号。

(2)道岔的编号按规定上行咽喉编为双号，下行咽喉编为单号，自进站口向站中心顺序编号。位于同一坐标的道岔先编靠近信号楼的道岔。对于同一端有两个及两个以上方向时，应该先编主要方向的道岔号码。站内的每一道岔均应该进行编号。对于双动道岔应编成连续的单数或双数。

(3)线路的编号车站内每一条线路应该有规定的号码，同一车站内不得有相同的号码。根据规定，将与复线区段相连的正线股道，上行编为双号，下行编为单号，并用罗马字母表示。如ig和iig。其余站线股道编为3g和4g。进站信号机内方应设置调车信号机而形成的线路区段，根据衔接股道的编号再加a或b表示，下行咽喉加a，上行咽喉加b。如iag。

联锁表的编制联锁表是反映整个车站内的道岔、进路和信号机之间联锁关系的表格。车站信号平面布置图是编制联锁表的依据。

在编制联锁表时，是以进路为主体，从列车进路（分接车和发车）到调车进路逐条依次顺序编号的。然后将排列进路时需要按下的按钮、防护该进路的信号机名称和显示、进路所要求的有关道岔的位置、进路应包括的轨道区段以及所排进路相敌对的信号等逐项一一填。

第3章 组合排列图

①dd组合，单动道岔组合，用于单动道岔。

②sdz组合，双动道岔主组合，用于一组双动道岔。

③sdf组合，双动道岔辅助组合，一组双动道岔占用半个sdf组合。信号组合分列车信号组合和调车信号组合两大类。

列车信号组合有四种类型：

①lxz组合，列车信号主组合，用于进站、出站信号机和接车近路、发车进路信号机。

②1lxf组合，一方向列车信号辅助组合，用于仅有一个发车方向的出站信号机，以及单线区段的进站信号机。③yx组合，引导信号组合，用于带引导信号的进站信号机及接车进路信号机。

① dx组合，调车信号组合，用于并置等调车信号机。

② dxf组合，调车信号辅助组合。不论是道岔区段还是无岔区段，区段组合均只有一种组合，即：q组合，区段组合，用于有道岔的轨道区段以及列车进路内的无岔区段。根据已确定下来的车站信号平面布置图，选用不同的组合，绘制了双向四股道车站的组合排列图。下面就如何选用组合绘制组合排列图作个简单的介绍。

(1)进站信号机选用的组合和接车进路信号机应选用的组合在复线单向运行区段，当进站信号机内方有无岔区段并设有同方向调车信号机时，选用1lxf、yx、lxz和零散组合。调车信号机不另设dx组合。接车进路信号机选用组合的情况与进站信号机相同。

(2)出站兼调车信号机和发车进路兼调车信号机选用的组合对于只有一个发车方向时，出站兼调车信号机选用lxz和1lxf两个组合。如s3出站兼调车信号机。发车进路兼调车信号机和出站兼调车信号机选用组合是一样的。(3)调车信号机选用的组合每架并置的调车信号机选用一个dx组合。如d5、d7、d9和d11。

(4)道岔选用的组合单动道岔选用一个dd组合，对于双动道岔除了选用一个sdz组合外还应该选用半个sdf组合。

(5)道岔区段选用的组合每一个道岔区段和列车进路上的咽喉无岔区段一般来说都应该选用一个q组合。q组合必须放在利用该区段排列任何进路都必须经过的地方。对于交叉渡线，采用的是组合换位的处理方式。理由是，交叉渡线道岔组合换位后，使得交叉渡线范围内的每个道岔区段只需在关键部分设置一个区段组合。需要特别注意的是，在双向四股道的下行咽喉组合排列图中，1/3道岔和5/7道岔选用的组合在连接时，进行了换位处理。就是属于上述情况。

第4章 车站信号自动控制系统电路的设计

4.1 6502电气集中电路的概述前面两章分别介绍了如何绘制车站信号平面布置图、编制联锁表和按照车站信号平面布置图选用的组合排列图。接下来，将从6502电气集中选择组和执行组入手，详细的介绍如何使用6502电气集中对双向四股道车站信号自动控制系统进行的设计。这部分内容是此次设计的主要也是重点部分。

4.2 选择组电路选择组电路是由记录电路和选路电路组成的。而记录电路又是由记录按压进路按钮动作的按钮继电器电路和根据所按压按钮顺序来区分进路的性质和运行方向的方向继电器电路组成。选路电路包括选岔电路和开始继电器电路。1-6线为选岔网路，用来在排列进路的过程中自动选出进路上的各有关道岔所需的位置。7线是开始继电器励磁网路，用以检查所选进路和所排进路的一致性。它们的设计分别如下。

4.2.1 按钮继电器电路的设计d5、d7并置调车信号机按钮的继电器电路。

并置按钮继电器电路不论d5a是作进路始端按钮还是终端按钮，只要按压d5a，经d5a的第一组接点接通按钮继电器aj励磁电源，使aj↑。

记录下车站值班员按压d5a的动作。

松手后，aj通过其本身第六组前接点构成自闭电路以保持继续励磁。

d5aj的自闭电路为：kz—d5aj3—4 —aj62—61 —jxj63—61—fkj33—31 —qj73—71 —xj73—71 —kf之所以如此设计，是由于：(1)为了aj在进路选出后自动复原（jxj↑表示进路选出），因此自闭电路中接入jxj第六组后接点。

(2)为了重复开发信号时不使按钮继电器自闭（重复开放信号，fkj↑），因此自闭电路中接入fkj第三组后接点。

(3)为了取消进路或人工解锁进路不使按钮继电器自闭（取消进路或人工解锁进路，qj↑），因此自闭电路中接入qj第七组后接点。

(4)为了防止信号开放后，误按始端信号按钮造成按钮继电器错误保留（信号开放，xj↑），因此自闭电路中接入xj的第七组后接点。

由于aj↑，使得选岔电路中的进路选择继电器jxj↑，而jxj↑又切断aj的自闭电路。

它们之间的逻辑关系是aj↑→jxj↑→aj↓。

为了使jxj能可靠吸起要求aj采用缓放型继电器（jwxc—h340）。

同时由于aj的缓放还延长了方向继电器的落下时间，从而可以确保辅助开始继电器fkj和终端继电器zj的可靠吸起。

其它按钮继电器与并置调车按钮继电器在结构上大体相同，所以，这里不在累述。

4.2.2 方向继电器电路的设计 每一个咽喉共用一套方向继电器电路。

只需要用四个方向继电器就可以区别出进路的运行方向和区分进路的性质。

这四个方向继电器分别为：列车接车方向继电器（ljj）、列车发车方向继电器（lfj）、调车接车方向继电器（djj）、调车发车方向继电器（dfj）。

接下来以下行咽喉为例，说明方向继电器的设计。方向继电器电路首先将全咽喉区能做始端用的按钮继电器按进路的性质和运行方向分成如下四组：(1)作列车接车方向始端的列车按钮有xlaj；(2)作列车发车方向始端的列车按钮有s3laj、si laj、s ii laj、s4laj；(3)作调车接车方向始端的调车按钮有d1aj、d3aj、d7aj和d11aj；(4)作调车发车方向始端的调车按钮有d5aj、d9aj、s3daj、si daj、s ii daj 和s4daj。

然后将以上每组按钮继电器的前接点并联后接入对应的方向继电器励磁电路中去。用始端按钮继电器的前接点接通方向继电器电路，用终端按钮继电器的前接点接通方向继电器自闭电路。这样就使得方向继电器只有在进路全部选出，始终端按钮都落下时才落下。在每一方向继电器的励磁电路中接入性质相反的两个方向继电器第一组后接点、性质相同的另外那个方向继电器第二组后接点。这样就使得当某一方向继电器吸起时，用其第一组后接点可以断开与其性质相反的其它两个方向继电器，用其第二组后接点可以断开性质相同的另外那个方向继电器。从而保证了同时只准许一个方向继电器吸起和只准选一条进路。

4.2.3 选岔电路的设计设计选岔电路时，采用的是分线法。

1、2线网路用于选“八”字第一笔双动道岔的反位*纵继电器fcj；

3、4线网路用于选“八”字第二笔双动道岔的反位*纵继电器fcj；

5、6线网路用于选双动道岔的定位*纵继电器dcj和单动道岔的反位*纵继电器fcj或定位*作继电器dcj。

设计出来的选岔电路必须的满足以下设计要求(1)选岔电路的送电规律必须是：进路左端经aj吸起向1、3、5线送kz电源，从左向右顺序传递直至进路右端；进路右端经aj吸起向2、4、6线送kf电源，一直送到左端。

(2)选岔电路的动作规律必须是：先选1、2线和3、4线（若进路中有双动道岔反位时）网路上的道岔，后选5、6线网路上的道岔，不论进路方向如何，选岔网路上的继电器一律从左向右顺序传递励磁。

各继电器励磁后均得自闭。

进路上所有jxj在记录电路复原后一起落下，道岔*纵继电器则继续保持吸起到进路锁闭。

为了满足以上两个设计要求，选岔网路分别做如下设计。

(1)对于5、6线从左向右，分别为始端进路选择继电器（jxj）→定位*纵继电器（dcj）„„→终端进路选择继电器（jxj）。

选定位时：左端aj↑通过5线向始端进路选择继电器jxj传递kz，而右端aj↑一直把kf电源送至左端，所以，进路选择继电器jxj首先吸起，jxj↑用其第二组前接点向前的定位*纵继电器dcj传递kz电源，定位*纵继电器dcj得到正电源吸起，用其第三组后接点切断左端电路，用第一组前接点接通其自闭电路并且用其第二组前接点继续向前传递kz电源。

这样一直把kz电源传递到终端jxj，jxj吸起，则表示进路选出。

选岔完成(2)在选岔网路中用其fcj接通5、6线。

这样就使得当进路中出现双动道岔反位时，先选1、2线或者3、4线网路上的道岔，然后才选5、6线上的道岔。

选岔电路上除了应该布置进路选择继电器jxj、反位*纵继电器fcj和定位*纵继电器dcj之外，为了使选岔网路有防护功能，防止车站值班员办理储存进路以及道岔区段故障或有车占用时不准进路选出，电路中还布置轨道继电器dgj、传递继电器cj、区段检查继电器qjj和轨道检查继电器gjj。

(1)为了防止所选进路上任一道岔区段有车占用或轨道电路故障时选路，在6线网路对应轨道区段处接有轨道继电器dgj的前接点，有车占用时，dgj落下，用其第二组前接点切断6线，保证在这种情况下不选路。

(2)为了禁止在已锁闭的进路上办理储存进路，在轨道区段组合6线上还接有区段检查继电器qjj的第六组后接点和传递继电器cj的第六组前接点。

进路锁闭后，该区段的qjj吸起和cj落下切断6线kf电源以防止储存近路。

(3)为了在向股道建立了进路时，严禁再向该股道建立进路，在此股道端6线处接有股道检查继电器gjj第三组后接点。

已向股道建立了接车或调车进路后，gjj吸起，将6线kf电源切断，使后办进路的jxj不能励磁。

(4)当信号已开放后，禁止再利用此信号排重叠的进路。

信号开放后，信号检查继电器xjj在励磁状态，对列车进路，在网路中接入xjj第一组后接点切断列车进路始端向5线传递的kz电源。

对于调车进路是用xjj第六组后接点切断调车进路始端向5线接入的kz电源，从而达到禁止再利用此信号排进路的目的。

4.2.4 辅助开始、开始和终端继电器电路的设计 在进路选出，记录电路复原之前，为了继续始端按钮继电器、方向继电器和终端继电器的工作。

通过jxj和方向继电器供出的条件电源，设计出fkj和zj。

使fkj励磁，从而接替jxj和方向继电器的工作，启动7线网路。

zj励磁继续记录进路的终端。

辅助开始继电器电路是利用进路始端的jxj的前接点和与进路性质方向相符合的方向电源来接通kfj的励磁电路，由其1-2线圈构成自闭电路。

当信号机开放（xj励磁吸起）或取消进路或人工解锁时，辅助开始继电器复原。

终端继电器是用进路终端处的jxj吸起和同方向的调车的方向电源构成其励磁条件。

终端继电器被用来确定调车进路的终端，也同时被用来作为执行组网路的区分条件。

开始继电器电路的一个重要作用就是检查进路的选排一致行。

为此，在设计开始继电器电路的时候，电路中接入了进路上各道岔的dcj和fcj的前接点以及dbj和fbj的前接点。

当dcj或fcj吸起，则表示进路选出。

对应的dbj或fbj吸起，则代表进路排出。

这样kj要通过7线接通励磁，就必须通过进路上每个道岔的dcj前接点和与之对应的dbj前接点或fcj的前接点和与之对应的fbj前接点检查选排一致后才能吸起。

这种设计使得道岔在转换完毕至进路锁闭前，道岔*纵继电器与道岔表示继电器有一段时间同时在吸起状态，因此开始继电器kj有足够多的时间通过7线接通kz电源而励磁。

在开始继电器的自闭电路中接入进路内方第一个区段的锁闭继电器（或起锁闭继电器作用的qjj和1lj与2lj），这样就使得kj励磁吸起后，将一直保持到进路解锁后才复原。

这样开始继电器的接点就成为了执行组网路的区分条件。

开始继电器电路开始继电器所在的7线同时还串有每组道岔的锁闭继电器sj的前接点，以此来反映该进路上的道岔在解锁状态。由于要与11线网路共用道岔表示继电器的前接点以及反映道岔区段的锁闭情况，7线网路在每个道岔表示继电器接点的前后各接了一组sj前接点。排列进路时，7线通过sj的前接点接通，说明进路处于解锁状态。进路锁闭后，sj落下将道岔表示继电器接点接入11线信号网路，以证明进路上的道岔已锁在所要求的位置，此后不准7线再接通kj励磁电路。

第四章 执行组电路

执行组电路是在选择组电路完成选岔任务的基础上开通进路的，使防护该进路的信号开放，进路使用完毕后解锁进路。执行组电路的动作顺序是，先由道岔控制电路转换道岔，再由锁闭电路将进路解锁，最后由信号控制电路使信号开放。

在列车或调车车列驶过进路后，由解锁电路将进路解锁。所以执行组电路设计的正确与否，直接影响行车安全和车站作业效率。下面分别就信号检查继电器电路、区段检查和股道检查继电器电路、信号继电器电路和进路解锁网路的设计作个介绍。

4.3.1 信号检查继电器电路的设计在完成选岔网路之后，要锁闭进路和开放信号，还需检查8线上的联锁条件。若联锁条件符合，则信号检查继电器xjj励磁。信号检查继电器xjj的励磁理所当然的成为了锁闭进路和开放信号的先决条件。因此，xjj电路的设计是执行组电路设计当中的一个重要环节。开放信号的基本条件是进路空闲、道岔位置正确和未建立敌对进路。因此，分别从这三个联锁条件入手对信号检查继电器（即8线）进行设计。

(1)进路空闲。把各个轨道区段的轨道继电器dgj的第一组前接点接入8线网路中，若某条进路上的所有轨道区段的dgj的第一组前接点均在接通状态，则可以证明该进路空闲。

(2)进路上的道岔位置正确。在8线上接入kj的第一组前接点。之所以这样子设计，是因为7线上接有各道岔的dbj和fbj的前接点。kj经7线网路检查选排一致后才励磁，只有进路上道岔位置正确才能使kj励磁。这样，就可以通过kj第一组前接点间接的实现对进路上道岔位置的检查。这里也有一个问题，当进路锁闭后，kj是通过sj落下自闭吸起的，此时kj的吸起就不能反映道岔位置是否正确。为此，在开放信号时还需要在信号继电器电路中对道岔位置再次进行检查，这在后面xj电路的设计中会提到。

(3)未建立敌对进路。xjj的这个功能可分别通过敌对的开始继电器kj和终端继电器都落下来实现未建立本咽喉敌对进路，通过本端照查继电器zcj接在同股道另一端的网路，当本端照查继电器的落下来实现未建立同股道另一股道的迎面进路。

4.3.2 区段检查和股道检查继电器电路的设计区段检查继电器qjj是为了实现6502电气集中逐段解锁而设置的。因此，区段检查继电器在每个道岔区段和咽喉区有列车经过的无岔区段都要设置。而股道检查继电器是为了锁闭另一咽喉的迎面进路而设置的。因此，股道检查继电器只需在能接车的股道的那段设置。当向股道办理接车进路时，gjj吸起与进路最后一个道岔区段的锁闭继电器sj相配合，使照查继电器zcj落下，将zcj前接点接在股道另一端执行组网路中，用以锁闭另一咽喉的敌对进路，使其不能建立。

区段检查继电器虽然是为了实现6502电气集中逐段解锁而设置，但它的直接作用却是通过本身的励磁吸起使锁闭继电器sj落下，达到锁闭进路的目的。

而锁闭进路前，必需得检查联锁条件是否满足，即前面提到的进路是否空闲、进路道岔位置是否正确和是否建立了敌对进路。

因此，在设计区段检查继电器的时候，是通过xjj第二组前接点来接通qjj电路的。

而为了达到逐段解锁的目的，在qjj励磁电路中，接入本段gdj的前接点，自闭电路中接入本段fgdj的后接点，当列车驶入本段，gdj落下，fgdj吸起，前者断开了本段qjj的kf电源，后者断开了本段qjj的自闭电路，这样就使qjj得以落下，为本段解锁做好了准备。

设计qjj电路时，还在它的自闭电路中接入了进路继电器，这样，当qjj落下时，通过进路继电器继续先前送kf电源，使前面的qjj继续保持励磁。

股道检查继电器gjj设置在股道端，由其1-2线圈经终端继电器zj的第二组前接点接在9线上，与同股道另一端照查继电器zcj的第二组前接点并联后接在9线网路上。

而gjj的3-4线圈接在12线网路上，作取消进路和人工解锁用。

4.3.3 信号继电器电路的设计 信号检查继电器检查了开放信号的基本条件符合后，由区段检查继电器对进路上的道岔进行锁闭；敌对进路的开始继电器和终端继电器的落下，排除了本咽喉建立敌对进路的可能；照查继电器的落下，将同一股道另一咽喉的迎面进路锁在了未建立状态。

这些都为开放防护该进路的信号做好了准备。

在开放信号前必须能完成以下这些联锁条件。

即：(1)开放信号时，必须检查进路在空闲状态；(2)开放信号时，必须检查敌对进路在未建立状态，并确定被锁在未建立状态；(3)开放信号时，必须检查进路上道岔位置正确，并确定被锁闭在规定位置上；(4)信号必须在车站值班员的*纵下才能开放，信号关闭后应能防止自动重复开放；(5)车站值班员应能无条件地随时关闭信号，取消或人工解锁进路时信号应随着被关闭；(6)列车信号在列车进入进路后自动关闭，调车信号在调车车列全部进入调车信号后自动关闭，在调车中途返回时退出调车信号机内方时自动关闭；(7)信号允许灯光——黄灯或绿灯熄灭时应能自动改点红灯。

下面以调车信号机为例，分别就这几条联锁条件，对dxj电路进行设计。

(1)在dxj的励磁电路中增加与8线共用的网路。

前面在xjj电路的设计中提到，由于xjj有防护自闭电路，不能通过xjj的吸起来检查进路空闲。

增加了与8线共用的网路之后，就可以通过检查进路上dgj的吸起，来检查进路空闲；（联锁条件1）(2)通过敌对进路的kj和zj处于落下状态来证明未建立敌对进路，而确定被锁在未建立状态，是使得进路一旦建立，敌对进路的kj和zj就不能再励磁。

这条联锁条件可以通过与11线共用的8线网路来实现；（联锁条件2）(3)使dxj电路所在的11线通过sj接入7线网路。

这样11线网路就与7线共用dbj（dbjf）或fbj的前接点和锁闭继电器sj的后接点，如此不仅节省了继电器接点，而且能检查进路上道岔位置正确并把道岔锁在了规定位置；（联锁条件3）(4)在dxj的励磁电路中接入的xj励磁，否fkj第四组前接点。

这样，xj的励磁必须在fkj励磁的前提之下才能完成，而xj励磁吸起，通过第七组前接点断开了fkj的自闭电路，使fkj落下，由其自闭电路保持吸起。

若一旦信号关闭xj落下，则须经办理重复开放信号手续，使fkj再次吸起才能使调车信号的xj励磁，否则信号不会重复开放；（联锁条件4）(5)在dxj电路中接入qj第四组后接点。

这样，不论是单独关闭信号，还是取消进路和人工解锁进路关闭信号，qj都会励磁。

这样就断开了xj电路；（联锁条件5）(6)调车信号设计了白灯保留电路，该白灯一直要等到整个调车车列全部进入信号机内方后才能关闭。

这样开放的调车信号就可以在调车车列的占用情况下自动关闭；（联锁条件6）(7)在xj自闭电路中接入灯丝继电器dj第一组前接点，这样，当允许信号灭灯时dj落下，切断了xj的自闭电路，使其改点禁止灯光；（联锁条件7）lxj与dxj在励磁电路和所检查的联锁条件完全一致，所以，这里就不重复。

4.3.4 进路解锁网路的设计进路锁闭后开放信号，列车或调车车列按信号显示驶过进路后，进路就必须正常解锁。在办理进路后因故要取消该进路，分不同情况有取消和人工解锁。此外，在调车作业中还存在调车中途返回解锁。这些都是由进路解锁网路来完成的。进路的解锁，是通过设置在区段组合中的进路继电器1lj和2lj、轨道反复示继电器fdgj、锁闭继电器sj、传递继电器cj以及条件电源kz-gdj等实现的。

下面就分别从这几个继电器入手对进路解锁网路进行设计。

(1)条件电源kz-gdj为了防止轨道电路电源停电故障后又恢复造成进路的错误解锁，专门为解锁网路设计了条件电源kz-gdj。用条件电源kz-gdj来控制与解锁有关的进路继电器、轨道反复示继电器、股道检查继电器和传递继电器。在发生轨道电路供电停电时，使上述继电器迅速断电落下。而在停电恢复供电后，轨道继电器先吸起后，条件电源kz-gdj才向上述继电器供电，从而使得已锁闭的进路不会错误解锁。

(2)道岔反复示继电器fdgj电路道岔轨道继电器dgj平时是吸起的，有车占用时，则落下。因此，在道岔反复示继电器fdgj电路中接入道岔轨道继电器dgj第四组后接点，当dgj落下时，fdgj励磁。车出清区段后dgj再次吸起，fdgj励磁电路被切断，为了使电路实现正常解锁、取消进路解锁、人工解锁及调车中途返回解锁，在fdgj电路中设计了一个电阻和电容。这样就使fdgj具有3~4秒的缓放时间。同时，在fdgj的励磁电路中还接入了qjj第五组前接点，用它来检查10线及fdgj线圈上所并联的电阻电容的完整性和电容是否被击穿。

(3)传递继电器cj和进路继电器lj电路具体执行进路锁闭与解锁的电路实际上是轨道区段组合中的进路继电器1lj和2lj电路。由于故障解锁和正常解锁等都于传递继电器cj有密切的关系，因此将cj与1lj、2lj电路一起进行分析。传递继电器的主要作用是传递12线解锁电源。

另外在特殊情况下不能关闭已开放的信号机时，可用故障解锁的办法使cj吸起来断开信号继电器电路，达到关闭信号的目的。

进路继电器的作用是参与进路的锁闭和解锁，同时用其后接点点亮*纵台上的进路光带表示灯。

平时进路继电器1lj、2lj由各自的3-4线圈接通自闭电路而保持吸起，由它们的前接点接通锁闭继电器sj励磁电路，使sj吸起，使该区段处于解锁状态。

此时，cj的3-4线圈经1lj和2lj前接点及轨道反复示继电器fdgj后接点而励磁，并经其本身第二组前接点保持自闭。

各继电器在建立进路时的逻辑关系如下：1lj↓xjj↑→qjj↑→ →sj↓2lj↓由以上各继电器的逻辑关系可知：当qjj吸起时，断开了1lj和2lj的自闭电路，使它们落下，并用它们的前接点断开sj励磁电路，使区段处于锁闭状态。

同时，1lj和2lj的落下也断开了cj的3-4线圈的励磁电路，使cj落下。

因此从电路关系上看，cj的落下也可以表示区段处于锁闭状态，这也就是为什么在选岔网路6线中用cj的第六组后接点来表示区段处于锁闭状态的原因。

所以，当锁闭继电器接点不够用时，表示区段的锁闭和解锁也可用传递继电器cj的接点来代替。

进路继电器电路有传递继电器的电路可知，平时cj靠其3-4线圈保持在励磁吸起状态，建立进路后，由于1lj、2lj的落下，使cj落下。

cj的3-4线圈励磁电路中接入轨道反复示继电器fdgj第一组后接点，它控制cj的励磁时间，使cj具有滞后励磁特性和及时励磁特性。

将进路上的各道岔和敌对进路锁闭好后，开放防护该进路的信号机，允许列车或调车车列驶入此进路。

列车或调车车列驶过进路后，则要求进路解锁。

进路的解锁必须得到列车或调车车列确实进入该进路使信号关闭，占用和出清了进路上的各个道岔区段的证明之后方可进行。

作为车曾占用过和已出清道岔区段的证明，对轨道电路的动作来说，就是该区段的轨道继电器一度落下后又吸起。

实践证明，采用三点检查法来解锁道岔区段最为安全。

在电路的设计中之所以在每个道岔区段设置1lj和2lj两个进路继电器，目的也就是为了实现正常解锁的三点检查(所谓三点检查，就是用三个区段的轨道电路作为解锁的检查条件。

一个区段的解锁不仅要检查占用过并已出清本区段，而且还要检查车占用过并已出清前一区段，已进入后一区段)。

例如从左向右解锁进路，当车占用过并已出清前一区段且占用本区段时，进路继电器1lj吸起作为记录，当车出清本区段并占用下一个区段时，进路继电器2lj吸起作为记录。1lj和2lj都吸起，就完成了该区段的三点检查。反之，从右向左解锁进路，则是占用过并已出清前一区段且占用本区段时2lj先吸起，出清本区段并占用下一个区段时1lj后吸起。两个进路继电器的电路设计成相互对称的结构，目的是使得进路的各种解锁方式具有更强的规律性。

4.3.5 道岔控制电路的设计6502电气集中系统对道岔控制电路的设计采用的是四线制，分别由道岔启动电路和道岔表示电路两部分组成。(1)道岔启动电路采用分级控制方式控制道岔转换，为三级动作，由1dqj检查道岔解锁sj励磁吸起后，1dqj才励磁。再向2dqj转极控制电动转动方向。最后由电机使转辙机将道岔转向定位或反位。(2)道岔表示电路，当道岔转换完后，由1dqj落下接通道岔表示电路，按道岔开通位置的规定，以自动开闭器的定位接点接通dbj；以自动开闭器的反位接点接通fbj，反映道岔开通的位置。

4.3.6 表示灯电路的设计这里主要说的是轨道光带表示灯电路。

控制台上主要的表示灯是与站场线路相似的线路光带，它直观地反映出所排进路上道岔的位置、进路的锁闭、列车或调车车列在进路上的运行情况。

因此，轨道光带表电路必须设计成站场网路，它们组成了执行组的14线和15线网路。

整条进路的光带，是由进路中各轨道电路区段的光带组成的。

在设计时，用道岔表示继电器dbj和fbj前接点决定构成光带的形状。

在每个道岔的岔前、辙叉后的直股和侧股部分都设置有白灯和红灯表示灯。

直股部分的白灯和红灯分别用定位白灯db和定位红灯dh表示；侧股部分用反位白灯fb和反位红灯fh表示；岔前部分用岔前白灯qb和岔前红灯qh表示。

白灯设计成14线控制，红灯由15线控制，其着灯和灭灯情况由该道岔q组合中1lj和2lj及dgjf和fdgj的接点决定。

平时光带不着灯，当该道岔区段被建立于进路中，进路锁闭时，由进路继电器1lj和2lj第八组后接点将交流表示电源jz接入14线，按道岔的位置将光带灯点亮。

其它所有道岔区段光带表示灯电路构成情况均与此情况相同。

第5章 总结

5．1 成果此次毕业设计的最终成果也就是设计出双向四股道下行咽喉的网状电路图。双向四股道下行咽喉网状电路图的设计，总结如下。

④dx：调车的daj电路、fkj电路、kj电路、qj电路、jyj电路等；(2)设计网状电路图时不是根据组合来设计的，而是根据组合里所包含的电路组成的网路线进行设计（即根据1-15线）。

其中1-7线为选路电路，8-15线为执行电路。

在选路电路的7条网路线中，1-6线为道岔*纵继电器动作网路线，组成六线选岔网路，用来在排列进路的过程中自动选出进路上的各有关道岔所需的位置；第7线为开始继电器电路，用以检查所选进路和所排进路的一致性；在执行电路的8条网路线中，8线为信号检查继电器电路，用来检查开放信号的可能性，即进路空闲、没有建立敌对进路、道岔位置正确；9线为区段检查继电器和股道检查继电器电路，用来检查区段空闲，实现进路锁闭；10线是区段检查自闭电路，用来防止利用区段故障解锁方式使进路迎面错误解锁；11线为信号继电器电路，检查进路上各区段处于锁闭状态、道岔位置正确，以及迎面敌对进路检查，符合条件即可开放信号；12和13线为进路继电器网路，用来实现进路锁闭，完成进路的正常解锁、取消、人工解锁、调车中途返回解锁以及引导锁闭等；14和15线则为控制台表示灯电路。

除了这15条网路线之外，双向四股道下行咽喉的网状电路图还包括一些局部电路，如按钮继电器电路、取消继电器电路、接近预告继电器电路、照查继电器电路等。

5．2 结论6502电气集中系统之所以被目前大部分铁路车站采用，是因为它有着其它系统所不具备的诸多优点，如6502电气集中采用的双按钮进路式选路方法，这使得*作起来形象化、简便而且不易出错；几乎全套继电器电路都是使用定型组合拼接而成的，这就使得工程设计简便、施工周期短便于维修，而且当站场改建时，也利于修改。

当然，6502电气集中也还存在着一些有待改进的问题。例如：(1)进站信号机开放后信号灯断丝，在列车接近后要想开放引导信号时必须先办理人工解锁，等3分钟后才能引导接车；(2)在信号开放后，如果进路中某一道岔区段发生了故障，轨道继电器失磁落下，则进路就不能解锁，必须等故障修复后才能解锁；(3)6502电气集中电路中一些防护进路一旦发生断线，在正常运用过程中既发现不了，断线后又不能再起防护作用。前两项影响效率，后一项不利于安全，都有待改进。