城市轨道交通信号设备 本书特色
本书是“职业教育城市轨道交通专业教材”之一，是根据城市轨道交通培养方案编写的项目式职业教材。通过6个项目下的20个任务，比较全面地介绍了城市轨道交通的继电器、轨道信号、信号机、道岔、转辙机、轨道电路、应答器、计轴器、6502电气集中联锁、计算机联锁、列车自动控制（ATC）系统、列车自动防护（ATP）子系统、列车自动监控（ATS）子系统、列车自动运行（ATO）子系统等内容。同时，还介绍了目前国内外城市轨道交通信号系统的*案例情况。本书可作为职业院校城市轨道交通专业及相关专业的教学用书，也可作为从事城市轨道交通行业职工的参考资料和培训用书。本书还配有电子教学参考资料包（包括电子教案、教学指南及思考与练习的答案），详见前言。
城市轨道交通信号设备 内容简介
总 序
随着国民经济持续快速发展，人流、物流、信息流以前所未有的密度涌向大城市并向周边辐射。城市化进程加快，城镇人口迅速增长，带来了城市交通需求的高速增长。为解决大中城市交通紧张问题，我国有越来越多的城市把发展城市轨道交通列入城市发展计划。据中国城市轨道交通协会数据统计，在运营线路方面，截至2016年年末，中国大陆地区共有30个城市开通运营的城市轨道交通营运线路133条，总长4152.8公里，其中，地铁3168.7公里，占76.3%；其他制式城市轨道交通营运线路984.1公里，占23.7%。在线路建设方面，截至2016年年末，共有58个城市获批城市轨道交通项目，其中获国家发改委批复城市44个，地方政府批复城市14个，总线路7305公里。我国城市轨道交通建设正在进入快速有序的发展阶段。近年来，新增运营线路逐年增加，2011年288公里，2012年399公里，2013年460公里，2014年427公里，2015年445公里，2016年新增18条运营线路共535公里，创历史新高。2016年作为“十三五”开局之年，与“十二五”开局之年（即2011年）新增线路长度288公里相比，增长85.8%；与“十二五”收官之年（即2015年）新增线路长度445公里相比，增长20.2%。“十三五”期间，我国城市轨道交通的建设将迎来高峰期，根据2016年5月发改委和交通部联合印发的《交通基础设施重大工程建设三年行动计划》，计划2016—2018年将重点推进103个项目前期工作，新建城市轨道交通线路2000公里以上；到2020年我国城市轨道交通营运里程将突破6000公里。城市轨道交通的快速发展，需要大批轨道交通应用型人才来保证正常的运营和管理。按城市轨道交通用人需求每公里50～60人计算，轨道交通人才需求巨大。
城市轨道交通发展给职业教育的人才培养带来良好契机，为适应城市轨道交通人才培养需求，更好地服务国民经济建设，2010年5月，电子工业出版社在武汉组织召开了“职业教育城市轨道交通专业教学研讨会”，成立“职业教育城市轨道交通专业项目式教材”编审委员会，确定“职业教育城市轨道交通专业项目式教材”编写方案。近七年来，由电子工业出版社策划出版的“职业教育城市轨道交通专业教材”系列教材已经陆续发行，并得到了广大读者的支持与厚爱。
本套教材基本涵盖“城市轨道交通专业”的主要课程内容，能满足专业建设与教学需要；为适应职业教育的改革与发展，教材力求体现当代职业教育新理念、新思路；为紧跟城市轨道交通行业发展，尽量使教材保持一定的知识与技术领先。本套教材编写以职业能力为主线，以职业生涯为背景，以工作结构为框架，以岗位能力为依据，以工作情境为支撑，以工作过程为基础。教材体系结构力求从学科结构向职业工种技能结构转变；教材内容组织根据城市轨道交通职业工作岗位要求及标准出发，突出典型岗位的工作过程，满足职业标准要求，贯穿主要规章和作业标准。本套教材具有以下特点。
1）教材体例符合职业教育教学改革和发展方向总 序
随着国民经济持续快速发展，人流、物流、信息流以前所未有的密度涌向大城市并向周边辐射。城市化进程加快，城镇人口迅速增长，带来了城市交通需求的高速增长。为解决大中城市交通紧张问题，我国有越来越多的城市把发展城市轨道交通列入城市发展计划。据中国城市轨道交通协会数据统计，在运营线路方面，截至2016年年末，中国大陆地区共有30个城市开通运营的城市轨道交通营运线路133条，总长4152.8公里，其中，地铁3168.7公里，占76.3%；其他制式城市轨道交通营运线路984.1公里，占23.7%。在线路建设方面，截至2016年年末，共有58个城市获批城市轨道交通项目，其中获国家发改委批复城市44个，地方政府批复城市14个，总线路7305公里。我国城市轨道交通建设正在进入快速有序的发展阶段。近年来，新增运营线路逐年增加，2011年288公里，2012年399公里，2013年460公里，2014年427公里，2015年445公里，2016年新增18条运营线路共535公里，创历史新高。2016年作为“十三五”开局之年，与“十二五”开局之年（即2011年）新增线路长度288公里相比，增长85.8%；与“十二五”收官之年（即2015年）新增线路长度445公里相比，增长20.2%。“十三五”期间，我国城市轨道交通的建设将迎来高峰期，根据2016年5月发改委和交通部联合印发的《交通基础设施重大工程建设三年行动计划》，计划2016—2018年将重点推进103个项目前期工作，新建城市轨道交通线路2000公里以上；到2020年我国城市轨道交通营运里程将突破6000公里。城市轨道交通的快速发展，需要大批轨道交通应用型人才来保证正常的运营和管理。按城市轨道交通用人需求每公里50～60人计算，轨道交通人才需求巨大。
城市轨道交通发展给职业教育的人才培养带来良好契机，为适应城市轨道交通人才培养需求，更好地服务国民经济建设，2010年5月，电子工业出版社在武汉组织召开了“职业教育城市轨道交通专业教学研讨会”，成立“职业教育城市轨道交通专业项目式教材”编审委员会，确定“职业教育城市轨道交通专业项目式教材”编写方案。近七年来，由电子工业出版社策划出版的“职业教育城市轨道交通专业教材”系列教材已经陆续发行，并得到了广大读者的支持与厚爱。
本套教材基本涵盖“城市轨道交通专业”的主要课程内容，能满足专业建设与教学需要；为适应职业教育的改革与发展，教材力求体现当代职业教育新理念、新思路；为紧跟城市轨道交通行业发展，尽量使教材保持一定的知识与技术领先。本套教材编写以职业能力为主线，以职业生涯为背景，以工作结构为框架，以岗位能力为依据，以工作情境为支撑，以工作过程为基础。教材体系结构力求从学科结构向职业工种技能结构转变；教材内容组织根据城市轨道交通职业工作岗位要求及标准出发，突出典型岗位的工作过程，满足职业标准要求，贯穿主要规章和作业标准。本套教材具有以下特点。
1）教材体例符合职业教育教学改革和发展方向
教材内容选择以《国家职业标准》规定的岗位（群）需求和职业能力为依据，以工作任务为中心，以理论知识为基础，以实践技能为依托，以工作情景为支撑，以案例呈现为特点，以拓展知识为延伸，充分考虑城市轨道交通典型岗位的工作任务的工作过程特点和教学过程特点的有机结合，体现教材的职业性特点。
2）教材内容凸显城市轨道交通专业领域主流应用技术和关键技能
教材内容凸显城市轨道运营、行车组织、客运组织、机车车辆等设备运用与检修及作业组织方法等主体工种的专业知识和技术，包括车站站长、行车调度、车辆维修、客运服务等典型岗位的主流应用技术和关键技能。
3）教材内容涵盖城市轨道交通行业和专业发展的“四新”内容
教材内容组织保持一定的前瞻性，反映行业与专业*知识、工艺、装备和技术。教材编写从现代教学理念和教学模式出发，体现城市轨道交通前沿的创新成果和经验。
4）教材注重实践性，重视案例和实际动手场景的呈现
教材组织通俗实用，融入和结合了轨道交通专业骨干教师多年的教学经验和体会，合理地取舍和反映城市轨道交通的基本专业知识和基本技能；通过具体模拟训练和情景实操，使学生加深对专业知识和技能的理解，以及对基本技能和基本方法的掌握，从而可以缩短学生到企业后的上岗时间。
本套教材不仅适用于职业教育各层次教学，也适合作为城市轨道交通行业相关人员在职进修和培训的教学用书。
本套教材由浙江师范大学交通运输系吴晓主任担任主编，西安铁路职业技术学院赵岚、湖南铁道职业技术学院张莹担任副主编。吴晓负责本系列教材编写工作的整体策划与体例结构设计。教材在编写过程中得到了许多城市轨道交通行业专家、电子工业出版社等领导和同人的大力支持，在此表示衷心感谢！
在本套教材的编写过程中，编者们参考了大量的书籍、文献、论文等，也引用了许多专家学者的资料，编者已尽可能地在参考文献中详细列出，谨在此对他们表示衷心的感谢！ 同时，因为疏忽，可能有些资料引用了而没有指出资料出处，若有此类情况发生，深表歉意！由于城市轨道交通正处于快速发展期，资料收集很难达到齐全和*，再加上编者水平所限，书中错误和疏漏在所难免，敬请大家见谅，也恳请读者在阅读后及时批评指正，我们将十分感谢。
吴 晓
2017年5月
前 言
随着科学技术和城市化的发展，运量大、速度快、安全可靠的城市轨道交通在现代城市中起着越来越重要的作用。进入21世纪，城市轨道交通的建设进入了高潮。截止到2016年年底，北京、天津、上海、广州、哈尔滨等42个城市已开通或即将开通城市轨道，还有一些城市在批准中，我国城市轨道交通呈现着十分广阔的前景。
信号系统是城市轨道交通的重要基础设施之一，对确保列车运行安全和提高行车效率起着重要作用，是保证列车运行安全，实现行车指挥和列车运行现代化，提高运输效率的关键系统设备。从传统的基于区间闭塞、车站联锁信号设备，发展到现代化的列车自动控制（ATC）系统，这是长期实践经验的积累和技术不断发展的结果。城市轨道交通列车自动控制系统实现了行车指挥和列车运行的自动化，能*限度地保证列车的运行安全，提高运行效率。
随着城市轨道交通的发展，城市轨道交通高等院校及专业也应运而生。与城市轨道交通相关的专业有运营管理、通信信号、车辆工程、交通工程等。信号系统是通信信号课程的主干课程，也是其他专业的必修课程。本书是多年教学实践的积累，理论联系实际、侧重城市轨道交通信号系统是本书的特点。
本书密切结合城市轨道交通的实际情况，介绍城市轨道交通信号控制设备的功能、构成、工作原理、故障案例等。全书对继电器、信号及信号机、转辙机、轨道电路与计轴器、联锁系统、列车自动控制系统共6个项目进行介绍。本书以培养岗位技能为出发点，理论联系实际，图文并茂，便于阅读，并在每个项目后配运用实例和思考与练习，供读者学习参考。本书既可作为高职院校城市轨道交通及相关专业的教材和教学参考书，也可作为从事城市轨道交通建设和运营管理专业技术人员的参考用书。
本书由浙江纺织服装职业技术学院李怀志、黑龙江交通职业技术学院王燕梅担任主编，温州市铁路与轨道交通投资集团有限公司曲行亮、宁波城市轨道交通集团杨柏钟和浙江纺织服装职业技术学院单磊担任副主编，宁波城市轨道交通集团侯学辉担任主审。黑龙江交通职业技术学院白玉娟，浙江纺织服装职业技术学院梁淋峰、张羽、宋丽华和祝金丹也参与了本书的编写。
为了方便教师教学，本书还配有电子教案、教学指南及思考与练习的答案（电子版），请有此需要的教师登录华信教育资源网（www.hxedu.com.cn）免费注册后下载或与电子工业出版社联系，我们将免费提供（E-mail：hxedu@phei.com.cn）。
由于我国城市轨道交通信号系统，尤其是ATC，引入多国技术，制式众多，资料难以收集齐全，再加上编者水平所限，时间仓促，书中难免有错误、疏漏、不妥之处，恳请读者批评指正。
编 者
2018年1月
城市轨道交通信号设备 目录
序 篇 城市轨道交通及其发展 1
项目一 继电器 7
任务一 认知继电器 7
任务二 继电器应用 16
任务三 继电器操作运用实例 25
项目二 信号及信号机 30
任务一 认识轨道信号 30
任务二 信号机 38
任务三 信号机操作运用实例 51
项目三 转辙机 55
任务一 道岔与转辙机 55
任务二 道岔与转辙机操作运用实例 74
项目四 轨道电路与计轴器 78
任务一 轨道电路 78
任务二 计轴器和应答器 91
任务三 轨道电路与计轴器操作运用实例 102
项目五 联锁系统 106
任务一 认知联锁系统 106
任务二 6502电气集中联锁的操作 115
任务三 计算机联锁 129
任务四 联锁系统操作运用实例 144
项目六 列车自动控制系统 148
任务一 认知列车自动控制（ATC）系统 148
任务二 认知列车自动防护（ATP）子系统 159
任务三 认知列车自动监控（ATS）子系统 171
任务四 认知列车自动运行（ATO）子系统 179
任务五 列车自动运行控制系统操作运用实例 190
参考文献
城市轨道交通信号设备 作者简介
李怀志，浙江纺织服装职业技术学院主任，中国职业技术教育学会轨道交通专业委员会铁道信号分会会员，工作简历如下：1990.7—2002.4，哈尔滨铁路局齐齐哈尔线路段，工程师；2002.4—2011.2，黑龙江交通职业技术学院，讲师，副教授；2011.2至今，浙江纺织服装职业技术学院，副教授，专业主任
