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Update 5 铁路信号灯系统初探

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使用标识展示,箭头表示正方向(如列车前进方向,设备工作方向)。


IP属地:浙江1楼2021-11-25 23:11回复
    Izumifree、、1450kill. . . 被楼主禁言,将不能再进行回复

    先来认识【区间】
    如图所示,两个区间信号灯之间形成的区域(绿色),这段铁路称之为【区间】。
    同理,如果左右两边轨道如果没有信号灯,或者铁路是断路,那么信号灯会显示感叹号,这个符号表示无法工作,因为此时这段铁路没有形成区间,是一个开放路段,是不构成一个【区间】的。
    如果是一个完整【区间】,那么区间信号灯会正常显示绿色或者红色,而不是感叹号。
    【区间】是信号灯系统工作的基础。


    IP属地:浙江2楼2021-11-25 23:32
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      疑难解答一:错误方向
      有厂长在放置完信号灯后发现列车停下不动了,信号灯给出的信号是绿色,为什么不能前进呢?
      重点注意,一定要把信号灯的方向与列车前进方向一致放置,如图列车向左行驶,那么信号灯应该朝向左边,否则无论信号灯给出什么信号,列车将一直被锁定在【区间】内。
      如何确定信号灯方向呢?在放置信号灯前会有个小三角在铁路上显示,仔细看下就能确定。
      如果觉得太费眼了,那么请牢记:“在列车前进方向的右方放置信号”。
      面朝前进方向右手边放置信号灯是正确的方向。


      IP属地:浙江3楼2021-11-25 23:45
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        案例一
        一个正确的闭关路线信号灯的放置如图。
        首先,一个【区间】的起始段由前进方向的信号灯确定,进入【区间】见到的第一个信号灯为入口,见到的第二个信号灯为出口。

        如图所示,区间的入口和出口。
        如果觉得不理解,请多看几遍,【区间】是理解信号灯系统的基础。
        【区间信号灯】工作原理
        如果列车【前方区间】无其他列车,那么【区间入口】信号灯将给出绿灯。
        同理,如果列车【前方区间】有其他列车,那么【区间出口】信号灯将给出红色。
        如果信号灯给出绿灯,那么列车将正常前进并通过【下个区间】,在列车驶出【当前区间】后,【区间】内清空,【区间入口】信号灯显示绿色。
        如果信号灯给出红灯,那么列车将停车并锁定在【当前区间】,【当前区间】封锁并在【区间入口】信号灯显示红灯。
        【区间】封锁期间不允许任何列车驶入,什么时候【区间】清空,什么时候开放【区间】通行。
        如果【上一区间】封锁导致【下一区间】封锁,接连导致多【区间】封锁,那么必须解决【封锁源头区间】,清空【问题区间】来恢复其他【区间】的正常工作。
        如图1车2车3车都可以顺利通过,这条单线闭环将正常工作,并且不会产生碰撞。


        IP属地:浙江4楼2021-11-26 00:11
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          疑难解答二:区间过长
          有厂长在分好区间后发现:“为什么我的列车总是在一个奇奇怪怪的地方停车了呢?明明前面都没有车啊?为什么信号灯就是红灯呢?”
          有以上问题的厂长集合了啊,请跟我一起复习【区间】的基础知识:
          【区间】封锁期间不允许任何列车驶入,什么时候【区间】清空,什么时候开放【区间】通行。
          那么,什么时候【区间】会封锁呢?当然是有车的时候了!
          有的厂长又问了:“为什么我的列车前方没有任何列车停着,但是信号灯还是给红灯呢?不是说没车就会允许通过吗?”
          信号灯的工作基础是什么?是【区间】,那信号灯怎么知道能不能通车呢?也是依靠【区间】,请牢记!【区间】是信号灯系统工作的基础!
          那一辆车停在【区间】内了,信号灯怎么可能知道区间还有空位呢?信号灯会知道当前区间的大小吗?不知道,那信号灯怎么判断【区间】内还有空位呢?信号灯此时通过【区间检测】得知【当前区间】有车辆,那信号灯必然给出红灯的信号。
          总结就是,多分【区间】,多布置【待命区间】,记住无论一个【区间】有多大,无论【区间】内列车是运行中还是停靠中,无论【区间】有其他空位放置一辆列车,都!记住是绝对不会给出绿灯的通行信号。
          记笔记!【区间】内只要有车,无论空间大小,无论动静与否,无论远近距离,一律算作【占用】,信号灯系统一律给出【封锁区间】指令。


          IP属地:浙江7楼2021-11-26 00:36
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            补充疑难二
            如图将一段【长区间】分隔成多个【小区间】将有利于车辆的快速通行,图中【红色区间】的1号列车在【绿色区间】被占用时,依旧不会停车,将顺利进入到【蓝色区间】,这样就不会出现列车停在老远的位置不动,当2号列车出站时,1号列车紧跟着进站,既不浪费跑路时间,也不浪费整个轨道空间。
            1号车和2号车都不会【占用】大量的铁路空间。


            IP属地:浙江10楼2021-11-26 00:50
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              疑难解答三:岔路问题
              看到这,想必厂长们已经明白【区间信号灯】的工作原理了,也能明白【区间】的基础定义了。
              那我们来看第三类问题,电车难题和双轨漂移。。。开玩笑的,现在的问题是我们的铁路变复杂了,我们对铁路系统的要求更高了!于是我们加入了岔道!加入了第二条轨道!
              那问题是什么呢?有细心的厂长发现了:“为什么岔道被算作一个【区间】了呢?”
              于是,问题的核心来了:轨道只要相交、合并、分离,都会被视作【一个区间】。
              是的,虽然在【相交口】依旧是需要放置多个【区间信号灯】,但是我们发现,所有相连的轨道都被算作【一个区间】了,为什么呢?还是要靠【区间】的基本定义来解释。
              两个区间信号灯之间形成的区域,这段铁路称之为【区间】。
              再看图是不是就明白了?这个岔路的入口和出口是否都被【区间信号灯】所隔断?四个【区间信号灯】是否围成了【一个区间】?正是如此!


              IP属地:浙江11楼2021-11-26 01:10
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                补疑难解答三
                如图的另一种岔道问题,我的【1号车】想进【1号站台】,但是【岔道入口】的信号灯却给出了红灯,明明【1号车】到【1号站台】的路线是安全的,且【区间】是清空的状态,为什么我的【1号车】却被封锁在岔道前了呢?
                还是老问题,【岔道区间】包括了站台,那么信号灯系统在进行【区间检测】后,给出的信息依然是【区间有车】于是【封锁区间】的指令。
                我们可知道,【区间信号灯】在【区间检测】是否允许通行的选择上,使用的是【强制封锁】的方式,依然不会改变【三个无论】。
                这种难题,要么在【支线】上再加一个【区间信号灯】,要么划分新的【区间】给【车站专用】。
                但是新的问题又来了,有的【支路很长】,甚至有更多的【复杂路况】,有的时候想让我的【多辆列车】在这些【互不影响】轨道间【同时通过】,既不占用这段轨道的资源,也不会造成车辆碰撞,【区间信号灯】已经无法满足我对【复杂路况】的管理了,有没有什么好的解决方案呢?

                如图十字路口,三辆车等一辆车通过。

                如图丁字路口,三辆车在等一辆车通过。
                这些【标准复杂路口】在实际情况中非常多,如果都用【区间信号灯】来细细隔开,那工作量非常大,而且也不能做到【及时通车】,更有可能出现【躲闪不及】产生撞车,最严重的的就是【全线堵塞】。
                那么应对这种情况,我们就要开始使用【路径信号灯】来解决这些【复杂路况】。


                IP属地:浙江12楼2021-11-26 01:48
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                  终于到了最复杂的【路径信号灯】了,其实很好理解,且听我介绍。
                  首先下结论:1.【区间入口】使用【路径信号灯】
                  2.【区间内】可使用多个【路径信号灯】
                  3.【区间出口】只能使用【区间信号灯】
                  别急,先从认识路径信号灯入手,从理论到实践,一步步解开【路径信号灯】的工作原理。
                  如图,一段铁路,以【路径信号灯】为【区间入口】,以【区间信号灯】为【区间出口】,这样构成的【区间】我称之为【检测区间】。
                  那么路径信号灯如何工作呢?很简单,我们把路径信号灯想象成一个【机场塔台】,也可以想象为一个【调度员】,它的工作就是负责区间内的车辆【调度】功能。
                  当然,这样一个简单的【单线区间】是不需要路径信号灯来控制的,因为【出入口】只有一个,车辆通行情况无非就是【有车】和【没车】,【区间信号灯】就可以完成这一切。
                  所以我们还需要先把工作原理弄清楚,再去考虑实际情况,如下图:

                  列车在通过信号灯时,【信号灯】对其【负责区间】的【检测内容】,【路径信号灯】相比于【区间信号灯】,其对【负责区间】内诸多元素的考虑更多,这三点是我总结出来【路径信号灯】的【检测模式】。
                  工作原理总结为这几条,但是似乎又看不懂?而且口说无凭,为什么你就这么自信呢?首先,我是自己搭建的一个实验场地进行的模拟,在无数次的模拟中找寻规律,最后把经验总结出来,也就是说,你只要按照这三条跟着我去实验,那么的出来的结论是一样的,至少我能保证它就是这样用的,而且好用。
                  让我们进入案例来快速学习,实践才是硬道理!


                  IP属地:浙江16楼2021-11-26 11:45
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                    案例一,经典岔道
                    我们知道,这种【岔路区间】在正常情况下,用【区间信号灯】作为【区间入口】只允许通行一辆列车(不懂请回去复习),那为什么以【路径信号灯】作为【区间入口】就可以同时通行两辆【不同线路】的列车呢?
                    答案是:【线路申请】
                    【1号车】通过岔道的情况如下:

                    经过三项检测,【申请路线】(绿色)没有其他列车占用,而且没有其他列车预定,同时【区间出口】没有其他列车【占用】。那么【1号车】就可以顺利接收到【进入区间】的信号,也就是绿灯。
                    那在同时,有一辆【2号车】也要通过岔路,【路径信号灯】会怎么工作呢?

                    一样的情况,紫色和绿色线路都在【同一个区间】内(蓝色区间),但是因为【路径信号灯】的存在,两辆车可以【一前一后】通过。
                    那如果【3号车】要通过会发生什么呢?假设这三辆车都经过这个路口,且离得足够近。

                    粉色线路【未占用】,而且【上一个】预定【粉色线路】(同绿色线路)的列车已经驶出【区间入口】了,这条路线属于【未预定】状态,所以【路径信号灯】依旧给出【红灯】的原因就只有【区间出口】被【占用】这个情况了。
                    以上推测均可在实践中论证,【三项】哪一条不满足,【路径信号灯】均会给出红灯。


                    IP属地:浙江18楼2021-11-26 12:27
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                      疑难解答一:过早预定
                      这种情况只会出现在过于复杂的丁字路口、十字路口、n个路口的集合【区间】内,一般岔路不会出现,因为【区间入口】只有一个,且【方向同向】,不会出现两班列车【同时】经过一个【交汇点】的情况。
                      这种情况一般是一辆列车在很远的时候就【提前预定】了【当前路线】,那么【后一辆】列车即使是全速向着岔道驶来,哪怕【后车】比【前车】更【早】抵达【区间入口】也无法跳过申请阶段,也只能停在【入口】等待【申请通过】的车辆通行,这就造成了列车在等【空气】的情况。
                      如何解决【提前申请】,只有【多分区间】,在【岔路入口】之【前】放置一段【休息区间、待命区间】,强制让列车在进入【休息区间、待命区间】以【后】再申请路线。
                      大致效果如下:


                      IP属地:浙江20楼2021-11-26 12:41
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                        疑难解答二:出口堵塞
                        几乎所有的岔路都会出现这种情况,而且也是最容易忽视的,很容易被当成其他情况影响判断,从而摸不着头脑。
                        这种情况是因为第三条规则所导致的,也就是【是否通畅】。
                        简单来说,【路径信号灯】不仅会检测【所在区间】的车辆情况,还会检测【下一区间】的车辆情况,为什么呢?因为【路径信号灯】需要考虑【区间出口】也就是【下一区间】是否有列车【占用】,因为一旦【占用】那么【区间封锁】无法避免,列车无法【正常驶出】岔路口,那必然导致【岔道堵塞】,这是不允许的。
                        因此【区间出口】或【下一区间】是否【占用】,决定了列车在岔道的【通行顺畅】,也就决定了【路径信号灯】能不能给出绿灯。
                        解决方法也很简单,多加【区间】,在【区间出口】多加【区间】,如图:


                        IP属地:浙江21楼2021-11-26 12:52
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                          说了这么多,有的厂长必然明白一二了,那么我就先把几个【常用复杂岔路】的【作业】放在这,原理和细节会晚一点再说,不过相信厂长们也能看懂,仔细推敲一边也能明白,如果有不懂的,或者还是不明白的可以一起来交流,或者把迷茫的复杂路况发出来,让大家一起来解决。
                          作业如下:
                          1.双线丁字路口

                          2.双线十字路口

                          3.三线复合(类比n线调度)


                          IP属地:浙江22楼2021-11-26 13:24
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                            其实这个案例很好理解,但是在规划完信号灯以后你会发现你的铁路网特别低效。
                            为什么呢?
                            首先我们把两班车行走区域进行划分,【蓝色】区域是【一号车】的路线,【黄色】区域是【二号车】的路线,【红色】区域是【共同】的路线。
                            那么只有【红色区域】需要布置信号灯,因为其他【蓝和黄】是互不干扰的。

                            如图,为什么不用【路径信号灯】?因为根本不需要!这也是为什么【低效】的原因!
                            【红色区间】是两车需要【共同】行驶的区域,不仅要【一号车】进入,又要【一号车】出去,但是【二号车】只需要单方向通过,这就造成一个矛盾,就是两车必须要【等待一方】通过才可进入【红色区间】,能不能【同时】呢?答案是不可以!
                            因为【红色区间】一旦有一辆车在进入,那么后车无论是【进入还是出去】,都无法使用这段线路!

                            这个路口无法解决堵车问题!【路径仅有一条】无论是哪种信号灯都没法进行【分配】。而且因为【一号车】返回路线也要占用,因此不能让【二号车】优先【提前】进入【红色区间】避让,因为根本【没有空间避让】!

                            无论怎么【分配区间】,必须要等【紫色框】内的【路线清空】才可以进入【第二辆车】!
                            有解决方法吗?有!
                            而且能给出三种高效通行的方法!


                            IP属地:浙江30楼2021-12-07 23:54
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                              解决方法很多,但是一般只需要选择最简单的方法即可,我给出的第一个解决方法就是【改出口】。
                              如图

                              第二种方法比较复杂,但是如果你的【出口】不好改的话,那就用这个方法,但是基本上不推荐。

                              第三种方法是双轨双向,但是原理和第二种差不多,也是加大规模,不太推荐。


                              IP属地:浙江31楼2021-12-08 00:15
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