轨道交通信号与控制综合实验/国家卓越工程师教育培养计划系列丛书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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戴胜华，李正交 著

图书标签:

• 轨道交通
• 信号与控制
• 综合实验
• 国家卓越工程师教育
• 交通工程
• 电气工程
• 自动化
• 高等教育
• 教材
• 实验教学

出版社： 中国铁道出版社

ISBN：9787113232139

版次：1

商品编码：12258982

包装：平装

丛书名： 国家卓越工程师教育培养计划系列丛书 ， ，

开本：16开

出版时间：2017-08-01

用纸：胶版纸

页数：214

字数：339000

正文语种：中文

内容简介

　　《轨道交通信号与控制综合实验》为国家工程师教育培养计划系列丛书、国家“轨道交通通信与控制虚拟仿真实验教学中心”系列丛书、国家“电子信息与计算机实验教学中心”系列丛书之一。全书共分为九章，内容包括：列车运行控制虚拟仿真实验、运营系统虚拟仿真综合实验、信号系统虚拟仿真综合实验、应答器点式地—车通信实验、机车信号连续式地—车通信实验、分散自律调度集中实验、计算机联锁实验、信号集中监测实验、轨道交通信号事故再现与分析实验。
　　《轨道交通信号与控制综合实验》可作为高等院校或者职业技术院校轨道交通信号与控制专业实验教学用书，也可供相关学科的教师、实验和工程技术人员学习参考。

内页插图

目录

第一章 列车运行控制虚拟仿真实验
第一节 京沪高铁列控虚拟仿真综合实验
第二节 列车限制速度曲线绘制实验
第三节 列控系统行车许可使用实验
第四节 列车模拟驾驶实验平台概述
第五节 列车正线驾驶及站台作业实验
第六节 列车多运行模式驾驶实验
第七节 列车运行故障排除实验

第二章 运营系统虚拟仿真综合实验
第一节 运营系统虚拟仿真平台概述
第二节 高速铁路知识仿真实验
第三节 铁路信号工劳动安全仿真实验
第四节 铁路行车信号仿真实验
第五节 LKJ多媒体仿真实验
第六节 车站值班员多媒体仿真实验
第七节 行车组织仿真实验
第八节 铁路行车事故救援多媒体仿真实验

第三章 信号系统虚拟仿真综合实验
第一节 信号系统虚拟仿真平台概述
第二节 无线闭塞中心仿真实验
第三节 列控中心仿真实验
第四节 临时限速服务器仿真实验
第五节 E132-JD型计算机联锁仿真实验
第六节 ZPW-2000A轨道电路仿真实验
第七节 S700K型电动转辙机仿真实验
第八节 铁路专用仪器仪表实验

第四章 应答器点式地一车通信实验
第一节 应答器传输系统概述
第二节 应答器设备应用及原理认知实验
第三节 应答器“A”接口特性分析实验
第四节 应答器“C”接口特性分析实验
第五节 应答器作用间距及干扰分析实验
第六节 应答器报文编制实验
第七节 应答器报文解析实验

第五章 机车信号连续式地一车通信实验
第一节 机车信号系统概述
第二节 机车信号设备应用及原理认知实验
第三节 ZPW-2000移频信号分析实验
第四节 国产移频信号分析实验
第五节 交流计数信号分析实验
第六节 机车信号的噪声干扰实验
第七节 机车信号灵敏度实验
第八节 机车信号发码与接收实验

第六章 分散自律调度集中实验
第一节 调度集中系统概述
第二节 系统基本操作实验
第三节 车站接发列车实验
第四节 站内调车作业实验
第五节 列车超车实验
第六节 列车组合与分解实验

第七章 计算机联锁实验
第一节 计算机联锁系统概述
第二节 系统基本操作实验
第三节 列车进路办理实验
第四节 调车进路办理实验
第五节 进路或轨道区段解锁实验
第六节 引导进路办理与解锁实验

第八章 信号集中监测实验
第一节 信号集中监测系统概述
第二节 信号机回路电流监测实验
第三节 开关量监测实验
第四节 外电网及半自动闭塞监测实验
第五节 25 Hz相敏轨道电路监测实验
第六节 道岔表示电路及道岔动作电流监测实验

第九章 轨道交通信号事故再现与分析实验
第一节 轨道交通信号事故再现与分析系统概述
第二节 系统基本操作实验
第三节 列车运营全过程实验
第四节 多列车运行及站内超车实验
第五节 动车信号事故再现与分析实验
参考文献

前言/序言

　　《轨道交通信号与控制综合实验》是国家卓越工程师教育培养计划系列丛书、北京交通大学国家级“轨道交通通信与控制虚拟仿真实验教学中心”系列丛书、国家级“电子信息与计算机实验教学中心”系列丛书之一，以培养学生基本专业实践技能为目标，是北京交通大学轨道交通信号与控制专业本科生开设的实践性必修课程。
　　本教材按照中国工程教育认证要求设计，以学生为中心，按照成果导向教育（Outcome—based Edtleation，OBE）理念根据轨道交通与控制专业培养目标、毕业要求反向设计课程体系，并进行有效的达成度评价进行持续改进，是在北京交通大学轨道交通信号与控制专业多年来课程实验及综合实验设计教学改革的基础上编写而成的，汇集了多年的实验实践教学经验。
　　目前本教材支撑轨道交通信号与控制专业以下毕业要求指标点：
　　1．依据解决方案，实现系统或模块，在设计实现环节上体现创造性。
　　本教材中所涉及的实践内容，包含有实验方案设计环节，学生需要根据所学知识，对实验方案进行设计，并对不同方案的实验效果进行比对分析，确定最优设计方案。
　　2．学会使用现代工程工具和信息技术工具，并能够理解其局限性。
　　本教材的实验内容在实验过程中需要运用现代工程工具和信息技术工具对实验结果的可靠性和有效性进行合理的分析，实现信号特性的基本评估。评估的主要指标包括：电压特性、电流特性、频率特性、幅值特性等，实现轨道交通信号的综合分析。
　　3．理解团队工作中不同角色的责任，具有协作精神。
　　本教材的实验内容由同学分组合作完成，学生在完成实验过程中需要对实验内容进行有效的分工，最终合作完成实验任务，并保证合理的进度。
　　本教材共九章，第一章为列车控制虚拟仿真实验，以列车运行控制原理为实验教学核心，重点介绍京沪高铁列控虚拟仿真综合实验、列车模拟驾驶虚拟仿真实验、列车运行控制综合实验；第二章与第三章，以虚拟仿真人机交互实验方式，重点介绍高速铁路运营系统、高速铁路信号系统的组成及工作原理、关键设备操作方法、检修及故障处理等技术性知识，以及信号工安全作业、事故救援、职业道德等非技术性知识；第四章与第五章为地一车通信实验，重点介绍应答器点式传输、机车信号连续式传输两种信息传输设备的关键性能指标的测试与判定实验方法；第六章为调度集中实验，主要介绍列车接车、发车、调车、超车、组合与分解等关键功能性实验；第七章为计算机联锁实验，主要介绍列车、调车以及特殊进路的办理与解锁实验；第八章为信号集中监测实验，主要介绍信号机回路电流、开关量、外电网、半自动闭塞、25 Hz相敏轨道电路、道岔表示及动作等铁路信号的监测原理及方法实验；第九章，通过轨道交通信号事故再现与分析实验，让学生在观察事故的同时重视安全问题，通过对事故原因的查找、分析与解决，培养学生的安全意识、创新意识和实践动手能力。
　　本教材由戴胜华、李正交编著，北京交通大学轨道交通通信与控制虚拟仿真实验教学中心轨道交通信号与控制教学团队教师参与编写。在本书的编写过程中，还得到了北京交大微联有限公司戴亮、时崇仁，北京交大思诺科技有限公司张一驰、吕志卿，北京交通大学赵会兵、袁磊、刘雨、杨吉、周庆飞、姚锐、杜俊霖、曹李竹、秦发园、邢玉龙、刘菁华，以及2011年至2016年参与综合实验教学改革的轨道交通信号与控制专业所有本科生及研究生助教等单位和相关人员的大力支持，在此表示感谢。
　　随着中国列车运行控制系统的不断发展，轨道交通信号与控制技术必将进一步发展与完善，期望本书对轨道交通信号与控制专业实验教学工作的开展有所帮助。由于时间和水平有限，不妥之处望给予指正。
　　编者
　　2017年5月

智能出行新纪元：轨道交通信号与控制技术前沿 在科技飞速发展的今天，人类社会正迎来一场深刻的出行革命。从城市地下蜿蜒的地铁，到连接城市间的便捷高铁，再到未来可能出现的真空管道列车，轨道交通以其高效、环保、大运量的优势，成为现代社会不可或缺的骨干。而这一切的顺畅运行，都离不开其背后一套复杂而精密的“大脑”——轨道交通信号与控制系统。本书将带您深入探索这一领域的奥秘，揭示驱动现代轨道交通飞驰的科技力量。 一、 信号系统：轨道交通的“眼睛”与“神经” 想象一下，在繁忙的轨道网络中，列车如同鲜活的生命体，需要清晰的“视线”来感知周围环境，更需要敏锐的“神经”来传递指令，才能确保安全、有序地运行。这就是信号系统的核心功能。 行车调度的智慧： 信号系统最直观的作用在于实现对列车运行的调度管理。它通过各种信号设备（如色灯信号机、臂板信号机、进路显示器等）向司机传递列车运行的许可、限制和禁止信息，指导列车安全通过车站、区间，并合理分配线路资源，最大化线路的运输能力。无论是何时何地，信号系统都在默默地工作，确保每趟列车都能在精确的时间、精确的位置运行。 安全防线的构建： 信号系统的另一项至关重要的使命是保障行车安全。它通过联锁逻辑，确保同一区间内不会有两列车同时进入，防止发生追尾或相撞事故。同时，信号系统还能与列车自动防护系统（ATP）联动，当列车超速、越过停车信号或存在危险时，ATP能自动介入，采取制动措施，成为列车安全的最后一道防线。 通信的基石： 随着技术的发展，现代信号系统已经不再是孤立的设备集合，而是与通信系统紧密结合，构成了综合的列车运行控制（TOC）系统。无线通信技术（如GSM-R，未来可能过渡到4G/5G）使得列车与地面控制中心能够实时、双向地进行通信，传递位置信息、速度指令、车门状态等，极大地提升了信息的传递效率和系统的智能化水平。 技术演进的脉络： 从最初的机械式信号机，到电磁式继电器信号系统，再到如今的计算机联锁系统，轨道交通信号技术经历了漫长的发展历程。计算机联锁系统凭借其强大的逻辑处理能力、高可靠性和灵活性，已成为主流。而更先进的基于移动通信的列车控制系统（CBTC）更是将信号系统的智能化、自动化推向了新的高度，实现了地面设备与车载设备的协同工作，能够实现更小的行车间隔，更精准的定位，从而大幅提升运输效率。 二、 控制系统：轨道交通的“大脑”与“中枢” 如果说信号系统是眼睛和神经，那么控制系统就是轨道交通运行的“大脑”和“中枢”，它负责接收、处理、分析来自信号系统、通信系统以及其他子系统的海量信息，并做出最优决策，最终指挥列车精准运行。 调度中心的智慧： 现代轨道交通的调度中心是整个控制系统的核心。在这里，调度员们通过先进的调度指挥系统（CTC），实时监控着全线的列车运行状态，包括列车位置、速度、车次信息、信号显示等。当发生晚点、故障或异常情况时，CTC系统能够提供丰富的决策支持信息，帮助调度员快速制定和执行应急预案，最大限度地减少对运营的影响。 自动化运行的驱动： 控制系统是实现列车自动化运行的关键。从半自动驾驶到全自动驾驶（FAO），技术的进步使得列车能够更少地依赖人工干预，甚至实现无人驾驶。在FAO模式下，列车能够根据预设的运行图，自动完成启动、加速、减速、停车、开关门等一系列操作，并且能够根据实时客流、信号情况等动态调整运行策略，实现最优化的运输组织。 集成化与协同化： 现代轨道交通控制系统呈现出高度集成化和协同化的趋势。它不仅要控制列车本身的运行，还需要与车站的广播系统、PIS（乘客信息系统）、AFC（自动售检票系统）、AFC（自动售检票系统）以及供电系统、通风系统等实现信息共享和联动。例如，当列车晚点时，PIS系统可以及时更新到站信息，引导乘客；当某条线路客流激增时，AFC系统可以调整发车频率，疏导客流。这种跨系统的集成与协同，是提升整体运营效率和服务水平的必然要求。 保障运行安全的“守护神”： 控制系统在安全保障方面发挥着至关重要的作用。它通过复杂的算法和严密的逻辑，实时监测列车的运行状态，并与信号系统、ATP等系统协同工作，一旦发现任何潜在的风险，都会立即启动相应的安全防护措施，确保乘客和列车的安全。例如，当列车超出限速时，控制系统会强制执行减速指令；当信号机显示错误时，控制系统会限制列车进入该区段。 数据驱动的未来： 随着物联网、大数据、人工智能等技术的兴起，轨道交通控制系统正变得越来越“聪明”。通过对海量运行数据的收集、分析和挖掘，可以更精准地预测列车运行的潜在问题，优化运行策略，提升能源利用效率，甚至为未来的城市交通规划提供科学依据。数据驱动的控制，将是轨道交通发展的未来方向。 三、 综合实验与培养：理论与实践的桥梁 轨道交通信号与控制技术是一个高度专业化的领域，其复杂性决定了理论知识的学习必须与实践操作紧密结合。综合实验作为连接理论与实践的重要桥梁，对于培养高素质的轨道交通工程师至关重要。 模拟真实场景： 综合实验平台能够高度仿真真实的轨道交通运行环境，包括各种信号设备、控制设备、通信网络以及列车运行过程。学生可以通过操作实验平台，模拟列车进出车站、通过区间、处理各种故障场景，亲身感受信号系统和控制系统的工作原理和运行逻辑。 验证理论知识： 实验能够帮助学生将课堂上学到的抽象理论，如联锁原理、调度逻辑、ATP算法等，转化为具体的、可操作的知识。在实验过程中，学生可以亲手搭建和配置信号系统，编写和调试控制程序，从而更深刻地理解理论的内涵和应用。 培养解决问题的能力： 在实验过程中，学生会遇到各种意想不到的问题，例如信号错误、通信中断、故障模拟等。通过独立思考、分析原因，并尝试不同的解决方案，学生能够有效地锻炼自己的问题分析能力、故障诊断能力和解决问题的能力，为将来在实际工作中应对复杂情况打下坚实基础。 熟悉行业标准与规范： 轨道交通工程有着极其严格的安全标准和行业规范。综合实验能够让学生在安全可控的环境下，熟悉并掌握相关的技术标准、设计规范和操作规程，培养严谨的工作态度和高度的责任感。 团队协作与沟通： 许多综合实验项目需要多人协作完成。在协作过程中，学生需要学会如何有效地沟通、分配任务、相互支持，培养团队合作精神和良好的沟通能力，这对于未来在工程实践中与不同部门、不同专业的同事协同工作至关重要。 前沿技术的探索： 随着轨道交通技术的不断进步，新的信号与控制技术层出不穷，如基于5G的列车通信、车路协同自动驾驶、人工智能在调度中的应用等。综合实验平台也在不断更新和升级，为学生提供接触和实践这些前沿技术的机会，激发他们对创新和技术研发的热情。 四、 展望未来：更安全、更智能、更高效的轨道交通 轨道交通信号与控制技术的发展，将持续引领着轨道交通向着更安全、更智能、更高效的方向迈进。 全自动驾驶（FAO）的普及： 随着技术的成熟和成本的降低，全自动驾驶列车将逐渐成为主流，尤其是在城市轨道交通领域，能够实现更小的行车间隔，更精准的准点率，极大地提升运输能力和乘客出行体验。 车路协同的深度融合： 未来，列车与基础设施（轨道、信号、通信）之间的协同将更加紧密。人工智能将深入应用于列车运行的各个环节，实现动态调度、智能节能、故障预测与诊断，使得整个轨道交通系统更加智慧化。 绿色出行与可持续发展： 信号与控制技术的优化，如智能化的能源管理和最优化的运行速度控制，将进一步提升轨道交通的能源效率，降低碳排放，为实现可持续发展做出更大贡献。 与其他交通方式的互联互通： 轨道交通将更加深入地融入整个城市交通网络，与其他交通方式实现信息共享和无缝换乘，构建更加便捷、高效的综合交通体系。 轨道交通信号与控制，不仅仅是冰冷的机器和复杂的代码，它承载着无数人的出行梦想，连接着城市与城市，也连接着我们迈向未来的步伐。本书正是致力于为所有对这一领域充满好奇和热情的朋友们，打开一扇通往智慧出行新纪元的大门。

评分☆☆☆☆☆

作为一名热爱轨道交通领域的在读工程师，拿到这本《轨道交通信号与控制综合实验》真是让我惊喜连连。首先，从封面设计和装帧的专业感上，就足以看出出版方的用心。翻开书页，扑面而来的是严谨的学术气息，但又不像许多理论书籍那样枯燥乏味。我尤其欣赏书中对实验原理的讲解，往往能深入浅出地剖析复杂概念，例如在介绍信号联锁原理时，作者并没有直接给出复杂的逻辑图，而是从最基本的道岔状态和信号显示关系入手，一步步引导读者理解其内在的逻辑，这种循序渐进的教学方式对于我这样的初学者来说，简直是福音。更让我眼前一亮的是，书中大量的插图和实验示意图，不仅仅是简单的线条图，而是将实际的设备模型和控制界面都进行了细致的还原，仿佛真的置身于实验现场，让我对信号系统的运行有了更直观的认识。对于那些想要将理论知识转化为实践技能的学生来说，这本书提供了一个非常扎实的基础，我迫不及待地想尝试书中的每一个实验项目，亲手去感受信号控制的魅力。

评分☆☆☆☆☆

我是一名非常初级的轨道交通爱好者，对信号与控制领域充满了好奇。《轨道交通信号与控制综合实验》这本书，在我眼中简直是一扇通往神秘世界的大门。虽然我不是专业的学生，但这本书的语言风格却非常友好，许多抽象的概念都被具象化了。我特别喜欢书中关于信号灯颜色和含义的讲解，它不仅仅是简单的说明，而是结合了安全可靠的原则，解释了为什么选择这些颜色和显示模式。书中的一些实验场景模拟，比如模拟列车调度中的延误处理，让我对信号系统在复杂情况下的应对能力有了初步的认识。虽然我还没有机会进行实际的实验操作，但书中的文字描述和原理图，已经让我能够想象到整个过程的运作。这本书让我明白，轨道交通的顺畅运行，离不开背后一套精密的信号与控制系统。它不仅是一本技术书籍，更是一本能激发我学习兴趣的启蒙读物，让我对这个行业产生了浓厚的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

最近，我深入研究了《轨道交通信号与控制综合实验》这本书，不得不说，它为我打开了理解复杂系统控制的新视角。我之前对信号系统的认知停留在一些基础概念，但这本书的实验设计让我对信号系统的集成化和智能化有了更深刻的体会。它不仅仅是关于单个信号机的控制，更是将信号、联锁、列车运行等多个环节巧妙地结合起来，形成一个完整的闭环系统。书中的每一个实验案例都贴近实际工程应用，例如在模拟列车进路设置的实验中，它详细展示了如何根据列车运行计划，自动生成和调整信号显示，并确保行车安全。这让我意识到，信号与控制系统远不止是简单的“红绿灯”逻辑，而是高度智能化的指挥系统，能够处理海量数据，做出精准判断。书中对各种控制算法的介绍，虽然我目前还无法完全消化，但其思路和方法论是极具启发性的，为我后续的学习指明了方向。这本书就像一把钥匙，解锁了我对轨道交通信号系统运作机制的深层理解，让我看到了这个行业背后蕴含的巨大智慧和技术挑战。

评分☆☆☆☆☆

作为一名有着几年工作经验的轨道交通工程师，我一直渴望找到一本能够系统梳理信号与控制技术，并且能够与实际工程实践紧密结合的参考书。《轨道交通信号与控制综合实验》这本书的出现，无疑填补了这一空白。我特别看重书中对不同控制模式的比较分析，比如 CBTC（通信式列车控制）和传统信号控制的优劣势，以及它们在不同应用场景下的选择依据。这种宏观的视角帮助我跳出具体技术细节，从全局角度去审视信号控制系统的发展趋势和技术演进。书中对于故障诊断和应急处理的讨论也十分有价值，这在实际工作中是至关重要的。它不仅提供了理论上的指导，还给出了一些实用的操作建议，让我能够更好地应对突发情况。此外，书中对于 C、Python 等编程语言在信号控制仿真中的应用也进行了初步的介绍，这对于我这种希望提升技术能力的工程师来说，是一个非常好的起点。总而言之，这是一本兼具理论深度和实践指导意义的优秀著作。

评分☆☆☆☆☆

《轨道交通信号与控制综合实验》这本书，从我的角度来看，最大的价值在于它提供了一个非常清晰的学习路径，能够帮助读者系统地掌握轨道交通信号与控制的核心技术。它不像一些过于偏重理论的书籍，而是强调“实验”二字，通过实践来巩固和深化理解。我尤其欣赏书中对不同类型道岔和信号机的详细介绍，这为理解整个系统的组成部分打下了坚实基础。书中对信号机故障模拟的实验设计，让我体会到了系统冗余和安全防护的重要性。更重要的是，这本书并没有停留在基础知识的层面，而是涉及到一些更高级的概念，例如轨道电路的原理和应用，以及列车运行的动态模型。这些内容虽然对我来说还有些挑战，但正是这些内容，让我看到了信号与控制技术在不断发展和进步。这本书不仅适合学生，对于需要更新知识体系的从业人员来说，也是一本非常实用的参考书，能够帮助我们跟上行业发展的步伐，提升专业能力。