地铁信号系统的现状及发展趋势_蔡爱华
地铁信号系统的现状及发展趋势Nowadays Situation and Development Tendency of
Mass Transit Signaling System
南京电子技术研究所三思实业公司 (南京210013) 蔡爱华 季锦章
【摘要】 分析了地铁信号系统的现状,其中着重论述了列车自动控制、自动驾驶、自动防护和自动监督方面的情况。在发展趋势部分,文章指出利用通信、计算机、自动控制及数字信号处理等技术的最新成果开发出来的先进列车自动控制系统必将得到越来越广泛的应用。
关键词:列车自动控制,列车自动驾驶,列车自动防护,列车自动监督,联锁
【Abstract】 This paper analy zed the now aday s situatio n o f mass tra nsit sig naling system with em phasis o n A TC,ATO,ATP a nd A TS.In the part of dev elopm ent tendency o f ma ss transit signaling system,the a rticle pointed out w hat the advanced automatic train co ntrol system w ith the new tech nolo gy of co mmunicatio n, com puter,automa tio n and digital sig nal processing(DSP)w ill be used ex tensiv ely.
Key words: automatic train control(ATC), automatic train operation(ATO),automatic train protection(ATP),automatic train supervision (ATS),interlocking
1 引言
地铁信号系统,已从早期的固定闭塞发展到了准移动闭塞,正在向移动闭塞方向发展。目前普遍使用的是基于数字轨道电路的准移动闭塞系统,数字轨道电路是列车自动控制(A TC)的基础。
世界上大多数新建的地铁系统都或多或少地配置了先进的列车自动控制(AA TC)设备,以保证列车运行的安全性以及操作的方便性和灵活性。
A TC系统由AT P(列车自动防护)、ATO(列车自动驾驶)、ATS(列车自动监督)三个子系统组成。
A TP是ATC系统最重要的部分,AT P根据故障-安全原则,执行列车间安全间距的监控、列车的超速防护、安全开关门的监督和进路的安全监控等功能,确保列车和乘客的安全。ATO主要执行站间自动运行、列车在车站的定点停车、在终点的自动折返等功能。ATS的主要作用是监督列车状态、产生列车时刻表、自动调整列车运行时刻和保证列车按时刻表正点运行。
目前的ATC系统基本上能满足当前客运量对行车安全、行车密度等的要求,但这种A TC系统所含设备的品种多、设备量大、接口关系复杂,在安全性、可靠性等方面尚有需完善的空间,随着科学技术的进步,它必将发展成为更先进、更可靠、服务性能更佳、智能化程度更高的系统
。
图1 典型的ATC系统框图
2 目前普遍使用的ATC系统
早期地铁信号系统以音频轨道电路为基础,但音频轨道电路由于信息量、可靠性、抗干扰等性能不能满足高密度行车的要求,故逐渐被报文式数字轨道电路取代,目前应用得最多的地铁信号系统是基于数字轨道电路的A TC系统。
·1
·
总的来说,ATC 系统由ATS 、ATP 、ATO 三个子系统组成,其中ATP /ATO 按地理位置的分布又分为轨旁A TP /ATO 和车载AT P/A TO 。联锁从原理上讲应属于AT P 的一部分,但由于新近发展起来的微机联锁在功能、设备方面具备较强的独立
性,因此联锁部分往往被单独列出来介绍。ATC 系统的框图如图1所示。2.1 ATS 系统
A TS 系统的结构如图2所示
。
图2 ATS 系统结构图
ATS 子系统负责监视和控制整个地铁线路中
列车的运行状态。它由位于操作控制中心、监督控制地铁全线情况的中央AT S 和位于车站的进行区域控制的本地ATS 组成。中央A TS 与本地ATS 之间通过通信设备不停地交换信息。信息的传输一般以光纤作媒介。中央ATS 的设备之间及本地A TS 之间分别组成局域网。工作站采用相同的硬件和系统软件,操作员根据各自的操作权限可在任一工作站上对地铁系统进行监督与控制。
A TS 为非故障安全系统,它的全部或任何一个部分的故障或不正确操作,不会影响列车运行的安全。A TS 通过ATP 有效地防止了由于A TS 故障或不正确操作可能导致的对列车运行的危害。
A TS 系统主要提供下列功能:
·显示地铁系统的运行情况和有关设备的状态信息,以便调度员进行人工控制。显示的信息包括列车位置指示、进路状态、信号状态、列车识别号和道岔位置等。
·通过对联锁单元的控制请求实现中心ATS 对现场设备的控制。中心ATS 同时从现场接收信号系统反馈的状态信号。·自动或根据操作人员的请求,将中央ATS 的
控制权限下放给车站本地AT S 设备,经ATS 通信链路,调节列车在每个站台上的停留时间和在站间的运行等级。
·列车识别和跟踪:当列车从一个轨道电路运动到另一轨道电路时,系统跟踪每辆车的当前位置。通过每个车站的车-地(TW C)通信链路,确认识别列车号以保证正确的列车跟踪。
·列车时刻表的生成、编辑和修改,调整列车发车时刻和运行等级以使列车按照时刻表运行。
·生成异常情况警报。·生成运行报告和统计报告。·记录运行数据,并可事后回放。·列车进路选择(自动或人工)。·自检和诊断。
2.2 ATP 系统
ATP 系统以故障安全原则强制系统安全工作。它用来检查和控制所有涉及道岔动作、列车占用状态、列车运行速度、列车追踪间隔、地面信号灯指示、列车进路等安全性。列车紧急制动闸的释放、行驶距离的确定、车门的监督、折返的监督、列车运行速度
·
2·
的监督等也属于A TP 控制的范畴。
A TP 分车载A TP 和轨旁AT P
。典型的ATP 组成框图如图3所示
。
图3 AT P 组成示意图
轨旁ATP 计算机根据轨道参数、最大运行速度和轨道电路的占用情况实时计算保证列车安全运
行的最小行车间隔,从联锁计算机、轨道电路等系统中接收各种命令和参数,形成报文,通过轨道电路发送给在轨道上运行的列车。A TP 报文主要有目标距离、目标速度、最大限速、紧急停车、轨道电路编号等安全性数据。列车通过车载ATP 天线接收这些数据,并形成相应的速度保护曲线,保证列车在安全状态下行驶。
检测轨道上列车占用状态和传送报文信息的轨道电路是列车自动控制的基础。目前新建的地铁信号系统,普遍采用的是无绝缘报文式数字轨道电路。轨道电路的设备分两部分,一部分在现场轨道上,另一部分在设备集中站。报文信息可以通过双绞线由设备集中站传输到现场调谐单元。
与音频轨道电路相比,数字轨道电路在可靠性、传送的信息量、传输信息的灵活性等方面具有绝对的优势,但目前在北京、上海等城市的一些地铁线上采用的仍然是音频轨道电路。由于音频轨道电路传输的信息较少,不能把线路沿线的情况,尤其是变化情况及时地传递给列车,只能以通过轨旁设备对轨道电路进行限速的手段控制列车的运行,故列车控
制的精确性、平稳性和灵活性较差,很难达到120s 的安全行车间隔。因此,音频轨道电路会逐步被数字轨道电路取代。
车载A TP 设备主要由车载ATP 计算机及必要的外围设备如里程仪、AT P 天线等组成。车载ATP 计算机根据里程仪送出的距离脉冲解算出列车实际运行速度,根据接收到的ATP 报文信息实施对列车距离和速度的监督、紧急停车的监督、停车点的监督等安全性功能,并把相应的距离、速度等参数送给驾驶室里的辅助显示单元,作为驾驶员操作控制列车的依据。
联锁是ATP 的一个重要组成部分,联锁功能根据中央控制中心安排的列车进路,控制轨道沿线相应的转辙机及信号机。联锁主要有道岔和进路的联锁、进路与进路之间的联锁、进路与信号机之间的联锁、信号机与信号机之间的联锁等内容。目前普遍采用微机联锁技术,传统的继电联锁技术正在被逐渐淘汰,有些国家已决定不再发展继电联锁。目前采用的微机联锁有两种典型技术:一种是从硬件组成和结构上来提高计算机的安全性,如采用双机并行处理方式、三取二表决方式、二取二加热备方式等,各种组成方式的复杂程度不一样;另一种实现微机
·
3·
联锁故障-安全性技术所采用的是软件方法,即在单套设备中采用双通道软件比较、双版软件、冗余编码、软件自校核、互校核、多重检验等手段保证联锁设备的安全性。
联锁计算机是联锁系统的核心,主要完成故障-安全联锁逻辑的计算,并通过I/O接口控制信号机、转辙机和轨道电路等现场设备。
2.3 ATO系统
A TO执行站间自动运行、车站定点停车、自动折返、开/关车门和车站停车时间控制等功能。
A TO又分轨旁ATO和车载ATO两部分,实际上ATO与A TP从设备上已经很难严格区分,这里仅从概念上介绍一下ATO的功能。
地铁信号系统现在所采用的ATO方式多为站间自动运行方式,车站的开、关门及列车出站时的启动由驾驶员负责,目前的技术从理论上讲已具备了全程自动驾驶能力,但考虑到乘客的心理、安全性、可靠性、必要性等方面的因素,列车都配备了驾驶员。
列车驾驶员的责任主要是在正常情况下列车离站时启动列车,信号设备故障时,人工驾驶列车。ALSTOM公司提出了一种“车载智能”概念。原理是把一定范围内的线路状态,如轨道占用情况、线路临时限速情况实时地告诉列车,列车根据贮存在车载设备中的轨道坡度、弯度、轨道电路编号等信息实时计算出最节能最高效而又最安全的运行曲线。这种运行模式一定会在“移动闭塞”方式中得到广泛的应用。
2.4 准移动闭塞和移动闭塞技术
目前地铁信号系统中普遍采用的是准移动闭塞技术(在以前的一些地铁信号中尚有许多采用固定闭塞技术的情况,因篇幅所限,这里不作介绍了),准移动闭塞概念建立在采用轨道电路检测列车位置的基础上,参见图4。假设轨道电路TC4被列车1占用,那么后续列车2只能停在轨道电路TC3上,为防止碰撞,还必须预先确定一段安全保护距离(ov erlap)。从图4a中可看出,似乎两辆列车间的间隔很小,但若如图4b所示(列车1车尾一小部分占用TC4,列车2仍只能停在图4a的位置上),这时两辆列车间的距离为一个轨道电路的长度。对列车2来说,只要前方轨道电路被占用,就绝不允许进入前方已占用的轨道电路,列车2把前方被占用轨道电路看作是一个不可逾越的“点”,这是由安全性原则决定的,这种方式就称为准移动闭塞方式。在准移动闭塞中,关键问题是列车2只知道自己在轨道电路中所处的精确位置(通过车载里程仪和地面距离同步确定),而不知道前行列车在轨道电路中的精确位置,移动闭塞则通过双向通信手段使每辆列车不仅知道自身在线路中的位置,而且也了解前行列车在线路中的精确位置,这样就可以缩短列车的行车间隔(如图4c所示),提高行车密度和行车效率,从而增强客运能力,提高服务质量和服务水平,这正是地铁信号系统发展的需求和趋势
。
图4 准移动闭塞、移动闭塞举例
3 地铁信号系统的发展趋势
地铁信号系统的发展趋势主要体现在三个方面:一是通信网络技术在地铁信号中的应用,形成了以通信为基础的AATC系统;二是随着通信安全性、可靠性的提高和通信手段的多样化,目前普遍采用的站间A TO方式将向全程无人ATO方式发展;三是利用先进的网络技术与计算机技术,单一的ATS系统将向集成化的综合地铁控制系统方向发展。
3.1 AATC系统
科技的进步、用户的需求,促进了地铁信号系统的发展。1995年在美国华盛顿召开的第一届“基于通信的列车控制系统”国际研讨会上,与会代表的关于“作为信号基础设施的轨道电路将被日新月异的现代通信技术所代替”的预言即将变成现实, ALC ATEL公司、ALS TOM公司、HARMON公司
·4·
都开发出了基于通信的实现移动闭塞的地铁信号系统。通信手段有很多种,ALSTOM 公司就采用了在轨道间铺设电缆环、利用钢轨本身沿地铁线铺设泄漏波导或同轴电缆等多种方法。ALC ATEL 公司则把在高速铁路上取得的经验和采取的技术应用到了地铁信号系统中,利用其公司在通信领域方面的丰富经验,使用在轨道沿线铺设电缆环的方式进行列车与轨旁间的双向通信,从而实现了移动闭塞。HARM ON 公司1997年就在密西根美国铁路客运公司的集成列车控制系统(ITCS)中成功地应用了基于射频通信的列车控制系统。HARM ON 公司采用以无线扩展频谱通信为基础的信号系统,正在对纽约的一条旧地铁线进行改造,预计最近新的系统可以投入运行。HARMON 公司的基于无线扩展频谱通信技术的ATC 系统的原理,与ALCAT EL 和ALSTOM 公司基于电缆环或泄漏电缆等通信手段的ATC 系统的原理不一样。基于电缆环或泄漏同轴电缆等通信手段的ATC 系统是通过车站设备交换列车位置信息的,如图5所示。列车1在线路中的位置需要列车通过车载里程仪(借助电缆环的交叉点同步)测量后经车载通信天线发送给轨道上的电缆环,通过轨旁设备处理后送到设备集中站,车站的控制设备再把这一信息以相反的通信路径转发给后续列车2,后续列车知道了前行列车的位置,可以根据事先定义的安全行车原则,保持最小的行车间距,实现移动闭塞
。
图5 移动闭塞通信方式
HARM ON 公司的基于无线扩展频谱通信技术
的ATC 系统则采用了军用定位系统的技术。利用车站、轨旁和列车上的扩频电台,一方面通过这些电台在列车与控制中心间传递安全信息,另一方面也
利用它们对列车进行定位。列车的位置是通过接收轨旁电台的信号计算出来的,而不是用里程仪测量出来的。其原理可用图6和图7来说明
。
图6 控制区域分割示意图
图6为划分轨道控制区域的示意图,图7为基于无线扩频通信的AATC 的系统组成原理图。
AATC 系统将轨道分割成不同的控制区,每个控制区由车站设备房内的车站计算机控制,在AATC 控制区由分布的电台构成无线通信网,各控制区彼此交替,以免出现盲区。利用时分多址(TDM A )方法将0.5s 分割成256帧,最多可同时控制20辆列车。多数情况下,站间可以被无线电可靠地覆盖,而且有冗余,不需要在站间安装电台。这种冗余是一种自愈式的结构,当其中一个电台故障时,系统可以重新组织,并自动报告故障电台位置或编号,不会影响通信和对列车的控制。通常一个电台的信息会有两个甚至三个电台接收,扩展频谱技术最初是为军事应用而设计的,具备在恶劣电磁环境下可靠传输的能力。每隔0.5s 可对每辆列车的位置进行检测,对列车定位的精度可达±5m 。列车运行间隔可达80s 。采用扩频技术的ATC 系统设备量较小,全寿命周期费用仅为传统ATC 系统的一半左右,而且还具备安装容易、维修方便等特点,用于旧线改造时不会打断现有列车控制设备的运行。3.2 集成化的综合地铁控制系统
由于通信技术的发展,ATC 系统中ATS 子系统的功能也越来越强。ATS 子系统正在向集成化方向发展,它已不仅仅是传统意义上的“列车自动监
督”,地铁工程中地铁信号系统的其它子系统如电话系统、无线通信系统、公共广播系统、闭路电视系统、环控系统、电力监控系统、自动售检票系统、火灾报警系统及保安系统等的监督和控制功能,可与乘客信息系统、列车自动监督系统等功能集成在一个系统中,这样既保证了地铁系统运行的完整性、协调
·
5·
性,又减少了设备量和工作人员的数量,使系统更先
进、更高效
。
图7 AA TC 系统框图
3.3 全程无人驾驶技术
目前普遍采用站间ATO 方式,即正常情况下
列车出站时的启动由驾驶员完成,运行过程则是全自动的。全程无人ATO 方式则是列车上没有任何驾驶员或工作人员的全自动方式,站停、发车、运行、折返、入库等过程由操作控制中心直接管理。目前的A TO 方式,在通信的速率、通信安全性、可靠性等方面能得到保证的话,很容易升级为全程无人ATO 方式。
全程无人ATO 方式具备非常高的灵活性,对突然增长的能力需求和不可预见的事件具备敏捷的反应能力,而且不需要增加系统操作人员的工作压力,自然也就提高了运输效率和经济利益。让更多的人力资源直接用于为旅客提供服务,这才是乘客最迫切需要的。
与首先使用无人驾驶系统的几个城市一样,世
界上许多地方的专业人士也已经认可了无人驾驶技术所具有的优越性和灵活性。
4 小结
城市建设的发展、城市人口的急剧膨胀,对地铁运输能力的要求越来越高。用户的需求,科技的进步,促进了地铁信号技术的发展。基于通信的ATC 系统、全程无人ATO 系统、集成的地铁控制系统是地铁信号系统发展的方向,并随着通信、网络、计算机技术的进步而不断发展。
参 考 文 献
1 魏京燕等编.当代中国铁路信号.北京:中国铁道出版社,
1997
(收稿日期:2000—04—06)
广 告
优惠提供《电子文摘报》今年第13期“学习单片机动手做实验”一文的套件,价120元/套,汇款地址:江苏省吴江市水泥厂周惠媛收,邮政编码:215211。同时愿意和广大电子电脑爱好者交流信息和经验。
·订杂志 送广告·
本刊决定从2000年起,对订阅全年杂志的单位及个人发布一条广告信息,面积为25mm ×80mm ,内容应符合《广告法》要求。欲刊登广告者,请把刊登内容与邮局订阅收据复印件寄本刊广告发行部。全年杂志订费72元。
·
6·
城市轨道交通信号与通信系统基础知识
城市轨道交通信号与通信系统基础知识 填空题 城市轨道交通信号系统通常包括两大部分，分别为联锁装置和列车自动运行控制系统。 列车自动运行控制系统ATC包括ATO（列车自动驾驶）、ATP（列车自动超速防护）、ATS（列车自动监控系统）。 信号机是由机柱、机构、托架、梯子、基础组成。（此一般指高柱信号机，若矮型信号机则无梯子。） 机构是由透镜组（聚焦的作用）、灯座（安放灯泡）、灯泡（光源）、机箱（安装诸零件）、遮檐（避免其它光线射入）、背板（增大色灯信号与周围背景的亮度）等组成。 透镜式信号机是指用信号的颜色和数目来组成的设备，并且采用光学材料的透镜组。 通过色灯的显示，提供列车运营的条件，拥有一系列显示的设备称为信号机。 信号机按高矮可分为高柱信号机与矮型信号机。 信号机按作用的不同可分为：防护信号机、阻挡信号机、出段信号机、入段信号机、调车信号机。 道岔区段设置的信号机称为防护信号机。 10、控制列车的进入与速度的设备称为信号。传送各种信息（图像、信息等）称为通信。 11、继电器是由电磁系统和接点系统组成。电磁系统是由线圈和铁芯组成，即输入系统。接点系统是由前接点和后接点组成，即输出系统。 12、转辙机的功能有：转换道岔、锁闭道岔、给出表示。 13、转辙机按用电性质，可分为直流电动转辙机和三相交流电动转辙机。 14、转辙机按道岔锁闭位置，可分为内锁闭和外锁闭。 15、转辙机按动力，可分为电动和液压。 16、50Hz微电子相敏轨道电路应用于车辆段内，其作用是接受来自轨道上列车占用的情况。 17、音频数字编码无绝缘轨道电路应用于正线上和试车线上，其作用是接受和发送各种信息。
地铁CBTC信号系统
地铁CBTC信号系统 北京地铁通号公司赵炜 概述： 移动闭塞是基于通信技术的列车控制（简称CBTC）ATC系统是利用通信技术实现“车地通信”并实时地传递“列车定位”信息。系统通过建立车地之间连续、双向、高速的通信，使列车命令和状态可以在车辆和地面之间进行实时可靠的交换，并确定列车的准确位置及列车间的相对距离，保证列车的安全间隔。 地铁CBTC信号系统技术交流 北京地铁通号公司 总工 赵炜 2010年5月
地铁CBTC信号系统 地铁信号系统是地铁运输系统中，保证行车安全、提高区间和车站通过能力的手动控制、自动控制及远程控制技术的总称，是地铁行车调度依据行车计划或运力需求组织行车，并按一定的闭塞方式指挥列车安全、正点运行的重要设备系统，具有下达行车指令、办理列车进路、开放信号并指挥行车的基本功能。北京地铁信号系统随着核心技术的不断进步，其设备构成、主要功能均不断得到了完善和提高，尤其是列车运行控制方式和信号系统闭塞方式发生了根本性的变革。 ? 简介CBTC信号系统构成及原理 ? 目前面临的问题及对策 ? CBTC信号系统的优点 北京地铁2009年运营线路图
地铁CBTC信号系统列车自动控制系统 城市轨道交通信号系统通常由列车自动控制系统（Automatic Train Control，简称ATC）组成，ATC系统包括三个子系统： —列车自动监控系统（Automatic Train Supervision，简称ATS） —列车自动防护子系统（Automatic Train Protection，简称ATP） —列车自动运行系统（Automatic Train Operation，简称ATO） 三个子系统通过信息交换网络构成闭环系统，实现地面控制与车上控制结合、现地控制与中央控制结合，构成一个以安全设备为基础，集行车指挥、运行调整以及列车驾驶自动化等功能为一体的列车自动控制系统 1.列车自动监控系统ATS 2.列车自动防护子系统ATP 3.列车自动运行系统A TO 列车自动控制系统构成图
城市轨道交通信号与通信系统教学大纲
《城市轨道交通信号与通信系统》教学大纲 一、课程基本信息 课程名称（中文）：城市轨道交通信号与通信系统（英文）： 课程代码： 课程类型/性质：专业课 总学时：64 学分：4 适用专业：轨道交通运营管理 开课系门：管理系 与本专业其它课程的关系：本课作为一门专业课，将为学生对轨道交通运营管理及设备维修维护打下坚实的基础。 二、课程内容简介 介绍了城市轨道交通信号与通信系统的主要系统，包括基础信号设备、联锁系统、列车自动控制系统、通信传输系统、电话系统、无线调度系统、闭路电视、广播系统、时钟系统、商用通信系统和旅客信息系统，每个系统都从系统组成、系统功能及其控制方面进行了介绍。。 三、课程任务、教学目标 通过教学，使学生掌握城市轨道交通信号与通信系统的构成，及主要设备的维护检修流程。 【一】知识目标 要求学生通过本课程的学习，具备对信号、通信各子系统设备构成与主要功能的牢固掌握，对各系统进行维护和维修的能力。 【二】能力目标
1.分析能力的培养：主要是对具体通信和信号进行分析的能力的培养，同时也要注意培养综合运用多种分析方法的能力培养。 2.自学能力的培养：运用启发式教学方法，通过本课程的教学，要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力，以及围绕课堂教学内容，阅读参考书籍和资料，自我扩充知识领域的能力。 3.表达能力的培养：主要是通过作业、课上讨论等形式，清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力。 4.创新能力的培养：培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯和对问题提出多种解决方案、选择不同的方法对设备进行维护的能力。 【三】素质目标 1、了解轨道交通信号与通信设备基本构成与主要功能。 2、具有严谨工作作风，实事求是的学风，树立创新意识。 3、树立良好的学习态度。 四、教学安排、教学方法及手段 坚持讲授与指导学生练习相结合，课堂系统规范讲授本课程内容，必要时运用多媒体教学手段，加强学生的预习与复习环节、实际操作与案例分析的测验环节。 考核方法:实行教考分离；建立考试题库制，采用平时测验+期末考核等多种考核方式。 五、各教学环节学时分配 理论部分学时分配
城市轨道交通信号系统ATC、ATS、ATO、ATP介绍
城市轨道交通信号系统ATC、ATS、ATO、ATP介绍 城市轨道交通信号系统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。城市轨道交通信号系统通常由列车自动控制系统（Automatic Train Control，简称ATC）组成，ATC系统包括三个子系统：—列车自动监控系统（Automatic Train Supervision，简称ATS）—列车自动防护子系统（Automatic Train Protection，简称ATP）—列车自动运行系统（Automatic Train Operation，简称ATO）三个子系统通过信息交换网络构成闭环系统，实现地面控制与车上控制结合、现地控制与中央控制结合，构成一个以安全设备为基础，集行车指挥、运行调整以及列车驾驶自动化等功能为一体的列车自动控制系统。一、列车自动控制系统（ATC）分类1、按闭塞布点方式：可分为固定式和移动式。固定闭塞方式中按控制方式，又可分为速度码模式（台阶式）和目标距离码模式（曲线式）。 2、按机车信号传输方式：可分为连续式和点式。 3、按各系统设备所处地域可分为：控制中心子系统、车站及轨旁子系统、车载设备子系统、车场子系统。二、固定闭塞ATC系统固定闭塞ATC系统是指基于传统轨道电路的自动闭塞方式，闭塞分区按线路条件经牵引计算来确定，一旦划定将固定不变。列车以闭塞分区为最小行车间隔，ATC系统根据这
一特点实现行车指挥和列车运行的自动控制。固定闭塞ATC 系统又可分为速度码模式和目标距离码模式。1、速度码模式（台阶式）如北京地铁和上海地铁1号线分别引进的英国西屋公司和美国GRS公司的ATC系统均属此类ATC系统，该系统属70～80年代的产品，技术成熟、造价较低，但因闭塞分区长度的设计受限于最不利线路条件和最低列车性能，不利于提高线路运输效率。固定闭塞速度码模式ATC 是基于普通音频轨道电路，轨道电路传输信息量少，对应每个闭塞分区只能传送一个信息代码，从控制方式可分成入口控制和出口控制两种，从轨道电路类型划分可分为有绝缘和无绝缘轨道电路两种。以出口防护方式为例，轨道电路传输的信息即该区段所规定的出口速度命令码，当列车运行的出口速度大于本区段的出口命令码所规定的速度时，车载设备便对列车实施惩罚性制动，以保证列车运行的安全。由于列车监控采用出口检查方式，为保证列车安全追踪运行，需要一个完整的闭塞分区作为列车的安全保护距离，限制了线路通过能力的进一步提高和发挥。能提供此类产品的公司有：英国WSL公司、美国GRS公司、法国ALSTOM公司、德国SIEMENZ公司等。2、目标距离码模式（曲线式）目标距离码模式一般采用音频数字轨道电路或音频轨道电路加 电缆环线或音频轨道电路加应答器，具有较大的信息传输量和较强的抗干扰能力。通过音频数字轨道电路发送设备或应
城市轨道交通信号系统ATC
城市轨道交通信号系统ATC 城市轨道交通信号系统 城市轨道交通信号系统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。 城市轨道交通信号系统通常由列车自动控制系统（Automatic Train Control，简称ATC）组成，ATC系统包括三个子系统： —列车自动监控系统（Automatic Train Supervision，简称ATS） —列车自动防护子系统（Automatic Train Protection，简称ATP） —列车自动运行系统（Automatic Train Operation，简称ATO） 三个子系统通过信息交换网络构成闭环系统，实现地面控制与车上控制结合、现地控制与中央控制结合，构成一个以安全设备为基础，集行车指挥、运行调整以及列车驾驶自动化等功能为一体的列车自动控制系统。 一、列车自动控制系统（ATC）分类 1、按闭塞布点方式：可分为固定式和移动式。固定闭塞方式中按控制方式，又可分为速度码模式（台阶式）和目标距离码模式（曲线式）。 2、按机车信号传输方式：可分为连续式和点式。 3、按各系统设备所处地域可分为：控制中心子系统、车站及轨旁子系统、车载设备子系统、车场子系统。 二、固定闭塞ATC系统 固定闭塞ATC系统是指基于传统轨道电路的自动闭塞方式，闭塞分区按线路条件经牵引计算来确定，一旦划定将固定不变。列车以闭塞分区为最小行车间隔，ATC系统根据这一特点实现行车指挥和列车运行的自动控制。固定闭塞ATC系统又可分为速度码模式和目标距
离码模式。 1、速度码模式（台阶式） 如北京地铁和上海地铁1号线分别引进的英国西屋公司和美国GRS公司的ATC系统均属此类ATC系统，该系统属70～80年代的产品，技术成熟、造价较低，但因闭塞分区长度的设计受限于最不利线路条件和最低列车性能，不利于提高线路运输效率。固定闭塞速度码模式ATC是基于普通音频轨道电路，轨道电路传输信息量少，对应每个闭塞分区只能传送一个信息代码，从控制方式可分成入口控制和出口控制两种，从轨道电路类型划分可分为有绝缘和无绝缘轨道电路两种。 以出口防护方式为例，轨道电路传输的信息即该区段所规定的出口速度命令码，当列车运行的出口速度大于本区段的出口命令码所规定的速度时，车载设备便对列车实施惩罚性制动，以保证列车运行的安全。由于列车监控采用出口检查方式，为保证列车安全追踪运行，需要一个完整的闭塞分区作为列车的安全保护距离，限制了线路通过能力的进一步提高和发挥。能提供此类产品的公司有：英国WSL公司、美国GRS公司、法国ALSTOM公司、德国SIEMENZ公司等。 2、目标距离码模式（曲线式） 目标距离码模式一般采用音频数字轨道电路或音频轨道电路加电缆环线或音频轨道电路加应答器，具有较大的信息传输量和较强的抗干扰能力。通过音频数字轨道电路发送设备或应答器向车载设备提供目标速度、目标距离、线路状态（曲线半径、坡道等数据）等信息，车载设备结合固定的车辆性能数据计算出适合于列车运行的目标距离速度模式曲线（最终形成一段曲线控制方式），保证列车在目标距离速度模式曲线下有序运行。不仅增强了列车运行的舒适度，而且列车追踪运行的最小安全间隔缩短为安全保护距离，有利于提高线路的通过能力。如上海地铁2号线引进美国US&S公司、明珠线引进法国ALSTOM公
有关地铁ATC介绍(参考Word)
一．地铁信号系统的构成 地铁信号系统是保证列车安全、准点、高密度运行的重要技术装备。世界各大城市的地铁信号设备大多采用列车自动控制系统（简称ATC，Automatic Train Control）。通常ATC系统由三个子系统组成： (1)列车自动监控子系统（简称ATS，Automatic Train Supervision）； (2)列车自动防护子系统（简称ATP，Automatic Train Protection）； (3)列车自动运行子系统（简称ATO，Automatic Train Operation）。 二、ATC各子系统的功能 1.列车自动监控子系统(ATS) (1)列车自动识别、列车运行自动跟踪和显示。 (2)运行时刻表或运行图的编制及管理。 (3)自动和人工排列进路。 (4)列车运行自动调整。 (5)列车运行和信号设备状态自动监视。 (6)列车运行数据统计、列车运行实绩记录。 (7)操作与数据记录、输出及统计处理。 (8)列车运行、监控模拟及培训。 (9)系统故障和故障恢复处理。 2.列车自动防护子系统(ATP) (1)检测列车位置，实现列车间隔控制和进路的正确排列。 (2)监督列车运行速度，实现列车超速防护控制。 (3)防止列车误退行等非预期的移动。 (4)为列车车门、站台屏蔽门或安全门的开闭提供安全监控信息。 (5)实现车载信号设备的日检。 (6)记录司机操作和设备运行状况。 3．列车自动运行子系统（ATO） (1)启动列车并实现站间自动运行。 (2)控制列车实现车站定点停车、车站通过和折返作业。 (3)与行车指挥监控系统相结合，实现列车运行自动调整。 (4)车门、站台屏蔽门或安全门的开、闭监控。
广州地铁信号系统基础知识培训
广州地铁三号线 信号系统培训资料（内部资料)
目录 1. 参考文档2? 2. Syｓtem Architecｔure／系统结构3? 2.1 SystｅｍＭanagement Ceｎtｒe (SMC）/系统管理中心(SMＣ） (7) ２．2 Vehicｌe Cｏntrol Centre (VＣＣ)／车辆控制中心(VCＣ) (8) 2．3Veｈｉｃle On-ｂｏard Coｎｔｒoller (VOBC) / 车载控制器（VOBＣ)9?2．４Ｓtatiｏn Ｃontroｌlｅr Subsystem（STC) / 车站控制器子系统(ＳTC）10 ２.５Ｉｎductｉve Loop Coｍmunications/感应环线通信1?０ 3. 中央设备.......................................................................................................................... １1 3.1 SystｅｍMａnaｇeｍent Cｅnｔre(ＳMC)／系统管理中心（SMC)11? 3.2Ｖehｉｃle Ｃｏnｔrol Ceｎtre (VＣC)/ 车辆控制中心?１2 4. 轨旁设备?１2 ５. 车载设备........................................................................................................................ １7 6．测试的步骤及注意事项: (20) 7. 附件................................................................................................................................ 2０
北京地铁4号线延伸信号系统方案分析
都市快轨交通?第22卷第3期2009年6月学术探讨 U RBAN RAPID RAIL TRANSIT 北京地铁4号线延伸 信号系统方案分析 王 成1 赵波波2 (1.中铁第四勘察设计院集团有限公司 武汉 430063;2.北京交通大学 北京 100044) 摘 要 针对北京地铁4号线及其延伸,讨论线路延伸工程中信号系统适用的两种实施方案。阐述这两种方案在北京地铁4号线延伸线路的实际应用条件,重点分析其系统结构以及对既有线路信号系统的影响,并从实施难度、影响范围等方面对这两种方案进行比较。结果表明,这对国内城市轨道交通线路延伸工程中信号系统的建设具有一定的参考意义。 关键词 北京地铁4号线 轨道交通 延伸线路 信号系统 随着我国城市轨道交通事业的快速发展,既有轨道交通线路的延伸改造已经变得很普遍,并逐渐形成轨道交通建设的一种形式。 受城市轨道交通信号系统发展水平的限制,目前被广泛应用于城市轨道交通领域的主流ATC(automatic train control)系统,因生产商的不同,其信号产品不相同且互不兼容。这意味着当既有的轨道交通线路延伸及扩展时,新建信号系统与既有线信号系统的结合存在很大难度。在既有线路信号系统的基础上,如何既能够满足延伸工程的需求,又能够与既有线路的信号系统实现无缝兼容,成为必须解决的关键问题。 本文结合北京地铁4号线延伸工程规划,对延伸工程中的信号系统设计方案进行初步分析和讨论。 1 方案介绍 北京地铁4号线工程,正线线路全长约28km,共设车站24座,信号系统采用泰雷兹公司提供的基于通信的列车控制系统(以下简称CB TC系统,典型系统结构如图1所示)。根据北京市轨道交通线网规划,北京 收稿日期:2008211228 修回日期:2009202212 作者简介:王成,男,助理工程师,从事轨道交通信号系统工程设计工作,wangcheng0113@1631com 地铁4号线将向北延伸8km,约增加4个正线车站,向南延伸21km,约增加11个正线车站,与正在建设的大 兴线贯通运营。 A TS—列车自动监督;ZC—区域控制器; DS U—数据库存储单元;W RU—轨旁无线单元; OB RU—车载无线单元;V OB C—车载控制器 图1 CB TC典型系统结构示意图 在北京市轨道交通线网规划中,考虑了北京地铁4号线的南延及北延工程,而既有4号线工程在信号系统方案设计时没有考虑南延和北延的需求,因此既有信号系统没有预留接口条件,导致南延和北延工程的信号系统方案实施存在一定难度。针对这种情况,结合CB TC系统结构特点,讨论两种实施方案。 1.1 方案1:利用既有线路信号系统预留的扩展容量 方案1的基本思路是:基于既有4号线信号系统预留的控制余量进行扩容改造,信号系统使用与既有4号线相同的产品。北京地铁4号线在考虑了预留工程扩展容量的同时,对于正常控制容量的监控能力考虑有20%的富余量。考虑到4号线北延线路长度只有 63
地铁车辆ATC介绍
ATC是Automatic Train Control的简称，ATC系统就是列车自动控制系统（Automatic Train Control，简称ATC）。 ATC系统包括三个子系统： 1. 列车自动监控系统（Automatic Train Supervision，简称ATS） 2. 列车自动防护子系统（Automatic Train Protection，简称ATP） 3. 列车自动运行系统（Automatic Train Operation，简称ATO） 三个子系统通过信息交换网络构成闭环系统，实现地面控制与车上控制结合、现地控制与中央控制结合，构成一个以安全设备为基础，集行车指挥、运行调整以及列车驾驶自动化等功能为一体的列车自动控制系统。 一、ATC系统的组成和功能 ATC系统包括五个原理功能：ATS功能、联锁功能、列车检测功能、ATC 功能和PTI(列车识别)功能。 (1) ATS功能：是ATC的核心功能，可自动或由人工控制进路，进行行车调度指挥，并向行车调度员和外部系统提供信息。ATS功能主要由位于OCC(控制中心)内的设备实现。 (2) 联系功能：响应来自ATS功能的命令，在随时满足安全准则的前提下，管理进路、道岔和信号的控制，将进路、轨道电路、道岔和信号和状态信息提供给ATS和ATC功能。联锁功能由分布在轨旁的设备来实现。 (3) 列车检测功能：一般由轨道电路完成。 (4) ATC功能：在联锁功能的约束下，根据ATS的要求实现列车运行的控制。ATC功能有三个子功能：ATP/ATO轨旁功能、ATP/ATO传输功能和ATP/ATO 车载功能。ATP/ATO轨旁功能负责列车间隔和报文生成；ATP/ATO传输功能负责发送感应信号，它包括报文和ATC车载设备所需的其他数据；ATP/ATO车载功能负责列车的安全运营、列车自动驾驶，且给信号系统和司机提供接口。 (5) PTI功能：是通过多种渠道传输和接收各种数据，在特定的位置传给ATS，向ATS报告列车的识别信息、目的号码和乘务组号和列车位置数据，以优化列车运行。 二、ATC系统的水平等级 为确保行车安全和线路最大通过能力，在最大通过能力较低的线路，可采用以调度员人工控制为主的CTC（调度集中）系统。最大通过能力大于30对/h的线路，应采用完整的ATC系统，实现行车指挥和列车运行自动化。 三、ATC系统选用原则
地铁通信系统简介
地铁通信系统简介 地铁通信系统简介 目前地铁专用通信系统主要包括以下几个子系统： 传输系统、公务电话系统、专用电话系统、无线通信系统、广播系统、闭路电视监控系统、乘客信息系统、视频会议系统、时钟系统、集中网络管理系统、地铁信息管理系统、电源及接地系统、通信光缆/电缆及其他等。 1、传输系统 地铁传输系统能迅速、准确、可靠地传送地铁运营管理所需要的各种信息。该系统采用技术先进、安全可靠、经济实用、便于维护的光纤数字传输设备组网，构成具有承载语音、数据及图像的多业务传输平台，并具有自愈环保护功能。 目前地铁传输系统普遍采用MSTP设备，随着信息化程度的不断提高，对数据传输要求高带宽、低时延，通道保护智能化高，会采用更先进的OTN传输设备。 目前传输系统所承载的语音、数据及图像信息的业务主要有： （1）公务电话系统 （2）专用电话系统 （3）无线通信系统 （4）广播系统 （5）闭路电视监控系统 （6）时钟系统 （7）UPS电源系统 （8）信号电源及微机监测 （9）自动售检票系统（AFC） （10）安防系统 （11）门禁系统 （12）屏蔽门系统（PSD） （13）其它运营管理信息 传输系统的光纤环路具有双环路功能。当主用环路出现故障时，能够自动切换到备用环路上，保证系统不中断，切换时不影响正常使用。当主、备用光纤环路的线路在某一点同时出现故障时，两端的网络设备自动形成一条链状的网络。当某个网络节点设备出现故障时，除受故障影响的节点设备外，其它网络节点设备能保持正常工作。
地铁通信系统简介 2 / 31
地铁通信系统简介 2、公务电话系统 公务电话主要为运营、管理和维护部门之间的公务通信以及与公用电话网用户的通信联络，向地铁用户提供话音、非话及各种新业务。 公务电话系统按车辆段、车站两级结构进行组网，由设置在车辆段和车站的数字程控交换机、电话机及各种终端、配线架等辅助设备构成。 两相邻车站交换机通过实回线模拟中继相连，一旦车辆段交换机、传输设备及光线路发生故障，车站内部通信仍能保证，站间行车电话、轨旁电话等仍能畅通，不影响列车运营。
北京地铁通号公司
北市地铁运营有限公司职工学校定向培训生招生启示 （专业定向通信信号公司） 一、通信信号公司简介 通信信号公司隶属北京市地铁运营有限公司，国有制企业。负责地铁全网1号线、2号线、13号线、八通线、5号线、10号线、8号线、机场线、房山线、昌平线、亦庄线、15号线一期及即将开通的线路的通信、信号、AFC各系统设备的维护、检修、管理与更新、改造、科研技术开发等任务。是北京地铁科技含量高、专业性强的单位。 通信专业涵盖传输、无线、闭路电视、广播、时钟、公务电话系统、专用电话系统等八个子系统。 信号专业主要由ATC系统及联锁系统构成，各线均按照中心行车监控设备、地面信号设备及车载信号设备划分管理。目前12条已运营线路，分别采用了基于轨道电路及继电联锁的固定闭塞信号设备，基于目标距离ATP控制模式及微机联锁设备的准移动闭塞信号系统，基于CBTC的移动闭塞信号系统三种信号闭塞控制系统。 自动售检票（AFC）系统由售票系统、检票闸机系统、中心及车站计算机系统、网络通讯系统和配套系统等构成。AFC系统是较新的专业，它集通信、计算机、光、机、电技术于一体，是综合性较强的一门专业。 根据新线开通工作需要，经北京市地铁运营有限公司批准，面向社会招收通信、信号、AFC专业126人。 二、招生条件 1、具有良好的思想政治素质和职业道德，遵纪守法，无不良记录；责任感强，善于沟通合作与执行；心理素质好，能够承担工作压力。 2、注意力、判断力、分析表达力、服务意识良好。 3、身体健康，适应轮班制工作；无纹身；双眼矫正视力1.0以上，无色盲色弱；五官端正，普通话流利；年龄25岁及以下。 4、大学专科及以上学历；通信、自动化、计算机等电子类相关专业。
上海轨道交通ATC系统概述
1.ATC系统概述 ATC系统是基于用于列车检测和传送机车信号的无绝缘音频数字轨道电路US&S AF －904产品上的，这种轨旁电路用来进行列车检测和机车信号的传送。使用US&S MICROLOK II产品以安全微处理器和非安全NVLE来实现安全和非安全的轨旁逻辑，使用US&S MicroCab车辆组件来实现车载列车自动控制。 ATC系统由3个基本系统构成： ·ATP—列车自动防护； ·ATO—列车自动运行； ·ATS—列车自动监控。 ATC系统的设备，按地点可划分为三类： ·轨旁—现场设备、信号设备室、信号控制室； ·车载—装在车辆上的设备和单元； ·中央—位于中央控制室和ATS设备室的ATS设备。 西延伸段ATC系统保留既有2号线ATC系统性能指标，不再进行功能的增减。 下面章节提供在三类基本设备地点处的ATP，ATO和ATS的详细说明。 1.1轨旁ATC 本章节说明地铁2号线西延伸段的轨旁信号系统。同时还说明US&S设备及其安装。 1.1.1正线概况 在轨旁指定集中站的信号设备室内，安装轨旁信号系统的控制设备。 由CRCC提供的固定式轨旁色灯信号机被安装在所有列车渡线和道岔（联锁区）范围内，信号机安装在列车运行方向的线路右侧，在SER中的点灯电源是220V交流电流，并且灯丝转换继电器安装在本身的信号机机构内。点灯电路符合铁道部（MOR）标准。 通过正线ATC系统的列车检测电路，正线上所有列车的位置都被自动地监督。列车被显示在位于信号设备室（SER）的NVLE监视器上和车站控制室(SCR)的监视器上。通过数据传输系统（DTS），这类信息还送到控制中心并显示在计算机控制台上。通过这类显示，控制中心调度员可以监视正线上所有列车的运行以及辅助设备、配电设备的状态。
地铁车载ATC系统的研究及分析
地铁车载ATC系统的研究及分析 摘要基于地铁应用的日益广泛，车载ATC系统的应用也逐渐受到人们的关注。本文主要分析了地铁车载ATC系统的有关研究，从主要功能、系统冗余等多个方面对该系统进行了深入分析，扩大该系统的应用范围，为系统之后的应用提供理论基础。 关键词地铁；车载系统；研究；分析 1 地铁车载ATC系统运行模式 车载ATC系统（如图1所示）在运行过程中支持如下四种运行模式：第一，自动驾驶模式，即ATO模式。处于该模式下，ATP子系统确保列车运行的安全性以及稳定性。所有处于运行状态的列车，其启动、运行、加速以及制动的工作均交由ATO子系统予以控制，无需司机进行操作。若地铁处于自动驾驶模式，如系统设备未发生异常，且不存在人为干扰，则该模式可维持不变。第二，处于ATP防护状态下的人工驾驶，也可称为ATP模式。地铁处于该状态下，控制列车行驶的主要人员列司机，由司机按照列车当前形势速度以及同下一目标之间的距离提示驾驶列车。此时，ATP子系统同时对列车目前的行驶速度进行检测，若检测所得数据大于预设值，便会向工作人员提示，同时采用一定安全制动方式予以处理，以此确保列车行驶的安全性。第三，旁路模式，即Bypass模式。系统在正常运行过程中，往往存在大量检核机制，当系统当中检核机制出现故障，且故障在短时间内难以完全排出时，旁路模式便可令系统作业避让出现故障的检核机制，以便令系统可以持续保持作业模式。第四，切断模式，即OFF模式。当列车行驶过程中與出现故障或是部分关键性设备受损，该模式将电源切开，以保证列车的的安全性。此外，列车停止运行时，也处于该状态[1]。 2 车载ATC系统ATP子系统 2.1 ATP子系统主要功能 ATP具有如下功能：第一，ATP系统可以接收机车在运行过程中形成的信号以及数据，同时对其进行译码处理。第二，对当前列车行驶速度进行检测，确认当前行车速度点是否超过预设速度。若确认现行行车速度快于预设速度，便需对驾驶员提出警告。第三，若列车到站或是发生一定故障，该系统便将事实安全制动动作，或是实施非安全牵引操作。第四，该系统还可对车门进行控制，确保车本的安全，以免车门在开启或是关闭过程中出现故障。第五，车辆方向控制的需求。通过该系统，驾驶员能够及时对车辆行驶方向形成良好的控制[2]。 2.2 系统冗余 ATP子系统属于冗余系统，根据故障实际情况自行转化的方法形成。ATP 系统主要由两部分构成，分别为辅助ATP单元以及主要ATP单元。两者按照平
城市轨道交通专用通信系统简介
城市轨道交通专用通信系统简介 windxym 城市轨道交通（以下简称城轨）通信系统一般设置专用通信、警用通信、商用通信三大通信系统。商用通信系统是地面公众通信系统在地铁的延伸部分，通过设置移动电话引入系统将地面各运营商的移动通信业务引入地铁，使乘客在进入地铁后仍能够享受与地面一样的公众移动通信服务。警用通信系统是城市公安通信网络在地铁的扩展部分，为保障轨道交通警用各管理部门业务的正常开展，实现轨道交通安全运营以及打击各种犯罪行为。专用通信系统是地铁指挥列车运行、组织运输生产、提高运营管理效率和服务质量的重要手段。 1．城轨专用通信系统的作用 城轨专用通信系统是整个城轨的神经系统。 首先，专用通信系统与信号系统共同完成行车调度指挥，并为城轨的其他各子系统提供信息传输通道和时标（标准时间）信号。 其次，专用通信系统是城轨交通内部公务联络的主要通道，使构成城轨交通内部的各个子系统能够紧密联系，以提高整个系统的运行效率。当然，专用通信系统也是城轨交通内、外联系的通道。 再次，专用通信系统是实现以为人本、进一步提高地铁为乘客服务质量、加快各种信息传递的重要渠道，是提高地铁运营管理及经营开发水平，扩大对乘客服务范围的有效工具。 此外，在发生灾害、事故或恐怖活动的情况下，专用通信系统是进行应急处理、抢险救灾和反恐的主要手段。
2．城轨对专用通信系统的要求 城市轨道交通对专用通信系统的要求是能迅速、准确、可靠地传递和交换各种信息。 1）对于行车组织，专用通信系统应能保证将各站的客流情况、工作状况、线路上各列车运行状况等信息准确、迅速地传输到控制中心。同时将控制中心发布的调度指挥命令与控制信号及时、可靠地传送各个车站及行进中的列车上。 2）对于城轨运行的组织管理，专用通信系统应能保证各部门之间、上下级之间保持畅通、有效、可靠的信息交流与联系。 3）对于城轨运营的服务质量，专用通信系统应能保证在指定的时间，将指定的信息显示给指定的人群。 4）专用通信系统应能保证本系统与外部系统之间便捷、畅通的联系。 5）专用通信系统主要设备和模块应具有自检功能，并采取适当的冗余配置，故障时能自动切换和报警，控制中心可监测和采集和车站运行和检测的结果。 3．城轨专用通信系统的分类 1）按使用要求分类 （1）确保行车安全提高运行效率的通信系统； （2）设备维护运营管理的通信系统； （3）为旅客服务的通信系统。 2）按服务类别分类
基于轨道电路的ATC系统概述
基于轨道电路的ATC系统概述 姓名：王晓玲学号：10050104 摘要：城市轨道交通信号设备是城市轨道的主要技术，它担负着指挥列车运行、保证行车安全、提高运输效率的重要任务，城市轨道交通信号系统通常由列车自动控制系统（ATC）和车辆段信号控制系统两大部分组成。为了使更多的人了解轨道交通ATC系统，本文将从轨道交通信号的发展史、城市轨道交通信号在城市轨道交通运输中的作用、基于轨道电路ATC的系统组成及每部分的作用等方面对基于轨道电路的ATC系统进行阐述，并通过对西屋ATC系统的组成及功能介绍加深对基于轨道电路的ATC系统的认识。 1、轨道交通信号的发展史 1.1、世界轨道交通信号发展历程 1863年世界上第一条地下铁道于1月10日在伦敦建成，由蒸汽机车作为 牵引动力。随着英国工业革命的不断发展和传播，自此各国相继开始了自己的 轨道交通的建设，轨道交通信号随之也有了相应的发展。 轨道交通信号最早起源于英国。最早的列车指挥是由一位戴绅士礼帽、穿 黑大衣和白裤子的铁路员工骑马在前引导运行的，他边跑边以各种手势发出信 号指挥列车的前进和停止。 随着人们慢慢意识到人工指挥的危险性，人们开始研究使用固定的信号设备：用一块长方形的板子，横向线路是停车信号，顺向线路是行车信号。实际 上顺向线路很难观察，故又在顶端加块圆板，当必须在夜间行车时，就以红色 灯光表示停车信号，白色灯光表示行车信号。1841年，英国人戈里高利提出用 长方形臂板作为信号显示，装设在伦敦车站，这就是铁路上首次臂板信号机的 出现。臂板信号机结构如下图。
随后，色灯信号机的出现代替了臂板信号机，使得信号系统的发展更进了 一步。色灯信号机以其灯光的颜色、数目和亮灯状态来表示信号，通常有三显 示和四显示信号机，以“红、黄、绿”三色为主要灯光颜色来表示不同的信号，同时辅以蓝色、月白色来完成各种任务命令的下达。 在轨道交通线路中，由于站间距小、运营线路条件差，仅以信号机信号显示、由司机来控制机车难以达到大密度运营，因此，列车自动控制系统（ATC）的应用大大解决了这个问题，尤其在线路条件不好、气候条件不好的情况下， 车载信号的作用是不可估量的。 1.2、我国轨道交通信号发展历程 就我国而言，轨道交通信号的发展大致经历了三个阶段：初期阶段、过渡 阶段和发展阶段。 1.2.1、初期阶段 我国地铁信号系统是随北京地铁的兴建而起步的。1965年7月1日，我国建成第一条地下铁道——北京地铁一期工程动工兴建，1971年通车。当时信号项目主要为复线自动闭塞（包括机车信号和自动停车）、调度集中、列车自动驾驶和继电联锁，从而实现列车集中调度、集中监控和列车运行自动化。自动闭塞采用的是我国自行开发并首次应用的由电子元器件制成的移频轨道电路，采用的是“红、红、黄、绿”的双红灯带保护区段的三显示方式，按照90s行车间隔设计；调度集中系统采用的我国自行开发的直流脉冲制调度集中系统；由于国内各种器件供应困难，加上当时车辆性能不够完全和稳定，列车自动驾驶从1969年10月起在北京地铁一期线路上试运行达4年之久，但未被全面采用和推广。 1.2.2、过渡阶段 早期的自主开发的行车指挥和列车运行自动化系统（ATC）由两部分组成，一部分是行车指挥自动化系统，也就是ATS系统，由控制计算机系统和调度集中子系统组成，继电联锁为其终端执行设备；另一部分是列车运行自动化系统。此时的ATC系统主要应用于北京地铁二期的环线，设备大多采用国产设备。 同时，北京地铁对环线调度集中进行绿技术改造，研制“微机调度集中系统”，并于1993年开通使用。该系统的主要功能有：辅助行车调度员调整运行计划；计划运行图和实迹运行图的显示和打印；显示全线线路和设备状况；车次追踪与显示；故障报警与检测；调度操作自动记录；系统自检；在线机故障自动复零启动。1998年对北京地铁的车载设备进行改造，新型的ATP车载系统于2000年在北京环线投入批量使用。 由于我国地铁建设速度缓慢，使得国产信号设备技术水平较低，不能提供一体化的完整系统，随着经济的发展和城市人口的膨胀，在建设地铁时由于技术和资金的需求不得不向外国引进先进的地铁信号设备。此次革新，使得中国地铁的整个技术水平上升绿一个台阶，实现了2min的运行间隔，大大提高了地铁列车的运行效率和运输能力。 1 .2.3、发展阶段 从1994年至今，我国轨道交通建设进入了飞速发展时期，伴之而来的是大规模的信号设备的引进。广州、上海、深圳、重庆和南京等轨道交通项目的信号系统先后采用了德国西门子公司、美国US&S公司、法国阿尔斯通公司和日本信号公司等各具特色的ATC系统，采用这些引进设备后，大大缩短了运行间隔，