CBTC系统移动闭塞制式分析
地铁CBTC系统信号系统分析与故障
地铁CBTC系统信号系统分析与故障1. 引言1.1 介绍地铁CBTC系统信号系统分析与故障地铁CBTC系统信号系统是一种先进的列车控制系统，它采用了计算机技术和无线通信技术，实现了列车之间的实时通信和自动调度。
CBTC系统的信号系统是系统中的关键部分，它负责向列车发送信号和指令，以确保列车能够安全、高效地运行。
对于CBTC系统信号系统的分析和故障排查显得尤为重要。
在实际运行中，CBTC系统信号系统可能会出现各种故障，例如信号传输中断、信号误码等。
为了及时排除这些故障，需要对CBTC系统信号系统进行分析，并采取相应的维修措施。
通过对故障案例的分析，可以总结出一些常见的故障原因和解决方法，为系统的维护和优化提供参考。
本文将重点介绍地铁CBTC系统信号系统的原理、分析方法、故障排查技术，以及相关的案例分析和维护优化策略。
通过对这些内容的深入探讨，可以更好地理解CBTC系统信号系统的重要性，同时也可以为今后地铁CBTC系统信号系统的发展提出建设性建议。
2. 正文2.1 CBTC系统原理CBTC系统通过无线通信技术实现列车与地面控制中心之间的实时数据传输。
列车上搭载有装有通信设备的车载控制器，地面控制中心通过无线信号与车载控制器进行数据交换，实现列车位置、速度等信息的传输。
CBTC系统通过计算机技术实现列车的实时监控和控制。
地面控制中心通过计算机系统对列车所传输的数据进行处理和分析，然后下达相应的指令控制列车的运行，包括限速、停车等操作。
CBTC系统还包括了车载信号系统和地面轨道侧信号系统的配合工作。
车载信号系统通过车载控制器对列车进行控制，地面轨道侧信号系统则通过信号灯等装置向列车发送控制指令，实现列车的安全运行。
CBTC系统原理是通过无线通信技术和计算机技术实现列车运行的实时监控和控制，保障列车运行的安全和高效。
CBTC系统的原理为地铁运行提供了技术支持，是地铁运行的重要保障之一。
2.2 CBTC系统信号系统分析CBTC系统信号系统分析主要是对地铁CBTC系统中信号系统的功能、结构、性能等进行系统的分析和研究。
列车运行自动控制系统—CBTC系统
2. 区域控制器 ZC
ZC接收其控制范围内列车车载设备无线传输的所有列车位置 信息；根据联锁系统报告的信号设备状态信息及所辖区域内轨道 障碍物的位置，为向所辖区域内后续的所有列车计算各自的移动 授权。 ZC同时对线路的临时限速进行管理控制。 ZC还负责对相邻ZC的移动授权请求做出响应，完成列车从一 个区域到另一个区域的交接。
列车定位过程分为两个：列车位置初始化和列车位置信息更新。
➢列车根据检测到第一个无源定位信标作为列车初始位置， 其中检测是通过信标检测列车上的天线位置实现。然后根据 第二个检测的无源定位信标确定列车的行进方向。即列车根 据检测到的两个连续无源定位信标建立列车位置和方向。 ➢列车根据测速测距功能计算出的列车位移，在列车先前建 立的位置基础上持续更新位置。 ➢列车会根据后续检测到的无源定位信标更新校准列车位置。
2. ZC切换原理
当列车正常运行到达当前 受控ZC管辖边界时，如确 认列车满足切换条件，开始 与相邻管辖区的ZC进行信 息交互，当列车越过边界后 将尝试与相邻ZC建立控制 关系，并与运行出清的ZC 解除控制关系。
ZC只能授予列车在其辖 区内活动的权限。当列车 MA延伸到地面ATP边界时， ZC会请求相邻的ZC为该列 车计算MA。
地铁CBTC系统信号系统分析与故障
地铁CBTC系统信号系统分析与故障我们将对 CBTC 系统的信号系统进行分析。
CBTC 系统主要由列车控制中心（TCC）、地面设备（Trackside Equipment）和列车设备（On-board Equipment）三部分组成。
列车控制中心（TCC）是 CBTC 系统的核心部分，负责控制列车的运行和监控整个地铁系统的运行状况。
TCC 通过无线通信系统与所有列车进行实时通信，实时掌握列车位置，调度车辆的运行。
地面设备主要包括信号机、轨道电路、无线通信装置等。
信号机负责向列车发送指令，控制列车的运行速度和停车位置，确保列车的安全运行。
轨道电路用于监控轨道上的列车位置，并向TCC发送实时信息。
无线通信装置负责和列车进行通信，保证列车设备和列车控制中心之间的信息交换。
接下来，我们将分析 CBTC 系统信号系统可能遇到的故障。
首先是TCC故障。
TCC出现故障会导致无法实时掌握列车位置和运行状态，进而会影响到列车的调度和运行。
其次是地面设备故障。
如果信号机、轨道电路或无线通信装置出现故障，可能会导致列车无法及时收到指令，影响列车的运行安全。
再次是列车设备故障。
如果车载信号装置或车载通信装置出现故障，列车将无法及时响应地面设备的指令，可能会造成列车的失控或者停车故障。
除了应对CBTC系统信号系统可能遇到的故障外，我们还需要做好CBTC系统的预防和维护工作。
首先需要对 CBTC 系统进行定期的检修和维护，保证各个部件的正常运行。
其次是加强对 CBTC 系统的监控，建立完善的监控系统，及时发现 CBTC 系统可能存在的问题，做好预防措施。
还需要做好故障处理的培训和应急预案的制定，提高人员对 CBTC 系统故障处理的能力和技术水平。
(完整word版)城市轨道交通移动闭塞ATC系统浅析
1、前言移动闭塞是一种区间不分割，根据连续检测先行列车位置和速度，进行列车间隔控制，确保后续列车不会与先行列车发生冲突，能够安全停车的列车安全系统。
移动闭塞的想法产生于60年代，由于当时技术条件的限制，难以变成现实。
到了80年代，计算机技术和通信技术的飞速发展，为移动闭塞系统的实现创造了条件。
近年来，各国相继投入力量研制基于通信的列车控制系统CBTC，具有代表性的主要有法国国铁的ASTREE,日本铁道综合技术研究所的CARA T系统、欧洲铁道联盟研究所的ETCS 系统和美国加拿大铁路协会的ATCS系统等。
这些系统的共同点是列车和地面间有各种类型的双向通信手段，可以在确保列车运行安全的前提下，最大限度地缩短列车运行间隔，提高线路通过能力。
2、移动闭塞原理及系统结构2.1、移动闭塞原理移动闭塞是相对于固定闭塞而言的。
固定闭塞是在区间设置固定的闭塞分区和相应的防护信号，而移动闭塞虽然也有防护列车运行安全的闭塞分区，但其闭塞区间是移动的，是随着后续列车和前方列车的实际行车速度、位置、载重量、制动能力、区间的坡度、弯道等列车参数和线路参数的变化而改变，随着列车运行而移动。
根据是否考虑先行列车的速度，移动闭塞的构成分为两种：一是考虑先行列车速度的移动闭塞系统(MB-V方式)；二是不考虑先行列车速度的移动闭塞系统(MB-V0方式)。
图1 移动闭塞条件下列车追踪控制原理2.2、移动闭塞的系统结构移动闭塞系统的具体结构有多种，但从基本组成上来说，移动闭塞ATC系统通常分为三个层次：管理层、操作层和执行层，其典型结构如下图2所示。
系统管理中心SMC位于管理层，其任务是统一指挥整个全段内列车运行。
SMC通过先进的计算机和网络技术监督着整条线路的自动操作，实现ATS的功能及其它中央调度功能。
车辆控制中心VCC位于操作层，它根据SMC的命令，按移动闭塞原理对列车运行间隔进行控制，并和车站联锁设备相联系，为列车进出站安排接发车进路。
自主化的移动闭塞CBTC系统
［ Ｍ ］ ． 北 京 ：中国铁 道 出版 社 ，２ ０ ０ ２ ．
（ 收稿 日期 ：２ Ｏ １ ２ － ０ ５ －０ ４ ）
铁路通信信号工程技术（ Ｒ Ｓ Ｃ Ｅ ） ２ ０ １ ３ 年６ 月，第 １ ０ 卷第３ 期 表１ 系统模 式对 应表
注 Ｄ Ｔ Ｂ：无 人 折 返 模 式 ；ＡＴ Ｏ： 自动 驾 驶 模 式 ；ＡＴ Ｐ Ｍ ：ＡＴ Ｐ 人 工 模 式 ；Ｉ ＡＴ Ｐ：点 式ＡＴ Ｐ 模 式 ，ＲＭ ：限制 人 工 模 式 ； ＮＲ Ｍ ：非限制人 工模式 。
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｄ ｏ ｍｅ ｓ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｙ — ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｅ ｄ ； ＣＢＴ Ｃ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ； ｍｏ ｖ ｉ ｎ ｇ ｂ ｌ ｏ ｃ ｋ
ＤｏＩ ： ｌ Ｏ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ３ — ４ ４ ４ ０ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ３ ． ０ １ ０
［ ２ ］ 吕永 昌，林 瑜 筠 计算机联锁 【 Ｍ 】 ． 北京 ：中国铁 道 出版
社 ．２ ． ０ ０ ７ ．
电源故障很容易被忽略。要特别引起注意 。 以上所述为 Ｔ Ｙ 儿一 Ｉ Ｉ 型计算机联锁系统常见室 内故 障处理方法和流程 ，对于具体的故 障处理还需
浅析移动闭塞信号系统列车定位与间隔防护原理
浅析移动闭塞信号系统列车定位与间隔防护原理摘要：本文通过探讨卡斯柯公司CBTC移动闭塞信号系统在深圳地铁二号线的应用，分析基于通信的列车控制系统的车地通信、列车定位、间隔控制等有关方面的技术，为信号设备维护人员及使用人员提供一定的理论基础。
关键词：移动闭塞车地通信列车定位间隔控制1、引言移动闭塞就是基于通信技术的列车控制A TC系统（简称CBTC－Communication Based Train Control）,该系统不依靠轨道电路向列控车载设备传递信息，而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。
通过车载设备、轨旁设备实现列车与车站或控制中心之间的信息交换，完成速度控制，系统通过车地之间连续、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，实现列车的安全间隔控制。
移动闭塞技术是通过车载设备和轨旁设备不见断的双向通信来实现。
列车不间断向控制中心传输其标识位置、方向和速度，控制中心可以根据列车实时的速度和位置动态计算列车的最大制动距离。
列车的长度加上这一最大的制动距离并在列车后方加上一定的安全距离便组成了一个与列车同步移动的虚拟分区。
由于保证了列车前后的安全距离，两个相邻的移动闭塞分区就能以最小的间隔同时进行，这样使得列车能以较高的速度和较小的间隔运行，从而提高运营效率。
在CBTC移动闭塞信号系统应用中的关键技术是双向无线通信技术、列车定位技术、自动防护间隔控制技术等。
2、车地通信无线通信系统传输技术目前国际上通常采用方式有交叉感应环线技术、无线电台通信技术、漏泄电缆无线传输技术、裂缝波导管无线传输技术等等。
深圳地铁2号线采用卡斯柯公司研发的波导管无线传输技术。
卡斯柯公司研发的CBTC移动闭塞信号系统采用由波导管构成的通信子系统（DCS）作为车地通讯的传输系统，沿线铺设的波导管作为车地双向传输的媒介。
卡斯柯公司CBTC信号系统既可以实现固定自动闭塞系统，即点式ATP，也可以实现移动自动闭塞系统。
移动闭塞及cbtc技术
移动闭塞移动闭塞(Moving Block)系统是一种采用先进的通信、计算机、控制技术相结合的列车控制系统，国际上又习惯称为基于通信的列车控制系统CBTC(Communication Based Train Control)。
在铁路上尚无应用实例，在城市轨道交通中运用较多。
IEEE将CBTC定义为：利用高精度的列车定位（不依赖于轨道电路）双向连续、大容量的车-地数据通信，车载、地面的安全功能处理器实现的一种连续自动列车控制系统。
CBTC信号系统能够基于通信对列车进行定位进而实现列车的移动闭塞功能。
所谓闭塞就是指利用信号设备把线路人为地划分成若干个物理上或逻辑上的闭塞分区，以满足安全行车间隔和提高运输效率的要求。
目前，信号闭塞原则是按照ATP/ATO制式来划分的，基本上可以分为三类，即：固定闭塞、准移动闭塞和移动闭塞。
随着地铁列车行驶速度不断提升，目前最高速度已达到120Km/小时，如何在高速环境下确保运营安全，缩短行车间隔，提高运营效率，这对地铁车辆、信号系统、通信系统等都提出了极高要求，从最初的固定闭塞到准移动闭塞，再到现在最先进的基于通信的列车控制 CBTC移动闭塞系统的应用，信号系统的持续改进是推动列车提速、保障行驶安全的最关键技术。
与传统固定闭塞、准移动闭塞相比，基于无线通信的移动闭塞系统通过部署在列车上以及轨道旁的无线设备，实现了车、地间不中断的双向通信，控制中心可以根据列车的实时速度和位置动态计算和调整列车的最大制动距离，两个相邻列车能以很小的间隔同时前进，从而提高运营效率，目前所有国内新建地铁线路均采用CBTC信号系统。
移动闭塞的想法产生于60年代，由于当时技术条件的限制，难以变成现实。
到了80年代，计算机技术和通讯技术的飞速发展，为移动闭塞系统的实现创造了条件。
近年来，各国相继投进气力研制基于通讯的列车控制系统CBTC，具有代表性的主要有法国国铁的ASTREE，日本铁道综合技术研究所的CARAT系统、欧洲铁道同盟研究所的ETCS系统和美国加拿大铁路协会的ATCS系统等。
地铁CBTC信系统原理及分类
地铁CBTC信号系统原理及分类移动闭塞是基于通信技术的列车控制（简称CBTC—Communication Based Train Control）ATC系统，该系统不依靠轨道电路向列控车载设备传递信息，而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。
通过车载设备、轨旁通信设备实现列车与车站或控制中心之间的信息交换，完成速度控制。
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。
移动闭塞技术是通过车载设备和轨旁设备不间断的双向通信来实现。
列车不间断向控制中心传输其标识、位置、方向和速度等信息，控制中心可以根据列车实时的速度和位置动态计算列车的最大制动距离。
列车的长度加上这一最大制动距离并在列车后方加上一定的防护距离，便组成了一个与列车同步移动的虚拟分区。
由于保证了列车前后的安全距离，两个相邻的移动闭塞分区就能以很小的间隔同时前进,这使列车能以较高的速度和较小的间隔运行，从而提高运营效率。
1.基于基于交叉感应环线技术2.基于无线电台通信技术3.基于漏泄电缆无线传输技术4.基于裂缝波导管无线传输技术1.基于基于交叉感应环线技术以敷设在钢轨间的交叉感应环线作为传输媒介的CBTC系统，在城市轨道交通中已经应用了较长时间。
交叉感应环线的缺点在于，安装在钢轨中间，安装困难且不方便工务部门对钢轨的日常维修，车－地通信的速率低。
但由于环线具有成熟的使用经验，使用寿命长以及投资少等优点，目前仍继续得到应用。
2.基于无线电台通信技术随着无线通信技术的发展，基于自由空间传输的无线传输技术的在CBTC 系统中得到了应用。
无线的频点一般采用共用的2.4GHz或5.8GHz频段，采用接入点（AP）天线作为和列车进行通信的手段。
AP的设置保证区间的无线重叠覆盖。
自由空间传输的无线具有自由空间转播，对于车载通信设备的安装位置限制少；传输速率高；实现空间的重叠覆盖，单个接入设备故障不影响系统的正常工作；轨旁设备少，安装与钢轨无关，方便安装及维护的特点。
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CBTC系统移动闭塞制式分析
摘要：随着众多城市轨道交通线路客流量的持续上升，提高运行效率和灵活性
的需求从未停止。
但也应该清楚认识到：CBTC仅是一种控制手段，而不是控制口的；只有最终实现真正的移动闭塞，提高运行效率才是目标。
关键词：基于通信的列车控制；移动闭塞；行车间隔
1 CBTC系统与移动闭塞系统
利用高分辨率的列车定位来实现连续的列车自动控制，独立于轨道电路之外，采用持续、高效、双向的车地数据通信，并由车载和轨旁设备来承担行车控制等
安全功能。
IEEE电气和电子工程师协会并未对移动闭塞做出定义，而根据目前主流技术
的应用理解及维基百科中对移动闭塞的相关描述，移动闭塞的主要特性可以归纳为：
移动闭塞系统通过计算机系统为每列车实时定义了安全距离。
这需要同时具
备所有列车的精确定位和实时速度，以及连续双向的车地信号设备的通信。
移动
闭塞允许列车间的距离进一步缩短，只需维持必须的安全距离间隔，因此提高了
整条线路的通过能力。
列车定位信息通过轨道上设置的有源或无源式信标，以及
安装在车载设备中的转速计和速度传感器进行收集，而不依赖于轨道电路或计轴团。
由于虚拟闭塞甚至固定闭塞也有可能满足车地连续双向通信的特点，因而也
可以将其称为CBTC系统。
移动闭塞系统突破了物理分区限制，能够根据列车位置，动态控制列车速度
和间隔。
而固定闭塞或虚拟闭塞系统仍然依赖于轨道占用检查和联锁进路的排列。
从列车控制原理上来说，仅等效于准移动闭塞方式。
对于移动闭塞而言，一类是基于联锁进路的移动闭塞系统，可单向实现移动
闭塞追踪，但反向行车时一定要在轨旁布置反向信号机，且联锁系统需切换方向
逻辑，未脱离固定闭塞理念，故可称之为准移动闭塞；另一类是完全基于列车实
时位置的移动闭塞系统，可称之为纯正的移动闭塞系统，摒弃了轨旁联锁进路的
传统固定闭塞概念，完全是以列车为中心的先进运营模式和理念。
2 CBTC系统下不同闭塞制式在相同运营场景下的分析
对于移动闭塞系统来说，联锁设备无需排列进路，ATP列车自动防护）设备
即可下发移动授权。
这赋予了信号系统更加灵活的运营能力，可轻松实现列车双
向运行。
在不同的运营场景下，纯正移动闭塞系统的灵活应对能力非常必要。
2.1正常运营场景
2.1.1正常运营单向追踪
正常运营时，信号系统首先需要考虑的是安全和稳定，确保在交路运行时不
出故障。
对于这一基本要求，无论是固定闭塞（虚拟闭塞还是移动闭塞均可以较
好的实现）。
2.1.2正常运营回库
列车正常运营回库情况。
对于准移动闭塞系统而言，上行列车回库需要折返
到下行线后才能按正常运行方向进人车辆段，列车走行线路较长，回库过程中还
可能影响到其他正常运行的列车。
而如果在纯正移动闭塞系统下，列车只需要原
地换端就可以直接从上行线回库。
可见，在纯正移动闭塞系统下列车走行距离更短，列车出人库效率更高，对整个线路其他列车的影响也更小。
2.1.3正常运营交路套跑
一些线路较长或客流量较大的线路，往往需要采用不同的交路进行配置。
对
于交路套跑的场景，纯正移动闭塞系统有着明显的优势。
对于纯正的移动闭塞系统，由于ATP设备精确定位每列车的位置，故列车的
安全防护距离可以大大减少。
当位于侧股的小交路运行列车已经出站且其移动授
权已经延伸过道岔时，系统能仅将该道岔锁闭，使位于直股的大交路运行列车可
以正常进站。
对于其他制式的CBTC系统，即使位于侧股的小交路运行列车已经出站且其移动授权已经延伸过道岔，系统也会锁闭该道岔，从而导致直股进路无法授权，进
而无法设置直股上大交路运行列车的延伸防护区段，最终导致直股列车无法进站。
即使前方距离足够，且通过特殊手段处理，列车能够进站，但由于前方道岔位于
反位，列车也必须在进站前降速，从而对运行效率造成影响。
2.1.4正常运营折返区运行
在纯正的移动闭塞模式下，当正在站后折返列车换端且其移动授权已延伸过
道岔准备折返到下方股道时，并不会影响直股进路的反向列车接车。
因上方股道
处列车的移动授权和保护区段可正常出清，所以反向列车可正常进站甚至发车。
在准移动闭塞模式下，由于进路解锁基于联锁，当一列列车在道岔区折返时，CBTC系统将锁闭整个道岔区，从而导致其余列车的保护区段无法设置，移动授权也无法越过出站信号机形成有效保护距离，从而影响后车运行效率。
类似的，站
前折返时，纯正移动闭塞的信号系统能够实现列车在道岔区折返时不影响直股的
列车正常进站，从而提升运行效率。
2.2 CBTC系统下不同闭塞制式的异同分析
为实现双向运营及大小交路等高级功能，CBTC系统必须要具备连续双向的车
地通信等能力。
表1列出了CBTC系统不同闭塞制式要求的异同。
表1 CBTC系统不同闭塞制式的要求
结语
对于普通运量的地铁线路来说，采用固定闭塞，虚拟闭塞及准移动闭塞制式
的CBTC系统已经可以满足正常运营情况下的使用要求，但不具备双向ATO等灵
活运营能力，且在故障场景下应对能力较弱。
而纯正的移动闭塞系统较好的克服
了以上的缺点，并且具有高度灵活的运营能力和故障应对能力。
对于大运量的地
铁线路来说，无论正常运行或是故障情境下的灵活处理，纯正的移动闭塞系统都
是最好的选择。
上文介绍了墓于通信的列车控制系统（CBTC）的固定闭塞、虚拟闭塞、准移
动闭塞及纯正的移动闭塞等制式。
比较了CBTC系统不同闭塞制式的要求。
纯正
的移动闭塞制式具有高度灵活的运营能力和故障应对能力，在大运量的轨道交通
中更为适用。