第1讲-城市轨道交通信号系统的作用和组成
城市轨道交通通信信号系统ppt课件
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地铁基础知识
❖ 运营电视监视系统 运营调度控制中心在实施列车调度、运
营管理和防灾控制指挥中，借助电视监视 系统，实时直观地了解线路运营和事故灾 害信息，使调度指挥人员能够在管理事件 的第一时间获取事件现场实时的直观资料， 从而能在最早时机做出控制反应。
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❖ 公安电视监视系统
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6、时钟系统
地铁基础知识
➢ 为地铁所有系统提供一统一的时间系统
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8、几个常用的概念
地铁基础知识
模拟通信：在电话通信中，用户线上传送的电信 号是随着用户声音大小的变化而变化的。这个变 化的电信号无论在时间上或是在幅度上都是连续 的，这种信号称为模拟信号。在用户线上传输模 拟信号的通信方式称为“模拟通信”。
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5-4 自动闭塞
地铁基础知识
❖ 如果全线分段铺设轨道电路，每段轨道电 路都设置信号，在列车占用该轨道电路线 路时，信号自动显示红灯；前一段线路信 号自动显示黄灯；再前一段线路信号自动 显示绿灯。
❖ 闭塞区段突破了“站”的限制，若车站区 间8Km，一段轨道电路1.3Km，理论上站间 可以同时有三列车。
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机车信号
地铁基础知识
❖ 在轨道交通线路中，由于站间距小、运营 线路条件差，仅仅靠机车信号显示、由司 机来控制机车是很难做到大密度运营的。
❖ 较为先进的轨道交通系统已摒弃了“用信 号显示指挥列车”的旧有概念，引进了ATC （Automatic Train Control）系统，司机台上 显示的是反映列车运营的状态。
❖ 确保列车运行的安全，防止追尾和冲突。
城市轨道交通-ATC系统的组成、功能
提示
准移动闭塞可改善列车速度控制，缩小列车安全间 隔，提高线路利用效率，但没有完全突破轨道电路的限 制。
3．移动闭塞式ATC 如图5-4所示，移动闭塞式ATC的特点是前后两车均采用移
动式的定位方式，即前后两辆列车均可精确定位，列车之间的安全 追踪间距随着列车的运行而不断变化。移动闭塞ATC可使列车以较 高的速度和较小的间隔运行，运营效率大大提高。
列车检测功能：一般由轨道电路完成或相应的计轴 装置完成。
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，即 ATP/ATO轨旁功能、ATP/ATO传输功能和ATP/ATO车 载功能。其中，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，包括报文 和ATC车载设备所需的其他数据；ATP/ATO车载功能负 责列车的安全运营和列车自动驾驶，并给信号系统和驾驶 员提供接口。
图5-4 移动闭塞式ATC
三、ATC系统的功能和控制模式
1．ATC系统的功能 ATC系统包括ATS、联锁、列车检测、ATC、车地通
信五个原理功能。
ATS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内的设备实现。
联锁功能：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、道岔和信号的状态信息提供给ATS和ATC。联 锁功能由分布在轨旁的设备来实现。
车地通信（PTI）功能：通过多种渠道传输和接收各 种数据，在特定位置传给ATS系统，向ATS报告列车的识 别信息、目的号码、乘务组号和列车位置数据，以优化列 车运行。
城市轨道交通信号系统
第六章 城市轨道交通通信系统
城市轨道交通信号系统概述 城市轨道交通信号系统的基础设备
联锁与闭塞
列车运行自动控制系统
任务一 城市轨道交通信号系统概述
一、 城市轨道交通信号系统的作用
1.确保列车运行安全
城市轨道交通信号系统是指挥列车安全运行的关键设 备，只有满足在列车运行前方的轨道区段没有列车占用（ 列车进路空闲）、道岔位置正确、没有敌对或相抵触的信
三、 列车自动监控子系统（ ATS）
功能
电力车 辆调度 旅客 向导
supervisio n ATS子系统
功能与实现
列车路线及 运营信 区间控制 息处理
运营图 管理
主要实现对列车运行的监督和控制，辅助调度人员对全线列车进行管 理，包括：调度区段内列车运行情况的集中监视与控制，监测进路控制、 列车间隔控制设备的工作，按行车计划自动控制轨旁信号设备以接发列车， 列车运行实迹的自动记录，时刻表自动生成、显示、修改和优化，运行数
任务一 城市轨道交通信号系统概述
三、 列车自动防护子系统（ ATP）
组成
采用轨道电路传送ATP信息时，ATP子系统由设于控制站的轨旁单元、 设于线路上各轨道电路分界点的调谐单元和车载ATP设备组成，以及与ATS、
ATO、联锁设备的接口设备。
任务一 城市轨道交通信号系统概述
operation
三、 列车自动驾驶子系统（ ATO）
大缩短，甚至可以达到1.5~2 min的运营间隔时间，从而提 高了行车密度，缩短了列车停站时间，大大提高了轨道交
通的运行效率。
任务一 城市轨道交通信号系统概述
二、 城市轨道交通信号系统的特点
城市轨道交通具有高密度、短间隔、短站距和快速等特点， 因而对交通保障系统有着安全要求高、通过能力大、抗干扰能
第一章_城市轨道交通信号系统的作用和组成(二)
X1 和 X5 设置成自动信号，也就是说，这些信号机使 防护进路的建立，是根据列车运行目的地和列车接近而自
动触发，建立与列车运行目的地相一致的进路，锁闭相应
的道岔以后，开放信号，列车进入信号机内方，信号自动 关闭；待列车通过进路后，进路自动解锁。当然这些自动 信号在特殊情况下也可以人工介入，控制这些信号。 停车场的信号，是由信号楼值班员控制。 出、入库信号，分别由相邻的正线车站和停车场信号楼 值班员控制。 停车场的信号显示方式与铁路的停车场基本相同。
1. 2 城市轨道交通信号系统的持点
城市轨道交通的信号系统固有的特点: 1. 车载信号为主体信号、地面信号为辅助信号 城市轨道交通车载信号为主体信号，列车根据地面传
送的速度信号或距离信号，自动控制列车的运行。
城市轨道交通区间一般不设置地面信号，为了防护道岔， 所以在道岔区域设置地面信号机；这些信号机的指示，主
有岔站的联锁设备监控本站和相邻无岔站的信号设备。
有的 ATC 系统只在控制中心设置一个计算机联锁系统， 实现全线车站的联锁功能； 停车场必须独立地设置计算机联锁系统。 城市轨道交通地面信号机都设置于列车运行方向线路的右 侧。如图1 . 2 所示， X1为指示下行线列车运行的正向信号； X7 为指示下行线列车运行的反向信号； X5 为指示上行线 列车运行的正向信号； X3 为指示上行线列车运行的反向信 号。其中， X5 和 X1可以设置成自动信号。
要在人工驾驶的情况下，指挥列车的运行。
2. 正线信号设置成自动信号 城市轨道交通的信号系在必要的时候，控制中心和
联锁集中站都可以人工介入，变更进路。 城市轨道交通正线信号由 ATC 系统控制，轨旁信号平 时都设置成自动信号或连续通过信号。如图 1.2 所示。
城市轨道交通信号系统的组成
地面设备系统包括车站信号设备和轨旁线路层设备。 车站分为设备集中站和非设备集中站。设备集中站一般为有道岔车站。 设备集中站设有车 站ATS分机、车站联锁设备、ATP/ATO系统地面设备、电源设备、维修终端、信号机、转辙机、 列车检测设备、发车指示器、紧急停车(关闭)按钮、自动折返按钮等。各设备分设于车站控制室、 车站信号设备室、车站站台层及轨旁线路层。非设备集中站设有发车指示器、紧急停车(关闭)按 钮等。
城市轨道交通信号控制系统的设备分布
(三)车载设备系统
车载设备系统即车载ATP/ATO计算机单元，用来接收轨旁设备传送的ATP/ATO信息，计算 列车运行曲线，测量列车的运行速度及走行距离，实现列车运行超速防护及列车自动运行，保 证行车安全和为列车提供最佳运行方式。每套车载ATC设备包括车载ATP/ATO计算机单元、司 机盘、人机界面、测速传感器、定位补偿设备、发送/接收天线、应答器(信标)天线等车-地通信 设备。
图1-8 ATO系统车载设备
城市轨道交通信号控制系统的设备分布
城市轨道交通信号控制系统的设备按地域分布一般可分为四 部分：控制中心系统、地面设备系统、车载设备系统、车辆基地 系统等，有时还包括维护及培训中心设备。
城市轨道交通信号控制系统的设备分布
(一)控制中心系统
控制中心设备属于ATS子系统，是ATC的核心。ATS子系统通过数据通信网络与其他子系统 交换数据和命令。中央ATS系统主要配置ATS中央计算机系统、主任/调度员工作站、运行图工 作站、维护工作站、DCS ( Data Communication System )数据通信设备、运行综合显示屏接 口服务器、与其他系统接口的通信服务器，培训工作站，电源设备等，以及报告输出和系统运 行状态信息打印设备和运行综合显示屏，各设备分设于中央控制室、信号ATC设备室、运行图编 辑室、培训室以及控制中心信号电源室中。
《城市轨道交通信号》课件
信号系统维护和检修 的案例分析
信号系统维护和检修 的注意事项
信号系统维护和检修 的未来发展趋势
PART SEVEN
智能化：采用先进的人工智能技术，提高信号系统的智能化水平 集成化：将信号系统与其他系统进行集成，提高系统的整体性能 安全化：加强信号系统的安全性，提高系统的可靠性和稳定性 绿色化：采用环保节能的技术，降低信号系统的能耗和污染
应答器可以识别列车的位置、速度 等信息，为信号系统提供决策依据
添加标题
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应答器用于接收和发送信号，实现 列车与信号系统的通信
应答器可以提高列车运行的安全性 和效率，降低运营成本
PART FOUR
组成：包括车载 设备、地面设备、 中央控制中心等
功能：实现列车的 自动驾驶、自动停 车、自动调整速度 等功能
信号系统安全保障的重要性：确保列车运行安全，防止事故发生 信号系统安全保障的实践：采用先进的信号技术，如CBTC、ATC等 信号系统安全保障的案例分析：分析国内外城市轨道交通信号系统安全保障的成功案例
信号系统安全保障的挑战与对策：分析当前城市轨道交通信号系统安全保障面临的挑战，并提出相应的对策
PART SIX
应用：广泛应用于 地铁、轻轨、有轨 电车等城市轨道交 通系统中
特点：提高了列 车运行的安全性、 可靠性和效率
ATC 系 统 分 为 固 定 式 和 移 动 式 两 种 固 定 式 ATC 系 统 通 过 固 定 设 备 实 现 列 车 控 制 ， 如 轨 道 电 路 、 信 号 机 等 移 动 式 ATC 系 统 通 过 车 载 设 备 实 现 列 车 控 制 ， 如 车 载 信 号 接 收 器 、 车 载 计 算 机 等 ATC 系 统 的 特 点 包 括 ： 提 高 列 车 运 行 效 率 、 保 障 列 车 运 行 安 全 、 降 低 运 营 成 本 等
城市轨道交通与信号系统
城市轨道交通与信号系统城市轨道交通系统是一种现代城市交通方式，通过铺设在地下或地面的轨道，利用电力、液压或其他动力传动方式，以列车为载体，将人员和货物运送到城市各个地点。
城市轨道交通系统通常包括地铁、轻轨、有轨电车等类型，是城市交通系统的重要组成部分。
城市轨道交通系统的信号系统是保证列车安全运行和交通流畅的重要组成部分。
信号系统通过信号设备、通信设备、控制设备等组成，实现列车的调度、控制和监测，确保列车安全、快速、准时地到达目的地。
城市轨道交通与信号系统的发展历程可以追溯到19世纪，当时的城市交通面临着越来越严重的拥堵和交通事故问题。
为了解决这些问题，人们开始研发和应用轨道交通系统和信号系统，从而提高城市交通的效率和安全性。
20世纪初，世界各国相继建成了城市地铁系统，如伦敦地铁、纽约地铁等，这些地铁系统以其高效、快速的特点深受市民欢迎。
随着城市轨道交通的不断发展，信号系统也得到了不断完善和改进，从最初的手动控制到自动控制，再到现代化的无人驾驶技术，保证了城市轨道交通的安全和便利。
城市轨道交通与信号系统的核心是列车信号设备，其作用主要包括列车位置检测、轨道状态监测、列车控制等。
在地铁系统中，列车信号设备通过安装在轨道上的传感器，可以实时监测列车的位置、速度和状态，从而实现列车的安全控制和调度。
调度系统则是城市轨道交通与信号系统的大脑，它通过集中监控所有列车的运行情况，实时分析和处理列车信息，根据实际需求，进行列车的调度和控制，确保列车的运行安全、快速。
轨道电路系统是城市轨道交通与信号系统的重要组成部分，它通过在轨道上铺设的电路，实现列车的位置检测和轨道状态监测。
通信系统则是城市轨道交通与信号系统的基础设施，它通过有线或无线通信方式，实现列车之间以及列车与调度中心之间的信息交换和传输。
除了上述技术和设备外，现代城市轨道交通与信号系统还包括自动列车控制系统、列车运行监控系统、应急处理系统等。
这些系统通过信息技术的应用，实现了城市轨道交通的自动化运行和监控，提高了城市交通的运行效率和安全性。
城市轨道交通信号系统组成
城市轨道交通信号系统组成城市轨道交通的信号系统通常由列车运行自动控制系统（ATC）和车辆段信号控制系统两大部分组成，用于列车进路控制、列车间隔控制、调度指挥、信息管理、设备工况监测及维护管理，由此构成了一个高效的综合自动化系统，如图1-1所示。
自城市轨道交通问世以来，其安全程度和载客能力不断得到提高，信号系统也不断完善和得到发展。
随着经济的发展，世界各国城市人口急剧膨胀，对城市轨道交通的载客能力提出了越来越高的要求，最重要而有效的措施就是缩短列车运行间隔。
在这种情况下，随着计算机技术的飞速发展，城市轨道交通信号技术日趋成熟，成为城市轨道交通不可缺少的组成部分。
图1-1城市轨道交通信号系统框图一、列车运行自动控制系统列车运行自动控制系统(ATC)包括列车自动防护（ATP）、列车自动运行（ATO）及列车自动监控（ATS）三个系统，简称“3A”。
系统需设置行车控制中心，沿线各车站设计为区域性联锁，其设备放在控制站（一般为有岔站），列车上安装有车载控制设备。
控制中心与控制站通过有线数据通信网连接，控制中心与列车之间可采用无线通信进行信息交换。
ATC系统直接与列车运行有关，因此ATC系统中的数据传输要求比一般通信系统的安全性、可靠性、实时性更高。
ATC地面设备分布如图1一2所示（不同制式的ATC设备组成可能不同，本图以西门子公司的ATC为例。
1．ATP子系统ATP子系统的功能是对列车运行进行超速防护，对与安全有关的设备实行监控，实现列车位置检测，保证列车间的安全间隔，保证列车在安全速度下运行，完成信号显示、故障报警、降级提示、列车参数和线路参数的输人，与ATS、ATO及车辆系统接口并进行信息交换。
ATP子系统不断将从地面获得的前行列车位置信息、线路信息、前方目标点的距离和允许速度信息等通过轨道电路等传至车上，由车载设备计算得到当前所允许的速度，或由行车指挥中心计算出目标速度传至车上，由车载设备测得实际运行速度，依此来对列车速度实行监督，使之始终在安全速度下运行，以缩短列车运行间隔，保证行车安全。