城轨交通信号系统-简介概要
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第五章-城市轨道交通信号系统
基础设备
四、计轴器
计轴器由传感器、计数比较器等组成。计轴器和 轨道电路一样,都 是检查区间是否有列车或车辆占用 的检查监督设备。
传感器是计轴器的基础设备。其作用是将列车通 过的车轴数转换成电脉冲信号。一般采用电磁式。电 磁式传感器由磁头、发送器、接收器三部分组成。计
数比较器主要由计数器、鉴别器、比较器组成。它将进出两个计轴点 之间的车轴电脉冲信号进行计数和比较，以判断区间(或轨道区段)是否 空闲。
基础设备
四、计轴器
计数比较器主要由计数器、鉴别器、比较器组成。 它将进出两个计轴 点之间的车轴电脉冲信号进行计数 和比较,以判断区间(或轨道区段)是否空闲。
计轴器工作原理
基础设备
四、计轴器
在区间始端和末端各有一传感器,当车轮进入始 端轨道传感器作用 区时，传感器发出电脉冲信号给计 数器，开始计轴进行加轴运算。当车轮进入末端轨道 传感器作用区时，传感器同样发出电脉冲给计数器， 进行减轴运算。计数器显示如为0，表明此时区间无 车；如不为0，则表明此时区间有车占用。
I
的执行机构。在电气集中设备中，它接收到转换命令
后即带动道岔转换。
I t站t间隔
基础设备
二、转辙机
转辙机的主要功能有三项:转换道岔、锁闭道岔
I
及给出表示。
转辙机由动力、传动、表示和锁闭等部分构成。
转辙机从动力方面分为直流电动机和交流电动机 两种；从传动机构方面分为机械传动、液压传动和风 压传动三种；从锁闭机构方面分为圆弧锁、插入锁和 燕尾锁三种。不管采用何种类型的转辙机,当转辙机 故障时，均应能手摇转换道岔。
闭塞
五、移动闭塞(Moving Block)
2、移动闭塞的基本要素 列车定位(Train Position)、安全距离(Safety
城市轨道交通信号系统的介绍 PPT
一、信号系统简介
三、CBTC系统介绍 四、主要信号设备简介 五、信号系统与土建接口 六、信号系统工期
1、地铁信号系统的组成 地铁信号系统的核心是列车自动控制（ATC）系统。它由正线计算 机联锁子系统（CBI）、列车自动防护（ATP）子系统、列车自动 驾驶（ATO）子系统、列车自动监控（ATS）子系统构成、数据通 信子系统(DCS)、信号维护监测系子统、车辆段计算机联锁系统、 培训系统、试车线信号系统等。
• 安装在道床一侧，需要时也可安装在隧道顶部。
WIN Base Station
800m
17
7 CBTC后备信号系统方案
• 后备系统根据功能需求不同，配置方案上也有所区别：
① 联锁级：由计轴器、转辙机、信号机和联锁设备构成基本后备信号系统 ，实现自动站间闭塞功能。
② 点式ATP级：在联锁级配置基础上，通过地面点式设备和车载ATP设备实 现ATP的保护功能。
联锁：为了保证行车安全，通过技术方法，使进路 、进路道岔和信号机之间按一定程序、一定条件建立 起的既相互联系，而又相互制约的关系，这种关系称 为联锁。
闭塞：闭塞就是用信号或者凭证，保证列车按照前 行列车和追踪列车之间必须保持一定距离(空间间隔 制)运行的技术方法。
2.地铁信号系统分类
尽管各类信号系统在实现列车控制方式、车地数据传输方式、列车 定位方式和信息量等方面各有不同，但基本上可按以下方式分类：
6 波导管方式
• 特点为信号传输损耗小，场强覆盖均匀，抗干扰能力 强。
• 通信标准采用IEEE802.11a或IEEE802.11g，通信速率 11Mbps至54Mbps。
• 单点AP的控制距离通常达1600m（每侧波导管长度 800m）。
• 挤压铝材质波导管强度较高，外部覆盖保护套，抗损 坏能力也较强，基本可做到免维护。
城市轨道交通通信信号系统
上海地铁采用的ATC制式 共有五种制式
不同的ATC系统向列车传送的控制信号
上海地铁一号线建于80年代末，当时模拟技术占主导地位，选用了基于模拟音频无绝缘轨道电路的ATC系统，其信息量小且是不连续的。 上海地铁二号线建设时，数字技术走向成熟应用阶段，选择了基于数字编码轨道电路的ATC系统，控制中心向列车连续发送“目标速度”。 上海地铁三号线的ATC系统，向列车传送的信息内容是“进路地图”的“目标距离”，由车载计算机自己决定运行速度。 由于其运量及其车辆性能等原因，上海地铁五号线采用点式ATC系统。
01
02
7-1 城市轨道交通ATC系统的特点
传统信号系统是通过设置在地面的色灯信号机来传递不同的行车命令，这种制式基本上是依赖司机进行速度控制和调整，依靠司机保证行车安全。
ATC系统将机车信号作为主体信号，传递给列车的信号是具体的速度或距离信息，列车按调度人员设置的时刻表，实现自动运行、自动折返、自动调整停站时分，以及运用程序定位实现列车在车站的停车控制。
城市轨道交通信号系统
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1、轨道交通信号的作用
确保列车运行的安全，防止追尾和冲突。
提高运行效率。
实现列车运行的自动化。
轨道交通信号的作用
STEP1
STEP2
STEP3
与轨道交通其他设施、系统一样，信号系统也沿用铁路的概念、设施和手段。
城市轨道交通线路短、站间距小、运营密度大、运营线路条件差（隧道、弯道多），不能完全套用铁路信号的概念、设施和手段。
它给行车调度人员显示全线列车的运行状态，监督和记录运行图的执行情况，在列车因故偏离运行图时及时做出反应（提出调整建议或者自动修整运行图）。
城市轨道交通信号系统项目一 城市轨道交通信号系统概述
常重要的机电系统，它直接关系到城市轨道交通系统的运营安全、运营效率以及服
务质量。它保证乘客和列车的安全，实现列车快速、高密度、有序运行的功能。如 果把地铁比喻做“人”，那么信号系统就像地铁的“大脑”一样。
项目一 城市轨道交通信号系统概述
二、城市轨道交通的特点 1、容量大、运营范围小 2、运行准时、速达、安全 3、利于环境保护、节省土地资源 4、技术先进、成本大、建设周期长、乘客疏散困难
项目一 城市轨道交通信号系统概述
ATO子系统 ATO子系统是自动控制列车运行的设备。在ATP的保护下，根据ATS的指令实现 列车的自动驾驶，能够自动完成对列车的启动、牵引、巡航、惰行和制动、传送车 门和屏蔽门同步开关信号，确保达到设计间隔及旅行速度。其主要功能如下： 完成列车的速度控制（牵引、惰行、制动控制），保证列车按照计划运行图运 行； 定点停车功能； 控制列车对车门、站台屏蔽门进行开、关门控制； 实现列车的有人或无人自动折返； 列车运行自动调整； 记录报警操作； 为列车自动广播提供信息； 列车节能控制。
项目一 城市轨道交通信号系统概述
四、城市轨道交通信号系统的构成概述 2、城轨信号系统分类 （1）按照列车速度控制方式、车地数据传输及闭塞方式
项目一 城市轨道交通信号系统概述
四、城市轨道交通信号系统的构成概述 2、城轨信号系统分类
（2）按照信号设备所处的地域
城市轨道交通信号系统分为：控制中心ATS 子系统、车站及轨旁子系统、车载设备子系 统、车辆段信号子系统和其他子系统（试车 线、培训子系统等）
项目一 城市轨道交通信号系统概述
DCS子系统(只有基于通信的移动闭塞才有)
DCS（数据传输）子系统由网络数据传输和交换设备、光缆、车-地间数据通信
城轨交通信号系统-简介
TSDI_DXC
*
4.3 后备系统原理示意图
实际列车速度曲线
(ATO curve)
ATP曲线
预告功能信标
防护区段
*
安全防护距离 （约25~30m）
限速
*
停车点
TSDI_DXC
*
5. 信号系统国产化
5.1 信号国产化方案 信号系统设备国产化既要符合技术政策的要求, 同时也要结合工程的实际情况, 满足其功能需求和工程的要求。 在系统设备招标的基础上, 建议采用由国产设备、国产化设备和引进设备混合组成。 优先选用国内能提供的设备和器材。 目前国内尚无满足安全和功能要求的成套ATC系统设备。与国外供货商通过技术合作与技术转让, 参与系统设计, 合作完成国产化设备的生产及工程应用软件编制、系统安装、系统调试、服务培训等工作, 从而全面掌握ATC系统产品的性能, 为系统的维护、应用打下良好的基础, 最终实现国产化和降低造价。
电源屏及UPS
国产
艾默生、梅兰日兰、鼎汉等
其他
电缆及光缆
国产
天水电缆厂,焦作电缆厂,成都电缆厂,西安电缆厂,天津电缆厂,上海电缆厂等
信号机（铝合金）
国产浙江万全信号,西安信号 Nhomakorabea厂,沈阳信号工厂等
继电器（各型）
国产
西安信号工厂,沈阳信号工厂等
仪器仪表、维修工具、备品备件
TSDI_DXC
*
后备模式
点式+站间闭塞 （机场线仅站间闭塞）
点式超防+站间闭塞
简单超防+站间闭塞
点式超防+站间闭塞
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4. 基于通信的移动闭塞信号系统（CBTC）后备系统简介
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4.3 后备系统原理示意图
实际列车速度曲线
(ATO curve)
ATP曲线
预告功能信标
防护区段
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安全防护距离 （约25~30m）
限速
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停车点
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5. 信号系统国产化
5.1 信号国产化方案 信号系统设备国产化既要符合技术政策的要求, 同时也要结合工程的实际情况, 满足其功能需求和工程的要求。 在系统设备招标的基础上, 建议采用由国产设备、国产化设备和引进设备混合组成。 优先选用国内能提供的设备和器材。 目前国内尚无满足安全和功能要求的成套ATC系统设备。与国外供货商通过技术合作与技术转让, 参与系统设计, 合作完成国产化设备的生产及工程应用软件编制、系统安装、系统调试、服务培训等工作, 从而全面掌握ATC系统产品的性能, 为系统的维护、应用打下良好的基础, 最终实现国产化和降低造价。
电源屏及UPS
国产
艾默生、梅兰日兰、鼎汉等
其他
电缆及光缆
国产
天水电缆厂,焦作电缆厂,成都电缆厂,西安电缆厂,天津电缆厂,上海电缆厂等
信号机（铝合金）
国产浙江万全信号,西安信号 Nhomakorabea厂,沈阳信号工厂等
继电器（各型）
国产
西安信号工厂,沈阳信号工厂等
仪器仪表、维修工具、备品备件
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后备模式
点式+站间闭塞 （机场线仅站间闭塞）
点式超防+站间闭塞
简单超防+站间闭塞
点式超防+站间闭塞
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4. 基于通信的移动闭塞信号系统（CBTC）后备系统简介
城轨交通信号系统简介
城市轨道交通
信号系统设计简介
1. 信号系统概述
▪ 在城市轨道交通中，信号系统是保证列车安全、快 捷、正点、高密度不间断运行的重要技术装备。为 提高运输能力、降低运营成本、取得良好的社会效 益与经济效益，必须配备现代化的信号安全系统。
▪ 城市轨道交通的信号系统需要设置行车指挥中心、 沿线各车站的地面控制设备及车载控制设备。
▪ 加拿大温哥华“天车线”、拉斯维加斯的NOMORAIL 、香港KCRC西线铁路、 吉隆坡城市轻轨 、香港迪斯尼线
▪ 新加坡东北线 (ALSTOM)； ▪ 美国旧金山BART线（英国GE公司）。 ▪ 目前国内使用的移动闭塞系统主要有：除武汉轻轨已开通外，北京地铁环线改造、
北京机场线采用阿尔斯通公司的系统，上海地铁8、6、9号线、广州地铁3号线、 北京地铁10号线采用的阿尔卡特公司的系统和广州地铁4、5号线和北京地铁4号 线使用的SIEMENS公司的系统都是正在实施阶段。
▪ 4.1.1 线路开通初期，信号系统不具备ATP/ATO开通条件的临时过渡期间列车运 行时。如广州的3、4、5号线，上海的8号线、9号线、6号线等，均由于工期紧 张等原因，采用先开通后备系统，线路开通运营后再调试CBTC系统的方式。
▪ 4.1.2 晚间工程车运行时。工程车一般不装备车载信号系统，若无后备系统，工 程车的安全只能通过人工保证，存在安全隐患。
北京机场线
州5号线、北京
10号线、南京地
铁2号线
计轴
上海地铁8 号线、9号 线、6号线
沈阳地铁 1号线
车-地通信 波导/无线
方式
无线
感应环/ 无线 无线
后备模 点式+站间闭塞 点式超防+站间
式
（机场线仅站 闭塞 间闭塞）
信号系统设计简介
1. 信号系统概述
▪ 在城市轨道交通中，信号系统是保证列车安全、快 捷、正点、高密度不间断运行的重要技术装备。为 提高运输能力、降低运营成本、取得良好的社会效 益与经济效益，必须配备现代化的信号安全系统。
▪ 城市轨道交通的信号系统需要设置行车指挥中心、 沿线各车站的地面控制设备及车载控制设备。
▪ 加拿大温哥华“天车线”、拉斯维加斯的NOMORAIL 、香港KCRC西线铁路、 吉隆坡城市轻轨 、香港迪斯尼线
▪ 新加坡东北线 (ALSTOM)； ▪ 美国旧金山BART线（英国GE公司）。 ▪ 目前国内使用的移动闭塞系统主要有：除武汉轻轨已开通外，北京地铁环线改造、
北京机场线采用阿尔斯通公司的系统，上海地铁8、6、9号线、广州地铁3号线、 北京地铁10号线采用的阿尔卡特公司的系统和广州地铁4、5号线和北京地铁4号 线使用的SIEMENS公司的系统都是正在实施阶段。
▪ 4.1.1 线路开通初期，信号系统不具备ATP/ATO开通条件的临时过渡期间列车运 行时。如广州的3、4、5号线，上海的8号线、9号线、6号线等，均由于工期紧 张等原因，采用先开通后备系统，线路开通运营后再调试CBTC系统的方式。
▪ 4.1.2 晚间工程车运行时。工程车一般不装备车载信号系统，若无后备系统，工 程车的安全只能通过人工保证，存在安全隐患。
北京机场线
州5号线、北京
10号线、南京地
铁2号线
计轴
上海地铁8 号线、9号 线、6号线
沈阳地铁 1号线
车-地通信 波导/无线
方式
无线
感应环/ 无线 无线
后备模 点式+站间闭塞 点式超防+站间
式
（机场线仅站 闭塞 间闭塞）
城市轨道交通通信与信号系统
城市轨道交通通信与信号系统城市轨道交通通信与信号系统一、城市轨道交通通信系统城市轨道交通通信系统一般由传输系统、公务电话系统、专用有线调度系统、无线列车调度系统、闭路电视监控系统、广播系统、时钟系统、乘客信息系统、不间断电源（uninterrupted power supply，UPS）系统等子系统组成，构成传送话音、数据和图像等各种信息的综合业务通信网。
1、传输系统传输系统是整个通信网络的纽带，它为各通信子系统及电力系统、信号系统、自动售检票（automatic fare collection，AFC）系统、消防报警系统、办公网络等提供传输通道，将各车站、车辆段、停车场的设备与控制中心的设备连接起来。
传输系统一般用光纤连接，构成双环路拓扑结构网络。
2、公务电话系统公务电话系统为城市轨道交通运营提供办公电话、传真等业务，同时在控制中心、车站、车辆段、停车场等也设置公务电话，它既可作为办公电话使用，也可作为专用有线调度电话的备用设备，一旦有线调度电话出现故障，可临时应急使用。
3、专用有线调度系统专用有线调度系统是为行车指挥、维修、抢险等设置的专用通信系统。
4.、无线列车调度系统无线列车调度系统主要是用于固定人员（调度员、值班员）与流动人员（司机、维修人员、列检人员等）之间的通话。
5、闭路电视监控系统闭路电视监控系统是城市轨道交通运营管理及保证运输安全的重要手段，它为控制中心的调度员、各车站值班员、公安值班人员等提供列车运行、乘客疏导、防灾救火、事件突发等情况下的现场视频信息。
6、广播系统广播系统在为乘客提供列车到发时间和安全提示信息的同时，还能在发生紧急情况或突发事件时为乘客提供疏散信息。
7、时钟系统时钟系统主要用于为行车组织提供统一的标准时间，并向其他系统提供标准时间信号。
8、乘客信息系统乘客信息系统的主要功能是为乘客提供关于行车时刻表、安全提示、视频等方面的文字或多媒体视频信息。
9、不间断电源系统UPS系统主要为其他通信子系统提供稳定的电源，当市电或UPS 主机发生故障时，通过电池组为设备供电，保证通信设备的正常运行。
城市轨道交通通信信号系统概述
（1）通信电源子系统 （2）通信传输系统
城市轨道交通信号系统普遍采用自动化程度高的列车运行自 动控制系统，保证列车运行安全。
城市轨道交通信号系统是一个具有列车自动防护(ATP)、列车 自动驾驶(ATO)和列车自动监控(ATS)等功能的综合自动化系 统。
（1）保证列车运行的安全，防止列车追尾、正向和侧向撞车、超速等安 全事故的发生；
1.城市轨道交通通信信号系统概述
学习目标
掌握：城市轨道交通通信系统的功能与组成（重点）； 了解：城市轨道交通信号系统的功能与组成。
目录
CONTENTS
01 城市轨道交通通信系统的功能与组成
02
城市轨道交通通信系统是指挥列车运行、公务联络、传递各种 信息和提高运输效率的重要手段，是保证列车安全、快速、高 效运行必不可少的综合的通信系统。
（2）在有限的建设规模下，最大限度地发挥线路的运输能力，提高列车 速度、运输效率和服务质量；
（3）通过现代化设备大大降低工作人员的劳动强度、降低运营成本等
（Automatic Train Control），包括三个子系
统，简称3A。
1. 列车自动监控系统 （Automatic Train Supervision，简称ATS） 2 列车自动保护系统 （Automatic Train Protection，简称ATP） 3. 列车自动运行系统 （Automatic Train Operation，简称ATO）
思考题
• 简述ATC系统由哪三个子系统组成。
城市轨道交通通信系统的主要功能有以下三方面：
① 通信系统与信号系统共同完成行车调度指挥，通信系统为信号系统 尤其是ATC系统提供信息传输通道；
② 通信系统是城市轨道交通内部公务业务联系的主要通道，使城市轨 道交通各个子系统之间密切联系，以提高整个系统的运行效率；
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城市轨道交通
信号系统设计简介
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1. 信号系统概述
在城市轨道交通中，信号系统是保证列车安全、快 捷、正点、高密度不间断运行的重要技术装备。为 提高运输能力、降低运营成本、取得良好的社会效 益与经济效益，必须配备现代化的信号安全系统。
城市轨道交通的信号系统需要设置行车指挥中心、 沿线各车站的地面控制设备及车载控制设备。
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4.
基于通信的移动闭塞信号系统 （CBTC）后备系统简介
4.1后备系统的必要性
目前在建及拟建的城轨交通项目中，信号系统大多采用CBTC(CommunicationsBased Train Control)系统，该系统为目前最先进的列车运行控制系统，国外有 CBTC系统无后备系统的运营经验，但是根据目前国内实施的CBTC项目来看， CBTC系统采用适当的后备系统还是必要的，主要考虑如下几点： 4.1.1 线路开通初期，信号系统不具备ATP/ATO开通条件的临时过渡期间列车运 行时。如广州的3、4、5号线，上海的8号线、9号线、6号线等，均由于工期紧 张等原因，采用先开通后备系统，线路开通运营后再调试CBTC系统的方式。 4.1.2 晚间工程车运行时。工程车一般不装备车载信号系统，若无后备系统，工 程车的安全只能通过人工保证，存在安全隐患。 4.1.3 CBTC系统失去车―地通信。
不足：
工程实施经验较少，系统成熟性有待进一步检验、系统国产化有待进一步深化。 目前无地下开通和经受大客流冲击的经验。
使用经验：
加拿大温哥华“天车线”、拉斯维加斯的NOMORAIL 、香港KCRC西线铁路、 吉隆坡城市轻轨 、香港迪斯尼线 新加坡东北线 (ALSTOM)； 美国旧金山BART线（英国GE公司）。 目前国内使用的移动闭塞系统主要有：除武汉轻轨已开通外，北京地铁环线改造、 北京机场线采用阿尔斯通公司的系统，上海地铁8、6、9号线、广州地铁3号线、 北京地铁10号线采用的阿尔卡特公司的系统和广州地铁4、5号线和北京地铁4号 线使用的SIEMENS公司的系统都是正在实施阶段。
不足：
准移动闭塞系统是各公司的独立开发的，硬件及软件的差异很大，很难 实现兼容。 并且对相关专业接口的差异性，设计相对困难。
使用经验：
上海地铁2号线、天津津滨快速轨道交通线引进美国USSI公司；深圳地 铁一期工程、广州地铁1号线、2号线引进德国SIEMENS公司、上海3、 4号线（明珠线）引进法国ALSTOM公司、应用于西班牙马德里地铁和 英国伦敦地铁Jubilee新线英国西屋公司的ATC系统。
主要供 货业绩
辅助列车 检查设备 车-地通信 方式
北京地铁环线改造 、 广州4号线、广 北京机场线 州5号线、北京 10号线、南京地 铁2号线
上海地铁8 号线、9号 线、6号线
计轴 波导/无线
点式+站间闭塞 （机场线仅站 间闭塞）
无线
点式超防+站间 闭塞
感应环/ 无线
无线
后备模 式
简单超防+ 点式超 站间闭塞 防+站间 闭塞
• 移动闭塞
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3.1 固定闭塞
特点
采用传统的多信息音频轨道电路 列车以固定的闭塞分区为最小行车间隔，需设置防护区段。 列车速度监控采用阶梯式控制方式。 80年代技术水准 不足： 该类系统存在传输信息量较少，列车运行控制精度不高，运行舒 适度较低、增加司机的劳动强度，线路通过能力的难以进一步提 高等缺陷 使用经验： 北京地铁一号线、上海地铁一号线的信号系统其分别引进的英国 西屋公司（WRSL）和美国GRS公司的ATC系统，该系统属上世纪70 －80年代的技术。均属固定闭塞的ATC系统。
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固定闭塞ATC系统控制曲线示意图
速度
实际速度曲线
速度码 75/55 速度1 速度码 55/35 速度2 速度码 35/0
紧急制动曲线
速度3
距离
保护区段
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6
3.2
特点
准移动闭塞ATC系统
ห้องสมุดไป่ตู้
采用数字音频无绝缘轨道电路或其他传输方式实现连续曲线速度控制模 式 列车以固定的闭塞分区为最小行车间隔，需设保护距离。 具有较大的信息传输量和较强的抗干扰能力。 系统的ATP采用速度/距离曲线的控制方式，提高了列车运行的平稳性， 可以达到较好的节能效果，乘客的乘坐舒适度也可得到相应提高。 属于上世纪90年代技术水准
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移动闭塞ATC系统连续曲线速度控制示意图
速度
紧急制动速度曲线
常用制动速度曲线
实际速度曲线
距离
保护距离
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3.4
国内目前实施的主要移动闭塞项目调查
阿尔斯通（ALSTOM） 西门子(SIEMENS ) 阿尔卡特 公司 (Alcatel)公司 公司
USSI 公司
沈阳地铁 1号线
2.2 信号系统设备按地域划分,可分为: 控制中心设备； 车站与轨旁设备； 车载设备； 车辆段与停车场设备; 维修中心设备。
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3 .信号系统闭塞方式
目前在世界各大城市的城市轨道交通工程中投入使 用的信号ATC系统按闭塞方式划分，主要有下列制 式 ：
• 固定闭塞 • 准移动闭塞
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准移动闭塞ATC系统连续曲线速度控制示意图
速度
紧急制动速度曲线
常用制动速度曲线
实际速度曲线
距离
保护距离
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3.3 移动闭塞ATC系统
特点
采用地面交叉感应环线、漏缆、裂缝波导管或扩频电台等通信方式实现车地、地 车间双向实时的数据传输，实现实时不间断车～地双向通信，不间断的对列车各 种速度进行监控。 移动闭塞系统线路无固定划分的闭塞分区，列车间的间隔是动态的，可实现较短 的行车间隔。 可方便实现完全防护的列车双向运行模式 。 代表了国际先进水平 。
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2.信号系统构成
2.1 世界各大城市的地铁信号系统大多采用列车自动控制系统（简称ATC， Automatic Train Control）。通常由三个子系统组成： 列车自动监控子系统（简称ATS，Automatic Train Supervision）； 列车自动防护子系统（简称ATP，Automatic Train Protection）； 列车自动运行子系统（简称ATO，Automatic Train Operation）。
信号系统设计简介
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1. 信号系统概述
在城市轨道交通中，信号系统是保证列车安全、快 捷、正点、高密度不间断运行的重要技术装备。为 提高运输能力、降低运营成本、取得良好的社会效 益与经济效益，必须配备现代化的信号安全系统。
城市轨道交通的信号系统需要设置行车指挥中心、 沿线各车站的地面控制设备及车载控制设备。
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4.
基于通信的移动闭塞信号系统 （CBTC）后备系统简介
4.1后备系统的必要性
目前在建及拟建的城轨交通项目中，信号系统大多采用CBTC(CommunicationsBased Train Control)系统，该系统为目前最先进的列车运行控制系统，国外有 CBTC系统无后备系统的运营经验，但是根据目前国内实施的CBTC项目来看， CBTC系统采用适当的后备系统还是必要的，主要考虑如下几点： 4.1.1 线路开通初期，信号系统不具备ATP/ATO开通条件的临时过渡期间列车运 行时。如广州的3、4、5号线，上海的8号线、9号线、6号线等，均由于工期紧 张等原因，采用先开通后备系统，线路开通运营后再调试CBTC系统的方式。 4.1.2 晚间工程车运行时。工程车一般不装备车载信号系统，若无后备系统，工 程车的安全只能通过人工保证，存在安全隐患。 4.1.3 CBTC系统失去车―地通信。
不足：
工程实施经验较少，系统成熟性有待进一步检验、系统国产化有待进一步深化。 目前无地下开通和经受大客流冲击的经验。
使用经验：
加拿大温哥华“天车线”、拉斯维加斯的NOMORAIL 、香港KCRC西线铁路、 吉隆坡城市轻轨 、香港迪斯尼线 新加坡东北线 (ALSTOM)； 美国旧金山BART线（英国GE公司）。 目前国内使用的移动闭塞系统主要有：除武汉轻轨已开通外，北京地铁环线改造、 北京机场线采用阿尔斯通公司的系统，上海地铁8、6、9号线、广州地铁3号线、 北京地铁10号线采用的阿尔卡特公司的系统和广州地铁4、5号线和北京地铁4号 线使用的SIEMENS公司的系统都是正在实施阶段。
不足：
准移动闭塞系统是各公司的独立开发的，硬件及软件的差异很大，很难 实现兼容。 并且对相关专业接口的差异性，设计相对困难。
使用经验：
上海地铁2号线、天津津滨快速轨道交通线引进美国USSI公司；深圳地 铁一期工程、广州地铁1号线、2号线引进德国SIEMENS公司、上海3、 4号线（明珠线）引进法国ALSTOM公司、应用于西班牙马德里地铁和 英国伦敦地铁Jubilee新线英国西屋公司的ATC系统。
主要供 货业绩
辅助列车 检查设备 车-地通信 方式
北京地铁环线改造 、 广州4号线、广 北京机场线 州5号线、北京 10号线、南京地 铁2号线
上海地铁8 号线、9号 线、6号线
计轴 波导/无线
点式+站间闭塞 （机场线仅站 间闭塞）
无线
点式超防+站间 闭塞
感应环/ 无线
无线
后备模 式
简单超防+ 点式超 站间闭塞 防+站间 闭塞
• 移动闭塞
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3.1 固定闭塞
特点
采用传统的多信息音频轨道电路 列车以固定的闭塞分区为最小行车间隔，需设置防护区段。 列车速度监控采用阶梯式控制方式。 80年代技术水准 不足： 该类系统存在传输信息量较少，列车运行控制精度不高，运行舒 适度较低、增加司机的劳动强度，线路通过能力的难以进一步提 高等缺陷 使用经验： 北京地铁一号线、上海地铁一号线的信号系统其分别引进的英国 西屋公司（WRSL）和美国GRS公司的ATC系统，该系统属上世纪70 －80年代的技术。均属固定闭塞的ATC系统。
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固定闭塞ATC系统控制曲线示意图
速度
实际速度曲线
速度码 75/55 速度1 速度码 55/35 速度2 速度码 35/0
紧急制动曲线
速度3
距离
保护区段
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3.2
特点
准移动闭塞ATC系统
ห้องสมุดไป่ตู้
采用数字音频无绝缘轨道电路或其他传输方式实现连续曲线速度控制模 式 列车以固定的闭塞分区为最小行车间隔，需设保护距离。 具有较大的信息传输量和较强的抗干扰能力。 系统的ATP采用速度/距离曲线的控制方式，提高了列车运行的平稳性， 可以达到较好的节能效果，乘客的乘坐舒适度也可得到相应提高。 属于上世纪90年代技术水准
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移动闭塞ATC系统连续曲线速度控制示意图
速度
紧急制动速度曲线
常用制动速度曲线
实际速度曲线
距离
保护距离
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3.4
国内目前实施的主要移动闭塞项目调查
阿尔斯通（ALSTOM） 西门子(SIEMENS ) 阿尔卡特 公司 (Alcatel)公司 公司
USSI 公司
沈阳地铁 1号线
2.2 信号系统设备按地域划分,可分为: 控制中心设备； 车站与轨旁设备； 车载设备； 车辆段与停车场设备; 维修中心设备。
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3 .信号系统闭塞方式
目前在世界各大城市的城市轨道交通工程中投入使 用的信号ATC系统按闭塞方式划分，主要有下列制 式 ：
• 固定闭塞 • 准移动闭塞
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准移动闭塞ATC系统连续曲线速度控制示意图
速度
紧急制动速度曲线
常用制动速度曲线
实际速度曲线
距离
保护距离
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3.3 移动闭塞ATC系统
特点
采用地面交叉感应环线、漏缆、裂缝波导管或扩频电台等通信方式实现车地、地 车间双向实时的数据传输，实现实时不间断车～地双向通信，不间断的对列车各 种速度进行监控。 移动闭塞系统线路无固定划分的闭塞分区，列车间的间隔是动态的，可实现较短 的行车间隔。 可方便实现完全防护的列车双向运行模式 。 代表了国际先进水平 。
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2.信号系统构成
2.1 世界各大城市的地铁信号系统大多采用列车自动控制系统（简称ATC， Automatic Train Control）。通常由三个子系统组成： 列车自动监控子系统（简称ATS，Automatic Train Supervision）； 列车自动防护子系统（简称ATP，Automatic Train Protection）； 列车自动运行子系统（简称ATO，Automatic Train Operation）。