城市轨道交通信号基础课件——绪论
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城市轨道交通信号系统介绍课件
信号设备与系统
轨旁信号设备
包括信号灯、信号机、道岔控制 器等，用于向列车驾驶员提供轨 道占用情况、信号状态等信息。
车载信号设备
包括信号接收器、信号处理器等， 用于接收并处理来自轨旁信号设备 的信息，协助驾驶员做出正确驾驶 决策。
联锁系统
联锁系统能够保证在轨道上的各个 信号设备和道岔的操作顺序正确， 防止因误操作导致的安全事故。
20世纪末至今，随着城市 化进程的加速，城市轨道 交通在全球范围内得到迅 速发展。
城市轨道交通的重要性
01
02
03
04
缓解交通拥堵
城市轨道交通具有大运量、高 效率的特点，可以有效缓解城
市交通拥堵问题。
节能环保
相较于私家车出行，城市轨道 交通具有更低的能耗和排放，
有利于环保。
促进城市发展
城市轨道交通的建设和运营有 助于城市空间结构的优化和经
CHAPTER 04
城市轨道交通讯号系统发展 趋势
通讯技术发展趋势
无线通讯技术应用
随着通讯技术的不断发展，无线通讯技术在城市轨道交通讯 号系统中的应用越来越广泛，如WLAN、LTE-M等无线通讯 技术的应用，可以实现车地间的高速、大容量数据传输，提 高信号系统的传输效率和可靠性。
5G技术的应用
5G技术作为新一代移动通讯技术，具有高速率、低时延、大 连接等特点，未来将在城市轨道交通讯号系统中发挥重要作 用，如实现车地间的高清视频传输、大规模传感器数据的实 时传输等。
实时监控列车位置、速度和信号状态，为 调度员提供全面的运营信息。
根据ATS提供的信息，自动控制列车的行驶 速度、停站时间和发车时机。
信号系统的工作原理
信号传递
联锁逻辑
中职教育-《城市轨道交通概论》课件：第1章 绪论(蒋阳升 主编 人民交通出版社).ppt
我国国家标准 《城市公共交通常用名词术语》
《城市轨道交通技术规范》 （GB50490-2009）
简而言之
通常以电能为动力、采取轮轨运输方 式的快速大运量公共交通的总称。
采用专用轨道导向运行的城市公共客 运交通系统，包括地铁系统、轻轨系 统、单轨系统、有轨电车系统、磁浮 交通系统、自动导向轨道系统、市域 快速轨道系统。 城市轨道交通系统是具有固定轨道、 配备专有车辆和服务设施、采用高密 度运行方式，主要为城市提供交通服 务的现代化城市客运骨干系统的统称。
再发展阶段 （1949～ 1969年）
轨道交通因此 重新得到了重 视，而且逐步 扩展到日本、 中国、韩国、 巴西、埃及等 国家，这期间 有17个城市新 建了地铁。
高速发展 阶段 （1970年 至今）
近几年又有 40多个城市 修建了地铁、 轻轨或其他 轨道交通。
城市轨道交通系统的效益与作用
1
城市轨道交通是城市公共交通的主干线、客流运送的大动脉，是城市的生 命线工程。
城市轨道交通虽然和铁路运输同为轨道交通，但仍存在以下几个方面 的差异：
运营范围。城市轨道交通系统的运行范围是城市市区及郊区，一般 只有几十公里，运距短，不像常规铁路运输纵横数千公里，连接城 乡。城市轨道交通系统往往单条线路运行，列车不跨线运行，而常 规铁路则全路成网，必须跨线运行。
运行速度。城市轨道交通因在城市及郊区运行，站间距短，且站站 停车，很少跳停，列车运行速度通常不超过80 Km/h，而普通铁路的 运行速度一般在120以上，高速铁路的最高运行速度一般是350 Km/h。
按照城市铁路运行区域的不同，可以分为市区铁路、市郊铁路和 机场联络铁路等。城市铁路一般采用4～10辆编组，最高速度可 达100～120Km/h，市郊铁路运能与地铁基本相当。
城市轨道交通概论绪论
城市化带来的优势和弊端有哪些？
信息流通快、时间节省、距离缩短、效率提高
优势
推动科技进步，提高区域整体发展水平
必要性 带动周边发展，缩小城乡发展差距
展轨道
交通的 弊端
必要性 环 境 污 染
交 通 拥 挤
居 住 条 件 差
失 业 人 数 增 多
能 源 危 机
1.环境污染
大气污染 光污染
固体废弃物污染 电磁波污染
展轨道
交通的 轨道交通的优越性 1.平均速度（25-45km/h),是公共汽车的3 倍 2.安全，准点率高，给上班族提供时间保障
3.能源利用率高，环境污染少
必要性 4.提升沿线土地价值，促进配套商业与服务 设施的发展
轨道交通成为人们着急赶路的 “救命草”
道交通
城市轨道交通系统
的建设
有
自市
地 轻 轨 独磁 动 域
地 铁 信 号
地 铁 通 信
地 铁 供 电
与 车 站 设 备
地 铁 环 境 控 制
轨 道 线 路
车 辆 段
0.3 城市轨道交通所涉及的专业门类
1. 地铁车辆
动车（M，Motor） 拖车（T，Trailer） 动拖结合、固定编组，形成电动列车组 动车兼有牵引和载客两大功能 与铁路列车不同，无需另挂机车
徐家汇夜景
温哥华
东京
北京
迪拜七星级帆船酒店
里约热内卢
展轨道
交通的 何为城市化？
城市化一般指农业人口转化为非农业人口，农村 地区转化为城市地区，农业活动转化为非农业活 动的过程。
城市化有什么表现？
必要性 城市人口增加 城市人口在总人口中的比重上升
城市用地规模扩大
信息流通快、时间节省、距离缩短、效率提高
优势
推动科技进步，提高区域整体发展水平
必要性 带动周边发展，缩小城乡发展差距
展轨道
交通的 弊端
必要性 环 境 污 染
交 通 拥 挤
居 住 条 件 差
失 业 人 数 增 多
能 源 危 机
1.环境污染
大气污染 光污染
固体废弃物污染 电磁波污染
展轨道
交通的 轨道交通的优越性 1.平均速度（25-45km/h),是公共汽车的3 倍 2.安全，准点率高，给上班族提供时间保障
3.能源利用率高，环境污染少
必要性 4.提升沿线土地价值，促进配套商业与服务 设施的发展
轨道交通成为人们着急赶路的 “救命草”
道交通
城市轨道交通系统
的建设
有
自市
地 轻 轨 独磁 动 域
地 铁 信 号
地 铁 通 信
地 铁 供 电
与 车 站 设 备
地 铁 环 境 控 制
轨 道 线 路
车 辆 段
0.3 城市轨道交通所涉及的专业门类
1. 地铁车辆
动车（M，Motor） 拖车（T，Trailer） 动拖结合、固定编组，形成电动列车组 动车兼有牵引和载客两大功能 与铁路列车不同，无需另挂机车
徐家汇夜景
温哥华
东京
北京
迪拜七星级帆船酒店
里约热内卢
展轨道
交通的 何为城市化？
城市化一般指农业人口转化为非农业人口，农村 地区转化为城市地区，农业活动转化为非农业活 动的过程。
城市化有什么表现？
必要性 城市人口增加 城市人口在总人口中的比重上升
城市用地规模扩大
城市轨道交通信号系统 ppt课件
（2）按照分割方式，轨道电路可分为有绝缘轨道电路和 无绝缘轨道电路。
（3）按照设置地点，轨道电路可分为区间轨道电路和车 辆段内轨道电路。
（4）按照轨道电路内有无道岔，轨道电路可分为无岔区 段轨道电路和道岔区段轨道电路。
任务二 城市轨道交通信号系统的基础设备
四、 转辙机
转辙机是转辙装置的核心和 主体，除转辙机本身外，还包括 外锁闭装置、各类杆件及安装装 置，它们共同完成道岔的转换和 锁闭，如图7-11所示。
（2）传递行车信息。在正线上，根据列车的不同位置，有关闭塞分 区的轨道电路传递不同的控制信息，实现对追踪列车的控制。带有编码信 息的轨道电路是城市轨道交通信号系统车地之间信息传输的通道之一。任务二 城市轨道交通信Fra bibliotek系统的基础设备
4.轨道电路的分类
（1）按照所传输的电流特性，轨道电路可分为工频轨道 电路和音频轨道电路。
任务二 城市轨道交通信号系统的基础设备
3.信号机限界
信号机限界是指确保行车安全，不允许超越的轮廓尺寸。直 线地段的设备限界是在直线地段车辆限界外扩大一定安全间隙后 形成的。车体肩部横向向外扩大100 mm，边梁下端横向向外扩大 30 mm，接触轨横向向外扩大185 mm，车体竖向加高60 mm，受电 弓竖向加高50 mm，车下悬挂物下降50 mm。
任务二 城市轨道交通信号系统的基础设备
二、 继电器
继电器是自动控制系统中常用的电器，它用于接通和断开电路，用 以发布控制命令和反映设备状态，以构成自动控制和远程控制电路。各 个领域的自动控制系统均采用继电器。城市轨道交通信号中广泛采用的 继电器，称为信号继电器（简称继电器），如图7-4所示。
图7-4 信号继电器
任务一 城市轨道交通信号系统概述
（3）按照设置地点，轨道电路可分为区间轨道电路和车 辆段内轨道电路。
（4）按照轨道电路内有无道岔，轨道电路可分为无岔区 段轨道电路和道岔区段轨道电路。
任务二 城市轨道交通信号系统的基础设备
四、 转辙机
转辙机是转辙装置的核心和 主体，除转辙机本身外，还包括 外锁闭装置、各类杆件及安装装 置，它们共同完成道岔的转换和 锁闭，如图7-11所示。
（2）传递行车信息。在正线上，根据列车的不同位置，有关闭塞分 区的轨道电路传递不同的控制信息，实现对追踪列车的控制。带有编码信 息的轨道电路是城市轨道交通信号系统车地之间信息传输的通道之一。任务二 城市轨道交通信Fra bibliotek系统的基础设备
4.轨道电路的分类
（1）按照所传输的电流特性，轨道电路可分为工频轨道 电路和音频轨道电路。
任务二 城市轨道交通信号系统的基础设备
3.信号机限界
信号机限界是指确保行车安全，不允许超越的轮廓尺寸。直 线地段的设备限界是在直线地段车辆限界外扩大一定安全间隙后 形成的。车体肩部横向向外扩大100 mm，边梁下端横向向外扩大 30 mm，接触轨横向向外扩大185 mm，车体竖向加高60 mm，受电 弓竖向加高50 mm，车下悬挂物下降50 mm。
任务二 城市轨道交通信号系统的基础设备
二、 继电器
继电器是自动控制系统中常用的电器，它用于接通和断开电路，用 以发布控制命令和反映设备状态，以构成自动控制和远程控制电路。各 个领域的自动控制系统均采用继电器。城市轨道交通信号中广泛采用的 继电器，称为信号继电器（简称继电器），如图7-4所示。
图7-4 信号继电器
任务一 城市轨道交通信号系统概述
城市轨道交通概论 绪论
3万～6万人，主要指常规地铁。
第4页/共58页
（3）中容量轨道交通系统 该类型系统的单向小时运送能力为1～4万人， 包括轻轨和单轨、小型地铁和新交通系统。
第5页/共58页
（3）小容量轨道交通系统 该类型系统的单向小时运送能力为小于0.5万
人，主要指有轨电车。
第6页/共58页
2、按线路敷设方式分类 按线路敷设方式可分为地下（包括山岭、水
第22页/共58页
二 轨道交通的特点
（一）地铁与轻轨的比较 二者分属于大容量和中容量轨道交通体系，
故二者的设计标准如钢轨类型、线路坡度、曲线 半径、车辆编组、牵引动力等带来差异。 地铁：市区大都修建在地下，部分可修建在地面 或高架桥上。正线最大坡度一般为30‰，困难地 段35‰,最小曲线半径一般为300～600m。 轻轨：以高架线和地面线为主，平曲线半径最小 100m，特殊地段可采用50m，最大坡度60‰，正 线运行速度一般不大于35km/h。
第2页/共58页
（二）城市轨道交通的分类
1、按交通容量分类 交通容量即运送能力，指单方向每小时的交通
断面上乘客通过量，按其分特大、大、中、小容 量四种系统。
（1）特大容量轨 道交通系统
特大容量系统 一般指市郊铁路，其 高峰单向小时运输能 力达到5万～8万人。
市郊铁路（美国长岛）
第3页/共58页
（2）大容量轨道交通系统 该类型系统的高峰小时单向运送能力达到
下）、高架和地面三种形式。
3、按车辆导向方式分类 按车辆导向方式可分为轮轨导向和导向轮导向。
4、按轮轨支撑形式分类 按轮轨支撑形式可分为钢轮钢轨系统（地铁、
轻轨等）、胶轮混凝土轨系统（单轨及新交通系统） 以及特殊系统（悬挂式单轨系统、磁悬浮轨道系统） 等。
第4页/共58页
（3）中容量轨道交通系统 该类型系统的单向小时运送能力为1～4万人， 包括轻轨和单轨、小型地铁和新交通系统。
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（3）小容量轨道交通系统 该类型系统的单向小时运送能力为小于0.5万
人，主要指有轨电车。
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2、按线路敷设方式分类 按线路敷设方式可分为地下（包括山岭、水
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二 轨道交通的特点
（一）地铁与轻轨的比较 二者分属于大容量和中容量轨道交通体系，
故二者的设计标准如钢轨类型、线路坡度、曲线 半径、车辆编组、牵引动力等带来差异。 地铁：市区大都修建在地下，部分可修建在地面 或高架桥上。正线最大坡度一般为30‰，困难地 段35‰,最小曲线半径一般为300～600m。 轻轨：以高架线和地面线为主，平曲线半径最小 100m，特殊地段可采用50m，最大坡度60‰，正 线运行速度一般不大于35km/h。
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（二）城市轨道交通的分类
1、按交通容量分类 交通容量即运送能力，指单方向每小时的交通
断面上乘客通过量，按其分特大、大、中、小容 量四种系统。
（1）特大容量轨 道交通系统
特大容量系统 一般指市郊铁路，其 高峰单向小时运输能 力达到5万～8万人。
市郊铁路（美国长岛）
第3页/共58页
（2）大容量轨道交通系统 该类型系统的高峰小时单向运送能力达到
下）、高架和地面三种形式。
3、按车辆导向方式分类 按车辆导向方式可分为轮轨导向和导向轮导向。
4、按轮轨支撑形式分类 按轮轨支撑形式可分为钢轮钢轨系统（地铁、
轻轨等）、胶轮混凝土轨系统（单轨及新交通系统） 以及特殊系统（悬挂式单轨系统、磁悬浮轨道系统） 等。
城市轨道交通通信信号系统ppt课件
❖ 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。
ppt精选版
33
5、闭塞的概念
地铁基础知识
❖ 轨道交通运营中安全问题是最至关重要的。
列车在轨道交通线路上运行时，确定列车在 线路的确切位置是保证安全的关键。
ppt精选版
54
地铁基础知识
ppt精选版
55
地铁基础知识
ppt精选版
56
6-3 微机联锁
地铁基础知识
❖ 利用微型电子计算机对车站值班员操作命 令及现场设备表示信息进行逻辑计算，以 实现对信号机、轨道电路及道岔转辙机等 设备进行集中控制的车站联锁设备。
轨道交通通信网系统是直接为轨道交通运营、 管理服务的，是保证列车及乘客安全、快速、高 效运行的一种不可缺少的智能自动化综合业务数 字通信网。
ppt精选版
4
二、轨道交通通信系统构成：
●传输系统 ●公务电话系统 ●专用电话系统 ●无线系统（列车调度、公安、消防） ●广播系统 ●电视监控系统 ●时钟系统 ●电源及接地系统
ppt精选版
22
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
ppt精选版
23
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”。
❖ 1、列车无线调度系统：主要用于地铁列车调度 员、司机、车站值班员、车辆段信号楼值班员之 间以及车站值班员与站台值班员之间通信联络， 满足列车运行需要。
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33
5、闭塞的概念
地铁基础知识
❖ 轨道交通运营中安全问题是最至关重要的。
列车在轨道交通线路上运行时，确定列车在 线路的确切位置是保证安全的关键。
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54
地铁基础知识
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地铁基础知识
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56
6-3 微机联锁
地铁基础知识
❖ 利用微型电子计算机对车站值班员操作命 令及现场设备表示信息进行逻辑计算，以 实现对信号机、轨道电路及道岔转辙机等 设备进行集中控制的车站联锁设备。
轨道交通通信网系统是直接为轨道交通运营、 管理服务的，是保证列车及乘客安全、快速、高 效运行的一种不可缺少的智能自动化综合业务数 字通信网。
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4
二、轨道交通通信系统构成：
●传输系统 ●公务电话系统 ●专用电话系统 ●无线系统（列车调度、公安、消防） ●广播系统 ●电视监控系统 ●时钟系统 ●电源及接地系统
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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”。
❖ 1、列车无线调度系统：主要用于地铁列车调度 员、司机、车站值班员、车辆段信号楼值班员之 间以及车站值班员与站台值班员之间通信联络， 满足列车运行需要。
《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
添加标题
添加标题
添加标题
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
城轨交通信号系统-简介 ppt课件
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
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。
司机丧失警惕越过红灯，车载控制器会通过轨旁设
备接收到的信息触发紧急制动，以保证了运行的安
全。
PPT课件
13
4.3 后备系统原理示意图
实际列车速度曲线 (ATO curve)
ATP曲线
限速
安全防护距离 （约25~30m）
预告功能信标
*
F
停车点
防护区段 *
PPT课件
14
5. 信号系统国产化
5.1 信号国产化方案
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。
PPT课件
9
移动闭塞ATC系统连续曲线速度控制示意图
速度
属于上世纪90年代技术水准
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。
司机丧失警惕越过红灯，车载控制器会通过轨旁设
备接收到的信息触发紧急制动，以保证了运行的安
全。
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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
限速
安全防护距离 （约25~30m）
预告功能信标
*
F
停车点
防护区段 *
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5. 信号系统国产化
5.1 信号国产化方案
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。
PPT课件
9
移动闭塞ATC系统连续曲线速度控制示意图
速度