移动闭塞ATC系统在城市轨道交通的应用分析
试析地铁卡斯柯信号系统发展趋势及功能
试析地铁卡斯柯信号系统发展趋势及功能摘要：地铁由于自身运输量大、速度快以及安全性高等优点，已经成为人们日常出行的主要方式。
地铁信号系统，是保证列车高效、安全运行的核心部件。
信号系统的发展，经历了一系列的演变，现在已越来越趋于成熟。
本文将对成都地铁卡斯柯信号系统发展趋势及功能进行简要分析。
关键词：地铁信号系统；发展趋势；功能1卡斯柯公司CBTC移动闭塞信号系统分析移动闭塞就是基于通信技术的列车控制ATC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。
下面通过探讨卡斯柯公司CBTC移动闭塞信号系统在某地铁二号线的应用，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。
1.1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。
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。
为确保车地通信的双向高速、安全可靠，通信传输子系统必须具备以下功能：（1）端对端数据通信。
端对端的数据通信包括两部分：有线部分与无线部分。
应用数据的端对端传输选用基于以太网的IP传输方式。
在SDH骨干网层面，以太网数据包采用GFP协议封装，通过专用SDH虚容器（VC）传输。
无线通信协议遵循IEEE802.11标准，物理层（PHY）运行于2，4GHz频段。
（2）移动管理。
移动性通过无线交接（Hand-Off）实现，无线交接使得车载无线设备随列车移动时和沿线固定的无线接入点保持无线通信。
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。
ATC移动闭塞系统在城市轨道交通的运用分析
线 、 州地 铁 Ｉ号线 和 ２号线 等 。 广
１３ 移 动 闭塞 系统 ．
这是 采用 一 次 模 式 曲线 控 制 方 式 ， 且 可 以根 并 据地 面信 号设 备提 供 的 目标 速 度 、 目标距 离 、 路 状 线
向通信 手段 ， 以在 确保 列 车运 行 安 全 的前 提 下 ， 可 最
大 限度 地 缩 短 列 车 运 行 问 隔 ， 高 线 路 通 过 能 力 。 提
这 是采 用交 叉感 应环 线 或无 线 扩频 等通 信 方式 实 现列 车定 位和 车 一地之 间 双 向大 信息 量 数 据传 输 的信 号 系统 。地 面不 划 分 固定 的 闭 塞 分 区 ， 车 定 列
位方 式也 不 同 于 采 用 轨 道 电 路 的 系 统 ， 列 车 定 位 其
塞 系统 的实 现 创 造 了条 件 。近 年来 ， 国相 继 投入 各
发展 趋 势 ， 于运 量 较 大 的城 市轨 道 交 通 线 路 的信 对
号 系统设 计 时 ， 般 考 虑采 用 准 移 动 闭 塞 Ａ Ｃ系统 一 Ｔ
力量 研制 基于 通信 的列 车控 制 系统 Ｃ Ｔ 具 有 代 表 Ｂ Ｃ， 性 的主要 有法 国 国铁 的 Ａ Ｔ Ｅ １本 铁道 综合 技术 Ｓ Ｒ Ｅ、 ３
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 方式 可最 大限度 地 缩短行 车 间
隔 。 表 了城 市轨 道 交通 信号 系统 的发 展 方向 。 代
城市轨道交通列车自动控制系统的运用与发展(精)
城市轨道交通列车自动控制系统的运用与发展摘要:本文对城市轨道交通的发展进行了探讨,介绍了城市轨道交通自动控制系统的特点和组成。
在城市轨道交通列车自动控制系统(atc 中,列车自动防护(atp 系统担负着保证列车运行安全的重要作用,是列车运行自动控制系统的基础。
关键词:城市轨道交通 ; 自动控制系统 ; 列车自动防护abstract: in this paper, the development of urban rail transit is discussed, and introduced the automatic control system of urban rail transit characteristics and composition. in urban rail traffic automatic train control system (atc, automatic train protection (atp system on the train operation safety guarantee the important function, is the train operation of the automatic control system for the foundation.keywords: urban rail traffic; automatic control system; automatic train protection 引言近年来,随着城市现代化的发展,城市规模的不断扩大,市区人口逐步向郊区迁移,城市交通压力越来越大。
城市轨道交通的发展已成为解决现代城市交通拥挤的有效手段,它的最大特点是运营密度大、列车行车间隔时间短、安全正点。
因此,必须采用具有连续速度显示监督和防护的列车自动防护系统,以确保行车安全,提高行车效率。
在这种背景下,自动控制系统在城市轨道的建设中扮演着越来越重要的角色。
城市轨道交通移动闭塞信号系统的分析
交通科技与管理5智慧交通与信息技术1 概述 城市轨道交通信号系统制式在国内外逐步呈现多样化和标准化的趋势，其制式按照闭塞方式分，有固定式、准移动式与移动式等。
移动闭塞技术是全球铁路及轨道交通信号界公认的最先进的信号产品之一，它可以提供比传统的固定闭塞系统更为安全、更加高效、灵活的列车运行。
2 CBTC 系统结构 武汉地铁2、4、6、8、阳逻线采用ALSTOM Urbalis888基于无线通信的移动闭塞列车自动控制系统（CBTC）。
Urbalis888 CBTC 系统主要由列车自动控制系统（ATC）、联锁计算机子系统（CBI）、自动监控子系统（ATS）、数据通信子系统（DCS）、维护支持子系统（MSS）五个子系统组成。
图1 系统接口图2.1 ATS 子系统 自动列车监控系统（ATS）与联锁、轨旁ATC 设备、车载ATC 设备等协同工作，实现信号设备的集中监控，并控制列车按照预先制定的运营计划在正线内自动运行。
ATS 子系统与时钟、无线、广播、旅客向导、ISCS 等接口，获取外部系统采集的数据，与信号系统数据相综合，为控制中心和车站的行车调度值班人员提供现场状况显示，供其制定调度决策。
另外ATS 通过接口向外部系统提供信号和列车运行的相关数据，供这些系统完成自身的工作。
2.2 ATC 子系统 ATC 子系统主要由CC、ZC、LC 和Beacon 等主要设备构成，用于管理和驾驶列车，目的是在保护列车和乘客的前提下，优化列车运行。
ATC 的功能主要表现为辅助运营及保护列车和乘客。
2.3 CI 子系统 CI 子系统主要由2乘2取2联锁计算机、热冗余网络设备、冗余的车站现地工作站、系统维护台等组成。
它采用分布式联锁控制方式，在集中站实现对正线信号机、道岔、进路等的控制，在非集中站负责监控该联锁区。
CI 的主要安全功能是：以安全方式确保轨旁控制的安全，保证在故障的情况下，确保信号机处于关闭状态，道岔不能搬动，避免引发的危险。
城市轨道交通信号与通信系统任务二：基于通信的移动闭塞ATC系统认知
无线扩频电台的传输距离小，为了保证在一个AP（无线接入 点）故障时，通信不能中断，提供通信的可靠性，往往需要 在同一个地点设置双网覆盖，进一步缩短了AP布置间距。
• 6）采用先进的 车地双向实时传输，信息量大， 易于实现 无人驾驶。基于无线通信移动闭塞ATC系统采用 无线网络 重复覆盖方式，形成实时双向双通道冗余结构，以弥补无线 通信的非故障安全缺陷。
• 7）可减少轨旁设备，便于安装维修，有利于紧急状态下利 用线路作为人员疏散的通道，有利于降低系统生命周期内的 运营成本。
3、列车定位
（2）基于无线通信移动闭塞ATC系统 • 在地面设置含有绝对位置信息的应答器，当列车从上方经过时，
为列车提供绝对位置信息，达到为列车定位和位置校准的目的。
• 车站定点停车采用对位环线或应答器方式，达到所要求的停车 精度。
（3）、辅助列车位置检测设备 在CBTC工作正常时，列车位置检测设备并不作为列车控制和
列车在各个AP之间的漫游和切换特别频繁，大大降低了无线 传输的连续性和可靠性，同时相应的电缆使用量很大。
2、漏泄同轴电缆 • 供货商有法国ALSTOM和美国BOMBARDIER 采用基于2.4GHz ISM频带的漏泄同轴电缆， 其传输特性 和
衰减性能较好，传输距离较远，最大传输距离达到600m，且 沿无线场强覆盖均匀，且呈现良好的方向性分布，抗干扰能 力较强，适合于狭长的地下隧道内使用。 采用同轴电缆可以减少列车在各个AP之间的漫游和切换,提高 无线传输的连续性和可靠性。
而是利用通信技术实现 “车地通信”和 “列车定位”，
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。
移动闭塞信号系统介绍
移动闭塞信号系统介绍第一篇：移动闭塞信号系统介绍移动闭塞信号系统介绍一、信号闭塞的基本概念所谓闭塞就是指利用信号设备把铁路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。
二、各种信号闭塞制式在城市轨道交通中的发展应用目前在城市轨道交通中使用的信号系统一般称之为ATC系统，大多应用于80km/h以下的轨道交通工程中。
ATC系统主要由ATP、ATO、计算机联锁以及ATS四个子系统构成，其ATP/ATO制式主要有两种：第一，基于多信息移频轨道电路的固定闭塞，采用台阶式速度控制模式，属二十世纪八十年代技术水平，其列车运行间隔一般能达到180秒。
西屋公司、GRS公司分别用于北京地铁、上海地铁一号线的ATP、ATO系统属于此种类型；第二，基于数字轨道电路的准移动闭塞，采用距离/速度曲线控制模式的ATP/ATO系统，属二十世纪九十年代技术水平，其列车运行间隔一般能达到90～120秒。
西门子公司在广州地铁一号线使用的LZB700M、US＆S公司在上海地铁二号线使用的AF-900以及我国香港地区机场快速线（最高速度达135km/h）使用的阿尔斯通公司SACEM（ATP/ATO）信号系统均属于此种类型。
λλλλλλλ上述两种列车控制模式均为基于轨道电路的列车控制系统。
基于轨道电路的速度－距离曲线控制模式的ATP/ATO系统，采用“跳跃式”连续速度－距离曲线控制模式，“跳跃”方式按列车尾部依次出清各电气绝缘节时跳跃跟随。
采用在传统轨道电路上叠加信息报文方法，即把列车占用/空闲检测和ATP信息传输合二为一，它们的追踪间隔和列车控制精度除取决于线路特性、停站时分、车辆参数外还与ATP/ATO系统及轨道电路的特性密切相关，如轨道电路的最大和最小长度、传输信息量的内容及大小、轨道电路分界点的位置等。
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移动闭塞ATC系统在城市轨道交通的应
用分析
摘要：随着城市人口的快速增长和交通需求的增加，城市轨道交通系统在现
代城市中扮演着重要的角色。
然而，传统的轨道交通调度系统面临着诸多挑战，
如高峰时段的交通拥堵、列车运行间隔的不稳定以及安全性问题等。
为了解决这
些问题，探索和应用先进的列车调度控制技术是至关重要的。
移动闭塞自动列车
控制系统（Moving Block Automatic Train Control System，简称移动闭塞ATC
系统）是一种高效、智能和安全的列车控制系统，其关键特点是允许列车之间实
现更紧密的操作间隔，提高轨道交通系统的运营效率。
传统的ATC系统依赖于静
态的固定区域闭塞原则，而移动闭塞ATC系统则通过动态地根据列车位置和速度
来实现运行间隔的控制。
基于此，本文将对移动闭塞ATC系统在城市轨道交通的
应用进行简单分析。
关键词：移动闭塞ATC系统；城市轨道交通；应用
1.移动闭塞ATC系统的原理及优势
移动闭塞自动列车控制系统（简称移动闭塞ATC系统）是一种先进的列车调
度控制技术，通过动态地控制列车之间的运行间隔，提高城市轨道交通系统的运
营效率和安全性。
其原理主要有以下几方面：
（1）列车间的实时通信：系统利用无线通信技术，列车之间可以实时传输
位置、速度和加速度等信息，实现对列车的动态控制。
（2）动态控制运行间隔：根据接收到的列车位置和速度等信息，系统可以通过算法动态计算每个列车之间
的安全运行间隔，并通过控制列车的加速和减速来维持这个运行间隔。
（3）车
辆位置和速度监测：通过使用传感器和信号设备等技术手段，精确监测列车的实
时位置和速度，并将这些信息反馈给系统进行调度控制。
移动闭塞ATC系统相比传统的固定闭塞原则有以下优势：
（1）提高运行效率：移动闭塞ATC系统允许列车之间实现更紧密的运行间隔，减少了列车之间的空隙，从而提高了轨道交通系统的运行效率。
系统可以根据交通需求和列车密度等因素，动态调整运行间隔，最大程度地提高线路的处理能力。
（2）增强安全性：移动闭塞ATC系统通过实时监测和控制列车的位置和速度，能够更精确地计算和维持列车之间的安全运行间隔。
这种动态调整可以提高列车运行的安全性，降低事故的发生概率。
（3）适应性强：与固定闭塞原则相比，移动闭塞ATC系统具有更强的适应性。
它可以根据不同情况和条件进行动态调整，适应交通需求的变化、列车密度的变化，以及特殊事件（如故障或紧急情况）的处理。
（4）系统灵活性：移动闭塞ATC系统具有较高的灵活性，可以进行软件控制和调整，而无需对现有线路进行大规模的硬件改造。
这使得系统的部署和升级相对容易，具有较低的成本和风险。
1.移动闭塞ATC系统在城市轨道交通的应用
2.1应用于高峰时段的城市轨道交通调度
在城市交通高峰时段，人流量集中、列车密度高，传统的固定闭塞原则往往导致列车间的运行间隔相对较大，限制了系统的运行能力。
通过采用移动闭塞ATC系统，可以根据实时的列车位置、速度和乘客需求，动态地调整列车之间的运行间隔，使列车能够更紧密地运行，提高线路处理能力，有效缓解高峰时段的交通拥堵问题。
2.2应用于城市轨道交通的多线路调度
对于具有多条线路的城市轨道交通系统，移动闭塞ATC系统可以根据每条线路的运行状态和乘客需求，灵活地调整不同线路间列车的运行间隔。
通过集成运行间隔控制和线路信号系统，系统能够自动监测和控制多线路间列车的相对位置和速度，实现列车的高效、快速和安全运行，提高整体运行效率和服务质量。
2.3适用于城市轨道交通系统的运行调度优化
通过实时监测和掌握列车的位置和速度信息，系统可以灵活地调整列车的运
行策略，包括加速、减速和停靠等。
该系统可以根据预设的运行参数和实际的交
通需求，动态计算和优化列车之间的运行间隔，实现列车的稳定运行和高效调度。
这种智能调度和优化能够使城市轨道交通系统更加适应需求变化、提高运行效率，并为乘客提供更可靠和舒适的出行体验。
2.4应用于应急管理和故障处理
在面临突发事件、故障或紧急情况时，移动闭塞ATC系统可以快速响应并采
取相应措施，保证列车和乘客的安全。
通过实时监测列车的位置和速度，系统可
以自动调整运行间隔，让遇到问题的列车得到及时安全的停车或疏导，确保列车
运行的连贯性和安全性。
2.5应用于轨道交通系统的容量管理和平稳运行
通过动态控制运行间隔和列车速度，系统可以平衡不同线路和区段的运行负荷，避免运营瓶颈和拥堵问题。
系统可以根据流量需求和乘客分布情况，自适应
地调整运行间隔和列车密度，更好地利用轨道资源，提高系统的运行容量和效率，并确保乘客的出行质量。
1.移动闭塞ATC系统应用发展的建议与方向
3.1发展建议
（1）系统完善与更新：持续改进和更新移动闭塞ATC系统，以适应不断变
化的城市轨道交通需求。
包括更新硬件设备、优化算法和加强通信技术等方面的
改进，以提升系统的性能和适应性。
（2）多级列车控制策略：引入多级列车控制策略，根据列车的重要性和优
先级，对不同列车实施不同的调度策略。
例如，高峰时段优先考虑载客率高的列车，将其调度为紧密运行，而低峰时段则调整为宽松运行，以最大程度地优化系
统的运行效率。
（3）数据分析与预测：加强对实时数据的分析和利用，通过建立统计模型
和利用机器学习等技术，预测人流量、列车运行时间等因素，提前做好系统调度
和排班，以避免拥堵和提高运行效果。
（4）故障监测和维护：建立完善的故障监测系统，实时监测列车和设备的
状态，及时发现故障并进行维修。
同时，定期进行设备的维护和检修，确保系统
的稳定运行。
（5）增强安全措施：加强系统的安全措施，包括加密通信和数据保护，防
止恶意攻击和数据泄露，并建立实时监控和报警系统，及时发现和处理安全风险。
（6）结合其他智能化技术：移动闭塞ATC系统还可以结合其他智能化技术，如人工智能和大数据分析，实现更高水平的城市轨道交通管理。
通过收集和分析
实时数据，系统可以预测和预防潜在的问题，提前做出调整和决策。
同时，可以
通过学习和优化算法，不断改进列车调度和运行控制策略，提高系统的智能化和
自适应能力。
（7）培训和培养专业人员：加强对系统操作和维护人员的培训和培养，提
高他们的技能水平和专业素养，确保能够熟练运营和管理移动闭塞ATC系统。
3.2发展方向
（1）智能化：随着人工智能和大数据分析等技术的不断发展，移动闭塞ATC
系统将趋向更智能化。
系统将能够通过学习和优化算法，自动识别运行模式和优
化策略，以实现更高效、更稳定的列车调度和运行控制。
同时，系统可以通过实
时数据分析和预测，更好地应对突发事件和预防潜在问题。
（2）自适应调度：未来的移动闭塞ATC系统将更加自适应，根据乘客需求
和交通状况动态调整列车的运行间隔和速度。
系统将根据实时数据分析和乘客流
量预测，灵活调整列车的发车频率和行驶速度，以最大程度地满足乘客需求，并
提高运行效率和系统容量。
结语：
总的来说，移动闭塞ATC系统在城市轨道交通中的具体应用包括高峰时段调度、多线路调度、运行调度优化、应急管理和故障处理，容量管理和平稳运行等
方面。
系统通过动态控制运行间隔和列车速度，实现对列车运行的精确控制，提
高了系统的运行效率、安全性和可靠性。
随着智能化技术的不断发展和应用，移
动闭塞ATC系统将进一步完善，并发挥更大的作用，为城市轨道交通系统的现代
化和可持续发展做出贡献。
参考文献：
[1]杨晨宇.移动闭塞ATC系统在城市轨道交通的应用分析[J].科技创新导报，2018.
[2]贾晓哲.城市轨道交通ATC系统信息安全建设方案[J].都市快轨交通，2017.。