城市轨道交通通信信号系统
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。
城市轨道交通信号系统分析
城市轨道交通信号系统分析随着城市交通的不断发展，城市轨道交通成为了一种十分重要的交通方式。
而在城市轨道交通中，信号系统则是其安全运行的重要保障。
对城市轨道交通信号系统进行分析，可以进一步了解其运行机制和安全性能。
一、城市轨道交通信号系统的基本组成城市轨道交通信号系统由信号设备和信号控制中心两部分构成。
1. 信号设备信号设备主要包括轨道信号灯、轨道信号机、信号电气设备等。
轨道信号灯用于指示列车运行的状态，通常包括红色、黄色、绿色等灯色。
轨道信号机则是通过控制信号灯的颜色来指示列车运行的方向和速度。
信号电气设备则是用来控制信号系统的运行，包括信号线路、信号电源等设备。
2. 信号控制中心信号控制中心是对城市轨道交通信号系统进行集中控制和监测的地方。
通过信号控制中心，可以对信号设备进行远程控制，并监测信号系统的运行状态，及时处理故障和异常情况。
城市轨道交通信号系统的运行原理主要是通过信号设备和信号控制中心的协调配合来实现列车的安全运行。
轨道信号灯的红色、黄色、绿色分别代表停车、减速、行驶三种状态。
红色信号灯代表列车需要停车，黄色信号灯代表列车需要减速，绿色信号灯代表列车可以行驶。
2. 轨道信号机轨道信号机通过控制轨道信号灯的颜色来指示列车运行的方向和速度。
在信号控制中心的指令下，轨道信号机可以改变信号灯的状态，从而实现列车的安全运行。
城市轨道交通信号系统的安全性能是其最重要的性能之一。
信号系统的安全性能主要取决于信号设备的可靠性和信号控制中心的响应速度。
信号设备的可靠性是保障列车安全运行的重要因素。
只有当信号设备工作稳定可靠时，才能确保列车的安全行驶。
对信号设备的设计和制造要求非常严格，必须具备高可靠性和高安全性。
信号控制中心的响应速度直接影响列车的安全运行。
只有当信号控制中心的响应速度足够快时，才能及时发现和处理信号设备的故障和异常情况，确保列车的安全行驶。
随着城市轨道交通的不断发展，城市轨道交通信号系统也在不断进行创新和改进。
城市轨道交通通信与信号系统
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总结
总结
1
城市轨道交通通信与信号系统是城 市轨道交通的重要组成部分，它保 障了列车的安全、高效和有序运行
通信系统采用了多种通信技术，实现 了列车与车站之间、车站与控制中心 之间、列车与列车之间的实时通信； 信号系统采用了多种信号技术，实现 了对列车的速度控制、距离控制、方
向控制等功能
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3
未来，随着技术的不断进步和应用 需求的不断变化，城市轨道交通通 信与信号系统将会不断进行升级和
通信系统
卫星通信
卫星通信是城市轨道交通通信系 统中较为高端的方式之一。它通 过卫星进行信息的传输，具有覆 盖范围广、通信距离远、可靠性 高等优点。在城市轨道交通中， 卫星通信主要应用于控制中心和 列车之间的通信，以及控制中心 和车站之间的通信
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信号系统Βιβλιοθήκη 信号系统01城市轨道交通信号 系统是保障列车安 全、高效运行的关
心之间、列车与列车之间的实时通
信
通信系统
无线通信
无线通信是城市轨道交通通信系统中最常用的方式之一 。它通过无线电波进行信息的传输，包括语音、数据、 图像等信息。在城市轨道交通中，无线通信主要应用于 列车和车站之间的通信，以及车站和控制中心之间的通 信
通信系统
有线通信
有线通信是城市轨道交通通信系统的另一种 常用方式。它通过有线网络进行信息的传输 ，具有较高的稳定性和可靠性。有线通信主 要应用于列车和控制中心之间的通信，以及 车站和车站之间的通信
完善
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城市轨道交通通信与信号系 统
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
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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）。
城市轨道交通通信信号系统—信号设备
6.3.2 轨道电路
• 轨道电路是以轨道线路的两根钢轨作为导体，两端加以机械绝缘或是电气绝缘，并接上送 电和受电设备构成的电路。
6.3.3 计轴器
• 计轴器是用于完成计算车辆进出区段的轮轴数、监督列车占用轨道区段状况的一种技术设 备，它不受轨道线路、道床状况的影响。
6.3.4 查询应答器
查询应答器是采用电磁感应原理构成的 高速点式数据采集/传输设备，用于实现城 市轨道交通地面与列车间相互通信。
固定信号是将信号机固定在一个位置 上，用颜色的变化显示信号指示列车运行。
固定信号机设置原则： ① 城市轨道交通采用右行车制，地面 信号机设于列车运行方向的右侧，地下隧 道中的信号机一般装在隧道壁上； ② 特殊情况下，固定信号机可设于列 车运行方向的左侧或3.1 信号及其显示设备
6.3.2 轨道电路
轨道电路的安全可靠性直接影响行车安全和运输效率。 1、轨道电路的作用
①监督列车占用线路的情况，利用轨道电路可反映该段线路是 否空闲，为开放信号、建立进路或构成闭塞提供依据;
6.3.2 轨道电路
轨道电路的安全可靠性直接影响行车安全和运输效率。
1、轨道电路的作用
②传递列车信息，例如音频数字编码轨道电路中传送的行车信息， 为ATC 系统直接提供控制列车运行所需要的前行列车位置、运行 前方信号机状态和线路条件等有关信息，以决定本次列车运行的 目标速度，控制列车在当前运行速度下是否停车或减速。
6.3.1 信号及其显示设备
• 城市轨道交通列车在各自轨道上的行驶必须遵从一定的信号指挥。为了保证列车行驶安全， 提高运输效率，设有多种信号来指挥列车的行车作业。城市轨道交通的信号主要有固定信 号、车载信号、轨旁指示标志和手信号等。
固定信号
城市轨道交通信号与通信系统的基本内容
城市轨道交通信号与通信系统的基本内容
城市轨道交通信号与通信系统是城市轨道交通的保障机制，是城市轨道交通安全有效运行的重要组成部分。
它不仅可以起到管控和维护城市轨道交通运营体系安全可靠运行的作用，而且还能满足快捷、安全、高效的客运要求，更确保乘客的安全及时到达目的地。
城市轨道交通信号与通信系统的基本内容，包括控制、调度、信号系统及车辆通信系统、轨道安全检测等。
控制系统是控制城市轨道交通的主要保障系统，可实现城市轨道交通的调度控制，模拟和数字信号系统，以及运营策略管理等功能，保障城市轨道交通运营稳定和安全。
调度系统是建立在控制系统之上的城市轨道交通调度系统，通过轨道调度策略、车辆定位系统及状态监控实现，可实现对运行车辆的位置、车辆间的调度和间隔时间的掌控，保障车辆安全及时高效到达目的地，并满足客观要求。
信号系统主要用于控制驾驶员运行行车的行车指令，它是安全行车最重要的部分，是城市轨道交通系统中不可或缺的组成部分，可以有效保障驾驶安全行驶、防止车辆间发生碰撞事件等。
车辆通信系统是控制系统中不可或缺的一部分，它用于控制城市轨道交通的运行，可实现行车调度的及时有效的信息传输，主要用于轨道安全检测。
轨道安全检测是城市轨道交通系统中的重要保护系统，在实施的过程中，应该加强轨道安全的检测和监督，确保乘客的安全和安全环境，以及车辆机械结构安全等。
城市轨道交通通信信号系统—ATC系统
ATC系统是城市轨道交通信号系统最重要的组成部分，它实现以下功能： （1）行车指挥和列车运行自动化； （2）最大限度地保证列车运行安全； （3）提高运输效率； （4）减轻运营人员的劳动强度； （5）发挥城市轨道交通的通过能力。
• ATC系统主要包括中央设备、 地面设备、车载设备三部分。
思考题
ATP系统用于列车运行速度监督、列车运行超速防护，是保 证行车安全、防止列车进入前方列车占用区段和防止超速运 行的设备。
ATP系统的主要作用：
（1）对列车运行进行超速防护 （2）实现列车位置检测 （3）保证列车间的安全间隔 （4）故障报警、降级提示 （5）列车参数、线路参数的输入 （6）与ATS、ATO系统进行信息交互 （7）停车点防护和列车车门控制。
专业术语
• OCC：operating control center，控制中心 • 对全线列车运行、电力供应、车站设备运行、防灾报警、环境监
控、票务管理及乘客服务等地铁运营全程进行调度、指挥和监控 的中心。
专业术语
是英文Positive Train Identification的缩写, 即列车定位识别 • 该系统主要由车载和轨旁两部分组成, 实现列车-地面的信息单向
传输。 • 运行过程中，每辆列车唯一的列车编号通过PTI传输到地面设备。
专业术语
• 惰行模式就是利用车辆自身的惯性进行滑行,是一种有效节约能 源的运行模式,
练习1：下列各项与ＡＴO、ＡＴP、ＡＴS有对应关系？
实现对列车运行的 ， 辅助行车调度人员对全线列 车运行进行管理。
01
用于实现“ ”，即用地面信息实现 对列车驱动、制动的控制 ，以及列车自动折返等。
OCC
思考题
• 1.实现列车位置检测的信号设备是什么？ • 2.如何保证列车间的安全间隔？
城市轨道交通信系统的作用和组成
车辆段信号控制系统
ATP子系统
ATS子系统
ATO子系统
联
进 路
维车 修辆
联
闭
超 速
锁
塞
防 护
旅 客 向
导
旅 客 向
导
运 行 信 息 处
理
运 行 图 管
理
电 力 车 辆 调
度
列
锁
定车自
位速动
停度折
车调返
整
控 制
管调 理度
城市轨道交通信号系统组成框图
2.城市轨道交通信号系统的基本组成和特点
1. 正线设置成自动信号 2. 联锁关系较“简单”,但技术要求高 3. 具有完善的列车速度监控功能 4. 车辆段独立采用联锁设备 5. 自动化水平高
2.城市轨道交通信号系统的基本组成和特点
城市轨道交通的信号系统通常由列车运行自动控制 (ATC)系统和车辆段信号控制系统两部分组成.
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)和列车自动监控(ATS)三个子系统 简称“3A”。
轨道交通信号用
近年来,轨道交通的发展，出现了许多新的形式.一 般可以分为市郊铁路、地下铁路、轻轨、独轨、新交 通系统、有轨电车、磁悬浮等形式，如图2- 2所示。
城市轨道交通
市地
新有
郊下轻独交轨磁
铁铁
通电悬
路路轨轨系车浮
统
按照国际标准,城市轨道交通列车可分为A、B、C三种型 号，分别对应3米、2.8米、2.6米的列车宽度.凡是选用A 型或B型列车的轨道交通线路称为地铁，采用5～8节编 组列车；选用C型列车的轨道交通线路称为轻轨，采用 2～4节编组列车，列车的车型和编组决定了车轴重量和 站台长度。
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城市轨道交通信号系统
1、轨道交通信号的作用
• 信号是列车运行的凭证。 • 信号设施用于指挥和控制列车运行。 • 尽管投资额在整个工程中所占的比例低（
通常在3％以下），但对于提高列车通过能 力、提高运能、保证行车安全有着至关重 要的作用。 • 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。
• 2公安无线系统供公安调度员与车站公安值班员 及公安外勤人员之间通信联络。
• 3消防无线：供防灾调度员、车站防灾员、现场 指挥人员及有关人员联络，进行事故抢修及防灾 救灾。
（2）无线调度系统与公共无线系统区别 • 集团使用，半双工通话 • 具有组呼、群呼功能 • 具有多级优先、紧急呼叫、强插功能 • 具有控制电话呼叫及通话时限功能 • 具有呼叫记录和通话录音处理功能
道交通通信系统中不可缺少的组成部分， 是提高地铁运输效率、保证运营行车安全 的重要手段。
无线系统主要用于地铁列车运行指挥 、公安治安、防灾应急通信和设备及线路 的维修施工通信。
• 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。
数字通信：“数字通信”是指用数字信号作为 载体来传输信息，或者用数字信号对载波进行数 字调制后再传输的通信方式。
通信协议：通信协议实际上是一组规定和约定的 集合。
以太网：以太网是XEROX公司在20世纪70年代为 解决网络中零散的和偶然的堵塞而开发的基带标 准。它采用带冲突检测的载波监听多路访问协议 （CSMA/CD），速度为10Mbps传输介质为同轴电 缆。现在，以太网泛指所采用CSMA/CD协议符合 IEEE802.3标准的局域网。
三、各子系统介绍
1 传输系统： （1）功能（信息通道——高速公路） （2）主要解决的问题
容量/线路利用率 话音质量/干扰
（ 3）分类 按传输媒介分：
光纤数字通信系统 微波数字通信系统 卫星数字通信系统
按采用技术分 PDH（异步数字通信系统） SDH（同步数字通信系统） OTN（开放的传输网络） ATM（异步传输模式）
（3）广播系统构成： 车控室广播台、车站广播设备、扬声器等 。
6电源及接地系统 （1）功能：电源系统是为满足通信系统
不间断、无瞬变地供电需求。
（2）构成：配电设备、整流设备、蓄电 池
6、时钟系统 为地铁所有系统提供一统一的时间系统
பைடு நூலகம்
8、几个常用的概念
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”。
（3）集群无线系统组成 集群控制器 无线交换机 调度台 基站收发信机 天馈线系统 机车电台 漏泄电缆 维护终端
5、广播系统
（1）功能：对乘客广播（到发站信息、意外情况疏导） 对工作人员广播（通知信息）
（2）结构：广播系统采用二级广播控制方式（控制中心、 车站） 广播分区为：上行站台、下行站台、售票区、 站厅层、出入口、办公区。 当轨道交通发生故障或灾害时，广播系统自动转 为抢险通信设备，环境调度员具有最高优先权。
一 城轨交通的定义及分类 二3 城市轨道交通线路 三 城市轨道交通车辆 四3 城市轨道交通车站 五 城市轨道交通供电 六3 城市轨道交通通信信号 七3 AFC自动售检票系统
城市轨道交通通信系统
一、轨道交通通信系统概述 二、轨道交通通信系统构成 三、各子系统介绍
一、轨道交通通信系统概述
为了保证城市轨道交通系统能可靠、安全、 高效运营，并有效地传输地铁运营、维护、管理 相关的语音、数据、图像等各种信息，就必须建 立可靠的、易扩充的、独立的通信网。
• 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。
• 公安电视监视系统 公安电视监视系统为公安指挥中心提供
（4）传输系统构成 硬件：终端设备
中继设备 光缆 网管及维护终端 软件：系统软件、管理维护软件
2、公务及专用电话系统 （1）功能：解决电路交换任务 ●公务电话系统：用于各部门间进行通话
及业务联系。 ●专用电话系统：控制中心调度员、车站 、车辆段值班员组织指挥行车、运营管理 以及保证行车安全而设置的专用电话系统 。
（2）系统组成：交换机（接口模块、交换 模块、控制模块）、线路、电话机、调度 台、轨旁电话、录音装置、维护终端。
3、电视监控系统： （1）功能：电视监视系统具有直观、
实时的动态图像监视、记录和跟踪控制等 独特功能，是通信指挥系统一个重要组成 部分，具有其独特的指挥和管理能力，已 成为城市轨道交通实现自动化调度管理的 必备设施。
全线各车站实时场景图像，及时了解全线 安全情况，发现治安事件，判断事件性质 和规模，从而实施快速反应和高效指挥。
（2）电视监视系统的组成 • 摄像机 • 视频切换矩阵 • 图像分配放大器 • 发射器 • 彩色监视器 • 控制器及键盘 • 视频信号编解码器
4、无线系统 （1）功能：轨道交通无线通信系统是轨
2、城市轨道交通信号的特点
• 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。
• 信号系统要根据城市轨道交通的这些特点 加以改进、更新和发展。
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。
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