移动闭塞ATC系统

地铁信号系统知识介绍
1.概述 在城市轨道交通系统中，信号系统是一个集行车指挥和 列车运行控制为一体的非常重要的机电系统，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。 地铁信号系统的核心是列车自动控制（ATC）系统。它 由计算机联锁子系统（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。各子系统之间相互渗透，实现地面控制与车 上控制相结合、现地控制与中央控制相结合，构成一个以 安全设备为基础，集行车指挥、运行调整以及列车驾驶自 动化等功能为一体的自动控制系统。它是现代城市轨道交 通核心控制技术之一。

2.信号各子系统功能 （1）列车自动监控（ATS）子系统 列车识别号追踪、传递和显示 列车运行图编制及管理 列车运行的自动调整 列车进路的控制 实时监视在线列车运行和信号设备的状态(其中含道岔、信 号机、电源等) 实现与无线通信、乘客导向、综合监控等系统的接口 提供司机发车指示 培训和运行模拟 统计、管理与记录等
MR
车载控制器 （ CC）
XX地铁二号线正线信号基础设备 ◆正线轨旁子系统设备包括：正线信号联锁主机、区域控制 器、转辙机、信号机、计轴、应答器等。 ◆正线车载子系统设备包括：车载ATP/ATO、人机界面TOD、 测速传感器、加速度计、车载MR天线、车载应答器天线等。 ◆正线ATS子系统设备包括：ATS中央服务器、ATS各工作站、 人机界面MMI、现地控制工作站LCW、发车指示器PDI等。 ◆正线DCS子系统设备包括：轨旁AP、骨干交换机、接入交 换机、光/电缆等。整个正线信号系统由DCS统一组网。
基于准移动闭塞连续曲线速度控制方式示意图
准移动闭塞ATC系统： 固定闭塞又称分级速度控制方式或阶梯式速度控制模式。其特点是采用固 定划分区段的轨道电路，提供分级速度信息，实施台阶式的速度监督，使列车 由最高速度逐步降至零。列车超速时由设备自动实施最大常用制动或紧急制动。 采用阶梯式速度控制方式的ATC系统设备构成简单，性能可靠。但固定闭塞 轨道电路传输的信息是模拟信号，抗干扰能力差。此外，轨道电路传输的信息 量有限，速度信息划分为若干等级。因此，采用阶梯式速度控制方式的ATC系 统控制精度不高，不易实现列车优化和节能控制，也限制了行车效率的提高。
ATC系统构成示意图
计算机联锁 （CBI）子系统
列车自动监控 （ATS）子系统
ATC系统
列车自动防护 （ATP）子系统 列车自动运行 （ATO）子系统
系统满足以下要求： 信号系统必须确保列车运行安全。 满足运营及行车组织的要求。 需严格按照预定的时刻表（运行图）组织列车运行。 在控制中心能对全线列车集中监控，自动/人工运 行调整。 实现列车自动驾驶或有超速防护的人工驾驶。 具有必要的降级/后备控制模式。
Wayside Backbone network
Si Si
Si Si
接入交换机 AS 轨旁AP Wayside AP
图例
以太网电缆 Twisted pair 光纤 Fiber 无线信道 Wireless tunnel
车地无线通信网络
MR
Wireless Network
车载数据 通信网络
车载控制器 （ CC）
（2）列车自动保护（ATP）（含正线联锁）子系统 列车定位/测速 安全列车间隔控制 列车速度和方向的监督防护 经济制动使能（实施） 列车完整性监督 轮径确认及磨损补偿 车门/屏蔽门监控 轨道终点、工作区域和折返作业的防护 列车筛选
（3）列车自动运行（ATO）子系统 列车在区间运行的自动控制及调整 控制列车按运行图规定的区间走行时分行车，自动实现对 列车的启动、加速、巡航、惰性、减速和停车的合理控制。 在正线车站、折返线和试车线自动实现列车的精确停车控 制。 在ATP子系统的允许下，向列车和屏蔽门控制系统发送开/ 关车门和屏蔽门的命令。 向车辆自动广播系统提供相关信息。 记录和统计系统事件的时间和日期。
3.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：
按各信号设备所处地域、实现功能又可分为：控制中心ATS子系 统、车站及轨旁子系统、车载设备子系统。
基于固定闭塞阶梯式速度控制方式示意图
固定闭塞ATC系统： 固定闭塞又称分级速度控制方式或阶梯式速度控制模式。其特点是采 用固定划分区段的轨道区段、计轴区段，提供分级速度信息，实施台阶式 的速度监督，使列车由最高速度逐步降至零。列车超速时由设备自动实施 最大常用制动或紧急制动。 采用阶梯式速度控制方式的ATC系统设备构成简单，具有投资成本低， 性能可靠等优点。固定闭塞轨道电路传输的信息是模拟信号，抗干扰能力 差。此外，轨道电路传输的信息量有限，速度信息划分为若干等级，因此， 采用阶梯式速度控制方式的ATC系统控制精度不高，不易实现列车优化和节 能控制，也限制了行车效率的提高。
XX地铁正线信号系统组成
区域控制器 （ZC）
区域控制器 （ZC）
自动列车监控子 系统（ATS）
区域控制器 （ZC）
联锁控制器 （ILC） 轨旁数据通信网 络
接入交换机AS
联锁控制器 （ILC）
Si Si
骨干交换机 BS
轨旁骨干网络
Si Si
Wayside data communication network
基于移动闭塞连续曲线速度控制方式示意图
移动闭塞ATC系统： 移动闭塞没有固定的闭塞分区，无需轨道电路装置判别闭塞分区列车占用 与否。移动闭塞ATC系统利用无线电台实现车地数据传输。轨旁ATC设备根据控 制区列车的连续位置、速度及其它信息计算出列车移动授权，并传送给列车， 车载ATC设备根据接收到的移动授权信息和列车自身运行状态计算出列车运行 速度曲线，对列车进行牵引、巡航、惰行、制动控制。在移动闭塞ATC系统 中，列车之间保持最小“安全距离”进行追踪运行。该安全距离是指后续列车 安全行车间隔停车点与前行列车尾部位置之间的动态距离。 由于在移动闭塞制式下，列车安全行车间隔停车点较准移动闭塞和固定闭 塞更靠近前行列车，因此安全行车间隔距离也较短，在保证安全的前提下，能 最大程度地提高列车区间通过能力。并且由于轨旁设备数量的减少，降低了设 备投资、运营及维护成本。