城轨列车运行自动控制系统 第3次作业 含答案

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》课程第3次作业评分评分人二、主观题(共10道小题)11.简述CBTC系统与TBTC冗系统相比有什么优点。

答：与TBTC系统相比，CBTC系统具备的优点主要有以下几点。

更加安全。

CBTC系统中充分利用通信传输手段，实时或定时地进行列车与地面间的双向通信，后续列车可以及时了解前方列车运行情况；同时，地面可以及时向车载控制设备传递车辆运行前方线路限速情况，指导列车按线路限制条件运行，大大提高了列车运行安全性。

更加高效。

CBTC系统实现了移动闭塞，控制列车按移动闭塞模式运行，由此可以减少列车间隔时间，实现单线上动态列车会车、超车、阻塞等的运行管理，以及确保列车运行与按一定规则制定的运行计划保持一致。

其结果不仅是大幅度地提髙线路能力和列车平均运行速度，而且提高了列车运行的可靠性和设备运用率。

更加灵活。

CBTC系统支持双向运行，不会因为列车的反方向运行而降低系统的性能和安全。

系统在运营时，可以根据需要，使用不同的调度策略，并且可以同时运行不同编组长度、不同性能的列车12.根据车-地之间通信方式CBTC可以分为哪几类？答：1从闭塞分区的实现来分类：基于通信的固定自动闭塞运行控制系统；移动自动闭塞运行控制。

2 根据CBTC车-地之间通信方式可分为：采用全程移动无线通信方式；采用轨道交叉电缆方式；采用漏泄电缆或漏泄波导方式；采用査询应答器方式；采用卫星通信系统。

3 根据应用区间闭塞方式来分：CBTC-半自动闭塞方式；CBTC-自动站间闭塞方式；CBTC-电子路签闭塞方式。

4 根据CBTC应用控制技术水平的高低可以进行分类：采用无线数据电台进行车-地之间双向通信构成的低级系统一CBTC-半自动闭塞系统。

采用应用技术水平较高的CBTC系统，例如，CBTC-MA S系统等。

13.简述CBTC典型的结构和每个子系统的功能。

答：一般典型的CBTC系统应当包括：列车自动监控系统ATS 、数据库存储单元DSU 、区域控制器ZC 、计算机联锁CI 、轨旁设备WE 、车载控制器VOBC 和数据通信系统DCS，包括骨干网、网络交换机、无线接人点及车载移动无线设备等。

其中区域控制中心包括ZC和CI两部分。

整个系统可以划分为CBTC地面设备和CBTC车载设备两大部分，地面设备和车载设备通过数据通信网络连接起来，构成系统的核心。

子系统的功能为：1 ATS子系统ATS子系统的主要功能是在控制中心显示控制范围内列车运行状态及设备状态。

根据CBTC系统的要求，ATS系统中设置包括操作员工作站、时刻表工作站、培训工作站和其他相应的设备和网络等。

2 CI子系统CI子系统的主要功能是监督和直接控制道岔、轨道区段、信号机和其他室外设备，实现各个设备之间的正确联锁关系，保证列车运行安全；对于来自设备的错误操作，具备有效的防护能力；能够根据进路的始端、终端办理进路、取消进路等。

3 ZC子系统ZC子系统需要根据从VOBC、CI、ATS和DSU接收到的各种状态信息和数据信息，为位于ZC控制区域范围内的列车生成移动授权MA，并及时将MA通过DCS系统发送给车载VOBC设备以控制列车的运行。

4 VOBC子系统在VOBC中，为确保安全，列车必须对自身位置和运行方向进行精确判定。

为判定位置，列车的车载计算机与转速计、速度传感器、加速度计用于测量距离、速度和加速度及轨旁定位应答器共同合作，实现列车的准确定位。

5 DSU子系统在CBTC系统中，列车定位将不再依据轨道电路，而是由车载本身来实现，这样就需要地面和车载同时拥有一个统一的数据库来实现整个系统的调度和协调统一。

数据存储单元DSU即是用来完成整个CBTC系统数据库管理工作的子系统，该数据库将包括静态数据库、动态数据库、配置数据库、参数数据库等。

在CBTC系统中。

数据库的安全性和重要性是显而易见的，因此必须采取冗余设计来实现，其安全可靠性的级别等同于ZC和CI设备。

14.在城市轨道交通列车运行中非正常情况可以分为哪两种？答：在城市轨道交通列车运行中非正常情况分为两种：一是有准备的非正常情况下列车作业，即有计划的施工维修，列车作业办理人员预先接到施工维修计划并在有足够的思想准备的情况下完成非正常列车作业。

二是无准备的非正常情况下列车作业，即设备突发故障、运行条件突发变化、临时停电等，行车作业办理人员没有任何思想准备。

此时，要求作业人员立即做出正确的应急反应和处理。

15.城市轨道交通设备故障包括哪些？答：城市轨道交通设备故障主要包括信号系统故障、线路故障、道岔故障以及临时停电、通信中断等各种故障。

16.城市轨道交通信号系统包括哪些故障？答：城市轨道交通信号系统故障可分为联锁功能失效和ATS、A TP、ATO子系统故障。

17.后备模式是在ATC模式不能正常发挥作用的情况下使用的一种简化运营，设置这种后备模式的原因是什么？答：后备模式是在ATC模式不能正常发挥作用的情况下使用的一种简化运营，设置这种后备模式的原因是：基于通信的列车控制系统对于列车的位置追踪及控制完全依赖于车-地间的无线通信系统，因此一旦设备故障，或车-地通信不能正常进行，系统就会失去对列车的定位和控制能力，只能单纯依靠运营方面的规则来保证列车的安全撤离和系统的恢复，存在安全方面的风险，并且系统恢复需要时间较长。

通常地铁晚间有工程车作业，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。

由于目前城市轨道交通项目建设的工期普遍紧张，尤其是信号系统具备安装条件至线路开通运营的时间很短，国内实施的几条CBTC线路，如广州的3、4、5号线，上海的8、9、6号线等，均由于类似的原因，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。

尽管后备系统不是列车运行控制必需的系统，但是从目前国内的地铁建设和应用情况来分析，采用适当的后备系统，对于系统工程的建设、保证行车安全和效率还是很有好处的。

18.什么叫后备系统？有什么功能？有哪几种设置方式？答：后备系统是线路辅助系统或第二套列车运行控制系统，能够为没有装备车载移动闭塞设备或车载移动闭塞设备故障的列车提供全部或者部分的列车自动保护功能，是列车运行控制系统“故障-安全”原则的体现。

后备系统通常需要具备列车定位、列车安全分隔、道岔锁闭防护等功能，从而保证在后备系统启用的情况下，线路实现自动闭塞，列车追踪间隔控制在10min左右如有必要，还可缩短。

19. ATS设备故障时应该如何进行行车组织工作？答：(1)控制中心ATS设备故障当ATS系统发生故障时，ATS系统功能不能实现，需要行车调度中心人工控制所管上的信号和道岔，办理列车进路，组织和指挥列车运行。

如果出现中央ATS系统无显示等故障，则行车调度员应授权联锁站控制，实现车站级控制(通过LOW 现场操作员工作站进行操作)。

1 进路排列联锁站行车值班员首先应确认联锁工作站上的RTU(ATS的远程终端控制单元降级模式是否被激活，当“RTU降级模式”被激活时，联锁站不用操作，列车可自动排列进路及自动取消运营停车点。

当“RTU降级模式”未被激活，且行车调度员没有特殊指示时，联锁站应在确认列车进站停稳后人工在LOW上按正常情况人工排列进路及人工取消运营停车点。

如果车站在工作站上不能取消运营停车点时，应立即报告行车调度员，由行车调度员转告驾驶员，用RM模式驾驶列车出站，直至转换为ATO模式；当车站取消运营停车点而列车目标速度仍为零，且超过规定时间(通常为30s)时，车站值班员应报告行调，由行调指示驾驶员开车，当ATO驾驶模式恢复正常时，应向行车调度员报告。

2)列车运行信息处理ATS系统故障将会影响列车位置、车次等列车运行信息的记录，进一步影响列车运行图的自动绘制。

故ATS设备故障时，行车调度员通知驾驶员在显示屏上输入当时车次号，到换向运行时，输人新的目的地码和车次号，直至行车调度员通知停止输人为止。

各规定报点站向行车调度员报告各次列车的到开时间，至行车调度员收回控制权时止，行车调度员以报点站为单位人工铺画列车运行图，至ATS设备恢复正常。

2 当ATS的自动排列进路或联锁系统(SI CAS)的追踪进路故障当ATS的自动排列进路或联锁系统(SICAS)的追踪进路不能自动排列时，应由人工介人，在MMI上或在LO W工作站上人工排列进路。

(3)车站ATS设备故障车站ATS由列车与地面数据传输设备和电气集中联锁或微机联锁设备等构成。

车载ATS由列车与地面间数据传输设备等构成。

当信号联锁设备故障时,按站间电话联系法组织行车。

20. ATP设备故障时应该如何进行行车组织工作？答： 1 ATP地面设备故障当ATP地面设备发生故障时，车-地之间的信息传输受到阻碍，列车在运行过程中无法获得及时、准确的地面信息。

所以，当ATP 地面设备发生故障时，需要视地面信号机的状况而定。

当ATP部分地面设备出现故障，但是地面信号机状态完好，可以正常显示，则列车按照地面信号机的显示运行，不需要组织接发车作业；当地面信号机也出现故障，不能正常显示，则需要相关车站的行车值班员根据调度命令组织接发车作业。

接发列车时，行车值班员应及时办理闭塞、开通进路、开闭信号、交付凭证及显示信号。

车站行车值班员(包括信号楼值班员)在承认或解除闭塞前，应确认接车区间及接车线路空闲，接车进路道岔位置正确、状态良好，没有影响接车进路的调车作业；发车前，应核对接车站承认闭塞的电话电报号码或闭塞解除时分及车次无误，确认发车进路道岔位置正确、状态良好，没有影响发车进路的调车作业后，方可交付凭证，开放出站信号或显示发车手信号。

相邻车站采用站间电话联系法组织行车，并需要将把调度命令内容及时通知驾驶员。

2 ATP车载设备故障ATP车载设备发生故障时，因故障列车无法接收ATP限速命令，此时主要解决列车的驾驶模式问题。

一般车载设备发生故障时，驾驶员根据行车调度员命令人工驾驶限速运行，即以URM模式〔不超过25km/h的速度〕驾驶列车，如果地面信号机状态完好的话，按照地面信号机显示运行；如果地面信号机故障，则按照上述AT P地面设备故障情况处理，由相邻车站行车值班员按照通过电话闭塞法办理接发车作业保证列车运行。

此时行车调度员应随时注意A TP车载设备发生故障的列车运行情况，以确保列车与列车之间的最小间隔在一个区间及以上，遇到两列车进人同一个区间时，应采取紧急措施扣停后面的列车，即扣车，将列车在某站台停靠，不允许其继续运行，通常是ATO系统收到ATS发出扣车指令后进行。

如果列车在站台发车前收不到ATP速度码时，驾驶员应上报行车调度员，在得到行车调度员同意后方可使用模式移动列车。

(3)车场与正线连接站间信号设备故障车场与正线连接站间信号故障时，车场与车站间采用站间电话闭塞法组织行车，以路票为行车凭证。