基于轨间电缆的城市轨道移动闭塞系统
移动闭塞的原理、系统结构及功能
移动闭塞的原理、系统结构及功能摘要阐述了移动闭塞技术的原理。
介绍了典型的基于无线通信的移动闭塞系统的系统结构。
分析了移动闭塞相对于传统闭塞方式的优势。
指出基于通信的列车控制将是未来列车控制技术的发展方向。
关键词移动闭塞, 数据通信, 车载控制器, 区域控制器基于通信的移动闭塞(MB) 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。
以Sel2 Trac 为代表,该技术已经被应用将近20 年,并且给运营商们带来了良好的经济和社会效益。
本文将从阐述移动闭塞技术的原理入手,分析其系统结构和优势,供国内同仁参照。
1 移动闭塞技术的原理1. 1 地铁信号和列车自动保护系统在轮轨交通中, 为保证列车运行安全, 须保证列车间以一定的安全间隔运行。
早期, 人们通常将线路划分为若干闭塞分区, 以不同的信号表示该分区或前方分区是否被列车占用等状态, 列车则根据信号显示运行。
不论采取何种信号显示制式, 列车间都必须有一定数量的空闲分区作为列车安全间隔。
地铁的信号原理也基于此。
但由于地铁的特殊条件,对安全的要求更加严格,因此必须配备列车自动保护(A TP) 系统。
A TP 通过列车间的安全间隔、超速防护及车门控制来保证列车运行的安全畅通。
在固定划分的闭塞分区中,每一个分区均有最大速度限制。
若列车进入了某限速为零或被占用的分区,或者列车当前速度高于该分区限速,A TP 系统便会实施紧急制动。
A TP 地面设备以一定间隔或连续地向列车传递速度控制信息。
该信息至少包含两部分:分区最高限速和目标速度(下一分区的限速) 。
列车根据接收到的信息和车载信息等进行计算并合理动作。
速度控制代码可通过轨道电路、轨间应答器、感应环线或无线通信等传输,不同的传递方式和介质也决定了不同列车控制系统的特点。
为了保证安全,地铁A TP 在两列车之间还增加了一个防护区段,即双红灯区段防护(见图1) 。
后续列车必须停在第二个红灯的外方,保证两列车之间至少间隔一个闭塞分区。
城市轨道交通行车指挥自动化的行车组织
（2）SM模式（ATPM模式）
安全距离 安全距离
四、不同闭塞制式的ATC系统
3. 移动闭塞
• （1）基本概念
后续列车
移动定位方式 与地面通信
感应环线或 无线通信
前行列车
移动定位方式 与地面通信
地面控制中心
四、不同闭塞制式的ATC系统
• （2）移动闭塞的特点
• 可实现较小的行车间隔
• 制动的起点和终点是动态的， 与轨旁设备数量及行车间隔 关系不大
执行
三、不同闭塞制式的ATC系统
▪ 按照闭塞模式
，城市轨道交 通的ATC可以 分为
1.固定闭塞
2.准移动闭塞
3.移动闭塞
1、固定闭塞
• 系统只知道列车在哪个闭塞分区，但并不知道在分区中的具体位置，所以固定模式的闭塞分区速度必定是 分级的，即台阶式的。
前行列车尾部出清前 一分区
II
III
I
车速Km/h
限制人工驾驶模式（RM）
• 即ATP限制允许速度的人工驾驶模式，其限制速度为25KM/h • 列车由司机根据轨旁信号驾驶，ATP仅监督允许的最大限速值，超速则进行紧急制动。 • 主要用于：
列车在车辆段内运行；列车正线运行时，联锁设备、轨道电路、ATP轨旁设备故障； 列车紧急制动后的运行。
非限制人工驾驶模式
RM ATPM ATO
AR NRM
模式选择器
图8.3 驾驶模式选择器
（1）ATO模式 ATO模式是最优先级的驾驶模式
通过ATC信号系统实现。该种模式下，两站间的列车自动运行，列车 的运行不取决于司机。司机负责监督ATP/ATO指示，列车状况，所要 通过的轨道、道岔、信号的状态，必要时加以干预。在正线正常时运 用（包括折返线和试车线）。
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。
移动闭塞ATC系统ppt课件
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
Wayside data communication
network
接入交换机AS
骨干交换机 BS
Si Si
轨旁骨干网络
Si Wayside Backbone
严 格 执 行 突 发事件 上报制 度、校 外活动 报批制 度等相 关规章 制度。 做到及 时发现 、制止 、汇报 并处理 各类违 纪行为 或突发 事件。
（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
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。
严 格 执 行 突 发事件 上报制 度、校 外活动 报批制 度等相 关规章 制度。 做到及 时发现 、制止 、汇报 并处理 各类违 纪行为 或突发 事件。
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、
严 格 执 行 突 发事件 上报制 度、校 外活动 报批制 度等相 关规章 制度。 做到及 时发现 、制止 、汇报 并处理 各类违 纪行为 或突发 事件。
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-CBTC组成、分类和原理
CBTC简介
（5）可以实现节能控制、优化列车运行统计处理、缩短 运行时分等多目标控制。
（6）移动闭塞系统，尤其是采用高速数据传输方式的系 统，将带来信息利用的增值和功能的扩展，有利于现代化水 平的提高。
（7）由于移动闭塞系统具有很高的实时性和响应性要求， 因此，其对系统的完整性要求高于其他制式的闭塞方式，系 统的可靠性也具有更高要求。
城市轨道交通 通信与信号
工作任务
任务名称 认识基于通信的列车控制系统 工 单 号
姓名
专业
日期
班级
任务描述： 参观学习，搜集资料，学习基于通信的列车控制系统。
任务要求： 1．认识轨道交通信号系统CBTC系统的构成。 2．了解CBTC信号系统的功能与作用。 3．掌握CBTC系统的特点与分类。 4．掌握CBTC系统在轨道交通信号系统中的主要作用。
图5-31 CBTC移动闭塞列车控制原理
THANKS
图5-30 基于无线扩频通信的移动闭塞ATC系统框图
拓展视野
欧洲电工委员会将安全的信息传输系统分为封闭式和开 放式两大类。封闭式安全的信息传输系统一般又分为两类： 第一类为用电缆、光缆或数据总线组成的信息传输通道；第 二类为轨道电路、轨道电缆或应答器作为信息传输通道。
二、 CBTC系统原理
如图5-31所示，ATP地面设备周期性地接收本控制范围内所有列车传 来的列车识别号、位置、方向和速度信息。相应地，ATP地面设备根据接收 到的列车信息，确定各列车的移动授权，并向本控制范围内的每列列车周期 性地传送移动授权信息。移动授权由前行列车的位置来确定，移动授权将随 着前行列车的移动而逐渐前移。ATP车载设备根据接收到的移动授权信息以 及列车速度、线路参数、司机反应时间等，计算出列车的紧急制动触发曲线 和紧急制动曲线，以确保列车不超越现有的移动授权。因此，在移动闭塞系 统中，ATP防护点不是在轨道区段的分界点，而是在前行列车车尾后方加上 安全距离的位置，它随着列车的移动而移动。后续列车可最大限度地接近前 行列车尾部，与之保持一个安全距离。在保证安全的前提下，CBTC系统能 最大限度地提高区间通过能力。
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ATC系统在城市轨道交通的应用分析
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。
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基 于 轨 间 电缆 的 城 市 轨 道 移 动 闭 塞 系统
高 嵘 华
（ 安 铁路 职 业 技 术 学 院 西 陕西 西安 ７ ０ １） １０ ４
摘
要 ： 论 文 介 绍 了城 市轨 道 交 通 中基 于轨 间 电缆 的移 动 闭塞 系统 的 结构 和 实 现 过 程 ， 过 对 原 理 的 概 述 ， 大 本 通 使
家对 这 种 系统有 充分 了解 ， 简述 了其发 展 方 向 。 并 关 键 词 ： 市轨 道 ； 间 电缆 ； 动 闭塞 城 轨 移
中图分类号：２１７ Ｕ３．
文献标识码： Ａ
文章 编号 ：４ ７一（ ０ ０ ０ ９３ ２ １ ）４～０ ０ ０ ４—０ ３
Ｔｈ ｏ ｉ ｇ Ｂｌ ｃ ｙ ｔ ｍ ｆＵｒ ａ ｉ Ｂａ ｅ ｎ Ｒａ ｌＣａ ｌ ｅ Ｍ ｖ ｎ ｏ ｋ Ｓ ｓｅ ｏ ｂ ｎ Ｒａ ｌ ｓｄｏ ｉ ｂｅ
增 加 一 个 防护 区 段 ， 使 得 列 车 间 的安 全 间 隔 较 这
大， 影响 了线路 的使 用效 率 。 移动 闭塞 技 术则 在 对 列 车 的安 全 间隔 控 制 上 更进 了一 步 。通 过 车 载 设 备 和地 面 设 备 不 问 断 的 双 向通 信 ， 控制 中 心可 以根 据 列车 实时 的速度 和位
置动态 计 算 列 车 的最 大 制 动 距 离 。列 车 的 长度 加
上 这一最 大 制 动距 离 并 在列 车 后方 加 上 一定 的 防
护距 离 ， 组成 了一 个 与列 车 同步移 动 的虚 拟 分 区 便
（ 图 】。 见 ）
１ 概
述
由于保 证 了列 车前 后 的安 全距 离 ， 得后 续 列 使
城 市轨道 交通是 现 代化 都市 的重要 基 础设 施 ， 它安全 、 速 、 适 、 利 地 在 城 市 范 围 内 运 送 乘 迅 舒 便 客 ， 大 限 度地 满 足 市 民 出行 的需 要 ， 现 代 化 都 最 是 市所必需 的交通 工具 。城 市轨 道 交通 系 统 的安 全 、
Ｇａ ｎ ｕ ｏ Ｒｏ ｇｈ ａ
（ ｉｎ Ｒ ｉ ａ ｏ ａ ｏ ａ ＆ Ｔ ｃ ｎｃｌ ｎ ｔｕ ） Ｘ ｈ ａ ｗ ｙＶ ｃ ｔ ｎ ｌ ｌ ｉ ｅｈ ｉ ｓ ｔｅ ａＩ ｉｔ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｓｐ ｐ ｒｉ ｒ ｄ ｃ ｓｔ ｅ ｓｒ ｃｕ ｅ ａ ｄ ｒ ａｉａｉ ｎ ｏ ｅ ｍｏ ｉ ｇ ｂ ｏ ｋ ｓ ｓｅ ｏ ａｌ ａ ｅ ｎ ｒ ｉ ｃ ｂｅ ｉ ａ ｅ ｎｔ ｕ ｅ ｈ ｔｕ ｔ ｒ ｎ ｅ ｌｚ ｔ ｆｔ ｖｎ ｌｃ ｙ ｔｍ ｆｒ ｉ ｂ ｓ ｄ ｏ ａｌ ａ ｌ ｏ ｏ ｈ ｓ ｉ ｒ ａ ａｌｔａ ｐ ｒａｉ ｎ ｎ ｕ ｂ ｎ ｒｉ ｒｎｓ ｏ ｔ ｔ ．Ｂｙ ｄ ｓ ｒｂ ｎ ｈ ｒｎ ｉｌ ｓ，ｔ ｅ ａ ｔ ｏ ｏ ｅ ｈ ｔｉ ｃ ｎ ｂ ｎｄ ｒｔｏ ｙ ｍｏ ｅｐ ｏ ｌ ｏ ｅ ｃ ｉ ｉ ｇ ｔｅ ｐ ｉｃｐ ｅ ｈ ｕ ｈ ｒｈ ｐ ｓｔ ａ ｔ ａ ｅ ｕ ｅ ｓｏ ｄ ｂ ｒ ｅ ｐ ｅ
２１ ００年第 ４期 （ 第４ 总 ４期 ）
西 安 铁 路 职 业 技 术 学 院 学 报
Ｊ ｕｎ ｌ ｆ ａｌ ａ ｏ ａｉｎ ｌ＆ Ｔ ｃ ｎｃ ｌ ｎ ｔｕｅ ｏ ｒａ ｈ Ｒ ｉ ｙ Ｖ ｃ ｔ ａ ｏ Ｘｉｎ ｗ ｏ ｅ ｈ ｉａ Ｉ ｓｉ ｔ ｔ
Ｎｏ ４ ， ０ ０ ． ２ １ Ｓ ｒ． ＮＯ ４ ｅｉｌ ． ４ ａ
速度 、 输送 能力 和 效率 与 信 号 系统 密 切 相 关 ， 以速 度 控 制 为 基 础 的 列 车 自 动 控 制 （ ｕ ｍ ｔ ｒｉ Ａ ｔ ａｉ Ｔａｎ ｏ ｃ Ｃ ｎ ｏ， ｏ ｔ ｌ简称 Ａ Ｃ 系 统 已成 为 城 市轨 道 交通 调 度 ｒ Ｔ） 指挥 和运营 管理 的 中枢神经 。
ａ ｄ ｐ ｉ ｔ ｕｔｔ ｅ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｅ ｄ ｎ ｙ ｏ ｒ ａ ａｌｔａ ｐ ｒａｉ ｎ ｎ ｏ ｎｓ ｏ ｈ ｅ ｅｏ ｉ ｇ ｔｎ ｅ ｃ ｆｕ ｂ ｎ ｒ ｉ ｒｎｓ ｏ ｔ ｔ ． ｏ Ｋ ｅ ｒ ｓ： ｒ ａ ａｌ ａｌｃ ｂｅ； ｍｏ ｉ ｇ ｂ ｏ ｋ ｓ ｓｅ ｙ ｗｏ ｄ ｕ ｂ ｎ ｒ ｉ；ｒ ｉ ａ ｌ ｖ ｎ ｌｃ ｙ ｔｍ
车 的最 大制动 目标 点 比固定 闭塞更 靠 近先 行 列 车 ， 因此 可以缩小列 车 运行 间 隔 ， 运 营公 司 有条 件实 使 现“ 小编 组 ， 密 度 ” 从 而使 系统 可 以在 满 足 同等 高 ，
传统 的固定 闭塞制 式 下 ， 系统 无法 知 道列 车 在
分 区 内的具 体位 置 ， 车制 动 的起 点 和终 点 总在 某 列
一
分 区的边 界。为充 分保 证 安 全 ， 须 在两 列 车 间 必
收稿 日期 ：０ ０— ５— ５ ２ １ ０ ０
作者 简 介 ： 高嵘 华 （ ９ １ ， ， 东 青 岛人 ， 交通 运 输 系信 号 教 研 室 副 教 授 。 １７ 一） 女 山 院
高嵘华 ： 于轨间电件 下减 少旅 客候 车 时 问 ， 小 站 台 宽 度 缩 和空 问 ， 降低基 建 投 资 。移 动闭 塞 系 统 中列 车 和轨
应环线 进 行 。通 常 采 用 的方 法 是 在 两根 钢 轨 之 间
敷设 交叉感 应 回线 ， 条 线 固定 在 轨 道 中 央 的道 床 一 上 ， 一条 线 固定 在 钢 轨 的颈 部 下 方 ， 们 每 隔 一 另 它 定距离 （ 般 为 ２ Ｉ） 交 叉 。室 内 、 一 ５ｎ 作 室外 设 备 联 系 用控制 中心 和 沿 线 设 置 的若 干个 中 继 器 两 级 控 制 方式来 实现 的 。见 图 ３所 示 。