第4讲 列车定位技术 ppt课件
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列车定位设备--轨道电路PPT(共81页)
闭路式和开路式轨道电路 Company Logo
▪ 按所传送的电流特性分类
可分为连续式、脉冲式、计数电码和频率电码式以 及数字编码式。
• 连续式轨道电路中传送连续的交流或直流电流。 这种轨道电路的惟一功能是监督轨道的占用与 否，不能传送更多信息。
• 脉冲式轨道电路（极性频率制、交流计数电码 制，不对称脉冲制和应答式脉冲制）
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当轨道电路中通以直流信号时，钢轨阻抗就是纯 电阻，称之为钢轨电阻。当轨道电路通以交流信 号时，除了有效电阻外，还有感抗存在，总的阻 抗比直流时要大很多。可用下列公式概算：
z R j L 2 (r rj)j [L 2 (L m L i)] 1 0 3 ( /k m )
最不利因素：道碴电阻最小、钢轨阻抗模值最 大、电源电压最低这三个不利因素。这些不利因素 ，构成了轨道电路调整状态的最不利工作条件。但 在这种最不利工作条件下，仍要求轨道接收设备上 的电压高于其工作门限。
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▪ 分路状态
轨道电路分路状态，就是当轨道电路区段有车占 用时，接收设备（如轨道继电器）应被分路而停止 工作的状态。
– 电气隔离式又称谐振式，利用谐振槽路，采用不 同的信号频率，谐振回路对不同频率呈现不同阻 抗，来实现相邻轨道电路间的电气隔离。
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– 自然衰耗式，利用轨道电路的自然衰耗和不同的 信号特征（频率、相位等），实现轨道电路的互 相隔离，在接收端直接接收或通过电流传感器接 收。钢轨中的电流可沿正反两个方向自由传输， 基本上靠轨道的自然衰耗作用来衰减信号。道口 信号所用的道口控制器就采用这种方式的无绝缘 轨道电路。
习惯上交流轨道电路就是指工频50Hz电源的交 流连续式轨道电路（480型轨道电路），电源频率 为25Hz和75Hz的轨道电路，也属于交流轨道电路 的范畴，要在名称上注明电源的频率。
第4讲 列车定位技术ppt课件
是美国从本世纪 70 年代开始研制，历时 20 年，耗资 200亿美元，于1994 年全面建成。早期仅限于军事，现已 开放给民间作为定位使用。
❖ 全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三 大部分组成。
❖ 该系统的空间部分使用 24 颗高度约 2.02 万千米的卫星 组成卫星星座。 21+3 颗卫星均为近圆形轨道，运行周期 约为 11 小时 58 分，分布在六个轨道面上（每轨道面四 颗），轨道倾角为 55 度。
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5
1. 轨道电路定位
❖ 轨道电路是最简单的列车定位设备，其优点是无需对当 前设备做大的改动即可实现列车定位。
❖ 它的定位精度取决于轨道电路的长度。 ❖ 轨道电路分为机械绝缘和电气绝缘两种类型。 ❖ 目前城市轨道交通系统中普遍采用 “S棒”进行电气隔
离的数字音频轨道电路。 ❖ 利用数字音频轨道电路对列车进行定位是目前城市轨道
列车定位技术
主讲人：刘晓娟
精选课件PPT
1
Contents
31
列车定位的作用和要求
2 常用列车定位方法
精选课件PPT
2
列车定位的作用
列车位置信息在列车自动控制技术中具有重要的
地位，几乎每个子功能的实现都需要列车的位置信息作为 参数之一。列车定位是列控系统中一个非常重要的环节。
❖ 为保证安全列车间隔提供依据。
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4
列车定位技术要求
❖ 可靠性和安全性：定位系统与列车自动控制系统的其他 子系统相互独立，其具有连续正常工作的能力，并能够 检测和报告本身发生的失效和故障。
❖ 可维护性：定位系统的设计和使用必须综合考虑预防性 维护和校正性维护等因素，从而使定位系统的生命周期 成本最小。
❖ 全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三 大部分组成。
❖ 该系统的空间部分使用 24 颗高度约 2.02 万千米的卫星 组成卫星星座。 21+3 颗卫星均为近圆形轨道，运行周期 约为 11 小时 58 分，分布在六个轨道面上（每轨道面四 颗），轨道倾角为 55 度。
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5
1. 轨道电路定位
❖ 轨道电路是最简单的列车定位设备，其优点是无需对当 前设备做大的改动即可实现列车定位。
❖ 它的定位精度取决于轨道电路的长度。 ❖ 轨道电路分为机械绝缘和电气绝缘两种类型。 ❖ 目前城市轨道交通系统中普遍采用 “S棒”进行电气隔
离的数字音频轨道电路。 ❖ 利用数字音频轨道电路对列车进行定位是目前城市轨道
列车定位技术
主讲人：刘晓娟
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1
Contents
31
列车定位的作用和要求
2 常用列车定位方法
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2
列车定位的作用
列车位置信息在列车自动控制技术中具有重要的
地位，几乎每个子功能的实现都需要列车的位置信息作为 参数之一。列车定位是列控系统中一个非常重要的环节。
❖ 为保证安全列车间隔提供依据。
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4
列车定位技术要求
❖ 可靠性和安全性：定位系统与列车自动控制系统的其他 子系统相互独立，其具有连续正常工作的能力，并能够 检测和报告本身发生的失效和故障。
❖ 可维护性：定位系统的设计和使用必须综合考虑预防性 维护和校正性维护等因素，从而使定位系统的生命周期 成本最小。
定位技术
9．航位推算系统定位
航位推算系统由测量航向角的传感器和测量距离 的传感器构成。典型的航位推算系统传感设备能 够测量出正在行驶的车辆的运行距离、速度和方 位，在短时间内这些传感器的精度较高，但如果
时间长就需采取措施，以避免累计误差。
但是由于城市轨道交通所处的特殊环境决定了需 要对上述多种定位方法的合理性和适用性综合比
第3章 列车运行控制的主要技术与方法
3.1
测速技术 列车定位技术
3.2
3.3
无线通信技术
3.4 3.5
闭塞方式
速度控制模式
列车位置信息在列车自动控制系统中具有重要的 地位，几乎每个子功能的实现都需要列车的位置
信息作为参数之一。所以说列车定位是列车控制
系统中一个非常重要的环节，它使得调度指挥和 行性。
4．测速定位
轨道电路、计轴器定位技术的定位精度都比较低 ，在对列车运行速度、位移实施精确控制时是远 远不够的。为了提高列车定位的精度，目前在现 场上比较广泛地应用了测速定位作为辅助定位方 式。 测速定位就是通过不断测量列车的即时运行速度 ，对列车的即时速度进行积分（或求和）的方法 得到列车的运行距离。由于测速定位获取列车位 置的方法是对列车运行速度进行积分或求和，故 其误差是积累的，而且测得的速度值误差对最终 距离值的影响也是非常直接。因此，该方法关键 在于速度测量的准确性和求位移算法的合理性。
通过在列车上安装GPS接收机，接收太空中4颗以 上卫星信号，根据这些信号及信号传输过程中的 时间延迟或相位延迟，计算出三维空间中列车所 处的绝对位置。
利用GPS实现列车定位，优点是设备简单、接收机技 术成熟、成本低、体积小、维护方便。 但也存在不少缺点：目前运动定位精度远低于静止定 位精度，在并行线路上易发生认错股道的现象。接收 器处应有开阔的天空，视场内阻碍物的高度的仰角应 小于12°～15°，以减弱对流层对卫星信号折射的影 响，而列车不可避免地要穿过隧道、密林和城市，在 这些地方存在定位盲区，极大地影响了列车的定位精 度，在通过遂道、密林时，根本接收不到信号，在通 过高楼林立的城市时，也会因视场不开阔而接收不到 信号。恶劣的天气也会对GPS的工作产生重大的干扰 ，而列车的运行却不能因为天气恶劣而停止。
城市轨道交通的列车定位技术
２ 车 载定 位技 术 的应用
对于城市轨道交通 系统进行列车定位需要 重点借助于相 应 定位技 术手段 进行有效 处理 ， 其 中车载列 车定位技术 可 以 说 是 比较 重要 的一 类技术 手段 ， 其能够 针对列 车进行有 效定 位装置 的安装 和处 理 ， 促使其 能够实 现较为理 想 的实施 定位 处 理 。在 当前实 际应用过 程 中， 这种 车载定位设 备 的运 用得 到了较为理 想 的普 及运用 ， 也 在很多方 面发挥 出了较为 理想 的作 用效 果 ， 并且 不仅仅适用于城市轨 道列 车 ， 在其 它很多车 辆行驶 中也能够得到较好运 用。相对于其它车辆 中车载定位 技术 的应用来 看 ， 在城 市轨道列 车的具体应 用 中存 在着一些 不 同的方式 和运用机制 ， 其主要运 用安全 型编码里 程计进行 操作 ， 促使其能够较好借 助于光电传感器进行合理处 理 ， 最终 也就能够保 障相应 城市轨道交通运行 中列 车的具体位置 能够 得到较好明确 。 这种车载列车定位 技术的运用主要就是借 助于相应光 电 传感器来 产生相 应脉 冲序列 ， 而这 一脉冲序列 的呈 现又和列 车的运行 速度存 在着较 为密切 的联 系 ， 正是 因为其能够 直接 反映 出列车 的速度 ， 进 而也 就能够确定其距离位置 ， 达到定位 效果 。车载定位技术 的运用主要就是结合列 车的车轮运动进 行 编码处理 ， 进而也就能够在列 车车轮运行一周后 ， 得到相应 的速度 以及距离数 值 。从 实际应用 中来看 ， 这 种车载定 位技 术 的运用 能够实 现较为理 想的实 时定位处 理 ， 有助 于及 时 了 解 相应列 车的运行 状况 ， 对 于列车运行 过程 中可能存在 的一 些运行故 障问题也 能够具 备理想 的及时发 现效果 ， 值得 引起 高度重视 。 当然 ， 在 具体 的应用处理 过程 中 ， 为 了较好 控制其 精度 ， 还需要针对 相应列车运行过程 中可能存在 的打滑或者是 空转 问题 进行有效 关注 ， 避免 这些 问题 的存 在对于最终 定位效 果 产生干扰 ， 需要在具体 测量监测 中进行重点把关 ， 避免较 多误 差 问题 的 出 现 。
2024版CTCS列车运行控制系统ppt课件
2024/1/24
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案例分析：某高铁线路运行控制实践
线路概况
介绍某高铁线路的基本情况，包括线路长度、 设计速度、车站数量等。
控制策略应用
阐述在该高铁线路上应用的列车运行控制策略，包括 基于速度曲线的控制、基于时间间隔的控制和节能优 化控制等。
实施效果评估
对该高铁线路应用上述控制策略后的实际效果 进行评估，包括运行安全性、准点率、能耗降 低等方面的指标。
时间间隔的动态调整
根据线路条件和列车运行状况，对时间间隔进行动态调整，以适 应不同运行场景和需求。
14
节能优化控制策略
牵引力优化
在保证列车安全、准点运行的前提下，通过优化牵引 力控制策略，降低列车运行能耗。
制动力回收
利用列车制动时产生的能量进行回收再利用，提高能 源利用效率。
空调系统节能控制
根据车厢内外温度和乘客舒适度需求，对空调系统进 行节能控制，减少不必要的能源消耗。
ATC
实现列车自动控制，包括速度控 制、定位、车门控制等。
ATP
确保列车运行安全，防止超速、 碰撞等危险情况。 2024/1/24
ATO
实现列车自动驾驶，减轻驾驶员 负担，提高运行效率。
ATS
监控列车运行状态，提供实时数 据和故障诊断。
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系统架构设计与实现
系统架构设计
01
02
采用分布式架构，实现模块化、可扩展性。
2024/1/24
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04
车载设备与系统架构
2024/1/24
17
车载设备组成及功能
车载设备主要组成
列车自动控制系统（ATC）
列车自动防护系统（ATP）
2024/1/24
地铁信号基础第九章、列车定位技术
当然，以上列举的仅仅是较常用的分类方式，还可以按照其他分类方式对列车定位方式进行分类
二、列车定位系统的技术要求
作为列车自动控制系统中的关键技术之一，列车定位系统必须满足下列技术要求：
1、精确性：列车定位系统的精确性需满足两种不同的要求，一个是列车在同一轨道上纵向的定位精确性，另一个是列车在不同轨道之间的横向的定位精确性。在纵向的定位
1、雷达测速方式
如图9－2－2所示，雷达测速是利用多普勒效应原理实现的。向移动体上发射一定频率的电磁波，反射波与入射波之间会产生频差，这个频差与移动体的速度成正比，这就是多普勒效应。在机车上安装雷达，它始终向轨面发射电磁波，由于列车和轨面之间有相对运动，因此在发射波和反射波之间产生频差，通过测量频差可以计算出机车的运行速度，并累计求出走行距离。
准绝对定位方式卫星定位、无线扩频定位等，之所以称这些定位方式为准绝对定位方式是因为这些定位方式可以向系统提供列车的绝对位置，但是这种位置信息是不具有故障一安全特性的，在信号系统中这些信息不能作为唯一的位置依据，必须配合以其他定位信息或对系统进行改进方可；
相对位置方式如测速定位、惯性定位等，这些定位方式向系统提供列车相对位移，需要知道列车的初始位置方能确定列车即时位置。
图9－2－4列车定位的融合示意图
3、裂缝波导定位
采用裂缝波导作为列车信息传输的原理框图（如图9－2－5所示）。裂缝波导是52．5mm×105mm×2mm中空的铝质矩形方管，在其顶部每隔60mm开有窄缝，采用2．715GHz的连续波频率通过裂缝耦合出不均匀的场强，对连续波的场强进行采集和处理，并通过计数器确定列车经过的裂缝数，从而计算出列车走行的距离，确定列车在线路中的位置。
第九章
列车自动控制ATC系统定位技术
第一节列车自动控制ATC系统概述
二、列车定位系统的技术要求
作为列车自动控制系统中的关键技术之一，列车定位系统必须满足下列技术要求：
1、精确性：列车定位系统的精确性需满足两种不同的要求，一个是列车在同一轨道上纵向的定位精确性，另一个是列车在不同轨道之间的横向的定位精确性。在纵向的定位
1、雷达测速方式
如图9－2－2所示，雷达测速是利用多普勒效应原理实现的。向移动体上发射一定频率的电磁波，反射波与入射波之间会产生频差，这个频差与移动体的速度成正比，这就是多普勒效应。在机车上安装雷达，它始终向轨面发射电磁波，由于列车和轨面之间有相对运动，因此在发射波和反射波之间产生频差，通过测量频差可以计算出机车的运行速度，并累计求出走行距离。
准绝对定位方式卫星定位、无线扩频定位等，之所以称这些定位方式为准绝对定位方式是因为这些定位方式可以向系统提供列车的绝对位置，但是这种位置信息是不具有故障一安全特性的，在信号系统中这些信息不能作为唯一的位置依据，必须配合以其他定位信息或对系统进行改进方可；
相对位置方式如测速定位、惯性定位等，这些定位方式向系统提供列车相对位移，需要知道列车的初始位置方能确定列车即时位置。
图9－2－4列车定位的融合示意图
3、裂缝波导定位
采用裂缝波导作为列车信息传输的原理框图（如图9－2－5所示）。裂缝波导是52．5mm×105mm×2mm中空的铝质矩形方管，在其顶部每隔60mm开有窄缝，采用2．715GHz的连续波频率通过裂缝耦合出不均匀的场强，对连续波的场强进行采集和处理，并通过计数器确定列车经过的裂缝数，从而计算出列车走行的距离，确定列车在线路中的位置。
第九章
列车自动控制ATC系统定位技术
第一节列车自动控制ATC系统概述
第四章 列车运行图 ppt课件
（2）非平行运行图：在运行图上铺有各种不同速度的列车， 且列车在区间两端站的到、发或通过的运行方式不同，因 而列车运行线不相平行。
PPT课件
18
4、按上下行方向列车数目的不同，列车运行图可分为： ① 成对运行图，列车运行图上，上下行方向的列车数目相
等。
② 不成对运行图，列车运行图上，上下行方向的列车数目 不相等。
PPT课件
2
PPT课件
3
PPT课件
4
• 4.1.2 列车运行图的意义
• 行车调度部门按列车运行图指挥列车运行。
配 合 协
•
车辆段根据列车运行图确定每天需要的车组数和运行时刻， 制定车组的检修和乘务司机的值乘制度。
调 • 供电、通信信号、机电、工务等部门根据列车运行图的规
定时刻安排施工计划和检修计划。
32
• 三显示自动闭塞区段追踪列车间隔时间
• 四显示自动闭塞区间追踪列车间隔时间计算原理
PPT课件
33
h t运 t制 t站 t加
t运 — —列车从初始位置时起至开始制动时止的运行时间（秒）； t制 — —列车从开始制动时起至站内停车时止的制动时间（秒）； t加 — —列车从车站起动加速时起至出清车站轨道电路区段时止的运行时间（秒）。
7
951
钟南街站后Ⅰ轨
是 下行列车停于钟南街站存车线Ⅰ道
8
956
钟南街站后Ⅰ轨
否 下行列车停于钟南街站存车线Ⅰ道
9
952
钟南街站后Ⅲ轨
是 上行列车停于钟南街站折返线Ⅰ道
10
957
钟南街站后Ⅲ轨
否 上行列车停于钟南街站折返线Ⅰ道
11
953
钟南街站后Ⅳ轨
是 列车停于钟南街站折返线Ⅱ道
PPT课件
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4、按上下行方向列车数目的不同，列车运行图可分为： ① 成对运行图，列车运行图上，上下行方向的列车数目相
等。
② 不成对运行图，列车运行图上，上下行方向的列车数目 不相等。
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4
• 4.1.2 列车运行图的意义
• 行车调度部门按列车运行图指挥列车运行。
配 合 协
•
车辆段根据列车运行图确定每天需要的车组数和运行时刻， 制定车组的检修和乘务司机的值乘制度。
调 • 供电、通信信号、机电、工务等部门根据列车运行图的规
定时刻安排施工计划和检修计划。
32
• 三显示自动闭塞区段追踪列车间隔时间
• 四显示自动闭塞区间追踪列车间隔时间计算原理
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h t运 t制 t站 t加
t运 — —列车从初始位置时起至开始制动时止的运行时间（秒）； t制 — —列车从开始制动时起至站内停车时止的制动时间（秒）； t加 — —列车从车站起动加速时起至出清车站轨道电路区段时止的运行时间（秒）。
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钟南街站后Ⅰ轨
是 下行列车停于钟南街站存车线Ⅰ道
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钟南街站后Ⅰ轨
否 下行列车停于钟南街站存车线Ⅰ道
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钟南街站后Ⅲ轨
是 上行列车停于钟南街站折返线Ⅰ道
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钟南街站后Ⅲ轨
否 上行列车停于钟南街站折返线Ⅰ道
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钟南街站后Ⅳ轨
是 列车停于钟南街站折返线Ⅱ道
城轨列车定位技术.
编码里程计
编码里程计是ATP/ATO用来测量列车位移， 推算速度和加速度。 通过测量列车车轮 在两个连续周期的角位移实现上述测量。 为了执行这项工作，编码里程计设置在 列车车轴的尾部。一个机械连续允许一 个内部圆盘与列车车轴的相同速度转动。 这一连续补偿可能的对准精度。在内部 的圆盘上有一些孔；孔的出现可以被一 个由一光电耦合管组成的光设备所读取。 这些耦合器被称为传感器。 一共有两 组孔：时钟脉冲孔和编码孔。
裂缝波导定位技术
裂缝波导是52. 5mm ×105mm ×2mm 中 空的铝质矩形方管, 在其顶部每隔60mm 开有窄缝, 采用2. 715GH z 的连续波频率 通过裂缝耦合出不均匀的场强, 对连续波 的场强进行采集和处理, 并通过计数器确 定列车经过的裂缝数, 从而计算出列车走 行的距离, 确定列车在线路中的位置。
编码里程计
在每个周期里对时钟孔数量进行计数，同时在编码孔传 感器处于通状态时读取时钟孔数量。根据时钟孔的数 目作索引查出的记录值与读取顺序作比较。这种比较 允许检测所有不论何种原因造成的计数错误。该处理 允许列车位移测量的精确度好于3cm。当在三个周期里 没有位移被测出，速度即报零速。在同一时间里，一 个假随机顺序数据发送至这三个传感器C1、C2、C3， 应用在传感器的光电管。传感器的输出被连续的检验， 一旦接收到的顺序数据发生干扰，就声明列车移动， 这时编码里程计恢复正常计数。通过这种方法，可能 检测出的列车移动可以达到1cm。
城市轨道交通信号
城轨列车定位技术
前言
城市轨道交通车站间距近、列车运行密度高、 安全性要求高。列车自动控制系统需要实时了 解列车在线路中的准确位置。列车定位技术作 为轨道交通列控系统中的一项关键技术,为列 控系统进行实时控制提供可靠的实时速度和位 置,联锁系统和列车自动防护系统根据列车的 实时速度和位置信息进行运行间隔控制和移动 授权，保证列车运行的安全追踪间隔，车载信 号设备获得列车的位置和速度信息，根据速度 －模式曲线进行控制和优化，防止
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31
列车定位的作用和要求
2 常用列车定位方法
列车定位的作用
列车位置信息在列车自动控制技术中具有重要的 地位，几乎每个子功能的实现都需要列车的位置信息作为 参数之一。列车定位是列控系统中一个非常重要的环节。 ❖ 为保证安全列车间隔提供依据。 ❖ 为列车自动防护(ATP)子系统提供准确位置信息，作为列车 计算速度曲线、列车在车站停车后打开车门以及站内屏蔽 门的依据。 ❖ 为列车自动运行(ATO)子系统提供列车精确位置信息，作为 实施速度自动控制的主要参数。 ❖ 为列车自动监控(ATS)子系统提供列车位置信息，作为显示 列车运行状态的基础信息。
❖ 轨道电路原理简单，安全性较高。既可以实现列车 定位，又可以检测轨道的完好情况，满足故障-安全原则。
❖ 轨道电路采用列车的运行轨道———钢轨作为列车定位 的信息传输通道，这个通道同时又可以作为列车ATC信息 传输的通道，节省了大量设备，具有较高的性价比。
❖ 技术成熟。轨道电路是目前使用最多、使用时间最长的 列车定位方法，经过几十年的发展，积累了丰富的施工、 维护经验。
传感器1
轨道区段
传感器2
电缆盒
室外
电缆盒
控制中心 位置信息
计轴系统工作原理
❖ 电子计轴器列车定位系统主要包括室内和室外两部分： 室内部分包括信号处理电路和计数器处理电路；室外部分主 要包括地面传感器、电缆盒、传输电缆等。
❖ 计轴点是计轴系统的车轮识别点。它位于轨道区段分界点处。 装在这个位置上的传感元件、轨旁设备、电缆接线盒组成一 个功能单元，称为计数点。因车轮作用而在计数点中形成的 脉冲或信号经由区间电缆传送至位于控制中心计数单元。
1. 轨道电路定位
❖ 轨道电路是最简单的列车定位设备，其优点是无需对当 前设备做大的改动即可实现列车定位。
❖ 它的定位精度取决于轨道电路的长度。 ❖ 轨道电路分为机械绝缘和电气绝缘两种类型。 ❖ 目前城市轨道交通系统中普遍采用 “S棒”进行电气隔
离的数字音频轨道电路。 ❖ 利用数字音频轨道电路对列车进行定位是目前城市轨道
❖ 通过对区段两端传感器计数值的比较就可以得到占用情况并 判断出列车的位置。
❖ 就其功能而言，电子计轴器是与轨道电路相同。电子计轴器 本身不具备向列车传输信息的通道，机车上要获取位置信息 必须要另外增加信道。
计轴点常见故障及处理方法
❖ 一般来说，计轴点的故障主要有两类：设备故障导 致不能计数或计数故障导致计数出错。
交通系统中应用最为普遍的技术手段。
S型联接音频轨道电路
接收器2 L2 U2
接收器3 L3 U3
C2
f1
n
C3
f2
m
f3
C1
C2
L1 发送器1
L2 发送器2
音频轨道电路的级联方式
最大300m
最大300m
运行方向
1
12Leabharlann 2桥接线基于轨道电路的列车定位
列车1
列车2
TC1
TC2
TC3
TC4
TC为轨道电路
❖ 计轴定位技术的关键在于车轮识别点(计轴点)的可 靠工作，要求车轮识别点能够适应列车高速运行的机械应 力、牵引电流、磁轨制动造成的电磁干扰等。
❖ 计轴定位继承了轨道电路定位的很多特点，和前述的轨道 电路法一样，这种方法的定位安全性较高，精度较差，通 常也需与测速装置结合起来使用。
❖ 由于不依赖于轨道电路，对环境的适应性更强，维护量相 对较小；但不能作为车-地通信的通道，也无法检测断轨 故障。
TC5
TC6
❖ 在线路设计时，根据用户对列车运行密度的要求，将整个线 路用S棒分割成若干个轨道区段，并对所有轨道区段进行统 一编号。对线路地形及线路设备进行数字化描述后形成线路 地图，储存在轨旁和/或车载计算机中。
❖ 对轨道电路占用状态的连续跟踪，就实现了对列车在线路中 所处位置的连续跟踪。
轨道电路定位的优点
3、查询-应答器列车定位
❖ 基于应答-查询器的定位方法也是广泛采用的列车定 位方式，它可以点式地给出列车定位信息。
车载查询器天线
接收与校 验模块
机车
地面应答器
地面
查询应答器工作原理
❖ 在地面应答器内存储地理位置信息，机车上的查询 器经过耦合以后，就可以得到列车的精确位置。显然，为 了准确定位就必须大量设置地面应答器。
❖ 地理环境适应性强，在隧道、地下都可以使用该方法。 ❖ 适用速度范围宽，无论高速还是低速均可使用该方法。
轨道电路定位的缺点
❖ 定位误差大。由它所实现的定位是以轨道电路长度 作为最小定位单元，车在区段的始端还是终端是无法判断 的。在需要对列车实施精确控制的场合，必须辅之以其他 的列车定位方式，如测速定位、设置信标等。
❖ 计数点故障。解决的方案是取消该计轴点，而将与该计轴 点相连的两个区间合并为一个区间。
❖ 计数错误。解决的方案是连续比较出错计数点前后相邻多 个技术点的计数结果。
❖ 构成具有纠错功能计轴设备的前提是有一台中央计轴计算 机来处理多个相邻计轴点的数据，即具有与多个计数点相 连的中央处理机。
计轴定位特点
列车定位技术要求
❖ 精确性：列车定位系统的精确性需满足两种不同的要求， 一个是列车在同一轨道上纵向的定位精确性，另一个是 列车在不同轨道之间的横向的定位精确性。
❖ 连续性：定位系统必须具有执行列车定位而不发生任何 间断的能力，即在时间上有很好的可用性。
❖ 覆盖性：不管列车运行在任何地理区域，定位信息必须 不间断地提供给ATC系统，即在空间上有良好的可用性。
列车定位技术要求
❖ 可靠性和安全性：定位系统与列车自动控制系统的其他 子系统相互独立，其具有连续正常工作的能力，并能够 检测和报告本身发生的失效和故障。
❖ 可维护性：定位系统的设计和使用必须综合考虑预防性 维护和校正性维护等因素，从而使定位系统的生命周期 成本最小。
❖ 故障-安全性：当定位系统出现故障时，系统不能验出" 无车"的通报信息，而必须有保证列车安全的相应措施。
❖ 传输距离有限。轨道电路的电气特性是与传输的信息频率 相关的，频率越高，传输衰耗越大，信息传输距离越短。
❖ 设备维护量大。继电器使用寿命有限(平均为1万次左右)， 因此维护费用较大。为了保证轨道电路的良好电气特性， 需要经常进行测试与调整。
2、计轴定位
❖ 计轴技术是以计算机为核心，辅以外部设备，利用 统计车辆轴数来检测相应轨道区段占用或空闲状态 的技术。
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列车定位的作用和要求
2 常用列车定位方法
列车定位的作用
列车位置信息在列车自动控制技术中具有重要的 地位，几乎每个子功能的实现都需要列车的位置信息作为 参数之一。列车定位是列控系统中一个非常重要的环节。 ❖ 为保证安全列车间隔提供依据。 ❖ 为列车自动防护(ATP)子系统提供准确位置信息，作为列车 计算速度曲线、列车在车站停车后打开车门以及站内屏蔽 门的依据。 ❖ 为列车自动运行(ATO)子系统提供列车精确位置信息，作为 实施速度自动控制的主要参数。 ❖ 为列车自动监控(ATS)子系统提供列车位置信息，作为显示 列车运行状态的基础信息。
❖ 轨道电路原理简单，安全性较高。既可以实现列车 定位，又可以检测轨道的完好情况，满足故障-安全原则。
❖ 轨道电路采用列车的运行轨道———钢轨作为列车定位 的信息传输通道，这个通道同时又可以作为列车ATC信息 传输的通道，节省了大量设备，具有较高的性价比。
❖ 技术成熟。轨道电路是目前使用最多、使用时间最长的 列车定位方法，经过几十年的发展，积累了丰富的施工、 维护经验。
传感器1
轨道区段
传感器2
电缆盒
室外
电缆盒
控制中心 位置信息
计轴系统工作原理
❖ 电子计轴器列车定位系统主要包括室内和室外两部分： 室内部分包括信号处理电路和计数器处理电路；室外部分主 要包括地面传感器、电缆盒、传输电缆等。
❖ 计轴点是计轴系统的车轮识别点。它位于轨道区段分界点处。 装在这个位置上的传感元件、轨旁设备、电缆接线盒组成一 个功能单元，称为计数点。因车轮作用而在计数点中形成的 脉冲或信号经由区间电缆传送至位于控制中心计数单元。
1. 轨道电路定位
❖ 轨道电路是最简单的列车定位设备，其优点是无需对当 前设备做大的改动即可实现列车定位。
❖ 它的定位精度取决于轨道电路的长度。 ❖ 轨道电路分为机械绝缘和电气绝缘两种类型。 ❖ 目前城市轨道交通系统中普遍采用 “S棒”进行电气隔
离的数字音频轨道电路。 ❖ 利用数字音频轨道电路对列车进行定位是目前城市轨道
❖ 通过对区段两端传感器计数值的比较就可以得到占用情况并 判断出列车的位置。
❖ 就其功能而言，电子计轴器是与轨道电路相同。电子计轴器 本身不具备向列车传输信息的通道，机车上要获取位置信息 必须要另外增加信道。
计轴点常见故障及处理方法
❖ 一般来说，计轴点的故障主要有两类：设备故障导 致不能计数或计数故障导致计数出错。
交通系统中应用最为普遍的技术手段。
S型联接音频轨道电路
接收器2 L2 U2
接收器3 L3 U3
C2
f1
n
C3
f2
m
f3
C1
C2
L1 发送器1
L2 发送器2
音频轨道电路的级联方式
最大300m
最大300m
运行方向
1
12Leabharlann 2桥接线基于轨道电路的列车定位
列车1
列车2
TC1
TC2
TC3
TC4
TC为轨道电路
❖ 计轴定位技术的关键在于车轮识别点(计轴点)的可 靠工作，要求车轮识别点能够适应列车高速运行的机械应 力、牵引电流、磁轨制动造成的电磁干扰等。
❖ 计轴定位继承了轨道电路定位的很多特点，和前述的轨道 电路法一样，这种方法的定位安全性较高，精度较差，通 常也需与测速装置结合起来使用。
❖ 由于不依赖于轨道电路，对环境的适应性更强，维护量相 对较小；但不能作为车-地通信的通道，也无法检测断轨 故障。
TC5
TC6
❖ 在线路设计时，根据用户对列车运行密度的要求，将整个线 路用S棒分割成若干个轨道区段，并对所有轨道区段进行统 一编号。对线路地形及线路设备进行数字化描述后形成线路 地图，储存在轨旁和/或车载计算机中。
❖ 对轨道电路占用状态的连续跟踪，就实现了对列车在线路中 所处位置的连续跟踪。
轨道电路定位的优点
3、查询-应答器列车定位
❖ 基于应答-查询器的定位方法也是广泛采用的列车定 位方式，它可以点式地给出列车定位信息。
车载查询器天线
接收与校 验模块
机车
地面应答器
地面
查询应答器工作原理
❖ 在地面应答器内存储地理位置信息，机车上的查询 器经过耦合以后，就可以得到列车的精确位置。显然，为 了准确定位就必须大量设置地面应答器。
❖ 地理环境适应性强，在隧道、地下都可以使用该方法。 ❖ 适用速度范围宽，无论高速还是低速均可使用该方法。
轨道电路定位的缺点
❖ 定位误差大。由它所实现的定位是以轨道电路长度 作为最小定位单元，车在区段的始端还是终端是无法判断 的。在需要对列车实施精确控制的场合，必须辅之以其他 的列车定位方式，如测速定位、设置信标等。
❖ 计数点故障。解决的方案是取消该计轴点，而将与该计轴 点相连的两个区间合并为一个区间。
❖ 计数错误。解决的方案是连续比较出错计数点前后相邻多 个技术点的计数结果。
❖ 构成具有纠错功能计轴设备的前提是有一台中央计轴计算 机来处理多个相邻计轴点的数据，即具有与多个计数点相 连的中央处理机。
计轴定位特点
列车定位技术要求
❖ 精确性：列车定位系统的精确性需满足两种不同的要求， 一个是列车在同一轨道上纵向的定位精确性，另一个是 列车在不同轨道之间的横向的定位精确性。
❖ 连续性：定位系统必须具有执行列车定位而不发生任何 间断的能力，即在时间上有很好的可用性。
❖ 覆盖性：不管列车运行在任何地理区域，定位信息必须 不间断地提供给ATC系统，即在空间上有良好的可用性。
列车定位技术要求
❖ 可靠性和安全性：定位系统与列车自动控制系统的其他 子系统相互独立，其具有连续正常工作的能力，并能够 检测和报告本身发生的失效和故障。
❖ 可维护性：定位系统的设计和使用必须综合考虑预防性 维护和校正性维护等因素，从而使定位系统的生命周期 成本最小。
❖ 故障-安全性：当定位系统出现故障时，系统不能验出" 无车"的通报信息，而必须有保证列车安全的相应措施。
❖ 传输距离有限。轨道电路的电气特性是与传输的信息频率 相关的，频率越高，传输衰耗越大，信息传输距离越短。
❖ 设备维护量大。继电器使用寿命有限(平均为1万次左右)， 因此维护费用较大。为了保证轨道电路的良好电气特性， 需要经常进行测试与调整。
2、计轴定位
❖ 计轴技术是以计算机为核心，辅以外部设备，利用 统计车辆轴数来检测相应轨道区段占用或空闲状态 的技术。