移动闭塞信号系统在城市轨道交通中的应用
试析地铁卡斯柯信号系统发展趋势及功能
试析地铁卡斯柯信号系统发展趋势及功能摘要：地铁由于自身运输量大、速度快以及安全性高等优点，已经成为人们日常出行的主要方式。
地铁信号系统，是保证列车高效、安全运行的核心部件。
信号系统的发展，经历了一系列的演变，现在已越来越趋于成熟。
本文将对成都地铁卡斯柯信号系统发展趋势及功能进行简要分析。
关键词：地铁信号系统；发展趋势；功能1卡斯柯公司CBTC移动闭塞信号系统分析移动闭塞就是基于通信技术的列车控制ATC系统（简称CBTC－Communication Based Train Control），该系统不依靠轨道电路向列控车载设备传递信息，而是利用通信技术实现“ 车地通信”并实时地传递“ 列车定位”信息。
下面通过探讨卡斯柯公司CBTC移动闭塞信号系统在某地铁二号线的应用，分析基于通信的列车控制系统的车地通信、列车定位、间隔控制等有关方面的技术，为信号设备维护人员及使用人员提供一定的理论基础。
1.1车地通信无线通信系统传输技术目前国际上通常采用方式有交叉感应环线技术、无线电台通信技术、漏泄电缆无线传输技术、裂缝波导管无线传输技术等等。
地铁2号线采用卡斯柯公司研发的波导管无线传输技术。
卡斯柯公司研发的CBTC移动闭塞信号系统采用由波导管构成的通信子系统（DCS）作为车地通讯的传输系统，沿线铺设的波导管作为车地双向传输的媒介。
卡斯柯公司CBTC信号系统既可以实现固定自动闭塞系统，即点式ATP，也可以实现移动自动闭塞系统。
为确保车地通信的双向高速、安全可靠，通信传输子系统必须具备以下功能：（1）端对端数据通信。
端对端的数据通信包括两部分：有线部分与无线部分。
应用数据的端对端传输选用基于以太网的IP传输方式。
在SDH骨干网层面，以太网数据包采用GFP协议封装，通过专用SDH虚容器（VC）传输。
无线通信协议遵循IEEE802.11标准，物理层（PHY）运行于2，4GHz频段。
（2）移动管理。
移动性通过无线交接（Hand-Off）实现，无线交接使得车载无线设备随列车移动时和沿线固定的无线接入点保持无线通信。
中运量城市轨道交通应用_TACS_信号系统研究
技术装备刘鲁岳，李 鹏，喻 奇，崔德慈，杜文文（中车城市交通规划设计研究院有限公司，江苏南京 210031）基金项目：中车智能交通工程技术有限公司项目(KY-2023-B2-007)第一作者：刘鲁岳, 男, 工程师引用格式：刘鲁岳, 李鹏, 喻奇, 等. 中运量城市轨道交通应用 TACS 信号系统研究[J]. 现代城市轨道交通, 2024(05): 66-70. LIU Luyue, LI Peng, YU Qi, et al. Research on the application of TACS signal system in medium traffic volume urban rail transit[J].Modern Urban Transit, 2024(05): 66-70.DOI:10.20151/ki.1672-7533.2024.05.0111 研究背景近年来，随着人口规模的不断增大，城市轨道交通的发展速度同步加快。
我国早期的列车运行控制系统由于信号技术的不完善，通常采用半自动闭塞的继电式集中联锁模式。
随着技术的发展，列车控制系统逐步使用无绝缘移频轨道电路，并配合准移动闭塞列车控制系摘 要：目前国内城市轨道交通信号系统大多采用基于车地通信技术的CBTC ，该系统存在轨旁设备多、维保工作量大和故障率偏高等问题。
随着技术的发展及国内城市轨道交通运营需求的改变，基于车车通信技术的 TACS 应运而生。
文章首先对TACS 的架构组成与功能特点进行介绍，并与CBTC 进行对比分析，阐明TACS 的技术优势。
其次，结合既有线路升级需求和信号系统改造的重难点，提出TACS 工程应用实施思路，并以芜湖市轨道交通2号线为例，对中运量城市轨道交通既有CBTC 改造为TACS 所涉及的工程内容进行详细描述，分析改造工程实施的可行性。
TACS 系统作为CBTC 的升级版，未来在城市轨道交通领域应用前景广阔。
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”，
培训课件-准移动和移动闭塞
准移动闭塞和移动闭塞是铁路列车运行中重要的信号系统。本课件介绍了这 两种闭塞系统的定义、组成部分、工作原理、适用范围以及优势。
什么是准移动闭塞和移动闭塞ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
准移动闭塞（ATP）和移动闭塞（ATC）是铁路列车运行中采用的现代信号 系统。它们用于控制列车的运行，确保列车之间的安全距离和运行速度。
准移动闭塞是指列车控制系统通过自动车载设备和地面设备之间的通信，实 时传输列车位置和状态信息，控制列车运行的闭塞系统。
准移动闭塞和移动闭塞的工作 原理
准移动闭塞和移动闭塞通过实时监测列车位置和运行状态，向列车发送指令， 控制列车运行的速度和停车位置，以确保列车之间的安全间隔。
准移动闭塞和移动闭塞的优势
准移动闭塞和移动闭塞相较于传统闭塞系统，具有自动化程度高、安全性好、运营效率高等优势，能提高铁路 列车运行的安全性和运行效果。
准移动闭塞和移动闭塞的历史 演变
准移动闭塞和移动闭塞的发展经历了多个阶段，不断引入新的技术和改进， 以适应铁路列车运行的需求和提高运行安全性。
准移动闭塞和移动闭塞的概念 和定义
准移动闭塞的组成部分
准移动闭塞系统由列车控制中心、信号系统、道岔控制系统、车载设备和通信系统等组成。
移动闭塞的组成部分
移动闭塞系统由列车控制中心、信号系统、移动终端设备、移动终端通信系 统和移动闭塞终端设备组成。
准移动闭塞和移动闭塞的适用 范围
准移动闭塞和移动闭塞广泛应用于高铁、城市轨道交通等列车运行领域，具 有良好的应用效果和运行安全保障。
地铁信号系统功能分析
168学术论丛地铁信号系统功能分析高京显 黄毅南昌轨道交通集团有限公司运营分公司摘要：随着城市地铁的快速发展，地铁已经成为了城市交通的主力。
为了方便人们出行，保证地铁的安全、可靠、高效的运行是地铁运营的重点。
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，保证列车快速、高密度、有序的运行。
关键词：城市轨道交通；信号；移动闭塞；后备系统；列车自动控制在南昌地铁一号线中信号系统可在两种模式下运行：CBTC 模式及后备模式。
列车控制系统(CBTC)根据移动闭塞原则，提供基于无线通信的列车控制系统，在CBTC模式下MAU接收来自ATS的进路请求，然后沿着ATS请求的进路，以列车报告的位置起始为列车计算LMA(移动授权限制)。
；后备系统是基于固定信号机的列车运行保护系统，当CBTC模式失效或特殊需要时，能启动降级或后备运行模式组织列车正方向运营。
本文对信号系统的结构及功能实现进行介绍。
信号系统的架构及功能信号系统由列车自动监督(ATS)、车载控制器(VOBC)、区域控制器(ZC)和数据通信系统(DCS)构成。
各子系统相互渗透，实现地面控制与车辆控制，本地与中央控制相结合实现集行车指挥、自动驾驶及运行调整为一体的自动控制系统。
列车自动监督(ATS)：ATS是一个非安全系统，它为ATS 操作员提供人机接口界面，分成本地和中央ATS系统。
正常工作控制权限在中央，中央可下方权限到本地。
ATS在线路显示屏上显示列车具体位置，同时也提供接口软件执行其它各种功能，如临时限速、车站跳停等。
.ATS负责精确地排列列车进路。
ATS负责把进路命令只发送到与进路相关的控区中。
ATS工作站可用来显示线路全貌或时刻表。
采用冗余的网络(双网)连接到DCS骨干网，并配有数据记录器(单独的PC)，用于记录联锁站发送和接收的网络信息。
车载控制器(VOBC)：列车上的车载控制器VOBC和轨旁的区域控制器ZC是系统安全型部件，它们通过非安全的数据通信系统(DCS)进行通信，但端到端的连接是安全的。
城轨交通西门子TGMT移动闭塞信号培训测试系统
应的视图或对话框。如修改车次号操作•点击信号 基本窗口中的“列车移动监督”按钮.相应列车移 动监督对话框弹出；点击“修改车次号”按钮.相 应修改车次号对话框弹出；在车次号修改行输入车 次号后，点击“执行”按钮，完成车次号修改。
除了通过基本信号窗口选择执行功能外.还可 在详细线路图窗口中.选择元素来操作执行。当选 择了单元件，如信号机，联锁对话框会打开，并提 供适用的命令。也可通过在详细线路图窗口中，选 择双元素来执行排列列车进路操作，即先选择一个 始端信号机.信号机相关的命令会出现在联锁对话 框中；再选择一个终端信号机，进路命令便出现在 联锁对话框中；最后选中“排列进路”命令，成功 执行列车进路排列操作。
2） 模拟计算机。能够模拟轨旁室外信号设备 及元素的状态，如轨道电路、信号机、道岔、发车 指示器、前端处理器等，同时也能模拟有关设备的 相关功能，如SICAS联锁单元的自动进路调用， 以及本地和远程控制切换功能等；TGMT相关功 能包括运行停车点、紧急停车、折返、速度监视和 停车点监视、车-地通信、巡航/惰行、计算车速、 管理车次号/车组号和里程等。 1.3应用
2019年3月 第55卷第3期
铁道通信信号
RAILWAY SIGNALLING & COMMUNICATION
March 2019 Vol. 55 No. 3
城轨交通西门子TGMT移动闭塞信号培训测试系统
陈裕明
李小兵
闵鹏
摘 要：介绍城轨交通西门子TGMT移动闭塞信号培训测试系统的结构、功能及其应用。该系 统用于TGMT的ATS培训、本地化工程软件测试和国产化子系统集成测试等方面，已成功应 用于国内多个城市的地铁线路上。 关键词：城轨交通；移动闭塞；培训；测试；系统 Abstห้องสมุดไป่ตู้act: The system structure, function and application of the test system for training of Sie mens Train Guard Mass Transit signal system (TGMT) are introduced. This system can be used for the training of TGMT's Automatic Train Supervision (ATS), the testing of localized engi neering software, and integration test of TGMTs localized subsystems, which has been success fully applied to subway lines in several cities in China. Key words: Urban rail transit; Moving block; Training； Test; System DOI： 10. 13879/j. issnlOOO-745& 2019-03. 18484
城轨交通信号系统-简介
*
4.3 后备系统原理示意图
实际列车速度曲线
(ATO curve)
ATP曲线
预告功能信标
防护区段
*
安全防护距离 （约25~30m）
限速
*
停车点
TSDI_DXC
*
5. 信号系统国产化
5.1 信号国产化方案 信号系统设备国产化既要符合技术政策的要求, 同时也要结合工程的实际情况, 满足其功能需求和工程的要求。 在系统设备招标的基础上, 建议采用由国产设备、国产化设备和引进设备混合组成。 优先选用国内能提供的设备和器材。 目前国内尚无满足安全和功能要求的成套ATC系统设备。与国外供货商通过技术合作与技术转让, 参与系统设计, 合作完成国产化设备的生产及工程应用软件编制、系统安装、系统调试、服务培训等工作, 从而全面掌握ATC系统产品的性能, 为系统的维护、应用打下良好的基础, 最终实现国产化和降低造价。
电源屏及UPS
国产
艾默生、梅兰日兰、鼎汉等
其他
电缆及光缆
国产
天水电缆厂,焦作电缆厂,成都电缆厂,西安电缆厂,天津电缆厂,上海电缆厂等
信号机（铝合金）
国产浙江万全信号,西安信号 Nhomakorabea厂,沈阳信号工厂等
继电器（各型）
国产
西安信号工厂,沈阳信号工厂等
仪器仪表、维修工具、备品备件
TSDI_DXC
*
后备模式
点式+站间闭塞 （机场线仅站间闭塞）
点式超防+站间闭塞
简单超防+站间闭塞
点式超防+站间闭塞
TSDI_DXC
*
4. 基于通信的移动闭塞信号系统（CBTC）后备系统简介
城市轨道交通信号系统ATC
城市轨道交通信号系统ATC城市轨道交通信号系统城市轨道交通信号系统是保证列车运行安全，实现行车指挥和列车运行现代化，提高运输效率的关键系统设备。
城市轨道交通信号系统通常由列车自动控制系统（Automatic Train Control，简称ATC）组成，ATC系统包括三个子系统：— 列车自动监控系统（Automatic Train Supervision，简称ATS）— 列车自动防护子系统（Automatic Train Protection，简称ATP）— 列车自动运行系统（Automatic Train Operation，简称ATO）三个子系统通过信息交换网络构成闭环系统，实现地面控制与车上控制结合、现地控制与中央控制结合，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列车自动控制系统。
一、列车自动控制系统（ATC）分类1、按闭塞布点方式：可分为固定式和移动式。
固定闭塞方式中按控制方式，又可分为速度码模式（台阶式）和目标距离码模式（曲线式）。
2、按机车信号传输方式：可分为连续式和点式。
3、按各系统设备所处地域可分为：控制中心子系统、车站及轨旁子系统、车载设备子系统、车场子系统。
二、固定闭塞ATC系统固定闭塞ATC系统是指基于传统轨道电路的自动闭塞方式，闭塞分区按线路条件经牵引计算来确定，一旦划定将固定不变。
列车以闭塞分区为最小行车间隔，ATC系统根据这一特点实现行车指挥和列车运行的自动控制。
固定闭塞ATC系统又可分为速度码模式和目标距离码模式。
1、速度码模式（台阶式）如北京地铁和上海地铁1号线分别引进的英国西屋公司和美国GRS公司的ATC系统均属此类ATC系统，该系统属70～80年代的产品，技术成熟、造价较低，但因闭塞分区长度的设计受限于最不利线路条件和最低列车性能，不利于提高线路运输效率。
固定闭塞速度码模式ATC是基于普通音频轨道电路，轨道电路传输信息量少，对应每个闭塞分区只能传送一个信息代码，从控制方式可分成入口控制和出口控制两种，从轨道电路类型划分可分为有绝缘和无绝缘轨道电路两种。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
移动闭塞信号系统在城市轨道交通中的应用
摘要：城市轨道交通信号系统的主要作用是保证行车安全，它对于促进行车指挥及列车运行的现代化十分有帮助，本文将主要介绍城市轨道交通信号系统中的固定闭塞或准移动闭塞信号系统、无线移动闭塞系统，并将无线移动闭塞系统与传统的信号系统进行对比分析。
关键词：城市轨道交通，信号系统，无线移动闭塞系统
随着轨道交通建设事业的发展，越来越多的城市加入到轨道交通建设的大潮中，信号系统也由最初的固定闭塞发展到准移动闭塞、再到如今的无线移动闭塞系统，其中无线移动闭塞模式代表了城市轨道交通信号控制系统的发展方向,其追踪列车间的安全间隔距离相比之下为最小,能最大限度地提高线路运输能力。
1固定闭塞或准移动闭塞信号系统
固定闭塞信号控制，采用阶梯式速度控制方式，对应每个闭塞分区只能传送一个该分区所规定的最大速度命令码。
其特点是线路被划分为固定位置，某一长度的闭塞分区，一个分区只能被一列车占用；闭塞分区的长度按最长列车、满负载、最高速度、最不利制动率等不利条件设计；列车间隔为若干闭塞分区，而与列车在分区内的实际位置无关；制动的起点和终点总是某一分区的边界；要求运行间隔越短，闭塞分区(设备)数也越多，列车最小运行间隔≥120s；采用模拟轨道电路、轮轴传感器、加点式或环线传输，信息量少。
固定闭塞式ATC(列车自动控制系统)虽然能满足基本的运营要求，但该类系统存在传输信息量较少，对列车运行的控制精度不高，列车安全保护距离较长，功能扩展相对困难，不利于ATP(列车自动防护系统)／AT0(列车自动驾驶系统)的发展以及技术相对落后等缺陷，对于运量较大的城市轨道交通线路的信号系统进行设计时，一般考虑采用准移动闭塞信号系统或移动闭塞信号系统方案。
与固定闭塞不同的是，准移动闭塞信号系统采用一次模式曲线控制方式，且可以根据地面信号设备提供的目标速度、目标距离、线路状态(曲线半径、坡道等数据)等信息，车载设备计算出适合于列车运行的模式速度曲线。
制动的起点可以延伸，但终点总是某一分区的边界；要求运行间隔越短，闭塞分区(设备)数也越多，列车最小运行间隔≥100s；采用报文式数字轨道电路，辅之环线或应答器，信息量较大。
2无线CBTC移动闭塞系统
随着技术的发展和需求的牵引，人们开始采用在列车和轨旁设置无线电台实现列车与地面控制系统之间连续的双向通信，做到真正的双向“车一地通信”，从而实现CBTC，其技术体制属于移动闭塞系统。
CBTC的基本原理是：ATP地面设备周期性地接受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(ATP防护点)的信息。
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。
3无线CBTC移动闭塞系统与传统信号对比分析
3.1无线CBTC移动闭塞系统的优势
3.1.1运行间隔缩短
运行间隔是指在线路上某一点前后运行的两列车之间的间隔。
在无线CBTC移动闭塞系统中，一个列车车载设备探测轨道上的应答器决定列车的位置，在服务
器的数据库中查找他们的位置，并测量自前一个探测到的应答器起已走的距离。
列车车载设备通过双向无线通信向轨旁CBTC设备报告本列车的位置。
基于轨道电路的信号系统，移动授权权限是以轨道电路区段的分辨率来给出的，其分辨率是一个闭塞分区，分辨率越小列车运行间隔时间越短。
无线CBTC
移动闭塞系统能够以更精细的分辨率来连续地监测列车位置。
其分辨率是厘米级，并且系统运行间隔≤90s。
3.1.2可减少轨旁设备，便于安装维修
传统的基于轨道电路的信号系统由于需在轨道沿线安装很多探测及传输设备，同时大部分设备与钢轨均有直接实体联系，从而导致直接施工成本相对提高，施
工阶段互相干扰的情形相当多，所需工期难以压缩，而且在以后维修保养作业上
也会互有影响。
而无线CBTC移动闭塞系统中轨旁的设备只有轨旁无线单元、应答器、接近盘。
同时，列车占用检测系统(计轴)也可以集成到系统中，以保护工程车和非通信列车。
更少的轨旁设备就意味更简单的维护过程和更低的生命周期成本。
系统扩展
性能好，无线通信网络具有扩展和改造灵活的特点，这使得在系统最初配置后的
维护和更改工作中省去很多麻烦。
3.1.3实现列车与轨旁设备实时双向通信
传统的信号系统中采用的“车-地通信”是一种通过轨道电路实现地面控制系统
向列车传输信息的单向传输系统。
而无线CBTC移动闭塞系统不依靠轨道电路检
测列车位置和向车载设备传递信息，它是利用无线通信技术，通过轨旁与车载ATP/ATO之间的直接信急交换，完成对列车的控制。
无线CBTC移动闭塞系统可
提供双向高速大容量实时数据通信，信息传输独立于轨道电路，受外界各种物理
因素干扰小，运行可靠。
CBTC确立“信号通过通信”的新理念，使列车与地面(轨旁)紧密结合、整体处理，改变以往车-地相互隔离、以车为主的状态。
这意味着
只要“车-地通信”采用统一标准协议后，就易于实现不同线路间不同类型列车的联
通联运。
3.2无线CBTC移动闭塞系统存在的问题
3.2.1技术成熟度不高
现阶段，我国的移动闭塞系统刚刚起步，依然处于发展的初级阶段，技术不
够成熟，为了保证行车安全，地铁轻轨公司还需要增加后备模式，以防止移动闭
塞系统出现故障，这样一来，轨道交通建设成本就有所增加，且存在着一定的技
术风险。
3.2.2运行效率仍有提升空间
无线CBTC移动闭塞系统缩短了区间运行间隔时间，固定闭塞系统的区间最小运行间隔为120s，准移动闭塞系统的区间最小运行间隔为100s，移动闭塞系统的为90s，但轨道交通在中端站的折返时间实际上是最长的，一般都在5min左右，
区间运行间隔缩短的几秒钟实际上对于行车运行效率的提高帮助不大，因此，想
要真正的提高行车运行效率，还应该从端站时间出发。
3.2.3系统的维护应用不方便
无线CBTC移动闭塞系统中，列车与轨旁的传输设备安装比较困难，日常维护
也不够方便，且系统中选用了一些新的软件技术，目前国内对这些软件的维护升级工作了解都不够多，系统升级维护往往需要依靠国外的供应商，实际上也是十分不方便的。
3.2.4工程造价较高
我国的无线CBTC移动闭塞相关技术不够成熟，为了保证行车安全，往往需要增加后备系统，这就导致工程造价有所提升，相对于准移动闭塞系统与固定闭塞系统而言，无线移动闭塞系统的造价明显要高，就性价比来说，目前固定闭塞系统最高。
综上所述可见，无线CBTC移动闭塞信号系统具有如下特点:它的运行间隔时间比较短，硬件设备比较少，安装维修工作都比较方便，能够实现实时的双向通信，且灵活性及稳定性都比较好。
为此，越来越多的城市轨道交通项目正积极考虑采用无线移动闭塞系统。
参考文献
[1]徐仕杰.移动闭塞信号系统在城市轨道交通中的优点[J].移动信息，2016(5).
[2]李新潮.移动闭塞信号系统在城市轨道交通中的应用[J].通讯世界，2016(12).。