第一篇：城市軌道交通移動閉塞ATC系統(tǒng)淺析

城市軌道交通移動閉塞ATC系統(tǒng)淺析

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摘要：移動閉塞是城市軌道交通信號系統(tǒng)的發(fā)展方向。本文討論了基于通信的移動閉塞信號系統(tǒng)的原理、典型結構和實現(xiàn)方式。在此基礎上，對我國大城市軌道交通信號系統(tǒng)的選擇進行了探討，指出了軌道交通直線電機運載系統(tǒng)采用移動閉塞技術的必要性和可行性。關鍵字：軌道交通 通信 移動閉塞 ATC 地鐵地鐵族地鐵論壇上海地鐵軌道交通北京地鐵天津地鐵南京地鐵廣州地鐵深圳地鐵香港地鐵重慶輕軌武漢輕軌長春輕軌大連輕軌臺北捷運高雄捷運2 b)^1 [1 `# D4 w, q

做最好的地鐵生活門戶論壇8 _% f1 V9 h(v: h1 j1、前言

移動閉塞是一種區(qū)間不分割，根據(jù)連續(xù)檢測先行列車位置和速度，進行列車間隔控制，確保后續(xù)列車不會與先行列車發(fā)生沖突，能夠安全停車的列車安全系統(tǒng)。移動閉塞的想法產生于60年代，由于當時技術條件的限制，難以變成現(xiàn)實。到了80年代，計算機技術和通信技術的飛速發(fā)展，為移動閉塞系統(tǒng)的實現(xiàn)創(chuàng)造了條件。近年來，各國相繼投入力量研制基于通信的列車控制系統(tǒng)CBTC，具有代表性的主要有法國國鐵的ASTREE,日本鐵道綜合技術研究所的CARAT系統(tǒng)、歐洲鐵道聯(lián)盟研究所的ETCS系統(tǒng)和美國加拿大鐵路協(xié)會的ATCS系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)的共同點是列車和地面間有各種類型的雙向通信手段，可以在確保列車運行安全的前提下，最大限度地縮短列車運行間隔，提高線路通過能力。

2、移動閉塞原理及系統(tǒng)結構

2.1、移動閉塞原理

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移動閉塞是相對于固定閉塞而言的。固定閉塞是在區(qū)間設置固定的閉塞分區(qū)和相應的防護信號，而移動閉塞雖然也有防護列車運行安全的閉塞分區(qū)，但其閉塞區(qū)間是移動的，是隨著后續(xù)列車和前方列車的實際行車速度、位置、載重量、制動能力、區(qū)間的坡度、彎道等列車參數(shù)和線路參數(shù)的變化而改變，隨著列車運行而移動。根據(jù)是否考慮先行列車的速度，移動閉塞的構成分為兩種：一是考慮先行列車速度的移動閉塞系統(tǒng)(MB-V方式)；二是不考慮先行列車速度的移動閉塞系統(tǒng)(MB-V0方式)。

圖1 移動閉塞條件下列車追蹤控制原理

2.2、移動閉塞的系統(tǒng)結構

移動閉塞系統(tǒng)的具體結構有多種，但從基本組成上來說，移動閉塞ATC系統(tǒng)通常分為三個層次：管理層、操作層和執(zhí)行層，其典型結構如下圖2所示。系統(tǒng)管理中心SMC位于管理層，其任務是統(tǒng)一指揮整個全段內列車運行。SMC通過先進的計算機和網(wǎng)絡技術監(jiān)督著整條線路的自動操作，實現(xiàn)ATS的功能及其它中央調度功能。車輛控制中心VCC位于操作層，它根據(jù)SMC的命令，按移動閉塞原理對列車運行間隔進行控制，并和車站聯(lián)鎖設備相聯(lián)系，為列車進出站安排接發(fā)車進路。VCC和SMC之間通過現(xiàn)代通信傳輸系統(tǒng)(如SDH, OTN等)進行大數(shù)據(jù)量的雙向傳輸。車載控制器VOBC位于執(zhí)行層，它通過和VCC之間不間斷的通訊來實現(xiàn)ATP/ATO功能，控制列車安全高速運行。通訊方法可采用有線通信(如交叉感應電纜)或無線的方式(如擴頻通信)具備冗余校驗的車載計算機使列車控制在VCC限定的速度和距離之內，并以數(shù)據(jù)報文形式向VCC傳回有關車輛位置、速度、運行方向以及子系統(tǒng)情況。每列車都配置了冗余的車載控制系統(tǒng)，一旦某一個出了問題，另一個會自動啟動。

3、移動閉塞的實現(xiàn)方式

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圖2 移動閉塞系統(tǒng)的三層結構

按照列車定位和信息傳輸方式的不同，實現(xiàn)移動閉塞的CBTC系統(tǒng)主要有以下幾種:

（1）利用交叉感應電纜的實現(xiàn)方式；（2）基于泄漏同軸電纜的實現(xiàn)方式；（3）利用全球定位系統(tǒng)(GPS)；（4）慣性定位系統(tǒng)(IPS)；（5）車載多普勒雷達定位系統(tǒng)；（6）無線擴頻通信定位。

4、我國軌道交通信號系統(tǒng)的方案探討

4.1、軌道交通直線電機運載系統(tǒng)簡介

城市軌道交通直線電機運載系統(tǒng)的機理是固定在車輛轉向架上的初級線圈(定子)通過交流電流，產生移動磁場(行波磁場)，通過相互作用，使固定在整體道床上的次級感應板(展開的轉子)產生磁場，通過磁力，實現(xiàn)車輛的運行和控制。我國早在上世紀80年代已開始研究直線電機驅動的運載系統(tǒng)，但一直處于可行性研究和系統(tǒng)選擇階段，直至上世紀90年代，隨著磁懸浮鐵路系統(tǒng)試驗線及試驗車的研制，直線電機及其控制系統(tǒng)設備的研制才進入實質性發(fā)展階段。

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4.2、信號系統(tǒng)的設計原則及軌道交通的具體要求

地鐵地鐵族地鐵論壇上海地鐵軌道交通北京地鐵天津地鐵南京地鐵廣州地鐵深圳地鐵香港地鐵重慶輕軌武漢輕軌長春輕軌大連輕軌臺北捷運高雄捷運“ @2 t$ z!n” K+ q, `' e4 a8 信號系統(tǒng)的選擇必須遵循以下幾個基本原則:

1、信號系統(tǒng)必須滿足安全、成熟、技術先進的基本原則；

2、信號系統(tǒng)必須滿足實際的運營要求，符合相應的功能和技術標準，并充分考慮到未來發(fā)展的需要；

3、信號系統(tǒng)應具有較高的安全性和可靠性，凡涉及行車安全的設備必須滿足故障-安全原則；

4、信號系統(tǒng)及設備選型，應根據(jù)具體的運營要求，進行綜合性能價格比分析。方案應能滿足功能要求，經(jīng)濟合理。

地鐵地鐵族地鐵論壇上海地鐵軌道交通北京地鐵天津地鐵南京地鐵廣州地鐵深圳地鐵香港地鐵重慶輕軌武漢輕軌長春輕軌大連輕軌臺北捷運高雄捷運# ~3 i7 _“ P-f* s6 v4 e& H

地鐵地鐵族地鐵論壇上海地鐵軌道交通北京地鐵天津地鐵南京地鐵廣州地鐵深圳地鐵香港地鐵重慶輕軌武漢輕軌長春輕軌大連輕軌臺北捷運高雄捷運/ H!x: ?3 f2 L9 u8 地鐵地鐵族地鐵論壇上海地鐵軌道交通北京地鐵天津地鐵南京地鐵廣州地鐵深圳地鐵香港地鐵重慶輕軌武漢輕軌長春輕軌大連輕軌臺北捷運高雄捷運: R1 j7 ]1 Q9 w)~9 V# s d!v7

為了實現(xiàn)行車自動化，減少運營成本，與直線感應電機車輛相結合的行車控制系統(tǒng)需要實現(xiàn)列車運行自動化與列車指揮自動化，這就需要采用列車自動控制系統(tǒng)ATC。目前，我國己建和在建軌道交通的ATC系統(tǒng)主要采用的是基于數(shù)字軌道電路的準移動閉塞和有人值守的自動駕駛系統(tǒng)，高峰期列車運行間隔為120s。為了實現(xiàn)系統(tǒng)小型化，降低工程造價及運營費用，實現(xiàn)高效、節(jié)能、低成本運營，籌建中的軌道交通準備采用小編組、高密度的運營模式，提出了90s的列車運行間隔要求。這就為當今前沿的城軌交通信號技術在我國的應用提出了現(xiàn)實要求。

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4.3、采用移動閉塞是實現(xiàn)系統(tǒng)通過能力的必然要求

城市軌道交通的通過能力是指在采用一定的車輛類型、信號設備和行車組織方法條件下，軌道交通線路的各項固定設備在單位時間內(高峰小時)所能通過的列車數(shù)。軌道交通的通過能力主要按照線路、列車折返設備、車輛段設備、牽引供電設備等固定設備進行計算。根據(jù)各項固定設備計算出來的通過能力，一般是各不相同的，其中通過能力最小的設備限制了整個線路的通過能力，因此，該項設備的通過能力即為線路的最終通過能力。

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實踐表明，對軌道交通系統(tǒng)來說，線路運能的主要損失發(fā)生在列車停站和終點車站的折返作業(yè)上。由于采用線性電機的車輛能為高密度運營需要的優(yōu)良的加減速性能提供保證，結合移動閉塞技術，可以很容易的實現(xiàn)“小編組、高密度”的運營模式。一方面，通過減小列車編組、提高行車密度，使車站上下車人數(shù)得到分散，從而可以減小列車停站時間；另一方面，移動閉塞技術的精確控制和靈活運行的特性也有利于提高折返效率，從而可以從總體上減少線路運能的損失，達到每小時40對列車的系統(tǒng)通過能力?？傊瑥臐M足系統(tǒng)運營要求及系統(tǒng)的先進性考慮，軌道交通信號系統(tǒng)應采用移動閉塞技術。

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4.4、采用移動閉塞信號系統(tǒng)的可行性及相關問題

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移動閉塞系統(tǒng)采用先進的通信、計算機技術對列車連續(xù)控制，是經(jīng)過實際檢驗的安全系統(tǒng)。移動閉塞技術已經(jīng)在北美、歐洲、亞洲許多國家的軌道交通建設中得到應用。最早使用移動閉塞技術的溫哥華無人駕駛輕軌系統(tǒng)至今已安全運行近20年，這充分驗證了移動閉塞的安全性以及技術的成熟度。在中國，香港西線鐵路工程于1998年采納了倫敦鐵路工程師協(xié)會的建議，使用先進的移動閉塞技術代替原來的固定閉塞設計方案，不僅使香港西線鐵路實現(xiàn)了更短更好的運營目標-達到每小時每方向10萬人次的運量，高峰期運行間隔90s，而且使工程總成本由原來的超過644億美元降至517億美元，節(jié)省造價約20%.可見，根據(jù)實際運營要求和當前信號技術的發(fā)展水平，軌道交通采用移動閉塞技術是必要且可行的。

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軌道交通采用移動閉塞的優(yōu)點如下:

1)能輕松達到90S的行車間隔要求，且當需求增長而需要調整運營間隔時，無需改變或增加硬件；

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2)可取消區(qū)間的信號機、軌道電路等地面設備，降低系統(tǒng)的安裝維護費用；利用其精確的控制能力，可以有效地通過在折返區(qū)域調整速度曲線來減少在盡端折返線的過走防護距離，從而減少折返站的土建費用；

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3)車上-地面可靠傳輸?shù)男畔⒘看?，便于實現(xiàn)全程無人自動駕駛。全程無人自動駕駛方式是列車上沒有任何駕駛員或工作人員的全自動方式。站停，發(fā)車、運行、折返、入庫等過程由操作控制中心直接管理。主控中心可以更精確地控制列車按運行圖運行，減少了列車在區(qū)間不必要地加速、制動，可節(jié)省能源，增加旅客舒適度；同時這種方式具備非常高的靈活性，對突然增長的能力需求和不可預見的事件具備敏捷的反應能力；

4)易于實現(xiàn)列車雙向運行。當軌道交通系統(tǒng)因線路、車輛等故障造成運行中斷時，可通過組織臨時反向載客運行來保持軌道交通系統(tǒng)不間斷運作。

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從目前的技術成熟度來看，對于軌道交通來說，選用基于交叉感應電纜或泄漏同軸電纜的方案是比較合適的，相關的系統(tǒng)已在國外有多年成功的應用經(jīng)驗。例如，新加坡軌道交通東北線設計能力單向達到75,000人次/小時，采用了ALSTOM 公司的基于泄漏波導的移動閉塞信號系統(tǒng)，實現(xiàn)了最小列車運行間隔90S的營運目標。ALCATEL公司基于感應環(huán)線或泄漏同軸電纜的SelTrac移動閉塞系統(tǒng)己在倫敦道克蘭輕軌、吉隆坡LRT2、舊金山MUNI等城軌交通得到多年應用，被證明是安全、高效、靈活的列車控制系統(tǒng)。移動閉塞系統(tǒng)的列控方式均采用速度-距離模式，對軌道交通來說，在運營初期可采用相對位置方式(MB-V0方式)，在遠期運營要求提高后，可采用相對速度方式(MB-V方式)，以進一步縮短行車間隔。在具體選擇移動閉塞系統(tǒng)時，還必須考慮該系統(tǒng)的故障恢復能力和可靠性，并注意解決方案中是否有進行斷軌檢測和列車完整性檢測的方法。此外，由于采用直線電機的系統(tǒng)一般將次級感應板鋪設于軌道中間的地面上，因此聯(lián)鎖車站的配線不能采用交叉渡線，這會對聯(lián)鎖車站的道岔布置和折返車站的折返線布置產生一定影響，這也是需要考慮的問題。

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地鐵族7 A-P)o6 v" u, T0 W4 g5、小結

本文簡要介紹了移動閉塞的原理，討論了其典型結構和實現(xiàn)方式。對基于通信的移動閉塞來說，其常見的實現(xiàn)方式有基于交叉感應電纜或泄漏同軸電纜的實現(xiàn)方式，有利用全球定位系統(tǒng)GPS、慣性定位系統(tǒng)IPS、車載多普勒雷達定位系統(tǒng)及無線擴頻定位的實現(xiàn)方式等。作為應用，本文分析討論了城市軌道交通采用移動閉塞技術的必要性和可行性，指出移動閉塞技術是實現(xiàn)“小編組、高密度”運營模式的最佳選擇，對于提高系統(tǒng)通過能力、減少運營維護成本、節(jié)能降耗等具有現(xiàn)實意義

第二篇：城市軌道交通閉塞區(qū)間技術研究

湖南鐵道職業(yè)技術學院畢業(yè)設計

2012屆畢業(yè)設計說明書

課題名稱：城市軌道交通閉塞區(qū)間

技術研究設計

專 業(yè) 系 軌 道 交 通 系 班 級 城軌092 學生姓名 賀鑫 指導老師 傅宗純

完成日期

湖南鐵道職業(yè)技術學院畢業(yè)設計

附：畢業(yè)設計任務書格式

2012屆畢業(yè)設計任務書

一．課題名稱：

軌道交通區(qū)間閉塞技術研究

二．指導老師：

傅宗純

三．設計內容與要求 1.課題概要

區(qū)間閉塞是保證區(qū)間行車安全以及提高區(qū)間運輸效率的一種重要技術。隨著列車運行速度越來越高、行車密度越來越大，軌道交通對區(qū)間閉塞技術的要求也越來越高。

到目前為止，鐵路區(qū)間閉塞技術的發(fā)展大致經(jīng)歷了六個階段：電報或電話閉塞、路簽或路牌閉塞、半自動閉塞、自動閉塞[1]、準移動閉塞及移動閉塞[2][3]。（準）移動閉塞技術已在高鐵及部分城市的地鐵中被廣泛采用。而自動閉塞是對半自動 閉塞技術的總結和完善，同時又是（準）移動閉塞技術的基礎，在閉塞技術的發(fā)展中起到承上啟下的作用?？梢哉f，只有在準確深入理解自動閉塞技術的基礎上，才有可能真正理解（準）移動閉塞。

軌道電路技術是區(qū)間閉塞技術的基礎和關鍵。從傳統(tǒng)的有絕緣節(jié)軌道電路到先進的無絕緣節(jié)軌道電路，軌道電路的功能經(jīng)歷了從單純的檢測軌道占用到既能檢測軌道占用又能發(fā)送行車信息的轉變。研究軌道電路技術是理解先進的區(qū)間閉塞技術的前提。

通過對此課題的學習和設計，使學生掌握區(qū)間自動閉塞技術的發(fā)展歷程及工作原理，培養(yǎng)學生利用所學基本理論和自身具備的技能來分析問題的能力，提高學生運用所學專業(yè)知識并結合具體情況解決實際問題的能力。同時從我國的生產實際出發(fā)，激發(fā)學生利用自身具備的知識和技能認真工作、報效祖國的愛國熱情，提升學生的職業(yè)責任感和榮譽感，增強學生分析和解決問題的自信心。

2.設計內容與要求

1）了解區(qū)間閉塞技術的種類及發(fā)展歷程。

2）對比分析半自動閉塞與自動閉塞技術的工作原理及其優(yōu)劣。

3）分析準移動閉塞的工作原理，并對比分析準移動閉塞與自動閉塞技術的優(yōu)劣。

4）分析移動閉塞的工作原理，并對比分析準移動閉塞與移動閉塞的優(yōu)劣。5）分析無絕緣軌道電路的工作原理，對比分析法國UM71與我國ZPW2000無絕緣軌道電路的優(yōu)劣。湖南鐵道職業(yè)技術學院畢業(yè)設計

四．設計參考書

[1] 佟立本主編.鐵道概論（第五版）[M].北京：中國鐵道出版社，2006.[2] 林瑜筠主編.鐵路信號新技術概論（修訂版）[M].北京：中國鐵道出版社，2005.[3] 林瑜筠主編.鐵路信號基礎[M].北京：中國鐵道出版社，2006.[4] 張鐵增主編.信號工[M].北京：中國鐵道出版社，2002.五．設計說明書內容

1.封面 2.目錄

3.內容摘要（200—400字左右，中英文）4.引言

5.正文（設計課題，內容與要求，設計方案，原理分析，設計過程及特點）6.設計圖紙 7.結束語

8.附錄（圖表，材料清單，參考資料）

六．設計進程安排

第1周：資料準備與借閱，了解課題思路。第2周：了解區(qū)間閉塞技術的發(fā)展歷程。

第3-6周：對比分析半自動閉塞與自動閉塞技術的工作原理及其優(yōu)劣；分析準移動閉塞的工作原理，并對比分析準移動閉塞與自動閉塞技術的優(yōu)劣；分析移動閉塞的工作原理，并對比分析準移動閉塞與移動閉塞的優(yōu)劣；分析無絕緣軌道電路的工作原理，對比分析法國UM71與我國ZPW2000無絕緣軌道電路的優(yōu)劣。

第7周：檢查，完成說明書，打印，裝訂。第8周：畢業(yè)答辯準備及答辯。

七．畢業(yè)設計答辯及論文要求 1.畢業(yè)設計答辯要求

答辯前三天，每個學生應按時將畢業(yè)設計說明書或畢業(yè)論文.專題報告等必要資料交給指導教師審閱，由指導教師寫出審閱意見。

學生答辯時對自述部分應寫出書面提綱，內容包括課題任務，目地和意義，所采用的原始資料或參考文獻，設計的基本內容和主要方法，成果結論和評價。

答辯小組質詢課題的關鍵問題，質詢與課題密切相關的基本理論，知識，設計與計算方法實驗方法，測試方法，鑒別學生獨立工作能力，創(chuàng)新能力。

2.畢業(yè)設計論文要求 湖南鐵道職業(yè)技術學院畢業(yè)設計

文字要求：說明書要求打?。▓D紙除外），不能手寫。文字通順，語言流暢，排版合理，無錯別字，不允許抄襲。

圖紙要求：按工程制圖標準制圖，圖面整潔，布局合理，線條粗細均勻，圓弧連接光滑，尺寸標注規(guī)范，文字注釋必須使用工程文字書寫。

曲線圖表要求：所有曲線，圖表，線路圖，程序框圖，示意圖等不準用徒手畫，必須按國家規(guī)定的標準或工程要求繪制。

湖南鐵道職業(yè)技術學院畢業(yè)設計

摘要

（宋體小二號，加粗，居中，段落前后各一行，字間加2字符的空格，固定行距

20磅）

本實訓項目設計說明書針對城市軌道交通閉塞區(qū)間技術進行研究，了解閉塞區(qū)間的發(fā)展歷程，了解半自動閉塞與自動閉塞技術的工作原理及其優(yōu)劣。了解準移動閉塞的工作原理，并對比分析準移動閉塞與自動閉塞技術的優(yōu)劣。分析移動閉塞的工作原理，并對比分析準移動閉塞與移動閉塞的優(yōu)劣。分析無絕緣軌道電路的工作原理，對比分析法國UM71與我國ZPW2000無絕緣軌道電路的優(yōu)劣。重點研究移動閉塞技術的工作原理、系統(tǒng)結構、功能、優(yōu)劣以及在城市軌道交通中的應用；移動閉塞系統(tǒng)列車組合定位導航技術；移動閉塞條件下地鐵車輛的運行優(yōu)化以及城市軌道交通移動閉塞系統(tǒng)后備模式的研究。

（宋體小四號，固定20磅行距，段前0.5行，首行縮進2字符）關鍵詞：閉塞區(qū)間

半自動區(qū)間

自動閉塞 移動閉塞

（關鍵詞：宋體小四，加粗）（具體詞：宋體小四，詞間加2字符空格）

加分頁符

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目錄

（宋體小二號，加粗，居中，段落前后各一行，字間加2字符的空格，固定行距

20磅）

第１章 城市軌道交通閉塞區(qū)間概述.........................................................................................................3 1.1 城市軌道交通概述（標題：宋體四號，加粗，固定行距20磅，段前0.5行，大綱級別2級）.............................................................................................................................................3 1.2 城市軌道交通閉塞區(qū)間的功能??????????? 1.3 城市軌道交通閉塞區(qū)間的組成

1.4 城市軌道交通閉塞區(qū)間的發(fā)展 1.5 城市軌道交通區(qū)間技術應用 第2章

移動閉塞系統(tǒng)

1.2 設計內容與要求.............................................................................................................................3 第n章 心得體會.........................................................................................................................................4 參考文獻.........................................................................................................................................................4 附□□表（圖、件）.....................................................................................................................................4（目錄自動生成，宋體五號，加粗，固定行距20磅）

加分頁符

湖南鐵道職業(yè)技術學院畢業(yè)設計

第１章 城市軌道交通閉塞區(qū)間概述

（楷體小二號，加粗，居中，段落前后各一行，固定行距20磅，大綱級別1級）

1.1城市軌道交通概述

一 城市軌道交通的定義和特點

城市中，使用車輛在固定導軌上運行并主要用于城市客運的交通系統(tǒng)稱為城市軌道交通。國家標準《城市公共交通常用名詞術語》（GB5655---1999）中，將城市軌道交通定義為“通常以電能為動力，采取輪軌運轉方式的快速大運量公共交通之總稱?！?/p>

城市軌道交通是城市公共交通的一個重要組成部分，隨著城市的不斷發(fā)展，它逐漸成為城市主要的交通工具。它以其鮮明的特點，贏得了城市管理者和市民的青瞇，成為“城市交通的主動脈?！彼奶攸c包括以下幾點。安全

城市軌道交通大部分與地面隔離，其特定的路權方式使系統(tǒng)安全可靠。此外，因為城市軌道交通具有運量大的特點，人們在設計、建設、管理以及資金的投入方面，對其安全也特別重視?？旖?/p>

城市軌道交通的線路條件不受地面環(huán)境影響，并且有良好的控制系統(tǒng)，速度快。準時

城市軌道交通在其專用的軌道上行駛，在可靠技術下，按照運營計劃行駛，一般都會正常準時運營。舒適

城市軌道交通都有良好的環(huán)控體系和候車環(huán)境，乘車舒適性好。5 運量大

城市軌道交通的車廂空間大，一列城市軌道交通列車可載1400人以上。6 無污染（或少污染）

城市軌道交通的動力是電能，沒有污染。7 占地少，不破壞地面景觀

湖南鐵道職業(yè)技術學院畢業(yè)設計

城市軌道交通的線路主要在地下，占用城市地面面積少，不會破壞地面景觀。

但是，城市軌道交通也存在如建設投資大、路網(wǎng)結構不易調整、運營成本高、條件技術要求高等缺點。

二 城市軌道交通的類型

按照不同的標準，城市軌道交通（簡稱城軌）可以劃分成不同的類型。如按軌道空間位置劃分，可分為鐵道、地面鐵路和高架鐵路；按鐵道形式劃分，可分為重軌鐵路、輕軌鐵路和獨軌鐵路；按服務區(qū)域劃分，可分為市郊鐵路、市內鐵路和區(qū)域快速鐵路等。由于目前各國對城市軌道交通的劃分尚未有統(tǒng)一的標準，造成城市軌道交通的類型也不是很明確。1 地鐵

地下鐵道交通（簡稱地鐵）是一種在城市中修建的快速、大運量的軌道交通，通常以電力牽引，其單向高峰小時客運能力可達30000人次以上，它的線路通常設在地下隧道內，也有的在城市中心以外區(qū)域從地下轉到地面或高架橋上。目前世界上一些著名的特大城市，如紐約、倫敦、巴黎、莫斯科、東京、北京、上海等，均已形成一定的城市軌道（簡稱城軌）交通規(guī)模和網(wǎng)絡，且以地鐵為主干，延伸到城市的各個方向。地鐵具有以下特征；

（1）全部或大部分線路建于地面以下。（2）建設費用大、周期長、成本回收慢。

（3）行車密度大，速度高。

（4）客運量大，一般在高峰時單向客運量為3～7萬人次∕h。（5）地鐵列車的編組數(shù)決定于可量和站臺的長度，既安全，又舒適。

（6）地鐵車輛的消聲減振和防火均有嚴格要求，既安全，又舒適。

（7）供電的制式主要有直流750V第三軌受電或直流1500V架空線受電。2 輕軌

城市輕軌鐵路（簡稱輕軌）泛指高峰時單向運量在1萬～3萬人次∕h的中等運量的軌道交通系統(tǒng)。輕軌是在老式的地面有軌電車的基礎是發(fā)展起來的，在西歐、北美等地已經(jīng)成為城市公共交通投資的主流。

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輕軌與一般的鐵路相比，具有以下特征：

（1）線路可以為地面、地下和高架混合型，一般與地面道路完全隔離，用半封閉或全封閉專用車道。

（2）建設費較少，每公里線路造價僅為地鐵的1∕5～1∕2.（3）中等運量，每小時單向運輸能力一般為2萬～4萬人次，介于地鐵和公共汽車之間。

（4）輕軌車輛有單節(jié)4軸車、雙節(jié)單絞6軸和3節(jié)雙絞8軸車等。（5）對車輛和線路的消聲喝減振有較高要求。

（6）供電制式以直流750V架空線（或第三軌）供電為主，也有部分采用1500V和直流600V供電。市郊鐵路

市郊鐵路是指城市市區(qū)與郊區(qū)、尤其是遠郊區(qū)聯(lián)系起來的長距離城市軌道交通系統(tǒng)。它主要為短途、通勤的旅客提供運輸服務，故也稱為通勤鐵路（commuter rail）或地區(qū)鐵路（regional rail）?，F(xiàn)在其概念范圍也在擴大，包括了城際間直達的高速鐵路，俗稱“快軌”。

和其他的軌道交通形式相比，它具有如下特點：（1）站間距大

（2）速度快，最高速度可達100km∕h以上。

（3）建設成本低，一般每公里線路造價大約是地鐵的1∕10～1∕15。（4）運量大，單向運送能力高達60000～80000人次∕h。4 獨軌

獨軌鐵路簡稱獨軌，是指車輛在一般軌道上運行的一種軌道交通系統(tǒng)。通常分為跨坐式和懸掛式兩種類型。前者車輛的走行裝置跨騎在走行軌道上，其車體重心處于走行軌道的上方。后者車體懸掛于可在軌道梁上行走的走行裝置的下面，其重心處于走行裝置的下面。

獨軌交通的優(yōu)點是：

（1）線路多架于空中，可充分利用城市空間，適宜于在大城市的繁華中心區(qū)建設，具有交通和旅游觀光的雙重作用。

（2）線路結構簡單，建設費用低，為地鐵的1∕3左右。湖南鐵道職業(yè)技術學院畢業(yè)設計

（3）能實現(xiàn)大坡度和小半徑曲線運行，可繞行城市的建筑物。（4）一般采用輕型車輛，列車編組為4～6輛。

（5）走行裝置采用空氣彈簧和橡膠輪結構，并采用電力驅動，故運行噪聲低，無廢氣，乘坐舒適。獨軌鐵路交通的缺點是：

（1）能耗大。由于其走行裝置采用橡膠輪，它與混凝土軌面的滾動摩擦阻力比鋼輪軌大，故其能耗比一般軌道交通大約大40％，且有輕度的橡膠粉塵污染。

（2）遠能較小。一般每小時單向最大客運量為1.2萬人次。（3）獨軌線路不能與常規(guī)的地鐵、輕軌等接軌。

（4）道岔結構復雜，笨重，轉換時間較長，從而延長了列車折返時間。（5）列車運行至區(qū)間時若發(fā)生事故，疏散和救援工作困難。

三 城市軌道交通系統(tǒng)的組成

城市軌道交通系統(tǒng)由車輛、供電系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、自動售檢票、暖通空調、屏蔽門、自動扶梯和電梯、防火、滅火系統(tǒng)、給排水、綜合監(jiān)控系統(tǒng)組成。車輛

城市軌道交通的車輛是用來運輸旅客的工具，按有無動力可分為兩大類：拖車（T），本身無動力牽引裝置；動車（M），本身帶有動力牽引裝置。在運營時城軌列車一般采用動托結合、固定編組的電動列車組形式。城軌車輛不僅要有良好的牽引、制動性能，保證運行安全、正點、快速；同時又要有良好的旅客服務設施，使旅客感到舒適、文明、方便。

2供電系統(tǒng)

城市軌道交通供電電源一般取自城市電網(wǎng)，通過城市電網(wǎng)一次電力系統(tǒng)和軌道交通供電系統(tǒng)實現(xiàn)輸送或變換，最后以適當?shù)碾妷旱燃壍碾娏餍问焦┙o用電設備。通信系統(tǒng)

城市軌道交通的通信系統(tǒng)是傳遞語言、文字、數(shù)據(jù)、圖像等多種信息的綜合業(yè)務數(shù)字系統(tǒng)。它包括：數(shù)字傳輸、電話交換、高度電話、有線和無線圖像、有線廣播、時鐘、電源等設備系統(tǒng)。湖南鐵道職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 信號系統(tǒng)

城市軌道交通的信號系統(tǒng)是保證列車運行安全和提高線路通過能力的重要設備。以前列車運行，主要是駕駛員根據(jù)色燈信號（紅、黃、綠）進行操作。而城市軌道交通具有高密度、短間隔、站距短和快速等特點，其信號系統(tǒng)也從傳統(tǒng)的方式，即以地面信號的顯示傳遞行車命令，駕駛員按行車規(guī)則操作列車的運行的方式，發(fā)展到按地面發(fā)送的信號自動監(jiān)控列車速度和自動調整列車追蹤間隔的方式。實現(xiàn)這一方式的關鍵設備是列車自動控制系統(tǒng)ATC（Automatic Train Control System）。其他

自動售檢票、暖通空調、屏蔽門、自動扶梯和電梯、防火、滅火系統(tǒng)、給排水、綜合監(jiān)控系統(tǒng)等環(huán)控設備，在保證乘客有一個良好的候車環(huán)境達到同時，更保證了乘客能夠安全、快捷地乘坐列車。

1.2城市軌道交通閉塞區(qū)間的功能

1.3 城市軌道交通閉塞區(qū)間的組成 12 湖南鐵道職業(yè)技術學院畢業(yè)設計

1.4 城市軌道交通閉塞區(qū)間的發(fā)展

1.5 城市軌道交通區(qū)間技術應用 湖南鐵道職業(yè)技術學院畢業(yè)設計

第2章 移動閉塞系統(tǒng)

移動閉塞的概念雖然很早就提出了，但是受當時技術條件的限制，國內外的研究都僅限于實驗室階段。到了二十世紀八十年代，計算機、通信、控制等3C技術迅猛發(fā)展，人們又重新開始對移動閉塞系統(tǒng)進行研究。目前，在城市軌道交通領域比較有代表性的移動閉塞系統(tǒng)主要有Alcatel的SelTrac MB系統(tǒng)Alstom的URBALIS 300系統(tǒng)、Bombardier的CITYFLO*650系統(tǒng)、GE的AATC系統(tǒng)、Siemens的Meteor系統(tǒng)等等。目前投入商業(yè)運營的移動閉塞系統(tǒng)的車一地數(shù)據(jù)通信多采用感應環(huán)線(Inductive Loop)方式，部分線路也采用無線擴頻(Radio Frequency)方式。

2．1城市軌道交通信號系統(tǒng)

2．1．1城市軌道交通信號系統(tǒng)簡介

2．1．1．1城市軌道交通信號系統(tǒng)的發(fā)展史

在城市軌道交通信號系統(tǒng)一百多年的歷史中，共經(jīng)歷了兩個發(fā)展階段。在20世紀60年代以前，城市軌道交通信號系統(tǒng)基本上沿襲了大鐵路的信號系統(tǒng)，由信號機、聯(lián)鎖設備、軌道電路、閉塞設備、機車信號、自動停車以及調度集中等傳統(tǒng)的信號設備組成的。這是城市軌道交通信號系統(tǒng)的第一階段——傳統(tǒng)信號系統(tǒng)階段。

隨著工業(yè)化程度的提高，世界城市人口急劇膨脹，從而對城市軌道交通的載客能力提出了越來越高的要求?？s短行車間隔是提高載客能力最有效的方法之一。自上世紀70年代起，世界上一些著名的信號廠商，如英國的WestingHouse、德國的Siemens、日本的Hitachi等相繼推出新穎的列車自動控制系統(tǒng)(AutomaticTrain Control，簡稱ATC)。這是城市軌道交通信號系統(tǒng)的第二階段——現(xiàn)代信號系統(tǒng)階段，這一時期的信號系統(tǒng)以ATC系統(tǒng)為核心。

最早的ATC系統(tǒng)采用固定閉塞卷q式，利用音頻軌道電路來實現(xiàn)列車定位、速度碼的傳輸，采用階梯式速度曲線來控制列車。采用這種方式的列車控制系統(tǒng)控制精度不高，舒適度較差。此外，由于閉塞分區(qū)長度的劃定按照最長列車、滿載、最高允許速度、最不利制動率及最小列車運行聞隔時間等最嚴格條件設計，影響了行車效率。

到了本世紀初，ATC系統(tǒng)已經(jīng)從基于軌道電路的固定閉塞系統(tǒng)發(fā)展到了采用先進的CBTC技術的移動閉塞系統(tǒng)。目前，基于感應環(huán)線(inductive loop)的移

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動閉塞系統(tǒng)經(jīng)過十幾年的發(fā)展在技術上已經(jīng)趨于成熟，Alcatel、Siemens、Bombardier等國際信號廠商已經(jīng)開發(fā)了基于無線通信技術的移動閉塞系統(tǒng)，并已在San Francisco Airport People Mover、I．as Vegas Monorail等多條線路上投入使用。

2．1．1。2城市軌道交通信號系統(tǒng)的特點

城市軌道交通信號系統(tǒng)和大鐵路信號系統(tǒng)有著許多相似的地方，但也存在 著一些不同之處，主要反映在以下一些方面：

1、城市軌道交通運行聞隔短、行車密度大。高密度的運行是城市軌道交通系統(tǒng)的主要特點。為此，信號系統(tǒng)需努力追求最小的行車間隔以保證高密度的運行。

2、系統(tǒng)性強、集成度高。城市軌道交通信號系統(tǒng)表現(xiàn)出很強的系統(tǒng)性系統(tǒng)的集成度高，各子系統(tǒng)關系也更加緊密，信息交換更加頻繁，只有在各子系統(tǒng)的密切配合下，才能保證列車高密度的安全運行。此外，作為整個城市軌道交通系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)，與通信等其他予系統(tǒng)結合非常緊密。

3、高安全性和高可靠性。城市軌道交通信號系統(tǒng)對安全性、可靠性的要求非掌高，設備大多采用雙機熱備、三取二等冗余結構。

4、信息的應變速度快、信息量大，這主要是為了滿足行車密度大、站問距離短的需求。

5、自動化程度高。相比大鐵路，城市軌道交通信號系統(tǒng)的自動化程度較高，可以實現(xiàn)AT0，甚至無人駕駛。2．1．2列車自動控制系統(tǒng)

列車自動控制系統(tǒng)(Automatic Train Control，簡稱ATC)是現(xiàn)代城市軌道交通信號系統(tǒng)的核心，是城市軌道交通系統(tǒng)中保證行車安全、縮短列車運行間隔、提高列車運行質量的先進控制設備。系統(tǒng)采用通信、計算機、控制等先進技術來實現(xiàn)對列車自動控制的各項專用功能，在全世界的許多城市軌道交通線路中已經(jīng)投入使用。隨著新技術的發(fā)展，不同制式的胛c系統(tǒng)相繼研制成功，安全性、可靠性和系統(tǒng)功能日臻完善。

A1E系統(tǒng)主要包括列車自動保護子系統(tǒng)(AutomaticTrainProtection，簡稱 ATe)、列車自動監(jiān)督予系統(tǒng)(Automatic Train Supervision，筒稱ATS)、列車自 動運行子系統(tǒng)(Automatic Train Operation，簡稱AID)三個子系統(tǒng)，是一套完熬

湖南鐵道職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 的集控制、監(jiān)督、管理于一體的系統(tǒng)。ATP子系統(tǒng)為整個ATC系統(tǒng)的安全核心，負責列車間的安全分隔、超速防護等；位于管理級的ATS子系統(tǒng)負責完成行車指揮等功能；ATO子系統(tǒng)結合ATP和ATS子系統(tǒng)完成列車的牽引、制動、停車等基本操作。3個子系統(tǒng)既相互獨立又相互聯(lián)系，完整的ATC系統(tǒng)能確保列車安全、快速、短間隔她有序運行。ATC系統(tǒng)設備分布于控制中·t=i,(CentralContr01)，軌旁(Wayside)以及車上(Vehicle)，其系統(tǒng)框圖如圖2．1所示。湖南鐵道職業(yè)技術學院畢業(yè)設計

圖2．1^Tc系統(tǒng)框圖

在控制中心內，有控制臺、調度員工作站等設備，其控制及表示信息通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)與車站的ATC系統(tǒng)相連；軌旁通過車站數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)與控制中心相連，通過車一地通信系統(tǒng)與車載設備通信；車載ATC系統(tǒng)通過軌道電路等方式接收來自軌旁的命令，然后控制列車的運行及制動，完成列車定位停車。圖2．1是一種分布式的ATC系統(tǒng)，一般常見于固定閉塞系統(tǒng)以及準移動閉塞系統(tǒng)中，此外還有一種集中式的ATC系統(tǒng)，常應用于移動閉塞系統(tǒng)。2．1．3城市軌道交通信號系統(tǒng)的閉塞制式

目前，用于城市軌道交通信號系統(tǒng)的閉塞制式主要有兩種：固定閉塞和移動閉塞。(1)固定閉塞系統(tǒng)

固定閉塞系統(tǒng)(Fixed—block system)--般都基于軌道電路傳輸信息，列車以 閉塞分區(qū)為最小行車間蕊。固定閉塞系統(tǒng)傳輸?shù)男畔⒘可?，對應每個閉塞分區(qū)只能傳送一個信息代碼，即該區(qū)段所規(guī)定的最大速度碼或入M／出口速度命令碼列車速度監(jiān)控采用的是閉塞分區(qū)入口／出口檢查方式，當列車的出口速度大于本區(qū)段的入口／出口速度命令碼所規(guī)定速度時，車載設備便啟動常用制動系統(tǒng)，將列車速度降低到限制速度以下：如果常用制動仍未達到減速的要求，列車即實施緊急制動停車，實現(xiàn)列車超速防護。為了進一步保障列車的安全，在停車點前方設置一個閉塞分區(qū)。即保護區(qū)段。如圖2．2為固定閉塞系統(tǒng)采用的階梯式列車運行模式曲線。

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圖2．2階梯式列車運行模式曲線圖

由于固定閉塞系統(tǒng)的ATP采用階梯式控制方式，對列車運行控制精度不高，降低了列車運行的舒適度。此外，固定閉塞分區(qū)的劃分依賴于特定列車的性能，對線路上有不同性能的列車時，為保證安全，只能按最不利的條件設計，影響運行效率也不適應今后列車類型的變更。該技術屬于二十世紀八十年代水平，英國的Westinghouse公司、美國的GRS公司分別用于北京地鐵l號線、上海地鐵1號線的ATC系統(tǒng)屬于此種類型。

按照對列車的最終控制方式，固定閉塞系統(tǒng)被分為階梯式的速度曲線控制方式、速度．距離模式曲線控制方式兩種。其中，前者是傳統(tǒng)的固定閉塞系統(tǒng)，而后者稱之為準移動閉塞系統(tǒng)。

準移動閉塞系統(tǒng)一般采用數(shù)字式音頻無絕緣軌道電路來實現(xiàn)，其主要技術特點如下：

1、線路劃分仍采用若干固定的閉塞分區(qū)；

2、一個閉塞分區(qū)仍只能由一列列車占用；

3、列車間隔為若干閉塞分區(qū)，列車制動起點根據(jù)列車實時速度距離計算，生成速度．距離制動曲線，終點是前方列車占用閉塞分區(qū)的邊界；

4、采用連續(xù)曲線速度控制方式，只需要一定長度的保護距離(距離前行列車占用閉塞分區(qū)的邊界)：

準移動閉塞采用的制動安全原理如圖2．3所示 圖2．3準移動閉器安全原理圖

圖23最上部的曲線①為列車最大安全速度曲線，由線路、限界、車長等條件所確定；曲線②為緊急制動觸發(fā)線，一旦列車速度達到此速度，列車馬上實施緊急制動，系統(tǒng)設計應保證發(fā)出緊急制動后不會觸到最上部的曲線①；曲線◎為列車緊急制動后實際運行軌跡；最下部的曲線④為列車常用制動曲線。

由于采用數(shù)字式的音頻無絕緣軌道電路作為列車占用檢測和ATP信息傳輸媒介，因而具有較大的信息傳輸量和較強的抗干擾能力。通過軌道電路的發(fā)送設備向車載設備提供目標速度、目標距離、線路條件(曲線半徑、坡道等數(shù)據(jù))等信息，車載設備結合車輛性能數(shù)據(jù)計算，并調整出適合本列車運行的速度／距離曲線，湖南鐵道職業(yè)技術學院畢業(yè)設計

保證列車在速度，距離曲線下有序運行，提高了線路的利用率。采用速度／距離模式曲線的列控方式，提高了列車運行的平穩(wěn)性，列車追蹤運行的最小安全間隔較固定閉塞短，對提高通過能力有利。ATS、ATP予系統(tǒng)與ATO予系統(tǒng)結合性較強，ATC系統(tǒng)技術成熟。因ATP車載設備具有智能化功能，放使用的兼容性好，車輛有可能適應于不同線路運行的需要，或者可以使不同的車輛在同一線路上實現(xiàn)混跑。該技術屬于二十世紀九十年代水平，德國Siemens為廣州1、2號線提供的信號系統(tǒng)、美國US&S為上海2號線、天津津濱輕軌提供的信號系統(tǒng)都屬于這種制式。(2)移動閉塞系統(tǒng)

移動閉塞信號系統(tǒng)(Moving．block Signaling System)中沒有閉塞分區(qū)的概 念，列車安全間隔距離是根據(jù)最大允許車速、當前停車點位置、線路等信息計算得如，信息被循環(huán)更新，以保證列車不問斷收到“即時”信息。

移動閉塞系統(tǒng)通常采用無線通信、感應環(huán)線、泄露電纜等傳媒方式，在軌旁和車載設備之間實現(xiàn)高速、大容量的實時信息傳輸。

移動閉塞ATC系統(tǒng)是利用列車和地面間的雙向數(shù)據(jù)通信設備，使地面信號設備可以得到每一列車連續(xù)的位置信息，并據(jù)此計算出每一列車的運行權限，動態(tài)更新發(fā)送給列車，列車根據(jù)接收到的運行權限和自身的運行狀態(tài)，計算出列車運行的速度曲線，實現(xiàn)精確的定點停車。

在國內，目前已經(jīng)建成的城市軌道交通中，僅武漢輕軌采用了移動閉塞系統(tǒng)，該系統(tǒng)為Alcatel的基于感應環(huán)線的SelTrac$40系統(tǒng)。正在修建的廣州鯫鐵3號線也將采用該系統(tǒng)，而廣州地鐵4號線很可能采用西門子公司為其提供的基于無線通信的移動閉塞系統(tǒng)。與準移動閉塞系統(tǒng)、固定閉塞系統(tǒng)相比，移動閉塞系統(tǒng)在系統(tǒng)的安全性、可靠性以及線路通過能力等方面有著較大優(yōu)勢，表2．】是三種閉塞制式在各方面的一個比較。固定閉塞準移動閉塞移動閉塞 l系統(tǒng)結構較復雜較復雜簡單

地面設備數(shù)量多較多少 占用機房空間大較大較小 信息量小較大大 功能簡單較完善完善

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節(jié)能差較好好 旅客舒適度差一般好 可擴展性較好較好好

列車控制模式分級速度臺階模式曲線模式曲線 維修工作量較多較少較少

薪老系統(tǒng)銜接接口復雜接口較簡單接口簡單 工期長較短短，但受車輛制約 后備模式不需配備不需配備需配備 生命周期成本高高低

技術應用情況成熟較成熟尚未成熟 2．2移動閉塞系統(tǒng)簡介 2．2．1移動閉塞系統(tǒng)概念 表2．1三種閉塞制式的比較

移動閉塞是相對于固定閉塞而言的。該系統(tǒng)沒有固定的閉塞分區(qū)，其閉塞分區(qū)的長度隨著線路條件的變化而變化，并隨著先行列車的運行而移動，故稱之為移動閉塞(MovingBlock)。

移動閉塞系統(tǒng)通常采用基于通信的列車控制(Communications．Based TrainControl，簡稱CBTC)'技術來實現(xiàn)。移動閉塞系統(tǒng)和CBTC系統(tǒng)從本質上講是 一致的，是從不同角度來命名該信號系統(tǒng)；前者是根據(jù)信號系統(tǒng)韻制式命名，后者則是從系統(tǒng)所采用技術手段來命名。

關于cBlrC系統(tǒng)，IEEE 1474．1．1999中給出了其定義：利用高精度的、不 依賴于軌道電路的列車定位技術，實現(xiàn)連續(xù)的、大容量的雙向車一地數(shù)據(jù)通信，擁有執(zhí)行安全功能的車載及軌旁處理器的一種連續(xù)式的自動列車控制系 統(tǒng)。

2．2．2移動閉塞系統(tǒng)原理

根據(jù)是否考慮先行列車的列車速度，移動閉塞系統(tǒng)可以分為兩種：

1、考慮先行列車速度的移動閉塞系統(tǒng)(MB—V方式、相對速度方式)這種方式是根據(jù)先行列車的位景和速度進行間隔控制的，簡稱為MB-V方式，其列車間隔如圖2．

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所示。

圖2．4粕·V方式移動閉塞的列車聞隔

假設：先行列車與后續(xù)列車的最小行車間隔為L，兩者的速度、減速度及空走時間分別為Vl、V2、向、盧：、r。、z：，安全距離為△L，圖2．4中，假設了V|=V2=V一；同一線路上一般采用同一型號的列車，故q=f：=z；式2．1中A為先行列車緊急制動減速度，蘆：為后續(xù)列車常用制動減速度；缸為安全距離，通常根據(jù)線路情況取固定值，如50m。

2、不考慮先行列車速度的移動閉塞系統(tǒng)(MB-K方式、相對位置方式)這種方式不考慮先行列車的速度，只考慮先行列車的當前位置，簡稱為MB—K方式，其列車間隔如圖2．5所示。

圖2，5 MB—Vo方式移動閉塞的列車間隔

從式2．

1、式2．2可以看到，采用相對速度方式由于考慮了追蹤列車制動過程中前行列車的走行距離，所以列車行車間隔較小，有利于提高線路的通過能力。但是，采用該方式同時會加大行車的危險性，一旦車載設備故障，兩車相撞的概率大大增加。因此，就要求ATC系統(tǒng)有更高的可靠性、安全性。目前，現(xiàn)有的移動閉塞大多采用相對位置方式。2．2．3移動閉塞系統(tǒng)結構

目前，移動閉寨系統(tǒng)可以分為兩種類型：中央集中式移動閉塞系統(tǒng)和分散式移動閉塞系統(tǒng)。無論哪種結構的移動閉塞系統(tǒng)，線路都被劃分成若干個聯(lián)鎖區(qū)，每一個聯(lián)鎖區(qū)又由幾個相鄰的車站及其中的線路組成。通常情況下，設備集中站的車站控制單元(中央集中式移動閉塞系統(tǒng))或車站聯(lián)鎖設備(分散式移動閉塞系統(tǒng))可以控制該聯(lián)鎖區(qū)內所有的道岔、信號機等設備；菲設備集中站的車站控制單元(中央集中式移動閉塞系統(tǒng))或車站聯(lián)鎖設備(分散式移動閉塞系統(tǒng))僅需控制該車站的屏蔽門、防淹門、車站緊急停車按鈕等設備。

在中央集中式的移動閉塞系統(tǒng)中，聯(lián)鎖計算機和ATP／ATO設備高度合成，組成中央控制單元。ATC模式下，中央ATS系統(tǒng)向中央控制單元發(fā)出控制命令，中央控制單元根據(jù)系統(tǒng)內部存儲的靜態(tài)數(shù)據(jù)(如線路情況、車輛數(shù)據(jù)等)結合從車站控制單元、車一地數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)等收集來的動態(tài)信息，進行聯(lián)鎖運算；然后向車站控制單元發(fā)出道岔控制命令，經(jīng)車一地數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)向列車發(fā)出移動授權。ATC模式下，該結構的移動閉塞系統(tǒng)的聯(lián)鎖功能由中央控制單元、車站控制單元共同完成。中央集中式的移動閉塞系統(tǒng)如圖2．6(a)所示。

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圖2．6(a)中央集中式移動閉塞系統(tǒng)結構示意圈 圖2．6(b)分散式移動閉塞系統(tǒng)結構示意圖

圖2．6∞為分散式的移動閉塞系統(tǒng)，該系統(tǒng)將安全功能和非安全功能分開，關鍵功能進行部分和全部分散，以提高系統(tǒng)的可用性。在該系統(tǒng)中，中央ATS系統(tǒng)將列車運行計劃發(fā)送到車站ATS系統(tǒng)，車站ATS系統(tǒng)再根據(jù)列車運行計劃產生控制命令，控制道岔。在中央ATS系統(tǒng)故障或其通信系統(tǒng)故障的情況下，車站ATS仍可以依照已經(jīng)存儲的列車運行計劃繼續(xù)控制列車進路，指揮列車運行。對于分散式的移動閉塞系統(tǒng)，設備集中站的聯(lián)鎖系統(tǒng)可控制該聯(lián)鎖區(qū)所有的道岔、信號機，車站ATS系統(tǒng)與ATP／ATO設備相連。2．3移動閉塞系統(tǒng)的功能

一個完整的移動閉塞系統(tǒng)應該具有ATP、ATO、ATS三個子系統(tǒng)的功能。2．3．1 ATP功能

移動閉塞系統(tǒng)需具備雙向的列車自動保護(AutomaticTrain Protection)功 能。ATP予系統(tǒng)包含了ATC系統(tǒng)中負責安全列車運行的安全性功能，需滿足“故障．安全”原則，通常由車載設備和地面設備來組成，其主要功能包括： a、列車定位及速度、方向檢測

列車定位及速度、方向檢測是移動閉塞系統(tǒng)最基本的ATP功能之一。移動閉塞系統(tǒng)通常采用環(huán)線、無線等方式來實現(xiàn)定位功能，精度可控制在土0．25．±6．25m。列車的速度、方向檢測可采用測速發(fā)電機、加速度計等設備來完成，所測速度精度需控制在4-0．5—4-2knl／h。b、列車的安全分隔

根據(jù)實時計算的結果，移動閉塞系統(tǒng)會對擁有車載設備的列車發(fā)送一個移動授權限制(MAL)命令。移動授權限制的計算建立在先行列車的位置、制動曲線等因素的基礎之上。通常情況下，根據(jù)系統(tǒng)給定的安全制動模式，能使列車安全地停車至MAL的末尾的速度為該時刻列車的允許速度。c、超速防護

采用移動閉塞系統(tǒng)的城市軌道交通由于行車間隔小、密度大，所以信號系統(tǒng)必須為其提供超速防護功能。d、零速檢測

零速檢測的目的在于驗證列車在采取制動措施后是否已經(jīng)停車。如果失敗，列車 湖南鐵道職業(yè)技術學院畢業(yè)設計

將采取緊急制動。

如果探測到列車連續(xù)超過2秒內速度在1km／h-3km]h以下，則認為列車‘‘零速”，已經(jīng)停車。e、門控聯(lián)鎖

移動閉塞系統(tǒng)允許車門打開的條件如下：

1、列車速度為“零速”；

2、常用制動已經(jīng)實旖；

3、列車門處于乘客上下車區(qū)；

4、車門位于允許下車側。f、緊急制動

緊急制動是列車最大減速度的制動，是列車最后的“懲罰性”停車措施。列車采取緊急制動措施的情況有：

1、當列車速度超過ATP允許的最大速度曲線：

2、系統(tǒng)中某些設備故障；

3、站臺緊急停車按鈕等緊急制動裝置激活。

與常用制動不同，緊急制動為“不可逆”制動。重新啟動后，只有系統(tǒng)檢測到ATP條件正確，才允許為該列車排列進路。g、進路聯(lián)鎖

同其它信號系統(tǒng)一樣，移動閉塞系統(tǒng)需提供進路聯(lián)鎖功能。在進路設置完畢且鎖閉的情況下，列車才會被授予進入該聯(lián)鎖區(qū)的移動權限。

除上述這些功能之外，移動閉塞系統(tǒng)具備的ATP功能有：倒溜保護、末軌檢測、列車的完整性檢鍘、限速防護、對緊急停車裝置的監(jiān)測等。2．3．2 AT0功能

ATO予系統(tǒng)是自動控制列車運行的設備，由車載設備和地面設備組成，結合ATS和ATP子系統(tǒng)完成以下功能： a、速度控制

在ATP、ATS功能的范圍內，移動閉塞系統(tǒng)為所有列車提供完整的自動運行功能。根據(jù)線路情況、臨時限速等，移動閉塞系統(tǒng)控制列車的巡航速度、加速、減速等。湖南鐵道職業(yè)技術學院畢業(yè)設計

b、站臺自動停車功能

含有ATO功能的移動閉塞系統(tǒng)需提供列車在站臺的自動停車功能。該功能提供～系列自動站臺位置功能。

1、通常情況下，列車自動停車到站臺開門區(qū)的中心位置。如果需要，可以指定其他位置。

2、如果站臺較長，移動閉塞系統(tǒng)將支持多點停車。

3、如果站臺足夠長、可以容納第二輛列車駛入并停車，移動閉塞系統(tǒng)可為其提供自動操作和保護。

4、一旦先行列車離開，移動閉塞系統(tǒng)方允許后續(xù)列車駛入車站。c、車門操作

移動閉塞系統(tǒng)在列車到達車站停車后，能自動的打開和關閉列車乘客門。通常情況下，ATO會發(fā)出一個聲音信號提示司機或列車長手動關閉車門。2．3．3 ATS功能 a、列車監(jiān)視和追蹤功能

移動閉塞系統(tǒng)要求對線路中的每一一列車進行實時地監(jiān)視和追蹤，并將列車的車次、進路、時刻表、狀態(tài)等相關數(shù)據(jù)發(fā)送至調度員工作站，同時顯示在運營中心的大屏幕上。b、運行圖功能

移動閉塞系統(tǒng)需提供運行圖的制定、在線調整、顯示、打印等功能。運行圖通常定義了一天當中線路運營所使用的服務模式和級別。每個運行圖由若干時間段構成，這些時間段為一天當中不同時間內的班次定義了調整模式(如到達時間和運行線)。一個運行班次是運行圖中的一個時間段，列車必須按此運行。運行圖對各服務級別之間的轉換進行了定義，使得列車在一天當中可以進入、退出和繼續(xù)運營。調度員可根據(jù)運營的實際情況隨時調整運行圖，以更好的滿足運營要求C、進路控制功能

移動閉塞系統(tǒng)要求ATS子系統(tǒng)能為列車自動建立進路，并根據(jù)實際情況隨時調整列車的運行。d、優(yōu)化節(jié)能功能

節(jié)能是移動閉塞系統(tǒng)一個特點。用戶可以定義整個系統(tǒng)的運行策略以減少能量的消耗。這些策略包括最大化的惰行、使用最小的加速度、盡可能多地使用再生制 湖南鐵道職業(yè)技術學院畢業(yè)設計

動等等。e、站臺停車功能

移動閉塞系統(tǒng)可以靈活的處理各種需求的站臺停車情況，具體功能如下：

1、下一站停車：ATS功能應當允許一列列車或一組列車直接停在某一特定站，即使該列車的運行圖原本要求跳過這一站。

2、扣車：ATS功能要求可以在某一特定車站扣停某一列車并禁止該車車門自動打開。

3、跳停：ATS功能要求系統(tǒng)可以跳過某一特定車站，即使運行圖要求其在該站停車。

f、旅客信息顯示系統(tǒng)(PIIS)接口

PIIS是移動閉塞系統(tǒng)的ATS功能之一。根據(jù)列車的運行報告，向旅客信息顯示系統(tǒng)提供列車的目的站、下一站站名、到達時間等信息。g、故障報告

移動閉塞系統(tǒng)要求系統(tǒng)內所有設備的狀態(tài)實時報告給中央的ATS系統(tǒng)。如果發(fā)生故障，系統(tǒng)將根據(jù)故障等級發(fā)出報警，以提示調度員進行排查。除上述功能外，移動閉塞系統(tǒng)還可以提供臨時限速、建立人工進路等功能。2。4移動閉塞系統(tǒng)車一地通信方式

由IEEE關于CBTC系統(tǒng)的定義可知：移動閉塞系統(tǒng)必須實現(xiàn)軌旁與列車間的連續(xù)的、大容量的、雙向數(shù)據(jù)傳輸。傳統(tǒng)的軌道電路、應答器等裝置很難滿足這個要求，必須尋求更為先進的通信手段來實現(xiàn)。目前，實現(xiàn)移動閉塞系統(tǒng)車．地數(shù)據(jù)通信的方式主要有以下幾種：

1、感應環(huán)線(Illductive Loop)

交叉感應環(huán)線是目前移動閉塞系統(tǒng)中最成熟的車．地通信技術，Alcatel公司的Seltrac MB系統(tǒng)、Siemens公司的Meteor系統(tǒng)采用了該技術。感應環(huán)線沿整個軌道線路鋪設，一根位于軌道中央，一根位于鋼軌的腰部下方，每隔一定的距離交叉一次。

列車經(jīng)過每個環(huán)線交叉點時，車載設備可以檢測到環(huán)線內信號的相位變化，并對相位變化的次數(shù)進行計數(shù)，從而確定列車運行的距離，達到對列車粗定位的目的。環(huán)線交叉點的相位變化原理圖見圖2．7。湖南鐵道職業(yè)技術學院畢業(yè)設計

圈2．7環(huán)線交叉點相位變化原理

2、泄罐同軸電纜(Leaky Coaxial Cable)泄漏同軸電纜(Leaky Coaxial Cable)通常又簡稱為泄漏電纜或漏泄電纜，其結構與普通的同軸電纜基本一致，由內導體、絕緣介質和開有周期性槽孔的外導體三部分組成。電磁波在泄漏電纜中縱向傳輸?shù)耐瑫r通過槽孔向外界輻射電磁波；外界的電磁場也可通過槽孔感應到泄漏電纜內部并傳送到接收端。目前城市軌道交通信號系統(tǒng)采用的泄漏電纜的頻段主要為2．4GHz左右，與其它車一地通信技術相比，泄漏同軸電纜技術具有信號覆蓋均勻，尤其適合地鐵隧道等狹小空間、節(jié)省頻帶資源等特點。同時，泄漏電纜開槽要求尺寸嚴格、價格比較昂貴，限制了該技術的應用。

3、波導管

泄漏波導因為波導自身具有較強的結構特性，通常沿鋼軌或隧道頂部鋪設，傳輸損耗較小，高頻下可達80011j，無反射，場強均勻。其缺點是波導的體積較大、安裝精度要求較高。

縫隙波導與泄漏波導有相同的優(yōu)缺點，但采用等距離的縫隙波導天線后，可以使該天線同時成為列車位置的記數(shù)基準，可采用非接觸方式進行列車定位，精度較高。

4、無線擴頻電臺

該方法采用了目前移動通信領域比較先進的無線擴頻技術。擴頻技術基于香農定理，在發(fā)送端將待傳送的數(shù)據(jù)用擴頻碼(通常采用偽隨機序列)進行編碼，從而實現(xiàn)頻譜的擴展；在接收端則用相同的擴頻碼進行解調，恢復出原始數(shù)據(jù)。目前，采用該技術的有GE公司的AATC系統(tǒng)、Siemens公司的Meteor系統(tǒng)、Alcatei公司的Seltrac MB系統(tǒng)等等。圖2．8為GE公司在美國舊金山BART所采用的AATC(AdvancedAutomaticTrainContr01)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由軌旁電臺、車載電臺共同組成了一個無線通信網(wǎng)絡。在可靠性和安全性方面，無線系統(tǒng)與有線方式比較，要差得多。為此，無線系統(tǒng)通常需要采用冗余覆蓋，覆蓋率高達100％。這種冗余是一種自愈式的結構，當其中一個電臺故障時，系統(tǒng)可以重新組織，并自動向運營控制中心報告故障電臺的位置或編號，從而不會對線路運營帶來圈2．8 70,TC系統(tǒng)

此外，無線擴頻技術還可以用來實現(xiàn)列車定位功能。軌旁電臺的位置固定不變，且線路設計時經(jīng)過精確測量并錄入線路數(shù)據(jù)庫。所有電臺都由同步時鐘確 湖南鐵道職業(yè)技術學院畢業(yè)設計

同步，根據(jù)軌旁電臺與車載電臺之間信息的傳輸時間就可以很精確地計算列車的位置，實現(xiàn)列車定位功能。目前的采用該方式的列車定位系統(tǒng)定位精度可以達1．8m。

2．5典型移動閉塞系統(tǒng)簡介 2．5．1^Icarel的SoItrac糟系統(tǒng)

Alcatel公司的Seltrac MB系統(tǒng)是基于感應環(huán)線或無線擴頻技術的移動閉塞系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以分為3個層次：管理層、操作層和執(zhí)行層，其中僅管理層為非安全性層。Scltrac MB系統(tǒng)的系統(tǒng)結構示意圖見圖2．9所示。位于運營控制中心的SMC主要完成ATS功能，負責對列車自動控睪4系統(tǒng)進行全面的協(xié)調管理，為非安全性設備。

VCC位于操作層，主要負責信號系統(tǒng)的安全運行，同時還完成中央ATP、AT0和聯(lián)鎖功能。在SMC系統(tǒng)要求時，VCC將發(fā)出列車分隔、速度命令、進路以及道岔控制等命令。VCC通過交叉感應環(huán)線或無線通信系統(tǒng)與車載ATC設備VOBC進行通信，從而控制列車運行。該設備為安全性設備，采用三取二冗余結構。STC設備是該系統(tǒng)的安全性軌旁子系統(tǒng)。主要完成控制區(qū)域內道俞、屏蔽門、防淹門等設備的控制和蕷督。

車載VOBC是ATC系統(tǒng)與車輛系統(tǒng)之間的接口，每列車前后各一套，互為備用；主要負責完成車載列車的AT0和ATP功能。圖2．9 seItrao船系統(tǒng)的系統(tǒng)結構示意圖

該系統(tǒng)采用中央集中式聯(lián)鎖和ATP／ATO高度集成方式，設備構成簡單，可靠性高，調試簡單、工期較短。但是由于沒有獨立的聯(lián)鎖設備，所以一旦VCC、感應環(huán)線等設備故障，系統(tǒng)就會癱瘓，影響正常運營。2．5．2 AIs'tom的URBALIS 300系統(tǒng)

Alstom公司的URBALIS 300系統(tǒng)采用了波導管為車．地信息傳輸媒介，載頻在2．5GHz，數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈蕿?Mbit／s。該系統(tǒng)采用SACEM列車運行控制系統(tǒng)，列車定位采用各種信標為線路位置基準，通過波導裂縫和編碼里程計連續(xù)計算列車位置；聯(lián)鎖設備采用VIP 2微機聯(lián)鎖，為雙機熱備系統(tǒng)，可驅動和監(jiān)視轉轍機、屏蔽門等現(xiàn)場設備；各設備集中站的聯(lián)鎖設備采用VIP 2安全通信鏈路進行聯(lián)鎖數(shù)據(jù)交換；ATS系統(tǒng)由中央ATS、設備集中站ATS、車輛段ATS組成，采用冗余局域網(wǎng)進行通信。該系統(tǒng)采用分散式結構，將安全功能與非安全功能分離，可用性較高；采用波導管數(shù)據(jù)傳輸方式頻帶較寬、傳輸速率高，不僅實現(xiàn)了車．地雙向通

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信，而且能傳輸車載設備狀態(tài)信息、視頻、聲音等信號：軌旁設備簡單且多為無 源設備，維護工作量小。

該系統(tǒng)存在以下問題：波導管需要在軌旁鋪設，由于波導管與車載天線間有嚴格的距離限制，所以安裝精度要求較高；采用硬件疊加方式提高可靠性和安全性，造成設備數(shù)量、種類繁多，給維修帶來許多不便。2．5．3 Siemens公司的RF Meteor系統(tǒng)

Siemens公司的Meteor系統(tǒng)目前已經(jīng)從IL(Inductive Loop，感應環(huán)線)系統(tǒng)升級到了RF(Radio Frequency，無線)。該系統(tǒng)采用無線擴頻電臺技術來實現(xiàn)車．地數(shù)據(jù)通信，目前正在美國紐約的NYCT采用。圉2．10 NYCT所采用的移動閉塞系

圖2．10為Siemens公司在紐約NYCT上采用的移動閉塞系統(tǒng)結構圖。該系統(tǒng)將線路劃分為若干個區(qū)域，每一個區(qū)域由區(qū)域控制器集中控制。一個區(qū)域內通常含有若干個定向擴頻天線，鄰近的幾個天線又組成一個無線通信單元(cell)。軌旁天線從列車接收到數(shù)據(jù)信息后，發(fā)送至軌旁的無線處理器(WTU)，再經(jīng)軌旁網(wǎng)絡發(fā)送至區(qū)域控制器；區(qū)域控制器根據(jù)列車發(fā)酗的信息結合本地數(shù)據(jù)庫信息發(fā)布控制命令，該控制命令逆向發(fā)送至軌旁天線，車載設備通過車載天線獲得信息，從而控制列車運行。該系統(tǒng)采用移動閉塞制式，極大的提高了線路的通過能力，是列車控制更加靈活、精確；采用冗余結構、容錯技術，可靠性、安全性較高；軌旁設備少，維修工作量小。但是，由于所采用的2．4GHz為IsM公用頻段，污染較為嚴重，安全性較差。雖然采用了各種加密技術，但仍有待提高

（標題：宋體四號，加粗，固定行距20磅，段前0.5行，大綱級別2級）

（正文：宋體小四號，固定行距20磅，段前0.5行）

1.2 設計內容與要求

（正文：宋體小四號，固定行距20磅，段前0.5行）湖南鐵道職業(yè)技術學院畢業(yè)設計

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第n章 心得體會

（楷體小二號，加粗，居中，段落前后各一行，固定行距20磅，大綱級別1級）

經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設計已經(jīng)接近尾聲，作為一個?？粕漠厴I(yè)設計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有指導老師的督促指導，以及一起工作的同學們的支持，想要完成這個畢業(yè)設計是難以想象的。

在這里首先要感謝我的指導老師傅宗純老師。傅老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，從外出實習到查閱資料，設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計等整個過程中都給予了舒心的指導。我的設計較為復雜繁瑣，但是傅老師仍然細心的糾正設計中的錯誤。除了佩服傅老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我以后的學習和工作。

然后還要感謝大學三年來所有的老師，為我打下專業(yè)基礎；同時還要感謝所有的同學們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。此次畢業(yè)設計才會順利完成。

感謝我的室友們，從遙遠的家來到這個陌生的城市里，維系著寢室那份家的潤洽。三年了，仿佛就在昨天。三年里，我們沒有紅過臉，是你們和我共同維系著彼此之間兄弟沒有吵過嘴，沒有發(fā)生上大學前所擔心的任何不開心的事情。

感謝我的爸爸媽媽，焉得暖草，言樹的心愿。之背，養(yǎng)育之恩，無以回報，你們永遠健康快樂是我最大的心愿。

在畢業(yè)設計即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！

（正文：宋體小四號，段前0.5行，首行縮進2字符，固定行距20磅）

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參考文獻

（楷體小二號，加粗，居中，段落前后各一行，固定行距20磅，大綱級別1級）［1］×××.工廠供配電技術：電子工業(yè)出版社，2004 ［2］×××.工廠常用電氣設備手冊：水利電力出版社，2004（宋體小四號，段前0.5行，固定行距20磅）

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附 表（圖、件）

（楷體小二號，加粗，居中，段落前后各一行，固定行距20磅，大綱級別1級）

對需要收錄于論文中且又不適合書寫于正文中的附加數(shù)據(jù)、資料、詳細公式推導、計算機程序等有特色的內容，可做為附錄排寫。

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（宋體小四號，段前0.5行，固定行距20磅，首行縮進2字符）

第三篇：移動閉塞信號系統(tǒng)介紹

移動閉塞信號系統(tǒng)介紹

一、信號閉塞的基本概念

所謂閉塞就是指利用信號設備把鐵路線路人為地劃分成若干個物理上或邏輯上的閉塞分區(qū)，以滿足安全行車間隔和提高運輸效率的要求。

目前，信號閉塞原則是按照ATP/ATO制式來劃分的，基本上可以分為三類，即：固定閉塞、準移動閉塞和移動閉塞。

二、各種信號閉塞制式在城市軌道交通中的發(fā)展應用

目前在城市軌道交通中使用的信號系統(tǒng)一般稱之為ATC系統(tǒng)，大多應用于80km/h以下的軌道交通工程中。ATC系統(tǒng)主要由ATP、ATO、計算機聯(lián)鎖以及ATS四個子系統(tǒng)構成，其ATP/ATO制式主要有兩種：

第一，基于多信息移頻軌道電路的固定閉塞，采用臺階式速度控制模式，屬二十世紀八十年代技術水平，其列車運行間隔一般能達到180秒。西屋公司、GRS公司分別用于北京地鐵、上海地鐵一號線的ATP、ATO系統(tǒng)屬于此種類型；

第二，基于數(shù)字軌道電路的準移動閉塞，采用距離/速度曲線控制模式的ATP/ATO系統(tǒng)，屬二十世紀九十年代技術水平，其列車運行間隔一般能達到90～120秒。西門子公司在廣州地鐵一號線使用的LZB700M、US＆S公司在上海地鐵二號線使用的AF-900以及我國香港地區(qū)機場快速線（最高速度達135km/h）使用的阿爾斯通公司SACEM（ATP/ATO）信號系統(tǒng)均屬于此種類型。

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? ? 上述兩種列車控制模式均為基于軌道電路的列車控制系統(tǒng)。基于軌道電路的速度－距離曲線控制模式的ATP/ATO系統(tǒng)，采用“跳躍式”連續(xù)速度－距離曲線控制模式，“跳躍”方式按列車尾部依次出清各電氣絕緣節(jié)時跳躍跟隨。采用在傳統(tǒng)軌道電路上疊加信息報文方法，即把列車占用/空閑檢測和ATP信息傳輸合二為一，它們的追蹤間隔和列車控制精度除取決于線路特性、停站時分、車輛參數(shù)外還與ATP/ATO系統(tǒng)及軌道電路的特性密切相關，如軌道電路的最大和最小長度、傳輸信息量的內容及大小、軌道電路分界點的位置等。

由于基于軌道電路的ATC系統(tǒng)是以軌道區(qū)段作為列車占用/空閑的憑證，地－車通信是通過鋼軌作為信息發(fā)送的傳輸媒介。這種方式存在以下幾方面缺陷：

（1）列車定位精度由軌道區(qū)段的長度決定，列車只占用部分軌道電路就認為全部占用，導致列車定位精度不高。

（2）由軌道電路向列車傳輸信息，傳輸?shù)男畔⒘渴茕撥墏鬏斀橘|頻帶限制及電化牽引回流的干擾，難以實現(xiàn)大信息量實時數(shù)據(jù)傳輸。

（3）交通容量受到軌道區(qū)段劃分的限制，傳統(tǒng)ATC系統(tǒng)很難在每小時30對列車的基礎上有較大的突破。

（4）傳統(tǒng)ATC速度控制曲線追隨性較差。

（5）行車間隔越短，軌旁設備越多，導致維修困難，運營成本高。

隨著通信技術的快速發(fā)展，為了解決上述缺陷，近年來國際上幾家著名的信號系統(tǒng)制造商如加拿大阿爾卡特公司、法國的阿爾斯通公司、美國的通用電氣公司、德國的西門子公司、英國的西屋公司等紛紛開展了基于“通信”的移動閉塞系統(tǒng)的研究開發(fā)，它代表了城市軌道交通領域信號系統(tǒng)的一種發(fā)展趨勢。

基于“通信”的移動閉塞信號系統(tǒng)經(jīng)過多年的研究、開發(fā)與應用，與基于軌道電路的準移動閉塞信號系統(tǒng)相比具有以下優(yōu)點：（1）可縮短行車間隔時間（列車運行間隔可達到75～90秒），特別是對整條線路追蹤能力緊張的車站起關鍵作用。

?（2）提供實時追隨的ATP連續(xù)速度曲線控制功能。

?（3）由于信息傳輸獨立于軌道電路，受外界各種物理因素干擾小，運行可靠，設備調試和維護成本將大大降低。

?（4）軌旁及車載設備之間提供雙向高速大容量實時數(shù)據(jù)通信鏈路，因此可實現(xiàn)實時遙控列車牽引曲線和停站時間。

?（5）控制中心或任一車站均可遙測車載設備運行狀態(tài)及故障信息，甚至可傳輸車載視頻及音頻信號，為實現(xiàn)無人駕駛準備條件。

?（6）靈活的列車控制方式有利于提供最佳服務，降低能耗。

三、移動閉塞的原理

移動閉塞基本原理為:線路上的前行列車經(jīng)ATP車載設備將本車的實際位置，通過通信系統(tǒng)傳送給軌旁的移動閉塞處理器，并將此信息處理生成后續(xù)列車的運行權限，傳送給后續(xù)列車的ATP車載設備。后續(xù)列車與前行列車總是保持一個“安全距離”。該安全距離是介于后車的目標停車點和確認的前車尾部之間的一個固定距離。在選擇該距離時，已充分考慮了在一系列最壞情況下，列車仍能夠被安全地分隔開來。（原理圖見下頁）

四、移動閉塞信號系統(tǒng)的通信實現(xiàn)方式

基于“通信”的移動閉塞信號系統(tǒng)車地通信的主要方式有：

?（1）感應環(huán)方式； ?（2）波導方式；

?（3）無線或無線擴頻方式。?（4）漏纜方式；

五、阿爾卡特SelTrac S40“移動閉塞”列車自動控制系統(tǒng)

1、系統(tǒng)概況

為廣州市軌道交通三號線提供的SelTrac S40“移動閉塞”列車自動控制（ATC）系統(tǒng)是基于以通信為基礎的SelTrac移動閉塞系統(tǒng)，它通過感應環(huán)線通信系統(tǒng)來提供列車與地面間的通信。本系統(tǒng)能夠滿足三號線運營能力的要求，即正線區(qū)段按6輛列車編組，最小行車間隔105秒運行。SelTrac S40系統(tǒng)正線追蹤間隔（包括大石站非折返列車與折返列車之間的追蹤間隔）按6輛編組列車90秒設計。該ATC系統(tǒng)設備的主要構成參見以下的系統(tǒng)結構網(wǎng)絡圖。

2、縮寫釋義

? SMC—系統(tǒng)管理中心； ? VCC —車輛控制中心； ? STC —車站控制器系統(tǒng)； ? VOBC —車載控制器系統(tǒng)； ? TOD —司機顯示盤 ? LWS —車站工作站 ? CO —中央操作員

? SRS —運行圖調整服務器 ? IBP —車站控制盤 ? MCS —主控系統(tǒng) ?

3、三號線信號系統(tǒng)與一、二號線信號系統(tǒng)不同點的比較 ? 線路復雜程度，功能定位，運輸組織方式不同。

三號線線路走向為Y形線，體育西路站位于Y形的交叉點，時刻表的編輯及運輸組織都比一、二號線情況復雜，特別在故障情況下，調度組織顯得尤為重要。此外，由于三號線線路長（主線28.77Km，支線7.56Km），平均站間距離大（2.06Km）。因此三號線設計為快速線，最高運行速度達到120公里/小時，旅行速度大于58.77Km/h，支線旅行速度約47.22Km/h，即主線在滿足最小運行間隔105秒的情況下，可基本將每小時斷面所需的列車數(shù)控制在34對以下；支線在滿足最小運行間隔105秒的情況下，可基本將每小時斷面所需的列車數(shù)控制在11對以下。

三號線的功能定位為規(guī)劃引導型，而一、二號線為交通疏導型；

基于以上兩點原因，三號線的運輸組織將主要會從三個方面考慮：從時間上劃分為三個階段，即初期（2010年）、近期（2017年）、遠期（2032年）；運營交路上從初期的主、支線的大小兩個交路到近、遠期的三個交路；在列車編組方面將根據(jù)不同時期的具體情況按照三節(jié)或三、六節(jié)混合的列車編組方式進行?？傊?，三號線將會比一、二號線采用更為靈活的運輸組織方式。? 信號制式不同；

三號線為移動閉塞信號系統(tǒng)，而一、二號線為準移動閉塞信號系統(tǒng)。? ATC系統(tǒng)的組成方式、功能實現(xiàn)方式不同；

三號線信號ATC系統(tǒng)為中央集中式，一、二號線信號ATC系統(tǒng)為分散式； 三號線信號ATC系統(tǒng)的中央設備除實現(xiàn)ATS功能外，還負責實現(xiàn)主要的ATP功能和聯(lián)鎖功能；車站設備只負責基本的聯(lián)鎖功能并完成與軌旁設備及其它機電設備的接口功能。而一、二號線信號ATC系統(tǒng)的中央設備只實現(xiàn)ATS功能，其它功能由車站及車載設備完成。? 新增功能；

列車的聯(lián)掛/解編：

Seltrac移動閉塞系統(tǒng)完全能夠支持在VCC監(jiān)控下，在ATC控制區(qū)域內對兩輛3節(jié)編組的列車進行聯(lián)掛或者將一輛6節(jié)編組的列車解編為兩輛3節(jié)編組的列車。需要強調的是，列車聯(lián)掛/解編過程需要ATC系統(tǒng)及車輛的能力和功能相互配合工作，部分聯(lián)掛/解編功能的完成還需依賴于車輛的設計。

① VCC監(jiān)控下的聯(lián)掛過程：

在ATC區(qū)域內完成對3節(jié)編組的列車進行聯(lián)掛作業(yè)時，每列車上至少有一個VOBC是正常工作的。? 第一列車將進入SMC指定的允許進行聯(lián)掛和解編作業(yè)的區(qū)域。一旦第一列車就位，第二列待聯(lián)掛的列車將接近并?？吭诰嗟谝涣熊囎钚　鞍踩嚯x”的地方。? 第一列車的司機將列車設置在“OFF”模式，第二列車的司機在這時將列車設置為限制的人工模式，在此模式下，VOBC允許列車以低速將車向前開動以進行列車聯(lián)掛。? 中央調度員CO將首先通過VCC命令列車進行聯(lián)掛。? 第二列車的司機駕駛列車以低于限速的速度前進，直到兩列車相遇并聯(lián)掛在一起。? 一旦列車聯(lián)掛完成，在VCC數(shù)據(jù)庫中以及列車硬件將自動對列車進行從新配置。VOBC持續(xù)地同VCC進行通信并報告新的列車長度。? 位于中央駕駛室的司機將駕駛室設為“OFF”模式。新的6節(jié)編組列車的司機進入新車前部的機車室。隨后司機將新機車的選擇開關設為“自動”模式。中央調度員為該車命令分配一條進路，或從時刻表中分配一個運行班次。列車將按照SMC的命令繼續(xù)運行。②

VCC監(jiān)控下的解編過程：

解編過程與聯(lián)掛過程相似，但順序相反。? 中央調度員通過SMC將6節(jié)編組的列車排路到指定的解編區(qū)域。列車自動進入解編區(qū)域并停車。? 第二個司機登上即將成為單獨的新車的前端駕駛室。? 前車司機將模式開關設為“OFF”。? 中央調度員CO在VCC上命令列車解編。? 司機按下駕駛控制盤上的“解編”按鈕（由車輛供貨商提供）以使6節(jié)編組的列車從中間脫開。一旦解編完成，列車硬件將自動對列車進行重新配置。VOBC將繼續(xù)同VCC保持通信并報告每列車新的車長。? 前部3節(jié)編組的列車司機將列車置入“限制的人工”駕駛模式并人工駕駛列車，以限制速度（<25km∕h）駛離后面的3節(jié)組列車。司機駕駛列車向前駛離距另一車2個VCC“位置”后停車。一旦列車停止，TOD將指示司機將列車設置為“自動”模式。? 司機將模式選擇開關變?yōu)椤白詣印薄? 中央調度員從時刻表中為列車選擇分配一個運行班次，然后列車繼續(xù)運行。? 此時，另一輛3節(jié)編組的列車司機將該車設置為“自動”模式。SMC為列車分配一個班次，列車繼續(xù)正常運行。

? 傳統(tǒng)功能方面的幾個不同點； ? 后備模式不同； ? 部分后退（降級）模式； ? 中央SMC故障，VCC正常時的部分后退模式；

在SMC完全故障或VCC與SMC連接中斷后，VCC控制模式提供基本的ATC運營。當VCC和SMC間通信中斷時，VCC就進入了VCC控制模式。

在此模式下，系統(tǒng)提供全部的ATP/ATO功能，VCC自動地獲取運行線的分配，并據(jù)分配的運行線進行自動進路控制。VCC自動獲取的運行線將保持在SMC未故障前對每一列車原有運行線（包含在常用的16條運行線中）的分配。

列車通過VCC與VOBC之間的通信接收所分配的運行線。知道了運行線號碼的列車可以通過車載數(shù)據(jù)庫查得行車目的地。通過與STC的通信，VOBC可以知道當前站的ID號，并因此能夠在車上廣播有關下一站的信息。對位環(huán)線將向工作站提供有關列車運行線分配的信息，因此系統(tǒng)可以在站內廣播下一站及目的地的有關信息。這里需要說明的是：停站時間是固定的（缺省值），信息廣播將在列車進站完成對位后進行。

? 中央VCC故障，SMC正常時的部分后退模式；

在該后退運營下，VOBC到LWS的通信使列車可以自動排列進路，包括自動折返進路以及車站和車上的旅客信息的控制。

司機通過觸摸屏輸入列車運行線分配命令及其身份驗證信息。數(shù)據(jù)從VOBC通過STC傳送到LWS，然后送到SMC。當前站的站名通過LWS傳送到VOBC。

根據(jù)當前站的站名和所分配的運行線信息，VOBC從其數(shù)據(jù)庫中獲得下一站的站名和目的地信息，并用以提供車上公告。

通過LWS和VOBC在車站的通信，SMC根據(jù)閉塞占用原理在整個系統(tǒng)中跟蹤列? 車運行。

在該后退模式下，SMC通過呼叫相應的STC來自動為列車排路。

STC根據(jù)信號原理，在安全的前提下，命令轉動相應的道岔，開放相應的信號機。? 完全后退（后備）模式；

在SMC及VCC全部發(fā)生故障的完全后退模式下，進路的控制是通過LWS的人工命令來控制STC，即在車站的LWS上由車站操作員人工命令排列進路。在這種后退模式下，STC根據(jù)信號原理，在安全的前提下，命令轉動相應的道岔，開放相應的信號機。? 駕駛模式不同； ? ATO模式 ：分為ATO自動關門和ATO人工關門兩種（通過轉換開關控制）； ? ATP倒車模式 ：ATC系統(tǒng)允許在人工保護模式下不超過5m的一次倒車（通過操作ATP倒車開關）。?

OFF模式 ：當兩駕駛室的模式開關都處于?OFF?位置時，VOBC將進入該模式。這種模式下，緊急制動生效、駕駛室的顯示被禁止。列車在這種狀態(tài)下不能移動。VOBC繼續(xù)和VCC保持通信，并維持定位、跟蹤和監(jiān)視功能。

? 車載信號設備不同；

三號線信號車載設備（VOBC）采用了二取二雙機熱備的安全冗余技術，進一步提高了系統(tǒng)的可用性。此外，該車載設備（VOBC）在單機故障情況下，可由中央操作員對故障機進行遠程復位。? 試車線控制方式不同；

三號線位于試車線上的道岔直接由車輛段聯(lián)鎖系統(tǒng)控制和監(jiān)視，ATC系統(tǒng)對該道岔不予控制和監(jiān)督，但對試車線控制權的“獲取”和“釋放”進行安全地監(jiān)督。試車線由正線ATC系統(tǒng)控制，并擁有實際ATC控制系統(tǒng)的所有功能。? 運行圖調整功能不同；

三號線有一個相等運行間隔調整模式，該模式是一二號線不具備的。在該模式下，列車的運行不倚賴于運行圖，只要操作員指定運行線和行車間隔，就可以繼續(xù)正常運營。運行間隔調整模式主要在出現(xiàn)突發(fā)事件，需要增加或刪減服務時使用。運行間隔調整模式還可以在所有列車的運行都大大落后于運行圖的不利情況下用來快速解決串車問題。當運行間隔調整結束時，運行圖重新恢復（如果調度員沒有取消該運行圖的話）。

? 接口不同；

與主控系統(tǒng)的接口；接口設備為中央背投顯示屏和車站IBP控制盤。信號SMC系統(tǒng)通過通信服務器向MCS系統(tǒng)提供下列信息：

實時的實際列車位置信息（包括列車的實時位置信息、區(qū)間運行時分、停站時分等）

列車阻塞信息（產生的原則同二號線）信號系統(tǒng)重要的故障信息

在每天正式運營前，傳送當天的計劃時刻表

回應MCS每0.5s對SIG與MCS之間的通道檢測。

信號SMC系統(tǒng)通過通信服務器接收MCS系統(tǒng)提供的下列信息： MCS傳送的SCADA牽引供電信息

每天收車后，接收全天的實際客流信息

與通信網(wǎng)絡的接口；

一、二號線為OTN網(wǎng)（分別為150M和600M帶寬容量），三號線為SDH網(wǎng)（2.5G帶寬容量）。? 其它方面的不同；

? 正線信號機的顯示不同：藍色—ATC自動控制狀態(tài)，無引導信號顯示； ? 正線采用了LED顯示信號機新設備；

? 正線采用了12號道岔（側向限速45Km/h），雙機牽引，電液轉轍機等新設備、新技術；

? 正線采用了阿爾卡特計軸軌道電路設備；

4、三號線信號系統(tǒng)在運營維護方面的不利因素及可能存在的問題

? 線路里程長，區(qū)間跨度大，軌旁設備多，造成維護工作量和人員需求量增加，特別是漢溪～市橋隧道區(qū)間長達6.18公里，對今后的設備搶修工作非常不利； ? 中央VCC一旦發(fā)生故障，將對運營產生很大的影響（其中VCC1：瀝窖～番禺廣場6個站，VCC2：天河客、廣州東～ 大塘12個站）；

? 體育西路站（Y形交叉點）和大石站（大小交路交匯站）在特定故障情況下的行車客運組織將會比較困難。

第四篇：移動閉塞信號系統(tǒng)介紹

移動閉塞信號系統(tǒng)介紹

一、信號閉塞的基本概念

所謂閉塞就是指利用信號設備把鐵路線路人為地劃分成若干個物理上或邏輯上的閉塞分區(qū)，以滿足安全行車間隔和提高運輸效率的要求。

目前，信號閉塞原則是按照ATP/ATO制式來劃分的，基本上可以分為三類，即：固定閉塞、準移動閉塞和移動閉塞。

二、各種信號閉塞制式在城市軌道交通中的發(fā)展應用

目前在城市軌道交通中使用的信號系統(tǒng)一般稱之為ATC系統(tǒng)，大多應用于80km/h以下的軌道交通工程中。ATC系統(tǒng)主要由ATP、ATO、計算機聯(lián)鎖以及ATS四個子系統(tǒng)構成，其ATP/ATO制式主要有兩種：

移動閉塞信號系統(tǒng)介紹

第一，基于多信息移頻軌道電路的固定閉塞，采用臺階式速度控制模式，屬二十世紀八十年代技術水平，其列車運行間隔一般能達到180秒。西屋公司、GRS公司分別用于北京地鐵、上海地鐵一號線的ATP、ATO系統(tǒng)屬于此種類型；

第二，基于數(shù)字軌道電路的準移動閉塞，采用距離/速度曲線控制模式的ATP/ATO系統(tǒng)，屬二十世紀九十年代技術水平，其列車運行間隔一般能達到90～120秒。西門子公司在廣州地鐵一號線使用的LZB700M、US＆S公司在上海地鐵二號線使用的AF-900以及我國香港地區(qū)機場快速線（最高速度達135km/h）使用的阿爾斯通公司SACEM（ATP/ATO）信號系統(tǒng)均屬于此種類型。

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? 上述兩種列車控制模式均為基于軌道電路的列車控制系統(tǒng)?；谲壍离娐返乃俣?距離曲線控制模式的TP/ATO系統(tǒng)，采用“跳躍式”連續(xù)速度-距離曲線控制模式，“跳躍”方式按列車尾部依次出清各電氣絕緣節(jié)時跳躍跟隨。采用在傳統(tǒng)軌道電路上疊加信息報文方法，即把列車占用/空閑檢測和ATP信息傳輸合二為一，它們的追蹤間隔和列車控制精度除取決于線路特性、停站時分、車輛參數(shù)外還與ATP/ATO系統(tǒng)及軌道電路的特性密切相關，如軌道電路的最大和最小長度、傳輸信息量的內容及大小、軌道電路分界點的位置等。

移動閉塞信號系統(tǒng)介紹

?

由于基于軌道電路的ATC系統(tǒng)是以軌道區(qū)段作為列車占用/空閑的憑證，地－車通信是通過鋼軌作為信息發(fā)送的傳輸媒介。這種方式存在以下幾方面缺陷： ?

（1）列車定位精度由軌道區(qū)段的長度決定，列車只占用部分軌道電路就認為全部占用，導致列車定位精度不高。

?（2）由軌道電路向列車傳輸信息，傳輸?shù)男畔⒘渴茕撥墏鬏斀橘|頻帶限制及電化牽引回流的干擾，難以實現(xiàn)大信息量實時數(shù)據(jù)傳輸。

?（3）交通容量受到軌道區(qū)段劃分的限制，傳統(tǒng)ATC系統(tǒng)很難在每小時30對列車的基礎上有較大的突破。

?（4）傳統(tǒng)ATC速度控制曲線追隨性較差。

?（5）行車間隔越短，軌旁設備越多，導致維修困難，運營成本高。

移動閉塞信號系統(tǒng)介紹

? 隨著通信技術的快速發(fā)展，為了解決上述缺陷，近年來國際上幾家著名的信號系統(tǒng)制造商如加拿大阿爾卡特公司、法國的阿爾斯通公司、美國的通用電氣公司、德國的西門子公司、英國的西屋公司等紛紛開展了基于“通信”的移動閉塞系統(tǒng)的研究開發(fā)，它代表了城市軌道交通領域信號系統(tǒng)的一種發(fā)展趨勢。

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? 基于“通信”的移動閉塞信號系統(tǒng)經(jīng)過多年的研究、開發(fā)與應用，與基于軌道電路的準移動閉塞信號系統(tǒng)相比具有以下優(yōu)點：

?（1）可縮短行車間隔時間（列車運行間隔可達到75～90秒），特別是對整條線路追蹤能力緊張的車站起關鍵作用。

?（2）提供實時追隨的ATP連續(xù)速度曲線控制功能。

?（3）由于信息傳輸獨立于軌道電路，受外界各種物理因素干擾小，運行可靠，設備調試和維護成本將大大降低。

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?（4）軌旁及車載設備之間提供雙向高速大容量實時數(shù)據(jù)通信鏈路，因此可實現(xiàn)實時遙控列車牽引曲線和停站時間。

?（5）控制中心或任一車站均可遙測車載設備運行狀態(tài)及故障信息，甚至可傳輸車載視頻及音頻信號，為實現(xiàn)無人駕駛準備條件。

?（6）靈活的列車控制方式有利于提供最佳服務，降低能耗。

移動閉塞信號系統(tǒng)介紹

?

三、移動閉塞的原理

?

移動閉塞基本原理為:線路上的前行列車經(jīng)ATP車載設備將本車的實際位置，通過通信系統(tǒng)傳送給軌旁的移動閉塞處理器，并將此信息處理生成后續(xù)列車的運行權限，傳送給后續(xù)列車的ATP車載設備。后續(xù)列車與前行列車總是保持一個“安全距離”。該安全距離是介于后車的目標停車點和確認的前車尾部之間的一個固定距離。在選擇該距離時，已充分考慮了在一系列最壞情況下，列車仍能夠被安全地分隔開來。（原理圖見下頁）

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?

四、移動閉塞信號系統(tǒng)的通信實現(xiàn)方式

?

基于“通信”的移動閉塞信號系統(tǒng)車地通信的主要方式有：

?（1）感應環(huán)方式； ?（2）波導方式；

?（3）無線或無線擴頻方式。?（4）漏纜方式；

移動閉塞信號系統(tǒng)介紹

五、阿爾卡特SelTrac S40“移動閉塞”列車自動控制系統(tǒng)

1、系統(tǒng)概況

為廣州市軌道交通三號線提供的SelTrac S40“移動閉塞”列車自動控制（ATC）系統(tǒng)是基于以通信為基礎的SelTrac移動閉塞系統(tǒng)，它通過感應環(huán)線通信系統(tǒng)來提供列車與地面間的通信。本系統(tǒng)能夠滿足三號線運營能力的要求，即正線區(qū)段按6輛列車編組，最小行車間隔105秒運行。SelTrac S40系統(tǒng)正線追蹤間隔（包括大石站非折返列車與折返列車之間的追蹤間隔）按6輛編組列車90秒設計。

該ATC系統(tǒng)設備的主要構成參見以下的系統(tǒng)結構網(wǎng)絡圖。

移動閉塞信號系統(tǒng)介紹

2、縮寫釋義

? SMC—系統(tǒng)管理中心； ? VCC —車輛控制中心； STC —車站控制器系統(tǒng)； ? VOBC —車載控制器系統(tǒng)； ? TOD —司機顯示盤 ? LWS —車站工作站 ? CO —中央操作員

? SRS —運行圖調整服務器 ? IBP —車站控制盤 ? MCS —主控系統(tǒng)

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3、三號線信號系統(tǒng)與一、二號線信號系統(tǒng)不同點的比較 ? 線路復雜程度，功能定位，運輸組織方式不同； ? 三號線線路走向為Y形線，體育西路站位于Y形的交叉點，時刻表的編輯及運輸組織都比一、二號線情況復雜，特別在故障情況下，調度組織顯得尤為重要。此外，由于三號線線路長（主線28.77Km，支線7.56Km），平均站間距離大（2.06Km）。因此三號線設計為快速線，最高運行速度達到120公里/小時，旅行速度大于58.77Km/h，支線旅行速度約47.22Km/h，即主線在滿足最小運行間隔105秒的情況下，可基本將每小時斷面所需的列車數(shù)控制在34對以下；支線在滿足最小運行間隔105秒的情況下，可基本將每小時斷面所需的列車數(shù)控制在11對以下。

移動閉塞信號系統(tǒng)介紹

? 三號線的功能定位為規(guī)劃引導型，而一、二號線為交通疏導型； ? 基于以上兩點原因，三號線的運輸組織將主要會從三個方面考慮：從時間上劃分為三個階段，即初期（2010年）、近期（2017年）、遠期（2032年）；運營交路上從初期的主、支線的大小兩個交路到近、遠期的三個交路；在列車編組方面將根據(jù)不同時期的具體情況按照三節(jié)或三、六節(jié)混合的列車編組方式進行。總之，三號線將會比一、二號線采用更為靈活的運輸組織方式。

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? 信號制式不同；

三號線為移動閉塞信號系統(tǒng)，而一、二號線為準移動閉塞信號系統(tǒng)。? ATC系統(tǒng)的組成方式、功能實現(xiàn)方式不同； ? 三號線信號ATC系統(tǒng)為中央集中式，一、二號線信號ATC系統(tǒng)為分散式； ? 三號線信號ATC系統(tǒng)的中央設備除實現(xiàn)ATS功能外，還負責實現(xiàn)主要的ATP功能和聯(lián)鎖功能；車站設備只負責基本的聯(lián)鎖功能并完成與軌旁設備及其它機電設備的接口功能。而一、二號線信號ATC系統(tǒng)的中央設備只實現(xiàn)ATS功能，其它功能由車站及車載設備完成。

移動閉塞信號系統(tǒng)介紹

? 新增功能；

列車的聯(lián)掛/解編：

Seltrac移動閉塞系統(tǒng)完全能夠支持在VCC監(jiān)控下，在ATC控制區(qū)域內對兩輛3節(jié)編組的列車進行聯(lián)掛或者將一輛6節(jié)編組的列車解編為兩輛3節(jié)編組的列車。需要強調的是，列車聯(lián)掛/解編過程需要ATC系統(tǒng)及車輛的能力和功能相互配合工作，部分聯(lián)掛/解編功能的完成還需依賴于車輛的設計。

① VCC監(jiān)控下的聯(lián)掛過程：

在ATC區(qū)域內完成對3節(jié)編組的列車進行聯(lián)掛作業(yè)時，每列車上至少有一個? VOBC是正常工作的。

移動閉塞信號系統(tǒng)介紹

? 第一列車將進入SMC指定的允許進行聯(lián)掛和解編作業(yè)的區(qū)域。一旦第一列車就位，第二列待聯(lián)掛的列車將接近并停靠在距第一列車最小“安全距離”的地方。? 第一列車的司機將列車設置在“OFF”模式，第二列車的司機在這時將列車設置為限制的人工模式，在此模式下，VOBC允許列車以低速將車向前開動以進行列車聯(lián)掛。? 中央調度員CO將首先通過VCC命令列車進行聯(lián)掛。? 第二列車的司機駕駛列車以低于限速的速度前進，直到兩列車相遇并聯(lián)掛在一起。? 一旦列車聯(lián)掛完成，在VCC數(shù)據(jù)庫中以及列車硬件將自動對列車進行從新配置。VOBC持續(xù)地同VCC進行通信并報告新的列車長度。

移動閉塞信號系統(tǒng)介紹

? 位于中央駕駛室的司機將駕駛室設為“OFF”模式。新的6節(jié)編組列車的司機進入新車前部的機車室。隨后司機將新機車的選擇開關設為“自動”模式。? 中央調度員為該車命令分配一條進路，或從時刻表中分配一個運行班次。列車將按照SMC的命令繼續(xù)運行。

②

VCC監(jiān)控下的解編過程：

解編過程與聯(lián)掛過程相似，但順序相反。? 中央調度員通過SMC將6節(jié)編組的列車排路到指定的解編區(qū)域。列車自動進入解編區(qū)域并停車。? 第二個司機登上即將成為單獨的新車的前端駕駛室。? 前車司機將模式開關設為“OFF”。? 中央調度員CO在VCC上命令列車解編。

移動閉塞信號系統(tǒng)介紹

? 司機按下駕駛控制盤上的“解編”按鈕（由車輛供貨商提供）以使6節(jié)編組的列車從中間脫開。一旦解編完成，列車硬件將自動對列車進行重新配置。VOBC將繼續(xù)同VCC保持通信并報告每列車新的車長。? 前部3節(jié)編組的列車司機將列車置入“限制的人工”駕駛模式并人工駕駛列車，以限制速度（<25km∕h）駛離后面的3節(jié)組列車。司機駕駛列車向前駛離距另一車2個VCC“位置”后停車。一旦列車停止，TOD將指示司機將列車設置為“自動”模式。? 司機將模式選擇開關變?yōu)椤白詣印薄? 中央調度員從時刻表中為列車選擇分配一個運行班次，然后列車繼續(xù)運行。

移動閉塞信號系統(tǒng)介紹

? 此時，另一輛3節(jié)編組的列車司機將該車設置為“自動”模式。SMC為列車分配一個班次，列車繼續(xù)正常運行。

? 傳統(tǒng)功能方面的幾個不同點； ? 后備模式不同； ? 部分后退（降級）模式； ? 中央SMC故障，VCC正常時的部分后退模式；

在SMC完全故障或VCC與SMC連接中斷后，VCC控制模式提供基本的ATC運營。當VCC和SMC間通信中斷時，VCC就進入了VCC控制模式。

在此模式下，系統(tǒng)提供全部的ATP/ATO功能，VCC自動地獲取運行線的分配，并據(jù)分配的運行線進行自動進路控制。VCC自動獲取的運行線將保持在

移動閉塞信號系統(tǒng)介紹

SMC未故障前對每一列車原有運行線（包含在常用的16條運行線中）的分配。

列車通過VCC與VOBC之間的通信接收所分配的運行線。知道了運行線號碼的列車可以通過車載數(shù)據(jù)庫查得行車目的地。通過與STC的通信，VOBC可以知道當前站的ID號，并因此能夠在車上廣播有關下一站的信息。對位環(huán)線將向工作站提供有關列車運行線分配的信息，因此系統(tǒng)可以在站內廣播下一站及目的地的有關信息。這里需要說明的是：停站時間是固定的（缺省值），信息廣播將在列車進站完成對位后進行。

? 中央VCC故障，SMC正常時的部分后退模式；

在該后退運營下，VOBC到LWS的通信使列車可以自動排列進路，包括自動折返進路以及車站和車上的旅客信息的控制。

移動閉塞信號系統(tǒng)介紹

? 司機通過觸摸屏輸入列車運行線分配命令及其身份驗證信息。? 數(shù)據(jù)從VOBC通過STC傳送到LWS，然后送到SMC。? 當前站的站名通過LWS傳送到VOBC。? 根據(jù)當前站的站名和所分配的運行線信息，VOBC從其數(shù)據(jù)庫中獲得下一站的站名和目的地信息，并用以提供車上公告。? 通過LWS和VOBC在車站的通信，SMC根據(jù)閉塞占用原理在整個系統(tǒng)中跟蹤列車運行。? 在該后退模式下，SMC通過呼叫相應的STC來自動為列車排路。? STC根據(jù)信號原理，在安全的前提下，命令轉動相應的道岔，開放相應的信號機。

移動閉塞信號系統(tǒng)介紹

? 完全后退（后備）模式；

在SMC及VCC全部發(fā)生故障的完全后退模式下，進路的控制是通過LWS的人工命令來控制STC，即在車站的LWS上由車站操作員人工命令排列進路。在這種后退模式下，STC根據(jù)信號原理，在安全的前提下，命令轉動相應的道岔，開放相應的信號機。? 駕駛模式不同； ? ATO模式 ：分為ATO自動關門和ATO人工關門兩種（通過轉換開關控制）； ? ATP倒車模式 ：ATC系統(tǒng)允許在人工保護模式下不超過5m的一次倒車（通過操作ATP倒車開關）。?

OFF模式 ：當兩駕駛室的模式開關都處于?OFF?位置時，VOBC將進入該模式。

移動閉塞信號系統(tǒng)介紹

這種模式下，緊急制動生效、駕駛室的顯示被禁止。列車在這種狀態(tài)下不能移動。VOBC繼續(xù)和VCC保持通信，并維持定位、跟蹤和監(jiān)視功能。

? 車載信號設備不同；

三號線信號車載設備（VOBC）采用了二取二雙機熱備的安全冗余技術，進一步提高了系統(tǒng)的可用性。此外，該車載設備（VOBC）在單機故障情況下，可由中央操作員對故障機進行遠程復位。? 試車線控制方式不同；

三號線位于試車線上的道岔直接由車輛段聯(lián)鎖系統(tǒng)控制和監(jiān)視，ATC系統(tǒng)對該道岔不予控制和監(jiān)督，但對試車線控制權的“獲取”和“釋放”進行安全地監(jiān)督。試車線由正線ATC系統(tǒng)控制，并擁有實際ATC控制系統(tǒng)的所有功能。

移動閉塞信號系統(tǒng)介紹

? 運行圖調整功能不同；

三號線有一個相等運行間隔調整模式，該模式是一二號線不具備的。在該模式下，列車的運行不倚賴于運行圖，只要操作員指定運行線和行車間隔，就可以繼續(xù)正常運營。運行間隔調整模式主要在出現(xiàn)突發(fā)事件，需要增加或刪減服務時使用。運行間隔調整模式還可以在所有列車的運行都大大落后于運行圖的不利情況下用來快速解決串車問題。當運行間隔調整結束時，運行圖重新恢復（如果調度員沒有取消該運行圖的話）。

? 接口不同； ? 與主控系統(tǒng)的接口；接口設備為中央背投顯示屏和車站IBP控制盤。

移動閉塞信號系統(tǒng)介紹

信號SMC系統(tǒng)通過通信服務器向MCS系統(tǒng)提供下列信息： ? 實時的實際列車位置信息（包括列車的實時位置信息、區(qū)間運行時分、停站時分等）?

列車阻塞信息（產生的原則同二號線）? 信號系統(tǒng)重要的故障信息

?

在每天正式運營前，傳送當天的計劃時刻表

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? 回應MCS每0.5s對SIG與MCS之間的通道檢測。

信號SMC系統(tǒng)通過通信服務器接收MCS系統(tǒng)提供的下列信息： ? MCS傳送的SCADA牽引供電信息 ? 每天收車后，接收全天的實際客流信息

? 與通信網(wǎng)絡的接口；

一、二號線為OTN網(wǎng)（分別為150M和600M帶寬容量），三號線為SDH網(wǎng)（2.5G帶寬容量）。

移動閉塞信號系統(tǒng)介紹

? 其它方面的不同；

? 正線信號機的顯示不同：藍色—ATC自動控制狀態(tài)，無引導信號顯示； ? 正線采用了LED顯示信號機新設備；

? 正線采用了12號道岔（側向限速45Km/h），雙機牽引，電液轉轍機等新設備、新技術；

? 正線采用了阿爾卡特計軸軌道電路設備；

移動閉塞信號系統(tǒng)介紹

4、三號線信號系統(tǒng)在運營維護方面的不利因素及可能存在的問題

? 線路里程長，區(qū)間跨度大，軌旁設備多，造成維護工作量和人員需求量增加，特別是漢溪～市橋隧道區(qū)間長達6.18公里，對今后的設備搶修工作非常不利； ? 中央VCC一旦發(fā)生故障，將對運營產生很大的影響（其中VCC1：瀝窖～番禺廣場6個站，VCC2：天河客、廣州東～ 大塘12個站）；

? 體育西路站（Y形交叉點）和大石站（大小交路交匯站）在特定故障情況下的行車客運組織將會比較困難。

第五篇：移動通信系統(tǒng)概念

移動通信系統(tǒng)
目錄[隱藏] 移動通信系統(tǒng) 1 ,蜂窩系統(tǒng) 2 ,集群系統(tǒng) 3 ,衛(wèi)星通信系統(tǒng) 4,AdHoc 網(wǎng)絡系統(tǒng) 5,無線通信網(wǎng) 6,移動通信系統(tǒng)的特點 1 7,相關圖書信息內容簡介 1 圖書目錄

[編輯本段 移動通信系統(tǒng) 編輯本段]移動通信系統(tǒng) 編輯本段
移動通信系統(tǒng)主要有蜂窩系統(tǒng),集群系統(tǒng),AdHoc 網(wǎng)絡系統(tǒng),衛(wèi)星通信系統(tǒng),分 組無線網(wǎng),無繩電話系統(tǒng),無線電傳呼系統(tǒng)等.

[編輯本段 編輯本段]1 , 蜂窩系統(tǒng) 編輯本段
蜂窩系統(tǒng)是覆蓋范圍最廣的陸地公用移動通信系統(tǒng).在蜂窩系統(tǒng)中,覆蓋區(qū)域一 般被劃分為類似蜂窩的多個小區(qū).每個小區(qū)內設置固定的基站,為用戶提供接入和信 息轉發(fā)服務.移 動用戶 之間以及移動用 戶和非 移動用戶之間的 通信均 需通過基站進 行.基站則一般通過有線線路連接到主要由交換機構成的骨干交換網(wǎng)絡.蜂窩系統(tǒng)是 一種有連接網(wǎng)絡, 一旦一個信道被分配給某個用戶, 通常此信道可一直被此用戶使用.蜂窩系統(tǒng)一般用于語音通信.

[編輯本段 編輯本段]2 , 集群系統(tǒng) 編輯本段
集群系統(tǒng)與蜂窩系統(tǒng)類似,也是一種有連接的網(wǎng)絡,一般屬于專用網(wǎng)絡,規(guī)模不 大,主要為移動用戶提供語音通信.

[編輯本段 編輯本段]3 , 衛(wèi)星通信系統(tǒng) 編輯本段
衛(wèi)星通信系統(tǒng)的通信范圍最廣,可以為全球每個角落的用戶提供通信服務.在此 系統(tǒng)中, 衛(wèi)星起著與基站類似的功能.衛(wèi)星通信系統(tǒng)按衛(wèi)星所處位置可分為靜止軌道, 中軌道和低軌道3種.衛(wèi)星通信系統(tǒng)存在成本高,傳輸延時大,傳輸帶寬有限等不足.

上述移動通信系統(tǒng)都需要有線網(wǎng)絡通信基礎設施的支持,如基站,交換機,衛(wèi)星 等.這些設施的建立和運轉需要大量的人力和物力,因此成本比較高,同時建設的周 期也長.Ad Hoc 網(wǎng)絡不需要基站的支持,由主機自己組網(wǎng),因此,網(wǎng)絡建立的成本 低,同時時間短,一般只要幾秒鐘或幾分鐘.上述通信系統(tǒng)中,移動終端之間并不直 接通信,并且移動終端只具備收發(fā)功能,不具備轉發(fā)功能.而 Ad Hoc 網(wǎng)絡由移動主 機構成,移動主機之間可以直接通信,而移動主機不僅收發(fā)數(shù)據(jù),同時還轉發(fā)數(shù)據(jù).此外目前的移動通信系統(tǒng)主要為用戶提供語音通信功能,通常采用電路交換,拓撲結 構比較穩(wěn)定.而 Ad Hoc 網(wǎng)絡使用分組轉發(fā)技術,主要為用戶提供數(shù)據(jù)通信服務,拓 撲結構易于變化.

[編輯本段 , AdHoc 網(wǎng)絡系統(tǒng) 編輯本段]4, 編輯本段
Hoc 網(wǎng)絡是一種沒有有線基礎設施支持的移動網(wǎng)絡, 網(wǎng)絡中的節(jié)點均由移動 Hoc 網(wǎng)絡最初應用于軍事領域,它的研究起源于戰(zhàn)場環(huán)境下分組無線

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主機構成.Ad

網(wǎng)數(shù)據(jù)通信項目,該項目由DARPA資助,其后,又在1983年和1994年進行了抗 毀可適應網(wǎng)絡SURAN(Survivable Adaptive Networ k)和全球移動信息系統(tǒng)GloMo(Global Information S y

stem)項目的研究.由于無線通信和終端技術的不斷發(fā)展,Ad Hoc 網(wǎng)絡在民 用環(huán)境下也得到了發(fā)展,如需要在沒有有線基礎設施的地區(qū)進行臨時通信時,可以很 方便地通過搭建 Ad Hoc 網(wǎng)絡實現(xiàn).在 Ad Hoc 網(wǎng)絡中,當兩個移動主機(如圖1中的主機A和B)在彼此的通信覆 蓋范圍內時,它們可以直接通信.但是由于移動主機的通信覆蓋范圍有限,如果兩個 相距較遠的主機(如圖1中的主機A和C)要進行通信,則需要通過它們之間的移動 主機B的轉發(fā)才能實現(xiàn).因此在 Ad Hoc 網(wǎng)絡中,主機同時還是路由器,擔負著尋找 路由和轉發(fā)報文的工作.在 Ad Hoc 網(wǎng)絡中,每個主機的通信范圍有限,因此路由一 般都由多跳組成,數(shù)據(jù)通過多個主機的轉發(fā)才能到達目的地.故 Ad Hoc 網(wǎng)絡也被稱 為多跳無線網(wǎng)絡.其結構如圖2所示.Ad Hoc 網(wǎng)絡可以看作是移動通信和計算機網(wǎng)絡的交叉.在 Ad Hoc 網(wǎng)絡中,使 用計算機網(wǎng)絡的分組交換機制,而不是電路交換機制.通信的主機一般是便攜式計算 機,個人數(shù)字助理(PDA)等移動終端設備.Ad Hoc 網(wǎng)絡不同于目前因特網(wǎng)環(huán)境 中的移動 IP 網(wǎng)絡.在移動 IP 網(wǎng)絡中,移動主機可以通過固定有線網(wǎng)絡,無線鏈路和 撥號線路等方式接入網(wǎng)絡,而在 Ad Hoc 網(wǎng)絡中只存在無線鏈路一種連接方式.在移 動 IP 網(wǎng)絡中,移動主機通過相鄰的基站等有線設施的支持才能通信,在基站和基站(代理和代理)之間均為有線網(wǎng)絡,仍然使用因特網(wǎng)的傳統(tǒng)路由協(xié)議.而 Ad Hoc 網(wǎng) 絡沒有這些設施的支持.此外,在移動 IP 網(wǎng)絡中移動主機不具備路由功能,只是一 個普通的通信終端.當移動主機從一個區(qū)移動到另一個區(qū)時并不改變網(wǎng)絡拓撲結構, 而 Ad Hoc 網(wǎng)絡中移動主機的移動將會導致拓撲結構的改變.

[編輯本段 , 無線通信網(wǎng) 編輯本段]5, 編輯本段

分組無線網(wǎng)是一種利用無線信道進行分組交換的通信網(wǎng)絡,即網(wǎng)絡中傳送的信息 要以“分組”或者稱“信包”為基本單元.分組是由若干比特組成的信息段.通常包含“包頭”和“正文”兩部分.包頭中含有 該分組的源地址,宿地址和有關路由等信息等.正文是真正需要傳送的信息.適用特點:分組無線網(wǎng)特別適用于實時性要求不嚴和短消息比較多的數(shù)據(jù)通信.網(wǎng)絡結構:星形結構 分布式結構

[編輯本段 , 移動通信系統(tǒng)的特點 編輯本段]6, 編輯本段
1.移動通信必須利用無線電波進行信息傳輸 移動通信必須利用無線電波進行信息傳輸 這種傳播煤質允許通信中的用戶可以在一定范圍內自由活動,其位置不受束縛, 不過無線電波的傳播特性一般要受到諸多因素的影響.移動通信的 運行環(huán) 境十分復雜,電 波不僅 會隨著傳播距離 的增加 而發(fā)生彌散消 耗,并且會受到地形,地物的遮蔽而發(fā)生“陰影效應”,而且信號經(jīng)過多點

反射,會從 多條路徑到達接收地點,這種多徑信號的幅度,相位和到達時間都不一樣,它們互相 疊加會產生電平衰落和時延擴展.移動通信常常在快速移動中進行,這不僅會引起多普勒頻移,產生隨機調頻,而 且會使得電波傳輸特性發(fā)生快速的隨機起伏,嚴重影響通信質量.故移動通信系統(tǒng)須 根據(jù)移動信道的特征,進行合理的設計.2, 通信是在復雜的干擾環(huán)境中運行的 , 移動通信系統(tǒng)是采用多信道共用技術,在一個無線小區(qū)內,同時通信者會有成百 上千,基站會有多部收發(fā)信機同時在同一地點工作,會產生許多干擾信號,還有各種 工業(yè)干擾和認為干擾.歸納起來有通道干擾,互調干擾,鄰道干擾,多址干擾等,以 及近基站強信號會壓制遠基站弱信號,這種現(xiàn)象稱為“遠近效應”.在移動通信中,將 采用多種抗干擾,抗衰落技術措施以減少這些干擾信號的影響.3, 移動通信業(yè)務量的需求與日俱增 , 移動通信可 以利用 的頻譜資源非常 有限, 但不斷地擴大移 動通信 系統(tǒng)的通信容 量,始終是移動通信發(fā)展中的焦點.要解決這一難題,一方面要開辟和啟動新的頻段, 另一方面要研究發(fā)展新技術和新措施,提高頻譜利用率.因此,有限頻譜合理分配和 嚴格管理是有效利用頻譜資源的前提,這是國際上和各國頻譜管理機構和組織的重要 職責.4, 移動通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構多種多樣 , 網(wǎng)絡管理和控制必須有效 , 根據(jù)通信地區(qū)的不同需要,移動通信網(wǎng)路結構多種多樣,為此,移動通信網(wǎng)絡必 須具備很強的管理和控制能力,如用戶登記和定位,通信(呼叫)鏈路的建立和拆除, 信道分配和管理,通信計費,鑒權,安全和保密管理以及用戶過境切換和漫游控制等.5, 移動通信設備(主要是 移動臺)必須適于在移動環(huán)境中使用 , 移動通信設備(主要是移動臺 移動通信設備要求體積小,重量輕,省電,攜帶方便,操作簡單,可靠耐用和維 護方便,還應保證在振動,沖擊,高低溫環(huán)境變化等惡劣條件下能夠正常工作.