城市轨道车站综合实训报告材料

城市轨道车站综合实训
实训报告
学号
姓名
专业班级
实训时间2017年12月18日～2017年12月29日
指导教师戴丽玲杨丽媛
自动控制与机械工程学院
2017年12月
一、实训目的
本实训课程面向对象为城市轨道交通运营方向本科生，是该专业方向重要的专业特色项目。

该环节能够培养我们适应交通运输现代化建设需要，掌握城市轨道交通的专门知识和相关技术，具有对轨道交通系统总体规划素质。

本实验课是学生在学习《城市轨道交通系统概论》、《轨道交通运营管理》、《轨道交通车辆》等课程教学内容同时配套进行的实践教学环节，是课程学习的重要组成部分，是巩固和深化教学内容，使学生达到理论联系实际、学以致用目标的重要途径。

我们完成本实训学习后应能加深对已学知识的理解和掌握，学会综合运用专业知识，培养理论联系实际的能力。

通过实训深入了解城市轨道交通车车站设备、了解城市轨道交通线路的基本组成、常用设备，了解城市轨道交通系统运营的总体方法，掌握城市轨道交通车站监控系统、自动售检票系统、半自动售票系统、广播系统、IBP盘、屏蔽门等设备的使用，能够将实训系统各模块的功能与所学的知识点相融合。

二、实训内容
1、车辆结构
（1）转向架结构
1）转向架结构
1、构架
构架是转向架的基础，它把转向架的各个零部件组成一个整体。

它不仅承受、传递各种载荷及作用力，而且它的结构、形状和尺寸都应满足各零部件组装的要求(如基础制动装置、弹簧悬挂装置、牵引电机等)。

2、轮对轴箱装置
轴箱装置是联系构架和轮对的活动关节。

它使轮对的滚动转化为车体沿着轨道的平动。

轮对在滚动时，除传递车辆的重量外，还传递轮轨之间的各种作用力。

3、弹簧悬挂装置
为减少线路不平顺、轮对运动对车体的各种动态影响(如垂直振动，横向冲击等)，转向架在轮对与构架、构架与车体之间设有弹簧悬挂装置。

前者称为轴箱弹簧悬挂装置（又称为一系弹簧悬挂装置），后者称中央弹簧悬挂装置（又称为二系弹簧悬挂装置）。

弹簧悬挂装置包括弹簧、减振器及定位装置等。

4、中央牵引连接装置
城市轨道车辆普遍采用了无摇枕结构的转向架。

由于没有摇枕，车体直接坐落于空气弹簧上，必须靠转向架牵引装置来实现摇枕所具有的传递纵向力和转向功能。

5、牵引电机与齿轮变速传动装置
动力转向架和非动力转向架的区别在于动力转向架上设有牵引电机与齿轮变速传动装置。

动力转向架通过齿轮变速传动装置使牵引电机的扭矩转化为车轮上的转矩，利用轮轨之间的粘着作用，驱动车辆沿着轨道运行。

6、基础制动装置
为了使运行着的车辆能迅速地减速或停车、为了防止车辆在下坡道上运行时由于重力作用导致车速增加、同时为避免停放的车辆因重力作用或风力吹动而溜走，都需要在转向架上安装基础制动装置。

城市轨道车辆的基础制动装置目前主要有踏面制动和盘式制动两种类型。

2）转向架作用
转向架是轨道车辆结构中最为重要的部件之一，其主要作用如下:
以满足铁路运输发展的需要;
b)保证在正常运行条件下，车体都能可靠地坐落在转向架上，通过轴承装置
使车轮沿钢轨的滚动转化为车体沿线路运行的平动;
c)支撑车体，承受并传递从车体至车轮之间或从轮轨至车体之间的各种载荷
及作用力，并使轴重均匀分配。

d)保证车辆安全运行，能灵活地沿直线线路运行及顺利地通过曲线。

e)转向架的结构要便于弹簧减振装置的安装，使之具有良好的减振特性，以
缓和车辆和线路之间的相互作用，减小振动和冲击，减小动应力，提高车
辆运行平稳性和安全性。

f)充分利用轮轨之间的粘着，传递牵引力和制动力，放大制动缸所产生的制
动力，使车辆具有良好的制动效果，以保证在规定的距离之内停车。

g)转向架是车辆的一个独立部件，在转向架于车体之间尽可能减少联接件。

（2）车门结构
1）车门的结构
车门的主要结构特点
车门及其控制系统由门页、车门导轨、传动机构、机械锁闭机构、紧急
解锁机构、气动控制系统、电气控制系统、门状态信号指示等组成。

2
扇门页由连续成环形的特种钢丝绳连接，钢丝绳安装在支承导轨上的滑
轮内，左侧门页与驱动风缸直接连接，并通过安装在左门页上方钢丝绳
夹紧机构与钢丝绳相连，右侧门页与钢丝绳调整装置连接，通过调整装
置使钢丝绳保持一定的张紧力，2扇门页上方设有1个锁钩，车门关闭
后，锁闭系统动作，锁钩勾住2扇门页上的锁销，使车门安全可靠地锁
闭；为了获得车门的状态信息，给维修、行车人员显示车门故障，还装
有车门锁闭、车门关闭行程开关S1、S2，车门切除、车门紧急解锁行
程开关S3、S4等附加装置，各行程开关均与相应的指示灯相连。

如门
关时S1、S2到位橙色指示灯灭；车门切除时S3动作，红色指示灯亮；
紧急手柄拉下，S4动作，门外上方橙色灯亮。

同时，各行程开关还将车
门的状态信息反馈到车辆的牵引控制单元；另外，车门上还设有手动切
除功能的机械装置。

客室车门的基本结构见图1。

（3）受电弓结构
1）电力牵引机车从接触网取得电能的电气设备，安装在机车或动车车
顶上。

受电弓可分单臂弓和双臂弓两种，均由滑板、上框架、下臂杆(双
臂弓用下框架)、底架、升弓弹簧、传动气缸、支持绝缘子等部件组成。

菱形受电弓，也称钻石受电弓，以前非常普遍，后由于维护成本较高以
及容易在故障时拉断接触网而逐渐被淘汰，近年来多采用单臂弓(见图)。

负荷电流通过接触线和受电弓滑板接触面的流畅程度，它与滑板与接触线间的接触压力、过渡电阻、接触面积有关，取决于受电弓和接触网之间的相互作用。

2）分类
受电弓分为四大类:双臂式，单臂式，垂直式和石津式。

2、沙盘实验
（1）列车电话闭塞
电话闭塞法由于没有机械、电气设备控制，全凭制度约束来保证闭塞作用，因此办理手续必须严格。

为保证同一区间在同一时间内不会用两种闭塞方法，避免一个区间同时放入两个列车，在停用基本闭塞法改按电话闭塞法或恢复基本闭塞法时，都必须确认区间空闲，并须根据调度命令办理。

遇列车调度电话不通时，闭塞法的变更或恢复，应由该区间两端站的车站值班员确认区间空闲后，直接以电话记录办理。

（2）电话闭塞流程
a)票务
（1）票务组织管理是城市轨道交通(简称轻轨)运营管理企业票款收入的直接管理单元。

在轻轨运营管理中,票务组织管理是指对车票流向、票款收入和自动
售检票系统(简称AFC系统)的运行情况进行总的监视、控制、协调、指挥
和调度。

票务工作的好坏直接影响到运营公司的经济效益,是运营组织管理
的核心。

（2）基于Web的票务管理系统的作用是使管理人员根据不同的需要进行售票、退票、验票、站台等管理,以及对票务的检索、统计和分析,对完善轻轨的运
营管理提供数字依据
（3）系统功能分析与设计轻轨票务管理系统主要包括系统管理和票务统计两大模块,如图1所示。

其中系统管理又分成管理员管理、站台线路管理、票务
类型管理、售票信息管理、验票信息管理、客户信息管理等子模块,涵盖了
企业票务管理的各个方面;票务统计又分成日票务统计、月票务统计、季票
务统计、年票务统计等统计分析子功能模块。

（4）票务系统模块的功能设计
系统管理模块主要实现各种信息的添加、删除和维护管理等工作，它由下
列管理子模块组成。

1）管理员管理：管理员必须注册登录后才可以进行系统管理。

管理员的角色有0、1、2和3，分别对应于高级管理员、普通管理员、售票员和验
票员；不同的角色根据地铁企业工作责任有不同的操作权限。

2）站台线路管理：由普通管理员进行站台或线路的添加、删除、修改和查询等工作。

3）票务类型管理：由普通管理员进行票务类型的添加（或由AFC系统完成）、删除、修改和查询等工作。

4）售票信息管理：由售票管理员进行售票信息的添加（或由AFC系统完成）、删除、修改和查询等工作。

5）验票信息管理:由验票管理员进行验票信息的添加（或由AFC系统完成）、删除、修改和查询等工作。

6）客户信息管理：由普通管理员进行客户信息的添加、删除、修改和查询工作。

b)地铁广播
（1）地铁广播系统是地铁通信系统中的一个专用子系统，在地铁行车组织、客运服务、防灾救险、设备维护等方面具有十分重要的作用。

平时在地铁车站的不同域为售票、检票、进站、候车、乘降、出站、换乘等播报不同的服务用语和有关注意事项，提供各项告知服务．维持车站秩序，有效疏导乘客乘车先下后上，为缩短列车站停时间，确保列车正点，创造了条件；在车辆段车场、隧道区间等地铁作业场所为调度指挥、车场调车、车辆调试、设备检修、线路维护、供电轨送断电、设备送断电等提供安全提示及告知等作业广播服务；当发生重大活动、节日等引起地铁客流激增时，作为实施应急客运组织的重要手段，为大客流运营组织提供保障：当遇事故灾害等突发事件时，则作为紧急疏导、指挥救灾的重要工具。

广播系统为地铁客运、行车、防灾、设备维护等部门提供功能完善的先进作业工具．提高了地铁客运服务质量和处理突发事件的能力。

地铁广播系统属于现代高级广播系统，主要包含音源、音源管理控制设备、功率放大器、输出控制设备、声音还原设备以及电源管理设备。

2）广播的功能
1)中心广播功能。

控制中心操作人员能够在权限内对所辖站、场进行广播操作。

2)中心监听功能。

控制中心操作员可以在权限内监听下辖各个车站广播区的广播内容。

3)应急广播功能。

广播系统中配置有应急广播控制模块，当系统设备出现故障情况时，可按下防灾广播控制盒的应急广播按键进行应急广播。

4)自动进站广播。

广播系统接收信号系统发送的信息，在列车即将到达、到站、离站时，启动数字语音合成模块内的预存储语音内容，进行自动广播。

5)实况广播(话筒口播)。

实况广播系统通过话筒实时拾取操作员的口播音频实时的播放到目标广播区．
6)背景音乐。

背景音乐作为一路单独的音频通过播放器接入到系统。

背景音乐掩盖环境噪声，创造与站内环境相适虚的气氛，
7)预录制广播。

在车站配置有数字语音合成模块．存储、播放数字格式的音频
8)监听功能。

广播系统设置有监听设备，有权限监听下辖各广播播的内容，监听音量可调．
9)平行广播功能。

系统中设置音频矩阵模块．可以同时将不同的信源输入连接到不的广播输⋯互不干扰，实现平行广播的功能
10)优先级广播功能。

系统具有优先分级广播功能。

对于目标广播叠加、冲突的操作按照没定的优先级进行协调。

11)功放故障门动检测、自动切换主备机功能广播系统能够实时检测功率放大器的状态。

当功放出现故障时，自动切换到备用功放机，替代故障功放，保证广播过程的连续有效。

12)广播音量自动调节。

广播系统通过装在站台的传感器检测噪声，根据检测到的噪声值自动调节广播域的音量，保持一定的信噪比。

13)广播自动释放。

某种广播操作完成后，广播系统会按照程序预设的方式自动释放广播区。

避免区域无效占用
14)功放时序上电。

为使扬声器和电源不受功放启动电流的冲击，广播系统对功放进行时序控制逐台上电
15)负载保护。

系统通过内部设备的采样，配合软件算法可对负载状态进行检测。

必要时将负载断开．切断故障扩张路径。

16)循环广播。

广播系统默认将语音合成模块中特定编号语音段循环播放。

17)广播预示功能。

除应急广播外的所有广播操作，都会以提示音作为开始，以提醒受众注意。

18)口播录音功能。

广播系统的录音模块能够对广播内容进行录音，录音内容可按编号进行查询录音内容不能人擦除，循环记录。

19)网管功能。

网管终端可对全线广播设备进行统一监控和管理，具有集中维护和自诊断功能．可进行故障管理、性能管理、配置管理、安全管理。

实时监测中心、车站、车辆段广播设备的运行状态。

隧道与地下工程器。

5、模拟驾驶
（1）
1）模拟驾驶装置结构与特点
a、模拟驾驶装置结构
配置和真实列车相一致的主控制台，包含完整的仪表、按钮、开关、指示灯等装置，能指示列车各种信号，且所有的逻辑关系与真车一致；包含列车关系系统显示装置和ATC显示器，列车管理器显示装置在显示内容、操作方式和内部逻辑及装置与真车一致；操纵装置配输出为模拟或数字量的传感器，其操作能控制视景变化，并有相应的声音输出，滞后延迟控制在100毫秒之内；座椅采用原车座椅，保持操纵环境的一致性。

列车模拟驾驶仿真系统是一种由计算机实时控制，能正确模拟列车操纵，能复现列车运行环境，用于学习、培训和考核的模拟设备。

列车驾驶模拟系统是一种先进的、安全的、高效的培训工具，它通过对列车性能和驾驶操作流程的仿真构建一个高度真实感的驾驶环境，为受训司机提供培训的环境与手段。

司机在模拟驾驶软件系统操纵列车，能够在实验环境中对机车驾驶的安全操作规程和应急处理。

采用驾驶仿真器培训司机具有安全、经济、高效，培训过程可控、可重复，便于进行突发事件及故障状态的模拟等优点。

据国外资料介绍，在驾驶模拟设备上培训司机，一般可节省30％的经费，而轻轨、地铁系统可节省50％以上的培训费用。

b、列车机车虚拟现实驾驶模拟教学系统具有以下功能特点：
1、逼真的列车驾驶仿真环境。

列车模拟驾驶训练系统能提供逼真列车驾驶视景、声音和运动等部分。

逼真的驾驶操作环境：司机驾驶室、操纵台及相关操纵设备的外形及尺寸与真实机车完全相同，以保证高度的真实感；高品质声音仿真功能：驾驶仿真器能根据列车运行情况，产生相应的模拟音响(如电动机运转、压缩机启动、鸣
笛、制动停车、轮轨冲击等音响)。

故障/突发事件仿真：驾驶仿真器运行中可设置电路、气路、信号系统主要故障，用于培训学员对突发故障的判断能力和处理能力。

2、精确的列车操纵功能仿真。

列车操纵功能仿真包括正常运行条件下和故障条件下
列车操纵功能仿真。

精确的列车动力学计算功能：驾驶仿真器具有精确的牵引加速度性能和制动减速度性能，列车惰行速度变化以及上下坡和过弯道的效果同真车运行一致。

模拟操纵功能：驾驶仿真器可以模拟列车启动、加速、惰性运行、制动停车等各种工况下的全部操纵功能；模拟列车在车辆段全部静态试验；模拟列车操纵车上所有开关、按钮和控制器的动作，全部信号灯和指示灯的显示，全部电表和风表的指示；模拟ATP信号、有线和无线广播。

3、故障处理和紧急情况处置模拟及评估。

根据地铁驾驶模拟训练的需求，内置了多
种故障处理流程评估仿真科目，以及多种紧急情况处置训练科目，让学员在仿真环境中强化巩固书本上所学的各种操作规程、故障处理方法以及紧急情况处置流程，并建立量化评估模块，方便教员和学员对驾驶过程进行案例分析。

2）地铁列车自动驾驶
a.意义
列车自动驾驶系统（Automatic Train Operation，简称：ATO）在是实现列车自动行驶、精确停车、站台自动化作业、无人折返、列车自动运行调整等功能的列车自动控制系统。

b.操作过程
从运行中所起作用来说，ATO主要实现驾驶列车的功能，能进行车速的正常调整，给旅客传送信息，进行车门的开关作业，但这只是执行操作命令，不能确保安全，这就需要ATP来进行防护。

ATP起监督功能，对不符合安全的情况给予防护，保证列车不
超速，车门不误动。

由此可见ATP系统是列车运行时必不可少的安全保障，ATO系统则是提高城市轨道交通列车运行水平(准点、平稳、节能)的技术措施。

在任何时候，只要ATP系统正常的话，就应让其执行防护工作，以确保行车安全。

c.
（1）ATO设备
车载设备：由设在列车每一端的司机室内的ATO控制器及安装在列车每一端的司机室车体下的两个ATO接收天线和两个ATO发送天线组成。

地面设备：在各车站设备室内设有车站ATO通信器PAC(Platform ATO Communicator)。

PAC内存有至下两个站的线路信息，并通过与ATS接口，得到来自控制中心的控制命令。

在各车站上下行站台以及进行ATO折返的折返线出轨道上，设有Xd或者X2环路及Rd环路。

列车在车站停车期间，经联锁电路及轨道电路的有关条件控制向室外环路发送。

（2）ATO需求数据和传输通道
在ATO数据的获取过程中，车载ATP接受安全信息。

安全信息由列车当前运行区段的AF-900轨道电路传来，采用低频脉冲调幅方式，有8种不同的调制频率，6种用于ATP速度命令，2种用于门控命令。

另外，车载TWC系统接收地面的TWC信息。

该信息一般为非安全控制功能数据，诸如运行等级、列车号、目的地和跳停等。

该信息采用FSK调制方式，通过地面的TWC设备向列车发送。

最后，车载接受到来自车载ATP、TWC的信息和标志线圈的信息。

（3）控制策略
速度调节：ATO根据从ATP中获取的MSS和TS，计算列车运行速度曲线。

该区相比较简单，只要计算加速转匀速，匀速转加速或制动的位置点，以保证列车运行时间
不超过MSS，并且在每个轨道电路区段目标距离处速度不超过目标速度。

控制器根据线路情况自动控制列车的牵引和制动运行输出，尽量使列车按运行曲线的速度来信。

当列车速度超过目标速度时，ATP设备报警；当超过最大的允许速度时，ATP实施紧急制动。

车站停车：在车站的停车位上停车时通过X2和Xd环路来实现的，列车进入车站内的环路范围后，通过地与车之间的通信，得到距离停车点的距离，进行第一次位置调整，并使速度尽量贴近预置的停车速度曲线。

在Xd环路处，进行第二次也是最后一次位置调整。

若需要对运行时间进行调整，ATS将给出控制命令，如惰性控制、下一站通知等命令，由ATO执行。

3）地铁列车手动驾驶
非限制人工驾驶模式（OFF）
[1]司机用ATC切除选择开关切除ATC。

此旁路开关阻断了ATC紧急制动输出以及其他阻止
列车运行的输出。

列车完全由人工驾驶，车载设备不控制列车运行，司机根据调度命令和地面信号的显示驾驶列车。

列车运行的安全由联锁设备、调度人员、司机共同保证。

[2]非限制人工驾驶模式(OFF)的应用条件：
当CC设备不可用时，列车将立即实施紧急制动。

列车完全停止后，司机可在得到调度员的授权后切除车载ATC，以OFF模式驾驶列车运行。

限制向前人工驾驶模式（RMF）
[1]列车以不超过25km/h的速度运行。

列车的监控、运行、制动及开关车门由司机操作，车
载设备对列车速度进行25km/h的超速防护，以及对列车完整性、车门状态、列车倒溜等进行监督。

[2]限制向前人工驾驶模式（RMF）的应用条件：
在正常运营模式下仅用于列车进行定位前、初始化后或列车在车辆基地/停车场运行。

对于降级模式，当列车故障时，可以此驾驶模式将其撤出正线运营；或当列车因故障停车后，以此驾驶模式行驶至下一站。

限制向后人工驾驶模式（RMR）
[1]列车允许以低于5km/h的速度反向运行最多10m（暂定）。

当退行达到10m或退行速度
超过5km/h时，ATP会触发紧急制动，须由车辆缓解紧急制动。

[2]限制向后人工驾驶模式（RMR）的应用条件：
RMR模式可在列车错过精确停车位置若干米(不超过最大可退行距离)后，后退以纠正列车停车位置（经调度员授权）。

ATP监督下的人工驾驶模式（ATPM）
[1]列车的监控、运行、制动及开关车门和地下站屏蔽门（高架站安全门）在车载ATP设备监
督下由司机操作。

ATP子系统保证列车的运行安全，司机根据DMI及DTI显示的辅助驾驶信息，人工驾驶列车，ATP对列车的运行进行完全地自动防护。

所有必要的驾驶信息将在车载信号显示器上显示。

[2]ATP人工驾驶模式（ATPM）的应用条件：
➢在CBTC运营模式下应用ATPM驾驶模式时需要DCS、ZC、LC、CBI和CC全部可用。

➢在BM运营模式下应用ATPM驾驶模式时需要，DCS有线网络、CBI和CC可用。

启用此驾驶模式前，车载ATP必须完成自检。

➢在需要司机人工控制列车运行或ATO模式故障时，使用该模式。

驾驶模式转换表
4）备车与收车过程（仅限设备专业）
备车过程
为了适应客流变化，确定完成临时紧急的运输任务，以及预防运用车发生故障，必须存有若干车况良好的的备用车的过程。

收车过程
地铁车辆在一天的运行结束后，按规定的时间结束运营，并返回车场的过程。

（3）制动
制动控制模块（BCM）
（一）电-空制动控制单元（BCU）
制动控制单元气路说明（参见图7-12）：非紧急制动情况下，模拟转换器
预控压力Cv，预控压力Cv经由紧急电磁阀(B01.06.e)，经过载荷限压阀
制动电磁阀(B01.06.e)失电，压缩空气直接通过紧急电磁阀通向限压阀和中
继阀，按照载荷比例施加紧急制动。

（二）辅助控制单元
辅助控制单元（参见图7-13）主要由截断塞门（B01.07.a）、单向阀
（B01.07.b）、双向阀（B01.07.f）、停放制动脉冲阀（B01.07.e）、R压
力开关（B01.07.c）、常用制动压力开关（B01.07.l ，B01.07.n）、停放
制动压力开关（B01.07.g）、截断塞门（B01.07.i）组成。

辅助控制单元气路说明（参见图7-14）：截断塞门（B01.07.a）可以截断
动缸压力大于1.2bar，制动施加，气制动施加灯亮；制动缸压力小于0.8bar，
制动缓解，气制动缓解灯亮）；压力开关B01.07.g监测整车停放制动缸的
压力（停放制动缸压力大于4.5bar，停放制动缓解，停放制动缓解灯亮；
停放制动缸压力小于3.5bar，停放制动施加，停放制动施加灯亮）；双向
阀（B01.07.f）在特定情况下，可以沟通常用制动缸和停放制动缸，以防止
启动连锁作用会阻止车辆的运行。

如果车辆静止时MRE的压力低于6.0bar，
则启动连锁立即作用阻止车辆运行。

当MRE的压力高于7.0bar时，启动
连锁自动撤消。

能量回收系统结构与原理
量的智能电池管理系统。

制动能量回收系统回收车辆在制动或惯性滑行中释放出的多余。