第8章_CBTC
CBTC系统介绍
台安装两个接近盘。 每个TrVOBC单元安装一个接近传感器,接近传感器用 来检测安装在轨旁的接近盘
在检测到车速为零时，TrVOBC 命令牵引禁止， 并启动机械制动
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列车位置确定
列车采用应答器来确定列车位置 • 系统使用校准应答器来提供明确的轨道位置标 志，确定已行进距离 • 在两个应答器之间，列车位置由输入的转速计 信号而确定。 • 定位精度高，为厘米级。
– 当列车通过或接近道岔时防止道岔移动 – 确保在道岔正确到位且锁闭之后，列车才能
进入该道岔区
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• 排列并锁闭列车进路 • 信号机的控制及状态监视 • 监控列车运行
区域控制器功能2
站台屏蔽门的控制和状态监视 站台紧急停车按钮及防护隔断门的监视 与相邻区域控制器的通信
– 实现列车在两个相邻区域控制器间的交接 – 将列车移动授权由一个控制器的辖区延伸到相邻
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倒溜监督 障碍物移动监督（仅使用于自动模式） 车门控制及安全联锁 屏蔽门控制及安全联锁 列车完整性检测 在安全运行速度限制范围内调整列车速度 根据乘客乘坐舒适度控制列车运行 节能运行控制
驾驶模式
• • • • •
切除模式NRM 限制人工模式RM 保护人工模式ATPM 自动驾驶模式ATO 待机模式STDBY
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AP 天线
• 根据线路条件，天线可以采用多种安装方式：墙面安装、顶棚安装、立柱安装 • 天线的位置设置使得相邻AP的信号可以重叠覆盖整个线路。这种重叠提供了轨旁 无线信号的冗余，如果一个AP或者隔一个AP交替发生故障，都能确保连续的无线 覆盖。
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轨旁计轴设备
• 轨旁计轴设备一般安装在信号机和道岔区段处
冗余的设备配置
• 在控制中心和各设备站配置 • 实现与所有的自动列车控制子 系统的通信
《区间信号自动控制》课程教学大纲概要
《区间信号自动控制》课程教学大纲(Automatic Control of Railway Wayside Signaling)一、课程目标1.任务和地位、知识要求: 本课程是为铁道信号专业开设的核心专业课之一, 该专业培养铁道信号专业领域中高级工程技术人才, 要求学生系统掌握铁道信号控制系统, 而区间信号自动控制系统对于保证行车安全, 提高区间通过能力、改善劳动条件等起着显著的作用, 它作为铁路信号现代化的重要基础设备, 在我国得到了迅速的发展。
本课程系统地阐述了区间闭塞系统的基本概念和基本原理, 通过继电半自动闭塞和自动闭塞典型制式的举例, 使学生加深对区间闭塞系统的理解和认识；对机车信号也进行相应的介绍。
本课程的主要预备课程有电路分析、电子线路和铁道信号基础设备及原理。
二、 2、能力要求：通过本课程的学习, 使学生对有关基本概念、基本知识、基本理论按“了解、掌握、重点掌握”三个层次进行。
“了解”即要求学生对这部分内容知道, 对其中所涉及到的内容理解；“掌握”即要求学生对这部分内容有较深入的理解, 并把握。
“重点掌握”即要求学生对这部分内容能够深入理解并熟练掌握, 同时能够灵活地进行分析和运用到实际中。
三、教学内容的基本要求和学时分配2.具体要求第一章区间闭塞系统研究和设计基础[目的要求] 通过本章的学习, 重点掌握区间闭塞的基本概念, 掌握区间闭塞的技术条件及基本方法。
[教学内容] 区间闭塞的基本概念、区间闭塞的技术条件及基本方法[重点难点] 区间闭塞的技术条件及基本方法[教学方法] 讲授[作业][课时] 6第二章半自动闭塞[目的要求] 通过本章的学习, 重点掌握单线继电半自动闭塞电路原理, 掌握其电路构成, 了解半自动闭塞的技术改造。
[教学内容] 半自动闭塞原理及设备、单线继电半自动闭塞电路的构成、半自动闭塞的技术改造[重点难点] 单线继电半自动闭塞结合电路原理[教学方法] 讲授[作业] 分析单线继电半自动闭塞电路原理[课时] 6第三章典型移频自动闭塞[目的要求] 通过本章的学习, 重点掌握移频自动闭塞的基本原理, 掌握控制电路, 了解新型自动闭塞。
简述cbtc的原理
简述cbtc的原理CBTC（Communication Based Train Control，基于通信的列车控制系统）是一种先进的列车控制系统，与传统的列车信号系统相比，具有许多优势，如提高运营的安全性、准确性和容量。
CBTC系统通过使用无线通信技术和先进的计算机算法，实现了对地铁列车的实时控制和监控。
CBTC系统由车载单元（On-Board Unit，OBU）、地面设备单元（Ground Base Unit，GBU）和控制中心单元（Control Center Unit，CCU）组成。
车载单元安装在列车上，用于接收和发送控制指令以及实时传输列车运行信息。
地面设备单元安装在轨道和车站上，用于检测和传输列车位置信息。
控制中心单元是CBTC 系统的大脑，用于计算列车的运行参数和控制信号。
CBTC系统的工作原理可以简述为以下几个步骤：1. 列车识别和位置检测：车载单元通过无线通信技术与地面设备单元进行通信，获取实时的列车位置信息。
地面设备单元使用传感器和信号发射器来检测列车位置，这些设备通常布置在列车进出站口、弯道和轨道交叉口等关键位置上。
车载单元收到位置信息后，将其反馈给控制中心单元。
2. 列车控制和监控：控制中心单元根据接收到的列车位置信息，计算出列车的速度、加速度和制动力等参数，并生成相应的控制指令。
这些指令通过车载单元发送给列车上的牵引系统和制动系统，实现对列车的实时控制和调度。
同时，控制中心单元还会实时监控列车的运行状态，如速度、距离和车门状态等，以确保列车的安全运行。
3. 列车间通信和协同运行：CBTC系统还支持列车之间的通信和协同运行。
通过车载单元和地面设备单元之间的无线通信，列车可以相互感知和识别，并共享位置和速度等信息。
这就使得列车之间可以实施间隔距离自适应控制，即根据列车前后的距离和速度自动调整安全间隔，从而提高列车运行的稳定性和容量。
4. 系统安全和可靠性：CBTC系统具有高度的安全性和可靠性。
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。
简述cbtc的基本原理及其应用
简述CBTC的基本原理及其应用1. 概述CBTC（Communication-Based Train Control）是一种基于通信的列车控制系统，采用了现代化的通信技术和计算机技术，用于实现列车的自动控制和监控。
CBTC不仅可以提高铁路运输的安全性和效率，还能提供更高水平的列车运行灵活性和可靠性。
本文将简要介绍CBTC的基本原理以及其应用领域。
2. CBTC的基本原理CBTC系统由车载设备和地面设备两部分组成，通过无线通信进行数据传输和指令下达。
其基本原理包括以下几个方面：2.1. 区间划分CBTC系统将线路划分为多个区间，每个区间包含一个或多个用于监控和控制列车运行的设备。
实时监测每个区间的信号状态和列车位置，以保持列车之间的安全间距。
2.2. 列车定位通过车载设备和地面设备之间的无线通信，CBTC系统可以实时获取列车的位置信息。
车载设备利用传感器获取列车的坐标和速度等数据，并传输给地面设备进行处理和记录。
2.3. 数据处理和分析地面设备通过接收和处理来自车载设备传输的数据，实时计算列车的运行状态和预测列车的行为。
根据列车位置和速度等信息，地面设备可以动态调整列车的运行模式，以确保列车的安全和效率。
2.4. 通信与指令下达CBTC系统通过无线通信传输数据和指令，地面设备可以向车载设备发送运行指令，包括限速命令、信号控制等。
车载设备接收到指令后，根据指令进行相应的列车运行控制。
这种双向通信保证了列车与地面系统的实时互动。
3. CBTC的应用领域CBTC系统广泛应用于各种铁路运输环境中，具有以下几个主要应用领域：3.1. 地铁和轻轨系统CBTC系统在地铁和轻轨系统中的应用最为广泛。
由于CBTC能够提供更高水平的列车运行灵活性和可靠性，因此可以帮助地铁和轻轨系统提高运行效率，并减少拉车间距，增加运输能力。
3.2. 高速铁路CBTC系统也被广泛应用于高速铁路系统。
通过实时监测列车运行状态和调整列车运行模式，CBTC可以提高高速列车的安全性和稳定性。
列车运行自动控制系统—CBTC系统
2. 区域控制器 ZC
ZC接收其控制范围内列车车载设备无线传输的所有列车位置 信息；根据联锁系统报告的信号设备状态信息及所辖区域内轨道 障碍物的位置，为向所辖区域内后续的所有列车计算各自的移动 授权。 ZC同时对线路的临时限速进行管理控制。 ZC还负责对相邻ZC的移动授权请求做出响应，完成列车从一 个区域到另一个区域的交接。
列车定位过程分为两个：列车位置初始化和列车位置信息更新。
➢列车根据检测到第一个无源定位信标作为列车初始位置， 其中检测是通过信标检测列车上的天线位置实现。然后根据 第二个检测的无源定位信标确定列车的行进方向。即列车根 据检测到的两个连续无源定位信标建立列车位置和方向。 ➢列车根据测速测距功能计算出的列车位移，在列车先前建 立的位置基础上持续更新位置。 ➢列车会根据后续检测到的无源定位信标更新校准列车位置。
2. ZC切换原理
当列车正常运行到达当前 受控ZC管辖边界时，如确 认列车满足切换条件，开始 与相邻管辖区的ZC进行信 息交互，当列车越过边界后 将尝试与相邻ZC建立控制 关系，并与运行出清的ZC 解除控制关系。
ZC只能授予列车在其辖 区内活动的权限。当列车 MA延伸到地面ATP边界时， ZC会请求相邻的ZC为该列 车计算MA。
简述cbtc的基本原理及应用
简述CBTC的基本原理及应用1. 什么是CBTC？CBTC（Communications-Based Train Control），即基于通信的列车控制系统，是一种先进的铁路列车控制系统。
与传统的列车控制系统相比，CBTC采用了更先进的通信技术，并能够提供更高的列车运行安全性和运行效率。
2. CBTC的基本原理CBTC的基本原理是通过无线通信技术实现列车之间、列车与基站之间的实时双向通信，从而实现列车的精确定位和安全控制。
CBTC系统主要由以下几个核心组件组成：•车载单元（On-Board Unit，OBU）：在每辆列车上安装的CBTC系统的一部分，用于接收和发送控制信息，并实现列车的自动操作。
•车站设备（Station Equipment）：包括基站设备和区域控制器，用于与车载单元进行通信，并对列车进行控制和监控。
•通信信道：CBTC系统采用无线通信技术，通过专用的通信信道传输控制信息。
•位置检测系统：通过安装在列车和轨道上的位置检测设备，实现对列车位置的精确定位。
•控制算法：CBTC系统使用先进的控制算法来实时计算列车的运行速度和位置，确保列车安全运行。
CBTC的基本工作流程如下：1.列车通过位置检测设备实时获取位置信息，并将数据传输给车载单元。
2.车载单元根据位置信息和控制算法，计算列车的运行速度和位置，并发送给车站设备。
3.车站设备接收到车载单元发送的数据，根据实时的运行情况，对列车进行控制和监控。
4.列车根据车载单元发送的指令，实现自动操作，包括加速、减速、停车等操作。
3. CBTC的应用CBTC系统在现代铁路运输中得到了广泛的应用，主要包括以下几个方面：3.1. 提高运行效率通过CBTC系统，铁路运输可以实现更高的运行效率。
由于CBTC系统能够实时计算列车的运行速度和位置，列车之间的安全间隔可以大大缩短，从而可以提高铁路线路的运行能力。
同时，CBTC系统还可以实现列车的自动操作，减少了人为因素对列车运行的影响，进一步提高了运行效率。
cbtc名词解释
cbtc名词解释
CBTC是一种现代化的地铁信号系统，其全称为“计算机控制列车传输系统”（Computer-based Train Control）。
CBTC系统利用计算机技术，从地铁车站到车辆之间建立了一个无线通信网络，在车辆运行时实时掌握车辆位置、速度等信息，从而实现更高效、更安全的地铁运营。
CBTC系统的主要特点包括以下几个方面：
1.无线通信：CBTC系统通过无线通信方式，实时监测车辆位置、速度等信息，并通过计算机算法实现车辆的自动控制。
2.分布式控制：CBTC系统采用分布式控制方式，车站和列车之间可以相互通信，实现更加灵活的列车调度。
3.高度的安全性：CBTC系统具有高度的安全性，可以实现列车的自动控制，防止列车之间的碰撞等安全事故。
4.高效的运营：CBTC系统可以提高地铁运营效率，减少列车之间的时间间隔，从而增加列车的运营能力。
总之，CBTC系统是地铁信号技术的一次重大革新，它的应用可以提高地铁运营的效率和安全性，为城市交通带来更加便捷和快速的服务。
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第8章_CBTC
CBTC传输介质的比较
✓ 感应环线 ✓ 使用安装在两根轨道间的电缆
✓ 无线（Radio） ✓ 波导管 ✓ 漏泄电缆 ✓ 无线空间天线
随着通信技术的应用，采用开放空间无线方式是今 后车地通信的发展方向
无线CBTC的结构
TrVOBC
Onboard 车载设备
基于感应环线的移动闭塞 CBTC
基于感应环线的移动闭塞CBTC
城市轨道交通信号与通信系统
-----CBTC系统
内容提要
1.了解CBTC系统结构; 2.熟悉CBTC系统子系统和组成设备; 3.掌握CBTC系统运行模式; 4.掌握CBTC系统功能
第一节、概述
一、系统结构 基于通信的列车控制运行系统（CommunicationBased Train Control，简称CBTC系统），即支持移动闭塞 的列车运行控制系统，它不仅仅适用于新建的各种城市轨道 交通，也适用于旧线改造、不同编组运行以及不同线路的跨 线运行。
数据通信子系统DCS 车载子系统 轨旁子系统
自动列车监控子系统
1、数据通信子系统DCS
DCS在CBTC组成部分间采用UDP/IP协议，采用双向 安全数据通信，提供了一个开放机构界面。应用IEEE802.3 有线和IEEE802.11g无线通信标准。
非安全子系统有安全算法信息保护功能。 DCS系统对列车控制子系统透明，满足定时和吞吐量 需求，并不依赖于无线通信技术的支持。
车站控制器STC
感应环线通信系 统
系统管理中心的 车站工作站
还包括：站台紧急按钮；站台发车指示器；车站现地控制盘；现场 联锁设备等
（3）车载设备
车载设备
车载控制器 VOBC
外围设备 接口
EU IRU 供电单元 天线 速度传感器 司机显示盘TOD
CBTC工作原理系统结构
CBTC工作原理系统结构
CBTC（Communication-Based Train Control，基于通信的列车
控制）是一种先进的列车控制系统，它采用了多个通信技术和算法来实现列车控制和信号传输。
CBTC工作原理和系统结构
如下：
1. 数据通信：CBTC系统采用无线数据通信技术来传输列车位置、速度、状态等信息。
常见的通信技术包括Wi-Fi、无线传
感器网络等。
2. 轨道设备：CBTC系统包括在轨设备，如轨道信号机、传感
器等，用于检测和监测列车的位置、速度、状态等信息，并将其传输给控制中心。
3. 列车设备：列车上安装有CBTC设备，它能够接收轨道设
备传输的信息，并根据这些信息控制列车的运行状态，如速度、加速度等。
4. 控制中心：CBTC系统的控制中心负责管理整个系统，并与
列车设备、轨道设备进行通信，以确保列车的安全运行。
控制中心使用算法来计算列车的轨道位置、运行速度，并将控制信号发送给列车设备。
5. 系统安全：CBTC系统具备多重安全保护措施，如故障检测
和容错机制，以确保列车的安全运行。
当系统出现故障时，CBTC系统能够快速切换到备份系统以保持列车控制。
总之，CBTC是基于通信技术的列车控制系统，它通过无线数据通信、轨道设备、列车设备和控制中心之间的相互作用，实现了对列车运行的精确控制，提高了列车的安全性、运行效率和运行能力。
CBTC系统
LOGO
4、CBTC子系统的介绍
(1) ATS子系统 在控制中心显示控制范围内列车运行状态及设备状态信
息是ATS子系统的主要功能。基于这些状态信息和运行时刻表， ATS能够实现自动排列进路，自动调整列车运行，可以通过改 变停站时间和站间运行时间来完成。ATS子系统包含时刻表工 作站、操作员工作站、其他的网络和设备等。
在CBTC应用中的关键技术是双向无线通信系统、列车定 位技术、列车完整性检测等。在双向无线通信系统中，在欧 洲是应用GSM-R系统，但在美洲则用扩频通信等其他种类 无线通信技术。列车定位技术则有多种方式，例如车载设备 的测速-测距系统、全球卫星定位、感应回线等。
LOGO
2、CBTC的特性
CBTC相比传统的铁路信号系统有如下特性： 不须繁杂的电缆，转而以无线通信系统代替，减少电缆铺 设及维护成本。 可以实现车辆与控制中心的双向通信，大幅度提高了列车 区间通过能力。 信息传输流量大、效率高、速度快，容易实现移动自动闭 塞系统。 容易适应各种车型、不同车速、不同运量、不同牵引方式 的列车，兼容性强。 可以将信息分类传输，集中发送和集中处理，提高调度中 心工作效率。
基于无线通信的CBTC是指通过无线通信方式（而不是轨道 电路），来确定列车位置和实现车－地双向实时通信。列车通 过轨道上的应答器，确定列车绝对位置，轨旁CBTC设备，根据 各列车的当前位置、运行方向、速度等要素，向所管辖的列车 发送“移动授权条件”，即向列车传送运行的距离、最高的运 行速度，从而保证列车间的安全间隔距离。
在VOBC子系统中，列车的位置和运行方向信息在保证列 车安全运行中作用重大，列车定位方式采用测速传感器和地 面应答器相结合的方式实现。
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（5）DCS数据通信系统 数据通信系统采用无线局域网WLAN技术，通过沿线设无
CBTC系统功能介绍和技术分析
• cbtc系统概述 • cbtc系统功能介绍 • cbtc系统技术分析 • cbtc系统与其他系统的比较 • cbtc系统的未来发展与挑战 • cbtc系统案例分析
01
cbtc系统概述
cbtc系统的定义和特点
节能环保
CBTC系统能够优化列车运行图，减少无 效制动和加速，降低能源消耗和排放。
数据安全与隐私保护
CBTC系统涉及大量的数据采集、传输和处理，如何保障数据的安全性和用户的隐私是一 个重要挑战。解决方案是制定严格的数据管理和隐私保护政策，加强数据加密和访问控制 ，确保数据不被非法获取和使用。
06
cbtc系统案例分析
北京地铁燕房线cbtc系统案例
总结词：成功应用
详细描述：北京地铁燕房线采用了基于通信的列车控制系统（CBTC），该系统实现 了列车自动控制、精确停车和高效运营等功能，提高了线路的运输能力和乘客出行 效率。
列车定位技术
列车定位技术是cbtc系统中的关键技术之一，用 于确定列车在轨道上的位置。
基于轨道电路的定位是通过轨道电路的信号传输 和接收来实现列车位置的确定，而基于无线通信 的定位则是通过列车与地面设备之间的无线通信 来确定列车位置。
常用的列车定位技术包括基于轨道电路的定位和 基于无线通信的定位。
提升旅客出行体验
CBTC系统能够提供更加准确、 可靠的列车时刻信息，提高旅 客出行满意度。
增强系统可靠性
CBTC系统采用冗余设计和技 术，提高了系统的可靠性和可 用性。
02
cbtc系统功能介绍
列车定位与追踪
列车定位
通过GPS、北斗等卫星定位技术，结合地面应答器、轨道电路等设备，实现列车精确位置的实时追踪 。
简述cbtc的工作原理及其应用
简述CBTC的工作原理及其应用1. CBTC概述CBTC（Communication-Based Train Control）是一种基于通信技术的列车控制系统，它在列车和信号系统之间使用无线通信技术进行数据传输，实现对列车的高度自动化控制。
CBTC通过实时监控列车位置和运行速度，提高了列车运行的效率和安全性。
2. CBTC的工作原理CBTC的工作原理可以概括为以下几个步骤：2.1 列车定位CBTC系统使用各种传感器和定位技术来准确监测列车的位置。
这些传感器可以是轨道侧安装的设备，也可以是装在列车上的设备。
列车位置的准确测量对CBTC系统的正常运行至关重要。
2.2 数据通信CBTC系统使用无线通信技术，在列车和信号系统之间传输数据。
这些数据包括列车当前的位置、速度、目标站点等信息。
通过实时传输数据，CBTC系统能够迅速做出调度决策，提高列车运行的灵活性和效率。
2.3 列车控制CBTC系统根据接收到的数据和预设的列车运行规则，控制列车的运行。
它可以自动控制列车的加速、减速、停车等操作，以保证列车在安全范围内运行。
CBTC系统还可以根据实时交通情况做出决策，优化列车的调度，减少延误。
2.4 安全保护CBTC系统具有多重安全保护机制，以确保列车运行的安全性。
例如，CBTC系统可以监测列车与其他列车之间的最小安全间距，并在接近危险情况时发出警报。
同时，CBTC还可以监测电力供应、信号灯等设备的状态，及时发现并解决潜在的故障。
3. CBTC的应用CBTC系统已广泛应用于城市轨道交通系统，并取得了显著的效果。
以下是CBTC在交通领域的主要应用：3.1 增加运行容量CBTC系统可以提高列车运行的效率，减少车辆之间的最小间距，从而增加线路的运行容量。
通过实时调度和自适应控制，CBTC系统能够更有效地利用轨道资源，减少拥堵和延误。
3.2 提高安全性CBTC系统具有高度自动化的列车控制功能，可以实时监测列车的位置和运行情况，并进行精确的调度。
教学课件-城市轨道交通CBTC信号系统简介
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系统分类
尽管各类信号系统在实现列车控制方式、车地数据传输方式、列车定位方式和信息量等方面各有不 同，但基本上可按以下方式分类：
车地信息传输方式
点式 连续式
信号 系统 分类
闭塞方式
固定闭塞 准移动闭塞
移动闭塞
列车速度控制方式
阶梯式速度曲线 速度距离曲线
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盗版必究
性能比较
信号系统中三中制式的速度曲线比较：
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移动闭塞
移动闭塞没有固定的闭塞分区，无需轨道电路装置判别闭塞分区列车占用与否。移动闭塞ATC系 统利用无线电台实现车地数据传输。轨旁ATC设备根据控制区列车的连续位置、速度及其它信息计 算出列车移动授权，并传送给列车，车载ATC设备根据接收到的移动授权信息和列车自身运行状态 计算出列车运行速度曲线，对列车进行牵引、巡航、惰行、制动控制。在移动闭塞ATC系统中，列 车之间保持最小“安全距离”进行追踪运行。该安全距离是指后续列车安全行车间隔停车点与前行 列车尾部位置之间的动态距离。由于在移动闭塞制式下，列车安全行车间隔停车点较准移动闭塞和 固定闭塞更靠近前行列车，因此安全行车间隔距离也较短，在保证安全的前提下，能最大程度地提 高列车区间通过能力。并且由于轨旁设备数量的减少，降低了设备投资、运营及维护成本。
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系统控制原理
车载控制器负责列车安全定位。通过速度传感器和加速度传感器来确定列车的安全位置，该安全位 置通过数据通信子系统(DCS)，传输到区域控制器 (ZC)以及列车自动监控(ATS)系统。通过检测安装在轨 道中间的静态信标的来修正列车的位置误差。
区域控制器基于该区域内所有列车的位置和方向，发出移动权限(MA)指令，并持续更新和传输。计 算移动权限，以保证列车安全隔离，并达到最小的列车运行间隔。车载控制器利用MA信息来执行ATP 和ATO功能。
CBTC原理
二、信号系统构架
信号系统主要由以下几部分组成：ATS、区域控制器、车载设备、轨旁设备等 。
信号系统构架简图
二、信号系统构架
1、ATS
ATS是一个非安全系统，是信号系统的管理设备。该系 统提供了线路的总览，显示了站台、道岔、指定列车等 的位置。其主要功能为：
1）状态和性能监视； 2）列车时刻表和列车运行间隔调整； 3）列车进路的控制/分配； 4）列车追踪； 5）行调/值班员的人机接口； 6）产生数据采集和选择报告； 7）轨旁和车载设备接口； 8）事件记录。
1）电子联锁模块（MEI）：接受轨旁设备（道岔、信 号机、计轴等）的状态并确保联锁的安全性，它是个二 取一的冗余系统；
2）看门狗继电器架：确保信息传递的安全性； 3）操作和通信模块（SCOM）：完成诸如报警管理、
数据记录等操作和维护工作，同时SCOM也是PMI与其 他系统通信的桥梁；
二、信号系统构架
一、概述
3、闭塞方式概述
正常情况下，列车采用移动闭塞方式运行，当 信号系统故障时，列车可采用固定闭塞方式运 行。
一、概述
3、 闭塞方式概述
移动闭塞：
移动闭塞系统是一种区间不分割、根据连续 检测先行列车位置和速度进行列车运行间隔 控制的列车安全系统。系统把先行列车的后 部看作是假想的闭塞区间，这个假想的闭塞 区间随着列车的移动而移动，所以叫作移动 闭塞。
二、信号系统构架
1、ATS
ATS系统分为中央和本地两部分。中央ATS 有两个服 务器计算机（一台主用、一台备用）。如果主用计算机故 障，则系统会自动的切换到备用服务器。当控制中心两个 服务器故障时，ATC系统会自动的转换为ATS本地控制模 式。车站值班员可以在本地ATS服务器上追踪列车，并控 制可控区域内的轨旁设备。一旦ATS中央服务器再次运行 ，则本地ATS服务器关闭，并以被动模式重新启动。
CBTC系统功能介绍和技术分析ppt课件
相反的列车进路保护: 区段区域及方向锁闭
管理列车运行方向（2/2）
双向运行区域
区段方向锁闭状态
联锁设备
区域控制器
1/ 联锁设区段把方向锁闭状态发送给区域控制器
2/ 区域控制器发送移动授权
车门安全和屏蔽门安全保护功能是管理相关开门和关门的动作，并保证乘客的安全乘车 这个功能具体包括下面功能: 在站台授权车门和屏蔽门的打开和关闭 发出车门和屏蔽门开门命令 发出车门和屏蔽门关门命令
0
未检测到不正确的门打开
BLOCK_NOR MAL_DIRECTION_LK
c
yes
每个在双向CBTC区域的区段
1
区段方向锁闭在正常方向
可选var_CBTC_applies_Direction_Locking_Protection
0
区段方向未锁闭在正常方向
BLOCK_REV ERSE_DIRECTION_LK
列车运行间隔控制概念
移动闭塞 (Moving Block)： 线路没有被固定划分的闭塞分区 列车间的间隔是动态的、并随前一列车的移动而移动 该间隔是按后续列车在当前速度下的所需制动距离、加上安全裕量计算和控制的，确保不追尾 制动的起始和终点是动态的 一次性抛物线型制动曲线 轨旁设备的数量与列车运行间隔关系不大
区域控制器发送隐藏信号机显示请求给联锁设备
隐藏信号显示(2/3)
*
车载
联锁设备
列车定位
位置
隐藏信号机显示授权
当列车通过信号机时，信号机显示不再被隐藏
隐藏信号显示(3/3)
区域控制器
区域控制器状态
旁路联锁设备的轨道电路或者计轴区段故障 可以优化联锁功能当区段故障发生时
道岔无法动作
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工进路延时解锁时间
区域控制器重叠区管理
轨旁计轴器，为未安装CBTC的列车提供安全的检测功能。 在CBTC故障时，此功能用作后备列车检测功能。
4、自动列车监控子系统
人机界面 列车位置及功能状况的监视和显示 列车控制子系统的功能状况的监视和显示
道岔、站台屏蔽门及轨道侵入设备状态的监视和显示
数据无线电台
外围车载子系统
两个速度传感器
一个查询器天线
一个列车司机显示器
3、轨旁子系统
列车位置检测：非通信列车位置检测、通信列车位置检测 和CBTC列车筛选 列车安全保护：列车安全间隔保护、进路保护、管理列车 运行方向和车门和屏蔽门安全保护 联锁功能辅助：屏蔽信号机显示、旁路区段故障和加快人
DCS系统对列车控制子系统透明，满足定时和吞吐量
需求，并不依赖于无线通信技术的支持。
补充内容
UDP/IP协议：
- User Datagram Protocol（用户数据报协议）
-在网络质量令人十分不满意的环境下，UDP协议数 据包丢失会比较严重。但是由于UDP的特性：它不属于连接 型协议，因而具有资源消耗小，处理速度快的优点，所以通 常音频、视频和普通数据在传送时使用UDP较多，因为它们 即使偶尔丢失一两个数据包，也不会对接收结果产生太大影 响。
-国内的主流系统结 构
CBTC传输介质的比较
感应环线 使用安装在两根轨道间的电缆 无线（Radio） 波导管 漏泄电缆 无线空间天线
随着通信技术的应用，采用开放空间无线方式是今
后车地通信的发展方向
无线CBTC的结构
TrVOBC
Onboard 车载设备
基于感应环线的移动闭塞CBTC
2/区域控制器发送道 岔相关数据给列车
道岔相关数据
联锁设备
区域控制器
CBTC根据控制区内所有车辆的位置、方向和速度， 其他障碍物的位置，速度限制和计划进路，区域控制区通过 数据通信子系统，用无限发出移动授权限制指令（MLA）给
该区域的所有列车。
MLA=Movement Authority Limit
城市轨道交通信号与通信系统
-----CBTC系统
内容提要
1.了解CBTC系统结构; 2.熟悉CBTC系统子系统和组成设备; 3.掌握CBTC系统运行模式; 4.掌握CBTC系统功能
第一节、概述
一、系统结构 基于通信的列车控制运行系统（CommunicationBased Train Control，简称CBTC系统），即支持移动闭塞 的列车运行控制系统，它不仅仅适用于新建的各种城市轨道 交通，也适用于旧线改造、不同编组运行以及不同线路的跨
（2）DCS车载设备
（3）轨旁骨干网络
通信子系统
自动列车监控子 系统
轨旁
车载子系统
（1）无线通信
1. 一个地理区段被两个属于不同扩展服务设备的AP覆盖， 左侧轨旁网络LWN和右侧轨旁网络RWN。AP属于安装 在轨道两侧的扩展服务设备，并且在不同的频段运行（
使得它们不互相干扰）。
2. 两个相邻的AP在一个区域内交叠，确保覆盖的连续性和
无缝性。
提供楼宇和火灾报警系统接口
（1）运营中心OCC
OCC
ATS调度站
ATS“支持”工 作站
大屏幕显示工作 站
（2）轨旁设备
轨旁设备
车站控制器STC
感应环线通信系 统
系统管理中心的 车站工作站
还包括：站台紧急按钮；站台发车指示器；车站现地控制盘；现场 联锁设备等
（3）车载设备
EU 车载控制器 VOBC 车载设备 IRU 供电单元 天线 外围设备 接口 速度传感器 司机显示盘TOD
2、车载子系统 车载控制器是安全的车载子系统，用于确定列车位 置。使用接收到的障碍物位置信号和来自区域控制器的移 动授权，提供安全的列车自动保护和非安全的列车自动运
行。
通过无线通信将列车位置传递给数据通信子系统， 在传递给区域控制器和自动列车监控子系统并提供非安全 的自动列车监控子系统数据。车载控制器采用三取二的判 决方式。
基于感应环线的移动闭塞 CBTC
数据通信子系统DCS
车载子系统
轨旁子系统 自动列车监控子系统
1、数据通信子系统DCS
DCS在CBTC组成部分间采用UDP/IP协议，采用双向 安全数据通信，提供了一个开放机构界面。应用IEEE802.3 有线和IEEE802.11g无线通信标准。
非安全子系统有安全算法信息保护功能。
折返位 置
列车位置检测
（1）非通信列车位置跟踪
* 点击列车进行列车运行动画
区段占用相关数据
联锁设备车位置跟踪
4/ 车载子系统 把列车位置发送 给区域控制器
1/ 联锁设备发送 道岔相关数据给区 域控制器
车载 设备
3/ 车载子系统 用道岔相关数据 计算自己的列车 位置
线运行。
CBTC为基于通信的列车控制系统。受益于计算机技 术和通信方式的发展，信号的概念已经改变：从被动反应到 主动检测，从轨旁设备控制到列车自我控制。现在列车具备
了思考和对话能力。
-基于无线（radio） 通信的虚拟闭塞 CBTC CBTC -基于感应环线的移 动闭塞CBTC
-国外部分城市开始 使用
列车运行的调整 保证列车运行间隔和运行图的实施 基于运行线分配的列车进路安排 根据系统延迟或调度员要求调整列车运行参数
为管理报表、维护及运营分析搜集数据 与其他系统的接口 提供站台乘客广播系统接口
提供无线通信系统接口
SCADA 命令和状态显示，并与远程SCADA单元接口
与无线通信系统的结构 与时钟系统的结构
信息系统外部接口
与通信传输系统的接口 与PIS的接口
与车辆的接口
和SCADA,FAS,BAS等
二、系统功能
车载控制器负责列车安全定位。包含整个线路的轨道数据库。
土建限 速信息 其他线 路信息 身份识 别ID
应答器 位置
数据 库
转辙机 位置
障碍物 信息
位置信 息
三、系统性能
CBTC可以实现所谓的“无扰运行间隔”。但是依旧 会受到很多系统控制意外因素的干扰。 线路走向、轨道、轨距 建筑结构 列车加速度和制动率
车站停站时间、终点轨道配置、列车最大运行速度
司机反应、道岔位置和道岔速度
第二节、子系统和设备的详细描述
一、数据通信子系统 该子系统是个宽带通信系统，提供三个主要列车控 制系统。