深圳地铁三号线正线信号系统

2 道岔
正线上大部采用60Kg的9#道岔。为增加列车的的折返能力和 出段能力，分别在双龙站（4组）和塘坑站（2组）设置了12# 道岔。 渡线上的道岔为双动道岔，但均分别采用了单独的控制回路和 表示回路。 采用ZD（J）9型三相交流电动转辙机 电机采用三相交流380V电源 接点系统采用铍青铜静接点组和铜钨合金动接点环 伸出杆件用镀铬防锈，伸出处用聚乙烯堵孔圈和油毛毡防尘圈 支承和防尘 转动和滑动面均用SF2复合材料衬套和衬垫 转换时间≦5.8s 工作电流≦ 1.5A
一、系统概述
3、三号线信系统工程包括： 首期线路全长32.94km、22座正线车站、一 条试车线、一座控制中心、一座车辆段与综 合基地。初期配置24列列车，6辆编组。近期 配置33列列车，远期配置52列列车。并配备 6辆工程车。 西延线线路全长8.7Km、8座车站、一座停车 场。配置19列列车，6辆编组。
一、系统概述
1、深圳地铁三号线正线信号系统采用具有当前国际 先进水平的庞巴迪（Bombardier）运输集团 的 CITYFLO 650 基于无线通信技术的移动闭塞系统， 分别由以下几个子系统构成： 正线联锁(CBI)子系统 列车自动保护ATP子系统 列车自动驾驶ATO子系统 列车自动监控ATS子系统 通信传输DTS子系统 无线传输TWC子系统
二、运行和设计指标
线路设计最高行车速度为90km/h。 运行最小列车追踪间隔为90秒；列车折返运行间隔 最小至105秒；全线按 16 对车/小时的通过能力设 计。 四种列车驾驶模式：列车自动驾驶ATO模式，带防 护的人工驾驶ATP模式，限制人工驾驶RM模式和非 限制的人工驾驶NRM模式。 复线/双向，通常情况下为右线行车，轨旁信号机 在正常运行方向的右侧。 各个车站安装有站台安全门/屏蔽门。 本系统采用可靠的组件、开放式的接口以及严格的 软、硬件设计和品质标准。
四、控制权交接
2）当红岭站获得红岭——田贝站区的控制权 后，老街、田贝站只能再获得监视权。
红岭站 控制 红岭站 老街站 监视 老街站 晒布站 翠竹站 田贝站 监视 田贝站
四、控制权交接
3）当老街站获得红岭——晒布站区的控制权 后，田贝站只能获得剩余站区的控制权。
老街站 控制 红岭站 老街站 晒布站 翠竹站 田贝站 控制 田贝站
倒溜防护距离
时延距离
超行距离
定位误差
占用
17
虚拟占用
定位误差
惰行距离
紧急制动
系统原理-虚拟占用的计算实例
70
65 6ห้องสมุดไป่ตู้ 55 50 45
速度 (km/h)
40 35 30
25
20 15 10 5 0
倒溜防护距离 车尾定位误差 列车长度 车头定位误差 时延距离 超行距离 惰行距离 紧急制动距离
0
50
深圳地铁三号线 正线信号系统介绍
陈浩莹
安全小知识
安全第一，预防为主 故障—安全 逃生知识
问题思考
1、系统组成，原理？ 2、红-M信号机显示定义？ 3、进路类型？ 4、控制权交接？ 5、KS开关的操作过程及原理
目 录
系统概述 运行和设计指标 系统原理 控制权交接 列车运行进路 与外系统接口 系统功能与构成 降级运行模式 KS开关操作过程及原理 目前系统存在的局限性
OCC
莲花村站
大芬站
塘坑站
四、控制权交接
3、区域内的车站授权 具有“站群管理”模式功能，各站的监控权已经 被设置。 可以同时有多个有控制权限的车站获得授权。 获得控制权的车站可以控制整个区域也可以选择 控制指定的控制范围。 一个被控制范围内同时只允许被第一个获得控制 权的车站控制，而其后登录的该范围权限只能获 得监视权。
1. 一个非CBTC列车B不能实时 的传送其位置，但占用了计轴区 段。
B
四、控制权交接
1、系统正常时，设备的监控均在OCC的中央 ATS工作站上。系统启动时，默认的权限在区 域控制区ATS工作站上，紧急情况下可以强行 获得控制权。 2、中央ATS可以同时分别向三个区域控制区 授权,亦可单一区域授权。
一、系统概述 4、CBTC系统组成示意图
ATS列车自动监控 ATS
轨旁组件
联锁
RATP/ RATO
Balise 信标
其他
通信
DTS通信
VATP VATO 车载组件 MMI ATO
VATP
VATO
VATP
VATO NRM (旁路模式)
MMI ATP
MMI RM
一、系统概述
5、CBTC原理 基于通信的CBTC的移动闭塞系统的主要设计目标是在维持 系统安全性的同时，通过改善位置分辨能力和移动授权更新 率，来缩短列车间隔距离，提供更大的运能。 列车在移动授权的范围内安全运行，考虑了最不利情况下的 停车距离，以及不确定的前方障碍物位置后生成速度曲线。
三.系统原理
系统原理
基于通信的列车控制系统（CBTC）： •车地实时双向通信；--无线传输 •列车精确定位；--多传感器信息融合 移动闭塞； 适用于METRO/APM系统，能够实现STO、DTO和UTO模式。
Train footprint CBTC
M
CBTC
Train footprint
系统原理-CBTC运营 关键技术： 精确定位 虚拟占用 车地通信
CBTC

车载 RADIO
A
5. 列车A的车载CBTC设备计算安 全曲线并应用到对列车的防护上 () 。 1. 基于轮速传感器和多普勒雷达，列车B 连续的计算其位置() （经过信标点时重 14 置其误差），生成虚拟占用。
B
系统原理-列车定位
信标 读取器 测速 电机 多普勒 雷达 速度 处理
一、系统概述
2、贯穿在信号系统设计中的基本原则是：安 全、可靠，最大限度地实现功能，最大限度 地减少系统故障的发生。正线信号系统提供 了降级或紧急运营模式。在CBTC系统出现 故障时，所有在正线范围内作业的列车仍可 被系统探测及追踪；并在正线线路适当位置 设置轨旁信号机协助司机驾驶，以维持列车 服务。同时也可让没有安装车载信号设备的 列车在正线安全作业。
3. 区域控制器设备计算冲突点()，到 列车B的车尾，给出移动授权。 4. 轨旁无线设备连续的把冲突点()和移动 授权传送给列车A。
CBTC 运营
2. 列车B的车载无线设备传送其实时 位置和虚拟占用给轨旁无线设备。
区域控制器

轨旁DTS设备
轨旁无线 设备
轨旁无线 设备
轨旁无线 设备
CBTC
车载 RADIO
五、列车运行进路
① ② 列车运行进路类型有两种： 一种是标准进路 进路随列车的运行而逐段解锁。 标准进路是默认的进路类型. 所有进路类型都具有 标准进路功能。 ③ 进路可以自动设置，也可以手动设置。 ④ 标准进路只允许一条进路里运行一辆列车。 ⑤ 标准进路具有引导功能。
五、列车运行进路
另一种是Fleeting进路 ① 列车运行过后，进路不解锁，只有在信号取消时才解锁。 ② 联锁仅允许在相应标准进路建立之后办理Fleeting 进路。 但不是所有进路都能办理Fleeting进路，由联锁表规定。 ③ Fleeting 进路通过自动模式或人工模式办理。 ④ Fleeting 进路允许进路中同时运行多辆CBTC 列车。 ⑤ Fleeting 进路没有引导功能。 通常，正常的列车运行交路是这两种进路类型的组合。
位 移 方 向
位置 处理 轨道 数据库 车辆 位置
列车精确定位原理图
15
系统原理-定位误差校正
位置 位置误差 信标点
列车运行方向
定位误差的校正
16
系统原理-虚拟占用
列车传输虚拟占用以定位车尾的位置。 运行方向
占用—等于列车长度加上 积累的定位误差 时延距离—在通信时延的 过程中列车行驶的距离 惰行距离—惰行后，在紧 急制动建立前列车行驶的 距离 紧急制动—从紧急制动实 施到列车获得零速，列车 行驶的距离
四、控制权交接
例如大芬区域控制区中，丹竹头、草埔、红 岭站、老街站和田贝站均有监控权，而丹竹 头老街为非设备集中站的轴心站。
红岭站
老街站
田贝站
四、控制权交接
1）当红岭站获得红岭——晒布站区的控制权后， 老街站只能再获得该区监视权。反之亦然。
红岭站 控制 红岭站 老街站 监视 老街站 晒布站 草埔站 田贝站
方式1 3 2
六、与外系统接口
3号线正线信号系统与车辆、站台屏蔽门/安 全门、防火门、旅客信息、综合监控、通信 广播、时钟、无线等的设备接口
中央 车站
七、系统功能与构成
系统配置示意图
1 信号机
采用LED信号机(12束X5个LED），并具有结构紧凑、能耗低、寿 命长、无需调焦等特点。 ① 工作环境: 温度：-40℃～70℃ 相对湿度：不大于95％(25℃) 大气压力：不低于54Kpa（海拔高度不超过5000m） 振动频率：10～2000Hz，加速度幅值10m/s2 ② 机构采用硅铝合金材料压铸而成具有强度高、重量轻、组合灵 活、安装方便、外形美观等优点。 ③ 光源为整体透镜组：由点灯变压器、点灯模板、超高亮度发光 二极管点阵、光学透镜、钢化玻璃前置镜、灯架等组成。 ④ LED 信号机可实现20％～30％的故障模拟，与LED 信号机报 警仪结合，可实现故障报警功能。 ⑤ 设计使用寿命：大于10 万小时。 ⑥ 具有抗强光干扰性能，能防止由于外部光线的照射导致信号错 误显示。
一、系统概述
一期工程中，区域控制站2个，分别是塘坑站 （塘坑-双龙）和大芬站（红岭-六约）；设备 集中站5个（红岭、田贝、草埔、爱联、双 龙）；其中设有信号机111架，道岔46组， 计轴点210个，等。 二期工程中，区域控制站1个，即莲花村站； 设备集中站3个（益田、福田、华新）；其中 设有信号机47架，道岔22组，计轴点64个， 等。
五、列车运行进路
1、列车出段
信号机不能设为Fleeting， 由时刻表自动触发
五、列车运行进路
列车自动折返 红岭、双龙两个站的自动折返进路，在ATS正常工作时，利 用时刻表和目的地号自动排列折返进路；当OCC ATS故障 时，红岭、双龙、田贝、草埔则利用LCW人机界面的自动折 返（三种方式）模式选择按钮，由本地应用服务器请求联锁 为每列车自动排列折返进路。
混合运行模式
联锁 轨旁DTS设备
4. 轨旁无线设备连续的把冲突点()信息 传送给跟随的列车A。
轨旁无线 设备
轨旁无线 设备
轨旁无线 设备
2. 联锁可以连续的检测计轴占用信息， 并提供给轨旁CBTC设备。
CBTC
车载 无线
非CBTC列车
A
20
5. 列车A的车载CBTC设备基于冲突点信息计 算安全曲线。

预复位(vAzGrT)功能：在设备集中站的车控室的复位盘上进行“预复位”操作， 在操作预复位按钮后先不进行计轴空闲显示，需再通过一次列车后，才能进行空 闲显示。 面板上提供运行状态指示灯， 不同灯位点亮可组合表示故障代码。
3 计轴
① ② ③ ④ ⑤ 计轴室外设备（ZP43计轴点） 探测所有符合规定尺寸的车轮 适应所有类型的钢轨 防雷部件的一体化 高机械强度 在车轮作用时间很短时具有高可靠性（车轮直径 865 mm时， 列车最大速度可为400km/h) ⑥ 在环境温度为-40 °C～+80 °C以及冰、雪和潮湿（包括洪 水）影响时，都能无故障地使用 ⑦ 对磁轨制动机和涡流减速器的影响不敏感
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
3 计轴
正线采用AzS(M)350 U计轴系统 ，由计轴主机(EC) 和ZP43计轴点组成。 计轴主机具有以下特点： 具有灵活的系统配置：一个计轴主机可以直接连接5个ZP43 计轴点，每个计轴 主机可以检测4个线路区段。计轴主机可以通过“级联”的形式进行任意数量的 连接，可以处理相邻系统的信息。最远传输距离达80KM。
100
150
200
250
300
350
400
450
距离 (m)
18
系统原理-车地通信
车地通信-TWC：
2.4G公共频段
采用私有协议 频率主动切换机制
地面/高架段 地下段
漏缆 LOS天线 LOS天线 LOS天线
19
系统原理-混合运行
3. 区域控制器随时监控所有CBTC列车和非CBTC列车， 对于非CBTC列车B，轨旁CBTC设备把冲突点()放 置在列车B最后占用计轴区段的始端。 区域控制器