城市轨道交通信号系统的发展概述.
城市轨道交通与信号系统
城市轨道交通与信号系统【摘要】城市轨道交通作为现代城市交通系统中重要的组成部分，信号系统的作用至关重要。
本文从城市轨道交通系统组成、信号系统功能、原理、发展趋势以及城市轨道交通与智能信号系统等方面进行了探讨。
城市轨道交通信号系统的重要性在于确保列车安全、高效地运行，提高运输效率，减少交通事故发生。
城市轨道交通信号系统的应用不断拓展，为城市交通出行提供了更多便利。
未来，随着科技的发展和智能化水平的提升，城市轨道交通信号系统也将迎来更多创新和改进，从而更好地适应城市交通发展的需求，为人们出行提供更加便捷、舒适的交通服务。
城市轨道交通与信号系统的密切关系将在未来发展中扮演着重要角色。
【关键词】城市轨道交通、信号系统、组成、功能、原理、发展趋势、智能信号系统、重要性、应用、未来发展1. 引言1.1 城市轨道交通与信号系统概述城市轨道交通与信号系统是现代城市交通系统中至关重要的组成部分。
随着城市化进程的加快和人口流动的增加，城市交通拥堵和安全问题日益突出，城市轨道交通成为解决这些问题的重要手段之一。
城市轨道交通系统包括地铁、轻轨、有轨电车等多种形式，通过地下、地面或高架等方式进行运输，为城市居民提供快捷、便利的出行方式。
城市轨道交通信号系统是城市轨道交通运行的核心，它通过信号灯、信号显示器、车辆识别系统等设备，控制车辆的行驶和停车，保障列车安全、高效地运行。
城市轨道交通信号系统的功能包括列车控制、道岔控制、列车位置监测、故障检测等，确保车辆在运行过程中能够按照预定的路线和速度行驶，避免事故发生。
城市轨道交通与信号系统是城市交通运输中不可或缺的一部分，它为城市交通提供了安全、高效的运输方式，对改善城市交通环境、缓解交通压力具有重要意义。
在未来的发展中，城市轨道交通与信号系统将继续发挥重要作用，推动城市交通的现代化和智能化发展。
2. 正文2.1 城市轨道交通系统组成城市轨道交通系统是一个复杂的系统，它由多个部分组成，每个部分都有着不可或缺的作用。
城市轨道交通通信信号系统论述及发展趋势
城市轨道交通通信信号系统论述及发展趋势摘要：持续提升的经济水准为我们国家交通行业的飞速发展奠定了极为坚实的基础，持续提升的自动化水准也为控制系统的探究注入了源源不断的动力。
在人们高质量生活要求持续提升以及城市建设速度持续增快的时代背景之下，愈来愈多的城市轨道交通出现在了市政建设当中，相应的也为交通运行安全提出了更为巨大的挑战以及更高、更多的要求。
通信信号系统作为城市轨道交通稳定安全运行的关键保障，对城市轨道交通通信信号系统进行深入探究，对于保证行车高效以及行车安全起到了不可忽视的重要作用。
鉴于此，笔者就对城市轨道交通通信信号系统及其进展趋势进行了简单的探究，以供参考。
关键词：城市轨道交通；通信信号系统；发展趋势；探究引言：伴随着我们国家城市的飞速发展，城市轨道交通系统在推进城市繁荣发展、降低污染以及降低城市压力等等多个方面起到了极为关键的作用。
城市轨道交通通信信号系统作为提升城市轨道运输效能、实现运行自动化与行车指挥、保障列车安全性的重要控制系统，其控制器也是城市轨道交通系统的关键控制系统，是充分保证城市轨道交通系统稳定安全运行的重要保障系统。
所以，信号控制器需要朝向着自动化程度更高、更为可靠安全、更为先进、服务性更好的方向不断发展，以此来充分适应城市轨道交通高密度、高速度运作模式的实际需求。
1 城市轨道交通通信信号系统概述尽人皆知，城市轨道交通通信信号系统是调控运输效率、指挥列车运行的重要环节，一般包含下文所述的几个部分，分别为地铁列车自动运行系统、地铁列车自动防护系统以及地铁列车自动监控系统。
上文所述的这三个系统主要以信息交换为方式，以速度控制为基础，互相依存，进而形成地铁列车自动控制系统。
与其他的交通方式相对比而言，城市轨道交通有着低耗、准时、大容量以及安全的重要优势，在城市建设当中得到了极为广泛的运用。
然而，由于我们国家城市轨道交通所承载的客流量相对较为巨大，所以，对于我们国家的城市轨道交通通信信号系统也提出了极为苛刻的关键要求。
轨道交通信号系统的技术发展趋势
轨道交通信号系统的技术发展趋势随着城市化进程的加速和人们出行需求的不断增长，轨道交通作为一种高效、便捷、绿色的交通方式，在现代城市交通体系中发挥着越来越重要的作用。
而轨道交通信号系统作为保障列车安全、高效运行的关键技术，也在不断发展和创新。
本文将探讨轨道交通信号系统的技术发展趋势，以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考。
一、智能化与自动化智能化和自动化是当前轨道交通信号系统发展的重要趋势。
通过采用先进的传感器、数据分析和人工智能技术，信号系统能够实现对列车运行状态的实时监测和智能控制。
例如，基于深度学习的故障诊断和预测模型可以提前发现信号设备的潜在故障，从而及时进行维护和修复，提高系统的可靠性。
同时，自动驾驶技术的不断成熟也使得列车能够在无需人工干预的情况下自动运行，不仅提高了运行效率，还降低了人为失误带来的风险。
在智能化的信号系统中，列车能够根据实时的客流信息、线路条件和运行计划，自动调整运行速度和停站时间，实现更加精准的运营调度。
此外，智能信号系统还能够与其他交通系统进行信息交互和协同控制，提高整个城市交通网络的运行效率。
二、互联互通与一体化随着城市轨道交通网络的不断扩大，不同线路之间的互联互通和一体化运营成为了必然需求。
传统的信号系统往往存在着技术标准不统一、设备兼容性差等问题，限制了线路之间的互联互通。
为了解决这些问题，新一代的信号系统正在朝着标准化、模块化和开放式的方向发展。
通过制定统一的技术标准和接口规范，不同厂家的信号设备能够实现无缝对接和互操作，从而降低系统建设和维护成本，提高运营效率。
同时，一体化的信号系统能够实现对整个轨道交通网络的集中控制和管理，实现资源的优化配置和协同运作。
例如，在紧急情况下，能够快速实现线路之间的列车调配和应急处置，提高系统的应急响应能力。
三、通信技术的演进通信技术是轨道交通信号系统的重要支撑，随着 5G、LTE 等新一代通信技术的发展，信号系统的通信能力得到了显著提升。
城市轨道交通信号系统分析
城市轨道交通信号系统分析1. 引言1.1 城市轨道交通信号系统的重要性城市轨道交通信号系统在现代城市交通中扮演着至关重要的角色。
随着城市人口的增长和交通需求的不断增加，轨道交通系统越来越成为人们出行的主要选择。
城市轨道交通信号系统作为轨道交通运行的核心，不仅可以确保列车安全有序地运行，还可以提高线路运营效率，减少交通事故的发生，缓解交通拥堵，节约能源资源等方面发挥着不可替代的作用。
城市轨道交通信号系统可以提高运输效率，有效地减少列车之间的间隔时间，增加运输能力，缩短运行时间，提高线路的运输效率。
城市轨道交通信号系统可以确保列车行驶的安全性。
通过实时监控列车的位置和速度，系统可以及时发现并处理潜在的安全隐患，确保列车的安全运行。
城市轨道交通信号系统还可以优化线路的运行方案，减少能源消耗，降低运营成本，提高城市轨道交通的整体可持续发展水平。
城市轨道交通信号系统的重要性不言而喻。
它不仅是城市交通运输的重要组成部分，还关乎着城市的公共安全和发展。
我们需要重视城市轨道交通信号系统的建设和维护，不断提升其运行效率和安全性，为城市交通建设做出更大的贡献。
【200】1.2 城市轨道交通信号系统的发展现状城市轨道交通信号系统的发展现状可以说是随着城市化进程的加快而得到了快速发展。
随着城市人口的增加和交通需求的增加，城市轨道交通系统成为了连接城市各个区域的重要交通方式。
在城市轨道交通系统中，信号系统起着至关重要的作用，它不仅能够保证列车的运行安全，还能够提高运行效率，减少交通拥堵。
目前，许多大城市都已经建设了完善的城市轨道交通信号系统，其中包括地铁、轻轨等各种形式的轨道交通系统。
这些系统不仅采用了先进的信号控制技术，还引入了智能化管理系统，能够实现列车间的精准协调和调度。
城市轨道交通系统还在不断创新和完善，引入了自动驾驶技术、智能调度系统等新技术，提高了系统的安全性和效率。
城市轨道交通信号系统的发展现状呈现出技术先进、智能化、高效率的特点，为城市居民出行提供了便利和舒适的交通方式。
城市轨道交通通信信号系统论述及发展趋势
城市轨道交通通信信号系统论述及发展趋势摘要：未来，随着机动车保有量的进一步增加，道路资源将会更加拥挤，而城市轨道交通以其快速、便捷、准时、环保等优势会迎来更大的客流量。
我国城市轨道交通网络化的趋势已经形成，截止到2019年我国已经或者正准备开通轨道交通的城市有37个，43座城市已经或者正在建设轨道交通，而在2016年，只有29个城市，这说明发展速度之快。
而北上广深等城市地铁已经实现了网络化运营，但是受到线路、列车、车站等客观条件的限制，在早晚高峰期，轨道交通也严重拥挤和超载，不仅给出行带来了不便，而且也造成了安全隐患。
因此，研究城市轨道交通网络化运营的相关技术问题就有着积极意义。
关键词：城市轨道交通；通信传输网络；应用；发展引言随着城市人口的快速增长，地面交通系统承受着巨大的压力，人们的出行也成为了一大难题，当前城市中交通拥堵、交通事故屡见不鲜，人们的生命财产安全饱受威胁，如何提高人们的出行效率，保证人们的出行安全俨然成为了城市交通部门积极探索和研究的重要课题。
在此背景下城市轨道交通应用而生，不但有效利用了城市的地下空间，而且减轻了城市交通系统的压力，为人们的出行提供了更多的选择，可以说，城市轨道交通具有十分广阔的发展前景，通信传输网络的构建更有着至关重要的意义。
一、城市轨道交通通信传输网络主流技术（一）OTN技术OTN技术具有高速度、全透明、无阻塞、带宽利用率高等特点。
OTN是为专网而开发，具有灵活、丰富的业务接口卡，有较强的业务接入能力及强大的网管能力。
它独特的帧结构及传输方式非常适用于独立的专用网络。
但OTN存在技术标准的独有性和厂商的唯一性等问题，且OTN设备为进口设备。
（二）MSTP技术目前，城市轨道交通应用最广泛的MSTP作为基于SDH（同步数字体系）的传输技术，其接入处理技术在发挥传送功能方面，继承了SDH稳定、可靠的特性，并融合了数据网灵活、多样的业务处理能力。
（1）EthhernetoverSDHEthhernetoverSDH是以SDH网络作为传送IP数据的物理传输网络。
城市轨道交通信号系统的介绍
列车2
应答器 无线传输
运行方向 应答器
车站 应答器
无线传输
列车1
发送器/ 接收器
ATP数据
ATP控制单元
ATS命令 列车定位信息
ATS计算机
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2 CBTC的车地通信方式
• CBTC系统在系统结构和功能日趋一致或接近的情况下，车-地双向连续通信方式是系统 的关键技术之一和主要区别。目前移动闭塞的车-地通信媒介方式主要有两类：
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1 概述
• 目前城市轨道交通正在使用的信号系统主要有两种：基于数字轨道电路的准 移动闭塞和基于通信的移动闭塞系统（CBTC)。
• 准移动闭塞在国内地铁建设的初期有着广泛的应用，但近些年随着CBTC系统 的快速发展，新建城市轨道交通项目已基本不再采用基于轨道电路的准移动 闭塞技术，基于通信的移动闭塞已成为城市轨道交通信号系统的主流技术， 是城市轨道交通信号系统的发展方向。
• 有效站台端部至 9/12 号道岔岔尖（岔心至岔尖的距离向轨道专业落实） 的距 离应不小于 11m，如下图所示
• 两组对向 9/12 号道岔之间（岔尖到岔尖,岔心至岔尖的距离向轨道专业落 实 ）的长度不小于一列车长加 22m，如下图所示
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3 转辙机安装位置预留要求
• 要求道岔转辙机安装区 域不设置隧道变形缝。
• 道岔转辙机安装位置加 宽部分高度为从隧道底 部到轨面以上 2m，如下 图 所示。
• 道岔转辙机安装区域范 围内设备高度高于轨面 ，设置人防门时应考虑 关门区域避开转辙机高 于轨面的安装区域。
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3 转辙机安装位置加宽要求
• 为满足道岔转辙机的安装要求，方便工程施工及运营维护，需要对转辙机 安装处进行局 部加宽。
• 采用 9 号曲尖轨道岔，转辙机安装加宽位置至少在岔尖前 1m，岔尖后 7 米加宽范围，共加宽 8m。采用 12 号曲尖轨道岔，转辙机安装加宽位置至 少在岔 尖前 1m，岔尖后 8m 加宽范围，共加宽 9m。
城市轨道交通信号系统简介交流课件
安全制动模型
速度
信号系 统反应 时间
牵引力 切断
惰行
紧急制动实施
Ttraction (0.878 s)
Tcoasting (1.4 s)
Emergency Brake Command by ATP
Traction vitally cut by the RS
Emergency brake fully applied
计算机联锁的主要功能是保障列车进路中的方向、道岔位置、侧防 元素、轨道区段等的正确联锁关系，是信号系统的基础安全设备。
联锁：是各种要素的相互关联且状态锁定。即各类要素之间建立 起联系，并且在各类要素的状态进行锁定后才能允许列车开动。
S3 列车运行方向
P1
P2 S4
侧防道岔 保护区段
P3
S2
S1
车载ATP/ATO控车原理
准移动闭塞：将线路划分成闭塞区间，以追踪列车
列车控制原理：移动闭塞
起点与终点都随车的移动而变化 ， 车与车之间实时交换信息（通过地 面相关设备进行交换）。
安全距离
移动闭塞：列车被连续追踪 特点是：无须设置地面信号机，效率
高，通信是车对车、车对地。
固定闭塞 与 准移动闭塞 与 移动闭塞
无车载信号设备列车
安全完善度等级——SIL
四级——危险侧失效率在10-8~10-9 以下； 三级——危险侧失效率在10-7 ~10-8 ； 二级——危险侧失效率在10-6 ~10-7 ； 一级——危险侧失效率在10-5 ~10-6 ； 零级——没有特殊要求。 这是对整个系统的要求，而不是对单独设备而言 ATP（含联锁系统）——SIL-4级，ATS——SIL-2 信号系统的原则——故障-安全原则
城市轨道交通与信号系统
城市轨道交通与信号系统1. 引言1.1 城市轨道交通与信号系统的概述城市轨道交通与信号系统是现代城市交通系统中不可或缺的重要组成部分。
它包括地铁、轻轨、有轨电车等多种交通方式，通过铁轨运行，能够快速、高效地运输大量乘客。
城市轨道交通系统具有环保、节能、安全、舒适的特点，是现代城市交通体系中的重要组成部分。
城市轨道交通系统与信号系统的概述包括了交通运输方式、信号系统、调度系统、车辆系统等多个方面。
信号系统是城市轨道交通系统中至关重要的一环，它通过信号灯、信号设备等方式来控制车辆的运行，确保交通安全和运行效率。
城市轨道交通与信号系统的建设和发展对于城市交通拥堵和环境污染问题具有重要意义。
它也是城市经济和社会发展的重要支撑，能够为城市居民提供便利、快捷的出行方式。
城市轨道交通与信号系统的建设和完善，将为城市交通运输带来新的发展机遇，推动城市交通体系的现代化和智能化。
1.2 城市轨道交通与信号系统的重要性城市轨道交通与信号系统的重要性体现在多个方面：它可以有效缓解城市地面交通拥堵问题，提高城市交通运行效率，减少出行时间。
作为清洁能源交通方式，城市轨道交通对环境影响较小，有利于改善城市空气质量，减少尾气排放。
城市轨道交通的建设和运营能够促进城市经济发展，提升城市形象和吸引力，带动周边产业发展，促进就业增长。
城市轨道交通与信号系统是现代化城市交通体系中不可或缺的重要组成部分，对城市交通、环境、经济等方面都具有重要影响和作用。
在未来的城市发展中，进一步完善城市轨道交通与信号系统，提升其智能化、安全性和便捷性，将有助于推动城市可持续发展。
2. 正文2.1 城市轨道交通系统的组成与运作原理城市轨道交通系统是由轨道车辆、轨道线路、车站设施、信号系统等多个部分组成的复杂系统。
轨道车辆是系统的核心，承载着乘客，并在轨道线路上运行。
轨道线路则是轨道车辆行驶的路径，通常分为地下、地面和高架三种形式，各有不同的特点和应用场景。
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2017/9/24 5
基于模拟轨道电路的ATC系统
轨道电路是将区间线路划分为若干固定的区 段，进行列车占用检查和向车载ATC设备传送信 息的载体。列车定位是以固定的轨道电路区段为 单位，采用模拟轨道电路方式由地面向车载设备 传送10～20种信息，列车采用阶梯式速度控制，
称之为固定闭塞。
2017/9/24 6
2017/9/24
3
2017/9/24
4
1、城市轨道交通信号系统的发展趋势
信号系统是保障行车安全、提高运输能
力的关键技术装备。城市轨道交通信号系统 随着微电子技术、计算机技术、通信技术的 发展而不断发展。信号系统中，地面与车载 设备的安全信息传输方式，大致经历了模拟 轨道电路、数字轨道电路和无线通信3个阶段。
2017/9/24 9
但是数字轨道电路存在以下缺点 ：
必须具备很强的抗干扰能力。轨道电路中ATC 信息电流一般在几十毫安至几百毫安，而列车 牵引回流最大可达4000 A。 受轨道电路特性限制，只能实现地面向列车的 单向信息传输，信息量也只能到数十比特，限
制了ATC系统的性能。
2017/9/24 10
模拟轨道电路在我国应用的代表产品有：从英
国西屋引进的FS22500无绝缘轨道电路(北京地铁1
号线、13号线) ；从美国GRS公司引进的无绝缘数
字调幅轨道电路(上海地铁1号线)。从系统整体角度
来看，基于模拟轨道电路的ATC系统中各子系统处
于分立状态，技术水平明显落后，维修工作量大，
制约了列车运行速度和密度的进一步提高，将逐步 退出历史舞台。
基于通信的列车运行控制系统（CBTC）
CBTC的特点是前、后列车都采用移动定位方式， 通过安全数据传输，将前行列车的位置信息安全地传
递给后续列车，可实现一次模式曲线式安全防护，并
且其防护点能够随前车的移动而实时更新，有利于进
一步缩小行车间隔，提高运输效率，称之为移动闭塞。
2017/9/24
11
我国已经开通使用的广州地铁3号线采用加拿大阿尔卡
USSI公司的AF2904无绝缘数字轨道电路(上海地铁2
号线) ；德国西门子公司的FTGS无绝缘数字轨道电路
(广州地铁1、2号线, 南京地铁1号线等) 。数字轨道电
路的ATC系统采用微电子技术、计算机技术和数字通
信技术，延续了轨道电路故障-安全的特点，目前在
我国和世界范围内开通运用较多，系统的可靠性和稳 定性得到了充分的验证。
6、7、8、9号线，北京地铁4号线，沈阳地铁1、2号线，成
都地铁1号线等)，都选择了基于点式AP 无线通信的CBTC系 统，它已经成为我国城市轨道交通信号系统选型的主流制式。
2017/9/24 12
CBTC系统采用当前先进的计算机技术和信息传 输技术，不与牵引供电争轨道，有利于牵引供电专业 合理布置设备；不需要在轨道上安装设备，易形成疏 散通道。采用CBTC技术，具有多方面优势(提高效率、 易于延伸线建设和改造升级)，可以充分利用国内现 有的信号产品和资源，易于实现国产化。其中具有完 全自主知识产权的计算机联锁设备和ATS子系统已经 成功在现场开通使用。但目前CBTC系统的应用在国 际上还处于初期阶段，国外厂商都在结合工程实践不 断完善，开通投入商业运营的线路并不多，开通过程 中主要存在以下技术瓶颈，需要在今后的研制和工程 实施中加以解决。
2017/9/24 7
基于数字轨道电路的ATC系统
数字轨道电路采用数字编码方式，地面向车载
设车运行间隔，提高了舒
适度。采用数字轨道电路的ATC系统，列车可实现
一次模式曲线式安全防护，因此称之为准移动闭塞。
2017/9/24
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数字轨道电路在我国应用的代表产品有美国
列车从地面的一个AP切换到另一个AP时信息传
输会有中断, 存在一定程度的丢包现象, 如何提高信
息传输的可靠性也待研究。
2017/9/24 15
旧线改造信号系统模式
我国早期建设的运营线路(旧线) 一般采用轨道
电路方式的ATC系统，因此在信号系统改造时，推
荐采用基于通信的列车控制系统(CBTC)方案。改造
故即使达到小于90 s的区间运行间隔，但折返效率
即“一夫当关”，前功尽弃。
2017/9/24 14
除采用环线通信外，目前CBTC系统采用的
IEEE802.11系列的WLAN标准是一个开放的无线频
段，该频段不限制其他用户使用，用户较多时容易造
成相互干扰，特别是在高架开放区段，抗外部干扰问
题尤为重要。
期间，无线通信的CBTC系统与既有的轨道电路互
不影响，减少了改造的技术难度和工程管理难度。
2017/9/24
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3、国产化城轨交通信号系统进展情况
国内开发的城市轨道交通系统3种制式都有，基本上都 采用CBTC基于无线的列车控制系统。主要开发进展情况如 下：
1. 中国铁道科学研究院，充分利用专业齐全的优势，通
特公司的Sel Trac MB 系统，用感应环线实现车-地信息双向 传输；北京地铁10号线、广州地铁4号线采用德国西门子公 司的TrainguardMT，用点式AP实现无线信息传输，北京地 铁2号线改造、机场线采用法国阿尔斯通公司的URBAL
ISTM，用波导管和点式AP实现无线信息传输。
现在正在建设的项目(广州地铁5号线、广佛线，上海地铁
城市轨道交通通信系统和信号 系统的发展
轨道通信系统
• 轨道交通通信系统是指挥列车运行、组织 运输生产及进行公务联络的重要手段，由 多个子系统构成。
2017/9/24
2
通信系统主要分类
• • • • • （1）调度指挥通信系统 （2）无线通信系统 （3）公务通信系统 （4）广播系统 （5）电视监视系统
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选用移动闭塞CBTC最大的论据是提高运行效 率，可缩短列车追踪运行间隔，但是固定闭塞和准
移动闭塞，及移动闭塞的区间最小运行间隔分别为
120 s、100 s和90 s，而运行间隔的瓶颈是端站的
折返时间。一般端站的折返时间长达几分钟，缩短
折返时间的方法是改变折返方式或追加折返线路等，