02-城轨基本概念和CBTC系统架构

2.0.2 城市轨道交通 urban rail transit 或mass transit
在不同型式轨道上运行的大、中运量城市公共交通工具，是当代城市中地铁 、轻轨、单轨、自动导向、磁浮等轨道交通的总称。
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地铁与轻轨的定义-2
【GB 50490-2009 城市轨道交通技术规范】： 2．0．1 城市轨道交通 urban rail transit 采用专用轨道导向运行的城市公共客运交通系统，包括地铁系统、轻轨系统 、单轨系统、有轨电车、磁浮系统、自动导向轨道系统、市域快速轨道系统 。
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标准和规范
国家标准 GB 50157-2003 地铁设计规范 【建设部】 GB 50490-2009 城市轨道交通技术规范 【住房和城乡建设部】 GB/T 12758-2004 城市轨道交通信号系统通用技术条件【建设部】 GB 50299-1999 地下铁道工程施工及验收规范 【北京市城建委员会】 GB 50578-2010 城市轨道交通信号工程施工质量验收规范【住房和城乡建设部】 GBT 21562-2008 (IEC62278-2002)轨道交通 可靠性 可用性 可维护性和安全性规范 及示例
根据是否考虑先行列车的速度，移动闭塞又分为两种：一是考虑先行列车速度的移动 闭塞系统(MB-V方式)；二是不考虑先行列车速度的移动闭塞系统(MB-V0方式)。
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1. 概念定义-移动闭塞
目前是移动闭塞
由于科技的发展原因，目前世界范围内采用的是MB-V0方式，即：
列车之间的安全间隔是根据前车的位置，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。
ATP – 列车自动防护（Automatic Train Protection）
通过对列车运行方向、间隔、并与联锁相配合，以“故障-安全”的原则防止列车冲突、 超速以及其他的任何危险情况。 ATO – 列车自动运行（Automatic Train Operation） 执行列车的速度调整、程序停车、车门控制、运行等级调整等非必要司机执行的功能。 ATS – 列车自动监督（Automatic Train Supervision） 监督列车，根据时刻表调整列车运行，并提供数据和调整服务以减小由于非规律的运行 给运营服务带来的不便。
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地铁与轻轨的定义-3
【 IEEE1474.1-2004 CBTC Perfromance and Functional Spec 】： 3.1.19 heavy rail transit: A mode of rail rapid transit generally characterized by fully grade-separated construction, operating on exclusive rights-of-way and station platforms at the floor level of the vehicles.
–
– – – – –
MR
TI TOD TSR VSP ZC
Mobile Radio
Transponder Interrogator Train Operator Display Temporary Speed Restriction Vital Stopping Point Zone Controller
城市轨道交通信号系统 基本概念及CBTC系统架构
2013.7
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课程安排
第一章 概念定义
第二章
第三章
适用的标准规范
系统基本架构
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第一章 概念定义
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地铁与轻轨的定义-1
【GB 50157-2003 地铁设计规范】： 2.0.1 地铁 metro 或 underground railway 或subway 在城市中修建的快速、大运量用电力牵引的轨道交通。线路通常设在地下隧 道内，也有的在城市中心以外地区从地下转到地面或高架桥上。
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1. 概念定义-移动闭塞
紧急制动包络曲线 紧急制动触发曲线
列车2安全停车点 ATO曲线
列车2
列车 1
区域控制器向列车2发 送安全动作授权
列车2功能停车点 列车1发送定位信息 区域控制器
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1. 概念定义-移动闭塞
区域控制器
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概念定义-闭塞制式比较
固定闭塞、准移动闭塞和移动闭塞
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第二章 适用的标准规范
全管理组织体系符合规范要求；系统实施了危险鉴别、分类、危险处理和评
估；系统的安全功能分析和确认；故障模式及故障影响范围确认；完成了外
界干扰的系统运行试验；具有安全功能检测报告和安全性试验证明。
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概念定义-缩写
缩写：
– – – ACS AP AS Axle Counter System Access Point Access Switch 计轴系统 接入点 接入交换机
车载无线电台
查询应答器天线 列车司机显示屏 临时限速 安全停车点 区域控制器
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概念和定义
概念定义
– – – CBTC的概念 ATC的概念 什么是移动闭塞
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1. 概念定义-CBTC
什么是CBTC
CBTC的定义：IEEE 标准1474
– – 基于通信的列车控制系统（ Communications-Based Train Control ）。 一个连续的列车自动控制系统，它具有高分辨率的、不依赖于轨道电路的列车位置确 定方式，高容量的车一地双向数据通信，以及能够实施故障--安全功能的车载和轨旁处 理器。 车地通信媒介：主要有自由空间无线，波导管，环线，漏缆等。
–
关键的两点：
- 不依赖于轨道电路的列车定位技术；
- 连续的、大容量的列车---轨旁双向数据通信技术。
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1. 概念定义-ATC
什么是ATC
ATC--列车自动控制系统（ Automatic Train Control ） 系统自动控制列车的运行，保证列车的运行安全，指挥行车；它必须包括ATP，可以包 括ATO或/和ATS子系统。
线路的轻轨，根据行车间隔、列车运行速度采取相应技术手段进行列车运行 安全防护。
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GB 50490-2009 城市轨道交通技术规范
【GB 50490-2009 城市轨道交通技术规范】
8．3．11信号系统设备应具有独立安全认证机构出具的、符合“故障——安
全”原则的证明及相关说明。 【条文说明】 8．3．11 城市轨道交通信号系统的安全认证体系在我国尚不完 善，本条是从规范我国城市轨道交通信号系统发展出发，提出的原则性规定 。涉及行车安全的系统设备，应通过独立的安全认证机构（如常设的安全认 证机构或政府组织的、由有关专家组成的技术鉴定委员会）的认证或认可， 并经过安全检测、运用试验。 涉及行车安全的系统设备投入运用前，应证实安全系统设备的研发程序及安
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地铁与轻轨的定义-4
按照国际标准，划分两者区别的依据是所选用列车的规格。 城市轨道交通列车可分为A、B、C三种 型号，分别对应3米、2.8米、2.6米的列 车宽度。 凡是选用A型或B型列车的轨道交通线路称为地铁，采用5～8节编组列车； 选用C型列车的轨道交通线路称为轻轨（上海轨道交通8号线除外），采用2～4节 编组列车。 列车的车型和编组决定了车轴重量和站台长度。 在我国的规范中是指，轴重相对较轻，单方向输送能力在1万～3万人次的轨道交 通系统，称为轻轨；每小时客运量3万～8万人次的轨道交通系统，称为地铁。
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GB 50490-2009 城市轨道交通技术规范
【GB 50490-2009 城市轨道交通技术规范】
8．3．2 线路全封闭的城市轨道交通应配备和运用列车自动防护系统；线路
部分封闭的城市轨道交通系统，应根据行车间隔、列车运行速度、线路封闭 状态等运营条件，采取相应的技术手段进行列车运行的安全防护。
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标准和规范
铁标----施工验收规范 TBT 10419-2003 铁路信号工程施工质量验收标准 TBT 10206-1999 铁路信号施工规范
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标准和规范
铁标----产品标准 TBT 2476.3_1993 铁路信号电缆综合护套信号电缆 TBT 3126_2005 铁路车站计算机联锁单元控制台 TBT 2296_1991 计轴设备通用技术要求 TBT 2852_1997 轨道电路通用技术条件 TBT1528.(1-7)-2002 铁路信号电源屏 运基信号【2005】458 铁路信号智能电源屏技术条件 TBT 3069_2002 S700K_C型电动转辙机 TBT 3113_2005 ZD9_ZDJ9系列电动转辙机 TBT 1477_2005 ZD6系列电动转辙机 TBT 2614_2005 转辙机通用技术条件
【条文说明】 8．3．2 线路完全封闭的城市轨道交通列车旅行速度较高、行
车密度较大，应配置并运用列车自动防护系统，防止将信号系统的后备运行
模式作为正常的列车运行模式利用，并且从载客运营起，就应遵守本条的规
定。
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GB/T 12758-2004 城市轨道交通信号系统通用 技术条件
【GB/T 12758-2004 城市轨道交通信号系统通用技术条件】 4．1．7 封闭线路的城市轨道交通系统必须配备列车自动防护系统。非封闭
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1. 概念定义-移动闭塞
什么是移动闭塞
移动闭塞是相对于固定闭塞而言的。
固定闭塞是在区间设置固定的闭塞分区和相应的防护信号，以轨道区段对列车进行定 位和追踪；
移动闭塞防护列车运行安全的闭塞分区是移动的，随着后续列车和前方列车的实际行 车速度、位置、载重量、制动能力、区间的坡度、弯道等列车参数和线路参数的变化 而改变，随着列车运行而移动；依靠车载设备并配合地面设备对列车进行精确定位。
地铁能适应的单向最大高峰小时客流量为3-6万人次，轻轨能适应的单向最大高 峰小时客流量为1-3万人次。由此设计的地铁和轻轨，它们的区别首先表现在地 铁的轴重普遍大于13吨，而轻轨要小于13吨，其次，一般情况下，地铁的平面曲 线半径不小于300米，而轻轨一般在100米到200米之间，另外，地铁每列车的编 组数也要多于轻轨，车辆定员亦多。
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– – – – Байду номын сангаас – – –
ATB
ATC ATO ATP ATS BS CBTC CC DCS
Automatic Turn-Back
Automatic Train Control Automatic Train Operation Automatic Train Protection Automatic Train Supervision Backbone Switch Communications-Based Train Control Carborne Controller Data Communication System
一种模式的快速轨道交通，通常具有全封闭结构、专用优先通行权和站台与 车地板水平的特点。
3.1.21 light rail transit: A mode of rail transit characterized by its ability to operate on exclusive rights-ofway, street running, center reservation running, and grade crossings, and to board and discharge passengers at track or vehicle floor level. 一种模式的轨道交通，具有专用优先通行权、街道运行、中心专用地运行、 平交道口，在线乘客上下车或站台与车地板水平的特点。
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标准和规范
铁标----技术标准 铁路技术管理规程【铁道部令第29号】 TBT 10007-2006 铁路信号设计规范 TBT 10071-2000 铁路信号站内联锁设计规范 TBT 3027-2002 计算机联锁技术条件 TBT 1774_1986 继电式电气集中联锁技术条件 TBT 2615_1994 铁路信号故障-安全原则 TBT_2667 1995 列车超速防护技术条件 运基信号[2010]709《铁路信号集中监测系统技术条件》
自动折返
列车自动控制 列车自动运行 列车自动防护 列车自动监督 骨干交换机 基于通信的列车控制系统
车载控制器 数据通信系统
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概念定义-缩写
缩写：
– – – – – – DSU EB ESB iATP LRU NRM Database Storage Unit Emergency Brake Emergency Stop Button Intermittent ATP Line Replaceable Unit Non-Restricted Manual 数据储存储单元 紧急制动 紧急停车按钮 点式ATP 在线可替换单元 非限制人工模式