城市轨道交通CBTC系统相关知识培训
合集下载
城市轨道交通信号与通信系统 模块7 城市轨道交通CBTC系统
3）车载数据通信网络 车载数据通信网络由车头驾驶室网络部分和车尾驾驶室网络 部分组成。车头和车尾驾驶室网络部分分别由车载无线网络 单元、车载天线、车载网络交换机和车载CBTC系统设备组成。 4）车地双向通信网络 DCS的车地双向通信网络是沟通车载数据通信网络与轨旁数 据通信网络的渠道，可以实现车地之间的双向通信。
（1）在正常运营条件下，该工作站用于实现ATS车站工作 站的功能，监视和控制列车的运行设备及轨旁设备。 （2）在降级运营模式下，若ATS不可用，则该工作站还具 有本地控制工作站的功能。 该工作站通常控制的仅仅是本联锁区。 7.数据通信子系统 1）轨旁数据接入网络 轨旁数据接入网络主要由轨旁接入交换机、轨旁（access point，AP）、光电转换器、天线、连接线缆、供电部分 设备、保护箱设备组成。轨旁接入交换机通过冗余的以太 网络与骨干交换机相连。 2）轨旁数据骨干网络 轨旁数据骨干网络由骨干交换机和传输设备组成。传输设 备之间组建传输环(resilient packet rings，RPR)，骨干交 换机链接到本站及本网的传输环上。这些骨干交换机和传 输环设备安装在环路各处的信号设备室（如设备集中站和 控制中心）内。
6.车门、屏蔽门的监督检查和开启授权 通过与车辆的接口，车载控制器实时检查车门的关闭状态，如 果在列车运行中，车门关闭信号丢失，则列车将施加FSB。如果 车载控制器发现前方车站的屏蔽门未处于关锁状态，将不允许 列车进入车站；同样，当列车停站时，在未检查到屏蔽门关闭 前，车载控制器将不允许列车启动。 车载控制器在发送车门和屏蔽门开门允许信号前，将检查以下 条件：列车处于零速状态、列车已对准站台的正确位置、列车 已切除牵引、列车已实施常用制动。若能满足上述这些条件， 则正确侧列车车门就会接收到开启指令并打开。 7.列车完整性监督 通过与车辆接口，车载控制器会实时检查列车完整性信号。当 车载控制器检测到列车完整性丢失信号时，将实施EB。一旦列 车完整性丢失，车载控制器还将禁止所有CBTC运行模式。
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。
城市轨道交通列车运行控制培训资料
强化设备检测手段
采用先进的检测设备和技术，对关键设备进行实时监测和故障诊断， 及时发现并处理设备故障。
提高维护人员技能水平
加强维护人员的培训和管理，提高其专业技能水平和责任意识，确 保设备维护保养质量。
推广节能环保理念，降低运营成本
采用节能环保技术
采用高效能、低能耗的列车和信号设备，推广再 生制动等节能环保技术，降低列车运行能耗。
3
通信信号一体化控制策略优缺点
优点包括信息传输实时性强、有利于提高列车运 行安全性；缺点包括技术新颖、需要进一步完善 和验证。
PART 04
列车运行安全保障措施与 实践
REPORTING
WENKU DESIGN
防止追尾和相撞事故安全措施
列车控制系统
采用先进的列车控制系统，如 ATP（列车自动防护）系统，确 保列车在行驶过程中始终保持安
列车运行控制系统的 工作原理
列车运行控制系统通过地面设备和车 载设备之间的信息交互，实现对列车 运行的实时监控和控制。地面设备根 据列车的位置、速度等信息，生成相 应的控制命令，通过无线通信等方式 发送给车载设备。车载设备接收并解 析控制命令，控制列车的加速、减速 、停车等操作。
列车定位技术
01
列车定位技术的定义
口或进入下一区段。
超速防护
当列车超过允许速度时，超速防 护系统会自动启动，使列车减速
或停车。
应对突发情况紧急制动安全措施
紧急制动按钮
在列车上设置紧急制动按钮，当遇到紧急情况时，乘客或工作人 员可以按下按钮使列车紧急制动。
紧急通风系统
在紧急情况下，启动紧急通风系统，确保车厢内空气流通，避免乘 客窒息。
优化运营组织
合理安排列车运行图和运营计划，减少空驶里程 和无效停站，提高运营效率。
采用先进的检测设备和技术，对关键设备进行实时监测和故障诊断， 及时发现并处理设备故障。
提高维护人员技能水平
加强维护人员的培训和管理，提高其专业技能水平和责任意识，确 保设备维护保养质量。
推广节能环保理念，降低运营成本
采用节能环保技术
采用高效能、低能耗的列车和信号设备，推广再 生制动等节能环保技术，降低列车运行能耗。
3
通信信号一体化控制策略优缺点
优点包括信息传输实时性强、有利于提高列车运 行安全性；缺点包括技术新颖、需要进一步完善 和验证。
PART 04
列车运行安全保障措施与 实践
REPORTING
WENKU DESIGN
防止追尾和相撞事故安全措施
列车控制系统
采用先进的列车控制系统，如 ATP（列车自动防护）系统，确 保列车在行驶过程中始终保持安
列车运行控制系统的 工作原理
列车运行控制系统通过地面设备和车 载设备之间的信息交互，实现对列车 运行的实时监控和控制。地面设备根 据列车的位置、速度等信息，生成相 应的控制命令，通过无线通信等方式 发送给车载设备。车载设备接收并解 析控制命令，控制列车的加速、减速 、停车等操作。
列车定位技术
01
列车定位技术的定义
口或进入下一区段。
超速防护
当列车超过允许速度时，超速防 护系统会自动启动，使列车减速
或停车。
应对突发情况紧急制动安全措施
紧急制动按钮
在列车上设置紧急制动按钮，当遇到紧急情况时，乘客或工作人 员可以按下按钮使列车紧急制动。
紧急通风系统
在紧急情况下，启动紧急通风系统，确保车厢内空气流通，避免乘 客窒息。
优化运营组织
合理安排列车运行图和运营计划，减少空驶里程 和无效停站，提高运营效率。
城市轨道交通信号与通信系统(知识扩展)城市轨道交通CBTC系统功能
6
2 、子系统功能—ATP子系统
安全间隔 系统还提供了旁路信号车载设备安全列车间隔功能的功能，
列车可超出其移动授权限制（如以一定速度限制）。但此 情况下，列车运行安全由司机保证。
还可收回（增加限制）先前赋予列车的移动授权限制。 列车接近或制动到初始移动授权时，可能会违反新的ATP 曲线，这时，信号系统会立即激活制动程序。该制动程序 可以是紧急制动程序或是受监控的常用制动程序。
13
2 、子系统功能—ATP子系统
CBTC系统 列车追踪原理
3.ZC (基于从所有列车收到的信 息) 计算移动授权MAL(X) 并发送 给各个车载. ZC也将列车的位置信息送给ATS
ZC
AP
ATS
4. CC计算制动曲线， 防护列车运行
2. CC将位置信息通过轨旁 无线传给区域控制器ZC
AP
Radio CC
信号系统会将移动授权限定在前方列车尾部后面的安全距 离外方停车点。
5
2 、子系统功能—ATP子系统
安全间隔 信号系统安全列车间隔功能包括： • 利用ATP固定数据（如，永久限速）和ATP可变数据（如，
临时限速和移动授权），计算ATP曲线（即安全速度曲线， 属于列车定位功能）。 • 监控并执行信号系统计算出的ATP曲线。 • ATP曲线受安全制动模式管理，可确保在任何情况下（包 括故障），配有车载设备的列车都不会超出移动授权限制。
4
2 、子系统功能—ATP子系统
安全间隔
无论车载设备是否运行，信号系统都可保证在该系统内的 所有列车之间的安全列车间隔。
如果车载设备运转良好，信号系统可对这些列车进行安全 列车间隔控制，以认定前方列车可立即在原地停车为原则。
对于车载设备运转良好的列车，其位置测定以信号系统的 定位分辨率为基准。如果车载设备无法运转，由司机保证 行车安全。
2 、子系统功能—ATP子系统
安全间隔 系统还提供了旁路信号车载设备安全列车间隔功能的功能，
列车可超出其移动授权限制（如以一定速度限制）。但此 情况下，列车运行安全由司机保证。
还可收回（增加限制）先前赋予列车的移动授权限制。 列车接近或制动到初始移动授权时，可能会违反新的ATP 曲线，这时，信号系统会立即激活制动程序。该制动程序 可以是紧急制动程序或是受监控的常用制动程序。
13
2 、子系统功能—ATP子系统
CBTC系统 列车追踪原理
3.ZC (基于从所有列车收到的信 息) 计算移动授权MAL(X) 并发送 给各个车载. ZC也将列车的位置信息送给ATS
ZC
AP
ATS
4. CC计算制动曲线， 防护列车运行
2. CC将位置信息通过轨旁 无线传给区域控制器ZC
AP
Radio CC
信号系统会将移动授权限定在前方列车尾部后面的安全距 离外方停车点。
5
2 、子系统功能—ATP子系统
安全间隔 信号系统安全列车间隔功能包括： • 利用ATP固定数据（如，永久限速）和ATP可变数据（如，
临时限速和移动授权），计算ATP曲线（即安全速度曲线， 属于列车定位功能）。 • 监控并执行信号系统计算出的ATP曲线。 • ATP曲线受安全制动模式管理，可确保在任何情况下（包 括故障），配有车载设备的列车都不会超出移动授权限制。
4
2 、子系统功能—ATP子系统
安全间隔
无论车载设备是否运行，信号系统都可保证在该系统内的 所有列车之间的安全列车间隔。
如果车载设备运转良好，信号系统可对这些列车进行安全 列车间隔控制，以认定前方列车可立即在原地停车为原则。
对于车载设备运转良好的列车，其位置测定以信号系统的 定位分辨率为基准。如果车载设备无法运转，由司机保证 行车安全。
城市轨道交通CBTC系统相关知识培训
CI双环网
电源屏 UPS
监测 工作站
CI/ATS 维护机
ATS 显示 终端
ATS 站机A
ATS 站机B
现地控制 工作站A
倒机单元
现地控制 工作站B
ATS-IF I系
ATS-IF II 系
DCU1 I系
DCU1 II 系
DCU2 I系
DCU2 II 系
DCU1 I系
DCU1 II 系
联锁 操作终端
打印机 监测 终端 信号工区
2. 系统结构
维修中心 主 控 制 中 心
其它系 统接口 网管
点式ATP防昌进应答器
ATS
监测维 护终端 ATS维护 工作站
备 控 制 中 心
其它系 统接口 网管
ATS
监测维 护终端 ATS维护 工作站
监测维护 服务器
网管
各处设置的 监测维护终端
车地双向通信应答器 ATO停准应答器 位置校正应答器 计轴点 无线电台SRS 无线电台WRS
3.2.4 进路重复设置
CBTC模式下，当进路的接近锁闭解除 后（进路第一区段解锁后），即可在原进 路上再次办理该进路。进路锁闭只检查信 号内方第一区段空闲。 部分进路存在检查区段多于一个的情 况。
3.2.5 自动进路
根据需要，在现地控制工作站可将自动 办理进路的信号机设置为自动进路模式。 当信号机被设置为自动进路模式后，进 路锁闭条件满足时能实现进路自动排列。 当信号机被设置为自动进路模式后，所 防护进路在列车驶过进路后可保持锁闭， 信号机随着列车的运行自动变换显示；也 可在列车驶过进路后自动解锁，进路锁闭 条件满足时自动排列。
3.2.3 进路锁闭
进路锁闭是对与进路有关的道岔和敌对进路实现锁闭。
城市轨道交通信号设备培训讲义(PPT 146页)
城市轨道交通对信号系统的要求 城市轨道交通对其信号系统提出与铁路不尽相
同的要求。 安全性要求高 通过能力大 保证信号显示 抗干扰能力强 可靠性高 自动化程度高
城市轨道交通信号系统的特点 城市轨道交通信号系统沿袭铁路的制式，但由
于其自身的特点，与铁路的信号系统有一定的区别。 城市轨道交通信号系统的特点是：
城市轨道交通的地面信号机设于列车运行方向 右侧，在地下部分一般安装在隧道壁上。特殊情况 可设于列车运行方向的左侧或其他位置。
• 信号机柱的选择
高柱信号机具有显示距离远，观察位置明确等 优点，因此车辆段的进段、出段信号机（以及停车 场的进场、出场信号机）均采用高柱信号机。而其 他信号机由于对显示距离要求不远，以及隧道内安 装空间有限，一般采用矮型信号机。
在正向出站方向的站台侧列车停车位置前方 设置发车指示器，指示列车出站。
转辙机用以转换道岔。
非集中联锁站及轨旁设备
非集中联锁站的设备只有发车指示器、紧急 关闭按钮和乘客向导显示牌。无道岔的非集中联 锁站轨旁仅有轨道电路的耦合单元等。有道岔的 非集中联锁站除了轨旁的耦合单元外，有防护信 号机和转辙机。
车辆段信号楼内设置适合于联锁设备、 ATS 设备的UPS及蓄电池。
试车线设备
试车线上设若干段与正线相同的ATP/ATO地 面设备，用于对车载ATC设备的试验。试车线设 备室内设用于改变试车线运行方向和速度的控制 台。试车线设备室配备一套适合于ATP/ATO设备 的UPS，不设蓄电池。
车载ATC设备
车载设备包括ATP和ATO两部分，用来接收 轨旁设备传送的ATP信息，计算列车运行曲线， 测量列车运行速度和走行距离，实行列车运行超 速防护以及列车自动运行，来保证行车安全和为 列车提供最佳运行方式。
郑州地铁1号线-CBTC 信号系统培训
FRONTAM(DSU) 数据存储单元
IP以太网
Microlok II 联锁控制器
ATS/LCW 现地控制
工作站
MR 车载控制器
CC
Tags 信标信号机 源自岔计轴信标21
2 系统架构和组成
CBTC系统结构图
接入交换机 X
ZC 区域控制器
X
车载无线 接入AP
轨旁无线 接入AP
控制中心ATS X
X Microlok II 联锁控制器
车载无线 接入AP
MR 车载控制器
CC
轨旁无线 接入AP
进路控制 开放信号 后备控制
Microlok II 联锁控制器
Tags 信标
接入交换机 X
FRONTAM(DSU) 数据存储单元
X IP以太网
ATS/LCW 现地控制
工作站
信号机 道岔
计轴
信标
23
2 系统架构和组成
CBTC系统结构图
时刻表，列车运行 监督和调整
16
第二课 系统架构和组成
17
2 系统架构和组成
郑州地铁1号线的信号系统采用的是 基于CBTC移动闭塞的ATC系统，具备ATP防护、ATO驾驶和后备的点式ATP防护功能。 包括以下子系统： 正线联锁CBI子系统 列车自动防护ATP子系统 列车自动监督ATS子系统 列车自动驾驶ATO子系统 DCS通信子系统
Database Storage Unit Emergency Brake Emergency Stop Button Intermittent ATP Line Replaceable Unit Non-Restricted Manual Mobile Radio Transponder Interrogator Train Operator Display Temporary Speed Restriction Vital Stopping Point Zone Controller Computer Based Interlocking
IP以太网
Microlok II 联锁控制器
ATS/LCW 现地控制
工作站
MR 车载控制器
CC
Tags 信标信号机 源自岔计轴信标21
2 系统架构和组成
CBTC系统结构图
接入交换机 X
ZC 区域控制器
X
车载无线 接入AP
轨旁无线 接入AP
控制中心ATS X
X Microlok II 联锁控制器
车载无线 接入AP
MR 车载控制器
CC
轨旁无线 接入AP
进路控制 开放信号 后备控制
Microlok II 联锁控制器
Tags 信标
接入交换机 X
FRONTAM(DSU) 数据存储单元
X IP以太网
ATS/LCW 现地控制
工作站
信号机 道岔
计轴
信标
23
2 系统架构和组成
CBTC系统结构图
时刻表，列车运行 监督和调整
16
第二课 系统架构和组成
17
2 系统架构和组成
郑州地铁1号线的信号系统采用的是 基于CBTC移动闭塞的ATC系统，具备ATP防护、ATO驾驶和后备的点式ATP防护功能。 包括以下子系统： 正线联锁CBI子系统 列车自动防护ATP子系统 列车自动监督ATS子系统 列车自动驾驶ATO子系统 DCS通信子系统
Database Storage Unit Emergency Brake Emergency Stop Button Intermittent ATP Line Replaceable Unit Non-Restricted Manual Mobile Radio Transponder Interrogator Train Operator Display Temporary Speed Restriction Vital Stopping Point Zone Controller Computer Based Interlocking
CBTC系统讲解学习-2022年学习资料
LOGO-2CI子系统-轨道空闲处理、进路控制、道岔控制和信号控制功能是CI-子系统的主要功能。进路控制功 负责整条进路的排列、锁-闭、保持和解锁。道岔控制功能负责道岔的解锁、转换、锁-闭和监督。这些动作是对ATS 系统命令的响应。信号控制功-能负责监督轨道旁信号机的状态，并根据进路、轨道区段、-道岔和其它轨旁信号机的状 来控制信号机。-它根据来自ATS的命令设置信号机何时为停车显示。它也产-生命令输出，ATC系统以此来控制列 从一个进路行驶到另一-进路。
LOGO-3、CBTC的结构图-控制中心A的-接入交换机-☒-4-zC-FRONTAMDSU-区城控制器据存情单元-IP以太网-车擞无线-孰旁无线-Microlok II-ATS/LCW-接入AP-联锁控制器地控制-工作站-MR-△△-车我控制丞-Tags--0-CC-信标-0-H-华△-信号机道岔-计轴
LOGO-CBTC系统-2015.11.20-庄线宋家庄-壮京
LOGO-Contents-CBTC的概念-2-CBTC的特性-3-CBTC的结构图-4-CBTC的子系统 介绍
LOGO-Contents-5-CBTC的工作原理-6-国外CBTC的发展-我国CBTC的发展-8-CBT 的关键技术
LOGO-1、CBTC的概念-CBTCCommunication Based Train Control系 是一个安-全的，具有高可靠性、高稳定性的基于无线通信的列车自动控-制系统，现较广泛的应用于城市轨道交通运输 。它的特点是-用无线通信媒体来实现列车和地面设备的双向通信，用以代替-轨道电路是轨道-电路，来确定列车位置和实现车一地双向实时通信。列车 -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 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。
城市轨道交通工程培训资料
城市轨道交通车站客运组织
客流预测
应急预案
根据历史客流数据和节假日等因素， 预测车站客流量，制定相应的客运组 织方案。
针对车站客流突变、突发事件等情况， 制定应急预案，及时启动应急响应， 保障乘客安全。
客流组织
根据车站的布局和设施，合理安排乘 客进出站、换乘等流程，确保乘客安 全、有序出行。
城市轨道交通安全与
城市轨道交通工程建
02
设
城市轨道交通工程建设流程
01
02
03
04
前期规划与设计
根据城市交通需求和规划，进 行线路规划、站点选址、工程
设计等前期工作。
建设准备
完成施工许可、征地拆迁、安 置补偿等准备工作。
施工阶段
进行土方开挖、盾构施工、轨 道铺设、机电设备安装等作业
。
验收与试运行
完成工程验收，进行列车试运 行，确保工程质量和安全。
城市轨道交通工程培训 资料
目 录
• 城市轨道交通概述 • 城市轨道交通工程建设 • 城市轨道交通运营管理 • 城市轨道交通安全与应急管理 • 城市轨道交通未来发展
城市轨道交通概述
01
城市轨道交通的定义与特点
城市轨道交通的定义
城市轨道交通是指以轨道运输方式为 主要特征的交通方式，包括地铁、轻 轨、有轨电车等。
我国城市轨道交通发展历程
我国城市轨道交通起步较晚，但发展迅速，目前已有多个城市拥有完善的城市 轨道交通网络。
城市轨道交通的分类与组成
城市轨道交通的分类
根据运营性质和服务对象的不同，城市轨道交通可分为地铁、轻轨、有轨电车等 不同类型。
城市轨道交通的组成
城市轨道交通系统主要由轨道线路、车辆、车站、信号系统、供电系统等部分组 成，各部分相互协作，共同完成运输任务。
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
城市轨道交通CBTC系统故障的应急处理
1CBTC系统基本知识
知识研修
由于保证了列车前后的安全距离，两个相邻的移动闭塞分区就能 以很小的间隔同时前进，这使列车能以较高的速度和较小的间隔运行， 从而提高了运营效率。在CTC控制模式下，列车最小间隔可以达到40 m左右。
1CBTC系统基本知识
图1CBTC系统的优势
1CBTC系统基本知识
知识研修
1CBTC系统基本知识
4、 静态线路数据库
知识研修
静态线路数据库是一个非常强大、灵活的数据库，它允许 系统对用户的不同需求做出响应。它提供了线路描述（轨道、 坡度和最大速度），也提供允许系统实现不同功能的系统构成 ，如对于防淹门，数据库将提供防淹门的位置及其关闭区域。
1CBTC系统基本知识
5、 动态线路数据库 知识研修
1CBTC系统基本知识
2、 联锁（CI）系统
知识研修
CBTC系统中的CI（computer inter locking）系统执行传 统CI系统所有的联锁功能。在正常工作情况下，所有的进路请 求都由中央ATS系统自动发出。CI系统根据接收到的中央ATS系 统进路请求，控制道岔和进路。
1CBTC系统基本知识
在CTC控制模式下，列车上的定位是通过车载控制器探测 安装在轨道上的应答器，查找它们在系统数据库中的位置，然 后决定列车所在的位置，并通过使用列车到轨旁的双向无线通 信系统向轨旁设备和ATS系统报告本列车的位置。
1CBTC系统基本知识
知识研修
CBTC轨旁设备根据各列车的当前位置、速度及运行方向等 因素，同时考虑列车进路、道岔状态、线路限速及其他障碍物 的条件，向列车发送“移动授权”信息，即列车可以走多远、 多快，从而保证列车间的安全间隔。
一般CBTC系统中的CI系统也应包括联锁站CI设备和轨旁设 备（包括道岔、道岔区轨道电路、信号机、继电器架、车站紧 急停车按钮等）。
教学课件-城市轨道交通CBTC信号系统简介
版权所有
盗版必究
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
版权所有
盗版必究
性能比较
信号系统中三中制式的速度曲线比较：
版权所有
盗版必究
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。
版权所有
盗版必究
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。
(知识扩展)城市轨道交通CBTC系统功能
6
2 、子系统功能—ATP子系统
安全间隔 系统还提供了旁路信号车载设备安全列车间隔功能的功能，
列车可超出其移动授权限制（如以一定速度限制）。但此 情况下，列车运行安全由司机保证。
还可收回（增加限制）先前赋予列车的移动授权限制。 列车接近或制动到初始移动授权时，可能会违反新的ATP 曲线，这时，信号系统会立即激活制动程序。该制动程序 可以是紧急制动程序或是受监控的常用制动程序。
8
2 子系统功能—ATP子系统
列车定位
列车A1 端
列车A2端
轨道
非安全位置
A2车头位置
•
安全位置用于ATP功能
•
非安全位置，即列车最有可能的位置，用于ATO功能；
•
CC计算上述位置及位置不确定性，并发给ZC和ATS；用于ZC为
其后续列车计算移动授权点和ATS的追踪。
31
跳停 • CC ATO可在需要跳站的前站通过DCS子系统从 ATS处接收跳至下一站的指令。然后，车辆继续 行进并通过此站而不做停留。
度传感器得到的车轮走行的距离（车轮转动的圈数）和数 据库中这两个静态信标的固定间距进行比较，从而计算出 车轮的精确轮径。 这两个静态信标要求安装在平直的轨道上，以避免列车的 空转或打滑而影响测量精度。
12
2、 子系统功能—ATP子系统
移动授权、速度监督和超速防护 车载控制器CC实时将测定的列车位置传给轨旁区域控制器ZC，
13
2 、子系统功能—ATP子系统
CBTC系统 列车追踪原理
3.ZC (基于从所有列车收到的信 息) 计算移动授权MAL(X) 并发送 给各个车载. ZC也将列车的位置信息送给ATS
ZC
AP
ATS
2 、子系统功能—ATP子系统
安全间隔 系统还提供了旁路信号车载设备安全列车间隔功能的功能，
列车可超出其移动授权限制（如以一定速度限制）。但此 情况下，列车运行安全由司机保证。
还可收回（增加限制）先前赋予列车的移动授权限制。 列车接近或制动到初始移动授权时，可能会违反新的ATP 曲线，这时，信号系统会立即激活制动程序。该制动程序 可以是紧急制动程序或是受监控的常用制动程序。
8
2 子系统功能—ATP子系统
列车定位
列车A1 端
列车A2端
轨道
非安全位置
A2车头位置
•
安全位置用于ATP功能
•
非安全位置，即列车最有可能的位置，用于ATO功能；
•
CC计算上述位置及位置不确定性，并发给ZC和ATS；用于ZC为
其后续列车计算移动授权点和ATS的追踪。
31
跳停 • CC ATO可在需要跳站的前站通过DCS子系统从 ATS处接收跳至下一站的指令。然后，车辆继续 行进并通过此站而不做停留。
度传感器得到的车轮走行的距离（车轮转动的圈数）和数 据库中这两个静态信标的固定间距进行比较，从而计算出 车轮的精确轮径。 这两个静态信标要求安装在平直的轨道上，以避免列车的 空转或打滑而影响测量精度。
12
2、 子系统功能—ATP子系统
移动授权、速度监督和超速防护 车载控制器CC实时将测定的列车位置传给轨旁区域控制器ZC，
13
2 、子系统功能—ATP子系统
CBTC系统 列车追踪原理
3.ZC (基于从所有列车收到的信 息) 计算移动授权MAL(X) 并发送 给各个车载. ZC也将列车的位置信息送给ATS
ZC
AP
ATS
精选CBTC系统地面设备组成与原理培训课件
一、系统组成
DSU系统 城市轨道交通CBTC系统中，列车不是通过轨道电路来定位的，是列车通过安装在车轮上的测速传感器来实现的，为了实现系统的调度和协调统一，就要求列车和地面共用一个数据库。要实现整个数据库的管理就需要数据存储单元DSU来实现，这个数据库存储了列车与地面的各种信息，其中有静态数据库，也有动态数据库。ZC功能的实现就需要不断的调用数据库中的数据。因此，数据库中数据的安全是很重要的，在CBTC系统中是通过冗余的方式来保证数据库中数据的安全。
行车许可计算过程
生成行车许可——检查静态障碍物
（10）完成了静态障碍物遍历后，地面ATP系统还需根据线路情况及列车情况，检查MA遍历范围内的其他列车运行情况，根据前车位置情况又可划分为几种情况：情况一为前车位于站台区域内，由于同一时刻只允许一列车在站台区域内运行，因此，此时应将对应的站台区域的始端作为终点障碍物；情况二为两列车在区间运行，将前车的安全车尾位置作为终点障碍物。
VOBC子系统 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。DCS数据通信系统 数据通信系统采用无线局域网WLAN技术，通过沿线设无线接入点(Access Point,AP)的方式实现列车与地面之间不间断的数据通信。一个AP点可以传输几十千米的距离。
一、系统组成
一、系统组成
ZC 区域控制器(地面ATP系统) ZC 区域控制器 又被称为轨旁ATP,安装在轨旁的地面ATP系统可以接收其控制范围内列车发出的所有位置信息。根据轨道上障碍物的位置，向辖区内的所有列车提供行车许可。 地面ATP系统的主要功能包括：对辖区内所有运行列车的管理、生成行车许可、以及保证列车进入和驶离管辖区域的运行安全等。
DSU系统 城市轨道交通CBTC系统中，列车不是通过轨道电路来定位的，是列车通过安装在车轮上的测速传感器来实现的，为了实现系统的调度和协调统一，就要求列车和地面共用一个数据库。要实现整个数据库的管理就需要数据存储单元DSU来实现，这个数据库存储了列车与地面的各种信息，其中有静态数据库，也有动态数据库。ZC功能的实现就需要不断的调用数据库中的数据。因此，数据库中数据的安全是很重要的，在CBTC系统中是通过冗余的方式来保证数据库中数据的安全。
行车许可计算过程
生成行车许可——检查静态障碍物
（10）完成了静态障碍物遍历后，地面ATP系统还需根据线路情况及列车情况，检查MA遍历范围内的其他列车运行情况，根据前车位置情况又可划分为几种情况：情况一为前车位于站台区域内，由于同一时刻只允许一列车在站台区域内运行，因此，此时应将对应的站台区域的始端作为终点障碍物；情况二为两列车在区间运行，将前车的安全车尾位置作为终点障碍物。
VOBC子系统 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。DCS数据通信系统 数据通信系统采用无线局域网WLAN技术，通过沿线设无线接入点(Access Point,AP)的方式实现列车与地面之间不间断的数据通信。一个AP点可以传输几十千米的距离。
一、系统组成
一、系统组成
ZC 区域控制器(地面ATP系统) ZC 区域控制器 又被称为轨旁ATP,安装在轨旁的地面ATP系统可以接收其控制范围内列车发出的所有位置信息。根据轨道上障碍物的位置，向辖区内的所有列车提供行车许可。 地面ATP系统的主要功能包括：对辖区内所有运行列车的管理、生成行车许可、以及保证列车进入和驶离管辖区域的运行安全等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3.2.6 自动折返
根据需要，在现地控制工作站可将折返 站设置为自动折返模式或手动折返模式， 当折返站被设置为自动折返模式时自动办 理折入进路，在列车通过折入进路进入折 返轨后，自动办理折出进路。 存在双库线折返的折返站设置全自动折 返功能，以先进先出为办理原则，满足双 库线折返要求。
3.3 信号机
4.2 联锁机与ATP/ATO逻辑部接口
通过100M光LAN接口，将联锁机、 驱采机、ATP/ATO置于同一个LAN中。
4.3 联锁机与现地控制工作站的接口
通过RS422接口，与既有站相同。
4.4 与轨旁设备的接口
4.4.1 与信号机接口
（1）三灯位列车信号机 a)驱动继电器 信号继电器LXJ； 点灯继电器DDJ（用于区分CBTC模式和 后备模式点灯灭灯）； 道岔直向继电器ZXJ； 引导信号继电器YXJ。 b)采集继电器 信号继电器LXJ； 点灯继电器DDJ； 灯丝继电器DJ、2DJ； 道岔直向继电器ZXJ； 引导信号继电器YXJ。
3.7.3 上电锁
CI系统初始化后，须锁闭管辖范围内的 道岔区段，经人工确认后在8分钟内办理上 电解锁，则道岔区段全部解锁，8分钟后需 逐段解锁，解锁后才能排列进路。
注：联锁对PSD（屏蔽门）、ESB（站 台紧急关闭按钮）的处理逻辑的接口部分 描述。
4.联锁系统接口
4.1 两联锁站间接口 4.1.1 站间透明
3.4 道岔
当道岔区段故障时，联锁可执行强转道 岔命令转换道岔。 后备模式下需对进路前方第一区段内的 道岔进行过走防护处理，并可通过人工选择 来将过走道岔锁闭在定位或反位。 控制电路与既有线交流多机牵引道岔相 同，SJ须提前DCJ或FCJ两秒吸起。
3.5 区段
3.5.1 区段的设置
区段按后备模式下的计轴分区 划分；
3.7 联锁系统初始化
3.7.1 运营模式的处理
CI系统初始化时，运营模式默认 为后备模式，如果需要转换为CBTC模 式时，需要人工进行信号灭灯操作将 后备模式切换为CBTC模式控制。
3.7.2 进路控制模式的处理
CI系统初始化时，进路控制模式 默认设定为车站现地控制模式，当 ATS与CI建立正常通信后，可根据需 要转换为中心ATS控制模式。
3.5.2 区段状态的逻辑判断
由于联锁通过两种途径（计 轴和ATP）来获取列车在线信 息，联锁软件按逻辑“或”的 关系处理这两种信息后进行联 锁运算。
3.5.3 计轴复位的操作
联锁驱动一个计轴总复位继 电器ZFWJ，每个计轴区段驱动一 个计轴复位继电器，以此来替代 原有的计轴复位按钮盘。
3.5.4 临时限速
项目概况
北京地铁15号线一期工程按分阶段建设、分阶段 投入应用的模式实施，共分为三阶段： 第一阶段由望京西至后沙峪，线路长20.2公里， 包含9座车站，1座车辆段，1处临时（备用）控制中 心，将于2010年12月28日开通点式ATP； 第二阶段由后沙峪至俸伯，线路长10.8公里，包 含4座车站，1座停车场，将于2011年12月28日与一段 同时开通CBTC； 第三阶段为望京西至北沙滩，线路长7.3公里， 包含5座车站，1处控制中心，，将于2013年7月开通。
3.2.3 进路锁闭
进路锁闭是对与进路有关的道岔和敌对进路实现锁闭。
CBTC模式和后备模式相同的技术条件： 进路锁闭时必须检查进路内区段、道岔、信号机没有封锁； 进路锁闭时不需检查信号机灯丝状态； 进路锁闭时不需检查屏蔽门、紧急关闭按钮的条件； 接近锁闭对应无岔站离去延时时间为30s,其它为50s； 接近区段长度无岔站离去为180m，其余为500m. CBTC模式和后备模式不同的技术条件： CBTC模式下，不设置引导进路。后备模式下，经操作可实现引导进路 锁闭。 CBTC模式下,进路锁闭时只检查进路内方第一区段空闲。后备模式下， 进路锁闭必须检查进路内方区段全部空闲； CBTC模式进路锁闭不检查过走防护，后备模式进路锁闭必须检查过 走防护区段空闲，过走道岔在道岔防护锁闭状态且位置正确。
3.2.4 进路重复设置
CBTC模式下，当进路的接近锁闭解除 后（进路第一区段解锁后），即可在原进 路上再次办理该进路。进路锁闭只检查信 号内方第一区段空闲。 部分进路存在检查区段多于一个的情 况。
3.2.5 自动进路
根据需要，在现地控制工作站可将自动 办理进路的信号机设置为自动进路模式。 当信号机被设置为自动进路模式后，进 路锁闭条件满足时能实现进路自动排列。 当信号机被设置为自动进路模式后，所 防护进路在列车驶过进路后可保持锁闭， 信号机随着列车的运行自动变换显示；也 可在列车驶过进路后自动解锁，进路锁闭 条件满足时自动排列。
CI双环网
电源屏 UPS
监测 工作站
CI/ATS 维护机
ATS 显示 终端
ATS 站机A
ATS 站机B
现地控制 工作站A
倒机单元
现地控制 工作站B
ATS-IF I系
ATS-IF II 系
DCU1 I系
DCU1 II 系
DCU2 I系
DCU2 II 系
DCU1 I系
DCU1 II 系
联锁 操作终端
打印机 监测 终端 信号工区
项目概况
整个信号工程项目由ATS系统、ATP系统（地面+ 车载）、联锁系统、监测系统、网络系统、配套设 备供应（信号机、转辙机、轨道、继电器、供电系 统、电缆等）、施工安装、集成设计、项目管理、 安装督导、系统调试、培训、售后服务组成。北京 交大微联公司和日本信号组成联合体承担15号信号 系统的集成项目（施工安装、信号机和转辙机及其 连接电缆由电化局承担，不在联合体范围内），其 中日本信号作为技术总负责方承担ATP系统，微联公 司作为项目牵头方承担其余的所有项目（集成设计 分包给电化局通号设计院），并负但ATP系统机柜、 机箱等可在国内生产的设备。
至ATS-IF
至ATS站机
CI逻辑 I系
CI逻辑 II 系 HUB SC1 维护机 SC2 维护机 SC2 I系 SC2 II 系 电源屏 UPS
计轴
继电器
CI-I/O I系
CI-I/O II 系
SC1 1I 系
SC1 II 系
PSD-1 广播
RP P0
RP P0
PSD
广播
信号机、ESB
发车指示器
道岔、信号机、ESB、计轴复位
与信号机接口
（2）二灯位列车信号机 a)驱动继电器 信号继电器LXJ； 点灯继电器DDJ（用于 区分CBTC模式和后备模式 点灯灭灯）； b)采集继电器 信号继电器LXJ； 点灯继电器DDJ； 灯丝继电器DJ；
2. 系统结构
维修中心 主 控 制 中 心
其它系 统接口 网管
点式ATP防昌进应答器
ATS
监测维 护终端 ATS维护 工作站
备 控 制 中 心
其它系 统接口 网管
ATS
监测维 护终端 ATS维护 工作站
监测维护 服务器
网管
各处设置的 监测维护终端
车地双向通信应答器 ATO停准应答器 位置校正应答器 计轴点 无线电台SRS 无线电台WRS
3.2 进路
3.2.1进路控制方式
进路控制方式有两种： 联锁根据通信接收到的按钮 操作命令进行相应进路的排列； 人工将进路设置为自动进路 或自动折返模式。
3.2.2 进路设置原则
对应每架信号机(除单灯位 的阻挡信号机)均设置进路， 即全线按进路管理，站间无区 间方向电路，区间运行方向通 过进路来控制。
3.3.1 信号机的设置
信号机设置于列车运行方向线路的 右侧； 正线车站不设调车信号机，车辆段 /停车场内全部信号机（除出入口处） 均设置为调车信号机。
3.3.2 信号显示
CBTC模式下，列车在灭灯状态下运行； 后备模式下在点灯状态下运行； 道岔防护信号机和出站兼道岔防护信号 机采用黄、绿、红三灯位信号机构，绿灯 表示开通进路上所有道岔均为直股的进路， 黄灯表示开通进路上至少有一组道岔为弯 股的进路，红灯＋黄灯为引导信号。 阻挡信号机采用单灯位信号机构,始终 显示红灯，CI采集灯丝继电器（DJ）进行 状态监督。 后备模式下，信号机红灯故障时，不需 要进行红灯转移。
3.3.3 信号开放条件
信号机的开放必须检查进路范围内区段没有被封 锁。 信号机的开放必须检查相应的区段、超限界区段 空闲、有关道岔位置正确、进路已锁闭、未施行人工 解锁、敌对进路未建立以及照查联锁条件正确。 信号机的开放必须检查相应紧急停车按钮没有按 下。 信号机的开放必须检查相应站台屏蔽门没有打开。 出站信号机的开放必须检查相应站台没有扣车命 令； 信号机开放时应检查红灯灯丝完好；信号开放后 应不间断地检查灯丝完好。CBTC模式下，进路处于关 灯状态下运行，不需检查信号机灯丝状态；
监测 系统
CI 仿真
车辆段/停车场
培 训 中 心
车载 设备
ATP ATO
光LAN RS485
操作 表示机
RS422
CI
计轴 继电器
车载ATP
车载ATP
PSD/IBP/ESB
PSD/IBP/ESB
图1 系统整体结构图
系统结构
望京西
10M以太网 监测单环网 ATS双环网
望京
联锁设计部
张溢斌
Beijing JiaoDa Microunion Tech. Co., Ltd.
主要内容
1.项目概况 2.系统结构 3.联锁技术条件 4.联锁系统接口 5.ATP技术特点
1. 项目概况
北京地铁15号线一期工程规划线路为 西起八达岭高速东侧北沙滩，东至顺义的 俸伯，全长38.3公里，其中地下线约24.6 公里，高架线约13.7公里。全线共设18座 车站，其中地下站14座，高架站4座，设 有换乘车站3座，望京西站与13号线换乘， 望京站与14号线换乘，府前街站与S6线换 乘。共设1座车辆段和1座停车场；本线设 1座控制中心，位于小营指挥中心，1座临 时（备用）控制中心（位于车辆段内）。