CBTC系统功能介绍和技术分析
第七章CBTC系统
第七章CBTC系统第十二章 CBTC系统 CBTC系统第一节：概述第二节：西门子CBTC 第二节：西门子CBTC第一节第节概述一、移动闭塞的工作原理二、移动闭塞系统的优点基于通信的列车控制系统（CBTC）包含两种类基于通信的列车控制系统（CBTC）包含两种类型，一种是基于感应环线的CBTC 型，一种是基于感应环线的CBTC，一种是基于型种是基于感应环线的CBTC 种是基于感应环线的CBTC，一种是基于种是基于无线的C C。
无线的CBTC 无线的C C。
CBTC。
三、基于无线通信的CBTC系统工作原理、基于无线通信的CBTC 系统工作原理信基于无线通信的CBTC系统是指通过无线通信方基于无线通信的CBTC系统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 ，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。
四、无线CBTC系统设备四、无线CBTC系统设备无线CBTC系统主要的子系统无线CBTC系统主要的子系统有列车自动监控CBTC 系统主要的子系统，有列车自动监控系统主要的子系统，有列车自动监控（ATS）系统、数据通信系统（DCS）、区域控ATS）系统、数据通信系统（DCS）、区域控制器(ZC)、车载控制器(VOBC)及司机显示等。
子制器(ZC)、车载控制器(VOBC)及司机显示等。
子系统之间的通信基于开放的、标准的数据通信系统。
地面与移动的列车之间，都是基于无线通信统地面与移动的列车之间都是基于无线通信方式，进行信息交换。
五、CBTC系统的系统结构五、CBTC系统的系统结构 1.车载控制器（VOBC、 1.车载控制器（VOBC CC） 1 车载控制器（VOBC、CC）车载控制器，通过检测轨道上的应答器，从数据库中检索所收到的数据信息，以建立列车的绝对位置；车载控制器测量应答器之间的距离，并测量自探测到一个应答器后，列车所行驶的距离。
基于通信的列车控制系统CBTC
车地无线通信系统结构
四、系统特点
CBTC的优越性体现在如下方面： 1 连续式和点式通信方式并存同一线路上，使用连续式通信方式的列车与使用
点式通信的列车可以共同运行。 连续式通信足使用无线进行轨旁和列车间通 信。配合连续通信通道．列车根据移动闭塞原理相111IJ隔，提供最d,Jd行间 隔，列车受ATP／ATO控制，构成移动闭塞。 点式通信则不依赖于无线通信通 道，而采用基于应答器的点式通信通道从轨旁向车t传输数据。配合点式通信 通道，列车根据固定闭塞原理相间隔，并受ATP／ATO控制，构成固定闭塞。 2 列车可以升、降级 列车实现定位以及收到相应的移动授权后，系统可以从 最低运行级别(联锁级)升级到较高控制级别(点式、同定式)或升级到更高性能 的等级(连续式通信、移动闭塞)。当连续式或点式通信级不能上E常工作时， 可以采用降级运行即联锁级．标准的色灯信譬系统提供全面的联锁州车防护。 该功能使得列车在站间自动闭塞模式上运营成为可能。
5．维护工作站。对中心以及车站所有ATS设备工作状态进行监视, 对所有人工以 及自动办理指令进行记录, 对重要的事件进行语音或文字告警,存储站场运行 历史记录并提供回放功能。
6．时刻表编辑工作站。主要提供离线的基本图编辑, 供调度计划人员根据各种 不同的时间段,提前制作正常工作日、周末、节假日等基本图。
基于通信的列车控制系统 （CBTC）
一、概述
CBTC(Communication Based Train Control) 系统是一个安全的，具有 高可靠性、高稳定性的基于无线的列车自动控制系统，现较广泛的应用于城 市轨道交通运输中。它最大的特点是可以无线通信，由列车 -地面间周期传 递列车位置信息和地面 -列车间传递移动授权来实现功能。基于通信的列车 控制系统（CBTC）包含两种类型 一种是基于感应环线的型CBTC， 一种是基 于无线的CBTC。
地铁CBTC系统信号系统分析与故障
地铁CBTC系统信号系统分析与故障1. 引言1.1 介绍地铁CBTC系统信号系统分析与故障地铁CBTC系统信号系统是一种先进的列车控制系统，它采用了计算机技术和无线通信技术，实现了列车之间的实时通信和自动调度。
CBTC系统的信号系统是系统中的关键部分，它负责向列车发送信号和指令，以确保列车能够安全、高效地运行。
对于CBTC系统信号系统的分析和故障排查显得尤为重要。
在实际运行中，CBTC系统信号系统可能会出现各种故障，例如信号传输中断、信号误码等。
为了及时排除这些故障，需要对CBTC系统信号系统进行分析，并采取相应的维修措施。
通过对故障案例的分析，可以总结出一些常见的故障原因和解决方法，为系统的维护和优化提供参考。
本文将重点介绍地铁CBTC系统信号系统的原理、分析方法、故障排查技术，以及相关的案例分析和维护优化策略。
通过对这些内容的深入探讨，可以更好地理解CBTC系统信号系统的重要性，同时也可以为今后地铁CBTC系统信号系统的发展提出建设性建议。
2. 正文2.1 CBTC系统原理CBTC系统通过无线通信技术实现列车与地面控制中心之间的实时数据传输。
列车上搭载有装有通信设备的车载控制器，地面控制中心通过无线信号与车载控制器进行数据交换，实现列车位置、速度等信息的传输。
CBTC系统通过计算机技术实现列车的实时监控和控制。
地面控制中心通过计算机系统对列车所传输的数据进行处理和分析，然后下达相应的指令控制列车的运行，包括限速、停车等操作。
CBTC系统还包括了车载信号系统和地面轨道侧信号系统的配合工作。
车载信号系统通过车载控制器对列车进行控制，地面轨道侧信号系统则通过信号灯等装置向列车发送控制指令，实现列车的安全运行。
CBTC系统原理是通过无线通信技术和计算机技术实现列车运行的实时监控和控制，保障列车运行的安全和高效。
CBTC系统的原理为地铁运行提供了技术支持，是地铁运行的重要保障之一。
2.2 CBTC系统信号系统分析CBTC系统信号系统分析主要是对地铁CBTC系统中信号系统的功能、结构、性能等进行系统的分析和研究。
CBTC系统概述
CBTC系统概述第一篇：CBTC系统概述CBTC系统概述基于通信的列车控制系统（CBTC）这一思想的萌芽出现在20世纪60年代，20世纪80年代初，国外开始系统地展开研究并进行阶段性测试，90年代开始进入试验段测试阶段。
1999年9月，IEEE将CBTC定义为：“利用高精度的列车定位（不依赖于轨道电路），双向连续、大容量的车-地数据通信，车载、地面的安全功能处理器实现的一种连续自动列车控制系统”。
定义中指出CBTC中的通信必须是连续的，这样才能够实现连续自动列车控制，利用轨间电缆、漏泄电缆和空间无线都可以实现车、地双向信息的连续传输。
借助先进的列车定位技术、安全处理器技术和无线通信技术，使得CBTC与传统基于轨道电路的列车控制系统相比，具有以下优点：(1)、通过整个系统提供可靠的检查与平衡手段，通过车-地间双向信息传输，实现对列车的闭环控制，从而大大降低认为错误的影响，系统的可靠性更高。
（2）、各级调度都可以随时了解区段内任意列车的位置、速度、机车工程及其他各种参数，利用上述信息，各级调度可以规范、协调地直接指挥行车。
（3）、车站控制中心依据列车状态及前车状态，结合智能技术调整列车运行，获得最佳区间通过能力，减少列车在区段内运行时不需要的加速、制动，增加旅客乘坐的舒适度。
（4）、区段内所有运行列车的各种参数（如：列车号、机车号、位置速度、工况、始发站、终点站、车辆数、载重量等自动的发给各种管理系统，如：TMIS、DMIS，不需要人工键入，从而可以避免对参数的漏键、错键、迟键和其他认为的错误，将以上控制和管理紧密结合，实现铁路信息化。
（5）、减少沿线设备，设备组要集中在车站及机车上，减轻设备维护和管理的劳动强度，受环境影响小（如：可减少雷击等现象的干扰和损伤在遭受自然灾害或战争破坏后，易恢复运行。
（6）、可以实现移动闭塞。
第二篇：计算机系统概述习题计算机系统概述习题一、填空题1、__1946_____年，美国宾夕法尼亚大学研制成功了世界上第一台电子计算机__ENIAC_____，标志着电子计算机时代的到来。
城市轨道交通CBTC系统关键技术探讨
城市轨道交通CBTC系统关键技术探讨随着计算机和通讯技术的飞速发展，自动控制技术也得以迅猛发展，广泛应用于城市轨道交通行业。
为提高城市轨道交通的运营效率，人们研发出一种基于无线通信的列车自动控制系统，即CBTC系统。
文章主要就轨道交通CBTC系统关键技术进行了相关的分析，以供参考。
标签：城市轨道交通；CBTC系统关键技术；列车自动驾驶子系统（ATO）目前我国城市轨道交通运行速度和运行密度的不断提高，实现高水平列车自动驾驶的系统功能则成为CBTC信号系统的关键。
一、CBTC系统及其构成CBTC系统由ATS子系统、ATP、ATO子系统、联锁子系统、DCS子系统等构成，各子系统均采用模块化设计。
ATP子系统是保证行车安全、防止错误进路、防止列车进入前方列车占用区段和防止超速运行的设备。
ATP负责全部的列车运行保护，是列车安全运行的保障。
ATO即列车自动驾驶，它代替司机操纵列车驱动、制动设备，自动实现列车的启动、加速、匀速惰性、制动等驾驶功能。
在ATP系统的基础上安装了ATO系统，列车就可以采用手动方式或自动方式行驶。
ATS在ATP和ATO系统的支持下，根据运行时刻表完成对列车运行的自动监控，可自动或由人工监督和控制正线（车辆段、试车线除外），及向调度员和外部系统提供信息。
DCS数据通信系统的主要作用是在各个子系统之间传输ATC 报文。
（一）CBTC技术组成CBTC 技术包括：⑴无线通信技术，⑵移动闭塞技术，⑶列车定位技术。
由于CBTC 是基于无线通信的列车控制系统，自然离不开通信技术的支持。
无线通信的种类很多，常见的有基于OFDM（正交频分复用技术）通信、扩展频谱通信、跳频技术、WLAN（无线局域网）技术。
移动闭塞是实现CBTC的关键技术之一，CBTC是这种闭塞方式的应用系统。
它与固定闭塞相比，其最显著的特点是取消了以信号机分隔的固定闭塞区间。
列车在线路上运营的间隔距离由列车在线路上的实际位置和运行情况确定，闭塞区间随列车的形势，不断变化，故称为移动闭塞。
高速铁路智能交通系统中的CBTC技术分析
１ ． ３北美先进达控制铁路行车 的。由列车本身检测列车所在位
给列车， 控制列车运行。 ① 轨道 电路定位 。 这是最基 本的列车定位方法 ， 它可 以在
可 以告知后续列车继续前行 的距 离， Ｅ Ｔ Ｃ Ｓ 车载设备＋ 传 统列控系统 。 Ｅ Ｔ Ｃ Ｓ １ 级是指地面信号＋ 查询应 断分区 占用并传 输信息， 答器＋ 轨道 电路。 Ｅ Ｔ Ｃ Ｓ ２ 级是指轨道 电路＋ 查询应答器 ＋ Ｇ Ｓ Ｍ — Ｒ 。 列车根据距离采取相关的减速或制动 。 它可以缩小列车 的安全
２ 国内列车 控制 系统一 一 ＣＴ Ｃ Ｓ
对列 车的即时速度进行积分 的方法得到列车的运 国内Ｃ Ｔ Ｃ Ｓ 技 术借鉴 了欧＇ ￣ ＋ Ｉ Ｅ Ｔ Ｃ Ｓ 系统 ， 并 根据 国内铁 路实 时运行速度 ， 情做了相 应 的修 改 。 分 成了６ 级， Ｉ ￣ ［ Ｊ Ｃ Ｔ Ｃ Ｓ ４ 、 Ｃ Ｔ Ｃ Ｓ ３ Ｄ 、 Ｃ Ｔ Ｃ Ｓ ３ 、 行距 离。 Ｃ Ｔ Ｃ Ｓ ２ 、 Ｃ Ｔ Ｃ Ｓ １ 、 Ｃ Ｔ Ｃ Ｓ Ｏ 。 Ｃ Ｔ Ｃ Ｓ 一 ２ 通 过Ｚ Ｐ Ｗ ２ ０ ０ ０ 轨道 电路检测列车 ４ 结 束语 的位置 ， Ｃ Ｔ Ｃ Ｓ 地面设备据列车 占用情况和运营计划通过轨 道电
． ３列车定位技术 先进列 车控制 系统是 采用无线 技术 和计算 机技 术 ， 通 过 ３
而且相 对比较 置， 通过无线通信 将列车位 置信息送 到地面， 地面中心根据 来 不需对 当前设备 做较大改动就 能实现列 车定位 ，
适 用的范围也很广 而定位 的精确度 则是取决于轨道 电 自各列车 的位置和站 内进路状态等 信息， 决定列车可 以安全运 安 全， ②计轴定位。 它是以计算机技术为核心 ， 加上外部设 行 的区间和速 度 ， 并通过无 线通信报告列车 ， 列 车再根据来 自 路 的长度。
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。
城市轨道交通信号CBTC系统控制系统分析
城市轨道交通信号 CBTC系统控制系统分析摘要：过去几十年，我国人数的增量是十分庞大的，现如今，我国人口已经超过了十四亿，成为了世界上第一人口大国。
在此之外，近年来，我国经济的快速发展，为城市带来了更多的工作机会和发展机遇。
由此导致的很多农村人口开始向城市转移，城市人口与日剧增，城市化成为了国家发展的必然趋势。
城市人口的剧烈增加导致了交通拥堵，城市轨道交通由此产生。
关键词：城市；轨道交通信号；CBTC系统；控制系统；分析引言：近年来，在城市人口高速增长以及人民群众出行需求的要求之下，城市轨道交通成为了现阶段以及未来城市人口短距离出行的主要交通工具。
轨道交通信号系统对城市轨道交通有着十分重要的意义。
如何建设一个安全可靠经济的城市轨道交通信号系统一直是政府和相关单位探索的问题。
本文将围绕上述背景，简要的谈谈城市轨道交通信号CBTC系统控制系统分析。
一.设置自动驾驶功能技术自改革开放开始，我国的经济就进入了全新的发展阶段。
至今年为止，我国的经济已经呈现出了飞跃性的成就。
全面建成小康社会的实现，使得我国进入了新的历史节点，这对于我国的人民、社会还是国家，甚至于社会而言，都是一项具有历史意义的大事件。
在改革开放的初期，我国经济的发展主要集中在重工业的领域，这也为轨道交通的发展打下了坚实的物质基础。
而近些年，我国的经济水平已经有了初步的稳定，在世界之中的地位也初步得到了稳固，因此，我国现阶段已经从高速发展阶段向着高质量发展阶段的转化。
加之近年来，我国的环境资源的破坏，使我国不得不重视环境对于发展和人民的生活的重要性。
在这种背景下，我国由主要发展重工业的环境转化成了重点发展第三产业，而由科技的迅速发展所带来的信息技术的革新就是第三产业中的重点项目，这为轨道交通的发展奠定了控制系统的基础。
所谓的CBTC系统，也是众多的轨道交通控制系统中的一种，其是指以无线通信为基础的列车自动控制系统。
综合概念可以看出，其一，CBTC系统是以无线通信为基础，也就是说，其对列车进行控制是依靠无线通信来进行的，这样势必会增加列车和控制室之间的便捷性和准确性；其二，CBTC 系统是列车自动控制系统。
城市轨道交通CBTC系统
-车载控制器，由电子单元（EU）、接口 继电器单元（IRU）、供电单元等组成。
-车载控制器的外围设备包括天线，（每个 车载控制器设2个接收天线和2个发送天 线）；速度传感器，每个车载控制器设二 个速度传感器；司机显示盘（TOD），每 列车设置两套。
• （二）铁路货物运输合同的特征 • 1．货物运输合同的标的是铁路运送货物的
行为。 • 2．铁路货物运输合同具有特殊的合同主体。 • 3．铁路货物运输合同采用标准合同的形式。 • 4．运输费用由国家定价。 • 5．货物运输合同的履行以交付货物给收货
• （三）铁路货物运输合同的合同文件 • 按季度、半年度、年度或更长期限签
按快运办理的整车货物， 运价里程每500 km 或其未满为 1 d。 • 3 .特殊作业时间: • 整车分卸货物，每增加一个分卸站，另加1天；准米轨间 直通运输的整车货物，另加1天。
• 货物的实际运到日数,从货物承运次日 起算， 在到站由铁路组织卸车的，至卸车 完了时终止；在到站由收货人组织卸车的， 至货车调到卸车地点或交接地点时终止。
• 1 .整车货物以每车为一批，跨装、爬装及
• （三) 按一批办理的限制 • 由于货物性质各不相同，其运输条件也不
一样。为保证货物安全运输，规定下列货物不 得按一批托运: • 1 .易腐货物与非易腐货物。
• 2 .危险货物与非危险货物（另有规定者除 外) 。
• 3 .根据货物的性质不能混装运输的货物，如 液体货物与怕湿货物， 食品与有异味的货物， 配装条件不同的危险货物等。
任务三 认识铁路货物运输合同
一、铁路货物运输合同
• （一）铁路货物运输合同的概念 • 铁路货物运输合同是铁路承运人将货物
CBTC系统简介
CBTC系统资料一.移动闭塞系统工作原理和特点上面我们介绍的是以轨道电路为传输信道，以传输“目标速度”为主要内容的ATC系统，这是当前我国列车自动控制系统的主要模式，从闭塞的概念分析，它们都可以归属于“准移动闭塞”的范畴，后续列车与先行列车之间的行车间隔都与闭塞分区的划分有关，也就是说，后续列车与先行列车不可能运行在在同一个闭塞分区，后续列车必须保证在先行列车所占用的闭塞分区的分界点前停车。
如图33所示。
图33. 不同闭塞制式的列车运行间隔示意图图中所示速度码制式的图例，可以对应于音频无绝缘轨道电路的ATC系统；准移动闭塞的图例可以对应于目标速度制式的ATC系统，这些制式下为了缩短行车间隔，必须缩小轨道区段的长度，当然要增加轨道电路的硬件设备；对于不同列车编组的运行线路，更是难以实现。
移动闭塞（Moving block）是缩小行车间隔，提高行车效率的有效途径，其列车运行的安全保证，不再依赖轨道电路的划分，而基于列车与地面的双向通信，如图33所示，使后续列车与先行列车之间始终保持制动距离，加上动态安全保护距离。
移动闭塞系统相比现有的ATC系统主要有以下特点：1、可以缩小列车之间的行车间隔；2、车－地之间的信息交换，不再依赖于轨道电路；3、车辆控制中心掌握在线运行各次列车的精确位置和速度；4、列车与控制中心之间保持不间断地双向通信；5、不同编组（不同长度）的列车，可以以最高的密度，运行于同一线路；6、ATC系统，从一个以硬件为基础的系统，向以软件为基础的系统演变。
基于通信的列车运行控制系统（Communication - Based Train Control—简称CBTC 系统）, 便是支持移动闭塞的列车运行控制系统，它不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。
近年来，随着通信技术的发展，尤其是无线通信、计算机网络技术和数字信号处理技术的迅速发展，信号系统的冗余、容错技术完善，在信号这个传统领域为CBTC的发展奠定了基础， CBTC系统已逐渐被信号界所认可，基于感应环线通信的移动闭塞CBTC系统，在我国也已运用于城市轨道交通；而基于无线（Radio）通信虚拟闭塞的CBTC系统，已经在国外多个城市轨道交通中被采纳，我国某些大城市的城市轨道交通也已经决定选用这种制式。
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。
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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全解
◦ 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
安全开门原理
列车
车载
确认列车在 在车窗
区域控 制器
开门准备
请求车门打开
禁止移动
列车禁止 移动
联锁 屏蔽门
授权打开
车门
授权打开车门
授权打开 屏蔽门
授权打开 屏蔽门
授权打 开屏蔽 门
进路 ‘A’
进路 ‘B’
反向进路保护
进路保护: 联锁保护(3/3)
安全停车点 安全停车点
道岔位置
进路保护: 接近锁闭
1/ 列车接近信号机
2/ 列车离开接近区域
2/ 在定时器结束后，区 域控制器延长移动授权
CBTC 接近区域
接近锁闭
CBTC接近区域状态数据 联锁设置状态数据
区域控制器
联锁设备
进路保护: 保护区段锁闭(1/2)
当列车第一次把位置报告给区域控制时，必须对列车进行筛选
当列车外部位置和前方计轴点的距离小于最小列车长度时，并 且前方轨道区段未占用时，区域控制器将清除前方的假设列车
当列车外部位置和前方计轴点的距离大于等于最小列车长度时， 后者前方轨道区段占用时，区域控制器将保留前方的假设列车
?
?
CBTC列车筛选(2/2)
区域控制器 区域控制器状态
联锁设备
旁路区段故障(1/5)
旁路联锁设备的轨道电路或者计轴区段故障
未旁路的区段
旁路的区段
道岔无法动作
可以优化联锁功能当区段故障发生时
道岔可以动作
旁路区段故障(2/5)
真实轨道区段占有 如果列车不是通信列车 区段信息 (联锁输出)
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 。
城市轨道交通CBTC信号系统分析
城市轨道交通CBTC信号系统分析随着近些年来我国经济的飞速发展和进步，很多一线、二线城市分别开始在建或者是新建起了专门的城市交通轨道系统。
但是在进行建设的过程中，如何可以更好的去选择安全、可靠、先进、适用并且可以节省经济成本的信号系统，这一点是进行城市轨道交通建设过程中重要关键点。
在本篇文章中，笔者通过对城市轨道交通信号控制系统方面的阐述和分析发展趋势，来去对城市轨道交通CBTC信号系统进行分析。
标签：城市轨道；交通信号；控制系统0 引言就目前国内城市轨道交通的实际发展现状而言，当下国内的城市轨道交通具备着建设的城市多、建设的势头猛、建造的类型多元化等多方面的特点。
而在实际建设的过程中，关于信号系统的建设却又是轨道交通建设过程中最为重要的一个环节。
所以，按照信号系统本身所具有的特点，在进行信号系统的建设时要去打破国外垄断局面，在建设时尽量去避免信号系统的复杂性。
以此为基础，来更好的去构建城市轨道交通，让城市轨道交通信号体系进一步标准化，让国内的轨道交通建设可持续健康发展。
1 整体中国城市轨道交通建设发展过程国内最开始有关于城市轨道交通建设起源于上个世纪五十年代的北京，在上个世纪五十年代，国内正式开始筹建北京地铁网络，在八十年代末期正式建立起了北京地铁一期工程。
在此之后的八十年代末和九十年代初期，国内其他的发达城市也纷纷开始进行地铁方面的规划，1995年之后，国家计委正式开始研究并制定关于城市轨道交通设备国产化的政策，全面指导国内地铁方面的规划建设。
当然，虽然在此之后的数年时间内国家计委暂时停止了对地铁项目方面的审批，但是，随着后续国内经济的快速发展和进步，我国的整体环境开始进入了城市化和机动化的时代。
在这样的国内大环境下，城市轨道交通其本身以运输量大、高效率、低污染等方面的特点，其开始成为了很多大中城市解决交通问题的重点选择对象。
到目前为止，国内已经有四十多个城市獲得批准开始进行城市轨道交通方面的建设。
地铁CBTC系统信号系统分析与故障
地铁CBTC系统信号系统分析与故障
地铁通信制订列车控制（CBTC）系统是一种先进的列车信号系统，它通过无线通信技术和信号处理算法，实现对地铁列车的实时监控和控制。
CBTC系统具有高精度、高安全性和高可靠性等特点，但它也存在一些故障问题。
CBTC系统信号系统的分析非常重要，因为它直接影响到列车的调度和运行。
CBTC系统的信号系统是由一系列的信号设备和传感器组成的，包括基站、车载设备、非接触式传感器等。
这些设备能够感知列车的位置、速度和运行状态，并通过无线通信技术将数据传输到控制中心。
在控制中心，运营人员可以根据实时的列车位置和运行状态，进行列车的调度和控制。
CBTC系统信号系统也面临一些故障问题。
其中最常见的故障是信号设备的故障，例如基站故障或车载设备故障。
这些故障会导致列车无法与控制中心进行通信，从而影响列车的调度和运行。
非接触式传感器的故障也会影响CBTC系统的性能，因为它们无法准确地感知列车的位置和运行状态。
对于CBTC系统的故障问题，需要采取一系列的措施进行分析和解决。
需要进行系统的故障诊断和排除，确定具体的故障原因和位置。
需要及时修复故障设备，保证系统的正常运行。
还可以通过系统的备份和冗余设计来提高系统的可靠性和容错性，减少故障的发生和影响。
对于CBTC系统的信号设备，需要进行定期的维护和检查，以确保其性能和可靠性。
(知识扩展)城市轨道交通CBTC系统功能
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，
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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
CBTC系统车载信号工作原理分析及存在问题
CBTC系统车载信号工作原理分析及存在问题摘要：本文作者阐述了地铁列车定位技术，采用车载测速发电机进行精确定位，同时还采用接近传感器进行站台辅助定位，并详细分析列车定位系统的组成和原理，叙述了列车定位功能的实现。
关键词：地铁列车；CBTC；信号技术；探析在CBTC下的列车定位在该系统中只能达到虚拟区段，即定位到30m （站台区段）～250m（区间区段）的范围，并将列车的移动在人机界面上仍然按照准移动闭塞的方式映射为逐段跳变，这种延续准移动闭塞下的列车定位的设计思路并未完全利用连续通信的特点，实时传输列车的精确位置并在系统中定位，它与完全意义上的移动闭塞仍有区别。
因为在这种模式下ATS已经得到了每列车的具体位置信息，此时的系统内部列车定位应以实际列车发送的位置信息为准，精确地对应到轨道拓扑图上具体的某一点，而不应仍然定位到某个区段。
同时，在实际应用中，大范围或长时间的系统故障后往往不能准确地重新定位列车也是该系统的局限，还有待于进一步改进。
一、移动闭塞列车控制系统（CBTC）简介1、移动闭塞列车控制系统的定义IEEE在1999年将CBTC（移动闭塞列车控制系统）定义为：“是一种连续自动列车控制系统，利用高精度的不依赖于轨道电路列车定位，大容量、双向连续的车地数据通信，实现车载、地面的安全功能处理器”。
与传统基于轨道电路的列车控制系统相比，移动闭塞列车控制系统由于采用无线通信、安全处理器和列车定位技术，具有易于互联互通、调度指挥自动化、工程建设周期短、系统安全性高、通过能力大、轨旁设备少、可以实现移动闭塞以及系统兼容性和灵活性强等特点。
2、移动闭塞列车控制系统的结构和功能ATS子系统、地面子系统、车载子系统以及数据通信子系统共同组成了CBTC系统。
CBTC的ATS子系统用于实现列车运行调整，ATS的自动/人工设置进路，列车的显示、跟踪和识别等；地面子系统是由一个设置在控制中心或轨旁的基于处理器的系统；车载子系统包括测速和定位传感器以及智能控制器；设置在中心、轨旁及车上的数据通信子系统能够实现地面与列车、地面与地面以及车载设备内部的数据通信。
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关 制动的起点和终点总是某一分区的边界 台阶式制动曲线 要求运行间隔越短，闭塞分区 (设备) 数也越多
列车运行间隔控制概念
◦ 准移动闭塞 (Distance-To-Go)：
线路被划分为固定位置、某一长度的闭塞分区 一个分区只能被一列车占用 闭塞分区的长度按最长列车、满负载、最高速、最不利制动
0
道岔未检测到在左位
SW_RIGHT_ c yes 每个道岔
1
C
0
道岔检测到并锁定在右位 道岔未检测到在右位
强制
IL_SET
c yes 每个终端信 号机
1
联锁确保进路在保护中（道岔锁闭，
➢ 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 ✓ 提供楼宇和火灾报警系统接口
4. 安萨尔多CBTC系统介绍
➢ 系统结构 ✓ 系统结构图 ✓ 网络配置图
➢ 系统设计特点 ✓ 轨旁子系统三取二结构 ✓ 车载子系统三取二结构 ✓ 数据输入多样性 ✓ 列车速度和方向的计算
➢ 司机显示和输入 ➢ 车载系统其他非安全功能
3. 自动列车监督子系统功能
➢ 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
➢ 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
联锁设备
保护区段解锁授权
2/ 区域控制器向车载设备对严 格的移动授权请求停车保证
5/ 联锁解锁 保护区段
1/ 列车挺稳
3/ 车载设备确保列车停稳并 禁止移动
车站
管理列车运行方向（1/2）
相反的列车进路保护:
◦ 道岔区域及方向锁闭
3/ 区域控制器发送 移动授权
区域控制器
联锁设备
2/ 对于CBTC列车联锁设备发 送方向锁闭
ZC 区段保持占用信 息
旁路区段故障(3/5)
真实区段占有 列车是通信列车
列车位置 (车载输出)
ZC 区段 (ZC 输出) ZC 区段 (联锁)
区段信息 (联锁) 旁路区段信息 (联锁内部参数)
ZC 区段保持占用 延时
旁路区段故障(4/5)
ES
区段 1 区段 2 区段 3
区段 1
区段 2 S
区段 3
➢ 区域控制器重叠区管理
2. 车载子系统功能
➢ 确定列车位置 ✓ 检测到轨旁的应答器，随之提供了参考点 ✓ 当检测到两个相邻的应答器，列车位置就被初始化 ✓ 车载测速电机及加速度计或测速雷达进一步进行细定位 ✓ 线路数据库唯一地定义了线路上的所有位置
➢ 列车安全保护 ✓ 测量列车速度和列车速度监督 ✓ 列车运行方向监督 ✓ 强制执行移动授权控制 ✓ 倒溜监督 ✓ 车门控制及安全联锁 ✓ 列车完整性检测
反向进路保护
进路保护: 联锁保护(3/3)
安全停车点 安全停车点
道岔位置
进路保护: 接近锁闭
1/ 列车接近信号机
2/ 列车离开接近区域
2/ 在定时器结束后，区 域控制器延长移动授权
CBTC 接近区域
接近锁闭
CBTC接近区域状态数据 联锁设置状态数据
区域控制器
联锁设备
进路保护: 保护区段锁闭(1/2)
5. 阿尔卡特感应环线CBTC系统介绍
➢ 系统结构 ➢ 系统设计特点
✓ 感应环线定位精度 ✓ 列车运行控制 ✓ 进路设置和解锁 ✓ 道岔锁闭和解锁 ✓ 人工设置进路
列车位置检测(1/2)
–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
区域控制器
列车位置检测(2/2)
–通信列车位置跟踪
后溜余量和隐 藏距离
缓冲区域
被区域控制器检测 到得占用区段（非 通信列车
被区域控制器检 测到得占用区段 （通信列车）
被区域控制器检 测到得空闲区段
非安全移动 授权
安全移动授权
CBTC列车跟踪非CBTC列车: 缓冲区域原理（非安全移动授权)
进路保护: 联锁保护 (1/3)
主要有三种进路保护:
◦ 联锁保护 ◦ 接近锁闭 ◦ 保护区段锁闭
1/ 联锁设备管理冲突进路和发 送进路设置状态给区域控制器
冲突进路保护
进路设置状态 联锁设备
区域控制器
2/ 区域控制器发送移动授权 给车载设备
进路保护: 联锁保护(2/3)
联锁保护包括:
进路 ‘B’
进路 ‘A’
冲突进路保护
进路 ‘A’
进路 ‘B’
进路 ‘B’ 进路 ‘A’
进路 ‘A’
进路 ‘B’
率等最不利条件设计 列车间隔为若干闭塞分区，而与列车在分区内的实际位置无
关 制动的起点可以延伸，但终点总是某一分区的边界 一次性抛物线型制动曲线 要求运行间隔越短，闭塞分区 (设备) 数也越多
列车运行间隔控制概念
◦ 虚拟/逻辑闭塞 (Virtual/Logical Block)：
线路被划分为固定位置、某一长度的闭塞分区 一个原固定闭塞分区可以被分为几个虚拟分区(旧线改造) 闭塞分区的长度按最长列车、满负载、最高速、最不利制动
当列车第一次把位置报告给区域控制时，必须对列车进行筛选
当列车外部位置和前方计轴点的距离小于最小列车长度时，并 且前方轨道区段未占用时，区域控制器将清除前方的假设列车
当列车外部位置和前方计轴点的距离大于等于最小列车长度时， 后者前方轨道区段占用时，区域控制器将保留前方的假设列车
?
?
CBTC列车筛选(2/2)
时）
列车安全间隔保护（1/2)
自动列车后溜余量
虚拟区段
AT i
AT j
AT k
虚拟区段
虚拟区段
非安全移动授权(i)安全移动授权 (i) 非安全移动授权 (j) 安全移动授权 (j)
CBTC列车跟踪CBTC列车: 列车间的间隔（安全移动授权)
列车安全间隔保护(2/2)
非安全速 度曲线
AT j
安全速度曲 线
4/ 联锁设备立即解 锁进路在延时时间之 前
区域控制器重叠区介绍
区域控制器1
区域控制器2
区域控制器重叠区
区域控制器重叠区:移动授权选择
位车置载
移动 区域控授制权器2 车载设备选择最宽容的移动授权。
车载设备发送它的位置给区域控制器1并且区域控制器1发
送移动授权给车载设备。
车载
移动 区域授控权制器1
联锁状态
1/ 对非CBTC列车联锁 设备给出信号显示
双向运行区域
管理列车运行方向（2/2）
相反的列车进路保护:
◦ 区段区域及方向锁闭
1/ 联锁设区段把方向锁闭状 态发送给区域控制器
联锁设备
区域控制器
区段方向锁闭状态
双向运行区域
2/ 区域控制器发 送移动授权
车门和屏蔽门安全保护
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
80/8
80
0
60
40
20
80/8 0
A)固定闭塞 (速差式信号)
80/8 0
80/6 0
60/4 0
40/0
B) 准移动闭塞 (目标距离模式)
80/8 0
80/6 0
80/4 0
40/0
C) 移动闭塞
0/0
性能改善
性能改善
80/8
80/6
80/4
40/0
0/0
0
0
0
每一段区间的速度代码
速度（公里 / 小
4/ CBTC列车进入保护区 段接近区域
区域控制器
5/ 联锁发送给区域控制器保 联锁设备 护区段锁闭状态
保护区段请求
保护区段锁闭 状态
1/ ATS向联锁请求进路设置
6/ 列车延长移动授权
ATS
3/ 联锁设置进路
车站
2/ 联锁检查冲突状况并锁闭 保护区段
进路保护: 保护区段锁闭(2/2)
区域控制器
4/ 区域控制器解锁 保护区段
最小的列车长度
新的位通置信列车 位置
... ?
?
车载
?
位置接近计轴点
CC 1
CC 1 区域控制器
位置
位置 位置接近计轴点
CC 1 联联锁锁状状态态联锁
CBTC列车筛选速度
筛选速度(kph)
列车长度(m)
列车运行间隔控制概念
◦ 固定闭塞（Fixed Block)：
线路被划分为固定位置、某一长度的闭塞分区 一个分区只能被一列车占用 闭塞分区的长度按最长列车、满负载、最高速、最不利制动
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
安全开门原理
列车
车载
确认列车在 在车窗
区域控 制器
开门准备
请求车门打开
禁止移动
列车禁止 移动
联锁 屏蔽门
授权打开
车门
授权打开车门
授权打开 屏蔽门
授权打开 屏蔽门
授权打 开屏蔽 门
安全关门原理
关门按钮
命令列 车门关 闭
列车门 关闭 移动禁 止取消
采集列车门 关闭请求 请求列车门关闭
移动禁止取消
请求关闭屏蔽门 关闭屏 蔽门
发车授权
屏蔽门 关闭状 态
隐藏信号显示（1/3)