CBTC-ATC系统数据流程图,地铁信号传输过程

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CBTC系统的列车管理过程分析

CBTC系统的列车管理过程分析摘要：基于通信的列车运行自动管理（CBTC）系统能够实现列车自动追踪运行，缩小行车间隔，提高运营效率，是目前城市轨道交通列车运行自动管理（ATC）系统的首选方案。

关键词：城市轨道交通；CBTC；列车管理引言随着社会的不断进步，城市轨道交通已经变为我们生活中必不可少的一部分，目前正处于飞速发展的阶段。

CBTC系统与传统的信号系统TBTC相比在安全性和可靠性上有了很大的提升，已经成为当今世界城市轨道交通列控系统的发展趋势。

ZC作为CBTC系统的核心地面设备，实时的与CBTC系统的其他子系统进行通信，通过提供移动授权实现列车管理。

在ZC开发前利用形式化方法对其进行建模和验证，可以识别出系统中可能存在的安全隐患或权限。

因此，在系统开发早期对系统的需求进行分析是很有必要的。

1概述TRAINGUARD MT 车载设备（OBCU）依靠车载雷达、里程计（OPG）、轨旁应答器和车载应答器天线实现列车精确定位，并通过无线 WLAN 车地传输通道接收轨旁列车自动防护系统（WCU_ATP）发送的移动授权和列车控制命令对列车进行监督和控制。

图1列车登录流程图1.1CBTC列车管理等级TRAINGUARDMT具有联锁管理等级（IXLC）、点式列车管理等级（ITC）和连续式列车管理等级（CTC），其中ITC管理等级是CTC管理等级的后备模式。

TRAINGUARDMT还具有列车自动运行、ATP监督的人工驾驶、无ATP监督的人工驾驶和列车自动折返运行等多种列车驾驶模式。

CBTC各种列车管理等级和驾驶模式可根据运营需要以及管理设备和列车运行状态进行相互切换。

CTC等级具有列车自动驾驶模式（AM）和列车自动折返模式（AR）；ITC和CTC等级都具有ATP监督的人工驾驶模式（SM），即SM_ITC和SM_CTC；IXLC等级具有限制人工驾驶模式（RM）和非限制人工驾驶模式（NRM）。

（1）对于在联锁管理区域（IXLT区域）内运行的列车，以及在点式列车管理区域/连续式列车管理区域（ITCT/CTCT区域）以RM模式运行的列车，OBCU不监督移动授权。

地铁CBTC信号系统

地铁CBTC信号系统北京地铁通号公司赵炜概述：移动闭塞是基于通信技术的列车控制（简称CBTC）ATC系统是利用通信技术实现“车地通信”并实时地传递“列车定位”信息。

系统通过建立车地之间连续、双向、高速的通信，使列车命令和状态可以在车辆和地面之间进行实时可靠的交换，并确定列车的准确位置及列车间的相对距离，保证列车的安全间隔。

地铁CBTC信号系统技术交流北京地铁通号公司总工赵炜2010年5月地铁CBTC信号系统地铁信号系统是地铁运输系统中，保证行车安全、提高区间和车站通过能力的手动控制、自动控制及远程控制技术的总称，是地铁行车调度依据行车计划或运力需求组织行车，并按一定的闭塞方式指挥列车安全、正点运行的重要设备系统，具有下达行车指令、办理列车进路、开放信号并指挥行车的基本功能。

北京地铁信号系统随着核心技术的不断进步，其设备构成、主要功能均不断得到了完善和提高，尤其是列车运行控制方式和信号系统闭塞方式发生了根本性的变革。

• 简介CBTC信号系统构成及原理• 目前面临的问题及对策• CBTC信号系统的优点北京地铁2009年运营线路图地铁CBTC信号系统列车自动控制系统城市轨道交通信号系统通常由列车自动控制系统（Automatic Train Control，简称ATC）组成，ATC系统包括三个子系统：—列车自动监控系统（Automatic Train Supervision，简称ATS）—列车自动防护子系统（Automatic Train Protection，简称ATP）—列车自动运行系统（Automatic Train Operation，简称ATO）三个子系统通过信息交换网络构成闭环系统，实现地面控制与车上控制结合、现地控制与中央控制结合，构成一个以安全设备为基础，集行车指挥、运行调整以及列车驾驶自动化等功能为一体的列车自动控制系统1.列车自动监控系统ATS2.列车自动防护子系统ATP3.列车自动运行系统ATO列车自动控制系统构成图地铁CBTC信号系统介绍移动闭塞是基于通信技术的列车控制（简称CBTC—Communication Based Train Control）ATC系统，该系统不依靠轨道电路向列控车载设备传递信息，而是利用通信技术实现“车地通信”并实时地传递“列车定位”信息。

地铁CBTC信系统原理及分类

地铁C B T C信系统原理及分类公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]地铁CBTC信号系统原理及分类移动闭塞是基于通信技术的列车控制（简称CBTC—Communication Based Train Control）ATC系统，该系统不依靠轨道电路向列控车载设备传递信息，而是利用通信技术实现“车地通信”并实时地传递“列车定位”信息。

通过车载设备、轨旁通信设备实现列车与车站或控制中心之间的信息交换，完成速度控制。

移动闭塞技术是通过车载设备和轨旁设备不间断的双向通信来实现。

列车不间断向控制中心传输其标识、位置、方向和速度等信息，控制中心可以根据列车实时的速度和位置动态计算列车的最大制动距离。

列车的长度加上这一最大制动距离并在列车后方加上一定的防护距离，便组成了一个与列车同步移动的虚拟分区。

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，从而提高运营效率。

1.基于基于交叉感应环线技术2.基于无线电台通信技术3.基于漏泄电缆无线传输技术4.基于裂缝波导管无线传输技术1.基于基于交叉感应环线技术以敷设在钢轨间的交叉感应环线作为传输媒介的CBTC系统，在城市轨道交通中已经应用了较长时间。

交叉感应环线的缺点在于，安装在钢轨中间，安装困难且不方便工务部门对钢轨的日常维修，车－地通信的速率低。

但由于环线具有成熟的使用经验，使用寿命长以及投资少等优点，目前仍继续得到应用。

2.基于无线电台通信技术随着无线通信技术的发展，基于自由空间传输的无线传输技术的在CBTC系统中得到了应用。

无线的频点一般采用共用的2.4GHz或5.8GHz频段，采用接入点（AP）天线作为和列车进行通信的手段。

地铁CBTC信号系统

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ppt课件

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3、CBTC的结构图
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从上图可以看出CBTC系统主要包括列车自动监控系统 (Automatic Train Supervision, ATS )、区域控制器(ZC)、计算机联锁系统(Computer Interlocking, CI )、车载控制器 (Vehicle On Board Controller, VOBC)、数据存储单元(Data Saving Unit, DSU)、轨旁设备(Way side Equipment, WE)和数据通信系统(Data Communication System, DCS ) 等。
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5、CBTC工作原理
CBTC系统是指通过WLAN的方式实现列车和地面间连续通信的列车控制系统。系统的核心部分为轨旁和车载两部分。列车通过机车上的测速传感器和线路上的应答器来得到列车的实时位置，应答器在线路的固定位置设置，列车每经过一个应答器就会在数据库中查找其位置，从而得到列车的精确位置，列车的实时速度是通过测速传感器获得的，速度对时间的积分获得列车的相对位移，每经过一个应答器的实际位置加上相对该应答器的相对位移就可以实时的获得列车的准确位置。VOBC将列车的准确位置通过WLAN发送给轨旁设备，实现列车对地面设备的通信。轨旁的核心设备是区域控制器ZC，它负责管理运行在其管辖范围内的所有列车。
美国aatc基于无线通信的先进的自动化控制系统aatc是美国在1992年提出的系统最大的特点就是列车定位采用扩频通信方式来实现实现的方式是沿着铁路线路按规定距离布设很多个无线电台这些无线电台作为车一地之间传输信息的中转站控制中心从无线电台接收到信号后处理这些信号通过无线电在传输信号时传输的时间来计算出列车的位置并根据位置信息计算速度从而告诉列车以多大速度行驶何时加速从而控制列车运行

地铁CBTC信系统原理及分类修订稿

地铁C B T C信系统原理及分类WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-地铁CBTC信号系统原理及分类移动闭塞是基于通信技术的列车控制（简称CBTC—Communication Based Train Control）ATC系统，该系统不依靠轨道电路向列控车载设备传递信息，而是利用通信技术实现“车地通信”并实时地传递“列车定位”信息。

通过车载设备、轨旁通信设备实现列车与车站或控制中心之间的信息交换，完成速度控制。

移动闭塞技术是通过车载设备和轨旁设备不间断的双向通信来实现。

列车不间断向控制中心传输其标识、位置、方向和速度等信息，控制中心可以根据列车实时的速度和位置动态计算列车的最大制动距离。

列车的长度加上这一最大制动距离并在列车后方加上一定的防护距离，便组成了一个与列车同步移动的虚拟分区。

交叉感应环线的缺点在于，安装在钢轨中间，安装困难且不方便工务部门对钢轨的日常维修，车－地通信的速率低。

但由于环线具有成熟的使用经验，使用寿命长以及投资少等优点，目前仍继续得到应用。

2.基于无线电台通信技术随着无线通信技术的发展，基于自由空间传输的无线传输技术的在CBTC 系统中得到了应用。

无线的频点一般采用共用的或频段，采用接入点（AP）天线作为和列车进行通信的手段。

郑州地铁1号线-CBTC 信号系统培训

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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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。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)。
接入交换机 X
控制中心ATS X
ZC 区域控制器
X
X
车载无线接入AP
轨旁无线接入AP
Microlok II 联锁控制器
MR 车载控制器
CC
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
ATS本地控制
信号机道岔
计轴
信标
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2 系统架构和组成
ATS/LCW 现地控制
工作站
MR 车载控制器
CC
Tags 信标
信号机道岔
计轴
信标
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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

地铁CBTC信系统原理及分类

地铁CBTC信号系统原理及分类移动闭塞是基于通信技术的列车控制（简称CBTC—Communication Based Train Control）ATC系统，该系统不依靠轨道电路向列控车载设备传递信息，而是利用通信技术实现“车地通信”并实时地传递“列车定位”信息。

通过车载设备、轨旁通信设备实现列车与车站或控制中心之间的信息交换，完成速度控制。

移动闭塞技术是通过车载设备和轨旁设备不间断的双向通信来实现。

列车不间断向控制中心传输其标识、位置、方向和速度等信息，控制中心可以根据列车实时的速度和位置动态计算列车的最大制动距离。

列车的长度加上这一最大制动距离并在列车后方加上一定的防护距离，便组成了一个与列车同步移动的虚拟分区。

交叉感应环线的缺点在于，安装在钢轨中间，安装困难且不方便工务部门对钢轨的日常维修，车－地通信的速率低。

但由于环线具有成熟的使用经验，使用寿命长以及投资少等优点，目前仍继续得到应用。

2.基于无线电台通信技术随着无线通信技术的发展，基于自由空间传输的无线传输技术的在CBTC 系统中得到了应用。

无线的频点一般采用共用的2.4GHz或5.8GHz频段，采用接入点（AP）天线作为和列车进行通信的手段。

AP的设置保证区间的无线重叠覆盖。

自由空间传输的无线具有自由空间转播，对于车载通信设备的安装位置限制少；传输速率高；实现空间的重叠覆盖，单个接入设备故障不影响系统的正常工作；轨旁设备少，安装与钢轨无关，方便安装及维护的特点。

地铁行车组织基础知识—ATC系统介绍

(2)
列车无速度码时，使用VCC调度员终端发布列车运行调度命令，
列车仍无速度码则转换为RM模式运营至前方站恢复自动模式，
若故障仍不能恢复，则组织列车运行至终点站退出运营。
五、ATC
ATC = ATS + ATO + ATP 列车自动防护（ATP）、列车自动驾驶系统（ATO）、列车自动监督系统（ATS）。 ATC 系统设备分布于控制中心 (OCC) 、车站、轨旁及车上。
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。
系
统原
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。
理
区域控制器
轨旁DTS设备
行车凭证：目标速度 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。
-CBTC
运
轨旁无线设备
营
轨旁无线设备
三、移动闭塞的基本要素
移动闭塞三要素：
1.列车定位
测速定位法、应答器法、交叉感应线圈法、GPS
3.目标点
2.安全距离
后续追踪列车的命令停车点与其前方障碍物之间的一个固定距离。
三、移动闭塞的基本要素
追踪运行的始端计算点（不固定）上行
101011101
A站
B站
停车目标点（不固定）
列车连续式一次速度控制
一、移动闭塞系统设计原理
根据是否考虑先行列车的速度，移动闭塞又分为两种：
一
一是考虑先行列车速度的移动闭塞系统(MB-V方式)；
二
二是不考虑先行列车速度的移动闭塞系统(MB-V0方式)。
一、移动闭塞系统设计原理
移动闭塞基本原理为:

武汉地铁1号线信号系统概述(ppt)

第20页
列车投入
车场、车辆段内列车进入正线时的列车投入：
车场、车辆段
转换轨
正线
1. 人工车开启 VOBC 2. 驶入转换轨停稳
• 请求自动驾驶模式 • 系统开始自检 • 列车通过自检
1. 信号系统给出速度码、目标点 2. 驶入正线运行
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列车退出
正线列车返回车场、车辆段时的列车退出：正线转换轨
返回
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附录4
列车自动运行系统ATO 列车自动运行系统（ATO）功能包括ATC系统中诸如速度调整、按计划停站和门控制等功能。ATO指令总是从属于ATP监控功能。
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ATP功能施加的限制范围内调整列车速度，并在保证乘客舒适度的前提下运行列车；计划停站包括开/关门；车载语音广播触发；报警监测和报告；控制停车点；控制目标指令标示列车位置的确定（车站定点停车）；自动驾驶。返回
SMC的功能是非安全的！！！
第5页
SMC的设备构成
在控制中心，SMC的主要设备有：局域网络设备、运行图调整服务器SRS、系统数据记录服务器Data logger、系统维护工作站、通信传输单元、调度长工作站、调度员工作站、运行图编辑工作站、仿真模拟系统、投影模拟显示屏系统、运行图打印设备等。
第12页
STC的功能
车站控制器（STC，Station Controller）是ATC系统的安全型轨旁子系统，提供轨旁设备的控制功能，从道岔和信号机采集状态信息并把它们转发给VCC及现地 SMC工作站。它还根据VCC或现地SMC工作站的命令来转动道岔，STC根据运营模式（ATC自动控制模式或后退模式）的需要来控制信号机。为车辆控制中心VCC提供联锁逻辑信息、控制道岔转动、控制地面信号机信号开/闭、计轴区段的信息传递、控制站台紧急停车按钮等其它轨旁设备。

轨道交通CBTC信号系统浅析

轨道交通CBTC信号系统浅析计划自动控制道旁信号设备以接发列车，列车运行实迹的自动记录，时刻表自动生成、显示、修改和优化，运行数据统计及报表自动生成，设备运行状态监测，设备状态及调度员操作记录，运输计划管理等，还具有列车车次号自动传递等功能。

ATS子系统包括控制中心设备和ATS车站、车辆段分机。

控制中心ATS设备有中心计算机系统、工作站、显示屏、绘图仪、打印机、UPS等。

每个控制站设一台ATS分机，用于采集车站设备的信息和传送控制命令，并实现车站进路自动控制功能。

车辆段ATS分机用于采集车辆段内库线的列车占用情况及进/出车辆段的列车信号机的状态。

它采用的是“集中后备”的结构，其组成框图如图所示。

3.4 ATP子系统ATP子系统的功能是对列车运行进行超速防护，对与安全有关的设备实行监控，实现列车位置检测，保证列车间的安全间隔，保证列车在安全速度下运行，完成信号显示、故障报警、降级提示、列车参数和线路参数的输人，与ATS、ATO及车辆系统接口并进行信息交换。

ATP子系统不断将从地面获得的前行列车位置信息、线路信息、前方目标点的距离和允许速度信息等通过轨道电路等传至车上，由车载设备计算得到当前所允许的速度，或由行车指挥中心计算出目标速度传至车上，由车载设备测得实际运行速度，依此来对列车速度实行监督，使之始终在安全速度下运行，以缩短列车运行间隔，保证行车安全。

采用轨道电路传送ATP信息时，ATP子系统由设于控制站的轨旁单元、设于线路上各轨道电路分界点的调谐单元和车载ATP设备组成，并包括与ATS、ATO、联锁设备的接口设备。

3.5. ATO子系统ATO子系统主要用实现“地对车控制”，即用地面信息实现对列车驱动、制动的控制，包括列车自动折返，根据控制中心的指令使列车按最佳工况正点、安全、平稳地运行，自动完成对列车的启动、牵引、惰行和制动，传送车门和屏蔽门同步开关信号。

使用ATO后，可使列车经常处于最佳运行状态，避免了不必要的、过于剧烈的加速和减速，因此明显提高了乘客的舒适度，提高了列车正点率并减少了能量消耗和轮轨磨损。