城市轨道交通信号系统
城市轨道交通信号系统分析
城市轨道交通信号系统分析随着城市交通的不断发展，城市轨道交通成为了一种十分重要的交通方式。
而在城市轨道交通中，信号系统则是其安全运行的重要保障。
对城市轨道交通信号系统进行分析，可以进一步了解其运行机制和安全性能。
一、城市轨道交通信号系统的基本组成城市轨道交通信号系统由信号设备和信号控制中心两部分构成。
1. 信号设备信号设备主要包括轨道信号灯、轨道信号机、信号电气设备等。
轨道信号灯用于指示列车运行的状态，通常包括红色、黄色、绿色等灯色。
轨道信号机则是通过控制信号灯的颜色来指示列车运行的方向和速度。
信号电气设备则是用来控制信号系统的运行，包括信号线路、信号电源等设备。
2. 信号控制中心信号控制中心是对城市轨道交通信号系统进行集中控制和监测的地方。
通过信号控制中心，可以对信号设备进行远程控制，并监测信号系统的运行状态，及时处理故障和异常情况。
城市轨道交通信号系统的运行原理主要是通过信号设备和信号控制中心的协调配合来实现列车的安全运行。
轨道信号灯的红色、黄色、绿色分别代表停车、减速、行驶三种状态。
红色信号灯代表列车需要停车，黄色信号灯代表列车需要减速，绿色信号灯代表列车可以行驶。
2. 轨道信号机轨道信号机通过控制轨道信号灯的颜色来指示列车运行的方向和速度。
在信号控制中心的指令下，轨道信号机可以改变信号灯的状态，从而实现列车的安全运行。
城市轨道交通信号系统的安全性能是其最重要的性能之一。
信号系统的安全性能主要取决于信号设备的可靠性和信号控制中心的响应速度。
信号设备的可靠性是保障列车安全运行的重要因素。
只有当信号设备工作稳定可靠时，才能确保列车的安全行驶。
对信号设备的设计和制造要求非常严格，必须具备高可靠性和高安全性。
信号控制中心的响应速度直接影响列车的安全运行。
只有当信号控制中心的响应速度足够快时，才能及时发现和处理信号设备的故障和异常情况，确保列车的安全行驶。
随着城市轨道交通的不断发展，城市轨道交通信号系统也在不断进行创新和改进。
简述城市轨道交通信号系统作用
简述城市轨道交通信号系统作用
城市轨道交通信号系统是指在城市轨道交通系统中，用于控制列车运行、保证列车安全和高效运行的一系列技术和设备。
其主要作用包括以下几个方面：
控制列车运行：城市轨道交通信号系统能够根据列车的位置、速度、方向等信息，计算出最优的运行方案，从而控制列车的运行速度、行车间隔和行车方向。
确保列车安全：城市轨道交通信号系统能够识别列车的位置和速度，并在必要时对列车进行限制或制动，从而保证列车安全运行。
提高列车运行效率：城市轨道交通信号系统能够根据实时的交通状况和列车的运行情况，自动调整列车运行方案，从而优化列车的运行效率。
优化行车组织：城市轨道交通信号系统能够根据列车的实时位置和运行情况，动态地调整行车组织，从而实现行车组织的优化和调整。
总之，城市轨道交通信号系统是城市轨道交通系统中非常重要的组成部分，它能够有效地控制列车运行，确保列车安全和高效运行，提高城市轨道交通系统的运营效率和服务质量。
城市轨道交通通信信号系统
上海地铁采用的ATC制式 共有五种制式
不同的ATC系统向列车传送的控制信号
上海地铁一号线建于80年代末，当时模拟技术占主导地位，选用了基于模拟音频无绝缘轨道电路的ATC系统，其信息量小且是不连续的。 上海地铁二号线建设时，数字技术走向成熟应用阶段，选择了基于数字编码轨道电路的ATC系统，控制中心向列车连续发送“目标速度”。 上海地铁三号线的ATC系统，向列车传送的信息内容是“进路地图”的“目标距离”，由车载计算机自己决定运行速度。 由于其运量及其车辆性能等原因，上海地铁五号线采用点式ATC系统。
01
02
7-1 城市轨道交通ATC系统的特点
传统信号系统是通过设置在地面的色灯信号机来传递不同的行车命令，这种制式基本上是依赖司机进行速度控制和调整，依靠司机保证行车安全。
ATC系统将机车信号作为主体信号，传递给列车的信号是具体的速度或距离信息，列车按调度人员设置的时刻表，实现自动运行、自动折返、自动调整停站时分，以及运用程序定位实现列车在车站的停车控制。
城市轨道交通信号系统
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1、轨道交通信号的作用
确保列车运行的安全，防止追尾和冲突。
提高运行效率。
实现列车运行的自动化。
轨道交通信号的作用
STEP1
STEP2
STEP3
与轨道交通其他设施、系统一样，信号系统也沿用铁路的概念、设施和手段。
城市轨道交通线路短、站间距小、运营密度大、运营线路条件差（隧道、弯道多），不能完全套用铁路信号的概念、设施和手段。
它给行车调度人员显示全线列车的运行状态，监督和记录运行图的执行情况，在列车因故偏离运行图时及时做出反应（提出调整建议或者自动修整运行图）。
城市轨道交通与信号系统
城市轨道交通与信号系统城市轨道交通是指在城市内运营的地铁、轻轨等轨道交通工具。
随着城市化进程的加快和人口数量的增加，城市轨道交通成为现代城市交通系统中必不可少的一部分。
而城市轨道交通的信号系统则是确保其正常、安全运行的重要组成部分。
城市轨道交通信号系统的功能主要包括列车调度、道岔控制、信号显示和速度限制等。
针对不同的时段和客流量，信号系统可以通过调整列车的发车间隔来满足乘客的需求，确保列车的运行效率和客流的顺畅。
信号系统还会控制轨道交通的道岔。
道岔是用来实现列车换轨的装置，它可以根据信号系统的指令，自动调整不同轨道之间的连接，使列车能够按照预定的路线行驶，确保列车的行车安全。
信号系统还负责显示运行状态和速度限制。
在轨道交通的车站和车内，信号系统会显示列车的到站时间、下一站点、以及相关的运行信息，便于乘客了解列车的运行情况。
信号系统还会根据列车的实时速度和运行情况，发出相应的速度限制指令，确保列车以安全的速度行驶，避免发生事故。
现代城市轨道交通信号系统采用的技术有多种，最常见的是计算机控制系统和轨道电路系统。
计算机控制系统通过集中控制中心对整个轨道交通网络进行统一管理和监控，可以实时获取列车位置、车速等信息，并自动调度列车运行。
而轨道电路系统通过安装在轨道上的电缆和传感器，来实现列车位置的检测和速度的测量，以及信号的传输。
城市轨道交通信号系统在保证列车运行效率和安全的也需要与其他交通系统和城市规划进行协调。
信号系统需要与公交系统、出租车系统等交通系统进行连接和信息共享，以便乘客能够顺利地从一种交通工具转乘到另一种交通工具。
信号系统还需要与城市的交通规划进行协调，根据不同时期的交通需求，进行合理的列车调度和运行安排。
“城市轨道交通信号系统”词条释义
“城市轨道交通信号系统”词条释义城市轨道交通信号系统是保证列车运行安全，实现行车指挥和列车运行现代化，提高运输效率的关键系统设备。
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，A TC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A TP）●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。
一、列车自动控制系统（ATC）分类1、按闭塞布点方式：可分为固定式和移动式。
固定闭塞方式中按控制方式，又可分为速度码模式（台阶式）和目标距离码模式（曲线式）。
2、按机车信号传输方式：可分为连续式和点式。
3、按各系统设备所处地域可分为：控制中心子系统、车站及轨旁子系统、车载设备子系统、车场子系统。
二、固定闭塞ATC系统固定闭塞ATC系统是指基于传统轨道电路的自动闭塞方式，闭塞分区按线路条件经牵引计算来确定，一旦划定将固定不变。
列车以闭塞分区为最小行车间隔，ATC系统根据这一特点实现行车指挥和列车运行的自动控制。
固定闭塞ATC系统又可分为速度码模式和目标距离码模式。
1、速度码模式（台阶式）如北京地铁和上海地铁1号线分别引进的英国西屋公司和美国GRS公司的ATC系统均属此类A TC系统，该系统属70～80年代的产品，技术成熟、造价较低，但因闭塞分区长度的设计受限于最不利线路条件和最低列车性能，不利于提高线路运输效率。
固定闭塞速度码模式ATC是基于普通音频轨道电路，轨道电路传输信息量少，对应每个闭塞分区只能传送一个信息代码，从控制方式可分成入口控制和出口控制两种，从轨道电路类型划分可分为有绝缘和无绝缘轨道电路两种。
城市轨道交通通信信号系统—ATC系统
ATC系统是城市轨道交通信号系统最重要的组成部分，它实现以下功能： （1）行车指挥和列车运行自动化； （2）最大限度地保证列车运行安全； （3）提高运输效率； （4）减轻运营人员的劳动强度； （5）发挥城市轨道交通的通过能力。
• ATC系统主要包括中央设备、 地面设备、车载设备三部分。
思考题
ATP系统用于列车运行速度监督、列车运行超速防护，是保 证行车安全、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系统的主要作用：
（1）对列车运行进行超速防护 （2）实现列车位置检测 （3）保证列车间的安全间隔 （4）故障报警、降级提示 （5）列车参数、线路参数的输入 （6）与ATS、ATO系统进行信息交互 （7）停车点防护和列车车门控制。
专业术语
• OCC：operating control center，控制中心 • 对全线列车运行、电力供应、车站设备运行、防灾报警、环境监
控、票务管理及乘客服务等地铁运营全程进行调度、指挥和监控 的中心。
专业术语
是英文Positive Train Identification的缩写, 即列车定位识别 • 该系统主要由车载和轨旁两部分组成, 实现列车-地面的信息单向
传输。 • 运行过程中，每辆列车唯一的列车编号通过PTI传输到地面设备。
专业术语
• 惰行模式就是利用车辆自身的惯性进行滑行,是一种有效节约能 源的运行模式,
练习1：下列各项与ＡＴO、ＡＴP、ＡＴS有对应关系？
实现对列车运行的 ， 辅助行车调度人员对全线列 车运行进行管理。
01
用于实现“ ”，即用地面信息实现 对列车驱动、制动的控制 ，以及列车自动折返等。
OCC
思考题
• 1.实现列车位置检测的信号设备是什么？ • 2.如何保证列车间的安全间隔？
城市轨道交通信号系统分析
城市轨道交通信号系统分析城市轨道交通信号系统是城市轨道交通运营的重要组成部分，它的安全性和效率直接影响着城市轨道交通的运行情况。
对城市轨道交通信号系统的分析和改进，对于提升城市轨道交通的运营水平至关重要。
一、城市轨道交通信号系统的作用和功能城市轨道交通信号系统主要用于控制轨道交通的运行，具体的作用和功能主要体现在以下几个方面：1. 调度控制：城市轨道交通信号系统通过监控轨道交通运行状态，以及分析预测数据，实时调度和控制列车的运行，保证轨道交通运行的安全和高效。
2. 列车间隔控制：城市轨道交通信号系统根据列车运行的速度、信号灯状态等因素，确定列车之间的间隔距离，避免列车之间的相撞和追尾等事故。
3. 车站控制：城市轨道交通信号系统通过控制车站的信号灯、闸门等设备，指导乘客上下车，并确保乘客的安全和秩序。
4. 调度员指挥：城市轨道交通信号系统通过与调度员的通信，实时传输和交换运行数据，为调度员提供科学、准确的决策参考。
5. 紧急情况处理：城市轨道交通信号系统能够及时监控城市轨道交通运行情况，一旦发生紧急情况，如列车故障、信号系统故障等，能够及时报警并采取措施，保障乘客的安全。
二、城市轨道交通信号系统的问题和分析虽然城市轨道交通信号系统起到了很大的作用，但是在实际运行中还存在一些问题，需要进行分析和改进。
1. 车辆密度调控不准确：城市轨道交通信号系统在列车密度方面的调控不准确，导致列车之间的间隔过大或过小，影响了列车的运行效率。
2. 车站乘客量估计不准确：城市轨道交通信号系统对车站乘客量的估计不准确，导致列车的停站时间过长或过短，给乘客带来不便。
3. 信号灯系统故障：城市轨道交通信号灯系统存在故障的可能性，一旦出现故障，会导致列车运行混乱，甚至发生事故。
4. 乘客安全问题：城市轨道交通信号系统对乘客的安全保护措施不完善，存在一定的安全隐患。
5. 数据分析不充分：城市轨道交通信号系统在数据收集和分析方面还有待加强，缺乏科学的数据支撑。
城轨交通信号系统-简介
*
4.3 后备系统原理示意图
实际列车速度曲线
(ATO curve)
ATP曲线
预告功能信标
防护区段
*
安全防护距离 （约25~30m）
限速
*
停车点
TSDI_DXC
*
5. 信号系统国产化
5.1 信号国产化方案 信号系统设备国产化既要符合技术政策的要求, 同时也要结合工程的实际情况, 满足其功能需求和工程的要求。 在系统设备招标的基础上, 建议采用由国产设备、国产化设备和引进设备混合组成。 优先选用国内能提供的设备和器材。 目前国内尚无满足安全和功能要求的成套ATC系统设备。与国外供货商通过技术合作与技术转让, 参与系统设计, 合作完成国产化设备的生产及工程应用软件编制、系统安装、系统调试、服务培训等工作, 从而全面掌握ATC系统产品的性能, 为系统的维护、应用打下良好的基础, 最终实现国产化和降低造价。
电源屏及UPS
国产
艾默生、梅兰日兰、鼎汉等
其他
电缆及光缆
国产
天水电缆厂,焦作电缆厂,成都电缆厂,西安电缆厂,天津电缆厂,上海电缆厂等
信号机（铝合金）
国产浙江万全信号,西安信号 Nhomakorabea厂,沈阳信号工厂等
继电器（各型）
国产
西安信号工厂,沈阳信号工厂等
仪器仪表、维修工具、备品备件
TSDI_DXC
*
后备模式
点式+站间闭塞 （机场线仅站间闭塞）
点式超防+站间闭塞
简单超防+站间闭塞
点式超防+站间闭塞
TSDI_DXC
*
4. 基于通信的移动闭塞信号系统（CBTC）后备系统简介
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。
城市轨道交通信号系统分析
城市轨道交通信号系统分析城市轨道交通信号系统是城市轨道交通运营中至关重要的一部分，它的作用是确保列车能够安全、顺利地行驶，并且协调列车的运行，提高运输效率。
下面我们将对城市轨道交通信号系统进行分析。
城市轨道交通信号系统主要由信号机、轨道电路、信号电源、信号检测设备等组成。
信号机是指放置在轨道旁边的计时信号机，用来指示列车运行的方向和速度。
轨道电路是通过在轨道上安装传感器，实时监测列车的位置和运行状态。
信号电源提供电力给信号设备，保证信号系统的正常运行。
信号检测设备则用于检测信号设备的工作状态和故障情况。
城市轨道交通信号系统的工作原理是通过设置不同的信号机和通过改变信号机显示的颜色和形状来指示列车的运行状态。
红色表示停车，绿色表示行进，黄色表示警告。
列车根据信号机的指示，决定是否停车或行驶，并且根据实际情况进行调整。
城市轨道交通信号系统的设计要考虑多个因素，如列车运行速度、车流量、站点距离等。
通过对这些因素的合理分析和计算，可以确定信号机的数量和布局，以确保列车的安全和顺畅。
城市轨道交通信号系统的优点在于可以实现列车的自动控制和调度，减少了人工操作的需求，提高了运输效率。
信号系统还可以对列车进行实时监控，及时发现和处理故障，保障乘客的安全。
城市轨道交通信号系统也存在一些问题。
信号系统的建设和维护成本较高，需要投入大量的资金和人力资源。
信号系统的故障率较高，一旦发生故障，可能会导致列车停运或延误，给乘客带来不便。
信号系统还面临着恶劣天气和外部干扰等因素的影响，可能会导致列车运行受阻。
城市轨道交通信号系统在城市轨道交通运营中扮演着至关重要的角色，它通过合理的信号机设置和信号控制，保证列车的安全和顺畅运行。
信号系统的建设和维护成本较高，故障率较高，还面临着各种外部影响。
我们需对信号系统进行持续改进和优化，以提高其效率和可靠性。
城市轨道交通信号系统的组成
地面设备系统包括车站信号设备和轨旁线路层设备。 车站分为设备集中站和非设备集中站。设备集中站一般为有道岔车站。 设备集中站设有车 站ATS分机、车站联锁设备、ATP/ATO系统地面设备、电源设备、维修终端、信号机、转辙机、 列车检测设备、发车指示器、紧急停车(关闭)按钮、自动折返按钮等。各设备分设于车站控制室、 车站信号设备室、车站站台层及轨旁线路层。非设备集中站设有发车指示器、紧急停车(关闭)按 钮等。
城市轨道交通信号控制系统的设备分布
(三)车载设备系统
车载设备系统即车载ATP/ATO计算机单元，用来接收轨旁设备传送的ATP/ATO信息，计算 列车运行曲线，测量列车的运行速度及走行距离，实现列车运行超速防护及列车自动运行，保 证行车安全和为列车提供最佳运行方式。每套车载ATC设备包括车载ATP/ATO计算机单元、司 机盘、人机界面、测速传感器、定位补偿设备、发送/接收天线、应答器(信标)天线等车-地通信 设备。
图1-8 ATO系统车载设备
城市轨道交通信号控制系统的设备分布
城市轨道交通信号控制系统的设备按地域分布一般可分为四 部分：控制中心系统、地面设备系统、车载设备系统、车辆基地 系统等，有时还包括维护及培训中心设备。
城市轨道交通信号控制系统的设备分布
(一)控制中心系统
控制中心设备属于ATS子系统，是ATC的核心。ATS子系统通过数据通信网络与其他子系统 交换数据和命令。中央ATS系统主要配置ATS中央计算机系统、主任/调度员工作站、运行图工 作站、维护工作站、DCS ( Data Communication System )数据通信设备、运行综合显示屏接 口服务器、与其他系统接口的通信服务器，培训工作站，电源设备等，以及报告输出和系统运 行状态信息打印设备和运行综合显示屏，各设备分设于中央控制室、信号ATC设备室、运行图编 辑室、培训室以及控制中心信号电源室中。
城市轨道交通信系统的作用和组成
车辆段信号控制系统
ATP子系统
ATS子系统
ATO子系统
联
进 路
维车 修辆
联
闭
超 速
锁
塞
防 护
旅 客 向
导
旅 客 向
导
运 行 信 息 处
理
运 行 图 管
理
电 力 车 辆 调
度
列
锁
定车自
位速动
停度折
车调返
整
控 制
管调 理度
城市轨道交通信号系统组成框图
2.城市轨道交通信号系统的基本组成和特点
1. 正线设置成自动信号 2. 联锁关系较“简单”,但技术要求高 3. 具有完善的列车速度监控功能 4. 车辆段独立采用联锁设备 5. 自动化水平高
2.城市轨道交通信号系统的基本组成和特点
城市轨道交通的信号系统通常由列车运行自动控制 (ATC)系统和车辆段信号控制系统两部分组成.
列车运行自动控制系统(ATC)包括列车自动防护(ATP)、 列车自动运行(ATO)和列车自动监控(ATS)三个子系统 简称“3A”。
轨道交通信号用
近年来,轨道交通的发展，出现了许多新的形式.一 般可以分为市郊铁路、地下铁路、轻轨、独轨、新交 通系统、有轨电车、磁悬浮等形式，如图2- 2所示。
城市轨道交通
市地
新有
郊下轻独交轨磁
铁铁
通电悬
路路轨轨系车浮
统
按照国际标准,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，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。
城市轨道交通通信信号系统概述
（1）通信电源子系统 （2）通信传输系统
城市轨道交通信号系统普遍采用自动化程度高的列车运行自 动控制系统，保证列车运行安全。
城市轨道交通信号系统是一个具有列车自动防护(ATP)、列车 自动驾驶(ATO)和列车自动监控(ATS)等功能的综合自动化系 统。
（1）保证列车运行的安全，防止列车追尾、正向和侧向撞车、超速等安 全事故的发生；
1.城市轨道交通通信信号系统概述
学习目标
掌握：城市轨道交通通信系统的功能与组成（重点）； 了解：城市轨道交通信号系统的功能与组成。
目录
CONTENTS
01 城市轨道交通通信系统的功能与组成
02
城市轨道交通通信系统是指挥列车运行、公务联络、传递各种 信息和提高运输效率的重要手段，是保证列车安全、快速、高 效运行必不可少的综合的通信系统。
（2）在有限的建设规模下，最大限度地发挥线路的运输能力，提高列车 速度、运输效率和服务质量；
（3）通过现代化设备大大降低工作人员的劳动强度、降低运营成本等
（Automatic Train Control），包括三个子系
统，简称3A。
1. 列车自动监控系统 （Automatic Train Supervision，简称ATS） 2 列车自动保护系统 （Automatic Train Protection，简称ATP） 3. 列车自动运行系统 （Automatic Train Operation，简称ATO）
思考题
• 简述ATC系统由哪三个子系统组成。
城市轨道交通通信系统的主要功能有以下三方面：
① 通信系统与信号系统共同完成行车调度指挥，通信系统为信号系统 尤其是ATC系统提供信息传输通道；
② 通信系统是城市轨道交通内部公务业务联系的主要通道，使城市轨 道交通各个子系统之间密切联系，以提高整个系统的运行效率；
城市轨道交通通信信号系统
地铁基础知识
城市轨道交通信号系统
地铁基础知识
1、轨道交通信号的作用
❖ 信号是列车运行的凭证。 ❖ 信号设施用于指挥和控制列车运行。 ❖ 尽管投资额在整个工程中所占的比例低
（通常在3％以下），但对于提高列车通过 能力、提高运能、保证行车安全有着至关 重要的作用。 ❖ 确保列车运行的安全，防止追尾和冲突。 ❖ 提高运行效率。 ❖ 实现列车运行的自动化。
（ 3）分类 按传输媒介分：
光纤数字通信系统 微波数字通信系统 卫星数字通信系统
地铁基础知识
按采用技术分 PDH（异步数字通信系统） SDH（同步数字通信系统） OTN（开放的传输网络） ATM（异步传输模式）
地铁基础知识
（4）传输系统构成 硬件：终端设备
中继设备 光缆 网管及维护终端 软件：系统软件、管理维护软件
营管理和防灾控制指挥中，借助电视监视 系统，实时直观地了解线路运营和事故灾 害信息，使调度指挥人员能够在管理事件 的第一时间获取事件现场实时的直观资料， 从而能在最早时机做出控制反应。
❖ 公安电视监视系统
地铁基础知识
公安电视监视系统为公安指挥中心提供全
线各车站实时场景图像，及时了解全线安
全情况，发现治安事件，判断事件性质和
◆后续列车根据与先行列车之间的距离和 进路条件，在车内连续地显示出容许的速 度信息，或按设定的运行条件达到容许速 度的距离信息。
◆根据上述信息，列车自动地控制运行速 度，进行超速防护，确保列车高效、安全 的运行。
地铁基础知识
7-1 城市轨道交通ATC系统的特点
❖ 闭塞区段突破了“站”的限制，若车站区 间8Km，一段轨道电路1.3Km，理论上站间 可以同时有三列车。
自动闭塞示意图
城市轨道交通信号系统的定义及作用
信号系统是城市轨道交通自动化系统中的重要组成部分，该系统以安全为核心、 以保证和提高列车运行效率为目标，在保证列车和乘客安全的前提下，通过调节列车 运行间隔和运行时分，实现列车运行的高效和指挥管理的有序。 ➢
1 确保列车运行的安全；
2 提高轨道交通的运行效率；
3 信号系统是轨道交通现代化信息技术综合应用的集中体现。
项目1 城市轨道交通信号系统概述
任务1.1 信号系统的定义及作用
01 信号系统是什么？ 02 信号系统的作用
1.城市轨道交通发展概况。 近年来，地铁和轻轨缓解城市日趋严峻的交通拥 堵问题。值得一提的是 ，高铁的发展给城市间的交通以及 经济繁荣带来了大生命力，特别是磁悬浮轨道技术的应用， 更是体现了当前轨道交通的前沿科技水平和发展趋势。例如， 上海 磁悬浮列车的运行，是我国最新城市轨道交通技术发 展的缩影，生了巨大影响力。
城市轨道交通信号系统是指挥列车运行，保证列车安全，提高运输效率的关键设备。信号 系统通常由列车运行自动控制系统和车辆段信号控制系统两大部分组成，用于列车进路控制 、列车间隔控制、调度指挥、信息管理、设备工况监测及维护管理等，由此构成了一个高效 的综合自动化系统。
图1-1 城市轨道交通信号系统
城市轨道交通信号系统的特点：
2.城市轨道交通信号系统的应用。 交通信号不仅是列车运行的通行证，更是安全运行的指
挥棒。轨道交通要实现安全运行和提高通过能力两大要求， 离不开轨道交通信号的发展和应用。20世纪中叶以来，微电 子技术，信息技术和计算机网络技术等科学技术的发展，给 轨道交通信号技术带来了一场颠覆性革命，城市轨道交通信 号系统(即ATC) 应运而生，它为轨道 交通安全运行和通过 能力的提高发挥了巨大作用。不仅提高了运行效率，同时实 现了列车运行的自动化。
城市轨道交通信号系统分析
城市轨道交通信号系统分析一、信号系统的作用城市轨道交通信号系统是指为确保轨道交通列车安全、顺畅运行，及时准确地控制列车的运行与停车，以及协调列车之间的运行节奏和速度，而建立的一套信号控制系统。
其主要作用包括：1. 控制列车的运行与停车。
通过信号系统，可以规范列车的起止点、行车速度、停车位置等，确保列车运行的安全和顺畅。
2. 协调列车之间的运行节奏和速度。
信号系统可以根据列车的实际运行情况，及时调整列车的运行速度和间隔，以避免列车之间的碰撞或超车现象。
3. 提高线路的运输能力。
信号系统能够合理调度列车的运行，减少列车之间的停车等待时间，从而提高线路的运输效率和能力。
城市轨道交通信号系统具有以下几个特点：1. 高度自动化。
信号系统采用现代化的通信、控制和信息处理技术，实现列车的自动行驶、调度和监控，大大提高了运行的安全性和效率。
2. 系统集成性。
城市轨道交通信号系统是由信号设备、通信设备、控制设备和信息处理设备等组成的一整套系统，各部分需要相互协调配合，确保系统的稳定运行。
3. 高可靠性和安全性。
信号系统在设计和运行过程中，需考虑到各种可能的故障和紧急情况，保障系统在任何情况下都能保持正常的运行和安全。
4. 实时性和精准性。
信号系统需要能够及时准确地获取列车的运行信息，实现对列车的实时控制和调度，确保列车的安全和准点运行。
5. 智能化和可更新性。
城市轨道交通信号系统需要能够不断地根据运营情况和技术发展进行更新和升级，实现系统的智能化运行和管理。
三、信号系统的发展趋势随着城市轨道交通的快速发展，信号系统也在不断地进行改进和升级，以适应城市交通的需求。
未来城市轨道交通信号系统的发展趋势主要有以下几个方面：1. 自动驾驶技术的应用。
随着自动驾驶技术的不断成熟，未来城市轨道交通将更多地采用自动驾驶技术，实现列车的无人驾驶和智能调度。
2. 多式联运的一体化系统。
未来城市轨道交通信号系统将与公交、出租车、共享单车等多种交通方式进行联动，实现多式联运的一体化系统，提高城市交通的整体效率。
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城市轨道交通信号系统城市轨道交通信号系统目录一、概述二、列车自动控制系统（ATC系统）分类三、列车自动控制系统的基本功能四、列车自动控制系统的监控运行模式五、基于无线通信的列车自动控制系统（CBTC）六、影响列车运行能力的因素一、概述城市轨道交通信号系统是整个轨道交通自动化控制系统中的重要组成部分，其作用：1. 保障列车运营安全；2. 提高运输能力；3. 实现快速、有序、高密度行车调度指挥。
由于城市轨道交通运营安全、准点率要求高，行车密度大，信号系统一般均采用列车自动控制系统（ATC），包括：1. 列车自监控系统（ATS）2. 列车自动防护系统（ATP）3. 列车自动运行系统（ATO）二、列车自动控制系统（ATC）分类1. 按列车控制方式可分为：台阶式和曲线式，台阶式→曲线式；2. 按闭塞方式可分为：固定闭塞、准移动闭塞和移动闭塞，固定闭塞→准移动闭塞→移动闭塞。
3. 按信息传输方式可分为：点式和连续式，点式→连续式。
按上述列车速度控制方式、闭塞方式、信息传输方式的不同搭配组合，可组成：1. 点式ATC系统（点状的曲线式固定闭塞ATC系统）2. 固定闭塞ATC系统（连续的台阶式固定闭塞ATC系统）3. 准移动闭塞ATC系统（连续的曲线式固定闭塞ATC系统）4. 移动闭塞ATC系统（连续的曲线式移动闭塞ATC系统）1. 点式ATC系统通过安装在两钢轨之间点式应答器向运行中的列车车载设备传送信息，轨道电路（或计轴）仅用于检查列车的占用情况。
列车运行获得的信息始终是不连续的，列车必须运行至应答器上方才能获得信息，实现变速，其行车效率较低。
目前作为移动闭塞（CBTC）系统的降级（后备）模式使用。
图1点式ATC系统2. 固定闭塞ATC系统系指基于轨道电路的自动闭塞方式，闭塞分区由牵引计算来确定，一旦划定固定不变，列车以闭塞分区为最小行车间隔。
闭塞分区由模拟音频轨道电路设备组成，通过钢轨传送地面对列车的单向信息。
音频轨道电路作用：1）检测列车位置；2）向运行中的列车连续地传送车载设备所需的控制信息。
由于传输信息量少，向列车传送是代表某个限制速度的信息代码，车载设备依据接收到的信息代表的控制列车运行速度，列车制动控制采用台阶（阶梯）方式。
图2 固定闭塞ATC系统从上图可以看出，固定闭塞ATC系统必须要有一段完整的闭塞分区，用作列车运行的安全保护距离，列车运行间隔相对较大，一般列车运行设计最小追踪间隔只能达到100秒。
6.自动调整列车运行能够根据列车实际运行的偏离情况，自动生成调整计划供调度员参考。
当偏离时间在一定范围内时，系统能对单列车或多列车进行自动调整；而当偏离时间超过规定的自动调整范围后，以起始或终到站为基点，对所有列车自动按等间隔运行的原则生成调整计划，经调度员确认后对全线列车进行调整。
自动调整或人工调整列车运行需与ATO系统结合进行，主要手段有：1）调整列车区间走行时间；2）调整列车停站时分，控制列车出发时刻；3）在车站“扣车”与“放行”；4）取消或增加列车。
7.列车运行监视和报警通过中央调度大厅显示屏及调度台工作站，能对车站及区间轨道区段、道岔、信号机和在线运行列车、车辆基地线路等进行监视。
当列车运行或信号设备发生异常时，控制中心计算机能自动将有关信息在调度员工作站上给出报警及故障源提示。
8.故障情况下的降级处理1）中心设备故障（1）由车站ATS设备按自动进路方式控制列车；（2）联锁设备按自动追踪进路方式控制列车；（3）由车站人工进行进路控制。
2）车站设备故障（1）联锁设备按自动追踪进路方式控制列车；（2）由车站人工进行进路控制。
9.终端备通过设在车辆段（停车场）的终端设备，向车辆管理及行车人员提供必要信息，便于车辆管理人员编制车辆运用计划和派班作业，信号楼行车人员为进出段（停车场）列车设置进路。
10.事件报告能自动进行运行统计，包括列车运行报告、计划报告、偏移时刻表报告等，并根据需要进行显示和打印。
11.在操作工作站上，能对不同的操作人员赋予相应的职责、权限，以确保对设备的正确控制。
12.车站ATS设备能实现对站台列车发车表示器的控制。
（二）ATP系统ATP系统是保证列车运行的安全系统，提供列车追踪间隔保护和超速防护，必须符合故障——安全原则。
1.列车运行间隔能连续地对列车位置进行检测，并根据列车位置、线路条件、限制速度、列车进路等信息确定列车运行的移动授权和最大安全运行速度，保证前行与后续追踪列车之间的安全间隔。
2.超速防护通过无绝缘轨道电路或无线设备等，能连续地对列车位置进行检测，并向列车连续地发送必要的速度、距离、线路条件等信息，确定列车运行的最大安全运行速度，实时监督列车的运行速度，在列车超速时提供常用制动或紧急制动控制。
3.车门控制只有列车停在站台区域规定的停车范围内，才允许向列车发送开门命令；车门均已关闭后，才允许启动列车。
允许开左或右门需符合站台的位置和列车的运行方向。
4.列车移动当列车停车误差超出ATP停车窗时（±500mm），允许列车前进或后退，一般后退速度不得大于5km/h，最大后退距离不得大于5m。
5.紧急关闭按钮当按下车站控制室或站台上的紧急关闭按钮，将切断接近区段、离去区段和站台区域速度命令，并须经人工确认后才能恢复；如有地面信号机，还应切断信号开放电路。
6. 车载ATP设备驾驶模式1）ATP监督下的人工驾驶模式2）ATP限速下的人工驾驶模式7. 车载ATP设备具有的主要功能1）列车超速防护及报警；2）设备故障时实施紧急制动；3）列车非正常移动的检测并实施紧急制动；4）监督车门的开启和关闭；5）向车载ATO传送列车实际速度和目标速度等信息；6）设备的自诊断、故障报警、记录；列车运行的实际速度、最大允许速度、目标速度、目标距离等信息存储记录；7）具有人工或自动轮径磨耗补偿；8.联锁备1）联锁设备是保证道岔、信号机、区段正确联锁关系的关键设备，必须满足故障——安全原则。
2）在对正常进路防护的同时，能根据安全要求自动建立列车进路的保护区段并予以防护，以及能防止侧面列车冲撞。
3）能在操作工作站上对道岔实行单独操作和单独锁闭，对列车开放引导进路，还能对道岔、信号机、区段等信号控制元素实施封锁，禁止通过该元素排列进路。
4）能利用操作工作站对轨道和道岔区段设置临时限速。
5）向ATP提供信号机状态、列车进路的设置情况、保护区段的建立、区段临时限速以及区间运行方向等信息。
6）与车站ATS设备结合，能根据车站值班员和中央调度员的指令，实现车站和中央的两级控制权的转换。
在特殊情况下，车站可进行强行站控。
根据运营需要，可实现自动或人工控制模式办理进路。
7）中央或车站可设置整个联锁区的所有或部分信号机处于自动控制模式状态，并具有自动选择折返进路的功能（对多条折返线）。
（三） ATO系统1.自动驾驶在ATP的保护下，根据ATS的指令实现列车的自动驾驶，能够自动完成对列车的启动、牵引、匀速、惰行和制动的控制。
2.自动调整可根据ATS的调整指令无级或有级改变区间走行时间。
3.自动折返与ATP/ATS结合，实现折返站列车有人或无人驾驶自动折返。
4.停车误差ATO自动驾驶时的车站程序停车误差不大于±300mm。
5. 车门监控能根据停车站台的位置及停车精度对车门进行监控，自动或人工开启车门。
车门的关闭通常经人工操作。
四、列车自动控制系统的监控运行模式（一）控制中心调度指挥模式正常情况下列车的运行处于中央自动监控状态。
列车在ATP的安全保护下自动驾驶和自动调整，调度员仅监督列车运行及设备的状况，当运行秩序被打乱或特殊情况时，可人工介入。
1. ATS自动监控模式在每天开始运营前，调用相应的基本运行图或时刻表，经确认后，作为当天的计划运行图或时刻表自动控制列车运行。
自动监控模式情况下，中央计算机完成以下主要工作：1）根据计划运行图或时刻表及列车位置自动生成进路控制命令，传送到车站联锁设备设置列车进路。
2）自动完成正线区段内列车标识号（服务号、目的地号等）的跟踪。
3）系统具有列车计划与实迹运行的比较功能和计算机辅助自动调度功能，即在发生列车运行偏差时，自动产生调整后的修改运行图，直接或经调度员确认后，作为下一时段的计划运行图自动控制调整列车运行。
列车运行自动调整包括：（1）通过运行等级控制，对单个或多个列车的区间走行时分进行调整。
（2）对车站的列车出发及停站时分进行控制。
2. 调度员人工介入模式调度员可在中央人工发出有关命令，对全线的列车运行进行人工干预。
1）调度员人工调整列车运行列车的实际运行与实施的计划运行图之间发生严重偏差，控制中心调度员可在行调工作站上给出有关命令，对列车运行进行人工调整。
调度员人工介入的列车运行调整包括：（1）通过运行等级控制，对单个或多个列车的区间走行时分进行调整。
（2）对列车在车站的出发及停站时分进行控制。
（3）对计划运行图进行在线修改，包括“时间平移”，增加或取消列车、改变列车的始发点及始发时间、调整列车的出入段（场）时间等。
2）人工进路控制行车调度人员根据需要，可在ATS行车调度工作站上对车站计算机联锁设备发送进路控制命令，设置列车进路。
3）人工设定列车的标识号在车辆段（停车场）转换轨、车站股道及折返线上，列车向中央ATS发送识别号，当识别号与中央ATS 计算机中的识别号不一致时，产生报警信息，行调人员通过行调工作站可对该列车的识别号进行重新设定、修正、删除等作业。
（二）列车出入段/场的调度模式车辆段（停车场）车辆调度员室根据收到的当日计划运行图，可编制车辆运用和行车计划，进行派班作业。
车辆段（停车场）信号值班员根据车辆运行计划及列车计划运行图设置相应的进路，指挥列车出入段（停车场）及库内停车作业。
列车在车辆段（停车场）外侧转换轨处“登记”进入ATC监控区。
对于出段（场）列车，司机在停车库内上车后首先输入车组号和司机号，驶入“转换轨”停下时，通过车—地通信自动将车组号和司机号传送到中央，中央赋予相应的服务号，此列车便可进入ATC监控区。
列车也可在折返线、存车线按上述方式登记进入ATC监控区。
（三）车站现地控制模式除联锁设备集中站以外，其他车站不直接参与运营控制。
车站联锁设备与ATS系统结合，实现车站和中央两级控制权的转换。
在中央ATS系统故障或经车站值班员申请，中央行调人员同意后，车站ATS、联锁系统可改由车站现地控制。
在需要的情况下车站值班员可强行取得控制权操纵联锁设备，此时列车在区间的运行时分和停站时分可依据预先储存的运营时刻表进行。
1.车站自动控制模式1）ATS正常情况下的自动控制模式在该控制模式下，值班员可在车站的操作工作站上将部分或所有信号机置于自动状态，车站联锁和ATS 设备可根据运行图自动排列进路，而其他联锁操作则由值班员人工操作。