轨道交通信号基础第六章
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城市轨道交通信号基础复习资料教材课程
总结词：基本概念
详细描述：城市轨道交通信号是指导列车安全、高效运行的关键因素，它通过各 种信号设备向列车传达运行指令，确保列车按照规定的时间、速度和方向行驶。
城市轨道交通信号系统的组成
总结词：系统构成
详细描述：城市轨道交通信号系统由多个子系统组成，包括列车控制系统、联锁系统、自动闭塞系统、调度集中系统等。这 些子系统协同工作，共同完成列车运行的指挥任务。
利用无线通信技术，实现列车与地面设备之间的连续、双向信息传输，提高列车控制精度 和安全性。
有源电能管理系统
通过有源电能管理系统，对列车运行过程中的电能进行实时监测与优化控制，降低能耗。
基于大数据的决策支持系统
利用大数据技术，对海量数据进行挖掘和分析，为决策者提供科学依据和支持。
谢谢
THANKS
智能化与自动化发展趋势
列车自动驾驶技术
随着人工智能和自动化技术的发展，列车自动驾驶将成为未来城 市轨道交通信号系统的重要发展方向。
智能调度系统
通过大数据、云计算等技术，实现智能调度，提高列车运行效率 和安全性。
自动化检修维护
利用物联网和传感器技术，实现信号设备的自动检测与维护，降 低运营成本。
信号系统互联互通技术发展
维修人员管理
对维修人员进行培训、考核和评 估，提高维修队伍的专业水平。
05 城市轨道交通信号安全与可靠性
CHAPTER
信号安全技术措施
信号设备冗余设计
01
通过多重备份和冗余系统，确保信号设备在故障情况下仍能正
常运行。
信号设备故障检测与诊断
02
采用先进的故障检测与诊断技术，及时发现并处理设备故障。
信号设备安全防护
03
采取物理和逻辑安全措施，防止未经授权的访问和恶意攻击。
详细描述：城市轨道交通信号是指导列车安全、高效运行的关键因素，它通过各 种信号设备向列车传达运行指令，确保列车按照规定的时间、速度和方向行驶。
城市轨道交通信号系统的组成
总结词：系统构成
详细描述：城市轨道交通信号系统由多个子系统组成，包括列车控制系统、联锁系统、自动闭塞系统、调度集中系统等。这 些子系统协同工作，共同完成列车运行的指挥任务。
利用无线通信技术，实现列车与地面设备之间的连续、双向信息传输，提高列车控制精度 和安全性。
有源电能管理系统
通过有源电能管理系统，对列车运行过程中的电能进行实时监测与优化控制，降低能耗。
基于大数据的决策支持系统
利用大数据技术，对海量数据进行挖掘和分析，为决策者提供科学依据和支持。
谢谢
THANKS
智能化与自动化发展趋势
列车自动驾驶技术
随着人工智能和自动化技术的发展，列车自动驾驶将成为未来城 市轨道交通信号系统的重要发展方向。
智能调度系统
通过大数据、云计算等技术，实现智能调度，提高列车运行效率 和安全性。
自动化检修维护
利用物联网和传感器技术，实现信号设备的自动检测与维护，降 低运营成本。
信号系统互联互通技术发展
维修人员管理
对维修人员进行培训、考核和评 估，提高维修队伍的专业水平。
05 城市轨道交通信号安全与可靠性
CHAPTER
信号安全技术措施
信号设备冗余设计
01
通过多重备份和冗余系统，确保信号设备在故障情况下仍能正
常运行。
信号设备故障检测与诊断
02
采用先进的故障检测与诊断技术，及时发现并处理设备故障。
信号设备安全防护
03
采取物理和逻辑安全措施，防止未经授权的访问和恶意攻击。
城市轨道交通信号基础设备ppt课件
• 一个红色灯光：列车或车辆不准越过该 信号机 出站信号机Leabharlann 完整最新ppt20
7.1.4城市轨道交通信号基础设备
• （7）引导信号机 • 主体信号机因故障等原因不能正确显示信号时，
通过人工办理一个白色灯光加一个红色闪光：准 许列车以低速（不超过20km/h）越过该 信 号机， 并随时做好停车准备。
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• （5）出站信号机的复示信号机 • 当出站信号机因地形地物等原 因观察不清时，需
在 出站信号机的 内方设置复示信号机，复示出 站信号机的显示信号。
完整最新ppt
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19
7.1.4城市轨道交通信号基础设备
• （6）阻挡信号机（遮断信号机) 一般设置在尽头 线的终端，表示列车停车位置。
• 注意：城市轨道交通系统的信号显示距离
一般由列车制动（刹车，停止运行）距离
等综合因素确定。完整最新ppt
11
7.1.3城市轨道交通信号基础设备
• （1） 进站信号机 :
• 设置在车站入口外适当距离处，用来防护车站内 作业安全，指示 列车能否由区间进入车站的信号 机。
• 一个红色灯光：不准列车越过进站信号机（不准 进站）
• 补充：进站信号机与出站信号机的区分？
• 进站信号机是列车由区间进入车站的运行凭证，
设置在进站处。出站信号机则是由车站进入到区
间的运行凭证，设置在完整出最新站ppt 处。
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7.1.4城市轨道交通信号基础设备
• （3）调车信号机 • 设置在联锁车站调车作业的进路始端，用来防护
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7.1.4城市轨道交通信号基础设备
• 道岔表示器
7.1.4城市轨道交通信号基础设备
• （7）引导信号机 • 主体信号机因故障等原因不能正确显示信号时，
通过人工办理一个白色灯光加一个红色闪光：准 许列车以低速（不超过20km/h）越过该 信 号机， 并随时做好停车准备。
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• （5）出站信号机的复示信号机 • 当出站信号机因地形地物等原 因观察不清时，需
在 出站信号机的 内方设置复示信号机，复示出 站信号机的显示信号。
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7.1.4城市轨道交通信号基础设备
• （6）阻挡信号机（遮断信号机) 一般设置在尽头 线的终端，表示列车停车位置。
• 注意：城市轨道交通系统的信号显示距离
一般由列车制动（刹车，停止运行）距离
等综合因素确定。完整最新ppt
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7.1.3城市轨道交通信号基础设备
• （1） 进站信号机 :
• 设置在车站入口外适当距离处，用来防护车站内 作业安全，指示 列车能否由区间进入车站的信号 机。
• 一个红色灯光：不准列车越过进站信号机（不准 进站）
• 补充：进站信号机与出站信号机的区分？
• 进站信号机是列车由区间进入车站的运行凭证，
设置在进站处。出站信号机则是由车站进入到区
间的运行凭证，设置在完整出最新站ppt 处。
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7.1.4城市轨道交通信号基础设备
• （3）调车信号机 • 设置在联锁车站调车作业的进路始端，用来防护
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7.1.4城市轨道交通信号基础设备
• 道岔表示器
城市轨道交通信号基础课件——轨道电路
城市轨道交通信号基础课件——轨道电路简介城市轨道交通系统是现代城市中重要的交通工具之一，保障城市内人员和物资的快速移动。
轨道交通信号系统起着至关重要的作用，确保列车在轨道上安全运行。
本课件将重点介绍城市轨道交通信号系统中的轨道电路。
目录1.轨道电路的作用2.轨道电路的组成3.轨道电路的工作原理4.常见的轨道电路问题与解决方法–电缆断开问题–接地问题–信号干扰问题5.轨道电路的维护与检修–定期维护–故障检修轨道电路的作用轨道电路是城市轨道交通信号系统中的重要组成部分，主要用于监测轨道上的列车位置和速度，以实现列车的自动控制和安全运行。
它通过电气信号的变化，将列车的位置和其他信息传递到轨道信号系统，从而控制轨道交通系统的运行。
轨道电路的组成轨道电路主要由以下几个部分组成：1.电气感应器：安装在轨道上的感应器，用于感知列车的位置和速度。
常见的感应器有轨道电阻器、轨道磁化器等。
2.接触器和继电器：用于接收和放大电气感应器传来的信号，将信号传递给信号系统。
3.室外设备：包括供电设备、信号处理设备等，用于控制和监测轨道电路的工作状态。
轨道电路的工作原理轨道电路工作的基本原理是利用电气信号的变化来感知列车位置和速度。
当列车行驶过程中，轮轴和轨道之间会形成一个闭合电路，电气感应器会检测到这个闭合电路的存在。
通过对闭合电路中的电流进行监测，可以得到列车位置和速度的信息。
在轨道电路中，通过电气感应器感知到的信号会传递到接触器和继电器，然后再传递到信号系统，由信号系统进行进一步处理。
基于列车位置和速度的信息，信号系统可以发送相应的信号，控制轨道交通系统中的信号灯和道岔，保证列车的安全通行。
常见的轨道电路问题与解决方法电缆断开问题在轨道电路中，电缆断开是一个常见的问题。
电缆的断开可能会导致电气感应器无法正常工作，进而影响到轨道电路的正常运行。
•定期检查电缆的连接情况，及时发现并修复断开的电缆。
•采用双回路供电系统，即同时使用两条电缆供电，一旦其中一条电缆发生断开，另一条电缆可以继续供电，保证轨道电路的正常工作。
《城市轨道交通通信与信号》课件 (6)
5
一、城市轨道交通信号系统
（3）强抗干扰能力
城市轨道交通均为 直流电力牵引，因此， 信号设备对其应有较强 的抗干扰能力。
（4）高可靠性
城市轨道交通隧道 净空小，且装有带电的 牵引接触轨或接触网， 行车时不便维修和排除 设备故障，所以，信号 设备应具有高可靠性。
6
一、城市轨道交通信号系统
2．城市轨道交通信号系统的组成
提示
实习操作员可通过培训/ 模拟工作站模拟实际操作， 培养控制系统能力和各种情 况下解决问题的能力。
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一、城市轨道交通信号系统
2） 车站及轨旁设备 车站分集中联锁站和非集中联锁站。集中联锁站一般为有道岔
车站，也有无道岔车站。非集中联锁站一般为无道岔车站。有道岔 车站根据需要也可以由邻近车站控制，从而成为非集中联锁站。 （1）集中联锁站及轨旁设备。
拓展视野
用3C技术代替轨道电路的核心是通信技术的应用，目前计算机 技术和控制技术已经渗透到列控系统中，称为“基于通信的列车运行 控制系统（CBTC）”。CBTC是基于通信的列车运行控制系统，该 系统的使用代表着目前世界上列车运行控制系统的发展趋势，是近年 来国际、国内城市轨道交通领域广泛采用的一种移动闭塞方式。
4．计算机网络技术的应用
随着计算机网络技术的飞速发展，实施城市轨道交通信号系统 网络化是城市轨道交通运输综合调度指挥的基础。在网络化的基础 上实现信息化，从而实现集中、智能管理。
28
三、城市轨道交通通信与信号系统的发展趋势
5．通信技术与控制技术相结合 计算机技术（computer）、通信技术（communication）和控 制技术（control）的发展，向传统的以轨道电路作为信息传输载体 的列车运行控制系统提出了新的挑战。综合利用3C技术代替轨道电 路技术，构成新型列车控制系统已成必然。
城市轨道交通车站设备基础-第六章-站台门系统全文
19
4．端门（MSD） 每侧站台头尾端各设有一扇端门。端门是列车在区间隧道发生火灾或故障 时的乘客疏散通道，也是工作人员进出站台公共区的通道。端门上应设门锁 装置，可从轨道侧推压门锁推杆开门，也可从站台侧用钥匙开门。 应急门和端门如图所示。
20
应急门和端门 1—应急门 2—端门
21
二、门机驱动系统
15
一、门体结构
门体结构主要包括滑动门、应急门、固定门、端门、顶箱、门状态指示灯、 门槛、上部支撑结构（全高型站台门）和固定侧盒（半高型站台门），如图 所示。
1．滑动门（ASD） 滑动门是列车对标停稳后，乘客上下列车的主要通道，是与列车车门相对 应的站台门。
16
门体结构 1—门槛 2—滑动门 3—台门系统的分类
1．封闭式站台门 封闭式站台门沿车站站台边缘和两端头设置，把站台乘客候车区域与列车进站停 靠区域分隔开，属于全封闭型，又叫屏蔽门，一般应用于地下车站。这种站台门系 统的主要功能是增加车站站台安全性，节约能耗，如图所示。 2．开放式站台门 （1）全高型站台门 全高型站台门的门体结构高度超过成人的身高，门体顶部距离站厅底面之间有一 段不封闭空间，属于不具有密封性能的轨道交通站台门，如图所示，空气可以通过 站台门上部流通。全高型站台门主要起隔离作用，保障站台候车乘客的安全。6
26
（1）站台级控制开关门操作方法（以西屋站台门系统为例，见图） 1）开门时，插入101钥匙，转动到“门关闭”位置并停顿1 s，再打到 “门打开”位保持5 s，确保整侧站台门打开完毕。 2）关门时，转动钥匙到“门关闭”位置并保持5 s，整侧站台门关闭完毕， 站台门就地控制盘上的“ASD/EED门关闭”绿灯亮后，才可将钥匙回到“禁 止”位。 3）取出钥匙并带走，操作完毕。
4．端门（MSD） 每侧站台头尾端各设有一扇端门。端门是列车在区间隧道发生火灾或故障 时的乘客疏散通道，也是工作人员进出站台公共区的通道。端门上应设门锁 装置，可从轨道侧推压门锁推杆开门，也可从站台侧用钥匙开门。 应急门和端门如图所示。
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应急门和端门 1—应急门 2—端门
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二、门机驱动系统
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一、门体结构
门体结构主要包括滑动门、应急门、固定门、端门、顶箱、门状态指示灯、 门槛、上部支撑结构（全高型站台门）和固定侧盒（半高型站台门），如图 所示。
1．滑动门（ASD） 滑动门是列车对标停稳后，乘客上下列车的主要通道，是与列车车门相对 应的站台门。
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门体结构 1—门槛 2—滑动门 3—台门系统的分类
1．封闭式站台门 封闭式站台门沿车站站台边缘和两端头设置，把站台乘客候车区域与列车进站停 靠区域分隔开，属于全封闭型，又叫屏蔽门，一般应用于地下车站。这种站台门系 统的主要功能是增加车站站台安全性，节约能耗，如图所示。 2．开放式站台门 （1）全高型站台门 全高型站台门的门体结构高度超过成人的身高，门体顶部距离站厅底面之间有一 段不封闭空间，属于不具有密封性能的轨道交通站台门，如图所示，空气可以通过 站台门上部流通。全高型站台门主要起隔离作用，保障站台候车乘客的安全。6
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（1）站台级控制开关门操作方法（以西屋站台门系统为例，见图） 1）开门时，插入101钥匙，转动到“门关闭”位置并停顿1 s，再打到 “门打开”位保持5 s，确保整侧站台门打开完毕。 2）关门时，转动钥匙到“门关闭”位置并保持5 s，整侧站台门关闭完毕， 站台门就地控制盘上的“ASD/EED门关闭”绿灯亮后，才可将钥匙回到“禁 止”位。 3）取出钥匙并带走，操作完毕。
轨道交通信号基础+教学大纲
轨道交通信号基础+教学大纲
轨道交通信号是指在铁路、地铁等轨道交通系统中，用于指挥、控制和保障列车运行安全的信号系统。
它包括信号灯、信号机、信
号标志等设备，通过不同的信号显示和组合，向列车驾驶员传递相
关信息，以确保列车在轨道上行驶的安全和顺畅。
教学大纲是指在教育和培训过程中，规定学习内容、教学目标
和教学方法的文件。
对于轨道交通信号的教学大纲，可以包括以下
内容：
1. 信号系统基础知识，介绍轨道交通信号的定义、作用和分类，包括信号灯、信号机、信号标志等的基本概念和功能。
2. 信号显示与意义，详细介绍各种信号灯、信号机的显示形式
和对应的意义，例如红灯表示停车、绿灯表示行进等。
3. 信号系统原理，解释信号系统的工作原理，包括信号的控制
逻辑、电气原理和通信原理等，以及与列车运行相关的信号间隔、
信号距离等参数的计算方法。
4. 信号系统规章制度，介绍轨道交通信号的相关规章制度，包
括信号显示的规定、列车驾驶员对信号的理解和应对措施等，以确
保列车运行的安全性和合规性。
5. 信号系统故障与应急处理，讲解信号系统可能出现的故障情况，以及列车驾驶员在故障情况下的应急处理方法，包括紧急制动、与调度员的通讯等。
6. 信号系统的发展与创新，介绍轨道交通信号系统的发展历程
和未来趋势，包括现代化信号系统的引入、自动驾驶技术与信号系
统的结合等。
以上是关于轨道交通信号基础和教学大纲的一些内容，通过系
统的学习和培训，可以使学员全面了解轨道交通信号的原理和运行
规程，提高对信号系统的理解和应对能力，确保轨道交通的安全和
高效运行。
1.2第一章轨道交通信号基础概述
按信号机是否移动
固定信号
手信号
移动信号
故障—安全的定义
故障—安全方法
故障-安全狭义概念是指：当设备发生故障时,
能自动导向安全一方的技术；
广义概念是指：当设备发生故障时，不仅能自
动导向安全一方，而且具有维护安全的手段。
安全侧分配法：对涉及行车安全的信号器件或设备，选 取安全或相对安全的状态为安全侧，故障以后导向安全 侧。例如，信号机的关闭状态为安全侧，道岔以维持现 有的密贴状态为安全侧。
课后作业
• 一、简述轨道交通信号的含义
• 二、轨道交通信号的作用
• 三、什么是故障—安全原则
ATC
速度 自动防护ATC Nhomakorabea行车调度指挥控制
列车调度指挥系统 调度集中：除了TDCS的功能外，还可以 完成遥控功能，即自动或有行车调度员在 调度所远距离地集中控制本区段内各站的 信号机和道岔，办理接、发车进路
驼峰调车控制
用来提高编组站（区段站）解编能力。 主要包括：驼峰推峰机车速度控制、溜放 车辆进路控制、溜放车辆速度控制设备。
继电器
信号机
轨道电路
转辙机
防雷设备
电源屏
继电器
是一种电励开关，用于接通或断开电路， 构成信号逻辑电路。
信号机
构成信号显示，用来指示列车运行和调车作业的 命令。有透镜式色灯信号机（臂板信号机、探照 式色灯信号机已经趋于淘汰）、组合式信号机、 LED信号机。
轨道电路
用来监督列车对轨道的占用和传递行车信息，一 般的轨道电路是利用钢轨作为传输通道，配上发 总设备、接收设备以及钢轨绝缘组成。通过电路 电流是否被分路，来反映轨道电路是否被占用。
车站联锁
城市轨道交通概论第六章城市轨道交通信号与通信系统
25
三、动力转辙机
道岔的转换和锁闭直接关系到行车安全，转辙机就是转换和锁闭道岔的重要信号 基础设备，它对保证行车安全、提高运输效率、改善行车人员的劳动强度都起着非 常重要的作用。
26
1．转辙机概述 转辙机是转辙装置的核心和主体，除转辙机本身外，还包括外锁闭装置和各类杆 件、安装装置，它们共同完成道岔的的颜色、显示数目及灯光状态等表达的信号，如地面信号机、 手信号旗等发出的信号。听觉信号以声音的强度、长短等方式表示信号意义，如机 车鸣笛等。例如，某地铁公司的《行车组织规则》中关于列车鸣笛的规定：一是鸣 笛的作用是发出警告或要求协助，长声为3 s，短声为1 s，音响间隔为1 s，重复鸣 示时必须间隔5 s以上；二是为避免对站内乘客及铁路沿途的居民造成滋扰，列车在 正线上运行时只可在必要时鸣笛。
12
2）信号机限界是用以限制设备安装的轮廓线，信号机不得侵入设备限界。车辆 轮廓线是限制列车横断面最大允许尺寸的轮廓，将其扩大一定尺寸后，构成车辆限 界。直线地段设备限界是在直线地段车辆限界外扩大一定安全间隙后形成的。曲线 地段设备限界应在直线地段设备限界的基础上，按平面曲线不同半径过超高或欠超 高引起的横向或竖向偏移量，以及车辆、轨道参数等因素计算确定。
29
（3）转辙机的设置 城市轨道交通正线上一般采用9号道岔，车辆段、停车场一般采用7号道岔，通常 道岔由一台转辙机牵引。如果正线上采用的是9号道岔，其曲线半径较大，道岔尖轨 较长，一组道岔需两台转辙机牵引。
30
2．ZD6系列电动转辙机 ZD6系列电动转辙机是我国城市轨道交通系统使用最广泛的电动转辙机，包括A、 D、E、J等派生型号，主要由电动机、减速器、摩擦连接器、主轴、动作杆、表示杆、 移位接触器、外壳等组成。ZD6-A型电动转辙机如下图所示。
三、动力转辙机
道岔的转换和锁闭直接关系到行车安全，转辙机就是转换和锁闭道岔的重要信号 基础设备，它对保证行车安全、提高运输效率、改善行车人员的劳动强度都起着非 常重要的作用。
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1．转辙机概述 转辙机是转辙装置的核心和主体，除转辙机本身外，还包括外锁闭装置和各类杆 件、安装装置，它们共同完成道岔的的颜色、显示数目及灯光状态等表达的信号，如地面信号机、 手信号旗等发出的信号。听觉信号以声音的强度、长短等方式表示信号意义，如机 车鸣笛等。例如，某地铁公司的《行车组织规则》中关于列车鸣笛的规定：一是鸣 笛的作用是发出警告或要求协助，长声为3 s，短声为1 s，音响间隔为1 s，重复鸣 示时必须间隔5 s以上；二是为避免对站内乘客及铁路沿途的居民造成滋扰，列车在 正线上运行时只可在必要时鸣笛。
12
2）信号机限界是用以限制设备安装的轮廓线，信号机不得侵入设备限界。车辆 轮廓线是限制列车横断面最大允许尺寸的轮廓，将其扩大一定尺寸后，构成车辆限 界。直线地段设备限界是在直线地段车辆限界外扩大一定安全间隙后形成的。曲线 地段设备限界应在直线地段设备限界的基础上，按平面曲线不同半径过超高或欠超 高引起的横向或竖向偏移量，以及车辆、轨道参数等因素计算确定。
29
（3）转辙机的设置 城市轨道交通正线上一般采用9号道岔，车辆段、停车场一般采用7号道岔，通常 道岔由一台转辙机牵引。如果正线上采用的是9号道岔，其曲线半径较大，道岔尖轨 较长，一组道岔需两台转辙机牵引。
30
2．ZD6系列电动转辙机 ZD6系列电动转辙机是我国城市轨道交通系统使用最广泛的电动转辙机，包括A、 D、E、J等派生型号，主要由电动机、减速器、摩擦连接器、主轴、动作杆、表示杆、 移位接触器、外壳等组成。ZD6-A型电动转辙机如下图所示。
【学习课件】第六讲城市轨道交通通信信号系统
Automatic
2021/7/9
44
ATC系统
➢ ATC系统：列车按地面传送的速度（或距离） 信息，自动控制列车运行的信号设备。 ◆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。
2021/7/9
18
2021/7/9
19
5-3 轨道电路
➢ 钢轨是导体，左右两根钢轨可以组成闭合 电路，用来检查列车占用钢轨线路的状态， 这就是轨道电路。
➢ 轨道电路的出现，代表铁路自动信号的诞 生。美国人鲁宾逊1870年发明了轨道电路， 但真正实际应用于轨道交通中是20世纪30 年代。
2021/7/9
➢ 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。
2021/7/9
24
自动闭塞示意图
2021/7/9
25
5-6 轨道电路的连接接头
2021/7/9
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2021/7/9
27
有绝缘接头轨道电路的缺点
➢ 有绝缘移频轨道电路的优点是传输距离长、 信息量大。
2021/7/9
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无绝缘轨道电路的应用
2021/7/9
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2021/7/9
35
6、联锁的概念
➢ 联锁的概念是在线路中引进了道岔，线路平面由 “一维”变为“两维”后产生的。
➢ 为了确定车辆在线路平面中的位置，必须首先确 定列车走的线路，既确定“进路”；
➢ 若要列车进入确定的线路，则必须扳动相关的道 岔；
➢ 但随着无缝线路的出现，有绝缘轨道电路 在运营中的最薄弱环节是其轨端绝缘节， 故障率比较高，逐步暴露出其在自动闭塞 系统中的不适应性。
模块六 城市轨道交通信号
闭塞区段的划分
长久以来，闭塞区段均
– 以车站作为闭塞区段； – 以车站值班员“眼见为实” 作为判断标准； – 以站间电报、电话多次确定作为允许列车通行的先决条件； － 以各种形式的信号指挥列车运行。
随着轨道电路的发展、完善，闭塞区段逐渐改为以轨 道电路作为闭塞区段。 城市轨道交通的闭塞则开始取消固定“闭塞区段”的 概念，从固定闭塞向移动闭塞方向发展。
显而见之，随着列车数量的增加和列车速度超 过马速度的情况下，这种信号就不起作用了。
壁板信号的出现
为了确保安全，人们开始研究固定的信号设备： 用一块长方形的板子，横向线路是停车信号， 顺向线路是进行信号。可是顺向线路的板子实 际上很难看见，所以又在顶端加块圆板。当必 须在晚间开车时，就以红色灯光表示停车信号， 白色灯光表示进行信号。
正线的出站信号机在有前架信号机预告的前提下，也可以表达速度意义。如 前架信号机显示绿灯或绿黄，就预告了正线出站信号机开通道岔直向进路，其始 端速度为v规。
4、机车信号显示制度 方式分：色灯式、数字式 制度分：预告式、复示式、预告复示式
我国现行的是预告式，指示列车运行前方信号机防护区段的始端速度和终 端速度。
1841年英国人戈里高利提出用长方形臂板作 为信号显示，装设在伦敦桥车站，这是铁路上 首次使用的臂板式信号机。
伦敦桥的壁板信号机
壁板信号机
巴黎地铁壁板信号机
色灯信号机
色灯信号机
上海地铁色灯信号机
色灯信号机
信号装置
信号机有进出站信号机，道岔防护信号机、 通过信号机、进出段信号机、调车信号机 等。
（一）传统信号系统
轨道交通信号是 “信号（显示）、闭塞、联 锁”的总称，是由各类信号显示、轨道电路、 道岔转辙装置等主体设备及其他有关附属设 施构成的一个完整的体系。
《城市轨道交通信号基础》教学课件—城市轨道交通基础设备：轨道电路
感应方式是用阻抗连接器耦合。感应方式亦有两种，一是发 送器、接收器经阻抗连接器接至钢轨；二是将连接器布置成S形电 缆，其两端焊接到钢轨上，由一匝电线构成的环线与连接器耦合。 发送的轨道信号电流在S形电缆中形成环流，并感应进入钢轨，接 收的信号也从钢轨感应进入电缆。借助其外形尺寸，可提供很强 的方向性，以设定轨道电路电流的方向。
城市轨道交通的正线多采用无缝线路，需要使用由电子电路 构成电气绝缘(又称为调谐区)来分隔相邻轨道电路。
轨道绝缘节
钢轨绝缘(50Kg、60Kg)
(3)送电设备 轨道电路的送电设备可以是电源，用于向轨 道电路供电，也可以是能够发送一定信息的电子设备，通过轨 道电路向列车传递行车信息。
BG1-80型轨道变压器、 BZ4-U型中继变压器
轨道变压器
扼流变压器
BG型轨道变压器主要用于轨道电路供电，其一次侧为220v，二次侧依据
所连接 的端子不同，可以获得各种不同的电压值。0.45----10.80 V。
(4)受电设备 轨道电路的受电设备可以是轨道继电器，用 于反映轨道电路范围内有无列车、车辆占用和钢轨是否完整； 或者当轨道电路中包含有控制信息时，轨道电路的受电设备也 可以是能够接收并鉴别电流特性的电子设备，能够根据接收到 的不同特性的电流，令有关继电器动作。
器绝缘），接上送电和受电设备构成的电路。最简单的轨道电路如下图所示。 轨道电路由钢轨、轨道绝缘、轨端接续线、引接线、送电设备及受电设备等 主要元件组成。
送电端
轨端接续线
受电端
钢轨线路
限流器（RX）
轨道电源 E
引接线
钢轨绝缘
轨道继电器GJ
一、轨道电路的基本原理
1、组成： 导体（钢轨）、绝缘节、轨端接续线、发送端、接
城市轨道交通的正线多采用无缝线路，需要使用由电子电路 构成电气绝缘(又称为调谐区)来分隔相邻轨道电路。
轨道绝缘节
钢轨绝缘(50Kg、60Kg)
(3)送电设备 轨道电路的送电设备可以是电源，用于向轨 道电路供电，也可以是能够发送一定信息的电子设备，通过轨 道电路向列车传递行车信息。
BG1-80型轨道变压器、 BZ4-U型中继变压器
轨道变压器
扼流变压器
BG型轨道变压器主要用于轨道电路供电，其一次侧为220v，二次侧依据
所连接 的端子不同，可以获得各种不同的电压值。0.45----10.80 V。
(4)受电设备 轨道电路的受电设备可以是轨道继电器，用 于反映轨道电路范围内有无列车、车辆占用和钢轨是否完整； 或者当轨道电路中包含有控制信息时，轨道电路的受电设备也 可以是能够接收并鉴别电流特性的电子设备，能够根据接收到 的不同特性的电流，令有关继电器动作。
器绝缘），接上送电和受电设备构成的电路。最简单的轨道电路如下图所示。 轨道电路由钢轨、轨道绝缘、轨端接续线、引接线、送电设备及受电设备等 主要元件组成。
送电端
轨端接续线
受电端
钢轨线路
限流器（RX）
轨道电源 E
引接线
钢轨绝缘
轨道继电器GJ
一、轨道电路的基本原理
1、组成： 导体（钢轨）、绝缘节、轨端接续线、发送端、接
城市轨道交通信号基础课件——绪论
4
绪论
一、城市轨道交通通信与信号系统概述
3.通信与信号系统的作用
安全（确保列车行车安全） 安全（确保列车行车安全）
主要有两大作用
效率（ 效率（在确保列车行车安全的前提 下提高列出行驶效率） 下提高列出行驶效率） 作用实现举例： 作用实现举例： 监控列车是否超速 监控列车的间距（保证列车间距在安全间距以外） 监控列车的间距（保证列车间距在安全间距以外） 监督列车的状态、 监督列车的状态、产生列车时刻表
8
绪论
三、城市轨道交通通信与信号系统的发展状况及趋势
1.发展状况
固定闭塞
经历
准移动闭塞
现在正向
移动闭塞
有固定划 分的轨道
介于两者之间 无固定划分轨道， 无固定划分轨道，追 踪列车间的安全间隔 由前后列车的运行情 况和路线情况确定
9
绪论
三、城市轨道交通通信与信号系统的发展状况及趋势
2.发展趋势
由于通信与信号系统设备的品种多、设备量大、 由于通信与信号系统设备的品种多、设备量大、 接口关系复杂，在安全性、 接口关系复杂，在安全性、可靠性等方面尚有需完善 的空间，其发展趋势主要体现在以下四个方面： 的空间，其发展趋势主要体现在以下四个方面： 基于通信的ATC系统 （1）基于通信的 系统 现代通信技术飞 速发展，再加上无线通信具有设置灵活、双向传输、 速发展，再加上无线通信具有设置灵活、双向传输、 信息量大、易于维护、成本低等特点， 信息量大、易于维护、成本低等特点，一些发达国家 开始开发基于无线通信技术的ATC系统。 ATC系统 开始开发基于无线通信技术的ATC系统。 全程无人ATO系统 （2）全程无人 系统 目前普遍采用的站 方式将向全程无人ATO方式发展， 间ATO方式将向全程无人ATO方式发展，全自动化的 方式将向全程无人ATO方式发展 先进系统，可以节省人力， 先进系统，可以节省人力，消除不利的认为因素的影 响。 （3）集成的综合轨道交通控制系统 （4）维修管理更加重要
城市轨道交通信号基础设备课件
02
信号基础设备
轨道电路
定义与功能
轨道电路是城市轨道交通讯号系统中的重要组成部分，用于检测列车在轨道上的位置以及 列车的占用情况。通过轨道电路，信号系统能够实时获取列车位置信息，确保列车间的安 全距离。
工作原理
轨道电路利用轨道作为传输线，通过发送和接收信号来判断轨道是否被占用。当列车进入 轨道电路区域时，列车车轮会短路轨道电路，从而改变接收端的信号状态，进而判断轨道 的占用情况。
设备组成
ATP系统包括车载ATP设备和轨旁 ATP设备，两者之间通过无线通讯 进行数据传输。
列车自动驾驶系统（ATO）
功能
ATO系统负责实现列车的自动驾驶功能，包括列车的启动、加速 、制动、停车等。
工作原理
ATO系统接收ATS系统发送的运行计划和控制指令，根据ATP系统 提供的安全防护，自动控制列车的运行。
• 通讯信号一体化技术能够提升城市轨道交通系统的 运营效率，通过实时数据传输和精准的信号控制， 降低列车间的间隔，提高列车运行速度和密度。
• 采用通讯信号一体化技术，可以实现对列车位置和 状态的实时监测，从而增强系统安全性，减少事故 产生的概率。
基于通讯的列车控制系统（CBTC）
高精度定位
• CBTC系统能够实现实时数据传输，将列车的位置、速 度和信号状态等信息实时传输给控制中心，实现对列 车的精确监控和调度。
• 自动驾驶技术在城市轨道交通中的应用将实现无人驾 驶列车，列车能够在自动控制系统的调度下完成运行 、停车和开关门等操作。
提升运营效率与安全性
• 自动驾驶技术能够提升城市轨道交通的运营效率和安 全性，通过精确的感知和决策系统，减少人为因素对 列车运行的影响，降低事故风险。
发展前景广阔
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• 4. 电缆环线定位法 • 图6-1-2 为利用电缆环线进行列车定位的原理图。
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第一节 列车定位技术
• 沿着轨道线路中间铺设电缆环线,每隔25 m 交叉一次。列车经过电缆 交叉点时, 通过车载设备检测环线内信号的相位变化,相位变化原理如 图6-1-3 所示。车载ATP 系统根据相位变化的次数进行计数, 从而确 定列车运行的距离, 达到对列车进行定位的目的。
• 北京首都国际机场CBTC 信号系统, 采用阿尔斯通(ALSTON) 公司的 无线裂缝波导传输技术, 确保车载信号ATP / ATO 设备和地面轨旁 ATP / ATO 设备之间的双向连续大容量的通信信息传输。
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第一节 列车定位技术
• 7. 漏泄电缆定位法 • 漏泄电缆(Leaky Coaxial), 全称漏泄同轴电缆(Leaky Coaxial
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第一节 列车定位技术
• 无线电台的传输距离小, 为保证在一个轨旁电台故障时, 通信不中断的 可靠性, 往往需要在同一个地点设置双网覆盖, 进一步缩短了轨旁电台 布置间距, 列车在各个轨旁电台之间的漫游和切换特别频繁, 大大降低 了无线传输的连续性和可靠性。
• 6. 漏泄波导定位法 • 微波漏泄波导管是一种车-地双向数据传输的无线信号传输媒介, 具有
• 波导管沿轨道沿线铺设, 其顶部固定距离(约6 cm) 开有裂缝(宽2 mm, 长3 mm),让无线电波从裂缝中向外泄漏出来, 因其波导物理特性和衰 减性能较好, 传输距离较远, 最大传输距离可达到1 600 m, 且沿线场 强均匀覆盖, 呈现良好的方向性分布, 抗干扰能力较强。适合于地下隧 道内使用, 传输距离优于同轴电缆, 可减少列车在各个无线接入点AP 之间的漫游和切换, 提高了无线传输的连续性和可靠性。相对于无线 自由波传输方式, 波导管无线电波主要在波导管中传输, 并且局限在一 个很小的反位, 因此这种方式产生的无线电干扰小, 受到的干扰也小。
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第一节 列车定位技术
• 图6-1-4 为基于无线扩频通信的列车定位原理图。分布的电台构成无 线通信网, 站间可以通过无线电可靠覆盖且有冗余, 这种冗余是一种自 愈式结构, 当其中一个电台故障时,系统可以重新组织, 并自动报告故 障电台位置或者编号, 不会影响通信和对列车的控制。通常一个电台 的信息会有两个甚至三个电台接收, 无线扩频技术在恶劣电磁环境下 具有可靠的信息传输能力。
• 上海地铁8 号线、北京地铁10 号线及广州地铁4、5 号线等项目均采 用此方式。根据IEEE 802. 11 无线局域网的标准, 目前广泛采用的是 基于2. 4 GHz 的ISM 频带, 无线电台方式传输的最大距离约为400 m 。由于轨道交通线路多穿行于城市区域, 其弯道和坡道较多, 增加了无 线电台的体积较小, 安装比较灵活, 受其他因素的影响小, 可以根据现 场条件和无线场强覆盖需要进行设计和安装, 且安装和维护容易, 成本 低。无线电台在隧道内传输受弯道和坡道影响较大, 同时隧道内的反 射比较严重, 需要考虑多径干扰等问题。无线电台在地面和高架线路 安装比较容易, 但无法做到一次性预先设计, 容易受周围无线环境的影 响和同频干扰。
• 在轨道电路定位法和计轴器定位法中, 列车是在区间的始端还是终端 是无法判断的, 对列车定位时的最大误差就是一个区段的长度。为了 得到较为准确的位置信息, 在计算具体位置信息时, 通常要引入列车的 即时速度信息。如在某点一个速度采样时间点tn 上测得列车的即时速 度为v(tn ) , 列车的即时位置:
信号覆盖均匀、传输频带宽、传输损耗小、可靠性高、抗干扰能力强 的特点, 并能同时传输多媒体信息。漏泄波导管为中空铝质矩形管, 顶 部朝车辆天线方向等间隙开有窄缝, 使得无线载频信息沿波导管裂缝 向外均匀辐射。
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第一节 列车定Biblioteka 技术• 在波导管附近适当位置设置无线接收器, 可以接收波导管裂缝辐射的 信号, 并通过处理得到有用的数据。
Cable), 简称漏缆。所谓漏泄电缆, 就是在同轴电缆的外导体上, 沿纵 向开有用作辐射的周期性槽孔, 由于这种电缆具有同轴电缆盒线型天 线的双重功能, 有时又被叫作辐射电缆(Radiating Cable), 或同轴天 线, 它主要由内导体、绝缘介质、带槽孔外导体和电缆护套等组成。 • 按漏泄原理的不同, 漏泄电缆分为耦合型、辐射型和漏泄型3 种。漏 泄电缆作为解决无线电波在隧道中传输的最佳途径之一, 已经在地铁 建设中得到了很好的应用。
• 无线扩频技术利用车站、轨旁盒列车上的扩频电台, 一方面, 通过这些 电台在列车与轨旁控制室之间传递安全信息; 另一方面, 也利用它们 对列车进行定位。轨旁电台的位置是固定不变的, 并经过精确测量, 所 有的电台都由同步时钟系统精确同步。轨旁计算机或车载计算机利用 不同电台传递信息的时间延时可以精确计算出列车的位置。
• ⑥在某些CBTC 系统中, 作为无线基站接续的依据。 • 列车定位技术的重要作用决定了它首先必须能够保证提供正确的列车
位置信息, 随着轨道交通朝着高速、便捷、舒适的方向发展, 对列车定 位技术的精密度提出了更高的要求, 任何列车定位技术都需要经过信 息数据的采集、传输、计算等环节, 造成列车位置信息的时延是不可 避免的, 因此提高信息及时性、减少信息误差显得十分重要。
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第一节 列车定位技术
• 裂缝波导管可以根据现场条件安装在隧道底部钢轨旁(适用于地下、 地面、高架或混合线路)、隧道侧墙(仅适用于全地下线路) 或隧道顶 部(仅适用于全地下线路, 且三轨供电)。裂缝波导管的安装位置必须 与车载天线位置对应, 其安装精度要求较高, 对于波导管内部和表面的 维护量较大, 工程施工麻烦, 同时需要解决好防水、热胀冷缩、防止沙 尘侵入和污物覆盖等问题, 后期对线路的养护有影响。
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第一节 列车定位技术
• 引入测速信息后, 减少了定位误差。目前使用较多的列车测速一般是 通过测量车轮转速, 然后将车轮转速换算为列车直线速度。
• 3. 查询-应答器(信标) 定位法 • 应答器(信标) 是短程无线传输设备, 沿轨道交通线路布置, 反映线路绝
对位置。有源应答器(信标) 可实现车-地双向通信, 无源应答器在列车 经过其所在位置时, 车载天线发射电磁波激励地面应答器工作, 并传递 绝对位置信息给列车。由于应答器(信标) 提供的位置精度很高, 达到 厘米量级, 常用应答器(信标) 作为修正列车实际运行距离的手段。
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第一节 列车定位技术
• 当列车通过时, 车在天线与波导管通过电磁感应耦合实现信息的实时 传递、双向通信构成了列车和地面轨旁设备的闭环通信数据系统, 既 能传输相关的列车控制信息, 也能精确计算列车位置。具体传输原理 如图6-1-5 所示。
• 波导管作为微波传输的一种载体, 其本质是一种连续加长天线。一方 面, 控制中心通过通信网络与车站及轨旁无线接入点AP 联系通信, 无 线接入点AP 将信息送到波导管, 通过裂缝传输给车载设备; 另一方面, 车载计算机接收地面信息, 计算列车具体位置, 通过波导管向控制中心 传送列车相关信息, 从而实现了列车定位功能。
• 无线扩频通信定位技术每隔0. 5 s 对每辆车的位置进行检测, 对列车 的定位精度可达到±0. 5 m。
• 目前, 采用无线扩频技术实现车-地双向通信的系统供货商有加拿大阿 尔卡特公司、法国阿尔斯通公司、德国西门子公司、美国USSI 公司 和庞巴迪公司。
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第一节 列车定位技术
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第一节 列车定位技术
• 以数字轨道电路为例, 数字轨道电路的发射单元以差分模式向另一端 通过铁轨传输一个调制信号, 在轨道电路的另一端提取这个信号。接 收的信息和传送的信息经逐位比较确认相, 同时, 完成对接收信息的验 证, 判定轨道电路处于空闲状态; 当列车驶入轨道区段, 由于列车轮对 的分路作用, 接收端检测信号发生变化, 判定有车占用该轨道电路。
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第一节 列车定位技术
• 采用应答器(信标) 定位技术的信息传递是间断的, 当列车从一个信息 点获得地面信息后, 到下一个信息点才能更新信息, 若其间地面情况发 生变化, 就无法立即将变化的信息实时传递给列车, 因此应答器(信标) 技术往往作为其他定位技术的补充手段。
• 目前, 在多数城市轨道交通线路中使用信标定位消除累计误差。通过 多组传感器组合防护实现列车的精确定位。在阿尔斯通公司应用于上 海地铁10 号线的URBALISTM 解决方案中, 确认了以下方式:
第六章 列车定位与车-地通信技术
• 第一节 列车定位技术 • 第二节 车-地通信方式
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第一节 列车定位技术
• 6. 1. 1 列车定位技术的作用
• 列车定位技术在现代轨道交通行车安全和指挥系统中的作用主要体现 在以下几个方面:
• ①为保证列车安全间隔提供依据; • ②提供区段占用/ 空闲信息, 作为转换轨道检测信息和速度控制信息发
• ①主动列车检测, 根据每个列车发送的位置信息计算列车位置。 • ②辅助列车检测, 根据轨旁计轴设备或停车场轨道电路检测列车位置
。辅助列车检测用于检测静音列车位置。
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第一节 列车定位技术
• 车载控制器通过读取沿线分布的精确位置信标计算自己的位置。当车 载控制器通过一个信标时, 将获取信标名和位置参数, 并根据该信标计 算其在线路中的位置, 报告给轨旁设备, 车载ATP 周期性地估算本车 的安全位置。在两个定位点之间, 根据一个定位信标的位置, 计算本车 最大和最小可能位置。列车的实际位置总在这两个位置之间, 这两个 可能位置作为定位误差。随着列车的运行, 该误差将由于车轮的空转 、打滑效应而增加。编码里程计连接在车轴上, 位置测量与车轴直径 有关, 用于检测列车的移动数据。
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第一节 列车定位技术
• 沿着轨道线路中间铺设电缆环线,每隔25 m 交叉一次。列车经过电缆 交叉点时, 通过车载设备检测环线内信号的相位变化,相位变化原理如 图6-1-3 所示。车载ATP 系统根据相位变化的次数进行计数, 从而确 定列车运行的距离, 达到对列车进行定位的目的。
• 北京首都国际机场CBTC 信号系统, 采用阿尔斯通(ALSTON) 公司的 无线裂缝波导传输技术, 确保车载信号ATP / ATO 设备和地面轨旁 ATP / ATO 设备之间的双向连续大容量的通信信息传输。
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第一节 列车定位技术
• 7. 漏泄电缆定位法 • 漏泄电缆(Leaky Coaxial), 全称漏泄同轴电缆(Leaky Coaxial
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第一节 列车定位技术
• 无线电台的传输距离小, 为保证在一个轨旁电台故障时, 通信不中断的 可靠性, 往往需要在同一个地点设置双网覆盖, 进一步缩短了轨旁电台 布置间距, 列车在各个轨旁电台之间的漫游和切换特别频繁, 大大降低 了无线传输的连续性和可靠性。
• 6. 漏泄波导定位法 • 微波漏泄波导管是一种车-地双向数据传输的无线信号传输媒介, 具有
• 波导管沿轨道沿线铺设, 其顶部固定距离(约6 cm) 开有裂缝(宽2 mm, 长3 mm),让无线电波从裂缝中向外泄漏出来, 因其波导物理特性和衰 减性能较好, 传输距离较远, 最大传输距离可达到1 600 m, 且沿线场 强均匀覆盖, 呈现良好的方向性分布, 抗干扰能力较强。适合于地下隧 道内使用, 传输距离优于同轴电缆, 可减少列车在各个无线接入点AP 之间的漫游和切换, 提高了无线传输的连续性和可靠性。相对于无线 自由波传输方式, 波导管无线电波主要在波导管中传输, 并且局限在一 个很小的反位, 因此这种方式产生的无线电干扰小, 受到的干扰也小。
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第一节 列车定位技术
• 图6-1-4 为基于无线扩频通信的列车定位原理图。分布的电台构成无 线通信网, 站间可以通过无线电可靠覆盖且有冗余, 这种冗余是一种自 愈式结构, 当其中一个电台故障时,系统可以重新组织, 并自动报告故 障电台位置或者编号, 不会影响通信和对列车的控制。通常一个电台 的信息会有两个甚至三个电台接收, 无线扩频技术在恶劣电磁环境下 具有可靠的信息传输能力。
• 上海地铁8 号线、北京地铁10 号线及广州地铁4、5 号线等项目均采 用此方式。根据IEEE 802. 11 无线局域网的标准, 目前广泛采用的是 基于2. 4 GHz 的ISM 频带, 无线电台方式传输的最大距离约为400 m 。由于轨道交通线路多穿行于城市区域, 其弯道和坡道较多, 增加了无 线电台的体积较小, 安装比较灵活, 受其他因素的影响小, 可以根据现 场条件和无线场强覆盖需要进行设计和安装, 且安装和维护容易, 成本 低。无线电台在隧道内传输受弯道和坡道影响较大, 同时隧道内的反 射比较严重, 需要考虑多径干扰等问题。无线电台在地面和高架线路 安装比较容易, 但无法做到一次性预先设计, 容易受周围无线环境的影 响和同频干扰。
• 在轨道电路定位法和计轴器定位法中, 列车是在区间的始端还是终端 是无法判断的, 对列车定位时的最大误差就是一个区段的长度。为了 得到较为准确的位置信息, 在计算具体位置信息时, 通常要引入列车的 即时速度信息。如在某点一个速度采样时间点tn 上测得列车的即时速 度为v(tn ) , 列车的即时位置:
信号覆盖均匀、传输频带宽、传输损耗小、可靠性高、抗干扰能力强 的特点, 并能同时传输多媒体信息。漏泄波导管为中空铝质矩形管, 顶 部朝车辆天线方向等间隙开有窄缝, 使得无线载频信息沿波导管裂缝 向外均匀辐射。
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第一节 列车定Biblioteka 技术• 在波导管附近适当位置设置无线接收器, 可以接收波导管裂缝辐射的 信号, 并通过处理得到有用的数据。
Cable), 简称漏缆。所谓漏泄电缆, 就是在同轴电缆的外导体上, 沿纵 向开有用作辐射的周期性槽孔, 由于这种电缆具有同轴电缆盒线型天 线的双重功能, 有时又被叫作辐射电缆(Radiating Cable), 或同轴天 线, 它主要由内导体、绝缘介质、带槽孔外导体和电缆护套等组成。 • 按漏泄原理的不同, 漏泄电缆分为耦合型、辐射型和漏泄型3 种。漏 泄电缆作为解决无线电波在隧道中传输的最佳途径之一, 已经在地铁 建设中得到了很好的应用。
• 无线扩频技术利用车站、轨旁盒列车上的扩频电台, 一方面, 通过这些 电台在列车与轨旁控制室之间传递安全信息; 另一方面, 也利用它们 对列车进行定位。轨旁电台的位置是固定不变的, 并经过精确测量, 所 有的电台都由同步时钟系统精确同步。轨旁计算机或车载计算机利用 不同电台传递信息的时间延时可以精确计算出列车的位置。
• ⑥在某些CBTC 系统中, 作为无线基站接续的依据。 • 列车定位技术的重要作用决定了它首先必须能够保证提供正确的列车
位置信息, 随着轨道交通朝着高速、便捷、舒适的方向发展, 对列车定 位技术的精密度提出了更高的要求, 任何列车定位技术都需要经过信 息数据的采集、传输、计算等环节, 造成列车位置信息的时延是不可 避免的, 因此提高信息及时性、减少信息误差显得十分重要。
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第一节 列车定位技术
• 裂缝波导管可以根据现场条件安装在隧道底部钢轨旁(适用于地下、 地面、高架或混合线路)、隧道侧墙(仅适用于全地下线路) 或隧道顶 部(仅适用于全地下线路, 且三轨供电)。裂缝波导管的安装位置必须 与车载天线位置对应, 其安装精度要求较高, 对于波导管内部和表面的 维护量较大, 工程施工麻烦, 同时需要解决好防水、热胀冷缩、防止沙 尘侵入和污物覆盖等问题, 后期对线路的养护有影响。
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第一节 列车定位技术
• 引入测速信息后, 减少了定位误差。目前使用较多的列车测速一般是 通过测量车轮转速, 然后将车轮转速换算为列车直线速度。
• 3. 查询-应答器(信标) 定位法 • 应答器(信标) 是短程无线传输设备, 沿轨道交通线路布置, 反映线路绝
对位置。有源应答器(信标) 可实现车-地双向通信, 无源应答器在列车 经过其所在位置时, 车载天线发射电磁波激励地面应答器工作, 并传递 绝对位置信息给列车。由于应答器(信标) 提供的位置精度很高, 达到 厘米量级, 常用应答器(信标) 作为修正列车实际运行距离的手段。
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第一节 列车定位技术
• 当列车通过时, 车在天线与波导管通过电磁感应耦合实现信息的实时 传递、双向通信构成了列车和地面轨旁设备的闭环通信数据系统, 既 能传输相关的列车控制信息, 也能精确计算列车位置。具体传输原理 如图6-1-5 所示。
• 波导管作为微波传输的一种载体, 其本质是一种连续加长天线。一方 面, 控制中心通过通信网络与车站及轨旁无线接入点AP 联系通信, 无 线接入点AP 将信息送到波导管, 通过裂缝传输给车载设备; 另一方面, 车载计算机接收地面信息, 计算列车具体位置, 通过波导管向控制中心 传送列车相关信息, 从而实现了列车定位功能。
• 无线扩频通信定位技术每隔0. 5 s 对每辆车的位置进行检测, 对列车 的定位精度可达到±0. 5 m。
• 目前, 采用无线扩频技术实现车-地双向通信的系统供货商有加拿大阿 尔卡特公司、法国阿尔斯通公司、德国西门子公司、美国USSI 公司 和庞巴迪公司。
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第一节 列车定位技术
• 以数字轨道电路为例, 数字轨道电路的发射单元以差分模式向另一端 通过铁轨传输一个调制信号, 在轨道电路的另一端提取这个信号。接 收的信息和传送的信息经逐位比较确认相, 同时, 完成对接收信息的验 证, 判定轨道电路处于空闲状态; 当列车驶入轨道区段, 由于列车轮对 的分路作用, 接收端检测信号发生变化, 判定有车占用该轨道电路。
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第一节 列车定位技术
• 采用应答器(信标) 定位技术的信息传递是间断的, 当列车从一个信息 点获得地面信息后, 到下一个信息点才能更新信息, 若其间地面情况发 生变化, 就无法立即将变化的信息实时传递给列车, 因此应答器(信标) 技术往往作为其他定位技术的补充手段。
• 目前, 在多数城市轨道交通线路中使用信标定位消除累计误差。通过 多组传感器组合防护实现列车的精确定位。在阿尔斯通公司应用于上 海地铁10 号线的URBALISTM 解决方案中, 确认了以下方式:
第六章 列车定位与车-地通信技术
• 第一节 列车定位技术 • 第二节 车-地通信方式
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第一节 列车定位技术
• 6. 1. 1 列车定位技术的作用
• 列车定位技术在现代轨道交通行车安全和指挥系统中的作用主要体现 在以下几个方面:
• ①为保证列车安全间隔提供依据; • ②提供区段占用/ 空闲信息, 作为转换轨道检测信息和速度控制信息发
• ①主动列车检测, 根据每个列车发送的位置信息计算列车位置。 • ②辅助列车检测, 根据轨旁计轴设备或停车场轨道电路检测列车位置
。辅助列车检测用于检测静音列车位置。
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第一节 列车定位技术
• 车载控制器通过读取沿线分布的精确位置信标计算自己的位置。当车 载控制器通过一个信标时, 将获取信标名和位置参数, 并根据该信标计 算其在线路中的位置, 报告给轨旁设备, 车载ATP 周期性地估算本车 的安全位置。在两个定位点之间, 根据一个定位信标的位置, 计算本车 最大和最小可能位置。列车的实际位置总在这两个位置之间, 这两个 可能位置作为定位误差。随着列车的运行, 该误差将由于车轮的空转 、打滑效应而增加。编码里程计连接在车轴上, 位置测量与车轴直径 有关, 用于检测列车的移动数据。