西门子CBTC信号系统PPT演示文稿
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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。
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。
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。
CBTC控制系统课件
• VOBC不断地向ZC和ATS报告列车完整性状态。如果 列车完整性丢失超过预定时间，VOBC将施加紧急 制动。
• 当列车在站台对位停车时，VOBC将会根据线路数 据库和行驶方向给正确侧的车门和屏蔽门发送允许 信号。
2020年7月3日
学2习9交流PPT
29
ATP子系统工作原理
列车位置初始化 在满足下列条件的情况下，VOBC会建立列车位置： • 检测到两个连续的应答器； • 应答器顺序和它们的ID号与数据库描述一致； • 应答器之间的测量距离和数据库描述值的误差在
2020年7月3日
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11
ATP子系统功能
当以下条件满足时，VOBC将允许列车出发： • 列车和站台的屏蔽门已关闭并锁闭； • LMA前移，并足以允许列车完全离开车站。
❖ ZC和VOBC采取的是持续自检规则，只要设备通 电，自检就一直在进行，所以不需要中断运营 或等待自检完成。这就避免了设备上电或列车 进入后在步骤上的延时。
2020年7月3日
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18
ATP子系统构成
❖ 应答器安装于轨旁，地面应答器与车载应答查 询器协同工作，用来提供列车定位系统所需的 信息。每个应答器被赋予一个唯一的身份标识 （ID号）。应答器ID号与所处线路位置的对应关 系会存储在数据库里。
• 车载子系统为ATC系统和车辆子系统间提供接口。 每列列车的两个驾驶室端都将配有一套VOBC，也 可以采用一列车配置一套VOBC的方案。
2020年7月3日
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9
ATP子系统功能
• ATP系统确保列车间具有适当的距离，以保证列车始终能 够在正线区域控制器(ZC)提供的移动授权权限（LMA）范 围内停下来。
• 当列车在站台对位停车时，VOBC将会根据线路数 据库和行驶方向给正确侧的车门和屏蔽门发送允许 信号。
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ATP子系统工作原理
列车位置初始化 在满足下列条件的情况下，VOBC会建立列车位置： • 检测到两个连续的应答器； • 应答器顺序和它们的ID号与数据库描述一致； • 应答器之间的测量距离和数据库描述值的误差在
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ATP子系统功能
当以下条件满足时，VOBC将允许列车出发： • 列车和站台的屏蔽门已关闭并锁闭； • LMA前移，并足以允许列车完全离开车站。
❖ ZC和VOBC采取的是持续自检规则，只要设备通 电，自检就一直在进行，所以不需要中断运营 或等待自检完成。这就避免了设备上电或列车 进入后在步骤上的延时。
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ATP子系统构成
❖ 应答器安装于轨旁，地面应答器与车载应答查 询器协同工作，用来提供列车定位系统所需的 信息。每个应答器被赋予一个唯一的身份标识 （ID号）。应答器ID号与所处线路位置的对应关 系会存储在数据库里。
• 车载子系统为ATC系统和车辆子系统间提供接口。 每列列车的两个驾驶室端都将配有一套VOBC，也 可以采用一列车配置一套VOBC的方案。
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ATP子系统功能
• ATP系统确保列车间具有适当的距离，以保证列车始终能 够在正线区域控制器(ZC)提供的移动授权权限（LMA）范 围内停下来。
CBTC系统地面设备组成与原理培训课件
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行车许可计算过程
生成行车许可——获得当前列车位置
➢ （1）列车运行在地面ATP系统的管辖范围内，车载设备向地面ATP 系统汇报列车位置、测距误差以及行车许可申请等信息，地面ATP 根据这些信息，计算产生列车的安全位置，如下图所示：
➢ （2）地面ATP根据计算生成的列车安全位置，确定列车在线路上 的位置。
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。
后，如果在进路中没找到影响列车运行安全的障碍物，将行车许可的终点设置
在分配给该车的最远进路的终点，同时将行车许可范围中的所有障碍物以在行 车许可信息的形式发送给列车。
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行车许可计算过程
生成行车许可——检查静态障碍物
➢ （7）对于静态障碍物，地面ATP需要从列车车尾安全位置（行车 许可起点），按照由近到远的顺序，遍历线路上的静态障碍物的 状态是否会影响列车运行的安全。
系统的主要功能。进路控制功能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子系统命令的响应。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 号机的状态来控制信号机。
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系统以此来控制列车从一个进路行驶到另一进路。
行车许可计算过程
生成行车许可——获得当前列车位置
➢ （1）列车运行在地面ATP系统的管辖范围内，车载设备向地面ATP 系统汇报列车位置、测距误差以及行车许可申请等信息，地面ATP 根据这些信息，计算产生列车的安全位置，如下图所示：
➢ （2）地面ATP根据计算生成的列车安全位置，确定列车在线路上 的位置。
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。
后，如果在进路中没找到影响列车运行安全的障碍物，将行车许可的终点设置
在分配给该车的最远进路的终点，同时将行车许可范围中的所有障碍物以在行 车许可信息的形式发送给列车。
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行车许可计算过程
生成行车许可——检查静态障碍物
➢ （7）对于静态障碍物，地面ATP需要从列车车尾安全位置（行车 许可起点），按照由近到远的顺序，遍历线路上的静态障碍物的 状态是否会影响列车运行的安全。
系统的主要功能。进路控制功能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子系统命令的响应。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 号机的状态来控制信号机。
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系统以此来控制列车从一个进路行驶到另一进路。
西门子CBTC信号系统
SICAS®系统按故障－安全、高可靠性的SIMIS® 原则进行设计，具有先进的技术和可扩展能力。 微机联锁设备设计先进，运用了安全的数字总线 通信，使微机联锁设备配置数量最少。
几个联锁系统可以连接在一起。一套联锁计算机 既可以集中设置在一起，也可以采用分布式结构 在远端安装地点。
可编辑ppt
4
计算机联锁子系统 （ＩＬ）
C
C
VICOS ATS
B
SICAS 联锁
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8
列车自动防护子系统 （ＡＴＰ）
➢ 列车定位 ➢ 速度测量 ➢ 移动闭塞运行 ➢ 列车追踪 ➢ 列车间隔 ➢ 临时速度限制
➢ 运行方向和后退的监
督
➢ 停稳监督
➢ 车门监督及释放 ➢ 无人自动折返 ➢ 站台屏蔽门/安全门 ➢ 列车完整性 ➢ 速度监督 ➢ 防淹门 ➢ 处理防护点和运行停
TCP/IP
TRAINGUARD MT SICAS ECC
Line
Printer LOW
TRC
S&D
可编辑ppt
13
列车自动监督子系统
➢列车监视和追踪 ➢列车自动调整 ➢时刻表系统 ➢控制中心ＨＭＩ ➢车站操作员工作站ＬＯＷ ➢事件列表 — 报警和消息列表
可辑ppt
14
无线传输系统（Radio）
此无线通信系统（名为RailCom Wireless）使 TRAINGUARD®MT列车控制系统可以在轨旁、 中央和车载设备之间进行通信，该通信使用标准 网际协议（IP）寻址机制。 此系统使用基于RailCom Wireless宽带通信平台派 生出的无线局域网（WLAN）技术。此系统同时 也是在西门子车地通信综合管理概念（ITTCom） 的基础上形成的。 ITTCom提供多程序并行应用的无缝集成，包括安 全相关的应用程序（列车自动保护等），自动化 应用程序（列车自动运行，列车自动监督等）， 以及维护应用程序（远程诊断等）
几个联锁系统可以连接在一起。一套联锁计算机 既可以集中设置在一起，也可以采用分布式结构 在远端安装地点。
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4
计算机联锁子系统 （ＩＬ）
C
C
VICOS ATS
B
SICAS 联锁
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列车自动防护子系统 （ＡＴＰ）
➢ 列车定位 ➢ 速度测量 ➢ 移动闭塞运行 ➢ 列车追踪 ➢ 列车间隔 ➢ 临时速度限制
➢ 运行方向和后退的监
督
➢ 停稳监督
➢ 车门监督及释放 ➢ 无人自动折返 ➢ 站台屏蔽门/安全门 ➢ 列车完整性 ➢ 速度监督 ➢ 防淹门 ➢ 处理防护点和运行停
TCP/IP
TRAINGUARD MT SICAS ECC
Line
Printer LOW
TRC
S&D
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列车自动监督子系统
➢列车监视和追踪 ➢列车自动调整 ➢时刻表系统 ➢控制中心ＨＭＩ ➢车站操作员工作站ＬＯＷ ➢事件列表 — 报警和消息列表
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无线传输系统（Radio）
此无线通信系统（名为RailCom Wireless）使 TRAINGUARD®MT列车控制系统可以在轨旁、 中央和车载设备之间进行通信，该通信使用标准 网际协议（IP）寻址机制。 此系统使用基于RailCom Wireless宽带通信平台派 生出的无线局域网（WLAN）技术。此系统同时 也是在西门子车地通信综合管理概念（ITTCom） 的基础上形成的。 ITTCom提供多程序并行应用的无缝集成，包括安 全相关的应用程序（列车自动保护等），自动化 应用程序（列车自动运行，列车自动监督等）， 以及维护应用程序（远程诊断等）
基于通讯的列车控制(CBTC)PPT课件
精选ppt课件2021
28
• WCU_TTS
• Trainguard MT的非安全轨旁控制单元，为各 种类型的ATS提供所有列车的表示以及中央 服务和诊断系统。
精选ppt课件2021
29
• 通信设备（轨旁）
• 轨旁通信设备是非安全范畴的设备，它以 无线方式持续为车 – 地之间传输信号。
精选ppt课件2021
• 连续通信级（即CTC）：ATP/ATO驾驶，通 过无线通道实现地 - 车之间的双向连续通信。
精选ppt课件2021
15
地对车的通信等级
CTC
列车连续控制
移动闭塞 无线电双向数据通信
过轨旁控制单元获得移动授权（连续通讯）
ITC
列车点式控制
IXL
联锁级控制
固定闭塞 单向数据通信 通过应答器获得移动授权
30
• 应答器
• 使用两种应答器，固定数据应答器（用于 列车定位）或可变数据应答器（用于点式 通信）。固定数据应答器是一个独立的单 元。可变数据应答器通过轨旁电子单元 （LEU）和信号机相连。
精选ppt课件2021
31
• LEU
• 轨旁电子单元是信号机和可变数据应答器 之间的接口。它评估信号机的显示并为可 变数据应答器产生报文。
• 在固定划分的闭塞分区中，每一个分区均
有最大速度限制。ATP 地面设备以一定间隔
精选ppt课件2021
3
• 传统的固定闭塞制式下，系统无法知道列 车在分区内的具体位置，因此列车制动的 起点和终点总在某一分区的边界。为充分 保证安全，必须在两列车间增加一个防护 区段，这使得列车间的安全间隔较大，影 响了线路的使用效率。
• 一组车载无线传输单位，每辆列车分别于 首尾安装一个而成对出现。这些传输单位 通过串行线连接至Trainguard MT的车载控制 单元。
西门子CBTC系统结构
3） 控制监督层。控制命令经由此层转换和发送到现场 设备。控制和监督现场设备，如转辙机、信号机和轨道占用 /空闲表示，并显示联锁逻辑单元的状态。
项目5 城轨正线ATC系统中联锁设备维护
(2）SICAS计算机联锁系统设备组成 1） SMC-86联锁机柜
SMC-86 计算机安装在联锁机柜，机柜如图5-43三台计算 机构成了三取二冗余的联锁主机，完成系统的联锁运算和 控制功能。每一个通道均安装在各自的一个子架中，三取 二计算机则由3个子架组成，各计算机通道上下叠放，每 一个子架由若干插板组成。SICAS 每一个安装机架上的板 件主要有同步比较板VESUV3、处理器板VENUS2、中断 请求板VESIN、总线控制板BUMA、数字输入板MELDE2 、命令输出板KOMDA2。
项目5 城轨正线ATC系统中联锁设备维护
图5- 41 西门子CBTC组成图
项目5 城轨正线ATC系统中联锁设备维护
2.SICAS型计算机联锁组成和功能 (1）SICAS计算机联锁系统的层次结构
SICAS型计算机联锁系统结构分为三层：分别是操作显示层 、联锁运算层、控制监督层。系统结构图如5-42。
项目5 城轨正线ATC系统中联锁设备维护
任务3 西门子CBTC系统中SICAS+DSTT型 计算机联锁设备维护
5.3.1 CBTC系统中SICAS+DSTT型计算机联锁设备基本认知 1. 西门子CBTC系统结构 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。西门子公 司CBTC系统是基于无线通信的列车运行控制系统，由SICAS型 计算机联锁系统、TRAINGUARD MT移动闭塞列控系统(ATP／ ATO)、VICOS OC系统(ATS)组成。西门子CBTC系统与西门子 准移动闭塞ATC系统的区别在于通信方式，CBTC系统采用无线 通信构成移动闭塞，而后者采用数字编码轨道电路构成准移动 闭塞，它们的计算机联锁系统及ATS是基本相同的。
项目5 城轨正线ATC系统中联锁设备维护
(2）SICAS计算机联锁系统设备组成 1） SMC-86联锁机柜
SMC-86 计算机安装在联锁机柜，机柜如图5-43三台计算 机构成了三取二冗余的联锁主机，完成系统的联锁运算和 控制功能。每一个通道均安装在各自的一个子架中，三取 二计算机则由3个子架组成，各计算机通道上下叠放，每 一个子架由若干插板组成。SICAS 每一个安装机架上的板 件主要有同步比较板VESUV3、处理器板VENUS2、中断 请求板VESIN、总线控制板BUMA、数字输入板MELDE2 、命令输出板KOMDA2。
项目5 城轨正线ATC系统中联锁设备维护
图5- 41 西门子CBTC组成图
项目5 城轨正线ATC系统中联锁设备维护
2.SICAS型计算机联锁组成和功能 (1）SICAS计算机联锁系统的层次结构
SICAS型计算机联锁系统结构分为三层：分别是操作显示层 、联锁运算层、控制监督层。系统结构图如5-42。
项目5 城轨正线ATC系统中联锁设备维护
任务3 西门子CBTC系统中SICAS+DSTT型 计算机联锁设备维护
5.3.1 CBTC系统中SICAS+DSTT型计算机联锁设备基本认知 1. 西门子CBTC系统结构 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。西门子公 司CBTC系统是基于无线通信的列车运行控制系统，由SICAS型 计算机联锁系统、TRAINGUARD MT移动闭塞列控系统(ATP／ ATO)、VICOS OC系统(ATS)组成。西门子CBTC系统与西门子 准移动闭塞ATC系统的区别在于通信方式，CBTC系统采用无线 通信构成移动闭塞，而后者采用数字编码轨道电路构成准移动 闭塞，它们的计算机联锁系统及ATS是基本相同的。
CBTC系统ppt课件
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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。
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6、国外CBTC的发展
基于无线局域网的CBTC系统，在定位精度，车地数据通信 方面有明显的优势，成为国内外城市轨道交通发展的趋势， 国外对基于WLAN的CBTC系统研究的较早，也取得了一定的成 就，形成了美国、日本、欧洲三大体系。 ①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。
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LOGO
②日本ATACS 基于双向无线通信的先进列车管理与通信系统(ATACS )是 日立公司在1995年开发研制的。与AATC系统不一样，ATACS 系统是采用将铁路线路划分成很多个控制区，每个控制区作为 一个独立的单元，由一个地面控制器和一个无线电基站组成。 地面控制器通过与无线电基站相连，从无线电基站接收列车的 位置信息，为列车计算前方安全的运行间隔，实现列车安全的 以最小追踪间隔追踪运行。
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(2)LCF-300型CBTC系统
CBTC系统功能介绍和技术分析全解54页PPT
L简介OREM IPSUM DOLOR
简介
CBTC的突出优点是可以实现车—地之间的双向通信，并 且传输信息量大，传输速度快，很容易实现移动自动闭塞系统 ，大量减少区间敷设电缆，减少一次性投资及减少日常维护工 作，可以大幅度提高区间通过能力，灵活组织双向运行和单向 连续发车，容易适应不同车速、不同运量、不同类型牵引的列 车运行控制等等。在CBTC中不仅可以实现列车运行控制，而且 可以综合成为运行管理，因为双向无线通信系统，既可以有安 全类信息双向传输，也可以双向传输非安全类信息，例如车次 号、乘务员班组号、车辆号、运转时分、机车状态、油耗参数 等等大量机车、工务、电务等有关信息。利用CBTC既可以实现 固定
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，但终点总是某一虚拟分区的边界 一次性抛物线型制动曲线 要求运行间隔越短，分区数也越多，但设备基本不增加
列车运行间隔控制概念
◦ 移动闭塞 (Moving Block)：
线路没有被固定划分的闭塞分区 列车间的间隔是动态的、并随前一列车的移动而移动 该间隔是按后续列车在当前速度下的所需制动距离、加上安
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
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
简介
CBTC的突出优点是可以实现车—地之间的双向通信，并 且传输信息量大，传输速度快，很容易实现移动自动闭塞系统 ，大量减少区间敷设电缆，减少一次性投资及减少日常维护工 作，可以大幅度提高区间通过能力，灵活组织双向运行和单向 连续发车，容易适应不同车速、不同运量、不同类型牵引的列 车运行控制等等。在CBTC中不仅可以实现列车运行控制，而且 可以综合成为运行管理，因为双向无线通信系统，既可以有安 全类信息双向传输，也可以双向传输非安全类信息，例如车次 号、乘务员班组号、车辆号、运转时分、机车状态、油耗参数 等等大量机车、工务、电务等有关信息。利用CBTC既可以实现 固定
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，但终点总是某一虚拟分区的边界 一次性抛物线型制动曲线 要求运行间隔越短，分区数也越多，但设备基本不增加
列车运行间隔控制概念
◦ 移动闭塞 (Moving Block)：
线路没有被固定划分的闭塞分区 列车间的间隔是动态的、并随前一列车的移动而移动 该间隔是按后续列车在当前速度下的所需制动距离、加上安
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
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
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
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性能比较
信号系统中三中制式的速度曲线比较：
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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。
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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。
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Printer LOW
TRC
S&D
13
列车自动监督子系统
➢列车监视和追踪 ➢列车自动调整 ➢时刻表系统 ➢控制中心ＨＭＩ ➢车站操作员工作站ＬＯＷ ➢事件列表 — 报警和消息列表
14
无线传输系统（Radio）
此无线通信系统（名为RailCom Wireless）使 TRAINGUARD®MT列车控制系统可以在轨旁、 中央和车载设备之间进行通信，该通信使用标准 网际协议（IP）寻址机制。 此系统使用基于RailCom Wireless宽带通信平台派 生出的无线局域网（WLAN）技术。此系统同时 也是在西门子车地通信综合管理概念（ITTCom） 的基础上形成的。 ITTCom提供多程序并行应用的无缝集成，包括安 全相关的应用程序（列车自动保护等），自动化 应用程序（列车自动运行，列车自动监督等）， 以及维护应用程序（远程诊断等）
西门子CBTC信号系统
基于无线传输的移动闭塞列车控制系统
1
移动闭塞列车控制系统
计算机联锁子系统 （ＩＬ） 列车自动防护子系统 （ＡＴＰ） 列车自动驾驶子系统 （ＡＴＯ） 列车自动监督子系统 （ＡＴＳ） 无线传输系统（Radio）
2
中央
轨旁 通信 车载
系统结构
列车自动监督
TR A IN G U A R D M T
RPS Server
Rear Projection System
FEP
PIIS, DTI, etc.
Line Printer
Color Laser Color Laser
Printer
Printer
SICLOCK
Master Clock
TCP/IP
TRAINGUARD MT SICAS ECC
Line
15
无线传输系统（Radio）
16
无线传输系统（Radio）
7
列车自动防护子系统 （ＡＴＰ）
E
车载 ATP
车载 ATO
B
SICAS 联锁
A
轨旁 ATP
A
D
轨旁 ATP
CHale Waihona Puke CVICOS ATS
B
SICAS 联锁
8
列车自动防护子系统 （ＡＴＰ）
➢ 列车定位 ➢ 速度测量 ➢ 移动闭塞运行 ➢ 列车追踪 ➢ 列车间隔 ➢ 临时速度限制
➢ 运行方向和后退的监
督
➢ 停稳监督
10
列车自动驾驶子系统 （ＡＴＯ）
➢自动驾驶模式 ➢列车速度控制 ➢列车目标制动 ➢车门和站台屏蔽门/安全门的打开和关闭 ➢根据时刻表生成节能速度曲线
11
列车自动监督子系统
VICOS OC 501系统的系统环境基于标准的硬件和系统体系 结构。服务器采用SUN-Blade工作站和UNIX操作系统，各 个部件和服务器之间应通过高速以太局域网连接。ATS局 域网中采用TCP/IP通信协议，用两台以太网交换机实现路 由功能。 在每个联锁站，配有高可靠性的冗余FEP用于采集来自其 他外部子系统（如PIIS，DTI,IBP）的信息。车站FEP提供 一个时钟信息到PIIS。这些现场信息再被传输到OCC的 ATS计算机。其他相关系统，如车辆段联锁、MCS、无线 传输等则通过一台放置在OCC的FEP来处理，EMCS和 SCADA的接口信息由MCS提供。 LOW、TRC和S&D系统直接与SICAS ECC和TG MT通信。
➢ 车门监督及释放 ➢ 无人自动折返 ➢ 站台屏蔽门/安全门 ➢ 列车完整性 ➢ 速度监督 ➢ 防淹门 ➢ 处理防护点和运行停
车点
➢ 紧急停车按钮
9
列车自动驾驶子系统 （ＡＴＯ）
TRAINGUARD® MT系统中的列车自动驾驶ATO 负责控制列车的运行，例如列车的自动离站，列 车的速度调节，列车的目标制动以及车门、屏蔽 门和安全门的开/关的启动控制。ATO设备没有安 全相关的功能，因为ATO总是运行于ATP的安全 监督之下。 ATO的主要部件在列车上，以实现TG MT的自动 驾驶模式。ATO的功能是非安全型的，ATO车载 单元是单通道的计算机。轨旁ATO的功能通过 ATS，轨旁ATP和SICAS实现。所以，ATO轨旁功 能不需额外的物理设备。
联锁
无线、应答器
轨道 空闲 检测
T R AIN G U AR D M T
AM
T R AIN G U AR D M T
SM
未 信号装 备的列 车
3
计算机联锁子系统 （ＩＬ）
SICAS®（西门子计算机辅助信号系统）具有模 块化和灵活性的设计，它满足公共轨道交通、区 域服务以及工业铁路的要求。 SICAS®系统按故障－安全、高可靠性的SIMIS® 原则进行设计，具有先进的技术和可扩展能力。 微机联锁设备设计先进，运用了安全的数字总线 通信，使微机联锁设备配置数量最少。 几个联锁系统可以连接在一起。一套联锁计算机 既可以集中设置在一起，也可以采用分布式结构 在远端安装地点。
6
列车自动防护子系统 （ＡＴＰ）
列车自动防护负责列车的安全运行。在地铁系统中它完成 保证安全的各种任务。ATP连续检测列车的位置和速度、 监督列车的速度限制、车门的控制、监督和启动屏蔽门及 安全门、追踪所有装备信号设备的列车、考虑联锁条件并 为列车产生移动授权。 ATP是列车自动控制系统(ATC)的一部分，它分为轨旁单 元和车载计算机单元。通过轨旁到列车的无线通信网络， 在轨旁单元和车载单元之间建立了双向通信。 在所有的运行情况下，安全轨旁计算机单元以及安全车载 计算机单元保证列车自动防护以故障-安全的形式进行。 轨旁设备和车载设备分别为基于SIMIS® 3取2 和2取2故障安全计算机系统。
12
列车自动监督子系统
HMI 1 HMI 2 HMI 3
ADM COM 1 COM 2 ADM Spare
FALKO
Maintenance HMI
LAN
OCC Level Local Level
10 MBit / 100 MBit Ethernet Switch
Interface FEP
SCADA, TEL EMCS, etc.
4
计算机联锁子系统 （ＩＬ）
操作和显示 系统
以太网控制系统总线
联锁计算机
PROFIBUS元件接口模块总线
PROFIBUS 联锁总线
ODI
EIM ECC1
EIM ECC2
EIM ECC3
EIM ECC4
EIM ECCn
5
计算机联锁子系统 （ＩＬ）
系统功能:
➢轨道空闲检测 ➢进路控制 ➢道岔控制 ➢信号机控制
TRC
S&D
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列车自动监督子系统
➢列车监视和追踪 ➢列车自动调整 ➢时刻表系统 ➢控制中心ＨＭＩ ➢车站操作员工作站ＬＯＷ ➢事件列表 — 报警和消息列表
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无线传输系统（Radio）
此无线通信系统（名为RailCom Wireless）使 TRAINGUARD®MT列车控制系统可以在轨旁、 中央和车载设备之间进行通信，该通信使用标准 网际协议（IP）寻址机制。 此系统使用基于RailCom Wireless宽带通信平台派 生出的无线局域网（WLAN）技术。此系统同时 也是在西门子车地通信综合管理概念（ITTCom） 的基础上形成的。 ITTCom提供多程序并行应用的无缝集成，包括安 全相关的应用程序（列车自动保护等），自动化 应用程序（列车自动运行，列车自动监督等）， 以及维护应用程序（远程诊断等）
西门子CBTC信号系统
基于无线传输的移动闭塞列车控制系统
1
移动闭塞列车控制系统
计算机联锁子系统 （ＩＬ） 列车自动防护子系统 （ＡＴＰ） 列车自动驾驶子系统 （ＡＴＯ） 列车自动监督子系统 （ＡＴＳ） 无线传输系统（Radio）
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中央
轨旁 通信 车载
系统结构
列车自动监督
TR A IN G U A R D M T
RPS Server
Rear Projection System
FEP
PIIS, DTI, etc.
Line Printer
Color Laser Color Laser
Printer
Printer
SICLOCK
Master Clock
TCP/IP
TRAINGUARD MT SICAS ECC
Line
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无线传输系统（Radio）
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无线传输系统（Radio）
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列车自动防护子系统 （ＡＴＰ）
E
车载 ATP
车载 ATO
B
SICAS 联锁
A
轨旁 ATP
A
D
轨旁 ATP
CHale Waihona Puke CVICOS ATS
B
SICAS 联锁
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列车自动防护子系统 （ＡＴＰ）
➢ 列车定位 ➢ 速度测量 ➢ 移动闭塞运行 ➢ 列车追踪 ➢ 列车间隔 ➢ 临时速度限制
➢ 运行方向和后退的监
督
➢ 停稳监督
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列车自动驾驶子系统 （ＡＴＯ）
➢自动驾驶模式 ➢列车速度控制 ➢列车目标制动 ➢车门和站台屏蔽门/安全门的打开和关闭 ➢根据时刻表生成节能速度曲线
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列车自动监督子系统
VICOS OC 501系统的系统环境基于标准的硬件和系统体系 结构。服务器采用SUN-Blade工作站和UNIX操作系统，各 个部件和服务器之间应通过高速以太局域网连接。ATS局 域网中采用TCP/IP通信协议，用两台以太网交换机实现路 由功能。 在每个联锁站，配有高可靠性的冗余FEP用于采集来自其 他外部子系统（如PIIS，DTI,IBP）的信息。车站FEP提供 一个时钟信息到PIIS。这些现场信息再被传输到OCC的 ATS计算机。其他相关系统，如车辆段联锁、MCS、无线 传输等则通过一台放置在OCC的FEP来处理，EMCS和 SCADA的接口信息由MCS提供。 LOW、TRC和S&D系统直接与SICAS ECC和TG MT通信。
➢ 车门监督及释放 ➢ 无人自动折返 ➢ 站台屏蔽门/安全门 ➢ 列车完整性 ➢ 速度监督 ➢ 防淹门 ➢ 处理防护点和运行停
车点
➢ 紧急停车按钮
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列车自动驾驶子系统 （ＡＴＯ）
TRAINGUARD® MT系统中的列车自动驾驶ATO 负责控制列车的运行，例如列车的自动离站，列 车的速度调节，列车的目标制动以及车门、屏蔽 门和安全门的开/关的启动控制。ATO设备没有安 全相关的功能，因为ATO总是运行于ATP的安全 监督之下。 ATO的主要部件在列车上，以实现TG MT的自动 驾驶模式。ATO的功能是非安全型的，ATO车载 单元是单通道的计算机。轨旁ATO的功能通过 ATS，轨旁ATP和SICAS实现。所以，ATO轨旁功 能不需额外的物理设备。
联锁
无线、应答器
轨道 空闲 检测
T R AIN G U AR D M T
AM
T R AIN G U AR D M T
SM
未 信号装 备的列 车
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计算机联锁子系统 （ＩＬ）
SICAS®（西门子计算机辅助信号系统）具有模 块化和灵活性的设计，它满足公共轨道交通、区 域服务以及工业铁路的要求。 SICAS®系统按故障－安全、高可靠性的SIMIS® 原则进行设计，具有先进的技术和可扩展能力。 微机联锁设备设计先进，运用了安全的数字总线 通信，使微机联锁设备配置数量最少。 几个联锁系统可以连接在一起。一套联锁计算机 既可以集中设置在一起，也可以采用分布式结构 在远端安装地点。
6
列车自动防护子系统 （ＡＴＰ）
列车自动防护负责列车的安全运行。在地铁系统中它完成 保证安全的各种任务。ATP连续检测列车的位置和速度、 监督列车的速度限制、车门的控制、监督和启动屏蔽门及 安全门、追踪所有装备信号设备的列车、考虑联锁条件并 为列车产生移动授权。 ATP是列车自动控制系统(ATC)的一部分，它分为轨旁单 元和车载计算机单元。通过轨旁到列车的无线通信网络， 在轨旁单元和车载单元之间建立了双向通信。 在所有的运行情况下，安全轨旁计算机单元以及安全车载 计算机单元保证列车自动防护以故障-安全的形式进行。 轨旁设备和车载设备分别为基于SIMIS® 3取2 和2取2故障安全计算机系统。
12
列车自动监督子系统
HMI 1 HMI 2 HMI 3
ADM COM 1 COM 2 ADM Spare
FALKO
Maintenance HMI
LAN
OCC Level Local Level
10 MBit / 100 MBit Ethernet Switch
Interface FEP
SCADA, TEL EMCS, etc.
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计算机联锁子系统 （ＩＬ）
操作和显示 系统
以太网控制系统总线
联锁计算机
PROFIBUS元件接口模块总线
PROFIBUS 联锁总线
ODI
EIM ECC1
EIM ECC2
EIM ECC3
EIM ECC4
EIM ECCn
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计算机联锁子系统 （ＩＬ）
系统功能:
➢轨道空闲检测 ➢进路控制 ➢道岔控制 ➢信号机控制