城市轨道交通CBTC系统
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-接口
CBTC概述
• 系统功能摘要
➢ 车载控制器负责安全的列车位置定位功能。车载 控制器存有列车运行的整个线路的轨道数据库。
➢ 根据控制区内所有车辆的位置、方向和速度，其 他障碍物的位置，速度限制和计划进路，区域控 制器通过数据通信子系统，用无线发出移动授权 限制指令（MAL）给该区域内的所有列车。
CBTC系统运行模式
CBTC系统运行模式
➢CBTC配置的列车。
➢列车的运行模式取决于下列开关的位置： 方向控制器；主开关；CBTC模式开关； 旁路开关（CBTC旁路和车门旁路）。
➢列车的运行模式
CBTC系统运行模式
ATO ATPM RM
BY OFF
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
列车自动运行模式
在ATO和ATS控制和ATP限制下，列车自 动运行。列车司机或ATO开关车门。列 车司机或ATO启动列车的自动运行。
子系统和设备的详细描述
➢车载子系统主要包括如下设备： ➢ATP/ATO机箱。 ➢外围设备的机笼。 ➢接口板 ➢列车司机显示器
子系统和设备的详细描述
轨旁子系统 ➢区域控制器。 ➢对象控制器 ➢数据库存储单元
子系统和设备的详细描述
自动列车监控（ATS）子系统 ➢ATS的硬件描述 ➢ATS计算机系统硬件概述
❖外围的车载子系统的设备包括：数据无线电台， 两个速度传感器，一个查询器天线和一个列车司 机显示器（以一侧司机室计）。
CBTC概述
➢ 轨旁子系统 ❖区域控制器（ZC），属于安全装置，已知
障碍物位置信息的情况下，决定在该区域 内所有列车的运行许可。
❖对象控制器（OC），安全控制并显示与轨 旁设备的接口，包括转辙机、屏蔽门、防 淹门、信号以及计轴主机设备等。
子系统和设备的详细描述
车载子系统 ➢车载子系统负责确定列车的位置，监控列车速度，
按照必要情况保证正确的制动，管理列车控制模 式，并且根据ZC的信息控制列车。车载CBTC子 系统的关键部分是车载控制器CC），包括一个安 全的三取二处理器及对象控制器接口模块。
➢车载子系统的功能包括
❖安全的确定列车速度和位置；全的超速保护；安 全的紧急制动；安全的列车停靠；安全的方向控 制；安全的车门控制（允许开门）；BTC 运行模 式；数据无线通信；安全的防退行和防溜。
CBTC概述
系统性能。
➢按无扰运行间隔运行，有助于达到给定停 站时间的最小端对端运行时间。
➢为一特定线路和特定车组所设计的运行间 隔。
➢ATO控制过程应满足舒适度和快捷性的要 求。
➢自动记录运行状态、自诊断及故障报警。
子系统和设备的详细描述
数据通信子系统
➢数据通信子系统是个宽带通信系统，提供三 个主要列车控制子系统-包括自动列车监控子 系统，轨旁（区域控制器、对象控制器、数据 库存储单元）和车载子系统。
❖计轴（辅助列车检测设备）。为未装备 CBTC的列车提供安全的检测功能。在CBTC 故障时，此功能用作后备列车检测系统。
CBTC概述
➢自动列车监控子系统 包括运行控制中心（OCC）设备、位 于轨旁的自动列车监控子系统设备， 列车运行的自动和人工监控由轨旁和车 载子系统共同完成。
❖运营控制中心（OCC），有三种基本类 型的ATS工作站。
➢ 通过数据通信子系统光纤，每个区域控制器与其 区域内轨旁的对象控制器接口。
➢ 系统也管理非CBTC列车，这些列车的运行由基 于车站信号显示的操作规程管理
CBTC概述
➢自动列车监控子系统提供控制和监 督设备用于CBTC子系统的监控。系 统还提供必需的接口给外部系统。 自动列车监控子系统通常自动完成 其功能，无须人工介入。
❖轨旁设备主要有车站控制器（STC）；感应 环线通信系统；系统管理中心的车站工作站 等设备。
CBTC概述
❖ 车载设备主要包括：车载控制器（VOBC） 及其外围设备。
-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。
城市轨道交通信号与通信系统
----城市轨道交通CBTC系统
内容提要
• 1.了解CBTC系统结构 • 2.熟悉CBTC系统子系统和组成设备 • 3.掌握CBTC系统运行模式 • 4.掌握CBTC系统功能
CBTC概述
• 系统结构
➢ 基于通信的列车运行控制系统Communication -
Based Train Control—简称CBTC系统,。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。
➢数据通信子系统（DCS）
❖数据通信子系统在CBTC组成部分间采用 UDP/IP协议，提供双向安全数据通信，提 供了一个开放机构界面。
CBTC概述
➢车载子系统
❖车载控制器是安全的车载子系统，确定列车位置； 使用接收到的障碍物位置信号和来自区域控制器 的移动授权，提供安全的列车自动保护和非安全 的列车自动运行。
AT列车人工运行模式 通过机车中的TOD显示的ATP限制，列车 司机驾驶列车。
受限列车人工运行模 式
该模式是降级的运行模式，列车运行具 有最高限速。在这种模式下，列车司机 负责遵循信号显示及其他方面的规章制 度。
扩展设备。一个ATP（三取二）子系 统和一个ATO（1：1热备用）子系统 安装在列车的一头（车厢A），同样 的一套子系统（一套ATP和一套ATO） 安装在另外一头，车厢B。
子系统和设备的详细描述
轨旁骨干网络 ➢轨旁骨干网络WBN是AP，ZC，CC 和中央
ATS子系统间的通信媒介。轨旁骨干网络 WBN由骨干交换机组成，交互连接到两个 独立的单模光缆的环式拓扑结构。这些骨 干交换机安装在信号设备室，位于地铁站， 相互之间的距离不超过10公里。
➢列车控制子系统和设备使用UDP/IP协议，可 直接进行互相通信。
➢数据通信子系统的设计方式，不依赖任何轨 旁设备（如接入点、以太网连接、无线调制解 调器、路由器、交换机等）和/或车载设备， 不会影响性能。
子系统和设备的详细描述
DCS车载网络 ➢每列列车上的两套移动电台MR分别
安装在列车的两端，每端一套。 ➢ 车内通信采用双绞线连接的以太网
CBTC概述
• 系统功能摘要
➢ 车载控制器负责安全的列车位置定位功能。车载 控制器存有列车运行的整个线路的轨道数据库。
➢ 根据控制区内所有车辆的位置、方向和速度，其 他障碍物的位置，速度限制和计划进路，区域控 制器通过数据通信子系统，用无线发出移动授权 限制指令（MAL）给该区域内的所有列车。
CBTC系统运行模式
CBTC系统运行模式
➢CBTC配置的列车。
➢列车的运行模式取决于下列开关的位置： 方向控制器；主开关；CBTC模式开关； 旁路开关（CBTC旁路和车门旁路）。
➢列车的运行模式
CBTC系统运行模式
ATO ATPM RM
BY OFF
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
列车自动运行模式
在ATO和ATS控制和ATP限制下，列车自 动运行。列车司机或ATO开关车门。列 车司机或ATO启动列车的自动运行。
子系统和设备的详细描述
➢车载子系统主要包括如下设备： ➢ATP/ATO机箱。 ➢外围设备的机笼。 ➢接口板 ➢列车司机显示器
子系统和设备的详细描述
轨旁子系统 ➢区域控制器。 ➢对象控制器 ➢数据库存储单元
子系统和设备的详细描述
自动列车监控（ATS）子系统 ➢ATS的硬件描述 ➢ATS计算机系统硬件概述
❖外围的车载子系统的设备包括：数据无线电台， 两个速度传感器，一个查询器天线和一个列车司 机显示器（以一侧司机室计）。
CBTC概述
➢ 轨旁子系统 ❖区域控制器（ZC），属于安全装置，已知
障碍物位置信息的情况下，决定在该区域 内所有列车的运行许可。
❖对象控制器（OC），安全控制并显示与轨 旁设备的接口，包括转辙机、屏蔽门、防 淹门、信号以及计轴主机设备等。
子系统和设备的详细描述
车载子系统 ➢车载子系统负责确定列车的位置，监控列车速度，
按照必要情况保证正确的制动，管理列车控制模 式，并且根据ZC的信息控制列车。车载CBTC子 系统的关键部分是车载控制器CC），包括一个安 全的三取二处理器及对象控制器接口模块。
➢车载子系统的功能包括
❖安全的确定列车速度和位置；全的超速保护；安 全的紧急制动；安全的列车停靠；安全的方向控 制；安全的车门控制（允许开门）；BTC 运行模 式；数据无线通信；安全的防退行和防溜。
CBTC概述
系统性能。
➢按无扰运行间隔运行，有助于达到给定停 站时间的最小端对端运行时间。
➢为一特定线路和特定车组所设计的运行间 隔。
➢ATO控制过程应满足舒适度和快捷性的要 求。
➢自动记录运行状态、自诊断及故障报警。
子系统和设备的详细描述
数据通信子系统
➢数据通信子系统是个宽带通信系统，提供三 个主要列车控制子系统-包括自动列车监控子 系统，轨旁（区域控制器、对象控制器、数据 库存储单元）和车载子系统。
❖计轴（辅助列车检测设备）。为未装备 CBTC的列车提供安全的检测功能。在CBTC 故障时，此功能用作后备列车检测系统。
CBTC概述
➢自动列车监控子系统 包括运行控制中心（OCC）设备、位 于轨旁的自动列车监控子系统设备， 列车运行的自动和人工监控由轨旁和车 载子系统共同完成。
❖运营控制中心（OCC），有三种基本类 型的ATS工作站。
➢ 通过数据通信子系统光纤，每个区域控制器与其 区域内轨旁的对象控制器接口。
➢ 系统也管理非CBTC列车，这些列车的运行由基 于车站信号显示的操作规程管理
CBTC概述
➢自动列车监控子系统提供控制和监 督设备用于CBTC子系统的监控。系 统还提供必需的接口给外部系统。 自动列车监控子系统通常自动完成 其功能，无须人工介入。
❖轨旁设备主要有车站控制器（STC）；感应 环线通信系统；系统管理中心的车站工作站 等设备。
CBTC概述
❖ 车载设备主要包括：车载控制器（VOBC） 及其外围设备。
-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。
城市轨道交通信号与通信系统
----城市轨道交通CBTC系统
内容提要
• 1.了解CBTC系统结构 • 2.熟悉CBTC系统子系统和组成设备 • 3.掌握CBTC系统运行模式 • 4.掌握CBTC系统功能
CBTC概述
• 系统结构
➢ 基于通信的列车运行控制系统Communication -
Based Train Control—简称CBTC系统,。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。
➢数据通信子系统（DCS）
❖数据通信子系统在CBTC组成部分间采用 UDP/IP协议，提供双向安全数据通信，提 供了一个开放机构界面。
CBTC概述
➢车载子系统
❖车载控制器是安全的车载子系统，确定列车位置； 使用接收到的障碍物位置信号和来自区域控制器 的移动授权，提供安全的列车自动保护和非安全 的列车自动运行。
AT列车人工运行模式 通过机车中的TOD显示的ATP限制，列车 司机驾驶列车。
受限列车人工运行模 式
该模式是降级的运行模式，列车运行具 有最高限速。在这种模式下，列车司机 负责遵循信号显示及其他方面的规章制 度。
扩展设备。一个ATP（三取二）子系 统和一个ATO（1：1热备用）子系统 安装在列车的一头（车厢A），同样 的一套子系统（一套ATP和一套ATO） 安装在另外一头，车厢B。
子系统和设备的详细描述
轨旁骨干网络 ➢轨旁骨干网络WBN是AP，ZC，CC 和中央
ATS子系统间的通信媒介。轨旁骨干网络 WBN由骨干交换机组成，交互连接到两个 独立的单模光缆的环式拓扑结构。这些骨 干交换机安装在信号设备室，位于地铁站， 相互之间的距离不超过10公里。
➢列车控制子系统和设备使用UDP/IP协议，可 直接进行互相通信。
➢数据通信子系统的设计方式，不依赖任何轨 旁设备（如接入点、以太网连接、无线调制解 调器、路由器、交换机等）和/或车载设备， 不会影响性能。
子系统和设备的详细描述
DCS车载网络 ➢每列列车上的两套移动电台MR分别
安装在列车的两端，每端一套。 ➢ 车内通信采用双绞线连接的以太网