城市轨道交通通信信号系统
城市轨道交通通信与信号系统
城市轨道交通通信与信号系统一、城市轨道交通通信系统城市轨道交通通信系统一般由传输系统、公务电话系统、专用有线调度系统、无线列车调度系统、闭路电视监控系统、广播系统、时钟系统、乘客信息系统、不间断电源（uninterrupted power supply，UPS）系统等子系统组成，构成传送话音、数据和图像等各种信息的综合业务通信网。
1、传输系统传输系统是整个通信网络的纽带，它为各通信子系统及电力系统、信号系统、自动售检票（automatic fare collection，AFC）系统、消防报警系统、办公网络等提供传输通道，将各车站、车辆段、停车场的设备与控制中心的设备连接起来。
传输系统一般用光纤连接，构成双环路拓扑结构网络。
2、公务电话系统公务电话系统为城市轨道交通运营提供办公电话、传真等业务，同时在控制中心、车站、车辆段、停车场等也设置公务电话，它既可作为办公电话使用，也可作为专用有线调度电话的备用设备，一旦有线调度电话出现故障，可临时应急使用。
3、专用有线调度系统专用有线调度系统是为行车指挥、维修、抢险等设置的专用通信系统。
4.、无线列车调度系统无线列车调度系统主要是用于固定人员（调度员、值班员）与流动人员（司机、维修人员、列检人员等）之间的通话。
5、闭路电视监控系统闭路电视监控系统是城市轨道交通运营管理及保证运输安全的重要手段，它为控制中心的调度员、各车站值班员、公安值班人员等提供列车运行、乘客疏导、防灾救火、事件突发等情况下的现场视频信息。
6、广播系统广播系统在为乘客提供列车到发时间和安全提示信息的同时，还能在发生紧急情况或突发事件时为乘客提供疏散信息。
7、时钟系统时钟系统主要用于为行车组织提供统一的标准时间，并向其他系统提供标准时间信号。
8、乘客信息系统乘客信息系统的主要功能是为乘客提供关于行车时刻表、安全提示、视频等方面的文字或多媒体视频信息。
9、不间断电源系统UPS系统主要为其他通信子系统提供稳定的电源，当市电或UPS主机发生故障时，通过电池组为设备供电，保证通信设备的正常运行。
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。
城市轨道交通通信与信号系统
3
总结
总结
1
城市轨道交通通信与信号系统是城 市轨道交通的重要组成部分，它保 障了列车的安全、高效和有序运行
通信系统采用了多种通信技术，实现 了列车与车站之间、车站与控制中心 之间、列车与列车之间的实时通信； 信号系统采用了多种信号技术，实现 了对列车的速度控制、距离控制、方
向控制等功能
2
3
未来，随着技术的不断进步和应用 需求的不断变化，城市轨道交通通 信与信号系统将会不断进行升级和
通信系统
卫星通信
卫星通信是城市轨道交通通信系 统中较为高端的方式之一。它通 过卫星进行信息的传输，具有覆 盖范围广、通信距离远、可靠性 高等优点。在城市轨道交通中， 卫星通信主要应用于控制中心和 列车之间的通信，以及控制中心 和车站之间的通信
2
信号系统Βιβλιοθήκη 信号系统01城市轨道交通信号 系统是保障列车安 全、高效运行的关
心之间、列车与列车之间的实时通
信
通信系统
无线通信
无线通信是城市轨道交通通信系统中最常用的方式之一 。它通过无线电波进行信息的传输，包括语音、数据、 图像等信息。在城市轨道交通中，无线通信主要应用于 列车和车站之间的通信，以及车站和控制中心之间的通 信
通信系统
有线通信
有线通信是城市轨道交通通信系统的另一种 常用方式。它通过有线网络进行信息的传输 ，具有较高的稳定性和可靠性。有线通信主 要应用于列车和控制中心之间的通信，以及 车站和车站之间的通信
完善
-
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城市轨道交通通信与信号系 统
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）。
城市轨道交通通信信号系统—信号设备
6.3.2 轨道电路
• 轨道电路是以轨道线路的两根钢轨作为导体，两端加以机械绝缘或是电气绝缘，并接上送 电和受电设备构成的电路。
6.3.3 计轴器
• 计轴器是用于完成计算车辆进出区段的轮轴数、监督列车占用轨道区段状况的一种技术设 备，它不受轨道线路、道床状况的影响。
6.3.4 查询应答器
查询应答器是采用电磁感应原理构成的 高速点式数据采集/传输设备，用于实现城 市轨道交通地面与列车间相互通信。
固定信号是将信号机固定在一个位置 上，用颜色的变化显示信号指示列车运行。
固定信号机设置原则： ① 城市轨道交通采用右行车制，地面 信号机设于列车运行方向的右侧，地下隧 道中的信号机一般装在隧道壁上； ② 特殊情况下，固定信号机可设于列 车运行方向的左侧或3.1 信号及其显示设备
6.3.2 轨道电路
轨道电路的安全可靠性直接影响行车安全和运输效率。 1、轨道电路的作用
①监督列车占用线路的情况，利用轨道电路可反映该段线路是 否空闲，为开放信号、建立进路或构成闭塞提供依据;
6.3.2 轨道电路
轨道电路的安全可靠性直接影响行车安全和运输效率。
1、轨道电路的作用
②传递列车信息，例如音频数字编码轨道电路中传送的行车信息， 为ATC 系统直接提供控制列车运行所需要的前行列车位置、运行 前方信号机状态和线路条件等有关信息，以决定本次列车运行的 目标速度，控制列车在当前运行速度下是否停车或减速。
6.3.1 信号及其显示设备
• 城市轨道交通列车在各自轨道上的行驶必须遵从一定的信号指挥。为了保证列车行驶安全， 提高运输效率，设有多种信号来指挥列车的行车作业。城市轨道交通的信号主要有固定信 号、车载信号、轨旁指示标志和手信号等。
固定信号
城市轨道交通信号与通信系统的基本内容
城市轨道交通信号与通信系统的基本内容
城市轨道交通信号与通信系统是城市轨道交通的保障机制，是城市轨道交通安全有效运行的重要组成部分。
它不仅可以起到管控和维护城市轨道交通运营体系安全可靠运行的作用，而且还能满足快捷、安全、高效的客运要求，更确保乘客的安全及时到达目的地。
城市轨道交通信号与通信系统的基本内容，包括控制、调度、信号系统及车辆通信系统、轨道安全检测等。
控制系统是控制城市轨道交通的主要保障系统，可实现城市轨道交通的调度控制，模拟和数字信号系统，以及运营策略管理等功能，保障城市轨道交通运营稳定和安全。
调度系统是建立在控制系统之上的城市轨道交通调度系统，通过轨道调度策略、车辆定位系统及状态监控实现，可实现对运行车辆的位置、车辆间的调度和间隔时间的掌控，保障车辆安全及时高效到达目的地，并满足客观要求。
信号系统主要用于控制驾驶员运行行车的行车指令，它是安全行车最重要的部分，是城市轨道交通系统中不可或缺的组成部分，可以有效保障驾驶安全行驶、防止车辆间发生碰撞事件等。
车辆通信系统是控制系统中不可或缺的一部分，它用于控制城市轨道交通的运行，可实现行车调度的及时有效的信息传输，主要用于轨道安全检测。
轨道安全检测是城市轨道交通系统中的重要保护系统，在实施的过程中，应该加强轨道安全的检测和监督，确保乘客的安全和安全环境，以及车辆机械结构安全等。
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—城市轨道交通通信系统
通信传输系统是各车站/车辆段与控制中心之间及车站与车站
之间的信息传输、不同线路之间信息交换的通道。
因为通信传输系统担负着城市轨道交通几乎所有通信系统信息 传输的重任，所以在城市轨道交通中的地位非常重要。
无线调度通信系统为控制中心调度员、车辆段调度员、车 站值班员等固定用户与列车司机、防灾人员、维修人员、 公安人员等移动用户之间提供无线通信手段。
时钟系统是通信系统的基本组成部分，用于为各线路、各车 站提供统一的标准时间信息，为其他各系统提供统一的定时 同步信号，使整个城市轨道交通系统执行统一的定时标准， 确保通信系统及其他重要控制系统协调一致。
• 时钟系统的设置对保证城市轨道交通运行计时准确、提高运营服务质量起 到了重要的作用 。
思考题
• 1.车站播音与控制中心播音，哪个具有更高的优先级？为什么？ • 2.无线调度通信系统满足哪两方面的无线通信需要？
广播系统由控制中心（OCC） 广播、车站广播、车辆段广 播三个相互独立又相互联系 的子系统构成，包括控制中 心设备、车站设备、车辆段 设备。
3.1车站（车辆段）播音
车站（车辆段）广播控制台配有播音区域选择键盘和送话器，可以向特 定播音区广播；每个播音区域内的扬声器，其中一个扩大器故障时，仍 能不间断地播音；注意：车站广播控制台对本站的播音具有优先权，可 以中断控制中心的广播。
3.2控制中心播音
在控制中心设有行车调度、电力调度和环控调度三个广播控制台，三个广播控制台之 间互锁，只允许一个广播控制台播音。通过广播区域选择器将播音送至车站的控制单 元，并显示在相应的广播控制台上。播音信号经放大，通过专用的屏蔽广播线，传送 至所选车站播放。
注意：从控制中心可对所有车站的所有区域播音，也可对某一个车站的某个区域有选 择性地播音。
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ATS系统设备
ATP——列车自动防护子系统
ATP子系统是ATC系统的核心和关键。 ATP子系统具有实现列车的间隔控制、超速防护、进
路的安全监控、车门和站台屏蔽门的控制等功能。
列车自动防护（ATP）接收天线
ATC 系统的组成
ATC 系统的设备组成 现场轨旁设备、车载信号设备、控制中心及车站信号设
备 ATC系统的功能组成 ATO、ATS、ATP
车载ATC
ATO——列车自动运行子系统
ATO子系统主要用于实现“地对车控制”，即用 地面信息实现对列车驱动、制动的控制。
使用ATO子系统后，可以使列车经常处于最佳运 行状态，避免了不必要的、过于剧烈的加速或减 速，因此明显提高了乘坐的舒适度，提高了列车 准点率及减少轮轨磨损。
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。
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。
ATO子系统与列车的再生制动相配合，可以节省 电能的消耗。
ATS——列车自动监控子系统
ATS子系统主要实现对列车运行的监督和控制，辅 助行车调度人员对全线列车运行进行管理。
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 行图时及列车自动防护（ATP）接收天线
ATS系统
监控作用，相当于控制中心本身，在出现故障时，由 控制中心替代 功能：收集，绘画列车运行信息
指挥列车运行，包括进路安排 调整列车运行
ATP系统
防护作用 功能：监督列车运行速度，检查列车位置
监督车门和屏蔽门开关 道岔区段检查进路安全
ATO系统
自动运行 功能：自动运行
城市轨道交通的信号系统 ——列车自动控制（ATC）系统
列车自动防护（ATP）子系统 列车自动监控（ATS）子系统 列车自动运行（ATO）子系统
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。
定点停车 开关车门