城市轨道交通信号与通信系统(知识扩展)城市轨道交通CBTC系统功能
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任务二 城市轨道交通CBTC系统功能 培训目标
了解城市轨道交通CBTC系统的功能
2019/7/7
Page 1
一、ATP子系统功能
1、 ATP子系统组成
主要由3取2冗余结构的轨旁分布式区域控制器ZC、车
载控制器CC组成。
230V- 50Hz
AUXILIARY MAINS SUPLPY STRPI MAXIMUM ALLOWED LOAD 1000W
信号系统会将移动授权限定在前方列车尾部后面的安全距 离外方停车点。
5
2 、子系统功能—ATP子系统
安全间隔 信号系统安全列车间隔功能包括： • 利用ATP固定数据（如，永久限速）和ATP可变数据（如，
临时限速和移动授权），计算ATP曲线（即安全速度曲线， 属于列车定位功能）。 • 监控并执行信号系统计算出的ATP曲线。 • ATP曲线受安全制动模式管理，可确保在任何情况下（包 括故障），配有车载设备的列车都不会超出移动授权限制。
6
2 、子系统功能—ATP子系统
安全间隔 系统还提供了旁路信号车载设备安全列车间隔功能的功能，
列车可超出其移动授权限制（如以一定速度限制）。但此 情况下，列车运行安全由司机保证。
还可收回（增加限制）先前赋予列车的移动授权限制。 列车接近或制动到初始移动授权时，可能会违反新的ATP 曲线，这时，信号系统会立即激活制动程序。该制动程序 可以是紧急制动程序或是受监控的常用制动程序。
空转和打滑
CC会对速度传感器和加速计输入数据的一致性进行监。 当探测到空转/打滑现象时，CC会根据加速计上的实际加速
或减速率计算的速度值作为现有速度，并且在经过并检测到 信标后，列车的位置将得到校正。
11
2 、子系统功能—ATP子系统
轮径补偿 CC通过在静态线路数据库中定义的两个静态信标，从速
区域控制器ZC机柜布置图
区域控制器ZC 车载控制器CC
列车每端配置一套；
• 其他设备
– 轨旁信标；
电源分配盘 SILAM 1
SILAM 1 KVM
风扇架
PCSG1
– 车载速度传感器；
– 加速度计；
PCSG2
– TOD； – 信标读取器天线等。
PCSG3
3风扇架 3
2 、子系统功能—ATP子系统
9
2 、子系统功能—ATP子系统
速度测量 主要设备，车载控制器CC，速度传感器和加速度计。 速度传感器：实时测量车轮的转动。 加速度计：对列车的空转打滑进行监督和补偿。 CC根据速度传感器传来的车轮的转动信号以及加速度计
的补偿信息，实时计算列车的速度。
10
2 、子系统功能—ATP子系统
整个ATC系统的安全核心，负责整个ATC系统涉及安全的 所有方面
1. 负责列车间的安全间隔和超速防护；
列车定位，速度测量，计算移动授权并执行速度监督。
2. 车门、屏蔽门的监督检查和开启授权；
3. 列车完整性监督； 4.前溜和后溜防护；
5. 停车保证功能； 6.列车运动方向监控;
7.发车联锁；
8.防淹门的防护；
Leabharlann Baidu
4
2 、子系统功能—ATP子系统
安全间隔
无论车载设备是否运行，信号系统都可保证在该系统内的 所有列车之间的安全列车间隔。
如果车载设备运转良好，信号系统可对这些列车进行安全 列车间隔控制，以认定前方列车可立即在原地停车为原则。
对于车载设备运转良好的列车，其位置测定以信号系统的 定位分辨率为基准。如果车载设备无法运转，由司机保证 行车安全。
度传感器得到的车轮走行的距离（车轮转动的圈数）和数 据库中这两个静态信标的固定间距进行比较，从而计算出 车轮的精确轮径。 这两个静态信标要求安装在平直的轨道上，以避免列车的 空转或打滑而影响测量精度。
12
2、 子系统功能—ATP子系统
移动授权、速度监督和超速防护 车载控制器CC实时将测定的列车位置传给轨旁区域控制器ZC，
Radio
14
1. CC通过轨旁信标和测速电
机计算列车的当前位置
2 、子系统功能—ATP子系统
移动授权确定的依据 前方CBTC列车的后端，包括位置不确定性； 前方非CBTC列车占用计轴区段的末端； 轨道终点； 未锁闭进路的始端； 失去表示的道岔； 封锁区段的边界； CBTC区域边界 其它禁行区域（如紧急关闭、安全门打开时的站台区域）；
15
越区切换－两个ZC之间的授权交接
控制重叠区域
K
P
ZC_A控制区域
13
2 、子系统功能—ATP子系统
CBTC系统 列车追踪原理
3.ZC (基于从所有列车收到的信 息) 计算移动授权MAL(X) 并发送 给各个车载. ZC也将列车的位置信息送给ATS
ZC
AP
ATS
4. CC计算制动曲线， 防护列车运行
2. CC将位置信息通过轨旁 无线传给区域控制器ZC
AP
Radio CC
7
2 、子系统功能—ATP子系统
列车定位
主要设备—车载控制器CC，信标读取系统，速度传感器 和加速度计，地面信标。
车载CC通过初始化定位信标确定进入系统的位置，之后 根据实时计算的列车速度计算列车走行的距离，并在每经 过一个地面静态信标时，对列车的位置进行修正。
列车顺序通过连续的、至少间隔34米的、无岔区段上的两 个静态信标完成列车的初始化定位。定位过程不依靠车地 无线通信、ZC以及联锁子系统。
ZC掌握其控制区内所有列车的准确位置，包括通过联锁得知 的计轴区段的占用/空闲状态、道岔锁闭状态、屏蔽门状态、 防淹门状态等信息。 进而，ZC为其辖区内的每列CBTC列车计算移动授权点并发 送给CC；同时CC也通过ZC得知前方的进路锁闭状态、计轴 区段等轨旁状态的信息，并根据车载线路地图，计算CC的 ATP防护曲线。 CC将根据这个ATP防护曲线进行列车的速度监督和超速防护。
8
2 子系统功能—ATP子系统
列车定位
列车A1 端
列车A2端
轨道
非安全位置 安全位置
A1车头位置
非安全位置 安全位置
A2车头位置
•
安全位置用于ATP功能
•
非安全位置，即列车最有可能的位置，用于ATO功能；
•
CC计算上述位置及位置不确定性，并发给ZC和ATS；用于ZC为
其后续列车计算移动授权点和ATS的追踪。
了解城市轨道交通CBTC系统的功能
2019/7/7
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一、ATP子系统功能
1、 ATP子系统组成
主要由3取2冗余结构的轨旁分布式区域控制器ZC、车
载控制器CC组成。
230V- 50Hz
AUXILIARY MAINS SUPLPY STRPI MAXIMUM ALLOWED LOAD 1000W
信号系统会将移动授权限定在前方列车尾部后面的安全距 离外方停车点。
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2 、子系统功能—ATP子系统
安全间隔 信号系统安全列车间隔功能包括： • 利用ATP固定数据（如，永久限速）和ATP可变数据（如，
临时限速和移动授权），计算ATP曲线（即安全速度曲线， 属于列车定位功能）。 • 监控并执行信号系统计算出的ATP曲线。 • ATP曲线受安全制动模式管理，可确保在任何情况下（包 括故障），配有车载设备的列车都不会超出移动授权限制。
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2 、子系统功能—ATP子系统
安全间隔 系统还提供了旁路信号车载设备安全列车间隔功能的功能，
列车可超出其移动授权限制（如以一定速度限制）。但此 情况下，列车运行安全由司机保证。
还可收回（增加限制）先前赋予列车的移动授权限制。 列车接近或制动到初始移动授权时，可能会违反新的ATP 曲线，这时，信号系统会立即激活制动程序。该制动程序 可以是紧急制动程序或是受监控的常用制动程序。
空转和打滑
CC会对速度传感器和加速计输入数据的一致性进行监。 当探测到空转/打滑现象时，CC会根据加速计上的实际加速
或减速率计算的速度值作为现有速度，并且在经过并检测到 信标后，列车的位置将得到校正。
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2 、子系统功能—ATP子系统
轮径补偿 CC通过在静态线路数据库中定义的两个静态信标，从速
区域控制器ZC机柜布置图
区域控制器ZC 车载控制器CC
列车每端配置一套；
• 其他设备
– 轨旁信标；
电源分配盘 SILAM 1
SILAM 1 KVM
风扇架
PCSG1
– 车载速度传感器；
– 加速度计；
PCSG2
– TOD； – 信标读取器天线等。
PCSG3
3风扇架 3
2 、子系统功能—ATP子系统
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2 、子系统功能—ATP子系统
速度测量 主要设备，车载控制器CC，速度传感器和加速度计。 速度传感器：实时测量车轮的转动。 加速度计：对列车的空转打滑进行监督和补偿。 CC根据速度传感器传来的车轮的转动信号以及加速度计
的补偿信息，实时计算列车的速度。
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2 、子系统功能—ATP子系统
整个ATC系统的安全核心，负责整个ATC系统涉及安全的 所有方面
1. 负责列车间的安全间隔和超速防护；
列车定位，速度测量，计算移动授权并执行速度监督。
2. 车门、屏蔽门的监督检查和开启授权；
3. 列车完整性监督； 4.前溜和后溜防护；
5. 停车保证功能； 6.列车运动方向监控;
7.发车联锁；
8.防淹门的防护；
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2 、子系统功能—ATP子系统
安全间隔
无论车载设备是否运行，信号系统都可保证在该系统内的 所有列车之间的安全列车间隔。
如果车载设备运转良好，信号系统可对这些列车进行安全 列车间隔控制，以认定前方列车可立即在原地停车为原则。
对于车载设备运转良好的列车，其位置测定以信号系统的 定位分辨率为基准。如果车载设备无法运转，由司机保证 行车安全。
度传感器得到的车轮走行的距离（车轮转动的圈数）和数 据库中这两个静态信标的固定间距进行比较，从而计算出 车轮的精确轮径。 这两个静态信标要求安装在平直的轨道上，以避免列车的 空转或打滑而影响测量精度。
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2、 子系统功能—ATP子系统
移动授权、速度监督和超速防护 车载控制器CC实时将测定的列车位置传给轨旁区域控制器ZC，
Radio
14
1. CC通过轨旁信标和测速电
机计算列车的当前位置
2 、子系统功能—ATP子系统
移动授权确定的依据 前方CBTC列车的后端，包括位置不确定性； 前方非CBTC列车占用计轴区段的末端； 轨道终点； 未锁闭进路的始端； 失去表示的道岔； 封锁区段的边界； CBTC区域边界 其它禁行区域（如紧急关闭、安全门打开时的站台区域）；
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越区切换－两个ZC之间的授权交接
控制重叠区域
K
P
ZC_A控制区域
13
2 、子系统功能—ATP子系统
CBTC系统 列车追踪原理
3.ZC (基于从所有列车收到的信 息) 计算移动授权MAL(X) 并发送 给各个车载. ZC也将列车的位置信息送给ATS
ZC
AP
ATS
4. CC计算制动曲线， 防护列车运行
2. CC将位置信息通过轨旁 无线传给区域控制器ZC
AP
Radio CC
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2 、子系统功能—ATP子系统
列车定位
主要设备—车载控制器CC，信标读取系统，速度传感器 和加速度计，地面信标。
车载CC通过初始化定位信标确定进入系统的位置，之后 根据实时计算的列车速度计算列车走行的距离，并在每经 过一个地面静态信标时，对列车的位置进行修正。
列车顺序通过连续的、至少间隔34米的、无岔区段上的两 个静态信标完成列车的初始化定位。定位过程不依靠车地 无线通信、ZC以及联锁子系统。
ZC掌握其控制区内所有列车的准确位置，包括通过联锁得知 的计轴区段的占用/空闲状态、道岔锁闭状态、屏蔽门状态、 防淹门状态等信息。 进而，ZC为其辖区内的每列CBTC列车计算移动授权点并发 送给CC；同时CC也通过ZC得知前方的进路锁闭状态、计轴 区段等轨旁状态的信息，并根据车载线路地图，计算CC的 ATP防护曲线。 CC将根据这个ATP防护曲线进行列车的速度监督和超速防护。
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2 子系统功能—ATP子系统
列车定位
列车A1 端
列车A2端
轨道
非安全位置 安全位置
A1车头位置
非安全位置 安全位置
A2车头位置
•
安全位置用于ATP功能
•
非安全位置，即列车最有可能的位置，用于ATO功能；
•
CC计算上述位置及位置不确定性，并发给ZC和ATS；用于ZC为
其后续列车计算移动授权点和ATS的追踪。