城市轨道交通信号与通信系统基础知识
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城市轨道交通系统的构成——信号与通信系统
【理论知识】 7.2 信号基础设备
3.轨道电路 (1)轨道电路的基本原理 轨道电路是以铁路线路轨道作为导体，两端 加以机械绝缘，接上送电和受电设备构成的电路(见图7-3)。
图7-3 最简单的轨道电路
【理论知识】 7.2 信号基础设备
1)轨道电路的两端分别设有送电端和轨道继电器(见图7-4)。
图7-4 轨道继电器
【理论知识】 7.3 联锁设备
2)3取2。 (3)执行表示层 执行表示层是逻辑层和设备驱动层的接口，它分解 逻辑层的命令，控制设备驱动层驱动设备，将采集设备驱动层的表 示信息给逻辑层。 (4)设备驱动层 设备驱动层是现场设备的驱动设备。 (5)现场设备层 现场设备层如道岔、转辙机、信号机和轨道电路等 现场设备。 3.联锁系统的控制 (1)进路的建立 进路建立指进路开始办理到防护该进路的信号机开 放的这一阶段。 (2)进路解锁 1)取消进路。
图7-9 连续式ATC速度码系统
【理论知识】 7.4 列车自动控制系统
1.列车自动防护系统 (1)列车驾驶模式 1)ATO模式。 2)SM模式。 3)RM模式。 4)URM模式。 (2)ATP的工作原理 1)列车检测。 2)列车自动限速。 3)制动模式。
【理论知识】 7.3 联锁设备
联锁系统是城市轨道交通的重要组成部分，用来在车站和车辆段实 现联锁关系。所谓联锁，是指信号设备与相关因素的制约关系，我 们这里所说的联锁其实是指车站信号设备之间的制约关系，是信号、 道岔、进路之间的制约关系。 联锁的基本内容是：防止建立会导致机车车辆相冲突的进路，必须 使列车或调车车列经过的所有道岔均锁闭在与进路开通方向相符合 的位置，必须使信号机的显示与所建立的进路相符。
【理论知识】 7.3 联锁设备
2)正常解锁。
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资料课件
有线通讯系统
有线通讯系统是城市轨道交通通讯系 统的另一重要组成部分，主要用于车 站、车辆段和控制系统之间的通讯。
有线通讯系统还包括交换机、路由器 等网络设备，用于构建城市轨道交通 通讯网络。
有线通讯系统采用有线介质（如光纤 、同轴电缆等）作为传输介质，实现 车站、车辆段和控制系统之间的语音 、数据和图像的传输。
城市轨道交通通讯信号系
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
统资料课件
• 城市轨道交通通讯信号系统概述 • 城市轨道交通通讯系统 • 城市轨道交通讯号系统 • 城市轨道交通通讯信号系统维护与安全保证 • 城市轨道交通通讯信号系统案例分析
目录
CONTENTS
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW ERA
系统结构
常见的有环形结构、星形结构、 树形结构和网状结构等，根据城 市轨道交通线路的实际情况选择 合适的结构情势。
系统发展历程与趋势
发展历程
城市轨道交通通讯信号系统经历了从模拟信号到数字信号， 从固定闭塞到移动闭塞的技术革新，不断提高系统的可靠性 和效率。
发展趋势
未来城市轨道交通通讯信号系统将朝着智能化、自动化、安 全性和可靠性更高的方向发展，同时重视节能环保和可持续 发展。
案例分析
上海地铁在通讯信号系统的建设过程中，重视技术创新和自主研发，形成了具有自主知识产权的核心技 术体系，为我国城市轨道交通通讯信号系统的建设提供了有益的借鉴。
广州地铁通讯信号系统案例
要点一
概述
广州地铁通讯信号系统是广州市城市 轨道交通的重要组成部分，为市民提 供安全、高效、便利的出行服务。
要点二
城市轨道交通通信信号系统
地铁基础知识
城市轨道交通信号系统
地铁基础知识
1、轨道交通信号的作用
❖ 信号是列车运行的凭证。 ❖ 信号设施用于指挥和控制列车运行。 ❖ 尽管投资额在整个工程中所占的比例低
（通常在3％以下），但对于提高列车通过 能力、提高运能、保证行车安全有着至关 重要的作用。 ❖ 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。
（ 3）分类 按传输媒介分：
光纤数字通信系统 微波数字通信系统 卫星数字通信系统
地铁基础知识
按采用技术分 PDH（异步数字通信系统） SDH（同步数字通信系统） OTN（开放的传输网络） ATM（异步传输模式）
地铁基础知识
（4）传输系统构成 硬件：终端设备
中继设备 光缆 网管及维护终端 软件：系统软件、管理维护软件
营管理和防灾控制指挥中，借助电视监视 系统，实时直观地了解线路运营和事故灾 害信息，使调度指挥人员能够在管理事件 的第一时间获取事件现场实时的直观资料， 从而能在最早时机做出控制反应。
❖ 公安电视监视系统
地铁基础知识
公安电视监视系统为公安指挥中心提供全
线各车站实时场景图像，及时了解全线安
全情况，发现治安事件，判断事件性质和
◆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。
地铁基础知识
7-1 城市轨道交通ATC系统的特点
❖ 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。
自动闭塞示意图
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。
城市轨道交通信号与通信系统基础知识
城市轨道交通信号与通信系统基础知识填空题城市轨道交通信号系统通常包括两大部分，分别为联锁装置和列车自动运行控制系统。
列车自动运行控制系统ATC包括ATO（列车自动驾驶）、ATP（列车自动超速防护）、ATS（列车自动监控系统）。
信号机是由机柱、机构、托架、梯子、基础组成。
（此一般指高柱信号机，若矮型信号机则无梯子。
）机构是由透镜组（聚焦的作用）、灯座（安放灯泡）、灯泡（光源）、机箱（安装诸零件）、遮檐（避免其它光线射入）、背板（增大色灯信号与周围背景的亮度）等组成。
透镜式信号机是指用信号的颜色和数目来组成的设备，并且采用光学材料的透镜组。
通过色灯的显示，提供列车运营的条件，拥有一系列显示的设备称为信号机。
信号机按高矮可分为高柱信号机与矮型信号机。
信号机按作用的不同可分为：防护信号机、阻挡信号机、出段信号机、入段信号机、调车信号机。
道岔区段设置的信号机称为防护信号机。
10、控制列车的进入与速度的设备称为信号。
传送各种信息（图像、信息等）称为通信。
11、继电器是由电磁系统和接点系统组成。
电磁系统是由线圈和铁芯组成，即输入系统。
接点系统是由前接点和后接点组成，即输出系统。
12、转辙机的功能有：转换道岔、锁闭道岔、给出表示。
13、转辙机按用电性质，可分为直流电动转辙机和三相交流电动转辙机。
14、转辙机按道岔锁闭位置，可分为内锁闭和外锁闭。
15、转辙机按动力，可分为电动和液压。
16、50Hz微电子相敏轨道电路应用于车辆段内，其作用是接受来自轨道上列车占用的情况。
17、音频数字编码无绝缘轨道电路应用于正线上和试车线上，其作用是接受和发送各种信息。
18、轨道电路的作用是用来监督线路上是否有列车占用和向列车发送各种信息。
19、利用钢轨作回路所构成的电路称为轨道电路。
20、联锁是指信号、道岔、进路之间相互制约的关系。
21、无道岔站称为无联锁站，有岔站称为有联锁站。
此指正线上。
22、完成联锁功能的设备称为联锁设备。
23、联锁信息的采集：道岔的位置、区段的情况、信号机的开放状态。
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31、城市轨道通信网的大体上有总线型、星形——总线型、环形。
32、城市轨道交通专用通信系统，按功能可分为：公务通信系统、调度通信系统、广播 系统、闭路电视监控系统、数据传输系统，无线通信系统。
33、通信网设备是由广播设备、闭路电视设备、交换设备、光纤传输系统、话筒、扬声 器、摄像机、监视器、电话机、传真机、数据终端、调度电话、数字信号分配器组成。
12、转辙机的功能有：转换道岔、锁闭道岔、给出表示。
13、转辙机按用电性质，可分为直流电动转辙机和三相交流电动转辙机。
14、转辙机按道岔锁闭位置，可分为内锁闭和外锁闭。
15、转辙机按动力，可分为电动和液压。
16、 50Hz 微电子相敏轨道电路应用于车辆段内，其作用是接受来自轨道上列车占用的 情况。
17、音频数字编码无绝缘轨道电路应用于正线上和试车线上， 信息。
信号机按高矮可分为高柱信号机与矮型信号机。
信号机按作用的不同可分为：防护信号机、阻挡信号机、出段信号机、入段信号机、调 车信号机。
道岔区段设置的信号机称为防护信号机。
10、控制列车的进入与速度的设备称为信号。 传送各种信息 （图像、 信息等） 称为通信。
11、继电器是由电磁系统和接点系统组成。 电磁系统是由线圈和铁芯组成， 即输入系统。 接点系统是由前接点和后接点组成，即输出系统。
23、联锁信息的采集：道岔的位置、区段的情况、信号机的开放状态。
24、ATP系统具有如下功能：停车点防护、超速防护、列车间隔控制、测速和测距、车 门控制、其它功能。
25、ATO系统具有如下功能： 停车点目标制动、 打开车门、 列车从车站出发、 列车加速、 区间内临时停车、限速区间、自动与手动的自由转换、记录运行信息。
问答题
标准文档
实用文案
各种信号灯的显示意义是什么？ 答：防护信号机有三种显示颜色，分别为红、黄、绿。红灯显示意义为禁止列车越过该 信号机。黄灯显示意义为进路开通， 允许列车进入道岔侧股运行。绿灯显示意义为进路开通，允许列车进入道岔直股运行。 阻挡信号机有一种显示颜色， 为红灯。 红灯显示意义为禁止列车进入该区段或禁止越过 该信号机。 调车信号机有二种显示颜色，为红灯、白灯。红灯显示禁止调车，白灯显示允许调车。 出段信号机与入段信号机的显示意义与防护信号机的显示大似相同。 继电器的工作原理是什么？ 答：继电器的工作原理如下。第一个是前接点为主角，后一个为后接点作为主角。 当线圈通电后产生磁场，将铁芯吸起，铁芯与前接点相连，此时电路通路。当线圈断电 后失去磁场，铁芯落下与后接 点相连，电路断路。 当线圈通电后产生磁场，将铁芯吸起，铁芯与前接点相连，此时电路断路。当线圈断电 后失去磁场，铁芯落下与后接 点相连，电路通路。 国产ＺＤ６直流电动转辙机的结构与工作原理是什么？ 答：国产ＺＤ６直流电动转辙机的结构是由电动机、减速器、自动开闭器、主轴、动作 杆、表示杆、移位接触器、底盖与 机壳等组成。其工作原理如下： 当直流电动机通电后， 其转动后带动减速器， 将转速降低并增大转矩。 再经由主轴将转 矩传给动作杆，在此过程中， 即将转动转化为平移。 再经由动作杆带动尖轨和齿条块。 自动开闭器检测出道岔的位置， 表示杆则反映出道岔是否被 锁闭。移位接触器则是在道岔挤岔时给出表示。
49、无线通信可分为固定通信和移动通信， 信，而无线通信有单向通信和双向通信两
移动通信又可分专用移动通信和公用移动通
种通信方式。在双向移动通信方式中无线电台有单工制和双工制两种。
50、广播系统的作用是：其一是对乘客进行广播，通知各种行车信息； 候车环境；或在各种危难中作紧急疏散。
或播放音乐改善
其二是对工作人员进行一些工作相关的信息。
（此一般指高柱信号机，若矮型信号
机构是由透镜组（聚焦的作用）、灯座（安放灯泡）、灯泡（光源）、机箱（安装诸零 件）、遮檐（避免其它光线射入）、背板（增大色灯信的设备，并且采用光学材料的透镜组。
通过色灯的显示，提供列车运营的条件，拥有一系列显示的设备称为信号机。
34、光纤通信具有传输快、容量大、抗腐蚀、抗干扰等优点。
35、光纤是由包层、纤芯、一次涂覆、二次涂覆组成。而光缆则是由众多的光纤组成。
36、光纤按传输模式数量来分， 可分为单模光纤和多模光纤。 按折射率来分， 可分为均 匀光纤和非均匀光纤。
标准文档
实用文案
37、通信网中按结构形式分为层绞式、单位式、骨架式、带状式等多种结构形式。
38、光通信系统是由光端机、光缆、光中继器等组成。
39、ＰＣＭ光纤传输系统是由ＰＣＭ复接 / 分接设备（电端机）、光端机和光缆组成。
40、基于点对点传输的准同步数字传输系统，即为ＰＤＨ。
41、光同步数字传输系统，是一种可以直接从 信号。使用方便，快捷，避免了大规模的 PDH
155Mbit/s 光纤线路中提取２Ｍ bit/s 电
实用文案
城市轨道交通信号与通信系统基础知识
填空题
城市轨道交通信号系统通常包括两大部分，分别为联锁装置和列车自动运行控制系统。
列车自动运行控制系统 ATC包括 ATO（列车自动驾驶）、 ATP（列车自动超速防护）、 ATS（列车自动监控系统）。
信号机是由机柱、机构、托架、梯子、基础组成。 机则无梯子。）
26、列车调整可分为：自动列车调整、人工列车调整。
27、车辆段设备由车辆段工作站、传输设备组成。
28、车站设备由出发时间显示器、旅客信息显示系统、列车识别系统组成。
29、各联锁站设备的传送各种信息的通道是利用远程终端单元（
RTU）进行的。
30、构成通信网的基本结构是终端设备、传输设备和交换控制设备。
45、数字程控交换网是由话务台、控制中心交换机、分插设备、远端模块、光缆、车站 交换机等组成。
46、数字程控交换网实现的专用通信业务有： 电话、车站集中电话等。
调度电话、 站间行车电话、城市轨道沿线
47、闭路电视监控系统主要由摄像机、 监视器、 控制切换设备和传输线路等各部分组成。
48、在摄像机现场和监控室之间传输图像的视频线可采用同轴电缆或光缆。
其作用是接受和发送各种
标准文档
实用文案
18、轨道电路的作用是用来监督线路上是否有列车占用和向列车发送各种信息。
19、利用钢轨作回路所构成的电路称为轨道电路。
20、联锁是指信号、道岔、进路之间相互制约的关系。
21、无道岔站称为无联锁站，有岔站称为有联锁站。此指正线上。
22、完成联锁功能的设备称为联锁设备。
复杂性。即为ＳＤＨ。
42、开放式信息传输网——ＯＴＮ，它与ＳＤＨ相比，具有灵活、方便、经济等优点。
43、数字程控交换机提供的新的服务项目为：缩位拨号、热线服务、呼出限制、闹钟服 务、免打扰服务、转移呼叫、呼叫等待、
遇忙回叫、缺席服务、会议电话。
44、数字程控交换机是由用户级、中继器、信号设备、数字交换网络、话务台、控制系 统组成。