城市轨道交通信号常见故障及应急处理
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项目1
城市轨道交通信号系统常见故障处理概述
项目2
城市轨道交通信号系统常见故障分析
项目3
城市轨道交通信号系统故障应急处理预案
项目4
城市轨道交通信号系统常见故障案例
参考文献
项目1 城市轨道交通信号系统常见 故障处理概述
【项目描述】 1．认识城市轨道交通信号系统基本设备组成及系统设备的 功能。 2．认识城市轨道交通信号系统不同设备故障的影响。
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城市轨道交通信号系统的核心是列车自动控制（ATC）系统。 它由计算机联锁子系统（CBI）、列车自动防护（ATP）子系统、列车 自动驾驶（ATO）子系统、列车自动监控（ATS）子系统构成，如图1． 1所示。各子系统之间相互渗透，实现地面控制与车上控制相结 合、现地控制与中央控制相结合，构成一个以安全设备为基础，集 行车指挥、运行调整以及列车驾驶自动化等功能为一体的自动控 制系统。由于信号系统各子系统之间的这种紧密联系的特性，故 任何一个子系统故障，都会给整个信号系统功能的实现造成影响。 而不同设备，其基本功能不同，故障时造成的故障影响范围也不尽 相同。
生，车载ATO／TP计算机对列车施行常用制动（FSB）或紧急制动 （EB）。同时记录设备运行状况、行车里程、牵引／制动控制情况、 驾驶模式、列车日检数据、车载设备输入／输出信息的记录等。车 载ATP／TO计算机实物如图1．4，图1．5所示。
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2）故障影响 车载ATO／TP计算机故障，将导致本列车车载信号设备瘫 痪，如同在切除车载信号系统的状态下行车，无车载信号系统
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在日常维护、检修或故障处理应急抢修过程中，因信号系统各 子系统之间不是独立存在的，要想快速地判断故障，提高故障处理 的效率，首先要熟悉信号系统各子系统的构成及功能。只有熟悉 了结构功能，才能更快更好地处理故障。信号系统功能框图，如图 1．3所示。
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图1．2 西安地铁二号线CBTC信号系统总体结构图
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②目标速度／距离显示；驾驶模式及表示。 ③车辆牵引、惰行、制动等命令／状态；折返模式及表示。 ④紧急制动的实施；列车停车误差。
⑤车门控制及车门状态表示；屏蔽门状态表示。 ⑥发车及驾驶命令、紧急制动的启动和表示。
⑦空转／打滑状态表示；制动力不足、失效表示。 ⑧列车位于车辆段、停车场转换轨区的表示。 地 ⑨列车定位成功的表示；列车建立车 通信的表示。 ⑩ATP／TO故障表示；下一站站名及目的地名。
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在城市轨道交通系统中，信号系统集成了现代自动控制与远 程控制技术、计算机网络技术、通信技术等当代先进技术，成为一 个集行车指挥和列车运行控制为一体的安全的综合控制系统。信 号系统的安全可靠运行将直接关系到城市轨道交通系统的运营安 全、运营效率以及服务质量。信号系统在城市轨道交通系统中，是 保障乘客和列车的运行安全，实现列车快速、高密度、有序运行的 关键。
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图1．1 ATC系统示意图
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随着城市轨道交通技术的不断发展，移动闭塞，尤其是采用 CBTC的移动闭塞，已经成为城市新建地铁的首选。按照城市轨道 交通信号系统设备的地域分布，一般城市轨道交通信号系统设备 由车载信号设备、轨旁信号设备、中央／车站ATS信号设备、数据通 信系统设备及车辆段信号系统设备组成，如图1．2所示。
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3．认识城市轨道交通信号系统常见故障的种类。 【项目目标】 1．掌握ATC系统的基本构成（以西安地铁二号线为例）。 2．掌握车载系统设备的组成、基本功能及设备故障对系统的 影响。 3．掌握轨旁信号设备的组成、基本功能及设备故障对系统的 影响。 4．掌握ATS系统的组成、基本功能及设备故障对系统的影响。 5．掌握DCS系统的组成、基本功能及设备故障对系统的影响。 6．掌握车辆段信号系统的组成、基本功能及设备故障对系统 的影响。 【能力目标】 1．能正确理解和说明城市轨道交通车载设备、轨旁设备、ATS 系统设备、DCS系统设备以及车辆段信号系统设备的组成，系统设 备的基本功能，系统设备故障对系统的影响范围。 2．能正确理解和说明城市轨道交通信号系统故障的主要类别
保护。
（2）列车司机显示器（TOD） 1）设备功能 列车司机显示器用以将与信号相关的驾驶模式、运行速度、下
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图1．4 车载ATO／TP计算机整体示意图
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图1．5 车载ATO／TP计算机主机实物图
站距离、位臵等信息，通过TOD界面反馈给司机或信号维护人员。 司机显示器一般至少显示如下数据：
①列车实际运行速度显示；各种驾驶模式和折返模式下的允 许速度显示。
3
及故障产生的主要原因。 3．能在故障处理的过程中正确地识别设备的工作状态，了解 设备正常工作时的参数标准，并且判断设备故障点的具体位臵。
任务1．1
城市轨道交通信号系统故障影响
【场景设计】 1．城市轨道交通信号系统的现场，或者具备实际设备的实训 场所，或者具备仿真实训系统的实训室。 2．配备基本的工具书：包括专业技术标准，产品使用手册及厂 家提供的技术资料。 3．配备进行系统测试需要的通用或专用工具。 4．小组学习或小组作业需要的各类文献检索工具，各类方案 设计与交流的耗材及各类考评所需的记录、评价表等。 【知识准备】
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Leabharlann Baidu
2）故障影响 司机显示器TOD故障后，将丧失司机与车载信号的人机信息 交互功能，影响司机对与信号相关的列车驾驶信息的掌握。司机
显示器，如图1．6所示。 （3）速度传感器（EOSS）
1）设备功能 速度传感器用来辅助测量列车的运行速度。随着车轮轮齿的
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图1．6 列车司机显示器（TOD）显示界面
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转动，当传感器经过轮齿的时候会输出数字脉冲，这些脉冲由硬件 计数器来计数，从而可以在给定周期内测试速度。CC会对速度传 感器和加速计输入数据的一致性进行监控。如检测到速度或速度 传感器信息的非常规变化，则会对异常情况进行记录。这些状况 表明，出现了打滑或空转现象，或者可能出现速度传感器信号 丢失。
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1．1．1
车载信号设备功能及故障影响
（1）车载ATO／TP设备（CC） 1）设备功能 车载ATO／TP设备由车载ATO计算机、车载ATP计算机及 其他设备组成，用以执行移动授权，并根据移动授权计算相应的速 度/距离曲线。监控列车在速度/距离曲线下，以有ATP监控的人工
驾驶模式或自动驾驶模式安全高效地运行。一旦有非安全情况发
城市轨道交通信号系统常见故障处理概述
项目2
城市轨道交通信号系统常见故障分析
项目3
城市轨道交通信号系统故障应急处理预案
项目4
城市轨道交通信号系统常见故障案例
参考文献
项目1 城市轨道交通信号系统常见 故障处理概述
【项目描述】 1．认识城市轨道交通信号系统基本设备组成及系统设备的 功能。 2．认识城市轨道交通信号系统不同设备故障的影响。
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城市轨道交通信号系统的核心是列车自动控制（ATC）系统。 它由计算机联锁子系统（CBI）、列车自动防护（ATP）子系统、列车 自动驾驶（ATO）子系统、列车自动监控（ATS）子系统构成，如图1． 1所示。各子系统之间相互渗透，实现地面控制与车上控制相结 合、现地控制与中央控制相结合，构成一个以安全设备为基础，集 行车指挥、运行调整以及列车驾驶自动化等功能为一体的自动控 制系统。由于信号系统各子系统之间的这种紧密联系的特性，故 任何一个子系统故障，都会给整个信号系统功能的实现造成影响。 而不同设备，其基本功能不同，故障时造成的故障影响范围也不尽 相同。
生，车载ATO／TP计算机对列车施行常用制动（FSB）或紧急制动 （EB）。同时记录设备运行状况、行车里程、牵引／制动控制情况、 驾驶模式、列车日检数据、车载设备输入／输出信息的记录等。车 载ATP／TO计算机实物如图1．4，图1．5所示。
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2）故障影响 车载ATO／TP计算机故障，将导致本列车车载信号设备瘫 痪，如同在切除车载信号系统的状态下行车，无车载信号系统
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在日常维护、检修或故障处理应急抢修过程中，因信号系统各 子系统之间不是独立存在的，要想快速地判断故障，提高故障处理 的效率，首先要熟悉信号系统各子系统的构成及功能。只有熟悉 了结构功能，才能更快更好地处理故障。信号系统功能框图，如图 1．3所示。
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图1．2 西安地铁二号线CBTC信号系统总体结构图
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②目标速度／距离显示；驾驶模式及表示。 ③车辆牵引、惰行、制动等命令／状态；折返模式及表示。 ④紧急制动的实施；列车停车误差。
⑤车门控制及车门状态表示；屏蔽门状态表示。 ⑥发车及驾驶命令、紧急制动的启动和表示。
⑦空转／打滑状态表示；制动力不足、失效表示。 ⑧列车位于车辆段、停车场转换轨区的表示。 地 ⑨列车定位成功的表示；列车建立车 通信的表示。 ⑩ATP／TO故障表示；下一站站名及目的地名。
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在城市轨道交通系统中，信号系统集成了现代自动控制与远 程控制技术、计算机网络技术、通信技术等当代先进技术，成为一 个集行车指挥和列车运行控制为一体的安全的综合控制系统。信 号系统的安全可靠运行将直接关系到城市轨道交通系统的运营安 全、运营效率以及服务质量。信号系统在城市轨道交通系统中，是 保障乘客和列车的运行安全，实现列车快速、高密度、有序运行的 关键。
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图1．1 ATC系统示意图
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随着城市轨道交通技术的不断发展，移动闭塞，尤其是采用 CBTC的移动闭塞，已经成为城市新建地铁的首选。按照城市轨道 交通信号系统设备的地域分布，一般城市轨道交通信号系统设备 由车载信号设备、轨旁信号设备、中央／车站ATS信号设备、数据通 信系统设备及车辆段信号系统设备组成，如图1．2所示。
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3．认识城市轨道交通信号系统常见故障的种类。 【项目目标】 1．掌握ATC系统的基本构成（以西安地铁二号线为例）。 2．掌握车载系统设备的组成、基本功能及设备故障对系统的 影响。 3．掌握轨旁信号设备的组成、基本功能及设备故障对系统的 影响。 4．掌握ATS系统的组成、基本功能及设备故障对系统的影响。 5．掌握DCS系统的组成、基本功能及设备故障对系统的影响。 6．掌握车辆段信号系统的组成、基本功能及设备故障对系统 的影响。 【能力目标】 1．能正确理解和说明城市轨道交通车载设备、轨旁设备、ATS 系统设备、DCS系统设备以及车辆段信号系统设备的组成，系统设 备的基本功能，系统设备故障对系统的影响范围。 2．能正确理解和说明城市轨道交通信号系统故障的主要类别
保护。
（2）列车司机显示器（TOD） 1）设备功能 列车司机显示器用以将与信号相关的驾驶模式、运行速度、下
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图1．4 车载ATO／TP计算机整体示意图
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图1．5 车载ATO／TP计算机主机实物图
站距离、位臵等信息，通过TOD界面反馈给司机或信号维护人员。 司机显示器一般至少显示如下数据：
①列车实际运行速度显示；各种驾驶模式和折返模式下的允 许速度显示。
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及故障产生的主要原因。 3．能在故障处理的过程中正确地识别设备的工作状态，了解 设备正常工作时的参数标准，并且判断设备故障点的具体位臵。
任务1．1
城市轨道交通信号系统故障影响
【场景设计】 1．城市轨道交通信号系统的现场，或者具备实际设备的实训 场所，或者具备仿真实训系统的实训室。 2．配备基本的工具书：包括专业技术标准，产品使用手册及厂 家提供的技术资料。 3．配备进行系统测试需要的通用或专用工具。 4．小组学习或小组作业需要的各类文献检索工具，各类方案 设计与交流的耗材及各类考评所需的记录、评价表等。 【知识准备】
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Leabharlann Baidu
2）故障影响 司机显示器TOD故障后，将丧失司机与车载信号的人机信息 交互功能，影响司机对与信号相关的列车驾驶信息的掌握。司机
显示器，如图1．6所示。 （3）速度传感器（EOSS）
1）设备功能 速度传感器用来辅助测量列车的运行速度。随着车轮轮齿的
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图1．6 列车司机显示器（TOD）显示界面
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转动，当传感器经过轮齿的时候会输出数字脉冲，这些脉冲由硬件 计数器来计数，从而可以在给定周期内测试速度。CC会对速度传 感器和加速计输入数据的一致性进行监控。如检测到速度或速度 传感器信息的非常规变化，则会对异常情况进行记录。这些状况 表明，出现了打滑或空转现象，或者可能出现速度传感器信号 丢失。
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车载信号设备功能及故障影响
（1）车载ATO／TP设备（CC） 1）设备功能 车载ATO／TP设备由车载ATO计算机、车载ATP计算机及 其他设备组成，用以执行移动授权，并根据移动授权计算相应的速 度/距离曲线。监控列车在速度/距离曲线下，以有ATP监控的人工
驾驶模式或自动驾驶模式安全高效地运行。一旦有非安全情况发