列车运行控制系统 - 4.4 列控地面设备CBTC地面设备
列车运行控制系统-44列控地面设备CBTC地面设备
VOBC子系统 在VOBC子系统中，列车的位置和运行方向信息在保证列车安全运行中作用重大，列车定位方式采用测速传感器和地面应答器相结合的方式实现。DCS数据通信系统 数据通信系统采用无线局域网WLAN技术，通过沿线设无线接入点(Access Point,AP)的方式实现列车与地面之间不间断的数据通信。一个AP点可以传输几十千米的距离。
一、系统组成
所谓“障碍物”包括前行列车、关闭区域、失去位置表示的道岔，以及任何外部产生的因素如-紧急停车按钮、站台屏蔽门、防淹门和隔离保护门等。同时，地面ATP系统还负责对相邻地面ATP系统的行车许可请求作出响应，完成列车从一个区域到另一个区域的交接。
地面ATP系统与其它设备的信息交互图
ZC接收VOBC发送过来的列车位置、速度和运行方向信息，同时从联锁设备获得列车进路、道岔状态信息，从ATS接收临时限速信息，在考虑其他一些障碍物的条件计算MA，并向列车发送，告诉列车可以走多远、多快，从而保证列车间的安全行车间隔。 由于CBTC系统能够精确的知道列车的位置，“速度一距离模式曲线(Distance to go )”是其对列车的控制原则。事实上，不管是CBTC系统还是传统意义上的由轨道电路完成列车控制的系统控车原则都很相似，只不过CBTC系统对列车位置的把握准确度更高，对列车控制的准确度也会更高，基于轨道电路的系统，移动授权是轨道区段长若干倍，而CBTC系统，移动授权更精确。正是CBTC系统能够更精确的控车，才有的缩短了列车追踪间隔，使运行效率大大提高。
一、系统原理与组成
基本原理 系统根据车载测速定位设备获知列车本身在线路上的位置，并由车载设备将列车位置、区段占用情况实时向ZC报告，同时联锁系统将线路信息包括信号显示、道岔位置、屏蔽门状态发送给ZC和车载，然后ZC向列车提供移动授权，对列车的运行提供保护。
CBTC系统概述
CBTC系统概述第一篇：CBTC系统概述CBTC系统概述基于通信的列车控制系统（CBTC）这一思想的萌芽出现在20世纪60年代，20世纪80年代初，国外开始系统地展开研究并进行阶段性测试，90年代开始进入试验段测试阶段。
1999年9月，IEEE将CBTC定义为：“利用高精度的列车定位（不依赖于轨道电路），双向连续、大容量的车-地数据通信，车载、地面的安全功能处理器实现的一种连续自动列车控制系统”。
定义中指出CBTC中的通信必须是连续的，这样才能够实现连续自动列车控制，利用轨间电缆、漏泄电缆和空间无线都可以实现车、地双向信息的连续传输。
借助先进的列车定位技术、安全处理器技术和无线通信技术，使得CBTC与传统基于轨道电路的列车控制系统相比，具有以下优点：(1)、通过整个系统提供可靠的检查与平衡手段，通过车-地间双向信息传输，实现对列车的闭环控制，从而大大降低认为错误的影响，系统的可靠性更高。
（2）、各级调度都可以随时了解区段内任意列车的位置、速度、机车工程及其他各种参数，利用上述信息，各级调度可以规范、协调地直接指挥行车。
（3）、车站控制中心依据列车状态及前车状态，结合智能技术调整列车运行，获得最佳区间通过能力，减少列车在区段内运行时不需要的加速、制动，增加旅客乘坐的舒适度。
（4）、区段内所有运行列车的各种参数（如：列车号、机车号、位置速度、工况、始发站、终点站、车辆数、载重量等自动的发给各种管理系统，如：TMIS、DMIS，不需要人工键入，从而可以避免对参数的漏键、错键、迟键和其他认为的错误，将以上控制和管理紧密结合，实现铁路信息化。
（5）、减少沿线设备，设备组要集中在车站及机车上，减轻设备维护和管理的劳动强度，受环境影响小（如：可减少雷击等现象的干扰和损伤在遭受自然灾害或战争破坏后，易恢复运行。
（6）、可以实现移动闭塞。
第二篇：计算机系统概述习题计算机系统概述习题一、填空题1、__1946_____年，美国宾夕法尼亚大学研制成功了世界上第一台电子计算机__ENIAC_____，标志着电子计算机时代的到来。
《列控地面设备(TCC)》出版
《列控地面设备(TCC)》出版
佚名
【期刊名称】《铁道通信信号》
【年(卷),期】2023(59)1
【摘要】本书为“高速铁路列车运行控制系统应用与技术创新丛书”之一,全面、翔实地介绍了列控地面设备——列控中心(TCC)。
全书共分9章,包括列控中心原理、列控中心系统功能与构成、列控中心外部接口、列控中心使用与维护、列控中心仿真测试、LEU与应答器、安全数据网,以及技术创新。
本书可作为我国铁路列控设备维护、管理人员的培训教材,由中国国家铁路集团有限公司莫志松主编。
书号:978-7-113-29739-8。
【总页数】1页(P94-94)
【正文语种】中文
【中图分类】F42
【相关文献】
1.面向西部铁路的列控系统地面设备研究
2.关于铁路列控系统地面设备维修系统的研究
3.和利时签订青荣城际铁路列控系统地面设备采购合同
4.浅谈CTCS-2列控系统地面设备故障及应急处理
5.列控地面设备集成测试仿真系统设计与实现
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列车运行控制系统列控地面设备地面设备
列车运行控制系统（CBTC）- 列控地面设备简介列车运行控制系统（CBTC）是一种先进的铁路列车控制系统，用于实现高度自动化和精确的列车运行。
CBTC系统通过地面设备，如无线通信系统、轨道电路和传感器等，与列车上的控制单元相互配合，实现列车位置、速度和通信的实时监控和调度。
本文档将重点介绍CBTC地面设备的功能和应用。
功能CBTC地面设备主要负责与列车进行通信并监控列车位置、速度和运行状态等信息。
下面是CBTC地面设备的主要功能：1. 无线通信系统CBTC地面设备使用无线通信系统与列车进行双向通信。
通过无线通信系统，地面设备可以向列车发送控制指令，如改变速度、停止或启动等。
同时，地面设备还可以接收列车发送的状态和监测数据，以实时监控列车的运行状态。
2. 轨道电路CBTC地面设备还包括轨道电路，用于监测列车的位置和速度。
轨道电路通过电路激活器和传感器来检测列车经过的位置，并将数据发送到地面设备。
地面设备可以根据轨道电路提供的数据计算列车的精确位置，从而实现精确的列车控制和运行管理。
3. 运行管理系统CBTC地面设备通常还配备运行管理系统，用于实时监控和调度列车的运行。
运行管理系统可以通过与地面设备和列车控制单元的通信，获取列车位置、速度和通信状态等信息，综合判断并做出相应的调度决策。
例如，当有多列列车接近同一区段时，运行管理系统可以通过地面设备向列车发送指令，使它们保持安全的间隔和运行速度。
应用场景CBTC地面设备广泛应用于城市轨道交通系统和高速铁路等领域。
以下是CBTC 地面设备的一些典型应用场景：1. 地铁系统CBTC地面设备在地铁系统中发挥着关键作用。
通过与列车的无线通信和轨道电路等设备配合，CBTC地面设备可以实时监控和调度地铁列车的运行。
地面设备可以根据列车位置和速度等数据，调整信号灯的状态，控制列车的运行速度和安全间隔，确保地铁系统的安全和高效运行。
2. 高速铁路系统CBTC地面设备也被广泛应用于高速铁路系统中。
基于通信的列车控制系统(CBTC)
基于通信的列车控制系统（CBTC）摘要：基于通信的列车控制系统CBTC是一种采用先进的通信、计算机、控制技术相结合的列车控制系统。
本文介绍了该系统的结构、特点及功能。
关键词：基于通信列车控制城市轨道交通中，基于通信的列车控制系统CBTC(Communication Based Train Contrl)是一种采用先进的通信、计算机、控制技术相结合的列车控制系统。
典型的基于通信的列车控制系统（CBTC）的结构框图如图所示。
由图可见，整个CBTC系统包括CBTC地面设备（含联锁）和CBTC车载设备，地面和车载设备通过“数据通信网络”连接起来，构成系统的核心。
CBTC设备和ATS设备共同构成了基于通信的移动闭塞ATC系统。
列车控制系统(CBTC)的结构框图一、系统结构西门子的CBTC系统由VICOS、SICAS、TRAINGUARD MT三个子系统组成。
它们分为中央层、轨旁层、通信层、车载层四个层级，分级实现ATC功能。
中央层分为中央级和车站级。
在中央级，实现集中的线路运行控制；在车站级，为车站控制和后备模式的功能，提供给车站操作员工作站（LOW）和列车进路计算机（TRC）。
轨旁层沿着线路分布，由SICAS计算机联锁、TRAINGUARD MT系统、信号机、计轴器和应答器等组成，共同执行所有的联锁和轨旁ATP功能。
通信层在轨旁和车载设备之间提供连续式或点式通信。
车载层完成TRAINGUARD MT的车载ATP和ATO功能。
二、系统功能系统的功能包括ATS功能、联锁功能、ATP／ATO功能、列车检测功能、试车线功能、培训和模拟功能。
1.ATS功能ATS除了自动进路排列(ARS)功能、自动列车调整(ATR)功能、列车监督和追踪(TMT)、时刻表(TIT)、控制中心人机接口(HMI)和报告、报警与文档等主要功能外，还改进和增加了以下功能：在CTC通信级使用双向通信通道；在ATS后备模式下车站级可以输入车次号；适应移动闭塞的控制要求；TRC(列车进路计算机)取代RTU的自动进路排列功能；提供独立的冗余局域网段；在ATS显示列车状态信息；与MCS（主控系统）的接口；与车辆段联锁的接口；提供操作日志（含故障信息）的归档功能；设两个控制中心；车辆段调度员ATS工作站进行出库列车自动预先通知，在规定时间无列车在车辆段转换轨时自动报警。
列车运行自动控制系统—CBTC系统
2. 区域控制器 ZC
ZC接收其控制范围内列车车载设备无线传输的所有列车位置 信息；根据联锁系统报告的信号设备状态信息及所辖区域内轨道 障碍物的位置，为向所辖区域内后续的所有列车计算各自的移动 授权。 ZC同时对线路的临时限速进行管理控制。 ZC还负责对相邻ZC的移动授权请求做出响应，完成列车从一 个区域到另一个区域的交接。
列车定位过程分为两个：列车位置初始化和列车位置信息更新。
➢列车根据检测到第一个无源定位信标作为列车初始位置， 其中检测是通过信标检测列车上的天线位置实现。然后根据 第二个检测的无源定位信标确定列车的行进方向。即列车根 据检测到的两个连续无源定位信标建立列车位置和方向。 ➢列车根据测速测距功能计算出的列车位移，在列车先前建 立的位置基础上持续更新位置。 ➢列车会根据后续检测到的无源定位信标更新校准列车位置。
2. ZC切换原理
当列车正常运行到达当前 受控ZC管辖边界时，如确 认列车满足切换条件，开始 与相邻管辖区的ZC进行信 息交互，当列车越过边界后 将尝试与相邻ZC建立控制 关系，并与运行出清的ZC 解除控制关系。
ZC只能授予列车在其辖 区内活动的权限。当列车 MA延伸到地面ATP边界时， ZC会请求相邻的ZC为该列 车计算MA。
CBTC系统介绍
126交通科技与管理智慧交通与信息技术CBTC 系统介绍蔡晓思,陈惠婷,周慧琴（浙江师范大学工学院,浙江 金华 321000）摘 要：面对密度、速度以及大客流的快速增长而带来的压力，CBTC 系统作为当前主流信号系统的应用模式，无疑成为提高地铁线路运营效率的最佳措施。
本文主要介绍了CBTC 系统的结构和特点。
关键词：CBTC 系统；特点；应用中图分类号：U231.7 文献标识码：A0 引言 CBTC 系统是一个安全的、具有高可靠性、高稳定性的基于无线通信的列车自动控制系统，广泛应用于城市轨道交通运输中。
它的特点是用无线通信媒体来实现列车和地面设备的双向通信，用以代替轨道电路作为媒体来实现列车运行控制。
1 BiTRACON 型CBTC 信号系统 （1）系统介绍。
BiTRAC0N 信号系统由列车自动监控（ATS）、计算机联锁（CBI）、车载控制器（CC）、区域控制器（ZC）、维护支持（MMS）、数据通信（DCS）6个子系统组成，实现列车自动监督、列车自动防护、列车自动驾驶等功能，BiTRAC0N 系统支持三种控制等级：CBTC 控制、点式控制和联锁级控制，还具备全自动无人驾驶(UTO)功能[1]。
（2）系统特点。
BiTRAC0N 系统支持地铁、轻轨、有轨电车、城际铁路、电气化铁路等多领域的细分市场商用，可满足国内外持续增长的高安全、高可靠、高效率的轨道交通业务需要[2] 。
（3）系统应用。
现已应用于沈阳地铁1和2号线、成都地铁1和10号线、深圳地铁3号线、西安地铁2号线、杭州地铁1和4号线、成都地铁2号线、郑州地铁1号线、成都地铁3号线和10号线、天津5号线、沈阳地铁10号线、重庆地铁4号线。
2 MTC-I 型CBTC 系统 （1）系统介绍。
MTC-I 型CBTC 系统由六个子系统构成：由中心和车站本地控制设备组成的FZy 型ATS 子系统；TYJL-Ⅲ型二乘二取二安全冗余结构的计算机联锁子系统，包括计轴设备和国产欧标应答器设备；基于CPCI 工业计算机平台开发的ATO 列车自动运行子系统；包括二乘二取二冗余架构的车载VOBC 和轨旁ZC 设备组成的ATP 列车控制子系统；基于SDH 同步数字系列骨干通信网和车—地无线通信网构建的DCS 子系统；进行系统设备维修信息收集、管理的TJWX 型微机监测子系统。
CBTC系统简介
CBTC系统资料一.移动闭塞系统工作原理和特点上面我们介绍的是以轨道电路为传输信道，以传输“目标速度”为主要内容的ATC系统，这是当前我国列车自动控制系统的主要模式，从闭塞的概念分析，它们都可以归属于“准移动闭塞”的范畴，后续列车与先行列车之间的行车间隔都与闭塞分区的划分有关，也就是说，后续列车与先行列车不可能运行在在同一个闭塞分区，后续列车必须保证在先行列车所占用的闭塞分区的分界点前停车。
如图33所示。
图33. 不同闭塞制式的列车运行间隔示意图图中所示速度码制式的图例，可以对应于音频无绝缘轨道电路的ATC系统；准移动闭塞的图例可以对应于目标速度制式的ATC系统，这些制式下为了缩短行车间隔，必须缩小轨道区段的长度，当然要增加轨道电路的硬件设备；对于不同列车编组的运行线路，更是难以实现。
移动闭塞（Moving block）是缩小行车间隔，提高行车效率的有效途径，其列车运行的安全保证，不再依赖轨道电路的划分，而基于列车与地面的双向通信，如图33所示，使后续列车与先行列车之间始终保持制动距离，加上动态安全保护距离。
移动闭塞系统相比现有的ATC系统主要有以下特点：1、可以缩小列车之间的行车间隔；2、车－地之间的信息交换，不再依赖于轨道电路；3、车辆控制中心掌握在线运行各次列车的精确位置和速度；4、列车与控制中心之间保持不间断地双向通信；5、不同编组（不同长度）的列车，可以以最高的密度，运行于同一线路；6、ATC系统，从一个以硬件为基础的系统，向以软件为基础的系统演变。
基于通信的列车运行控制系统（Communication - Based Train Control—简称CBTC 系统）, 便是支持移动闭塞的列车运行控制系统，它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。
近年来，随着通信技术的发展，尤其是无线通信、计算机网络技术和数字信号处理技术的迅速发展，信号系统的冗余、容错技术完善，在信号这个传统领域为CBTC的发展奠定了基础， CBTC系统已逐渐被信号界所认可，基于感应环线通信的移动闭塞CBTC系统，在我国也已运用于城市轨道交通；而基于无线（Radio）通信虚拟闭塞的CBTC系统，已经在国外多个城市轨道交通中被采纳，我国某些大城市的城市轨道交通也已经决定选用这种制式。
列控中心(TCC)设备介绍
列控中心为安全设备，一般很少出现故障。但是，当故障出现时，操作人员应能够处理一些常见问题．下面列举了一些常见的故障以及处理方法． (1) 启动后，如果某系的TM425的所有指示灯依次闪烁，不能正常启动，该怎么办？ 分析：主控ICU-TM425是列控中心的逻辑运算单元，实现ICU间的安全通信，与各通信板通信，接收外部系统的数据进行逻辑计算，二取二通过后再发送给各通信板。分析结果：检查本系所有板卡是否都安装良好并已正常工作。
(4) 当列控中心与轨道电路通信故障时应如何处理？分析：列控中心使用TM486与 TC通信模块，通过双冗余CAN总线与轨道电路接口。 分析结果：首先检查TM486通信板、轨道电路通信盘和CAN通信线连接是否正常 ．(5) 当列控中心与相邻站列控中心通信故障时应如何处理？分析：使用TM426通信模块，通过冗余双环网与相邻站列控中心接口，同时使用UDP与维护终端接口。分析结果：首先检查TM426通信板，交换机以及光纤的连接是否正常．注意：切勿将两个环网的光纤交叉连接．
站场显示(1) 一些基本操作：a 点击“站场显示”菜单，点选项，有3个选项，可以选择显示“轨道电路频率”，“信号机名称”，“区段/道岔名称”，对应前面打“对号”表示显示.b 点击“站场显示”菜单，点“实时监测”，可以选择“主系”、“备系”、“A系”、“B系”. c 双击站场图界面可以全屏显示站场界面，再次双击或者按ESC退出全屏。
１列控中心的作用
列控中心具有轨道电路编码、应答器报文储存和调用、区间信号机点灯控制、站间安全信息（区间轨道电路状态、中继站临时限速信息、区间闭塞和方向条件等信息）传输等功能，根据轨道电路、进路状态及临时限速等信息产生行车许可，通过轨道电路及有源应答器将行车许可传送给列车。列控中心的主要作用是向车载ATP设备提供列车运行的相关信息．
浅谈CBTC和CTCS列车运行控制系统
浅谈CBTC和CTCS列车运行控制系统摘要：随着我国城市轨道交通和客运专线及高速铁路的飞速发展，两种列成运行控制系统应运而生，即CBTC（Communications-based Train Control）和CTCS（Chinese Train Control System）列车运行控制系统。
CBTC技术发源于欧洲连续式列车控制系统，经多年的发展，取得了长足的进步。
CTCS是铁道部立项自主研发的适合我国国情的新一代列车运行控制系统。
关键词：列车控制系统；CBTC；CTCS；联锁；轨道电路1 CBTC列控系统基于通信的列车控制（CBTC）系统独立于轨道电路，采用高精度的列车定位和连续、高速、双向的数据通信，通过车载和地面安全实现对列车的控制。
如今包括阿尔卡特、西门子、阿尔斯通等多家列车控制系统设备提供商均开发了自己的CBTC系统，并在温哥华、伦敦、巴黎、香港、武汉等多个城市的轨道交通线上运行。
1.1 CBTC系统的结构：整个无线CBTC系统包括的子系统有列车制动监控（ATS）系统、数据通信系统（DSC）、区域控制器（ZC）、车载控制器(VOBC)及司机显示(TOD)等，子系统之间的通信基于开放的、标准的数据通信系统。
地面与移动的列车之间都基于无线通信进行信息交换。
1.2 CBTC系统的基础CBTC系统引入了无线通信子系统，建立车地之间连续、双向、高速的通信，列车的命令和状态可以在车辆和地面设备之间可靠交换，使系统的主体CBTC 地面设备和受控对象列车紧密的连接在一起。
所以，“车地通信”是CBTC系统的基础，CBTC系统的另外一个基础则是“列车定位”。
只有确定了列车的准确位置，才能计算出列车间的相对距离，保证列车的安全间隔；也只有确定了列车的准确位置，才能保证根据线路条件，对列车进行限速或者与地面设备发生联锁。
1.2.1 车地通信原理CBTC采用无线通信系统进行车地通信。
无线通信系统包括轨旁无线单元(WRU)和车载无线单元(OBRU)两个部分。
CBTC系统地面设备组成与原理培训
CBTC系统地面设备组成与原理培训1. 引言CBTC（Communication-based Train Control）是一种基于通信的列车控制系统，它使用现代化的通信技术来交换信息以实现列车的运行控制。
CBTC系统包括地面设备和车载设备两个部分，其中地面设备是实现列车控制和信息交换的关键组成部分。
本文将介绍CBTC系统地面设备的组成和原理，帮助读者理解CBTC系统的基本工作原理。
2. CBTC系统地面设备的组成CBTC系统地面设备主要由下面几个组成部分构成：2.1 控制中心控制中心是CBTC系统的核心，负责监控和控制整个列车运行过程。
它通过与车载设备进行通信，提供列车运行的相关指令和信息。
控制中心通常由计算机硬件和软件构成，具有强大的运算和处理能力。
2.2 调度台调度台是控制中心的一部分，用于操作员与CBTC系统进行交互。
调度台通常包括显示屏、键盘、鼠标等设备，以及操作界面和相关的控制软件。
操作员通过调度台可以监控列车的运行情况，并进行列车调度和指挥。
2.3 信号设备信号设备主要用于向列车发送各种指令和信息，以控制列车的运行。
信号设备通常由信号机、信号灯、道岔等组成，用于指示列车的行进方向、速度限制等信息。
这些设备通过与控制中心和车载设备进行通信，实现列车的精确控制。
2.4 通信设备通信设备用于控制中心、车载设备和地面设备之间的通信。
通信设备通常包括无线电设备、光纤通信设备等，用于传输控制信息和运行数据。
通过可靠的通信系统，控制中心能够实时监控列车的位置和状态，并下达相应的指令。
3. CBTC系统地面设备的工作原理CBTC系统地面设备的工作原理可以总结为以下几个步骤：1.数据采集：地面设备通过传感器和检测装置对列车和轨道的状态进行监测和采集。
这些数据包括列车位置、速度、加速度等信息，以及轨道的状态和故障信息。
2.数据处理：采集到的数据经过地面设备的处理和分析，得到列车的当前状态和运行情况。
地面设备根据控制策略和算法，生成相应的指令和信息。
城轨通信信号设备之列控系统模块 CBTC城轨列控系统组成
CBTC的组成
（4）轨旁设备
轨旁设备主要用于列车控制信息的输出和行车信息的采集。
Hale Waihona Puke CBTC的组成（5）车载设备
接收地面控制列车行车信息和对列车实现安全监督和自动运行控制。
CBTC系统的组成与工作原理
CBCT系统
CBTC（Communication Based Train Control，CBTC）系统是基于通信的 列车控制系统，它采用无线通信技术，实现了车地之间的实时双向、大容量的信息 传输，构成新型列车控制系统，是目前最佳的列车运行控制技术。
CBTC系统体系结构
DCS骨干数据通信有线系统 计轴器
CBTC的组成
CBTC的组成
（1）控制中心设备
控制中心设备主要是ATS设备， 完成列车的监督控制功能。
CBTC的组成
（2）DCS骨干数据通信系统
分为有线和无线部分，主要完 成系统内设备之间的通信和控制 中心或设备集中站与列车的通信。
CBTC的组成
（3）ZC子系统 ZC子系统主要负责根据通信列车的位置信
CBTC的工作原理
（1）地面设备工作原理 控制中心统一调度全线 列车运行，对全线列车实 施监督控制。
CBTC的工作原理
（2）车载设备工作原理
城轨通信信号设备之列控系统模块 CBTC城轨列控系统的控制等级
CBTC系统的列车控制等级
（2）点式ATP——降级的系统操作和性能 点式ATP提供正方向的车载超速防护（根据预先设定的最大限速），信号机冒进防 护和300S的运行间隔。点式ATP要求车载ATP都在工作，并且轨旁联锁控制系统和定 位信标也在工作。区域控制器、DCS和OCC此时不工作。
CI机柜
LEU监测 工作站
应答器系统结构图
LEU机柜
LEU LEU LEU LEU LEU
防雷分线柜
防雷 模块
防雷 模块
防雷 模块
应答器天线
地面-室内设备
室外分线盒
无源应答器
有源/环线 应答器
车载设备
CBTC车载控制系统
应答器车载查询器
OP G
地面-室外设备
CBTC系统的列车控制等级
（3）人工控制——最低等级的系统操作和性能 联锁控制提供固定闭塞列车间隔和联锁防护，不提供其他的ATC功能，提供 25Km/h限速，除联锁工作外，不需要其他ATC子系统工作。
速度曲线
1300m 1250m 1300m
L5 L4 L3
1350m 1300m 1350m 1300m 1350m
L2
L
LU
U HU
CBTC系统的通信级别
车站联锁
进路信息
ZC
限速信息
ATS
列车位置、速度信息 行车许可
列车位置、速度信息
速度曲线
CBTC系统的通信级别
时 速
• 速度限制曲线
• 目பைடு நூலகம்停车点
(km/h)
CBTC系统的通信级别
（2）点式通信级 点式通信级别可以作为连续式通信级别的 后备模式，在点式通信级，ATO系统完全自动 控制列车从一个车站运行到下一个车站（AM 模式），使用应答器进行轨旁到列车的通信,车 载设备根据应答器传输的数据和信号机的显示 计算控车曲线。此时移动授权来自信号机的显 示，并通过可变数据应答器由轨旁点式的传递 到列车。列车的位置由计轴或者轨道电路来完 成位置的检测。
试论现代城市轨道交通信号的控制方式
试论现代城市轨道交通信号的控制方式摘要：城市轨道交通的发展是我国城市建设的重要内容，轨道交通的发展将给人们出行带来极大的便利，加快了我国城市化建设的进程。
现阶段，我国在城市轨道交通系统建设中主要采用信号控制方式，信号控制是铁路信号系统中非常重要的组成部分。
因此，对于现代城市轨道交通信号控制方式进行研究，能够进一步提高城市轨道交通系统运行的安全性与稳定性。
在现代城市轨道交通信号控制系统中，主要有计算机联锁、列车自动防护、半自动闭塞和自动站间闭塞等方式，其中以计算机联锁控制方式应用最为广泛，其在信号控制系统中占据着重要地位。
计算机联锁方式和半自动闭塞方式的应用能够实现对列车运行速度的限制，进而实现列车运行安全性与稳定性的提高。
关键词：现代城市；轨道交通信号；控制方式引言城市轨道交通信号系统通过计算机控制系统来实现，它通过计算机将列车运行速度、行车间隔、速度调整、联锁关系等数据进行自动处理和分配，形成对列车运行状态和位置进行监控的一种自动控制系统。
它包括自动闭塞、自动进站与出站、自动运行、安全防护等一系列功能。
其中最重要也是最关键的是通过计算机进行列车运行控制和列车状态监控。
1现代城市轨道交通信号重要性在我国城市轨道交通建设事业迅速发展的同时，信号系统作为轨道交通行车的核心设备，其性能直接影响到列车运行的安全。
随着轨道交通列车运行速度的提高和行车密度的增加，信号系统必须不断提高其可靠性，以适应现代城市轨道交通高速、安全、高效运行的要求。
城市轨道交通信号系统控制方式主要分为三种：集中式、区域式和混合式。
集中式是将城市轨道交通所有列车的运行控制集中在一个列车监控中心进行管理和控制；区域式是将城市轨道交通各车站的信号集中控制在一个车站内，并采用自动化的方式来进行管理；混合式是将区域式和集中式结合起来，即采用分散控制的方式来实现信号系统的智能化管理[1]。
2现代城市轨道交通信号的控制方式2.1联锁控制联锁控制是保证列车安全运行的关键环节，它是将同一轨道电路上的两个或多个信号机（进路信号机、出站信号机）以及一组道岔，通过一定的联锁关系联结在一起，从而实现一个车站或区间范围内两个信号机之间的相互监视和相互控制，防止错误操作和列车违章行驶。
CBTC系统功能介绍和技术分析
• cbtc系统概述 • cbtc系统功能介绍 • cbtc系统技术分析 • cbtc系统与其他系统的比较 • cbtc系统的未来发展与挑战 • cbtc系统案例分析
01
cbtc系统概述
cbtc系统的定义和特点
节能环保
CBTC系统能够优化列车运行图，减少无 效制动和加速，降低能源消耗和排放。
数据安全与隐私保护
CBTC系统涉及大量的数据采集、传输和处理，如何保障数据的安全性和用户的隐私是一 个重要挑战。解决方案是制定严格的数据管理和隐私保护政策，加强数据加密和访问控制 ，确保数据不被非法获取和使用。
06
cbtc系统案例分析
北京地铁燕房线cbtc系统案例
总结词：成功应用
详细描述：北京地铁燕房线采用了基于通信的列车控制系统（CBTC），该系统实现 了列车自动控制、精确停车和高效运营等功能，提高了线路的运输能力和乘客出行 效率。
列车定位技术
列车定位技术是cbtc系统中的关键技术之一，用 于确定列车在轨道上的位置。
基于轨道电路的定位是通过轨道电路的信号传输 和接收来实现列车位置的确定，而基于无线通信 的定位则是通过列车与地面设备之间的无线通信 来确定列车位置。
常用的列车定位技术包括基于轨道电路的定位和 基于无线通信的定位。
提升旅客出行体验
CBTC系统能够提供更加准确、 可靠的列车时刻信息，提高旅 客出行满意度。
增强系统可靠性
CBTC系统采用冗余设计和技 术，提高了系统的可靠性和可 用性。
02
cbtc系统功能介绍
列车定位与追踪
列车定位
通过GPS、北斗等卫星定位技术，结合地面应答器、轨道电路等设备，实现列车精确位置的实时追踪 。
列车运行控制系统列控地面设备地面设备
列车运行控制系统（CBTC）列控地面设备简介列车运行控制系统（CBTC，Communication-Based Train Control System）是一种现代化的列车运行控制系统，它利用通信技术实现对列车的实时监控和控制。
CBTC系统主要由列控地面设备和列控车载设备两部分组成，其中列控地面设备是CBTC系统的重要组成部分之一。
列控地面设备的功能列控地面设备是CBTC系统的一个重要组成部分，它主要负责以下功能：1.列车监控：列控地面设备通过与列控车载设备的通信，实时监控列车的位置、速度、运行状态等信息，以确保列车的安全运行。
2.列车调度：列控地面设备根据列车的位置和运行状态，通过分配和调整列车的运行计划，实现列车的高效运行和调度。
3.信号控制：列控地面设备负责控制信号系统，根据列车运行的需要，通过控制信号灯的状态，引导列车的运行和停车。
4.道岔控制：列控地面设备通过控制道岔的转向和锁闭，实现列车的换线和调度。
5.通信管理：列控地面设备通过与列控车载设备的通信，以及与其他列控地面设备的通信，实现系统内各个设备之间的信息交换和管理。
列控地面设备的组成列控地面设备由多个子系统组成，包括：1.中央控制器（CC）：中央控制器是列控地面设备的核心部分，负责对整个CBTC系统进行控制和管理。
它接收和处理来自列控车载设备和其他子系统的数据，根据系统的运行状态做出相应的决策和调度。
2.列车监控系统（TMS）：列车监控系统负责监控列车的位置、速度、运行状态等信息，并将这些信息传输给中央控制器。
中央控制器根据这些信息，对列车进行调度和管理。
3.信号控制系统（SCS）：信号控制系统负责控制和管理列车的信号系统。
它根据列车的位置和运行状态，通过控制信号灯的状态，引导列车的运行和停车。
4.道岔控制系统（ICS）：道岔控制系统负责控制和管理列车的道岔系统。
它根据列车的运行需求，控制道岔的转向和锁闭，实现列车的换线和调度。
CBTC系统
CBTC系统目录1. 概述 (2)2. CBTC系统组成 (3)3. CBTC各子系统介绍 (4)3.1. ATS系统 (4)3.1.1. 调度中心系统 (4)3.1.2. 车站系统 (5)3.1.3. 基于CBTC的A TS子系统主要功能特点 (6)3.2. 计算机联锁系统（SICAS） (9)3.3. 列车自动防护系统（ATP) (19)3.3.1. 轨旁子系统 (19)3.3.2. 车载子系统 (20)3.3.3. 子系统功能 (23)4. ATO子系统 (28)4.1. 主要组件 (29)4.1.1. ATO功能 (29)4.1.2. 轨旁设备 (30)4.1.3. 车载设备 (30)4.1.4. 列车运行控制原理 (31)4.1.5. 站停控制 (31)4.1.6. 跳停 (32)4.1.7. 扣车 (32)5. 4. 无线 (32)5.1. 数据通信系统的设计与实现 (33)5.1.1. DCS整体结构 (33)5.1.2. 车地无线通信系统 (34)5.1.3. 车载通信单元 (35)5.1.4. 空间无线通道 (35)6. 系统特点 (36)1.概述概述：CBTC(Communication Based Train Control)系统是一个安全的，具有高可靠性、高稳定性的基于无线的列车自动控制系统，现较广泛的应用于城市轨道交通运输中。
它最大的特点是可以无线通信，由列车-地面间周期传递列车位置信息和地面-列车间传递移动授权来实现功能。
基于通信的列车控制系统（CBTC）包含两种类型一种是基于感应环线的型CBTC，一种是基于无线的CBTC。
基于无线通信的CBTC 系统是指通过无线通信方式（而不是轨道电路），来确定列车位置和实现车－地双向实时通信。
列车通过轨道上的应答器，确定列车绝对位置，轨旁 CBTC 设备，根据各列车的当前位置、运行方向、速度等要素，向所管辖的列车发送“移动授权条件”，即向列车传送运行的距离、最高的运行速度，从而保证列车间的安全间隔距离。
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一、系统组成
➢ DSU系统 城市轨道交通CBTC系统中，列车不是通过轨道电路来定位的，
是列车通过安装在车轮上的测速传感器来实现的，为了实现系统 的调度和协调统一，就要求列车和地面共用一个数据库。要实现 整个数据库的管理就需要数据存储单元DSU来实现，这个数据库 存储了列车与地面的各种信息，其中有静态数据库，也有动态数 据库。ZC功能的实现就需要不断的调用数据库中的数据。因此， 数据库中数据的安全是很重要的，在CBTC系统中是通过冗余的方 式来保证数据库中数据的安全。
由于CBTC系统能够精确的知道列车的位置，“速度一距离 模式曲线(Distance to go )”是其对列车的控制原则。事实 上，不管是CBTC系统还是传统意义上的由轨道电路完成列车 控制的系统控车原则都很相似，只不过CBTC系统对列车位置 的把握准确度更高，对列车控制的准确度也会更高，基于轨 道电路的系统，移动授权是轨道区段长若干倍，而CBTC系统， 移动授权更精确。正是CBTC系统能够更精确的控车，才有的 缩短了列车追踪间隔，使运行效率大大提高。
检查进路始、终端信号机及其状 态
多数情况下，联锁无需检查信号机条件；当线路中 设置信号机时联锁检查条件要依据信号机的位置分 别处理，详细原则见下文
检查进路所包含的轨道区段状态， 是否被征用、占用或空闲
只需明确进路路径，不需要检查区段空闲状态
检查待锁闭进路的相关敌对进路 状态，是否已经预选或锁闭
与传统联锁相同
后，如果在进路中没找到影响列车运行安全的障碍物，将行车许可的终点设置
在分配给该车的最远进路的终点，同时将行车许可范围中的所有障碍物以在行 车许可信息的形式发送给列车。
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行车许可计算过程
生成行车许可——检查静态障碍物
➢ （7）对于静态障碍物，地面ATP需要从列车车尾安全位置（行车 许可起点），按照由近到远的顺序，遍历线路上的静态障碍物的 状态是否会影响列车运行的安全。
➢ （8）对于静态障碍物中的道岔而言，在进行行车许可计算过程中 ，需要检查道岔的当前状态与进路要求的联锁状态是否相符，若 当前状态与进路要求的联锁状态相符，则认为道岔不会影响列车 运行安全，允许将行车许可延伸通过该道岔；否则，不允许行车 许可延伸，将该道岔作为终点障碍物。
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行车许可计算过程
生成行车许可——检查静态障碍物
如下图所示，列车运行在进路R1上，进路R2、R3均已排列，地面ATP通过线路上列 车运行情况及信号机的接近区段情况判断该车为最接近进路R2和R3的受控制的列车，将 进路R1、R2、R3均分配给该列车使用，这样就确定了为该列车计算行车许可需要考虑的 范围。
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行车许可计算过程
生成行车许可——检查前方障碍物
轨旁的核心设备是区域控制器ZC，它负责管理运行在其管辖范 围内的所有列车。
ZC接收VOBC发送过来的列车位置、速度和运行方向信息， 同时从联锁设备获得列车进路、道岔状态信息，从ATS接收临 时限速信息，在考虑其他一些障碍物的条件计算MA，并向列 车发送，告诉列车可以走多远、多快，从而保证列车间的安 全行车间隔。
列车通过机车上的测速传感器和线路上的应答器来得到列车的 实时位置，应答器在线路的固定位置设置，列车每经过一个应答器 就会在数据库中查找其位置，从而得到列车的精确位置，列车的实 时速度是通过测速传感器获得的，速度对时间的积分获得列车的相 对位移，每经过一个应答器的实际位置加上相对该应答器的相对位 移就可以实时的获得列车的准确位置。VOBC将列车的准确位置通过 WLAN发送给轨旁设备，实现列车对地面设备的通信。
传统联锁系统以进、出站信号机 为界限，只管理站内的进路及相 关地面信号要素，车站以外的地 面信号要素由区间设备管理
实现区域化联锁控制，将区间设备也纳入所属联锁 区，由设备集中站联锁统一管辖；联锁区之间通过 通信方式实现站间照查
《城轨正线计算机联锁逻辑设计浅析》，梁云鹏 、王呈、吕浩炯，机车电传动2012年3期 13
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一、系统组成
所谓“障碍物”包括前行列车、关闭区域、失去位置表示的 道岔，以及任何外部产生的因素如-紧急停车按钮、站台屏蔽门 、防淹门和隔离保护门等。同时，地面ATP系统还负责对相邻地 面ATP系统的行车许可请求作出响应，完成列车从一个区域到另 一个区域的交接。
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地面ATP系统与其它设备的信息交互图 18
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行车许可计算过程
3Байду номын сангаас
CBTC的突出优点是可以实现车—地之间的双向通信，并且传 输信息量大，传输速度快，很容易实现移动自动闭塞系统，大 量减少区间敷设电缆，减少一次性投资及减少日常维护工作， 可以大幅度提高区间通行能力，灵活组织双向运行和单向连续 发车，容易适应不同车速、不同运量、不同类型牵引的列车运 行控制等。
在CBTC应用中的关键技术是双向无线通信系统、列车定位技 术、列车完整性检测等。在双向无线通信系统中，在欧洲是应 用GSM-R系统，但在美洲则用扩频通信等其他种类无线通信技 术。列车定位技术则有多种方式，例如车载设备的测速-测距系 统、全球卫星定位、感应回线等。
CBTC相比传统的铁路信号系统有如下特性：
不须繁杂的电缆，转而以无线通信系统代替，减少电缆铺设 及维护成本。
可以实现车辆与控制中心的双向通信，大幅度提高了列车区 间通过能力。
信息传输流量大、效率高、速度快，容易实现移动自动闭塞 系统。
容易适应各种车型、不同车速、不同运量、不同牵引方式的 列车，兼容性强。
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行车许可计算过程
生成行车许可——获得当前列车位置
➢ （1）列车运行在地面ATP系统的管辖范围内，车载设备向地面ATP 系统汇报列车位置、测距误差以及行车许可申请等信息，地面ATP 根据这些信息，计算产生列车的安全位置，如下图所示：
➢ （2）地面ATP根据计算生成的列车安全位置，确定列车在线路上 的位置。
一、系统组成
➢ VOBC子系统 在VOBC子系统中，列车的位置和运行方向信息在保证列车安
全运行中作用重大，列车定位方式采用测速传感器和地面应答器 相结合的方式实现。 ➢ DCS数据通信系统
数据通信系统采用无线局域网WLAN技术，通过沿线设无线接 入点(Access Point,AP)的方式实现列车与地面之间不间断的数 据通信。一个AP点可以传输几十千米的距离。
而保证列车的安全。 ➢ 经过安全包络处理后的列车位置称为列车的安全位置，列车汇报给地面ATP系统
的列车位置称为列车的非安全位置。
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地面ATP设备功能原理
列车安全位置
计算列车安全位置要考虑哪些因素： ➢ 测距误差 ➢ 位置汇报的生存周期 ➢ 列车最大速度 ➢ 列车加速度 ➢ 倒溜限制
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地面ATP设备功能原理
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行车许可计算过程
生成行车许可——采集障碍物信息
➢ （3）联锁采集线路内障碍物状态（道岔、屏蔽门、紧急停车按钮、计轴区段等 ），向地面ATP系统发送障碍物信息及联锁的进路信息。
➢ （4）确定行车许可的计算范围。地面ATP接收到联锁的进路信息、障碍物信息 ，根据列车在线路上的位置信息，确定列车当前能够使用的进路范围。
一、系统原理与组成
基本原理 系统根据车载测速定位设备获知列车本身在线路上的位置，
并由车载设备将列车位置、区段占用情况实时向ZC报告，同时联 锁系统将线路信息包括信号显示、道岔位置、屏蔽门状态发送给 ZC和车载，然后ZC向列车提供移动授权，对列车的运行提供保护 。
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CBTC工作原理
CBTC系统是指通过无线通信的方式实现列车和地面间连续通信 的列车控制系统。系统的核心部分为轨旁和车载两部分。
第四章 列控地面设备（4） CBTC系统地面设备组成与原理
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装备机车信号的 固定自动闭塞系统
ZPW-2000A轨道电路
列
控 系
CTCS-2级列控系统
统
地
面
设
CTCS-3级列控系统
备
应答器 列控中心
无线闭塞中心
城市轨道交通CBTC
地面ATP设备
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CBTC定义
➢ 基于通信的列车运行控制系统（Communication Based Train Control 简称 CBTC） ➢ 高分辨率列车安全定位、连续大容量双向的车-地数 据传输连续式列车自动控制系统。 ➢ 地面设备和车载设备组成
地面ATP设备功能原理
列车安全定位
➢ 地面ATP设备在对列车进行安全防护及生成MA过程中，需使用车载报告的列车位 置信息。但此位置信息不安全，地面ATP系统必须对此信息进行安全处理。
➢ 造成位置误差的因素有：车-地通信延时、丢数等。 ➢ 地面ATP系统需根据列车参数及预估的通信延时对列车位置增加相应的包络，从
一、系统组成
➢ 联锁系统
列车位 置检查 手段
联锁逻 辑检查 要素
联锁设 备管理 区域
传统联锁系统
CBTC联锁系统
由轨道电路完成，联锁检查GJ前 联锁接收区域控制器（ZC）的列车位置信息，该信
节点的状态来判断某一区段的占 息由车载ATP通过无线或其他方式传输给ZC；在后
用及出清状态
备模式下通过计轴器来确定物理区段占用情况
➢ （5）确定该列车MA需考虑的范围后，MA计算所需考虑的障碍物类型可划分为两 大类情况，分别进行遍历：一类为静态障碍物，线路上静态存在的可能影响列 车运行的障碍物（包括道岔、安全门、站台紧急关闭按钮等）；另一类为动态 障碍物，在线路上运行的列车。行车许可需考虑这两类障碍物，综合确定。
➢ （6）若对于静态障碍物和动态障碍物而言，在按照从近到远的顺序遍历障碍物
系统的主要功能。进路控制功能负责整条进路的排列、锁闭、保 持和解锁。道岔控制功能负责道岔的解锁、转换、锁闭和监督。 这些动作是对ATS子系统命令的响应。信号控制功能负责监督轨 道旁信号机的状态，并根据进路、轨道区段、道岔和其它轨旁信 号机的状态来控制信号机。