《移动闭塞信号系统介绍》

《移动闭塞信号系统介绍》

一、信号闭塞的基本概念

所谓闭塞就是指利用信号设备把铁路线路人为地划分成若干个物理上或逻辑上的闭塞分区，以满足安全行车间隔和提高运输效率的要求。

目前，信号闭塞原则是按照atp/ato制式来划分的，基本上可以分为三类，即：固定闭塞、准移动闭塞和移动闭塞。

二、各种信号闭塞制式在城市轨道交通中的发展应用

目前在城市轨道交通中使用的信号系统一般称之为atc系统，大多应用于80km/h以下的轨道交通工程中。atc系统主要由atp、ato、计算机联锁以及ats四个子系统构成，其atp/ato制式主要有两种：第一，基于多信息移频轨道电路的固定闭塞，采用台阶式速度控制模式，属二十世纪八十年代技术水平，其列车运行间隔一般能达到180秒。西屋公司、grs公司分别用于北京地铁、上海地铁一号线的atp、ato系统属于此种类型；

第二，基于数字轨道电路的准移动闭塞，采用距离/速度曲线控制模式的atp/ato系统，属二十世纪九十年代技术水平，其列车运行间隔一般能达到90～120秒。西门子公司在广州地铁一号线使用的lzb700m、us＆s公司在上海地铁二号线使用的af-900以及我国香港地区机场快速线（最高速度达135km/h）使用的阿尔斯通公司sacem （atp/ato）信号系统均属于此种类型。

上述两种列车控制模式均为基于轨道电路的列车控制系统。基

于轨道电路的速度-距离曲线控制模式的tp/ato系统，采用“跳跃式”连续速度-距离曲线控制模式，“跳跃”方式按列车尾部依次出清各电气绝缘节时跳跃跟随。采用在传统轨道电路上叠加信息报文方法，即把列车占用/空闲检测和atp信息传输合二为一，它们的追踪间隔和列车控制精度除取决于线路特性、停站时分、车辆参数外还与atp/ato 系统及轨道电路的特性密切相关，如轨道电路的最大和最小长度、传输信息量的内容及大小、轨道电路分界点的位置等。

由于基于轨道电路的atc系统是以轨道区段作为列车占用/空闲的凭证，地－车通信是通过钢轨作为信息发送的传输媒介。这种方式存在以下几方面缺陷：

（1）列车定位精度由轨道区段的长度决定，列车只占用部分轨道电路就认为全部占用，导致列车定位精度不高。

（2）由轨道电路向列车传输信息，传输的信息量受钢轨传输介质频带限制及电化牵引回流的干扰，难以实现大信息量实时数据传输。

（3）交通容量受到轨道区段划分的限制，传统atc系统很难在每小时30对列车的基础上有较大的突破。

（4）传统atc速度控制曲线追随性较差。

（5）行车间隔越短，轨旁设备越多，导致维修困难，运营成本高。

随着通信技术的快速发展，为了解决上述缺陷，近年来国际上几家著名的信号系统制造商如加拿大阿尔卡特公司、法国的阿尔斯通

公司、美国的通用电气公司、德国的西门子公司、英国的西屋公司等纷纷开展了基于“通信”的移动闭塞系统的研究开发，它代表了城市轨道交通领域信号系统的一种发展趋势。

基于“通信”的移动闭塞信号系统经过多年的研究、开发与应用，与基于轨道电路的准移动闭塞信号系统相比具有以下优点：（1）可缩短行车间隔时间（列车运行间隔可达到75～90秒），特别是对整条线路追踪能力紧张的车站起关键作用。

（2）提供实时追随的atp连续速度曲线控制功能。

（3）由于信息传输独立于轨道电路，受外界各种物理因素干扰小，运行可靠，设备调试和维护成本将大大降低。

（4）轨旁及车载设备之间提供双向高速大容量实时数据通信链路，因此可实现实时遥控列车牵引曲线和停站时间。

（5）控制中心或任一车站均可遥测车载设备运行状态及故障信息，甚至可传输车载视频及音频信号，为实现无人驾驶准备条件。

（6）灵活的列车控制方式有利于提供最佳服务，降低能耗。

三、移动闭塞的原理

移动闭塞基本原理为。线路上的前行列车经atp车载设备将本车的实际位置，通过通信系统传送给轨旁的移动闭塞处理器，并将此信息处理生成后续列车的运行权限，传送给后续列车的atp车载设备。后续列车与前行列车总是保持一个“安全距离”。该安全距离是介于后车的目标停车点和确认的前车尾部之间的一个固定距离。在选择该距离时，已充分考虑了在一系列最坏情况下，列车仍能够被安全地分

隔开来。（原理图见下页）

四、移动闭塞信号系统的通信实现方式

基于“通信”的移动闭塞信号系统车地通信的主要方式有：（1）感应环方式；（2）波导方式；

（3）无线或无线扩频方式。（4）漏缆方式；

五、阿尔卡特seltracs40“移动闭塞”列车自动控制系统

1、系统概况

为广州市轨道交通三号线提供的seltracs40“移动闭塞”列车自动控制（atc）系统是基于以通信为基础的seltrac移动闭塞系统，它通过感应环线通信系统来提供列车与地面间的通信。本系统能够满足三号线运营能力的要求，即正线区段按6辆列车编组，最小行车间隔105秒运行。seltracs40系统正线追踪间隔（包括大石站非折返列车与折返列车之间的追踪间隔）按6辆编组列车90秒设计。

该atc系统设备的主要构成参见以下的系统结构网络图。

2、缩写释义

smc—系统管理中心；vcc—车辆控制中心；stc—车站控制器系统；vobc—车载控制器系统；tod—司机显示盘lws—车站工作站co—中央操作员

srs—运行图调整服务器ibp—车站控制盘mcs—主控系统

3、三号线信号系统与

一、二号线信号系统不同点的比较线路复杂程度，功能定位，运输组织方式不同；三号线线路走向为y形线，体育西路站位于y

形的交叉点，时刻表的编辑及运输组织都比

一、二号线情况复杂，特别在故障情况下，调度组织显得尤为重要。此外，由于三号线线路长（主线28.77km，支线7.56km），平均站间距离大（2.06km）。因此三号线设计为快速线，最高运行速度达到120公里/小时，旅行速度大于58.77km/h，支线旅行速度约47.22km/h，即主线在满足最小运行间隔105秒的情况下，可基本将每小时断面所需的列车数控制在34对以下；支线在满足最小运行间隔105秒的情况下，可基本将每小时断面所需的列车数控制在11对以下。

三号线的功能定位为规划引导型，而

一、二号线为交通疏导型；基于以上两点原因，三号线的运输组织将主要会从三个方面考虑：从时间上划分为三个阶段，即初期（xx 年）、近期（xx年）、远期（2032年）；运营交路上从初期的主、支线的大小两个交路到近、远期的三个交路；在列车编组方面将根据不同时期的具体情况按照三节或

三、六节混合的列车编组方式进行。总之，三号线将会比

一、二号线采用更为灵活的运输组织方式。

信号制式不同；

三号线为移动闭塞信号系统，而

一、二号线为准移动闭塞信号系统。atc系统的组成方式、功能实现方式不同；三号线信号atc系统为中央集中式，

一、二号线信号atc系统为分散式；三号线信号atc系统的中