城市轨道交通运输系统的主要特点-信号

城市轨道信号系统概要

一、城市轨道交通运输系统的主要特点

安全、连续、不中断运营

大容量、高密度

快速、准时，舒适

运输组织简单

保证良好运营秩序（发生运营干扰时，要求及时恢复）

相对封闭性

运行年限久远

集中运行指挥，具有一定的自动化水平

线路不易变动（除延伸外）

线路上运行车辆类型不断升级变化

设备运行时间长，维护要求高，维修时间短

二、信号系统组成及功能

信号系统在城市轨道交通中占有重要地位，它是保障轨道交通系统安全与高效运行的重要手段。信号系统的系统结构与性能直接关系到项目初期建设投资、系统运量、运行能耗、以及系统运行与维修成本。目前在城市轨道交通中使用的信号系统，大多应用于80km/h以下的轨道交通工程中。

自动化信号系统由ATP/ATO、联锁以及ATS三个子系统构成，

●ATP子系统

列车自动保护（ATP）子系统的主要功能是监督及控制列车在安全状态下运行，应满足故障-安全原则。为了确保线路列车安全、高速、高效地运行，必须装备ATP子系统。

●ATO子系统

ATO子系统是自动控制列车运行的设备。在ATP的保护下，根

据ATS的指令实现列车的自动驾驶，能够自动完成对列车的启动、牵引、巡航、惰行和制动的控制，确保达到设计间隔及旅行速度。

轨道交通系统升级为列车自动运行ATO子系统，能使整个列车自动控制系统的优越性充分发挥出来，使轨道交通的管理水平上一个档次。特别是在高密度、高速度运行的轨道交通系统中，满足高水平的列车运行自动调整，节约能源，规范对列车运行的操作控制，减轻司机的劳动强度，提高列车正点率，保证运营指针的实现，实现无人驾驶折返、车站站台精确停车控制，提高旅客乘座的舒适度都起着非常重要的作用。

●ATS子系统

中央列车监控系统在ATP子系统的支持下完成对全线列车运行的自动管理和监控。

●联锁子系统

在有道岔车站和车辆段里，联锁设备是实现道岔、信号机、轨道电路间的正确联锁关系及进路控制的安全设备。联锁设备是自动化信号系统的重要环节，是ATP子系统的重要组成部分，是确保行车安全的基础设备，必须符合故障-安全原则及必要的设备冗余。

按闭塞制式分类

目前用于城市轨道交通系统的闭塞方式有三种：固定闭塞、准移动闭塞和移动闭塞。

1）基于传统的音频轨道电路的固定闭塞ATP系统

固定闭塞又称分级速度控制方式或台阶式速度控制模式。其特点是采用固定划分区段的轨道电路，提供分级速度信息，实施台阶式的速度监督，使列车由最高速度逐步降至零。列车超速时由设备自动实施最大常用制动或紧急制动，使列车安全停车。这种控制模式只需获得轨道电路提供的速度信息即可完成列车超速防护，其制动安全性由合理安排自动闭塞分区长度来保证。这种方式所需传输的的信息量少，对应每个闭塞分区只能传送一个信息代码，即该区段所规定的最大速度码或入口/出口速度命令码，系统构成简单，设备也不复杂，因此成本低，列车速度监控采用的是闭塞分区入口/出口检查方式。

缆环线或计轴+感应电缆环线方式作为列车占用监测和ATP信息传输

媒介，具有较大的信息传输量和较强的抗干扰能力。通过音频轨道电路的发送设备向车载设备提供目标速度、目标距离、线路状态（曲线半径、坡道等信息）等信息，ATP车载设备结合固定的车辆性能信息计算出适合本列车运行的速度/距离曲线，保证列车在速度/距离曲线下有序运行，提高了线路的利用率。准移动闭塞ATP系统采用速度/距离曲线的列控方式，提高了列车运行的平稳性，列车追踪运行的最小安全间隔较固定闭塞短，对提高区间通过能力有利。

为保证列车正常运行，前后列车之间至少隔开一个轨道区段加一个制动距离和保护区段

3）基于通信的移动闭塞ATP系统

前两种闭塞制式均属于基于轨道电路的ATP系统。基于通信的移动闭塞ATP系统不依靠轨道电路，而是采用交叉感应电缆环线、漏缆、裂缝波导管以及无线电台等方式实现车地、地车间双向数据传输，监测列车位置使地面信号设备可以得到每一列车连续的位置信息和列车运行其它信息，并据此计算出每一列车的运行权限，并动态更新，发送给列车，列车根据接收到的运行权限和自身的运行状态计算出列车运行的速度曲线，车载设备保证列车在该速度曲线下运行，ATO子系统在ATP保护下，控制列车的牵引、巡航及惰行、制动。追踪列车之间应保持一个“安全的距离”。这个最小安全距离是指后续列车的指令停车点和前车尾部的确认位置之间的动态距离。这个安全距离允许在一系列最不利情况存在时，仍能保证安全间隔。列车安

全间隔距离信息是根据最大允许车速、当前停车点位置、线路等信息计算出的。信息被循环更新，以保证列车不断收到实时信息。因此在保证安全的前提下，能最大程度地提高区间通过能力。

与基于轨道电路的闭塞制式相比，移动闭塞制式具有以下主要特点：

●实现车地双向、实时、高速度、大容量的信息传输

●列车定位精度高

●列车运行权限更新快

●不受牵引回流的干扰

●轨旁设备简单，可靠性高

●缩短列车追踪间隔，提高通过能力

●能适应不同性能列车的运行

为保证列车正常运行，前后列车之间至少隔开一个制动距离和保护区段