城市轨道交通列车运行控制 CBTC 安全制动模型
城市轨道交通CBTC信号系统-ATO子系统规范
CZJS/T 0029—2015
城市轨道交通 CBTC 信号系统—ATO 子系统技术规范
1 总则
1.1 为统一城市轨道交通 CBTC 系统中 ATO 子系统的技术标准，以指导 ATO 子系统的产品设计，供设备 招标、工程设计、工程验收等参考，制定本规范。 1.2 本规范规定了城市轨道交通 CBTC 系统中 ATO 子系统的一般要求、环境条件、性能要求、功能要求、 接口与通道、电磁兼容防护、供电及电源设备等内容。 1.3 本规范适用于 120km/h 及以下的地铁、轻轨、单轨等城市轨道交通系统。 1.4 城市轨道交通 CBTC 系统中 ATO 子系统设计，除应符合本规范要求外，还应符合国家现行有关强制 性标准的规定。
3.1 术语和定义 .................................................................... 1 3.2 缩略语 ........................................................................ 3 4 一般要求 .......................................................................... 3 5 环境条件 .......................................................................... 4 6 性能要求 .......................................................................... 4 6.1 安全性要求 .................................................................... 4 6.2 可靠性、可用性要求 ............................................................ 4 6.3 可维护性要求 .................................................................. 5 6.4 性能指标 ...................................................................... 5 7 功能要求 .......................................................................... 5 7.1 列车自动驾驶 .................................................................. 5 7.2 站台停车控制 .................................................................. 5 7.3 车门监控 ...................................................................... 5 7.4 站台门监控 .................................................................... 6 7.5 运行调整 ...................................................................... 6 7.6 运营辅助 ...................................................................... 6 7.7 故障诊断和报警 ................................................................ 6 8 接口与通道 ........................................................................ 6 9 电磁兼容防护 ...................................................................... 7 9.1 电磁发射和抗扰 ................................................................ 7 9.2 接地 .......................................................................... 7 10 供电及电源设备 ................................................................... 7 附录 A （规范性附录）系统参数值 ....................................................... 8 参考文献 ............................................................................. 9
城市轨道交通CBTC系统可靠性分析与评价
城市轨道交通CBTC系统可靠性分析与评价城市轨道交通CBTC系统可靠性分析与评价一、背景介绍城市轨道交通是现代城市的重要交通工具，而CBTC （Communication-Based Train Control）系统作为一种先进的轨道交通信号控制系统，具有更高的效率和安全性。
因此，对CBTC系统的可靠性进行分析与评价，对于保障城市轨道交通运行的安全和顺畅具有重要意义。
二、CBTC系统可靠性分析方法1. 故障模式与影响分析（Failure Mode and Effects Analysis, FMEA）：通过识别CBTC系统可能出现的故障模式及其影响，从而评估系统的可靠性。
2. 可靠性块图分析（Reliability Block Diagram, RBD）：根据CBTC系统的物理结构和功能，绘制可靠性块图，通过计算各个功能模块的可靠性指标，评估系统整体的可靠性。
3. 事件树分析（Event Tree Analysis, ETA）：对CBTC系统各种故障事件进行建模和分析，根据故障事件发生的概率和影响，评估系统的可靠性。
三、CBTC系统可靠性评价指标1. 平均无故障时间（Mean Time Between Failures, MTBF）：指CBTC系统连续运行的平均时间，即系统在正常运行状态中没有发生故障的平均时间。
2. 故障频率（Failure Rate）：指CBTC系统在一定时间内发生故障的频率，通常以每小时发生的故障次数表示。
3. 故障恢复时间（Mean Time to Repair, MTTR）：指CBTC系统从发生故障到修复完毕的平均时间。
四、CBTC系统可靠性评价案例分析以某城市A地铁线的CBTC系统为例进行可靠性评价。
首先，进行故障模式与影响分析，识别系统可能的故障模式。
然后，绘制CBTC系统的可靠性块图，计算各个功能模块的可靠性指标。
最后，通过事件树分析，建立CBTC系统故障事件的概率模型，从而评估系统的整体可靠性。
城市轨道交通信号CBTC系统控制探讨
城市轨道交通信号CBTC系统控制探讨CBTC（连续列车控制）是一种城市轨道交通系统，它可以实现更高的列车数量和更高的安全性。
在CBTC系统中，列车和信号系统之间的通信是通过无线信号进行的，从而实现列车位置和速度的精确定位和控制。
它比传统的信号系统要高效和准确得多，因此，它已经成为许多城市轨道交通的首选系统。
CBTC系统通常包括多个主要部分，其中包括车辆单元、信号控制器、旁路系统等。
车辆单元包括列车上的组成部分，例如轮轴计数器、列车位置和速度传感器、以及控制器和信号接口。
信号控制器是CBTC系统的核心部分，它是一个高度可编程的控制器，用于控制列车的位置和速度。
在CBTC系统中，车辆和信号系统之间的通信是通过无线信号实现的。
列车上的轮轴计数器使用雷达测距技术，将车辆位置和速度信息传送给信号控制器。
信号控制器通过计算车辆的位置和速度，同时考虑列车的大小和形状等因素，以确定最佳速度和路径，从而提高列车的安全和运行效率。
随着CBTC系统越来越普及，在CBTC系统控制方面面临的挑战也越来越多。
其中一些挑战包括信号干扰、环境条件和数据传输错误等。
此外，CBTC系统也需要提高可靠性和安全性，以确保顺畅的运营和行驶。
为了克服这些CBTC系统控制中的挑战，需要采用一系列创新技术和措施。
例如，可以使用先进的信号控制器，并且采取多种信息技术和通信协议来保证数据传输的准确性和稳定性。
此外，也可以采取预测控制或强化学习等方法，以预测车辆行驶的情况，从而实现更为精准和高效的控制。
总的来说，CBTC系统是城市轨道交通的一个重要发展方向。
通过不断地研究和探索，可以不断提高CBTC系统的性能和效率，为城市轨道交通带来更高的安全性和可靠性。
CBTC安全制动模型
CBTC安全制动模型
一、模型介绍
CBTC安全制动模型取自于IEEE1474.1，用于计算列车之间的安全制动距离。
典型的安全制动模型如图1-1所示。
1-1 安全制动模型
根据IEEE中的定义，安全制动模型要考虑以下情况：
a) 前方列车位置的不确定性（包括后遛的最大距离）
b) 后方列车的位置不确定性
c) 列车长度
d) 列车配置
e) CBTC系统能够容许的超速
f) CBTC系统速度测量的最大误差
g) CBTC系统的反应时间和延迟时间
h) 当检测到列车超速时，列车的紧急制动加速度
i) 当检测到列车超速后，CBTC系统切断牵引力和采取紧急制动的最大反应时间
j) 紧急制动曲线(GEBR)
k) 线路坡度。
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。
城市轨道交通CBTC系统仿真实验室设计
城市轨道交通CBTC系统仿真实验室设计
本文设计了一套城市轨道交通CBTC系统仿真实验室，旨在为CBTC系统的性能评估和
优化提供实验平台。
仿真实验室由列车模型、轨道模型、通讯模型和控制算法构成。
其中
列车模型和轨道模型是仿真实验的基础，通讯和控制算法则是CBTC系统的核心部分。
一、列车模型
列车模型是CBTC系统仿真实验室的重要组成部分。
列车模型的质量和准确性直接影响CBTC系统仿真实验结果的可信度。
在列车模型设计中，需要考虑列车的物理特性、运动特性和控制特性。
列车物理特性包括列车的长度、宽度、高度、质量、空气阻力、惯性等参数；列车运动特性包括列车的加速度、速度、位置等参数；列车控制特性包括列车的制动、加速、转弯等控制参数。
二、轨道模型
三、通讯模型
通讯模型是CBTC系统仿真实验室的核心部分。
CBTC系统中的车辆和控制中心之间通
过无线信号传输实现无线通讯，通讯模型可以模拟这种无线通讯过程。
通讯模型的设计需
要考虑使用的通讯技术、数据传输速率、传输距离等参数。
同时还需要考虑通讯过程中可
能出现的噪声、干扰等因素。
四、控制算法
控制算法是CBTC系统的核心部分。
CBTC系统需要实现列车的自动驾驶，提高运输效
率和安全性。
控制算法的设计需要考虑列车的运行状态、障碍物情况、速度、位置等信息，通过先进的控制策略实现列车的自动驾驶。
在控制算法设计过程中，需要考虑CBTC系统的实现策略、控制周期、控制算法等参数。
典型的CBTC系统安全制动模型
光电技术与智能控制教育部重点实验室IEEE1474.1-2004 作业（2）Annex BExample functional block diagram for a typical CBTC system典型的CBTC系统结构框图｛Annex DTypical safe braking model 典型的安全制动模型※一个典型的CBTC系统安全制动模型如下图所示。
应当指出的是，下图并不是按比例绘制的。
这个简单的示意图，能够帮助我们对典型的CBTC安全制动模型的理解。
还应当指出的是，安全制动级数需要根据具体轨道线路情况进行调整。
在图中紧急制动曲线是以最坏的情况进行绘制的，为开环。
列车速度在A TP的防护下，这种速度曲线必须始终低于安全的速度曲线，如其中速度高于该临界安全的速度就被认为列车可能发生危险（出轨或碰撞），则启动紧急制动。
在这个模型中，安全因素是在绘制紧急制动曲线就考虑了（列车位置的不确定性），其他附加的测量误差也纳入在了CBTC系统安全制动曲线的设计中，所以并不需要添加额外的安全冗余。
ATP超速防护曲线是速度—距离曲线，如果A TP子系统检测到所测得的速度超过该曲线，就会发起紧急制动应用，直至列车速度等于或低于紧急制动曲线。
※A——列车系统反应时间。
从列车应该输出制动到设备真正输出控制命令之间有一定时间延迟。
这段是在反应时间内，走过的距离。
※B——失控加速过程。
列控系统输出制动命令到切除牵引力之间还有一定的延续时间，在最不利情况下列车在这个过程中以最大加速度运行。
※C——牵引力切断过程和惰性过程。
牵引力由最大到零的过程。
※D——制动建立过程。
制动由开始制动到完全实施制动的过程。
车载ATP安全制动曲线由GEBR制动曲线和A TP紧急制动触发曲线组成。
GEBR制动曲线是根据GEBR计算得出的，而A TP紧急制动触发曲线则是根据GEBR制动曲线计算出来的。
GEBR是指综合一系列环境条件和列车运行条件确定最坏情况下制动设备失效时，列车在正线行驶所达到的最小紧急制动水平，其中包括对最大载客量（合理的冰雪路面条件）、最小黏着力和最大顺风等因素的考虑。
城市轨道交通CBTC系统
-车载控制器，由电子单元（EU）、接口 继电器单元（IRU）、供电单元等组成。
-车载控制器的外围设备包括天线，（每个 车载控制器设2个接收天线和2个发送天 线）；速度传感器，每个车载控制器设二 个速度传感器；司机显示盘（TOD），每 列车设置两套。
• （二）铁路货物运输合同的特征 • 1．货物运输合同的标的是铁路运送货物的
行为。 • 2．铁路货物运输合同具有特殊的合同主体。 • 3．铁路货物运输合同采用标准合同的形式。 • 4．运输费用由国家定价。 • 5．货物运输合同的履行以交付货物给收货
• （三）铁路货物运输合同的合同文件 • 按季度、半年度、年度或更长期限签
按快运办理的整车货物， 运价里程每500 km 或其未满为 1 d。 • 3 .特殊作业时间: • 整车分卸货物，每增加一个分卸站，另加1天；准米轨间 直通运输的整车货物，另加1天。
• 货物的实际运到日数,从货物承运次日 起算， 在到站由铁路组织卸车的，至卸车 完了时终止；在到站由收货人组织卸车的， 至货车调到卸车地点或交接地点时终止。
• 1 .整车货物以每车为一批，跨装、爬装及
• （三) 按一批办理的限制 • 由于货物性质各不相同，其运输条件也不
一样。为保证货物安全运输，规定下列货物不 得按一批托运: • 1 .易腐货物与非易腐货物。
• 2 .危险货物与非危险货物（另有规定者除 外) 。
• 3 .根据货物的性质不能混装运输的货物，如 液体货物与怕湿货物， 食品与有异味的货物， 配装条件不同的危险货物等。
任务三 认识铁路货物运输合同
一、铁路货物运输合同
• （一）铁路货物运输合同的概念 • 铁路货物运输合同是铁路承运人将货物
CBTC互连互通列车运行控制系统的安全性分析与评估
CBTC互连互通列车运行控制系统的安全性分析与评估随着城市轨道交通的快速发展，CBTC（基于通信的列车控制系统）作为一种现代化的列车运行控制系统，广泛应用于地铁和轻轨交通系统中。
CBTC系统的安全性对于保障乘客的生命和财产安全至关重要。
因此，对CBTC互连互通列车运行控制系统的安全性进行深入的分析和评估就显得尤为重要。
首先，安全性评估的第一步是对CBTC系统的整体架构进行分析。
CBTC系统由车载设备、轨道设备、通信网络和列车控制中心组成。
通过对系统的组成部分进行详细的了解和分析，可以确定潜在的安全风险和漏洞，进而为后续的安全性评估提供有力的基础。
其次，对CBTC系统的通信网络进行安全性分析是至关重要的。
CBTC系统依赖于高速可靠的通信网络来传递列车运行数据和指令。
因此，通信网络的安全性对于CBTC系统的正常运行至关重要。
通过对通信网络的拓扑结构和安全防护措施进行仔细分析，可以识别潜在的网络攻击风险，并制定相应的安全策略和措施来加强通信网络的安全性。
第三，车载设备作为CBTC系统中的核心组成部分，其安全性分析和评估也是不可或缺的。
车载设备必须能够实时精确地接收和处理来自轨道设备和列车控制中心的指令和数据，并确保列车运行的安全性和稳定性。
通过对车载设备的硬件和软件进行详细的审查，可以发现潜在的安全漏洞，并采取相应的安全措施来防止潜在的威胁和攻击。
此外，对于轨道设备的安全性进行评估也是非常重要的。
轨道设备包括轨道电路、信号灯和道岔等，它们直接影响列车的运行和行车安全。
通过对轨道设备的可靠性和安全性进行分析，可以确保设备的正常运行和有效地预防潜在的安全隐患，为列车运行提供可靠的保障。
最后，在CBTC系统的运行过程中，列车控制中心起着至关重要的作用。
通过对列车控制中心的工作流程和安全控制措施进行分析和评估，可以识别出潜在的安全风险和漏洞，并制定相应的安全策略和措施来加强列车控制中心的安全性。
综上所述，CBTC互连互通列车运行控制系统的安全性分析和评估是确保乘客的安全出行的重要步骤。
城市轨道交通信号CBTC系统控制探讨
城市轨道交通信号CBTC系统控制探讨
CBTC系统的主要目标是实现列车的高效运行和运营安全。
在实际运行中，CBTC系统可以通过计算列车运行速度和间隔，以最优的方式调度列车，提高线路的运营能力。
CBTC系统还能够实现列车的自动控制，减少人为操作的干扰，提高运行的可靠性。
通过CBTC系统，列车之间可以进行实时通信，可以根据实际情况进行灵活调度，确保列车之间的安全间
隔。
CBTC系统的控制主要包括两个方面：列车控制和信号控制。
列车控制是指CBTC系统
对列车的运行速度和间隔进行控制，使得列车能够按照排定的计划运行，并根据实际情况
进行调整。
信号控制是指CBTC系统对信号设备的控制，通过无线通信传输信号信息，使得列车能够按照信号设备的指令运行。
CBTC系统的控制还需要考虑到轨道交通的复杂性和实时性。
轨道交通系统通常包括多个线路和多个车站，每个车站之间都有大量的列车运行，这就需要CBTC系统能够实时处理大量的数据，并进行快速的决策和控制。
CBTC系统还需要具备高度的可靠性和安全性，以应对各种故障和紧急情况。
城市轨道交通列车运行控制 CBTC 安全制动模型
专业限选课程设计课程城市轨道交通控制姓名王黎敏撰写时间：2012 年12 月13 日课题总览1) CBTC系统的结构以及各个子系统的主要功能2) 移动闭塞系统与固定闭塞系统的主要区别（系统组成、技术特点、系统性能）3) ATS的系统结构与主要功能4) ATP、ATO的主要功能5) 列车安全制动模型的基本原理6) 典型的列控系统举例作业内容第一部分：CBTC系统的结构以及各个子系统的主要功能CBTC即Communication Based Train Control System，中文名为基于通信的列车控制系统，是当前列控系统发展的最先进层次。
简述：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。
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过能力，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等。
在CBTC中不仅可以实现列车运行控制，而且可以综合成为运行管理，因为双向无线通信系统，既可以有安全类信息双向传输，也可以双向传输非安全类信息，例如车次号、乘务员班组号、车辆号、运转时分、机车状态、油耗参数等等大量机车、工务、电务等有关信息。
利用CBTC既可以实现固定自动闭塞系统(CBTC-FAS)，也可以实现移动自动闭塞系统(CBTC-MAS)。
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。
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。
基于CBTC互连互通列车运行控制系统的调度模型研究
基于CBTC互连互通列车运行控制系统的调度模型研究近年来，城市的交通拥堵问题越来越严重，而现有的列车调度系统已无法满足日益增长的交通需求。
因此，基于CBTC互连互通列车运行控制系统的调度模型研究变得尤为重要，以提高列车调度的效率和安全性。
一、概述CBTC互连互通列车运行控制系统CBTC（Communication-Based Train Control）互连互通列车运行控制系统是一种基于通信的列车控制系统。
该系统通过数据通信实时监控和控制列车的运行。
相比于传统的固定区域信号控制系统，CBTC采用了分布式的无线通信技术，实现了列车与信号设备之间的实时数据传输。
CBTC互连互通列车运行控制系统具有以下优势：1. 提高运行效率：CBTC系统通过实时监控列车运行和间距，可以更准确地控制列车的速度和停靠时间，从而提高线路的运行效率。
2. 增强列车安全性：CBTC系统通过实时监测列车的位置和速度，可以预测和避免潜在的碰撞和事故。
同时，CBTC系统利用无线通信技术实现了列车之间的实时信息交换，降低了人为因素对列车安全的影响。
3. 提供更好的乘客体验：CBTC系统可以精确掌握列车的到站时间和停车位置，提高了列车的准点性和稳定性。
同时，CBTC系统还可以提供实时的列车位置信息，使乘客更方便地了解列车动态，提前做出出行决策。
二、CBTC互连互通列车运行控制系统的调度挑战CBTC互连互通列车运行控制系统的调度面临着一些挑战，主要包括以下几个方面：1. 可靠性问题：CBTC系统依赖于无线通信技术进行数据传输，而无线信号受到环境干扰和障碍物的影响。
因此，CBTC系统的调度模型需要考虑如何提高系统的稳定性和可靠性。
2. 复杂性问题：CBTC系统涉及的列车、信号设备和通信设备数量庞大，调度模型需要考虑多个变量的影响，涉及的决策问题较为复杂。
3. 考虑多方利益问题：CBTC系统的调度需要考虑多方利益，包括乘客的出行需求、运营公司的经济效益和列车的安全性。
基于CBTC列车的ATP安全制动曲线计算模型研究
基于CBTC列车的ATP安全制动曲线计算模型研究摘要：列车的安全性制动分析是列车安全系统的重要要素分析，ATP制动触发曲线又是其中最为重要的安全系统之一。
本文首先从ATP设备反应时间、紧制时间、惰行时间、紧急制动建立时间及全减速时间等方面分析了影响列车制动距离的因素，接着对列车紧急制动干预曲线EBIC 加以分析，最后着重突出了GEBR制动曲线计算模型。
关键词：列车;列车安全; 安全制动Abstract: the safety of the train braking analysis is an important element of the train operation safety system analysis, and ATP brake trigger curve is one of the most important one of the security system. This paper from the ATP equipment reaction time, tight time measurement system, do time, emergency braking deceleration time and time and set up all analyzed the factors affecting train braking distance, then the train emergency brake intervention curve EBIC analyzed, finally especially emphasizes the GEBR brake curve calculation model.Keywords: train; Train operation safety; Safety brake引言：列车的安全因素是列车系统中最为重要的系统。
CBTC互连互通列车运行控制系统对地铁安全性的影响研究
CBTC互连互通列车运行控制系统对地铁安全性的影响研究概述：CBTC互连互通列车运行控制系统（Communication Based Train Control，简称CBTC）是一种先进的列车运行控制系统，通过无线通信和数据传输技术，实现列车与信号设备之间的实时通信与协调。
CBTC的引入对地铁安全性产生了深远的影响，本文将探讨CBTC系统对地铁安全性的影响，并分析其优点和挑战。
1. CBTC系统的工作原理及功能CBTC系统是通过高精度的地面和车载设备之间的无线通信，并结合GPS、惯性导航等技术，实现列车位置、速度和行驶方向的精确控制和监控。
与传统固定区间信号系统相比，CBTC系统能够实现更高效的车辆安排和运行，在保证安全的前提下，最大程度地提高运行的频率和数量。
同时，CBTC系统具备自动列车保护、列车参数监测、故障诊断等功能，能够提供实时的运行状态信息，以便运营人员做出及时而准确的决策。
2. CBTC系统对地铁安全性的影响2.1 车辆自动保护和安全性提升：CBTC系统的自动列车保护功能可以实时监控列车的位置和速度，并与其他列车、信号系统进行联动。
一旦发生异常情况，系统将自动产生报警信号，驾驶员亦可通过系统接收到预警信息。
这种即时的反馈和保护机制大大降低了事故的发生概率，增强了地铁的整体安全性。
2.2 减少人为错误和人为干预：传统的固定区间信号系统中，信号工人需要手动调整信号机，容易发生误操作。
而CBTC系统的自动化程度更高，减少了人为操作的机会，降低了人为错误和人为干预的风险。
通过实时的车辆监控和通信，CBTC系统能够更准确地控制列车的运行，减少了潜在的人为因素对安全性的影响。
2.3 故障自动诊断和快速修复：CBTC系统具备故障诊断功能，能够实时监测车辆和信号设备的状态，并在发生故障时提供准确的故障信息。
这样一来，维修人员可以更快地定位和修复故障，减少了维修时间和对正常运营的影响，提高了地铁的可靠性和安全性。
城市轨道交通信号CBTC系统控制探讨
城市轨道交通信号CBTC系统控制探讨
CBTC系统的控制原理主要是通过车载设备和地面设备之间进行通信交互，实现列车位置和速度的实时监测和控制。
地面设备主要包括车站控制器、信号分区器、和中央控制设
备等，通过无线通信与车载设备进行数据交换。
车载设备主要包括列车控制器、车载通信
设备、定位装置等，对列车的运行状态进行实时监测，并传输给地面设备，通过计算机算
法实现列车的控制和调度。
CBTC系统作为城市轨道交通控制系统的一种新型技术，其应用带来了诸多的优势。
首先，CBTC系统具有高精度的位置控制能力，可以有效地缩短列车的停车距离，提高了运行效率，并且可以减少人为误操作。
其次，CBTC系统采用集中控制技术，可以有效地避免人为因素导致的事故，从而提高了运行的安全性。
此外，CBTC系统具有容错能力强和故障自动隔离等优点，可以保证运行的稳定性和可靠性。
在CBTC系统的控制过程中，还需要注意一些问题。
首先，由于CBTC系统是由多个设
备组成的复杂系统，因此在系统设计和建设过程中需要充分考虑各个设备之间的兼容性和
协同性，以确保系统的正常运行。
其次，在系统运行过程中需要充分考虑不同车型和运行
线路的差异可能会引发的问题，这需要在CBTC系统的设计和实施中进行综合评估和考虑。
此外，在CBTC系统的维护和升级过程中，需要充分考虑系统的稳定性和安全性，以确保
系统的运行和发展。
CBTC系统典型安全制动模型解析
CBTC系统典型安全制动模型解析黄雷【摘要】基于通信的列车控制(CBTC)相对传统固定闭塞系统,缩短了列车之间的安全间隔距离,从而大幅提高运营效率.保障列车之间的安全间隔,是CBTC系统安全高效安全运营的核心. 分析了CBTC系统的典型安全制动模型,计算了各参数典型取值情况下不同速度列车的制动距离,论述了该模型中的重要参数对于不同速度列车的制动距离的影响.%Compared with the traditional fixed block system, CBTC could reduce the train safe separation distance and largely increase the operation efficiency.The key in CBTC safe and efficient operation is to ensure the safe operation distance.A typical safety braking modeof CBTC is analyzed, the safe braking distances for train running at different speeds are calculated based on typical values of the assumptive parameters, the impact of the key parameters on safe distance braking is also analyzed.【期刊名称】《城市轨道交通研究》【年(卷),期】2015(018)0z2【总页数】3页(P37-39)【关键词】基于通信的列车控制;安全制动模型;列车安全间隔;保障紧急制动率【作者】黄雷【作者单位】上海自仪泰雷兹交通自动化系统有限公司,201206,上海【正文语种】中文【中图分类】U231.6Author’s address Thales Saic Transportation System Limited Company,201206, Shanghai,China信号系统已经从传统的固定闭塞时代跨入了CBTC(基于通信的列车控制)时代,能有效缩短列车之间的安全间隔距离,并大幅提高运营效率,从而满足大型城市的居民出行需求。
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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专业限选课程设计课程城市轨道交通控制姓名王黎敏撰写时间：2012 年12 月13 日课题总览1) CBTC系统的结构以及各个子系统的主要功能2) 移动闭塞系统与固定闭塞系统的主要区别（系统组成、技术特点、系统性能）3) ATS的系统结构与主要功能4) ATP、ATO的主要功能5) 列车安全制动模型的基本原理6) 典型的列控系统举例作业内容第一部分：CBTC系统的结构以及各个子系统的主要功能CBTC即Communication Based Train Control System，中文名为基于通信的列车控制系统，是当前列控系统发展的最先进层次。
简述：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。
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过能力，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等。
在CBTC中不仅可以实现列车运行控制，而且可以综合成为运行管理，因为双向无线通信系统，既可以有安全类信息双向传输，也可以双向传输非安全类信息，例如车次号、乘务员班组号、车辆号、运转时分、机车状态、油耗参数等等大量机车、工务、电务等有关信息。
利用CBTC既可以实现固定自动闭塞系统(CBTC-FAS)，也可以实现移动自动闭塞系统(CBTC-MAS)。
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。
优点：与使用轨道电路的传统列控系统相比，CBTC有以下显著优点：（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。
结构：目前能提供CBTC 系统的信号设备供应商只有寥寥几家，如德国西门子，法国阿尔斯通、美国USSI 和加拿大庞巴迪等，各个厂商的CBTC 系统的结构虽然有细小差别，但是大体类似。
这里以西门子的CBTC 作为描述对象。
按照功能，西门子的CBTC 可以划分为以下五部分：计算机联锁子系统 （ＩＬ）列车自动防护子系统 （ＡＴＰ） 列车自动驾驶子系统 （ＡＴＯ） 列车自动监督子系统 （ＡＴＳ） 无线传输系统（Radio ）其结构如下：列车自动监督TRAINGUARD MT 轨道空闲检测 联锁无线、应答器 中央轨旁 通信各部分主要功能：1、计算机联锁子系统：SICAS （商品名）系统功能: ➢ 轨道空闲检测 ➢ 进路控制 ➢ 道岔控制➢ 信号机控制系统结构：2、列车自动防护子系统列车自动防护负责列车的安全运行。
在地铁系统中它完成保证安 全的各种任务。
ATP 连续检测列车的位置和速度、监督列车的速度限制、车门的控制、监督和启动屏蔽门及安全门、追踪所有装备信号设备的列车、考虑联锁条件并为列车产生移动授权。
ATP 是列车自动控制系统(ATC)的一部分，它分为轨旁单元和车 载计算机单元。
通过轨旁到列车的无线通信网络，在轨旁单元和车载单元之间建立了双向通信。
具体功能包含有：➢ 列车定位 ➢ 速度测量 ➢ 移动闭塞运行操作和显示系统以太网控制系统总线EIM ECC1联锁计算机EIM ECC2EIM ECC3EIM ECC4EIM ECCnODIPROFIBUS 元件接口模块总线PROFIBUS 联锁总线➢ 列车追踪➢ 列车间隔➢ 临时速度限制➢ 运行方向和后退的监督 ➢ 停稳监督➢ 车门监督及释放 ➢无人自动折返 ➢ 站台屏蔽门/安全门 ➢ 列车完整性 ➢ 速度监督 ➢ 防淹门➢ 处理防护点和运行停车点 ➢ 紧急停车按钮结构：3、列车自动驾驶子系统：TRAINGUARD （商品名）列车自动驾驶ATO 负责控制列车的运行，例如列车的自动离站， 列车的速度调节，列车的目标制动以及车门、屏蔽门和安全门的开/关的启动控制。
ATO 设备没有安全相关的功能，因为ATO 总是运行于ATP 的安全监督之下。
ATO 的主要部件在列车上，以实现TG MT 的自动驾驶模式。
ATO 的功能是非安全型的，ATO 车载单元是单通道的计算机。
轨旁ATO 的功能通过ATS ，轨旁ATP 和SICAS 实现。
所以，ATO 轨旁功能不需额外的物理设备。
具体功能包含：➢ 自动驾驶模式 ➢ 列车速度控制 ➢ 列车目标制动➢ 根据时刻表生成节能运行曲线➢ 车门和站台屏蔽门/安全门的打开和关闭轨旁ATP轨旁ATPSICAS 联锁SICAS 联锁VICOS ATS车载ATP车载ATOAAEBBCCD4、列车自动监督子系统：VICOS OC 501（商品名）VICOS OC 501系统的系统环境基于标准的硬件和系统体系结构。
服务器采用SUN-Blade工作站和UNIX操作系统，各个部件和服务器之间应通过高速以太局域网连接。
ATS局域网中采用TCP/IP通信协议，用两台以太网交换机实现路由功能。
在每个联锁站，配有高可靠性的冗余FEP用于采集来自其他外部子系统（如PIIS，DTI,IBP）的信息。
车站FEP提供一个时钟信息到PIIS。
这些现场信息再被传输到OCC的ATS计算机。
其他相关系统，如车辆段联锁、MCS、无线传输等则通过一台放置在OCC的FEP来处理，EMCS和SCADA的接口信息由MCS提供。
LOW、TRC和S&D系统直接与SICAS ECC和TG MT通信。
主要功能：➢列车监视和追踪➢列车自动调整➢时刻表系统➢控制中心ＨＭＩ➢车站操作员工作站ＬＯＷ➢事件列表—报警和消息列表系统结构：5、无线传输子系统此无线通信系统（名为RailCom Wireless）使TRAINGUARD®MT列车控制系统可以在轨旁、中央和车载设备之间进行通信，该通信使用标准网际协议（IP）寻址机制。
此系统使用基于RailCom Wireless宽带通信平台派生出的无线局域网（WLAN）技术。
此系统同时也是在西门子车地通信综合管理概念（ITTCom）的基础上形成的。
ITTCom提供多程序并行应用的无缝集成，包括安全相关的应用程序（列车自动保护等），自动化应用程序（列车自动运行，列车自动监督等），以及维护应用程序（远程诊断等主要参数：列车控制的数据传输速率：40 kbps此系统被配置为连续且无缝地为每列车的列车控制程序提供40kbps的数据传输速率。
如果将来需要的话，此系统自身能够提供更高的数据传输速率。
报文传输时间：小于500毫秒注册时间：小于5秒漫游时间：小于100毫秒无缝漫游的列车速度：可高达100公里/小时纠错前列车控制的帧错误率：小于10E-6纠错对信号系统安全无影响。
系统容量：2000辆列车。
系统结构：第二部分：移动闭塞系统与固定闭塞系统的主要区别闭塞定义：在轮轨交通中，为保证列车运行安全，须保证列车间以一定的安全间隔运行，铁路行业将这个安全间隔称为闭塞。
早期，人们通常将线路划分为若干闭塞分区，以不同的信号表示该分区或前方分区是否被列车占用等状态，列车则根据信号显示运行。
不论采取何种信号显示制式，列车间都必须有一定数量的空闲分区作为列车安全间隔。
固定闭塞和准移动闭塞信号控制系统传统的信号系统中采用的“车—地通信”，是一种通过轨道电路实现地面控制系统向列车传输信息的的单向传输系统，所构成的信号系统是固定闭塞或准移动闭塞的信号系统。
传统的固定闭塞信号控制，采用阶梯式速度控制方式，对应每个闭塞分区只能传送一个该分区所规定的最大速度命令码，称为固定闭塞系统。
其特点是线路被划分为固定位置、某一长度的闭塞分区、一个分区只能被一列车占用；闭塞分区的长度按最长列车、满负载、最高速度、最不利制动率等不利条件设计；列车间隔为若干闭塞分区，而与列车在分区内的实际位置无关；制动的起点和终点总是某一分区的边界；要求运行间隔越短，闭塞分区(设备)数也越多，列车最小运行间隔≥120s；采用模拟轨道电路、轮轴传感器、加点式或环线传输，信息量少。
该方式不易实现列车的舒适、节能控制限制了行车效率的提高。
与固定闭塞不同的是，准移动闭塞信号系统采用一次模式曲线控制方式，并且可以根据地面信号设备提供的目标速度、目标距离、线路状态(曲线半径、坡道等数据)等信息，车载设备计算出适合于本列车运行的模式速度曲线。
制动的起点可以延伸，但终点总是某一分区的边界(根据每个区段的坡道、曲线半径等参数，包含在报文中)；要求运行间隔越短，闭塞分区(设备)数也越多，列车最小运行间隔≥100s；采用报文式数字轨道电路，辅之环线或应答器，信息量较大。
CBTC移动闭塞系统基于通信技术的列车控制系统(CBTC)不是通过轨道电路来确定列车的位置，向车载设备传递信息，而是利用通信技术，通过车载设备、现场的通信设备与车站或列车控制中心实现信息交换完成速度控制。
随着技术的发展和需求的牵引，人们开始采用基于无线通信的列车控制系统，也就是采用在列车和轨旁设置无线电台实现列车与地面控制系统之间连续的双向通信，做到真正的双向“车—地通信”，从而实现基于通信的列车控制系统(CBTC)，其技术体制属于移动闭塞系统。
CBTC的基本原理是：ATP地面设备周期性地接受本控制范围内所有列车传来的列车识别号、位置、方向和速度信息。
相应地，ATP地面设备根据接收到的列车信息，确定各列车的移动授权，并向本控制范围内的每列列车周期性地传送移动授权（ATP防护点）的信息。