城轨交通信号系统-简介

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2.信号系统构成
2.1 世界各大城市的地铁信号系统大多采用列车自动控制系统（简称ATC， Automatic Train Control）。通常由三个子系统组成： 列车自动监控子系统（简称ATS，Automatic Train Supervision）； 列车自动防护子系统（简称ATP，Automatic Train Protection）； 列车自动运行子系统（简称ATO，Automatic Train Operation）。
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5.2
信号系统国产化实施情况
国内运营的城轨系统大多采用引进的准移动闭塞ATC信号系统，其中卡 斯柯公司的ATS系统在北京13号线、天津地铁1号线、大连轻轨、长春 轻轨和德黑兰地铁等城轨项目均得到应用。 卡斯柯公司作为阿尔斯通公司的联合体的成员，其微机联锁系统也将在 北京地铁5、10号线、机场线等项目中得到应用。 数字轨道电路、室外信号机、转辙机、电源、光电缆及车辆段、停车场 计算机联锁、计算机监测可采用国产或合资设备。 正在实施的上海地铁8、6、9号线、广州地铁4、5号线均为基于通信的 移动闭塞方式，今年中标的北京地铁4、10、2号线改造和机场线等均采 用CBTC系统。其关键产品ATP/ATO的核心部分还需要引进。 国内可配套生产的其它设备及材料详见<信号系统主要设备、材料来源 表>。 目前的信号系统设备国产化率可达60%左右，随着CBTC信号系统工程 的实施，以及更多的国内厂家的参与，预计国产化率会达到国家计委要 求的70%国产化率。
设备来 源
部分引进 进 国产 国产 国产 国产 国产 国产 国产
主要供货商
上海卡斯柯,北京铁科院等 铁科院、北京全路通、上海卡斯柯、北京交大 等 北京铁科院, 辉煌公司、北京全路通等 西安信号工厂,天津信号工厂,太原电务器材厂 艾默生、梅兰日兰、鼎汉等 天水电缆厂,焦作电缆厂,成都电缆厂,西安电缆 厂,天津电缆厂,上海电缆厂等 浙江万全信号,西安信号工厂,沈阳信号工厂等 西安信号工厂,沈阳信号工厂等
• 移动闭塞
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3.1 固定闭塞
特点
采用传统的多信息音频轨道电路 列车以固定的闭塞分区为最小行车间隔，需设置防护区段。 列车速度监控采用阶梯式控制方式。 80年代技术水准 不足： 该类系统存在传输信息量较少，列车运行控制精度不高，运行舒 适度较低、增加司机的劳动强度，线路通过能力的难以进一步提 高等缺陷 使用经验： 北京地铁一号线、上海地铁一号线的信号系统其分别引进的英国 西屋公司（WRSL）和美国GRS公司的ATC系统，该系统属上世纪70 －80年代的技术。均属固定闭塞的ATC系统。
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准移动闭塞ATC系统连续曲线速度控制示意图
速度
紧急制动速度曲线
常用制动速度曲线
实际速度曲线
距离
保护距离
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3.3 移动闭塞ATC系统
特点
采用地面交叉感应环线、漏缆、裂缝波导管或扩频电台等通信方式实现车地、地 车间双向实时的数据传输，实现实时不间断车～地双向通信，不间断的对列车各 种速度进行监控。 移动闭塞系统线路无固定划分的闭塞分区，列车间的间隔是动态的，可实现较短 的行车间隔。 可方便实现完全防护的列车双向运行模式 。 代表了国际先进水平 。
主要供 货业绩
辅助列车 检查设备 车-地通信 方式
北京地铁环线改造 、 广州4号线、广 北京机场线 州5号线、北京 10号线、南京地 铁2号线
上海地铁8 号线、9号 线、6号线
计轴 波导/无线
点式+站间闭塞 （机场线仅站 间闭塞）
无线
点式超防+站间 闭塞
感应环/ 无线
无线
后备模 式
简单超防+ 点式超 站间闭塞 防+站间 闭塞
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固定闭塞ATC系统控制曲线示意图
速度
实际速度曲线
速度码 75/55 速度1 速度码 55/35 速度2 速度码 35/0
紧急制动曲线
速度3
距离
保护区段
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3.2
特点
准移动闭塞ATC系统
采用数字音频无绝缘轨道电路或其他传输方式实现连续曲线速度控制模 式 列车以固定的闭塞分区为最小行车间隔，需设保护距离。 具有较大的信息传输量和较强的抗干扰能力。 系统的ATP采用速度/距离曲线的控制方式，提高了列车运行的平稳性， 可以达到较好的节能效果，乘客的乘坐舒适度也可得到相应提高。 属于上世纪90年代技术水准
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移动闭塞ATC系统连续曲线速度控制示意图
速度
紧急制动速度曲线
常用制动速度曲线
实际速度曲线
距离
保护距离
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3.4
国内目前实施的主要移动闭塞项目调查
阿尔斯通（ALSTOM） 西门子(SIEMENS ) 阿尔卡特 公司 (Alcatel)公司 公司
USSI 公司
沈阳地铁 1号线
车载设备
ATP/ATO车载信号设备 ATS中央系统 电源屏及UPS
控制中心 设备
信号系统主要材料、设备及来源表（续上表）
范围 设备名称
ATS车站分机 车辆段、停车 场 设备 计算机联锁 计算机监测 电动转辙机 电源屏及UPS 电缆及光缆 其他 信号机（铝合金） 继电器（各型） 仪器仪表、维修工具、备品 备件 TSDI_DXC 18
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4.3 后备系统原理示意图
实际列车速度曲线
ATP曲线
限速
(ATO curve)
安全防护距离 （约25~30m）
F
预告功能信标
停车点
防护区段 *
*
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5. 信号系统国产化
5.1 信号国产化方案
信号系统设备国产化既要符合技术政策的要求，同时也要结 合工程的实际情况，满足其功能需求和工程的要求。 在系统设备招标的基础上，建议采用由国产设备、国产化设 备和引进设备混合组成。 优先选用国内能提供的设备和器材。 目前国内尚无满足安全和功能要求的成套ATC系统设备。与 国外供货商通过技术合作与技术转让，参与系统设计，合作 完成国产化设备的生产及工程应用软件编制、系统安装、系 统调试、服务培训等工作，从而全面掌握ATC系统产品的性 能，为系统的维护、应用打下良好的基础，最终实现国产化 和降低造价。

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4.2 后备系统构成
后备系统可实现以下二级技术条件 ： 站间闭塞模式：在各站计算机联锁设备完好的情况 下，由联锁系统提供站间自动闭塞功能，列车按照 信号机显示行车，列车由司机人工控制保证安全。 点式防护模式：该模式具有全程的ATP防护。如果 司机丧失警惕越过红灯，车载控制器会通过轨旁设 备接收到的信息触发紧急制动，以保证了运行的安 全。
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4.
基于通信的移动闭塞信号系统 （CBTC）后备系统简介
4.1后备系统的必要性


目前在建及拟建的城轨交通项目中，信号系统大多采用CBTC(CommunicationsBased Train Control)系统，该系统为目前最先进的列车运行控制系统，国外有 CBTC系统无后备系统的运营经验，但是根据目前国内实施的CBTC项目来看， CBTC系统采用适当的后备系统还是必要的，主要考虑如下几点： 4.1.1 线路开通初期，信号系统不具备ATP/ATO开通条件的临时过渡期间列车运 行时。如广州的3、4、5号线，上海的8号线、9号线、6号线等，均由于工期紧 张等原因，采用先开通后备系统，线路开通运营后再调试CBTC系统的方式。 4.1.2 晚间工程车运行时。工程车一般不装备车载信号系统，若无后备系统，工 程车的安全只能通过人工保证，存在安全隐患。 4.1.3 CBTC系统失去车―地通信。
2.2 信号系统设备按地域划分,可分为: 控制中心设备； 车站与轨旁设备； 车载设备； 车辆段与停车场设备; 维修中心设备。
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3 .信号系统闭塞方式
目前在世界各大城市的城市轨道交通工程中投入使 用的信号ATC系统按闭塞方式划分，主要有下列制 式 ：
• 固定闭塞 • 准移动闭塞
车站及地 面设备
信标 ATP/ATO轨旁设备、计算机联锁 交流转辙机 电源屏及UPS
(含试车线)
SIEMENS,US&S,ALCALTEL, ALSTOM (上 海卡斯柯)等 西安信号工厂,天津信号工厂,太原电务器材 厂 艾默生、梅兰日兰、鼎汉等 SIEMENS,US&S,ALCATEL,ALSTOM 等 上海卡斯柯,北京铁科院等 梅兰日兰、梅兰日兰、鼎汉等 17
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信号系统主要材料、设备及来源表
范围 设备名称
ATS车站分Baidu Nhomakorabea 轨旁通信设备
设备来 源
部分引 进
部分引 进 部分引 进 部分引 进 国产 国产 部分引 进 部分引 进 国产 TSDI_DXC
主要供货商
上海卡斯柯,北京铁科院等 SIEMENS,US&S,ALCATEL,ALSTOM等
城市轨道交通
信号系统设计简介
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1. 信号系统概述
在城市轨道交通中，信号系统是保证列车安全、快 捷、正点、高密度不间断运行的重要技术装备。为 提高运输能力、降低运营成本、取得良好的社会效 益与经济效益，必须配备现代化的信号安全系统。
城市轨道交通的信号系统需要设置行车指挥中心、 沿线各车站的地面控制设备及车载控制设备。

不足：
工程实施经验较少，系统成熟性有待进一步检验、系统国产化有待进一步深化。 目前无地下开通和经受大客流冲击的经验。
使用经验：
加拿大温哥华“天车线”、拉斯维加斯的NOMORAIL 、香港KCRC西线铁路、 吉隆坡城市轻轨 、香港迪斯尼线 新加坡东北线 (ALSTOM)； 美国旧金山BART线（英国GE公司）。 目前国内使用的移动闭塞系统主要有：除武汉轻轨已开通外，北京地铁环线改造、 北京机场线采用阿尔斯通公司的系统，上海地铁8、6、9号线、广州地铁3号线、 北京地铁10号线采用的阿尔卡特公司的系统和广州地铁4、5号线和北京地铁4号 线使用的SIEMENS公司的系统都是正在实施阶段。
不足：
准移动闭塞系统是各公司的独立开发的，硬件及软件的差异很大，很难 实现兼容。 并且对相关专业接口的差异性，设计相对困难。
使用经验：
上海地铁2号线、天津津滨快速轨道交通线引进美国USSI公司；深圳地 铁一期工程、广州地铁1号线、2号线引进德国SIEMENS公司、上海3、 4号线（明珠线）引进法国ALSTOM公司、应用于西班牙马德里地铁和 英国伦敦地铁Jubilee新线英国西屋公司的ATC系统。