广州地铁信号系统培训讲义
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路计算机的操作下继续运行。ATP/ATO功能将根据缺省的停站时间和缺省的自动列车 调整值在连续式通信模式和点式通信模式下工作，联锁功能继续。
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轨旁设备
2、系统结构
时刻表计算机 ATS 总线/以太网 ATC Profibus
VICOS 运行控制中心
运行调度员
点位于前行列车的后面，包括位置不确定性因素和后退边 界。一般来说，判断以下情况： • 前行列车的安全尾端加上后退边界的定位，并且运行在连 续式通信层； • 计轴器区段边界； • 与信号机相关的防护点； • 联锁安全距离的末端； • 其他的安全防护点，比如站台紧急停车防护边界、防淹门 或车挡等。
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VICOS 本地工作站
SICAS ECC ODI 联锁，三取二
TRAINGUARD MT TSCU_V 三取二
VICOS S&D
无线 单元
屏蔽门，紧急停车 按钮，防淹门
无线
[r] 无线
通信
车辆总线
( 无线)
SICAS ECC 三取二
计轴系统
转辙机 e
空气间隙
B 1 = 固定数据应答器 B 2 = 可变数据应答器
四、各子系统功能
1、ATP子系统 系统功能 • 列车自动防护系统和联锁系统一起负责列车的运行安全。 • 车载ATP计算机单元连续检测列车的位置，监督速度限制、
防护点和控制列车车门。屏蔽门（安全门）的控制基于列 车在站台区域的正确的定位。 • SICAS联锁是底层的基本防护系统。轨旁ATP计算机单元 连续监视和遵守SICAS联锁的条件，比如道岔的监督、侧 面防护、防淹门、紧急停车按钮和其他进路情况。以上信 息是轨旁ATP设备移动授权计算的基础。 • 在点式列车控制级里，移动授权来自联锁系统，即通过 LEU和可变数据应答器发送给列车的信号机的显示。
• 安全和非安全功能以及执行模块
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ATP系统与联锁一起是负责系统的安全部分。
ATP提供以下功能:
• 列车定位
速度测量
• 移动闭塞运行
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
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ATO具有以下功能: • 自动驾驶模式
在ATO系统控车后（AM模式），ATO系统完全自动控制列车运行直 到终点站（在连续通信级）。在点式通信级，ATO系统完全自动控制 列车从一个车站运行至下一个车站（AM模式）。 • 列车速度控制 在ATP最大允许速度的监督和保护下，该功能监督和控制列车的速度。 • 列车目标制动 列车目标制动功能使列车精确地停在计划规定的位置。 • 车门和站台屏蔽门/安全门的打开和关闭 列车抵达车站并停稳后，ATO功能将会打开列车车门，经通信通道由 报文触发打开站台屏蔽门（或安全门）。车门关闭将由司机或在停站 时间到时触发。在点式通信级，车门和站台屏蔽门/安全门的开关由 司机和站台工作人员控制。 • 根据时刻表生成节能速度曲线 如果列车从一个车站到下一车站有充分的旅行时间，可以通过选择该 项功能来得到一个节能优化的速度曲线，比如巡航/惰行。
LEU
B2
B1
OPG
雷达
ATP TBCU
应答器 天线
轨旁 连接盒
ATO
前端 处理器
车站 接口箱
PIIS
轨道
司机
HMI
紧急制动 常用制动
牵引力 牵引控制
车门控制 车门释放
列车系统
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车载设备
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三 、信号系统性能
- ATS响应时间： • 表示：设备状态变化至ATS中央显示不大于1秒。 • 控制：命令发出至被控系统开始执行不大于1秒。 - 信号系统中凡具有保证行车安全功能的计算机系统，如联
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- 车地通信信息更新率：每秒至少更新1次。 - ATP站台停车窗0.5m。 - ATO站台停车精度在 0.5m范围内时，正确率为99.9998%。 - ATO站台停车精度在0.3m范围内时，正确率为99.995%。 - 可用性指标： • ATC系统为：99.999% • ATC各计算机系统为：99.9998% • - 列车因信号系统的原因产生的非期望（不正常）紧急制动发生率
认的ISO质量标准和CENELEC质量及安全标准开发。与安全相关的软 件和硬件应已经通过安全认证并得到独立机构的批准，如德国铁路主 管当局（EBA），安全标准管理局（TÜV）和/或经授权的私立机构。
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二 、信号系统配置
1、系统构成
城市轨道交通信号系统由以下主要子系统组成： • 故障－安全、高可用性的微机联锁系统。 • 具备集中和本地操作能力的ATS系统 • ATP/ATO系统－连续通信式移动闭塞列车控制系统。 联锁、ATP\ATO\ATS这四个子系统被分到四个层级，以便分级实现信号系统的功能。 • 在中央一级，ATS中央集中的线路运行控制。在车站一级系统为车站控制和后备模式的
功能提供车站操作员工作站和列车进路计算机。 • 轨旁层沿着线路分布，它由微机联锁、ATP系统、信号部件、计轴和应答器部件等组
成。它们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和/或点式的通信。 • 车载层包括车载ATP和ATO功能。 在车站ATS LAN 与中央ATS之间通信中断的情况下，列车将在本地工作站HMI和列车排
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• - 传输频带、传输速度、调制解调方式及误码率等指标均 符合ITU-T标准。
• - 信号系统能满足线路初期、近期、远期编组运行的运营 能力要求，最小行车间隔109秒。信号系统正线追踪间隔 按列车90秒设计。正线折返时间应满足远期行车间隔的要 求，出入段线的能力与正线行车间隔相适应，并留有一定 的余量。
锁计算机系统、车载及轨旁 ATP 计算机系统等所有涉及 安全（Vital）的计算机系统，故障导致危险侧的概率低于 10-9/小时。 - 可靠性指标MTBF： • 任何计算机系统中的单机系统或通信通道：＞2×105小时。 • 计算机系统的外围设备：＞5×104小时。 • 计轴设备正确的计轴平均≥1×109轴，无故障工作时间 ≥1×105小时。
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• 在连续式列车控制级里，轨旁ATP的主要目的是执行移动 闭塞原理来优化列车的运行。在安全的前提下，超越固定 闭塞分区的限制。
• 移动闭塞列车间隔基于提供给轨旁ATP的列车位置报告。 在检测和识别应答器、测量列车的位移的同时，列车连续 的定位。轨旁ATP的移动闭塞安全列车追踪功能的输入来 自信号装备列车的位置报告及轨道空闲检测。在连续式列 车控制级别，移动授权来自该列车的追踪功能，并且通过 双向通信通道从轨道发送至列车。
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3、ATS子系统
列车监视和追踪 • 列车监视和追踪（TMT）是ATS中央与车站系统
的功能。TMT的任务是确定每列车在系统中的位 置，这是由跟踪列车运行实现的。列车一旦进入 系统，就可以通过人工分配车次号或通过车地报 文自动分配车次号；随后，ATS根据列车的移动 不断地修改列车的位置数据，直到列车离开系统 或进入一个不受ATS监督的区域。
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最具限制的速度曲线
速度: V
列车不能超越的区域
跟随列车的 位置不确定性
防护点 (PoP)
移动闭塞情形: 前行列车的位置不 确定性 + 后退误差
距离
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防护点 • 防护点取决于采用的运行模式。在移动闭塞模式下，防护
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２、ATO子系统
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主要部件 • ATO的主要部件在列车上，以实现列车的自动驾驶模式。ATO的功能 是非安全型的，轨旁ATO的功能通过ATS，轨旁ATP和联锁实现。 子系统功能 • 通过双向通信通道在CTC实现ATO的数据传输。 • 将满足与车辆接口的要求。 • 提供ATO的冗余。 • 驾驶模式。 • AT0控制列车的原理适应移动闭塞的要求。
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进路操作 — 自动进路排列 • 自动进路排列（ARS）是ATS系统的功能，可以
让操作员从标准的日常操作中解脱出来。其功能 是根据列车当前位置，向联锁发出进路排列命令。
• - 确保达到全线行车组织规定的旅行速度及停站时间。 • - 列车在曲线上按正常情况下运行时其未被平衡离心加速
度值应不超过0.4m/s2，jerk值不超过0.3m/s3。 • - 列车的折返时间、平均旅行速度和行车间隔指标与线路
特性、列车特性和停站时间因素密切相关。
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信号项目课程
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信号专业 一、信号系统组成 二、信号系统配置 三、信号系统性能 四、各子系统功能 五、接口 六、设备商情况 七、招标模式 八、国产化
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一 、信号系统组成
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驾驶模式
• ATP的这些安全功能与列车的驾驶和运行模式有 关。
• AM模式
ATO列车自动驾驶
• SM模式
ATP监督下的人工驾驶
• RM模式
ATP限制速度下的人工驾驶
• Cut-out模式 无ATP监督非限速人工驾驶
wk.baidu.com
• AR模式
自动折返驾驶
• DTRO模式 无人自动折返驾驶
小于0.0001次/列车单方向交路运行。 • - 热备转换时间应不影响设备工作的连续性，做到无扰转换。 • - 列车到达折返站能可靠实现自动折返（即不出现无自动折返信号）
的正确率不低于99.99%。 • - 在四号线和五号线的任何折返线、停车线和出入段线上系统设置
的列车保护区段长度不大于50米。
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• 信号系统是地铁系统的核心，它能够在保障列车运行安全的前提下， 满足运营性能的要求。
• 为地铁提供的信号系统必须是一个安全、可靠、先进的、适应地铁环 境的移动闭塞列车自动控制系统（ATC），它由四个主要子系统组成：
• 计算机联锁系统（故障导向安全） • 列车自动防护（ATP，故障导向安全） • 列车自动驾驶（ATO） • 列车自动监督（ATS） • ATS（VICOS OC）、ATP/ATO、联锁（SICAS）系统应按照世界公
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
• 其它
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防护点和超速监督 • 防护点和超速监督的任务是安全检测司机或ATO
伺服系统的当前允许速度符合列车前方的安全限 制，否则触发列车的紧急制动。 • 在任何情况和时间下，列车服从以下两种安全限 制： 零速度限制的防护点(PoP)； 最具限制的速度曲线(MRSP)。 • 如下图：最具限制的速度曲线和防护点监督
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列车追踪 列车追踪是一个轨旁的安全功能。列车追踪负责安全计算线路可变
闭塞分区的ATP空闲状态。列车的位置报告是主要输入信息，与轨旁 ATP和轨旁空闲检测状态建立了通信通道。 以下原则是列车追踪功能设计的基础： • 该功能提供线路可变闭塞分区的安全空闲信息，作为移动授权计算的 基础。 • 建立了车对地通信的列车，用列车的位置进行追踪。 • 没有建立车对地通信的列车，用轨旁空闲检测进行追踪。 • 故障列车用轨旁空闲检测进行追踪。 • 该功能检查轨旁空闲检测和列车位置报告的一致性，一旦出现差异， 提供报警。 • 在列车追踪功能里考虑元件的联锁状态，比如道岔的位置、信号机的 显示。 • 对装备车和非装备车的识别是安全（vital）功能。此功能是移动闭塞 + 固定闭塞的混合运营的基础。
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轨旁设备
2、系统结构
时刻表计算机 ATS 总线/以太网 ATC Profibus
VICOS 运行控制中心
运行调度员
点位于前行列车的后面，包括位置不确定性因素和后退边 界。一般来说，判断以下情况： • 前行列车的安全尾端加上后退边界的定位，并且运行在连 续式通信层； • 计轴器区段边界； • 与信号机相关的防护点； • 联锁安全距离的末端； • 其他的安全防护点，比如站台紧急停车防护边界、防淹门 或车挡等。
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VICOS 本地工作站
SICAS ECC ODI 联锁，三取二
TRAINGUARD MT TSCU_V 三取二
VICOS S&D
无线 单元
屏蔽门，紧急停车 按钮，防淹门
无线
[r] 无线
通信
车辆总线
( 无线)
SICAS ECC 三取二
计轴系统
转辙机 e
空气间隙
B 1 = 固定数据应答器 B 2 = 可变数据应答器
四、各子系统功能
1、ATP子系统 系统功能 • 列车自动防护系统和联锁系统一起负责列车的运行安全。 • 车载ATP计算机单元连续检测列车的位置，监督速度限制、
防护点和控制列车车门。屏蔽门（安全门）的控制基于列 车在站台区域的正确的定位。 • SICAS联锁是底层的基本防护系统。轨旁ATP计算机单元 连续监视和遵守SICAS联锁的条件，比如道岔的监督、侧 面防护、防淹门、紧急停车按钮和其他进路情况。以上信 息是轨旁ATP设备移动授权计算的基础。 • 在点式列车控制级里，移动授权来自联锁系统，即通过 LEU和可变数据应答器发送给列车的信号机的显示。
• 安全和非安全功能以及执行模块
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ATP系统与联锁一起是负责系统的安全部分。
ATP提供以下功能:
• 列车定位
速度测量
• 移动闭塞运行
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
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ATO具有以下功能: • 自动驾驶模式
在ATO系统控车后（AM模式），ATO系统完全自动控制列车运行直 到终点站（在连续通信级）。在点式通信级，ATO系统完全自动控制 列车从一个车站运行至下一个车站（AM模式）。 • 列车速度控制 在ATP最大允许速度的监督和保护下，该功能监督和控制列车的速度。 • 列车目标制动 列车目标制动功能使列车精确地停在计划规定的位置。 • 车门和站台屏蔽门/安全门的打开和关闭 列车抵达车站并停稳后，ATO功能将会打开列车车门，经通信通道由 报文触发打开站台屏蔽门（或安全门）。车门关闭将由司机或在停站 时间到时触发。在点式通信级，车门和站台屏蔽门/安全门的开关由 司机和站台工作人员控制。 • 根据时刻表生成节能速度曲线 如果列车从一个车站到下一车站有充分的旅行时间，可以通过选择该 项功能来得到一个节能优化的速度曲线，比如巡航/惰行。
LEU
B2
B1
OPG
雷达
ATP TBCU
应答器 天线
轨旁 连接盒
ATO
前端 处理器
车站 接口箱
PIIS
轨道
司机
HMI
紧急制动 常用制动
牵引力 牵引控制
车门控制 车门释放
列车系统
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三 、信号系统性能
- ATS响应时间： • 表示：设备状态变化至ATS中央显示不大于1秒。 • 控制：命令发出至被控系统开始执行不大于1秒。 - 信号系统中凡具有保证行车安全功能的计算机系统，如联
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- 车地通信信息更新率：每秒至少更新1次。 - ATP站台停车窗0.5m。 - ATO站台停车精度在 0.5m范围内时，正确率为99.9998%。 - ATO站台停车精度在0.3m范围内时，正确率为99.995%。 - 可用性指标： • ATC系统为：99.999% • ATC各计算机系统为：99.9998% • - 列车因信号系统的原因产生的非期望（不正常）紧急制动发生率
认的ISO质量标准和CENELEC质量及安全标准开发。与安全相关的软 件和硬件应已经通过安全认证并得到独立机构的批准，如德国铁路主 管当局（EBA），安全标准管理局（TÜV）和/或经授权的私立机构。
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二 、信号系统配置
1、系统构成
城市轨道交通信号系统由以下主要子系统组成： • 故障－安全、高可用性的微机联锁系统。 • 具备集中和本地操作能力的ATS系统 • ATP/ATO系统－连续通信式移动闭塞列车控制系统。 联锁、ATP\ATO\ATS这四个子系统被分到四个层级，以便分级实现信号系统的功能。 • 在中央一级，ATS中央集中的线路运行控制。在车站一级系统为车站控制和后备模式的
功能提供车站操作员工作站和列车进路计算机。 • 轨旁层沿着线路分布，它由微机联锁、ATP系统、信号部件、计轴和应答器部件等组
成。它们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和/或点式的通信。 • 车载层包括车载ATP和ATO功能。 在车站ATS LAN 与中央ATS之间通信中断的情况下，列车将在本地工作站HMI和列车排
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• - 传输频带、传输速度、调制解调方式及误码率等指标均 符合ITU-T标准。
• - 信号系统能满足线路初期、近期、远期编组运行的运营 能力要求，最小行车间隔109秒。信号系统正线追踪间隔 按列车90秒设计。正线折返时间应满足远期行车间隔的要 求，出入段线的能力与正线行车间隔相适应，并留有一定 的余量。
锁计算机系统、车载及轨旁 ATP 计算机系统等所有涉及 安全（Vital）的计算机系统，故障导致危险侧的概率低于 10-9/小时。 - 可靠性指标MTBF： • 任何计算机系统中的单机系统或通信通道：＞2×105小时。 • 计算机系统的外围设备：＞5×104小时。 • 计轴设备正确的计轴平均≥1×109轴，无故障工作时间 ≥1×105小时。
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• 在连续式列车控制级里，轨旁ATP的主要目的是执行移动 闭塞原理来优化列车的运行。在安全的前提下，超越固定 闭塞分区的限制。
• 移动闭塞列车间隔基于提供给轨旁ATP的列车位置报告。 在检测和识别应答器、测量列车的位移的同时，列车连续 的定位。轨旁ATP的移动闭塞安全列车追踪功能的输入来 自信号装备列车的位置报告及轨道空闲检测。在连续式列 车控制级别，移动授权来自该列车的追踪功能，并且通过 双向通信通道从轨道发送至列车。
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3、ATS子系统
列车监视和追踪 • 列车监视和追踪（TMT）是ATS中央与车站系统
的功能。TMT的任务是确定每列车在系统中的位 置，这是由跟踪列车运行实现的。列车一旦进入 系统，就可以通过人工分配车次号或通过车地报 文自动分配车次号；随后，ATS根据列车的移动 不断地修改列车的位置数据，直到列车离开系统 或进入一个不受ATS监督的区域。
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最具限制的速度曲线
速度: V
列车不能超越的区域
跟随列车的 位置不确定性
防护点 (PoP)
移动闭塞情形: 前行列车的位置不 确定性 + 后退误差
距离
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防护点 • 防护点取决于采用的运行模式。在移动闭塞模式下，防护
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２、ATO子系统
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主要部件 • ATO的主要部件在列车上，以实现列车的自动驾驶模式。ATO的功能 是非安全型的，轨旁ATO的功能通过ATS，轨旁ATP和联锁实现。 子系统功能 • 通过双向通信通道在CTC实现ATO的数据传输。 • 将满足与车辆接口的要求。 • 提供ATO的冗余。 • 驾驶模式。 • AT0控制列车的原理适应移动闭塞的要求。
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进路操作 — 自动进路排列 • 自动进路排列（ARS）是ATS系统的功能，可以
让操作员从标准的日常操作中解脱出来。其功能 是根据列车当前位置，向联锁发出进路排列命令。
• - 确保达到全线行车组织规定的旅行速度及停站时间。 • - 列车在曲线上按正常情况下运行时其未被平衡离心加速
度值应不超过0.4m/s2，jerk值不超过0.3m/s3。 • - 列车的折返时间、平均旅行速度和行车间隔指标与线路
特性、列车特性和停站时间因素密切相关。
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信号项目课程
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信号专业 一、信号系统组成 二、信号系统配置 三、信号系统性能 四、各子系统功能 五、接口 六、设备商情况 七、招标模式 八、国产化
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一 、信号系统组成
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驾驶模式
• ATP的这些安全功能与列车的驾驶和运行模式有 关。
• AM模式
ATO列车自动驾驶
• SM模式
ATP监督下的人工驾驶
• RM模式
ATP限制速度下的人工驾驶
• Cut-out模式 无ATP监督非限速人工驾驶
wk.baidu.com
• AR模式
自动折返驾驶
• DTRO模式 无人自动折返驾驶
小于0.0001次/列车单方向交路运行。 • - 热备转换时间应不影响设备工作的连续性，做到无扰转换。 • - 列车到达折返站能可靠实现自动折返（即不出现无自动折返信号）
的正确率不低于99.99%。 • - 在四号线和五号线的任何折返线、停车线和出入段线上系统设置
的列车保护区段长度不大于50米。
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• 信号系统是地铁系统的核心，它能够在保障列车运行安全的前提下， 满足运营性能的要求。
• 为地铁提供的信号系统必须是一个安全、可靠、先进的、适应地铁环 境的移动闭塞列车自动控制系统（ATC），它由四个主要子系统组成：
• 计算机联锁系统（故障导向安全） • 列车自动防护（ATP，故障导向安全） • 列车自动驾驶（ATO） • 列车自动监督（ATS） • ATS（VICOS OC）、ATP/ATO、联锁（SICAS）系统应按照世界公
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
• 其它
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防护点和超速监督 • 防护点和超速监督的任务是安全检测司机或ATO
伺服系统的当前允许速度符合列车前方的安全限 制，否则触发列车的紧急制动。 • 在任何情况和时间下，列车服从以下两种安全限 制： 零速度限制的防护点(PoP)； 最具限制的速度曲线(MRSP)。 • 如下图：最具限制的速度曲线和防护点监督
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列车追踪 列车追踪是一个轨旁的安全功能。列车追踪负责安全计算线路可变
闭塞分区的ATP空闲状态。列车的位置报告是主要输入信息，与轨旁 ATP和轨旁空闲检测状态建立了通信通道。 以下原则是列车追踪功能设计的基础： • 该功能提供线路可变闭塞分区的安全空闲信息，作为移动授权计算的 基础。 • 建立了车对地通信的列车，用列车的位置进行追踪。 • 没有建立车对地通信的列车，用轨旁空闲检测进行追踪。 • 故障列车用轨旁空闲检测进行追踪。 • 该功能检查轨旁空闲检测和列车位置报告的一致性，一旦出现差异， 提供报警。 • 在列车追踪功能里考虑元件的联锁状态，比如道岔的位置、信号机的 显示。 • 对装备车和非装备车的识别是安全（vital）功能。此功能是移动闭塞 + 固定闭塞的混合运营的基础。