城市轨道交通信号系统基本知识
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城市轨道交通信号系统—车辆段信号系统
信号：给出各种信号显示 闭塞：划分线路为若干区间 联锁：建立信号设备之间的制约
信号系统
• 信号系统设备必须具备较高的安全性、可靠性和可用性，符合“故障—— 安全”的原则。
信号系统
正线信号系统 车辆段信号系统
列车自动控制系统 计算机联锁系统
信号系统
轨道交通信号是“信号（显示）、闭塞、联锁”的总称，是由各类信号显示、 轨道电路、道岔转辙装置等主体设备及其他有关附属设施构成的一个完整的 体系。
信号系统的组成
信号系统的核心是列车 自动控制(ATC)系统
计算机联锁 系统
列车自动防护 （ATP）子系统
ATC系统
列车自动监控 （ATS）子系统
列车自动运行 （ATO）子系统
信号系统
• 计算机联锁、ATP、ATO和ATS各子系统之间相互渗透，实现地面控制与车 上控制相结合、就地控制与中央控制相结合，构成一个以安全设备为基础， 集行车指挥、运行调整以及列车驾驶自动化等功能为一体的自动控制系统。
设备叫做微机（计算机）联锁电气集中，简称微机联锁。
TYJL系列微机联锁系统
控制台
联 锁 机
监控机与维பைடு நூலகம்机
信号楼值班员
TYJL系列微机联锁系统
TYJL系列微机联锁系统
微机联锁系统的备机有三种工作状态：脱机状态、联机状态和热备同步状 态。
信号系统
1
概述
2 车辆段信号系统
3
正线信号系统
4 转辙机和信号机
车辆段信号系统
1.车辆段信号系统
（1）联锁 控制道岔、进路和信号并实现这三者之间的联锁的设备，叫做车站联锁
设备，简称车站联锁；
联锁
道岔 进路 信号
转换车辆运行方向 车辆运行路径
信号系统
• 信号系统设备必须具备较高的安全性、可靠性和可用性，符合“故障—— 安全”的原则。
信号系统
正线信号系统 车辆段信号系统
列车自动控制系统 计算机联锁系统
信号系统
轨道交通信号是“信号（显示）、闭塞、联锁”的总称，是由各类信号显示、 轨道电路、道岔转辙装置等主体设备及其他有关附属设施构成的一个完整的 体系。
信号系统的组成
信号系统的核心是列车 自动控制(ATC)系统
计算机联锁 系统
列车自动防护 （ATP）子系统
ATC系统
列车自动监控 （ATS）子系统
列车自动运行 （ATO）子系统
信号系统
• 计算机联锁、ATP、ATO和ATS各子系统之间相互渗透，实现地面控制与车 上控制相结合、就地控制与中央控制相结合，构成一个以安全设备为基础， 集行车指挥、运行调整以及列车驾驶自动化等功能为一体的自动控制系统。
设备叫做微机（计算机）联锁电气集中，简称微机联锁。
TYJL系列微机联锁系统
控制台
联 锁 机
监控机与维பைடு நூலகம்机
信号楼值班员
TYJL系列微机联锁系统
TYJL系列微机联锁系统
微机联锁系统的备机有三种工作状态：脱机状态、联机状态和热备同步状 态。
信号系统
1
概述
2 车辆段信号系统
3
正线信号系统
4 转辙机和信号机
车辆段信号系统
1.车辆段信号系统
（1）联锁 控制道岔、进路和信号并实现这三者之间的联锁的设备，叫做车站联锁
设备，简称车站联锁；
联锁
道岔 进路 信号
转换车辆运行方向 车辆运行路径
城市轨道交通信号系统分析
城市轨道交通信号系统分析随着城市交通的不断发展，城市轨道交通成为了一种十分重要的交通方式。
而在城市轨道交通中，信号系统则是其安全运行的重要保障。
对城市轨道交通信号系统进行分析，可以进一步了解其运行机制和安全性能。
一、城市轨道交通信号系统的基本组成城市轨道交通信号系统由信号设备和信号控制中心两部分构成。
1. 信号设备信号设备主要包括轨道信号灯、轨道信号机、信号电气设备等。
轨道信号灯用于指示列车运行的状态，通常包括红色、黄色、绿色等灯色。
轨道信号机则是通过控制信号灯的颜色来指示列车运行的方向和速度。
信号电气设备则是用来控制信号系统的运行，包括信号线路、信号电源等设备。
2. 信号控制中心信号控制中心是对城市轨道交通信号系统进行集中控制和监测的地方。
通过信号控制中心，可以对信号设备进行远程控制，并监测信号系统的运行状态，及时处理故障和异常情况。
城市轨道交通信号系统的运行原理主要是通过信号设备和信号控制中心的协调配合来实现列车的安全运行。
轨道信号灯的红色、黄色、绿色分别代表停车、减速、行驶三种状态。
红色信号灯代表列车需要停车，黄色信号灯代表列车需要减速，绿色信号灯代表列车可以行驶。
2. 轨道信号机轨道信号机通过控制轨道信号灯的颜色来指示列车运行的方向和速度。
在信号控制中心的指令下，轨道信号机可以改变信号灯的状态，从而实现列车的安全运行。
城市轨道交通信号系统的安全性能是其最重要的性能之一。
信号系统的安全性能主要取决于信号设备的可靠性和信号控制中心的响应速度。
信号设备的可靠性是保障列车安全运行的重要因素。
只有当信号设备工作稳定可靠时，才能确保列车的安全行驶。
对信号设备的设计和制造要求非常严格，必须具备高可靠性和高安全性。
信号控制中心的响应速度直接影响列车的安全运行。
只有当信号控制中心的响应速度足够快时，才能及时发现和处理信号设备的故障和异常情况，确保列车的安全行驶。
随着城市轨道交通的不断发展，城市轨道交通信号系统也在不断进行创新和改进。
城市轨道交通信号控制系统认识
高效
2）缩短列车运行间隔
❖ 城市轨道交通因其特性，一般只能通过缩短列车运行间隔 增加运量
❖ 信号系统可以使后车更精确的掌握前车的位置，做出更及 时准确的判断和操作，开得离前车更近（90s以内）
❖ 最大程度上提高城轨系统的通过量，提高效益
3）提高列车运行速度及效率
❖ 由ATP系统精确给出推荐速度，甚至由ATO系统自动驾驶 列车
一、正线信号系统（ATC）
2、ATS子系统（列车自动监控系统） ❖ 功能
实现对列车运行的监督和控制，辅助行车人员对全线列车运行进行 管理，统一指挥调度。
❖为行车指挥人员提供全线列车的运行状态显示 ❖监督和记录运行图的执行情况 ❖列车运行偏离运行图时自动调整 ❖向PAS(广播系统）发送列车实时运营信息 ❖向PIS（乘客信息系统）发送列车实时运营信息
❖ 设备组成 轨旁设备：测定站停精确度的应答器 检测列车停车信息的应答器 车载设备：2套车载子系统（CC）
二、车辆段/停车场信号系统
❖ 功能 ❖ 通过联系电路实现与正线的接口 ❖ 办理列车出、入段进路 ❖ 控制车辆段/停车场内的调车作业 ❖ 控制试车线的试车作业
二、车辆段/停车场信号系统
❖ 设备组成 ❖ ATS分机：放置在车辆段调度室
➢ 采集车辆段内存车库线占用情况 ➢ 采集进、出段列车信号机状态 ➢ 给控制中心传送以上信息进行显示 联锁设备：独立设置 ➢ 控制车辆段内信号 ➢ 通过ATS分机与控制中心（OCC）交换信息 微机监测设备 ➢ 实时监测车辆段/停车场范围内所有信号设备的状态
二、车辆段/停车场信号系统
❖ 设备组成 ❖ 轨道电路：50HZ相敏轨道电路
三、车载设备
车载ATP/ATO 计算机单元
定位补 偿设备
2）缩短列车运行间隔
❖ 城市轨道交通因其特性，一般只能通过缩短列车运行间隔 增加运量
❖ 信号系统可以使后车更精确的掌握前车的位置，做出更及 时准确的判断和操作，开得离前车更近（90s以内）
❖ 最大程度上提高城轨系统的通过量，提高效益
3）提高列车运行速度及效率
❖ 由ATP系统精确给出推荐速度，甚至由ATO系统自动驾驶 列车
一、正线信号系统（ATC）
2、ATS子系统（列车自动监控系统） ❖ 功能
实现对列车运行的监督和控制，辅助行车人员对全线列车运行进行 管理，统一指挥调度。
❖为行车指挥人员提供全线列车的运行状态显示 ❖监督和记录运行图的执行情况 ❖列车运行偏离运行图时自动调整 ❖向PAS(广播系统）发送列车实时运营信息 ❖向PIS（乘客信息系统）发送列车实时运营信息
❖ 设备组成 轨旁设备：测定站停精确度的应答器 检测列车停车信息的应答器 车载设备：2套车载子系统（CC）
二、车辆段/停车场信号系统
❖ 功能 ❖ 通过联系电路实现与正线的接口 ❖ 办理列车出、入段进路 ❖ 控制车辆段/停车场内的调车作业 ❖ 控制试车线的试车作业
二、车辆段/停车场信号系统
❖ 设备组成 ❖ ATS分机：放置在车辆段调度室
➢ 采集车辆段内存车库线占用情况 ➢ 采集进、出段列车信号机状态 ➢ 给控制中心传送以上信息进行显示 联锁设备：独立设置 ➢ 控制车辆段内信号 ➢ 通过ATS分机与控制中心（OCC）交换信息 微机监测设备 ➢ 实时监测车辆段/停车场范围内所有信号设备的状态
二、车辆段/停车场信号系统
❖ 设备组成 ❖ 轨道电路：50HZ相敏轨道电路
三、车载设备
车载ATP/ATO 计算机单元
定位补 偿设备
城市轨道交通通信信号系统
上海地铁采用的ATC制式 共有五种制式
不同的ATC系统向列车传送的控制信号
上海地铁一号线建于80年代末，当时模拟技术占主导地位，选用了基于模拟音频无绝缘轨道电路的ATC系统，其信息量小且是不连续的。 上海地铁二号线建设时，数字技术走向成熟应用阶段，选择了基于数字编码轨道电路的ATC系统，控制中心向列车连续发送“目标速度”。 上海地铁三号线的ATC系统，向列车传送的信息内容是“进路地图”的“目标距离”，由车载计算机自己决定运行速度。 由于其运量及其车辆性能等原因，上海地铁五号线采用点式ATC系统。
01
02
7-1 城市轨道交通ATC系统的特点
传统信号系统是通过设置在地面的色灯信号机来传递不同的行车命令，这种制式基本上是依赖司机进行速度控制和调整，依靠司机保证行车安全。
ATC系统将机车信号作为主体信号，传递给列车的信号是具体的速度或距离信息，列车按调度人员设置的时刻表，实现自动运行、自动折返、自动调整停站时分，以及运用程序定位实现列车在车站的停车控制。
城市轨道交通信号系统
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1、轨道交通信号的作用
确保列车运行的安全，防止追尾和冲突。
提高运行效率。
实现列车运行的自动化。
轨道交通信号的作用
STEP1
STEP2
STEP3
与轨道交通其他设施、系统一样，信号系统也沿用铁路的概念、设施和手段。
城市轨道交通线路短、站间距小、运营密度大、运营线路条件差（隧道、弯道多），不能完全套用铁路信号的概念、设施和手段。
它给行车调度人员显示全线列车的运行状态，监督和记录运行图的执行情况，在列车因故偏离运行图时及时做出反应（提出调整建议或者自动修整运行图）。
城市轨道交通信号基础复习资料教材课程
总结词：基本概念
详细描述：城市轨道交通信号是指导列车安全、高效运行的关键因素，它通过各 种信号设备向列车传达运行指令，确保列车按照规定的时间、速度和方向行驶。
城市轨道交通信号系统的组成
总结词：系统构成
详细描述：城市轨道交通信号系统由多个子系统组成，包括列车控制系统、联锁系统、自动闭塞系统、调度集中系统等。这 些子系统协同工作，共同完成列车运行的指挥任务。
利用无线通信技术，实现列车与地面设备之间的连续、双向信息传输，提高列车控制精度 和安全性。
有源电能管理系统
通过有源电能管理系统，对列车运行过程中的电能进行实时监测与优化控制，降低能耗。
基于大数据的决策支持系统
利用大数据技术，对海量数据进行挖掘和分析，为决策者提供科学依据和支持。
谢谢
THANKS
智能化与自动化发展趋势
列车自动驾驶技术
随着人工智能和自动化技术的发展，列车自动驾驶将成为未来城 市轨道交通信号系统的重要发展方向。
智能调度系统
通过大数据、云计算等技术，实现智能调度，提高列车运行效率 和安全性。
自动化检修维护
利用物联网和传感器技术，实现信号设备的自动检测与维护，降 低运营成本。
信号系统互联互通技术发展
维修人员管理
对维修人员进行培训、考核和评 估，提高维修队伍的专业水平。
05 城市轨道交通信号安全与可靠性
CHAPTER
信号安全技术措施
信号设备冗余设计
01
通过多重备份和冗余系统，确保信号设备在故障情况下仍能正
常运行。
信号设备故障检测与诊断
02
采用先进的故障检测与诊断技术，及时发现并处理设备故障。
信号设备安全防护
03
采取物理和逻辑安全措施，防止未经授权的访问和恶意攻击。
详细描述：城市轨道交通信号是指导列车安全、高效运行的关键因素，它通过各 种信号设备向列车传达运行指令，确保列车按照规定的时间、速度和方向行驶。
城市轨道交通信号系统的组成
总结词：系统构成
详细描述：城市轨道交通信号系统由多个子系统组成，包括列车控制系统、联锁系统、自动闭塞系统、调度集中系统等。这 些子系统协同工作，共同完成列车运行的指挥任务。
利用无线通信技术，实现列车与地面设备之间的连续、双向信息传输，提高列车控制精度 和安全性。
有源电能管理系统
通过有源电能管理系统，对列车运行过程中的电能进行实时监测与优化控制，降低能耗。
基于大数据的决策支持系统
利用大数据技术，对海量数据进行挖掘和分析，为决策者提供科学依据和支持。
谢谢
THANKS
智能化与自动化发展趋势
列车自动驾驶技术
随着人工智能和自动化技术的发展，列车自动驾驶将成为未来城 市轨道交通信号系统的重要发展方向。
智能调度系统
通过大数据、云计算等技术，实现智能调度，提高列车运行效率 和安全性。
自动化检修维护
利用物联网和传感器技术，实现信号设备的自动检测与维护，降 低运营成本。
信号系统互联互通技术发展
维修人员管理
对维修人员进行培训、考核和评 估，提高维修队伍的专业水平。
05 城市轨道交通信号安全与可靠性
CHAPTER
信号安全技术措施
信号设备冗余设计
01
通过多重备份和冗余系统，确保信号设备在故障情况下仍能正
常运行。
信号设备故障检测与诊断
02
采用先进的故障检测与诊断技术，及时发现并处理设备故障。
信号设备安全防护
03
采取物理和逻辑安全措施，防止未经授权的访问和恶意攻击。
城轨交通信号系统-简介
TSDI_DXC
*
4.3 后备系统原理示意图
实际列车速度曲线
(ATO curve)
ATP曲线
预告功能信标
防护区段
*
安全防护距离 （约25~30m）
限速
*
停车点
TSDI_DXC
*
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。
电源屏及UPS
国产
艾默生、梅兰日兰、鼎汉等
其他
电缆及光缆
国产
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
信号机（铝合金）
国产浙江万全信号,西安信号 Nhomakorabea厂,沈阳信号工厂等
继电器（各型）
国产
西安信号工厂,沈阳信号工厂等
仪器仪表、维修工具、备品备件
TSDI_DXC
*
后备模式
点式+站间闭塞 （机场线仅站间闭塞）
点式超防+站间闭塞
简单超防+站间闭塞
点式超防+站间闭塞
TSDI_DXC
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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
*
4.3 后备系统原理示意图
实际列车速度曲线
(ATO curve)
ATP曲线
预告功能信标
防护区段
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安全防护距离 （约25~30m）
限速
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停车点
TSDI_DXC
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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。
电源屏及UPS
国产
艾默生、梅兰日兰、鼎汉等
其他
电缆及光缆
国产
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
信号机（铝合金）
国产浙江万全信号,西安信号 Nhomakorabea厂,沈阳信号工厂等
继电器（各型）
国产
西安信号工厂,沈阳信号工厂等
仪器仪表、维修工具、备品备件
TSDI_DXC
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后备模式
点式+站间闭塞 （机场线仅站间闭塞）
点式超防+站间闭塞
简单超防+站间闭塞
点式超防+站间闭塞
TSDI_DXC
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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
城市轨道交通与信号系统
城市轨道交通与信号系统1. 引言1.1 城市轨道交通与信号系统的概述城市轨道交通与信号系统是现代城市交通系统中不可或缺的重要组成部分。
它包括地铁、轻轨、有轨电车等多种交通方式，通过铁轨运行，能够快速、高效地运输大量乘客。
城市轨道交通系统具有环保、节能、安全、舒适的特点，是现代城市交通体系中的重要组成部分。
城市轨道交通系统与信号系统的概述包括了交通运输方式、信号系统、调度系统、车辆系统等多个方面。
信号系统是城市轨道交通系统中至关重要的一环，它通过信号灯、信号设备等方式来控制车辆的运行，确保交通安全和运行效率。
城市轨道交通与信号系统的建设和发展对于城市交通拥堵和环境污染问题具有重要意义。
它也是城市经济和社会发展的重要支撑，能够为城市居民提供便利、快捷的出行方式。
城市轨道交通与信号系统的建设和完善，将为城市交通运输带来新的发展机遇，推动城市交通体系的现代化和智能化。
1.2 城市轨道交通与信号系统的重要性城市轨道交通与信号系统的重要性体现在多个方面：它可以有效缓解城市地面交通拥堵问题，提高城市交通运行效率，减少出行时间。
作为清洁能源交通方式，城市轨道交通对环境影响较小，有利于改善城市空气质量，减少尾气排放。
城市轨道交通的建设和运营能够促进城市经济发展，提升城市形象和吸引力，带动周边产业发展，促进就业增长。
城市轨道交通与信号系统是现代化城市交通体系中不可或缺的重要组成部分，对城市交通、环境、经济等方面都具有重要影响和作用。
在未来的城市发展中，进一步完善城市轨道交通与信号系统，提升其智能化、安全性和便捷性，将有助于推动城市可持续发展。
2. 正文2.1 城市轨道交通系统的组成与运作原理城市轨道交通系统是由轨道车辆、轨道线路、车站设施、信号系统等多个部分组成的复杂系统。
轨道车辆是系统的核心，承载着乘客，并在轨道线路上运行。
轨道线路则是轨道车辆行驶的路径，通常分为地下、地面和高架三种形式，各有不同的特点和应用场景。
地铁信号系统知识介绍
3.信号系统分类 尽管各类信号系统在实现列车控制方式、车地数据传输方式、列车定位方式和信息量等方面各有不同，但基本上可按以下方式分类： 按各信号设备所处地域、实现功能又可分为：控制中心ATS子系统、车站及轨旁子系统、车载设备子系统。
基于固定闭塞阶梯式速度控制方式示意图 固定闭塞ATC系统： 固定闭塞又称分级速度控制方式或阶梯式速度控制模式。其特点是采用固定划分区段的轨道区段、计轴区段，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。 采用阶梯式速度控制方式的ATC系统设备构成简单，具有投资成本低，性能可靠等优点。固定闭塞轨道电路传输的信息是模拟信号，抗干扰能力差。此外，轨道电路传输的信息量有限，速度信息划分为若干等级，因此，采用阶梯式速度控制方式的ATC系统控制精度不高，不易实现列车优化和节能控制，也限制了行车效率的提高。
① ZDJ9型转辙机
功能： 转换道岔 锁闭道岔 表示道岔位置 挤岔保护
道岔
转辙机
安装装置
锁闭系统
表示系统
转辙机安装示意图
二.道岔转换系统组成和功能
多点多机
一机多点
② LED信号机 LED信号机是在地铁站场、区间作为进站、出站、进路、防护、预告、调车、复示、遮断、通过及引导等地面灯光信号之用，具有结构紧凑、能耗低、寿命长、无需调焦等特点。 国铁中信号机是给司机提供信号指示的 最主要的设备。而在地铁正线信号系统中， 正常CBTC信号模式下信号机是没有作用的 （亮蓝灯或直接灭灯），司机只依靠车载 人机界面上的信号显示来行车，不用观 看轨旁信号机指示。只有在CBTC故障降级 的情况下，正线信号机才发挥指示行车的 作用。
ATC
列车在线位置＋进路条件
基于固定闭塞阶梯式速度控制方式示意图 固定闭塞ATC系统： 固定闭塞又称分级速度控制方式或阶梯式速度控制模式。其特点是采用固定划分区段的轨道区段、计轴区段，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。 采用阶梯式速度控制方式的ATC系统设备构成简单，具有投资成本低，性能可靠等优点。固定闭塞轨道电路传输的信息是模拟信号，抗干扰能力差。此外，轨道电路传输的信息量有限，速度信息划分为若干等级，因此，采用阶梯式速度控制方式的ATC系统控制精度不高，不易实现列车优化和节能控制，也限制了行车效率的提高。
① ZDJ9型转辙机
功能： 转换道岔 锁闭道岔 表示道岔位置 挤岔保护
道岔
转辙机
安装装置
锁闭系统
表示系统
转辙机安装示意图
二.道岔转换系统组成和功能
多点多机
一机多点
② LED信号机 LED信号机是在地铁站场、区间作为进站、出站、进路、防护、预告、调车、复示、遮断、通过及引导等地面灯光信号之用，具有结构紧凑、能耗低、寿命长、无需调焦等特点。 国铁中信号机是给司机提供信号指示的 最主要的设备。而在地铁正线信号系统中， 正常CBTC信号模式下信号机是没有作用的 （亮蓝灯或直接灭灯），司机只依靠车载 人机界面上的信号显示来行车，不用观 看轨旁信号机指示。只有在CBTC故障降级 的情况下，正线信号机才发挥指示行车的 作用。
ATC
列车在线位置＋进路条件
城市轨道交通通信信号系统概述
（1）通信电源子系统 （2）通信传输系统
城市轨道交通信号系统普遍采用自动化程度高的列车运行自 动控制系统，保证列车运行安全。
城市轨道交通信号系统是一个具有列车自动防护(ATP)、列车 自动驾驶(ATO)和列车自动监控(ATS)等功能的综合自动化系 统。
（1）保证列车运行的安全，防止列车追尾、正向和侧向撞车、超速等安 全事故的发生；
1.城市轨道交通通信信号系统概述
学习目标
掌握：城市轨道交通通信系统的功能与组成（重点）； 了解：城市轨道交通信号系统的功能与组成。
目录
CONTENTS
01 城市轨道交通通信系统的功能与组成
02
城市轨道交通通信系统是指挥列车运行、公务联络、传递各种 信息和提高运输效率的重要手段，是保证列车安全、快速、高 效运行必不可少的综合的通信系统。
（2）在有限的建设规模下，最大限度地发挥线路的运输能力，提高列车 速度、运输效率和服务质量；
（3）通过现代化设备大大降低工作人员的劳动强度、降低运营成本等
（Automatic Train Control），包括三个子系
统，简称3A。
1. 列车自动监控系统 （Automatic Train Supervision，简称ATS） 2 列车自动保护系统 （Automatic Train Protection，简称ATP） 3. 列车自动运行系统 （Automatic Train Operation，简称ATO）
思考题
• 简述ATC系统由哪三个子系统组成。
城市轨道交通通信系统的主要功能有以下三方面：
① 通信系统与信号系统共同完成行车调度指挥，通信系统为信号系统 尤其是ATC系统提供信息传输通道；
② 通信系统是城市轨道交通内部公务业务联系的主要通道，使城市轨 道交通各个子系统之间密切联系，以提高整个系统的运行效率；
城市轨道交通通信信号系统资料课件
有线通讯系统
有线通讯系统是城市轨道交通通讯系 统的另一重要组成部分，主要用于车 站、车辆段和控制系统之间的通讯。
有线通讯系统还包括交换机、路由器 等网络设备，用于构建城市轨道交通 通讯网络。
有线通讯系统采用有线介质（如光纤 、同轴电缆等）作为传输介质，实现 车站、车辆段和控制系统之间的语音 、数据和图像的传输。
城市轨道交通通讯信号系
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
统资料课件
• 城市轨道交通通讯信号系统概述 • 城市轨道交通通讯系统 • 城市轨道交通讯号系统 • 城市轨道交通通讯信号系统维护与安全保证 • 城市轨道交通通讯信号系统案例分析
目录
CONTENTS
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW ERA
系统结构
常见的有环形结构、星形结构、 树形结构和网状结构等，根据城 市轨道交通线路的实际情况选择 合适的结构情势。
系统发展历程与趋势
发展历程
城市轨道交通通讯信号系统经历了从模拟信号到数字信号， 从固定闭塞到移动闭塞的技术革新，不断提高系统的可靠性 和效率。
发展趋势
未来城市轨道交通通讯信号系统将朝着智能化、自动化、安 全性和可靠性更高的方向发展，同时重视节能环保和可持续 发展。
案例分析
上海地铁在通讯信号系统的建设过程中，重视技术创新和自主研发，形成了具有自主知识产权的核心技 术体系，为我国城市轨道交通通讯信号系统的建设提供了有益的借鉴。
广州地铁通讯信号系统案例
要点一
概述
广州地铁通讯信号系统是广州市城市 轨道交通的重要组成部分，为市民提 供安全、高效、便利的出行服务。
要点二
城市轨道交通行车基础知识—行车信号系统
❖一度停车标：要求列车（机车）在该地点 停车后进行确认线路、道岔以及进行相关 操作后继续行驶的指示标志，
二、信号标志
❖车档表示器
▪ 设在线路尽头线车挡上的表示器，便于驾驶员 确认车挡位置。隧道内显示红色灯光，地面线 路昼间使用红色方牌、夜间使用红色灯光，
二、信号标志
❖接触网终止标：表示接触网已终止的标志 ，设在接触网终端，警告驾驶员不准越过 该标，防止脱弓。
六、通过手信号
❖白天：展开的绿色信号旗。 ❖夜晚：绿色灯光。
七、引导信号
❖白天：展开黄色信号旗高举头上左右摇动 ❖夜晚：黄色灯光高举头上左右摇动。
八、连挂号
❖白天：连挂作业两臂高举头上，拢起的手 信号旗杆成水平末端相接。
❖夜晚：红、绿色灯光（无绿色灯用白色灯 光代替）交互显示数次。
九、道岔开通信号
车厂（车辆段）信号
一、进段（厂）信号机
❖进段（厂）信号机采用高柱（高度根据车 辆高度确定）黄、绿、红三灯位信号机构 ，绿灯封闭，红灯为常态。
▪ 黄灯：表明进段（厂）的进路开通，准许列车 按规定的速度越过该架信号机进厂；
▪ 红灯：禁止越过，不准列车越过该架信号机； ▪ 红色灯光+黄色灯光：引导信号，准许列车以
件、表示相关设备所处的位置和状态，城 市轨道交通必须设置信号。 ❖信号作为城市轨道交通运营线路上划分闭 塞分区、站间、区间等的分界标志。
二、按信号的接收效果分类
❖视觉信号
▪ 以信号的颜色、形状、显示数目和灯光的显示 状态等视觉效果来表现的信号
▪ 地面信号机、信号旗、手信号、火炬信号、信 号牌等
❖听觉信号
❖下列九种情况，使用无线对讲，执行联控 用语
▪ 试验自动制动机
• 试验制动机开始减压时 • 接到试验制动结束的手信号，回答试风人员时 • 调车作业中，表示已接受调车员所发出的信号时 • 试验制动机缓解时。
二、信号标志
❖车档表示器
▪ 设在线路尽头线车挡上的表示器，便于驾驶员 确认车挡位置。隧道内显示红色灯光，地面线 路昼间使用红色方牌、夜间使用红色灯光，
二、信号标志
❖接触网终止标：表示接触网已终止的标志 ，设在接触网终端，警告驾驶员不准越过 该标，防止脱弓。
六、通过手信号
❖白天：展开的绿色信号旗。 ❖夜晚：绿色灯光。
七、引导信号
❖白天：展开黄色信号旗高举头上左右摇动 ❖夜晚：黄色灯光高举头上左右摇动。
八、连挂号
❖白天：连挂作业两臂高举头上，拢起的手 信号旗杆成水平末端相接。
❖夜晚：红、绿色灯光（无绿色灯用白色灯 光代替）交互显示数次。
九、道岔开通信号
车厂（车辆段）信号
一、进段（厂）信号机
❖进段（厂）信号机采用高柱（高度根据车 辆高度确定）黄、绿、红三灯位信号机构 ，绿灯封闭，红灯为常态。
▪ 黄灯：表明进段（厂）的进路开通，准许列车 按规定的速度越过该架信号机进厂；
▪ 红灯：禁止越过，不准列车越过该架信号机； ▪ 红色灯光+黄色灯光：引导信号，准许列车以
件、表示相关设备所处的位置和状态，城 市轨道交通必须设置信号。 ❖信号作为城市轨道交通运营线路上划分闭 塞分区、站间、区间等的分界标志。
二、按信号的接收效果分类
❖视觉信号
▪ 以信号的颜色、形状、显示数目和灯光的显示 状态等视觉效果来表现的信号
▪ 地面信号机、信号旗、手信号、火炬信号、信 号牌等
❖听觉信号
❖下列九种情况，使用无线对讲，执行联控 用语
▪ 试验自动制动机
• 试验制动机开始减压时 • 接到试验制动结束的手信号，回答试风人员时 • 调车作业中，表示已接受调车员所发出的信号时 • 试验制动机缓解时。
城市轨道交通通信信号系统
地铁基础知识
城市轨道交通信号系统
地铁基础知识
1、轨道交通信号的作用
❖ 信号是列车运行的凭证。 ❖ 信号设施用于指挥和控制列车运行。 ❖ 尽管投资额在整个工程中所占的比例低
（通常在3％以下），但对于提高列车通过 能力、提高运能、保证行车安全有着至关 重要的作用。 ❖ 确保列车运行的安全，防止追尾和冲突。 ❖ 提高运行效率。 ❖ 实现列车运行的自动化。
（ 3）分类 按传输媒介分：
光纤数字通信系统 微波数字通信系统 卫星数字通信系统
地铁基础知识
按采用技术分 PDH（异步数字通信系统） SDH（同步数字通信系统） OTN（开放的传输网络） ATM（异步传输模式）
地铁基础知识
（4）传输系统构成 硬件：终端设备
中继设备 光缆 网管及维护终端 软件：系统软件、管理维护软件
营管理和防灾控制指挥中，借助电视监视 系统，实时直观地了解线路运营和事故灾 害信息，使调度指挥人员能够在管理事件 的第一时间获取事件现场实时的直观资料， 从而能在最早时机做出控制反应。
❖ 公安电视监视系统
地铁基础知识
公安电视监视系统为公安指挥中心提供全
线各车站实时场景图像，及时了解全线安
全情况，发现治安事件，判断事件性质和
◆后续列车根据与先行列车之间的距离和 进路条件，在车内连续地显示出容许的速 度信息，或按设定的运行条件达到容许速 度的距离信息。
◆根据上述信息，列车自动地控制运行速 度，进行超速防护，确保列车高效、安全 的运行。
地铁基础知识
7-1 城市轨道交通ATC系统的特点
❖ 闭塞区段突破了“站”的限制，若车站区 间8Km，一段轨道电路1.3Km，理论上站间 可以同时有三列车。
自动闭塞示意图
城市轨道交通通信信号系统—城市轨道交通通信系统
通信传输系统是各车站/车辆段与控制中心之间及车站与车站
之间的信息传输、不同线路之间信息交换的通道。
因为通信传输系统担负着城市轨道交通几乎所有通信系统信息 传输的重任，所以在城市轨道交通中的地位非常重要。
无线调度通信系统为控制中心调度员、车辆段调度员、车 站值班员等固定用户与列车司机、防灾人员、维修人员、 公安人员等移动用户之间提供无线通信手段。
时钟系统是通信系统的基本组成部分，用于为各线路、各车 站提供统一的标准时间信息，为其他各系统提供统一的定时 同步信号，使整个城市轨道交通系统执行统一的定时标准， 确保通信系统及其他重要控制系统协调一致。
• 时钟系统的设置对保证城市轨道交通运行计时准确、提高运营服务质量起 到了重要的作用 。
思考题
• 1.车站播音与控制中心播音，哪个具有更高的优先级？为什么？ • 2.无线调度通信系统满足哪两方面的无线通信需要？
广播系统由控制中心（OCC） 广播、车站广播、车辆段广 播三个相互独立又相互联系 的子系统构成，包括控制中 心设备、车站设备、车辆段 设备。
3.1车站（车辆段）播音
车站（车辆段）广播控制台配有播音区域选择键盘和送话器，可以向特 定播音区广播；每个播音区域内的扬声器，其中一个扩大器故障时，仍 能不间断地播音；注意：车站广播控制台对本站的播音具有优先权，可 以中断控制中心的广播。
3.2控制中心播音
在控制中心设有行车调度、电力调度和环控调度三个广播控制台，三个广播控制台之 间互锁，只允许一个广播控制台播音。通过广播区域选择器将播音送至车站的控制单 元，并显示在相应的广播控制台上。播音信号经放大，通过专用的屏蔽广播线，传送 至所选车站播放。
注意：从控制中心可对所有车站的所有区域播音，也可对某一个车站的某个区域有选 择性地播音。
城市轨道交通信号与通信系统基础知识
城市轨道交通信号与通信系统基础知识填空题城市轨道交通信号系统通常包括两大部分，分别为联锁装置和列车自动运行控制系统。
列车自动运行控制系统ATC包括ATO（列车自动驾驶）、ATP（列车自动超速防护）、ATS（列车自动监控系统）。
信号机是由机柱、机构、托架、梯子、基础组成。
（此一般指高柱信号机，若矮型信号机则无梯子。
）机构是由透镜组（聚焦的作用）、灯座（安放灯泡）、灯泡（光源）、机箱（安装诸零件）、遮檐（避免其它光线射入）、背板（增大色灯信号与周围背景的亮度）等组成。
透镜式信号机是指用信号的颜色和数目来组成的设备，并且采用光学材料的透镜组。
通过色灯的显示，提供列车运营的条件，拥有一系列显示的设备称为信号机。
信号机按高矮可分为高柱信号机与矮型信号机。
信号机按作用的不同可分为：防护信号机、阻挡信号机、出段信号机、入段信号机、调车信号机。
道岔区段设置的信号机称为防护信号机。
10、控制列车的进入与速度的设备称为信号。
传送各种信息（图像、信息等）称为通信。
11、继电器是由电磁系统和接点系统组成。
电磁系统是由线圈和铁芯组成，即输入系统。
接点系统是由前接点和后接点组成，即输出系统。
12、转辙机的功能有：转换道岔、锁闭道岔、给出表示。
13、转辙机按用电性质，可分为直流电动转辙机和三相交流电动转辙机。
14、转辙机按道岔锁闭位置，可分为内锁闭和外锁闭。
15、转辙机按动力，可分为电动和液压。
16、50Hz微电子相敏轨道电路应用于车辆段内，其作用是接受来自轨道上列车占用的情况。
17、音频数字编码无绝缘轨道电路应用于正线上和试车线上，其作用是接受和发送各种信息。
18、轨道电路的作用是用来监督线路上是否有列车占用和向列车发送各种信息。
19、利用钢轨作回路所构成的电路称为轨道电路。
20、联锁是指信号、道岔、进路之间相互制约的关系。
21、无道岔站称为无联锁站，有岔站称为有联锁站。
此指正线上。
22、完成联锁功能的设备称为联锁设备。
23、联锁信息的采集：道岔的位置、区段的情况、信号机的开放状态。
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2城市轨道交通信号系统的组成
知识研修
此外，在ATC范围内的各正线控制站各设一套联锁设备 ，用于实现车站进路控制。联锁设备接受车站值班员和ATS 控制。考虑到运行的灵活性，正线有岔站原则上独立设置 联锁设备，当然也可以采用区域控制方法。
2城市轨道交通信号系统的组成
1.
车辆基地联锁设备
知识研修
车辆基地设一套联锁设备，用于实现车辆基地的进路控 制，并通过ATS车辆基地分机与行车控制中心交换信息。
城市轨道交通信号系统基 本知识
城市轨道交通信号系统基本知识
1 城市轨道交通信号系统的要求与特点 2 城市轨道交通信号系统的组成
1城市轨道交通信号系统的要求与特点
1.
城市轨道交通信号系统的要求
知识研修
城市轨道交通和传统铁路交通相比，因其固有的 特点，故对其信号系统提出以下一些特殊的要求：
（1）安全性要求高。城市轨道交通，尤其是地下部 分具有隧道空间小、行车密度大、故障排除难度大的 特点，如果发生事故，难以救援，损失将非常严重。
1城市轨道交通信号系统的要求与特点
2. 城市轨道交通信号系统的特点 知识研修
城市轨道交通信号系统沿袭铁路的制式，但由于其自身的 特点，与铁路的信号系统仍有一定的区别。城市轨道交通信号 系统的特点表现为以下4个方面：
（1）具有完善的列车速度监控功能。城市轨道交通所承担的客 运量巨大，对行车间隔的要求远高于一般铁路，最小行车间隔 能达到90 s甚至更小，因此对列车运行速度监控的要求极高。
2城市轨道交通信号系统的组成
知识研修
采用轨道电路传送ATP信息时，ATP子系统由设于 控制站的轨旁单元、设于线路上各轨道电路分界点的调 谐单元和车载ATP设备组成，并包括与ATS、ATO、联 锁设备的接口设备。
2城市轨道交通信号系统的组成
（2） ATO子系统
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ATO子系统主要实现“地对车控制”，即用地面信 息实现对列车驱动、制动的控制，包括列车自动折返， 根据控制中心的指令使列车按最佳工况正点、安全、平 稳地运行，自动完成对列车的启动、牵引、惰行和制动， 传送车门和屏蔽门同步开关信号。
1城市轨道交通信号系统的要求与特点
知识研修
（2）通过能力大。城市轨道交通线路一般不设站线，进站列车 均停在正线上，先行列车停站时间直接影响后续列车接近车站 ，所以要求信号设备必须满足通过能力的要求。
（3）保证信号显示。虽然城市轨道交通地面信号机少，地下部 分背景暗，且不受天气影响，直线地段瞭望条件好，但曲线地 段受隧道壁的遮挡，信号显示距离受到限制，所以保证信号显 示也是一个重要的方面。
2城市轨道交通信号系统的组成
知识研修
ATP子系统将从地面获得的前行列车位置信息、线 路信息、前方目标点的距离和允许速度等信息，通过 轨道电路等不断地传至车上，由车载设备计算得到当 前所允许的速度或由行车控制中心计算出目标速度并 传至车上，和车载设备测得实际运行速度，依此来对 列车速度实行监督，使之始终在安全速度下运行，以 缩短列车运行间隔，保证行车安全。
2城市轨道交通信号系统的组成
1.
列车运行自动控制（ATC）系统
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列车运行自动控制（ATC）系统包括 列车自动防护（automatic train protection,ATP) 列车自动运行（automatic train operation，ATO） 列车自动监控（automatic train supervision,ATS)
1城市轨道交通信号系统的要求与特点
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（2）数据传输速率较低。城市轨道交通的列车运行速度远低 于铁路干线的列车运行速度，所以其信号系统可以采用速率较 低的数据传输系统。
（3）联锁关系较简单，但技术要求高。城市轨道交通的大多 数车站没有配线，不设道岔，甚至也不设地面信号机，仅在少 数有岔联锁站及车辆基地才设置道岔和地面信号机，故联锁设 备的监控对象远少于铁路车站的监控对象，联锁关系远没有铁 路复杂。
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2城市轨道交通信号系统的组成
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ATS子系统包括控制中心设备和ATS车站、车辆基地分机。 控制中心ATS设备有中心计算机系统、工作站、显示屏、绘图 仪、打印机、UPS等。
每个控制站设一台ATS分机，用于采集车站设备的信息和 传送控制命令，并实现车站进路自动控制功能。车辆基地ATS 分机用于采集车辆基地内库线的列车占用情况及进/出车辆基地 的列车信号机的状态。
1城市轨道交通信号系统的要求与特点
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（4）抗干扰能力强。城市轨道交通均为直流电力牵引，要求信 号设备对其有较强的抗电磁干扰能力。
（5）可靠性高。由于城市轨道交通隧道净空小，且装有带电的 牵引接触轨或接触网，行车时不便下洞维修和排除设备故障， 因此要求信号设备具有高可靠性，应尽量做到平时不维修或少 维修。
1城市轨道交通信号系统的要求与特点
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（6）自动化程度高。城市轨道交通站间距短，列车密度大，行车 工作十分频繁，而且地下部分环境潮湿，空气不佳，没有阳光，工 作条件差，所以要求信号系统尽量采用自动化程度高的先进技术设 备，以减少工作人员的配备，减轻工作人员的劳动强度。
（7）限制条件苛刻。城市轨道交通的室外及车载信号设备受土地 限界的制约，所以要求设备体积小，同时必须兼顾施工和维修作业 空间。
1城市轨道交通信号系统的要求与特点
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城市轨道交通信号系统自动控制功能最大的特点是把联锁 关系和ATP编/发码功能结合在一起，且包含一些特殊的功能， 如自动折返、自动进路、紧急关闭、扣车等，增加了技术难度 。
（4）车辆基地采用独立的联锁设备。城市轨道交通的车辆基 地具有类似于铁路区段站的功能，办理的作业远较正线复杂， 其中主要有列车的编解、接发和试车等。为适应各种作业需要 ，车辆基地必须具有较多的线路、道岔和信号设备。
2城市轨道交通信号系统的组成
知识研修
车辆基地内的试车线上设若干段与正线相同的ATP轨道电路 和ATO地面设备，用于对车载ATC设备进行静、动态试验。
在车辆基地停车库一般还设有日检/月检设备，用来对列车 进行上线前的常规检测。
由于不同制式的城市轨道交通信号的设备组成不尽相同，这 里将以西门子公司的ATC系统和作为其基础的SICAS信号联锁系 统为例来阐述各种城市轨道交通信号系统故障的应急处理方法。
简称“3A”系统。 列车运行自动控制系统需设置行车控制中心，沿线各车站设计 为区域性联锁，其设备放在控制站（一般为有岔站），列车上 安装有车载控制设备。
2城市轨道交通信号系统的组成
（1） ATP子系统
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ATP子系统的功能是对列车运行进行超速防护，对与安 全有关的设备实行监控，实施列车位置监测，保证列车间的 安全间隔，保证列车在安全速度下运行，完成信号显示、故 障报警、降级提示、列车参数和线路参数的输入，与ATS、 ATO及车辆系统连接并进行信息交换。
车辆基地联锁设备前期采用6502电气集中联锁，近来均 采用计算机联锁。
2城市轨道交通信号系统的组成
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先进的车辆基地信号控制系统的特点是信号一体化， 包括联锁系统、进路控制设备、接近通知、终端过走防护 和车次号传输设备，由局域网连接并经过光缆与OCC相通 。列车的整备、维修与运行相互衔接成一个整体，保证了 城市轨道交通的高效率和低成本。
2城市轨道交通信号系统的组成
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使用ATO后，可使列车经常处于最佳运行状态，避免了 不必要的、过于剧烈的加速和减速，因此明显提高了乘客的 舒适度，提高了列车正点率并减少了能量消耗和轮轨磨损。
ATO子系统包括车载ATO单元和地面设备两部分。地 面设备有站台电缆环路、车地通信设备（train wayside communication，TWC)及与ATP、联锁系统的接口设备。
2城市轨道交通信号系统的组成
（3） ATS子系统
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ATS子系统主要实现对列车运行的监督和控制，辅助调度人员 对全线列车进行管理，其功能包括：调度区段内列车运行情况的集 中监督与控制，监测进路控制、列车间隔控制设备的工作，按行车 计划自动控制轨旁信号设备以接发列车，列车运行实迹的自动记录， 时刻表自动生成、显示、修改和优化，运行数据统计及报表自动生 成，设备运行状态监测，设备状态及调度员操作记录，运输计划管 理等，还具有列车车次号自动传递等功能。