教学课件-城市轨道交通CBTC信号系统简介

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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：
车地信息传输方式
点式 连续式
信号 系统 分类
闭塞方式
固定闭塞 准移动闭塞
移动闭塞
列车速度控制方式
阶梯式速度曲线 速度距离曲线
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性能比较
信号系统中三中制式的速度曲线比较：
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移动闭塞
移动闭塞没有固定的闭塞分区，无需轨道电路装置判别闭塞分区列车占用与否。移动闭塞ATC系 统利用无线电台实现车地数据传输。轨旁ATC设备根据控制区列车的连续位置、速度及其它信息计 算出列车移动授权，并传送给列车，车载ATC设备根据接收到的移动授权信息和列车自身运行状态 计算出列车运行速度曲线，对列车进行牵引、巡航、惰行、制动控制。在移动闭塞ATC系统中，列 车之间保持最小“安全距离”进行追踪运行。该安全距离是指后续列车安全行车间隔停车点与前行 列车尾部位置之间的动态距离。由于在移动闭塞制式下，列车安全行车间隔停车点较准移动闭塞和 固定闭塞更靠近前行列车，因此安全行车间隔距离也较短，在保证安全的前提下，能最大程度地提 高列车区间通过能力。并且由于轨旁设备数量的减少，降低了设备投资、运营及维护成本。
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系统控制原理
车载控制器负责列车安全定位。通过速度传感器和加速度传感器来确定列车的安全位置，该安全位 置通过数据通信子系统(DCS)，传输到区域控制器 (ZC)以及列车自动监控(ATS)系统。通过检测安装在轨 道中间的静态信标的来修正列车的位置误差。
区域控制器基于该区域内所有列车的位置和方向，发出移动权限(MA)指令，并持续更新和传输。计 算移动权限，以保证列车安全隔离，并达到最小的列车运行间隔。车载控制器利用MA信息来执行ATP 和ATO功能。
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准移动闭塞
准移动闭塞在控制列车的安全间隔上比固定闭塞进了一步。它通过采用报文式轨道电路辅之环线 或应答器来判断分区占用并传输信息,信息量大；可以告知后续列车继续前行的距离,后续列车可根 据这一距离合理地采取减速或制动，列车制动的起点可延伸至保证其安全制动的地点，从而可改善 列车速度控制，缩小列车安全间隔,提高线路利用效率。该系统减少了阶梯式控制的安全保护距离 对列车运行间隔的影响，提高了列车控制的精度和行车效率，使得司机在驾驶中比较轻松，不需要 进行频繁的制动、牵引，可以达到较好的节能效果，提高乘客的乘坐舒适度。但准移动闭塞中后续 列车的最大目标制动点仍必须在先行列车占用分区的外方，因此它并没有完全突破轨道电路的限制。
维护诊断
DCS系统
信号 ATC 系统
地面ATP
追踪控制、移动授权计算 闯灯防护、临时限速管理 数据版本管理、系统间通 信状态管理。
ATS系统
信号设备管理、进路管理 运营调整、列车追踪管理 时刻表管理、控制级管理。
联锁系统
进路控制、单项设备操作 列车运行控制、设备检查 监督。
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04 基本原理 简述CBTC信号系统控制列出运行的基本原理
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感谢聆听，批评指导
THANK YOU TO LISTEN TO CRITICISM GUIDANCE
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02 系统组成 简述CBTC信号系统的组成
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系统组成
信号系统主要由联锁、ATS、ATP、ATO四部分子系统组成，它们之间相互依存，互相支持形成有机 整体，组成一套完整、有序的高效信号系统。
计算机联锁 CBI子系统
列车自动监控 ATS子系统
列车自动防护 ATP子系统
列车自动运行 ATO子系统
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系统结构
各子系统通过DCS网络有效连接，形成数据连接系统：
列车自动监控系统，中心和车站
ATS 自动列车监控系统
维修支持系统，中心和车站
MSS 维护支持系统
DCS 骨干数据通信有线系统
CI 计算机联锁
控制和监视 固定闭塞
－轨旁设备 信号机 道岔 计轴器 自动停车应答器 －站台保护 站台屏蔽门 防淹门 紧急停车按钮
追踪列车的停车点 车尾位置
ATC 列车位置信息 车头位置
基于线路数据 和停车点信息逐
次生成制动曲线
防护距离
车载设备 版权所有
计算制动曲线 与列车的位置、速度比较
制动控制
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控制流程示意
1. 联锁控制轨旁道岔动作， 并将道岔的状态信息传递给 ZC。
ZC
2.ZC (基于列车位置和道岔 状态信息) 给车载传送移送 授权，并将列车位置信息传 递给ATS
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目录
CONTENTS
01 系统概述 02 系统组成 03 系统功能 04 基本原理
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01 系统概述 概述信号系统定义及分类
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系统定义
在城市轨道交通系统中，信号系统是一个集行车指挥和列车运行控制为一体的非常重要的机电系统， 它直接关系到城市轨道交通系统的运营安全、运营效率以及服务质量。它保证乘客和列车的安全， 实现列车快速、高密度、有序运行的功能。是现代城市轨道交通核心控制技术之一。
课件版权所有人姓名：陈亮
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固定闭塞速度曲线 准移动闭塞速度曲线
移动闭塞速度曲线
防护区段
保护距离
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保护距离
固定闭塞
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。
每个区域控制器通过DCS，与区域内的轨旁联锁控制器单元接口。每个设备集中站都配备联锁控制 器。联锁控制器控制和监测轨旁设备，诸如转辙机、计轴器、信号机和屏蔽门等，并将状态信息传递 到区域控制器和ATS。
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运行控制示意
列车在线位置＋进路条件
停车点的信息 车载控制设备
生成移动授权终点
制动曲线
在无法建立轨旁到列车的通信时，
根据轨旁信号机的显示人工驾驶
联锁级
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03系统功能 简述CBTC信号系统应具备的主要功能
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系统功能
各子系统系统功能：
数据传输、车地通信 网络安全保护
保护和辅助乘客、辅助 列车运行保证列车安全、 自动驾驶
车载系统
信息处理分类、维修支持管 理、设备信息库管理、故障 报警（声光）。
地面ATP/ATO （区域控制器ZC+数据存储单元DSU）
控制和监视 移动闭塞
DCS 车地无线通信系统
RS 车辆
位置校准 应答器
车载ATP + 车载ATO 车载自动列车防护和驾驶
通过无线实现轨旁到列车双向传输
的连续式列车移动闭塞控制
连续式通信级
通过应答器实现轨旁到列车的点式
列车固定闭塞控制
点式通信级
ATS
3. CC计算制动曲线，防止列 车超速。
AP
AP
联锁
Radio
Radio
CC
18
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结束语
本次介绍我们主要从信号系统的基本概念、分类、结构、功能和基本原理等方面进行了简单的阐述。 在整个地铁体系中信号系统的作用举足轻重，是地铁安全、舒适、准点运行的根本保障。
随着地铁运输的需求及科技水平的发展，信号系统也在不断的进行改进和发展。无论是单项设备的 改进还是系统原理的更新，信号系统的发展和新技术的应用均非常迅速，时刻保持谦卑的学习心态， 学习和掌握新的知识！
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