城市轨道交通信号概述

城市轨道交通信号概述（精选8篇）

城市轨道交通信号概述 篇1

注册咨询工程师城市轨道交通信号系统试卷

一、单选题 【本题型共2道题】

1.当列车从车辆段（停车场）出发占用转换轨时登记进入系统并开始跟踪，标识号随列车的运行而移动，列车返回（）后结束。

A．车站

B．车辆段（停车场）

C．控制中心

D．折返线

用户答案：[B] 得分：10.00

2.对信号系统来讲，折返能力通常为系统的控制能力，列车在区间追踪能力则为系统的（）。

A．最小能力

B．最大能力

C．较低能力

D．较高能力

用户答案：[B] 得分：10.00

二、多选题 【本题型共2道题】

1.自动调整或人工调整列车运行需与ATO系统结合进行，主要手段有（）。

A．调整列车区间走行时间

B．调整列车停站时分

C．调整列车追踪间隔 D．取消或增加列车

E．缩短列车折返时间

F．控制列车出发时刻 用户答案：[ABDF] 得分：20.00

2.车载ATP设备驾驶模式有（）。

A．ATO自动驾驶模式

B．ATP监督下的人工驾驶模式

C．非限制人工驾驶模式

D．无人驾驶模式

E．ATP限速下的人工驾驶模式

F．自动折返模式

用户答案：[BCE] 得分：0.00

三、判断题 【本题型共2道题】

1.移动闭塞ATC系统划分固定的闭塞分区，根据精确的列车定位以及线路、列车参数等信息，计算每一列车的运行权限，并动态更新发送给列车，列车车载设备根据接收到的运行权限和自身的运行状态，计算出列车运行的速度曲线，控制列车在该速度曲线下安全运行。

Y．对

N．错

用户答案：[N] 得分：20.00

2.基于无线通信的列车自动控制系统设置降级控制系统原因之一，是CBTC车-地无线通信设备或轨旁ATP设备故障，将导致CBTC-ATP功能的丧失，需维持一定密度的列车安全运营。Y．对

N．错

用户答案：[Y] 得分：20.00

城市轨道交通信号概述 篇2

1、城市轨道交通发展概况。

交通信号不仅是列车运行的通行证,更是安全运行的棒。轨道交通要实现安全运行和提高通过能力两大,离不开轨道交通信号的发展和应用。20世纪中叶以微电子技术,信息技术和计算机网络技术等科学技术展,给轨道交通信号技术带来了了一场颠覆性革命,轨道交通信号系统(即ATC)应运而生,它为轨道交全运行和通过能力的提高发挥了巨大作用。不仅提运行效率,同时实现了列车运行的自动化。

二、城市轨道交通信号系统

1、城市轨道交通信号系统组成和作用。

轨道交通信号系统是由各类信号显示、轨道电路、道完整的体系。目前城市轨道交通的信号系统一般包括两大部分:联锁装置和列车自动控制系统ATC(Automatic Train Control)。ATC系统包括三个子系统:列车自动监控系统(简称ATS)、列车自动防护系统(简称ATP)、列车自动运行系统(简称ATO)。

ATC系统是一种依据地面传送的信息,自动控制列车运行状态的信号设备。可实时监控列车的轨道运行速度,并参照允许速度及时作出反应,通过对列车的制动控制,自动降低列车速度,确保列车高效、安全的运行。城市轨道交通信号系统是确保列车安全运行,实现行车综合指挥和列车运行智能化,提高运输能力和效率的重要系统设备。

2、城市轨道交通ATC系统的特点。

传统的轨道交通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信息和命令,这种信号模式是依赖司机对列车进行速度控制和调整,人为因素占主导地位,安全性差,已经不适应轨道交通的发展。而ATC系统是一种智能化系统,它将列车信号作为主体信号,把具体的速度或距离信息传递给列车指挥系统,列车按调度人员设置的工作程序和时刻表,实现自动运行、自动调整停站时分,以及运用控制程序实现列车在车站的停靠要求。ATC系统大大提高了轨道运营效率和安全系数,具有广阔的发展和应用前景。

3、城市轨道交通信号系统的功能理解。

(1)联锁是指为确保列车运行的安全,将轨道线路中的所有交通信号机、轨道电路及道岔等相对独立的信号设备构成一种相互制约、互为控制的连带环扣关系,即“联锁”关系。它主要是控制列车的确定路线和进出改变路线。

(2)ATC系统各部分的功能理解。(1)列车自动防护(ATP)子系统。ATP子系统可分级或连续对列车运行的速度状态进行防护,主要是针对列车运行进行防护,实行监控与安全有关的设备或系统,实现列车间隔保护、超速防护等功能,其主要工作原理是及时的将一些地面信息(如来自联锁设备和操作层面上的信息、地形信息、前方目标点的距离和允许速度等)传至车上,进行分析判断,从而得出此时所允许的安全速度,依此来监督和管理列车的速度状态。当列车实际速度大于安全速度时,ATP子系统就会通过全制动或紧急制动控制列车速度,使列车停在显示红灯信号机或停车指定位置。这种系统通过仪表指示方式向司机显示列车应有速度、目的地距离和目的速度等数字式信息,司机只要按列车的这些速度信息操作列车运行,就能保证列车的安全。这样可以有效缩短列车间隔,提高轨道线路的运行效率和行车的安全可靠性。(2)列车自动监控(ATS)子系统。ATS系统依靠ATP系统的支持完成对列车运行的自动监控。ATS子系统在电脑辅助下做出对列车基本运行图的编制及管理,并具有较强的人工介入能力。它主要实现对列车在轨运行的监督和控制,辅助行车调度人员对全线列车运行的状态进行管理。行车调度人员可以以此把控列车的运行情况,监督和记录运行图的执行情况,在列车因故偏离运行图时,及时提出调整建议或者自动修整运行图,作出处理反应,通过ATO系统的显示终端,向无线通信、广播、旅客向导系统提供必要的信息(例如:列车到达、出发时间,运行方向,中途停靠站名等)。(3)列车自动运行(ATO)子系统。ATO子系统是控制列车自动运行的设备,由车载设备和地面设备组成,它可以对列车进行自动驾驶,并实现行车安全和行车要求,可以避免不必要的、过于剧烈的加速和减速,使列车出于最优化运行状态,节约电能。ATO子系统主要用于实现“地对车控制”,即用地面信息实现对列车驱动和制动的控制。使用ATO子系统后,列车能根据停车站点的位置及停车精度,自动地对车门进行开关控制,因此明显提高了旅客的舒适度、列车准点率,提升了列车运行档次。

三个子系统是个有机的整体,通过信息共享网络构成一个安全指挥系统,实现地面控制与列车控制的有效结合,提高了运行效率。

三、通信信号系统的发展趋势

(1)系统的应用实现IP化。随着科技进步,轨道交通信号系统将逐步地实现IP化。多信息传输和共享平台以及虚拟专用局域网业务(MPLS/VPLS)等技术的成熟应用,使得IP服务质量将逐步得到保障,这将有力促进轨道交通运营的信号系统实现IP化,IP化可以使轨道交通运营的管理更加便捷,效率更高,进一步降低交通运行的成本。(2)通信、信号系统一体化。就目前而言,城市轨道交通的信号和通信系统还是相对独立的。这种局面不利于轨道交通的发展。近年来,轨道交通列车自动控制系统(ATC),需要经过多次数据处理和信息交换,才能实现安全防护功能,这种情况需要通信技术和信号技术的融合统一。实践证明,网络通信技术和信息技术的迅速发展为信号系统的进一步发展提供了有利条件。我们有理由相信,发展中的通信信号系统将逐步走向一体化,最大限度地实现信息共享和信息传输,发挥城市轨道交通通信信号系统的最大作用,体现系统一体化优势。

四、结语

根据发达国家城市轨道交通的发展现状,以及通信信号技术的发展趋势,通信信号系统将会进一步完善,集成化更高,会更有效地促进城市轨道交通的发展,这也是顺应时代发展的必然要求。我相信,我国的轨道交通建设以及通信信息技术会取得长足的发展,定会为城市繁荣和经济发展贡献更大力量。

摘要：20世纪中叶以来,微电子技术,信息技术和计算机网络技术等科学技术的发展,给轨道交通信号技术带来了一场颠覆性革命,城市轨道交通信号系统(即ATC)应运而生,它为轨道交通安全运行和通过能力的提高发挥了巨大作用。不仅提高了运行效率,同时实现了列车运行的自动化。

关键词：轨道交通,通信信号,应用发展

参考文献

[1]肖培龙.城市轨道交通信号系统设计与系统集成设计差异分析[J].铁路技术创新.2010(5):57-58.

[2]李增海.铁路信号微机监测系统中通用轨道信号发码器的硬件设计[J].科技创新导报.2010(7):76.

[3]周留运,梁君.轨道交通信号系统安全性评估的实施[J].铁道通信信号.2010(4):41-42.

城市轨道交通信号系统探究 篇3

关键词：城市轨道交通；信号系统；构成；方案；方式

中图分类号：U284 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）24-0086-02

随着我国城市人数的急剧上升与车流量的大量增加，大部分城市交通负荷越来越重。在城市发展中，城市轨道交通作为城市交通的重要组成部分，其应用范围的不断扩展，已经成为解决城市交通压力的重要方式，城市轨道交通主要具有便捷、安全、舒适等优势，因此，越来越多的城市开始进行城市轨道的建设。目前城市轨道交通主要包括：地铁与轻轨，为了确保城市轨道运输的有效性及安全性，必须采用技术含量高的信号控制系统对城市轨道交通进行控制，在整个城市轨道交通系统中城市轨道交通信号系统是体现轨道交通运行安全、高效的关键部分。基于此，城市轨道交通工作人员必须了解城市轨道交通信号系统的构成因素、传送方式等，只有熟练掌握信号系统的规律及原理，才能确保人们出行的安全性。

1 城市轨道交通信号系统的构成

城市轨道交通信号系统主要由列车自动控制（ATC）系统、联锁设备、轨道电路等组成。

作为城市轨道交通信号系统最重要的组成部分，列车自动控制（ATC）系统主要功能就是对行车指挥及列车运行自动化的一种最大限度地实现，同时起到确保列车安全运行及提高运输效率的作用，只有这样才能降低工作人员的工作量，对城市轨道交通的通行能力进行充分发挥。

ATC（automatic train control）系统主要有三部分构成，包括：列车自动防护（ATP—automatic train protection）、列车自动运行（ATO—automatic train operation）及列车自动监控（ATS—automatic train supervision）。

ATP系统分为轨旁ATP和车载ATP，负责对列车的运行进行保护，对列车进行超速防護、车门监督和速度监督，保证列车的安全间隔。

ATO系统分为轨旁ATO和车载ATO，其应用的主要目的就是对“地对车控制”的一种实现，就是实现地面信息对列车运行情况的一种良好控制，并送出车门和屏蔽门同步开关信号。

ATS系统主要有两部分中央ATS与车站ATS，其应用的主要目的就对列车运行监督及控制，包括：列车运行情况和设备的集中监视、自动排列进路、自动列车运行调整、自动生成时刻表、自动记录实际列车运行图、自动进行数据统计以及各种报表的自动生成，辅助调度人员对全线进行管理。

联锁设备有中央联锁系统和车站联锁计算机，主要对室外设备信号机和道岔进行控制，排列列车进路并传送进路信息给轨旁ATC设备。

轨道电路主要用于传送轨道电路信息和ATP报文信息。

2 城市轨道交通信号系统方案

通常情况下在城市交通疏解任务中城市轨道交通线路承担着十分重要的任务，为确保人们出行的安全性，应采用完整的、先进的、高效的列车控制系统作为地铁信号系统。正线信号系统采用完整的列车自动控制（ATC）系统，由ATS、ATP、ATO、联锁设备组成。车辆段/停车场由联锁设备、微机监测设备、ATS分机等主要设备组成。目前城市轨道交通的信号系统主要有准移动闭塞和移动闭塞系统选择。

2.1 基于目标距离模式的准移动闭塞ATC系统

通常选用音频数字无绝缘轨道电路作为目标距离模式，这种模式的主要特点为信息传输量较大及抗干扰能力很强。列车车载设备依据由钢轨传输而接收到的联锁、轨道电路编码、线路参数、控制管理等报文信息，连续对列车追踪运行及折返作业进行速度监督，最大限度对其进行超速防护，控制列车运行间隔，以满足规定的通过能力。由于音频数字轨道电路具有极大的传输信息量，可以将目标速度、目标距离、线路状态等信息提供给车载设备，为计算出列车相适应的运行模式速度曲线，将ATP车载设备与固定的车辆性能数据进行充分地结合。

2.2 基于通信的移动闭塞系统（CBTC）

基于通信的移动闭塞列车控制系统具有极为先进的发展技术，是列车控制技术的发展趋势，是国际ATC先进水平的代表。是独立于轨道电路的高精度列车定位。

CBTC系统为实现车与地、地与车间之间的双向数据通信，可以选用自由空间无线天线、交叉感应电缆环线、漏泄电缆以及裂缝波导管等方式进行有效通信。依据列车的位置信息及进路情况轨旁ATP设备可以有效对每一列车的移动权限进行准确计算，同时根据列车位置速度的变化不断更新数据，利用连续车地通信设备向列车进行信息的发送。依据接收到的移动授权及本身的运行状态车载设备可以对列车运行速度曲线及防护曲线进行有效计算，在ATP子系统的保护防御过程中，在该速度曲线下ATO子系统或人工驾驶控制列车可以正常运行。可以最大限度地实现后续列与前行列车尾部的紧密性，并始终处于安全距离范围内。在确保安全的基础上，CBTC系统可以实现区间通过能力的有效提高，同时不受轨道电路区段分割的限制。

虽然CBTC系统在调试时因对现场环境要求高、调试周期较长等一些不尽如人意的地方，但是CBTC系统在具有自身优越性的同时已经成为城市轨道交通信号系统的首选方案。其相对于准移动闭塞系统的优越性是不可取代的。

3 城市轨道交通信号系统通信设备的传送方式

3.1 通过轨道电路进行传送

轨道电路不仅可以检测列车占用情况，也可以传递报文信息给车载设备。在轨道电路不忙的情况下，将轨道电路信息传送给联锁系统，当列车对轨道进行占用时，利用装置切换，并将发送轨道电路信息的作业进行停止，开始采用轨旁设备将ATP报文信息连续向钢轨进行发送，将接收和发送设备装置在列车底部，可将接收到的信息向车载设备进行传递，同时也可以向地面发送列车信息。

3.2 通过轨间电缆传送

单独沿着钢轨铺设一条线路，专门用于传送ATP报文信息，此方法安全可靠，但费用较高。

3.3 通过点式应答器传送

在轨道电路的部分地方进行应答器的设置，应答器的设置主要有两种形式：固定数据应答器与可变数据应答器。用于存储固定数据的应答器为固定数据应答器，可变应答器通过对中心进行控制来取得数据，将接收和发送天线安装在列车底部，当列车运行在应答器位置经过时可以感应到应答器的信息，然后进行双向数据交换，因为这种信息的传送不具有连续性，只能在一定位置才能进行接收，因此这些位置被叫做点式ATC。

3.4 通过无线方式进行传送

无线车地通信主要采用无线方式，由控制中心来实现车载ATP/ATO的功能，利用无线交换器和轨旁无线单元AP与车载无线通信设备进行时时数据的交换。

一般情况下一个控制中心可以实现对一条线路上所有车站的控制，当控制中心设备发生故障时，为了确保整条线路不出现瘫痪现象，可以将车站现地工作站和车站ATS远程控制单元设置在车站。这样当控制中心出现故障之后，车站工作人员可通过车站现地工作站进行操作来实现联锁计算机的功能，ATS远程控制单元可代替中央ATS系统向联锁系统和轨旁设备发送相关信息，此时ATS远程控制单元所具有的信息不全面，但能够保证列车在本站的正常运行。

4 结 语

综上所述，城市轨道交通信号系统的主要目的就是对列车进行有效控制，完善城市轨道交通信号系统不仅可以提高运输效率，还可以确保整个列车运行的安全性及有效性，实现整个城市轨道交通信号系统的功能。

参考文献：

[1] 侯艳霞.地铁列车自动监控系统的更新改造[J].都市快轨交通，2010，（2）.

城市轨道交通信号概述 篇4

(1)为保护城市环境，对噪声控制要求较高，除了车辆结构采取减振措施，必要时修筑声屏障外，轨道也应采用相应的减振轨道结构，

(2)轨道交通行车密度大，运营时间长，留给轨道维修作业的时间很短，因而一般采用较强的轨道部件，

近年新建轨道交通系统的浅埋隧道和高架桥结构，基本采用无碴道床等少维修轨道结构。

(3)轨道交通车辆一般采用电力牵引，以走行轨作为供电回路。为减小因漏泄电流而造成周围金属设施的腐蚀，要求钢轨与轨下基础有较高的绝缘性能。

城市轨道交通运营安全 篇5

对于城市轨道交通运营来说，安全是指在生产过程中保障人生安全和设备安全。人身安全：消除危害人员安全和健康的一切不良因素，保障员工的安全和健康，舒适的工作。

设备安全：消除损坏设备和其他财产的一切危险因素，保证生产的正常进行。安全生产：

是指在符合物质条件和工 作秩序下进行的生产过程 中，防止发生人身伤亡和损 坏等生产事故，消除或控制 危害、有害因素，保障人身 安全与健康，使设备和设施 免受损坏、环境免遭破坏的 总称。

安全生产管理：

针对人们在生产过程中遇 到的安全问题，充分运用有 效资源，通过人为努力，进 行有关决策，计划，组织和 控制等活动，实现生产过程 中，人与机械设备，物料，环境的和谐，达到安全生产 目标。事故：

《职业健康安全体系审核 规范》，是指造成人员伤亡，伤害，职业病，财产损失或 其他损失的意外事件。事故隐患：

泛指生产系统中可能导致 发生事故的人的不安全行 为，物的不安全状态和管理 上的缺陷。职业病：

《职业病防治法》指企业，事业单位或个体经济组织 的劳动者在职业生产活动 中，因接触粉，放射性物质 和其他有毒物质等因素而 产生的疾病。

危险：指系统中存在导致，发生不期望后果的可能性超过了人们的承受程度。危险源：可能造成人员伤害，疾病，财产损失，作业环境破坏或其他损失的根源或状态。

安全生产管理：

1、安全生产法制

2、管理行政管理、设备设 施管理

3、监督检查，作业环境和 条件管理

4、工艺技术管理

城市轨道交通运营安全管 理特点：

1、城市轨道交通是一架大

联动机，安全工作影响面广。

2、城市轨道交通运营过程

复杂，安全工作贯穿始终。

3、城市轨道交通运营安全

受外界自然环境影响大。

4、城市轨道交通线网覆盖

整个城市，安全工作受环境影响大。

5、城市轨道交通是城市现

代化交通工具，技术性强。

6、城市轨道交通运营是动

态的，时间因素对安全影响大。

城市轨道交通运营安全的影响因素：

人、机器、环境和管理。“人”是指作为工作主体的人；“机”是指人所控制的一切对象的总称；“环境”是指人、机共出的特定的工作条件。

人对运营安全的特殊作用：

1、人的主导性。

2、人的主观能动性。

3、人的创造性。

对运营系统内人员的安全 素质要求：

1、思想素质。

2、技术业务素质。

3、生理素质。

4、心理素质。

5、群体素质。运营安全技术管理：

包括安全监控设备、安全检测设备、自然灾害预报与防治设备、事故救援设备 管理对运营安全的重要性：

1、管理有助于提高运营系

统内人员、设备和环境的安全性。

2、管理具有协调运营系统

内人、机、环境之间的关系。

3、管理具有优化运营系统

内人—机—环境整体安全功能的能力。

安全文化，安全法制，安全责任，安全科技，安全投入。

行车安全管理：

行车安全一般是指城市轨 道交通运营过程中行车员 工、乘客、设备和环境未发 生任何损坏或发生的损失 在人们可接受范围之内。行车安全工作包括：

列车运行安全、车站作业安 全、吊车作业安全、行车调 度安全。

列车运行安全

：城市轨道交通行车组织工 作实行“行车调度员——列 车驾驶员”的二级管理模 式，车站综控员辅助行车工 作。为了确保行车安全，行 车调度、列车操控、车站管 理等必须协调共同开展工 作。列车操控

是安全管理工作的最后一 道防线，也是行车安全管理 的关键点之一。调车作业安全：

调车作业是地铁行车组织 工作中得一个重要组成部 分，包括列车解编、摘挂、取送以及出入段等。调车作业安全的要求：

1、坚持“统一领导、单一指挥”的原则。1）、统一制定车辆段内调车作业计划。调车作业人员需要按照调车作业计划单执行，不得擅自改动。2）、统一安排站内调车作业时间。3）、调车指挥人熟悉调车的各项规定及车站（车场）的线路、道岔、信号灯设备情况，并会显示手信号。

2、编制合理、安全的调车作业计划。1）、分门别类编制调车作业 计划。车场调车作业由信号 楼值班员制定，做到不影响 列车运行图正常执行；出入 段由列车运行图编制部门 安排；站内调车应由运行图 编制部门在编制列车运行 图时统一安排；越出站界调 车由行车调度员单独制定 计划。

2）、调车计划在制定后，一般就不在更改，遇到必须 变更的情况时，应立即停止 调车作业，然后制定传达新的调车作业计划。

3、严格按照显示信号调车：

连挂车辆时，连挂

车辆与被挂车辆距离不足60m时，显示“

二、一车”信号；不足40m时显示“一车”信号；不足20m时，仅显示连挂信号。驾驶员在每次显示距离信号后，均应立即鸣笛回示，并按规定速度运行。

4、严格控制调车速度： 1）、调动载有乘客的车辆，规定最大限制速度为15km/h。2）、接近被连挂车辆的最佳速度为3km/h。3）、遇到降雨、降雪等天气时，应在原规定限制速度的基础上，适当降低速度。4）、在尽头线上调车时，距线路终端应有10m的安全距离。必须进入安全距离时，调车指挥人应通知驾驶员严格控制速度，以保证安全。

行车调度工作的任务：

1、严格按列车运行图组织行车，遇列车偏离运行图时，应积极采取措施，尽量恢复整点运行。

2、随时掌握客流变化，及时调整列车运行。

3、及时、正确地处理临时发生的问题。

4、检查各站执行列车运行图的情况，及时发布有关调度命令和口头指示。

5、合理组织各种施工作业。正确填写各种报表。

行车调度员的岗位职责：

1、负责组织列车运行 图的实施，遇列车偏离运行图时，及时调整列车运行，尽快恢复正点运行。

2、及时发布有关行车命令及各种控制命令。

3、监视列车在站到

发、区间运行情况及设备运转状态。

4、及时、妥善地处置

运营线路上发生的突发事件。

5、随时掌握客流变

化，及时调整列车运行间隔。

6、及时向有关部门反

馈信息。

7、做好与其他运营线

间的工作联系。

8、负责安排施工列车的开行及施工命令的下达工作。

9、正确填写各种报

表。

行车调度安全工作的要求：

1、严格执行各岗位职

责，严禁串岗。

2、遵守“安全第一、预防为主、以人为本”的原则。

3、加强人员技术业务

水平。

4、科学发布调度命

令。1）、调度命令只能由当班行车调度员发布。2）、调度命令内容应简明扼要，术语准确，不得任意简化。3）、调度命令必须 直接发布给命令执 行人。若无法直接 发布时，应以书面 命令形式转交。4）、发布调度命令 时，须指定受令人

员中一人复诵，并 认真核对受令人员 的复诵内容，发现 错误及时更正。5）、行车调度员发 布调度命令，须使 用调度电话。若调 度电话发生故障，须使用带有录音功 能的电话。

不安全因素的控制：

1、加强对司机的违章行为的管理和控制。

2、加强对行车设备的管理和改善。

3、提高司机适应环境变化和处置突发事件的应变能力。

4、不断做好员工的技术业务培训。

列车驾驶员作业包括：调车作业、整备、区间运行、折返、站台。

施工计划的分类：施工计划按照计划的时间不同分为旬施工计划和施工计划表。旬施工计划指经总公司批准下发的每十天的常规施工计划，施工计划表为各轨道专业项目部之间互相转发的日常维修计划和临时增加的维修计划。

施工计划按照计划的施工作业地点不同可以分为：车站内施工计划、供电系统施工计划、车辆段内施工计划、行车及联络线上施工计划、机电设备施工计划等。施工计划的内容：

1、占用线路的施工（含轨道车开行）

2、开行过轨列车（包含与国铁专用线间列车过轨）

3、在车站站台、站厅、通道、出入口进行的施工作业。

4、在各专业机房进行对设备正常运行有影响的施工作业。

5、调度室认为有必要纳入施工计划的各类施工。（2）列入临时性运营任务的内容包括：抢险、抢修任务和特殊情况下需要调增的运营任务。

（3）列入计划表维修作业的内容包括：设备设施的定期巡视检查和维护保养工作及其他需师弟勘探、测量的作业。

施工计划的编制原则：

1、所有施工计划，首先要

保证施工及运营安全

2、使各类施工作业做到科

学化、规范化，尽可能利用现有的各项资源。

3、处理好各项施工项目的时间安排，避免出现抢时、争点的现象。

4、经济、合理的安排施工

列车的开行。

以下施工需在特定的时间段内进行，并且在施工前得到运营部门批准。

1、会影响信号设备的安全

或控制

2、可能导致配电网络负荷

过重

3、妨碍正线主控制系统的正常操作

4、妨碍通信设备的正常操

作

5、妨碍列车运作

6、导致轨道不能安全行车

7、需要在有轨道建立工程

领域或在制定时段进行 工程车的运作规定：

1、工程车原则上只准按线路规定的使用方向并按闭塞方向运行

2、工程车不得在任何有信号指示的轨道上行走，除非该车辆为列车的一部分，或运行轨段以申请成为施工领域。

3、工程车的开行必须由持有合格证书的人员操作。

4、工程车运作前，车辆检修工作人员要对机车及连挂车辆的技术状态坐必要的检查，保证技术状态及制动作用良好。

5、若需在最后一列电动列车驶过之后，将工程列车驶至工地，行车调度员必须确保在不影响编定的接触轨电流关断时间的情况下，安排该辆工程列车尾随最后一列电动列车驶至工地。

6、工程车回段必须在接触轨通电之前。

电气绝缘：保持配电线路和电气设备的绝缘良好，是保证人身安全和电气设备正常运行的最基本要素。安全距离

电气安全距离是指人体、物体等接近带电体而不发生危险的安全可靠距离。电击：

是指电流通过人体刺激机体组织，使肌肉非自主的发生痉挛性收缩而造成的伤害，严重时会破坏人的心脏、肺部及神经系统的正常工作，形成危及生命的伤害。

单相触电：

人体接触到地面或其他接地导体的同时，人体另一部位触及某一项带电体所引

起的电击。两相触电：

人体的两个部位同时触及两相带电体所引起的电击。跨步电压触电：

是指站立或行走的人体，受到出现于人体两脚之间的电压作用所引起的电击。电伤：

是电流的热效应、化学效应、机械效应等对人体所造成的伤害，表象为局部伤害 静电危害事故：

静电危害事故是由静电电荷或静电场能量引起的。其电压可能高达数十千伏，发生放电而产生放电火花。

1、在有爆炸和火灾危险的场所，静电放电火花会成为可燃性物质的点火源，造成爆炸和火灾事故。

2、人体因受到静电电击的刺激，可能引发二次事故。

3、在运营过程中，静电肯能会导致电子设备损坏而致安全事故。

射频电磁场危害：

射频指无线电波的频率或者相应的电磁振荡频率，泛指100kHz以上的频率。在射频电磁场作用下，人体

1、因吸收辐射能量会受到不同程度的危害。

2、在高强度的射频电磁场 作用下，可能产生感应放电，会造成电引爆器件，发生意外引爆。

电气系统故障危害：

由于电能在输送、分配、转换过程中失去控制而产生的伤害。

引起火灾和爆炸；异常带电；异常停电。绝缘：

是用绝缘物把带电体封闭起来。

绝缘物在强电场等因素作用下完全失去绝缘性能的现象称为击穿。气体击穿后能自己恢复绝缘性能；液体能基本上恢复或一定程度上恢复；固体不能。损伤是指绝缘物体由于腐蚀性气体、蒸汽、潮气、粉尘及机械等因素而受到损伤，降低甚至失去绝缘性能。老化是指绝缘物在电、热等因素作用下，电气性能和机械性能逐渐恶化。屏护和间距

屏护是借助屏障物防止触及带电体。屏护装置包括护栏和障碍，可以防止触电事故，也可以防止电弧烧伤和弧光短路等事故。

间距是将带电物体置于人和设备所及范围之外的安全措施，应根据电压高低、设备类型、环境条件及安装方式等决定间距大小。漏电保护：

依据启动原理和安装位置，漏电保护装置可分为电压型、零序电流型、中性点型、漏电电流型等几种类型。城市轨道交通火灾特点： 疏散困难：易产生浓烟和热气浪，同时产生大量的有毒气体。

烟气对人的眼睛、喉咙、气管有刺激，影响人员疏散。高温气浪使得人员疏散困难。

浓烟使得应急照明系统的效果大打折扣，乘客因看不清疏散通道而难以疏散。烟气与新鲜空气在出入口冲撞，使得从出入口流入车站的新鲜空气的流动速度变慢，给人员疏散造成影响。

救援难度大。

浓烟或停电使得救援人员无法准确确定起火点。地铁的地下空间较大，而救援人员的呼吸器一般使用时间有限，不能长时间在地下进行救援工作。

地下空间相对封闭，给救援人员开展战术配合造成一定的困难。

通信系统容易瘫痪。火灾

燃烧：是物质与氧化物之间的放热反应，通常会现时释放出火焰或可见光。

火灾：是火失去控制蔓延而形成的一种灾害性燃烧现象，通常会造成人或物的损失。

条件：氧气，可燃物，点火源。分类：

A，含碳可燃物，木材，棉，毛。（水是最佳灭火剂）B，指甲乙丙类液体，汽油，煤油（干粉、二氧化碳）C，可燃气体：煤气，天然气（二氧化碳）D、可燃金属，钾钠镁钛（专用轻金属灭火器）带电火灾。特种作业：

是指容易发生人员伤亡事故，对操作者本人、他人及周围设施的安全可能造成重大危害的作业。分类：

电工作业；金属焊接切割作业；起重机械（含电梯）作业；企业内机动车辆驾驶；登高架设作业；锅炉作业；压力容器作业；制冷作业；爆破作业；危险物品作业；经国家安全生产监督管理局批准的其他作业。基本条件： 年满十八周岁；

身体健康，无妨碍从事相应工种作业的疾病和生理缺陷；

初中以上文化程度，具备相应工种的安全技术知识和技能，并经安全技术理论和实际操作技能考核合格； 符合相应工种作业特点需要的其他条件。触电伤害急救：

若触电伤者触及低压带电设备，救护人员应设法迅速切断电源，或使用不导电的物体解脱触电伤者。

触电伤员触及高压带电设备，救护人员应迅速切断电源，用绝缘工具解脱触电伤者。

触电伤员触及断落在地上的带电高压导线且尚未确认线路无电，救护人员在未做好安全措施之前，不能接近断线点8~10m范围内，防止跨步电压伤人。

触电伤员如神志清醒，应使其就地躺平，严密观察，暂时不要使其站立或走动。如神志不清醒，应使其就地仰面躺平且确保气道通畅，并用5s时间呼叫触电伤者或轻拍其肩部，以判定其是否意识丧失。禁止摇动触电伤员头部呼叫触电伤员。危险源类别：

主要类别：物理性危险源，化学性，生物性，心理、生理性，行为性，其他危险源。范围：按地点划分：轨道交通沿线各车站、车辆段、OCC大楼、办公室等。按活动划分：常规活动，非常规活动，潜在的紧急情况。

划分风险等级： 第1级，极其危险；第2级，高度危险；第3级，中度危险；第4级，一般危险；第5级，可容忍危险。安全标志：

安全标志由安全色、集合图形、图形符号或文字所构成，用以表达特定的安全信息。

辅助标志是安全标志的文字说明或补充。辅助标志必须与安全标志同时使用在一个矩形载体上，称为组合标志。在同一矩形载体上含有两个或两个以上安全标志并且有相应辅助标志的标志，称为多重标志。作用：不能代替安全操作规程和安全防护措施。类型：

禁止标志：是禁止人们不安全行为的图形标志。禁止标志的几何图形是带斜杆的圆环，图形符号为黑色，几何图形为红色，背景色为白色，共23种。

警告标志：是提醒人们注意周围环境，避免可能发生危险的图形标志。几何图形为正三角形边框，图形符号、几何图形为黑色，背景色、衬边为黄色，共28种。指令标志：是告诉人们必须遵守“指令标志”规定的图形标志。几何图形为圆形边框，图形符号、衬边为白色，背景色为蓝色。共12种。

提示标志：是向人们提示某种信息的图形标志。几何图形为矩形，图形符号、衬边为白色，背景色为绿色。气瓶的色标：是指气瓶外表面涂覆的字样内容、色环数目和颜色按充装气体的特性规定的组合，是识别充装气体的标志。

城市轨道交通企业运营安全控制体系的目的：

使城市轨道交通的安全运营管理达到预先设定的目标，使事故等级和事故频率控制在预先规定的范围内，同时通过安全预防、纠正措施的落实，达到安全运营工作持续改进，不断提高安全运营质量。目标包括：

1、不发生职工（包括劳务人员）因工死亡及重伤事故；

2、不发生运营重大事故、大事故和有责任乘客死亡事故；

3、不发生重大火灾事故；

4、不法身有责任交通死亡及重伤事故；

5、不发生在一定数额的有责任物损的交通事故；

6、严重晚点率低；

城市轨道交通信号概述 篇6

演讲稿

尊敬的各位专家、同行们，大家好：

我应组委会邀请谈一谈北京城市轨道交通车辆的应用情况。第一部分 北京城市轨道交通车辆的应用现状

北京市是新中国第一个拥有城市轨道交通运营线路的城市，北京市地铁运营有限公司已有40多年的发展历程。北京轨道交通车辆基本经历了三个重要的发展阶段：地铁开通初期的起步阶段（1967年-1984年）；地铁发展中期的成长阶段（1984年-1998年）；地铁快速发展期的腾飞阶段（1998年-今）。40年中，在北京地铁人的不断努力之下，北京轨道交通车辆牵引技术走过了从直流牵引到交流牵引技术的历程，直流牵引控制技术又经过了凸轮变阻控制、斩波调阻控制和斩波调压控制阶段，目前采用国际上最先进的交流变频控制的交流牵引技术。车辆制动系统从最初的DK型电空制动机发展到SD数字式直通电空制动机，再到电气控制模拟直通电空制动系统，目前已发展为最先进的微机控制的模拟直通电空制动系统。车辆监控系统从硬线控制发展为车辆网络控制。列车驾驶模式从人工驾驶发展为自动驾驶。车体结构从最初的碳素钢发展为铝合金及不锈钢轻型车体结构。此外，北京地铁车辆在转向架、车钩缓冲装置、通风空调、内装饰和乘客服务设施等方面也进行了不断的改进和完善，目前均采用了具有国际先进水平的技术。

目前北京地铁共有12条运营线路，14种车型共2196辆，运营里程达到300多公里。拥有14座车辆段（停车场）。

下图为运营线网图：

2 以下分别介绍一下使用中的各型车辆：

一、DKZ4型车

图：DKZ4型车

DKZ4型车是北京地铁第一个使用调压调频（VVVF）技术的车型，于1998年至1999年陆续投入使用。为非标准B型车，3动3拖，6辆编组。

二、13号线、八通线列车

2002年9月28日，北京地铁13号线开通。这是北京地铁线路规划的一个变革，它标志着北京地铁从地下线路已经扩展到地面线路。从2003年开始，13号线新车DKZ5、DKZ6型车共56组224辆陆续到达，投入运营。

图：DKZ5型车 DKZ5型车是首次针对地面线路运行特点设计制造的车型，采用两动两拖4辆编组方式，整车由长春客车厂和北京地铁车辆厂共同生产制造。

2003年12月27日正式开通运营的八通线是北京地铁第二条地面线。列车由南车四方机车车辆厂和北京地铁车辆厂共同生产制造，定型为SFM01型，共24列96辆。

图二十一：SFM01型车

2007年上半年，根据市政府领导关于缓解拥挤、加快提高北京地铁运输能力的批示，以及相关专题会议的指示精神，市政府决定在2008年奥运会开幕之前实现13号线、八通线车辆扩大编组。2007年7月，北京地铁开始实施两条线的车辆扩编工程。13号线在原有基础上增加车辆112辆、八通线在原有基础上增加48辆同时又新购6列36辆。新增车辆以一动一拖形式编入原有列车中，其各系统与原有车辆系统相兼容，性能及容量相匹配，车辆的车型、技术规格及技术性能与原13号线和八通线运行车辆的相同。

三、国产化地铁列车

为促进轨道车辆交流牵引传动系统的国产化和推动民族工业的发展，国家计委（现国家发改委）轨道交通国产化办公室大力倡导和推进地铁电动客车的国产化工作。2002年下半年中国交通运输协会城市轨道交通专业委员会根据国家发改委的要求，召集和组织北京市地铁运营有限公司、长春轨道客车车辆股份公司、株洲电力机车研究所、北京地铁车辆厂等几个单位共同组建了研制联合体，开展 “具有完全自主知识产权国产地铁电动客车（B型）”的研制工作。2005年12月，国产地铁电动列车的型式试验项目结果通过了专家评审；2006年6月19日～2008年6月30日在北京地铁13号线上开始载客试运营，累计运营近十万公里；2009年3月14日，通过了对试运营的专家评审；同年4月10日，通过市科委和交通委组织的科研项目验收。

随后针对北京地铁存在的安全隐患问题，开始了北京地铁1、2号线消隐改造工程。设计、制造采用的标准较低，技术水平、技术性能及车况较差，且均已达到车辆的使用年限，1、2号线车辆更新采用公开招标方式，由地铁公司进行采购，2006年5月签订采购合同，其中1号线120辆、2号线144辆（为扩大2号线运能，一并增购84辆）。首列车均于2007年8月到达北京。2008年奥运会前全部投入运营。

图二十二：国产地铁电动客车（B型）

四、5号线、10号线地铁列车及机场线直线电机车辆

在奥运申办成功后，北京市政府加大了对北京城市轨道交通的投入，相继开通了四条新的线路。2007年10月北京地铁5号线开通，39列234辆DKZ13型车

图二十五：DKZ13型车

投入使用；2008年7月北京地铁10号线、奥运支线和机场线同时开通，共40列240辆DKZ15型车和7列28辆QKZ5型车一并投入使用。新线的开通和新车的投入使用极大的改善了北京市民的出行条件。

鉴于新线路限界条件的改善，5号线、10号线、奥运支线车辆均采用B型车标准，车辆外形尺寸增加，车厢内空间加大。

图二十六：DKZ15型车 机场线车辆有别于其它各线，为直线电机车辆。首次采用非粘着方式驱动的直线电机牵引技术，爬坡能力强，车体为铝合金材料，采用径向迫导型转向架。其曲线通过能力较强，有效降低轮轨横向力和轮轨磨损，并降低噪声。采用液压制动和磁轨制动系统等多重制动方式。具有全自动无人驾驶的功能。车辆是由长春轨道客车股份有限公司生产制造，编组方式为四辆全动车（+Mc–M–M–Mc+），牵引系统为BOMBARDIER（庞巴迪）的产品，制动系统采用KNORR（克诺尔）产品。

图二十六：QKZ5型车

五、2010年底开通4条新线

亦庄线6辆编组，车速80公里/小时，3动3拖，每列车牵引电机功率3×4×180kW/h，辅助电源的总容量为2×180KVA。

房山线6辆编组，车速100公里/小时,4动2拖，每列车牵引电机功率4×4×180kW/h，辅助电源的总容量为2×185KVA。

昌平线6辆编组，车速100公里/小时,4动2拖，每列车牵引电机功率4×4×180kW/h，辅助电源的总容量为2×185KVA。15号线6辆编组，车速100公里/小时,4动2拖，每列车牵引电机功率4×4×180kW/h，辅助电源的总容量为2×185KVA。

第二部

车辆选型及管理中出现的系列问题

一、客流预测偏差大

近十几年以来，北京市城市发展迅速，人口迅速膨胀，日益严重的交通拥堵使得轨道交通对市民的吸引力越来越大。而地铁建设时所做的客流分析明显没有预料到客流增长速度的疯狂。现在北京市运营中的地铁列车基本均为6辆编组的B型车（机场快轨为4辆编组，1号线、2号线非标准B型车），大多数线路运行间隔已经达到设计极限，有些线路高峰期甚至存在没有预备车的现象，仍然不能满足客流需求：八通线、13号线运营5年就不得不进行扩编改造，八通线还增购了6组车，虽然改造后两条线运力均提高了50%以上（运行间隔也缩短了），还是不能满足需求，高峰期限流基本成为常态；5号线、10号线开通数月即达到远期预计客流，增购车辆签约与首批车辆交付完成基本无时间差；1号线修建最早，客流也最多，近年一直超负荷运营，但受土建条件制约，已经很难大幅提高运力；2号线修建较早，客流也仅次于1号线，2008年进行车辆更新后，现在又面临增购工作，但同时也带来狭小的车辆段里怎么新建两个停车位的问题。

科学、准确的客流分析对车型的选择、车数的配备均十分关键。希望设计单位在初期分析时全面考虑，留足余量。

二、各条线路车辆一致性差

北京地铁各线路车辆采购时间间隔较大，受当时技术条件制约以及缺少系统的规划，造成各条线路车辆一致性较差。

首先是司机操作界面不一致，不同车型的司机台、屏柜布置各异。操作界面的不一致不利于司机的调动、交流。尤其是同一条线路上有 多种车型时（1号线现在就同时有BD2、DK20、DKZ4、SFM04共4种车型），不利于司机安全驾驶，也不利于操作规范的制定。

其次是车辆零部件不一致。虽然基本都是标准B型车（1、2号线除外），但因为车辆各系统设备、零部件没有做到标准化，使不同车型间零件不能互换，为检修、维护增加了难度，同时增大了维修成本。

三、检修资源分散，利用率低

北京市现有14条地铁线路，车辆保有量2000多辆，除了厂修集中在京车装备进行以外，定修（40万公里修）、架修（75万公里修）基本各个车辆段都在进行，即各车辆基地基本都有一套设备、一套人马，这些资源没能做到共享，利用率较低，实际上是一种浪费。

四、进口件维修成本高、周期长

虽然北京市运营的地铁车辆国产化程度已经比较高，但核心、重要部件很多还是依赖进口。外国供应商利用技术垄断优势，在维修采购时要价远高于车辆招标采购价，运营公司缺少谈判资本。而一旦进口设备需要维修时，不仅维修价格高昂，维修周期也没有保障，给运营带来很大风险。

五、服务要与时俱进，更要有前瞻性

随着社会的不断发展，科技的不断进步，乘客对乘车环境的要求也越来越高。

1998年生产的DKZ4型车曾经是北京市最好的地铁车，运行一直很稳定。但随着带客室空调的车辆日益普及，一年四季只有轴流风 机的DKZ4成了乘客的投诉热点，运营公司不得不以高昂代价对DKZ4车型进行空调化改造。

而对设备较齐全的新车型，冬天电热器不够热，夏天空调不够凉或太冷的投诉也屡见不鲜。

其它如扶手杆的设置、电子地图的设置、广播的音量、客室电视的音量、客室安全锤的设置等等均成为乘客的投诉内容。

我们不能说乘客越来越挑剔，只能说我们在为乘客服务上还有很多工作要做，还有很多问题要思考。

第三部 未来的车辆应用规划及趋势

一、主干线选用大载客量列车

1号线、5号线的教训使我们认识到，对于网络主干线，在保证能实现小间隔的前提下，要采用载客量较大的列车，为将来客流增长留出余量，也为乘客尽量提供舒适一些的乘车环境，不能总满足于9人/平方米。建设中的北京地铁6号线将采用8辆编组的B型车，14号线将采用6辆编组的A型车。

二、高性能、高可靠性

北京地铁已经提出“国内领先，世界一流”的建设目标，随着运营要求的不断提高，对车辆的性能、可靠性方面也提出更高要求。

现在的新车采购中自动驾驶、自动折返等自动化控制已成为基本要求。随着新线路建设中新路况的出现，对列车的爬坡能力、启动加速度、最高运行速度等也提出了新的要求。

高可靠性关系到运营安全和运营质量，是运营公司最看中的性 质。运营指标和人工成本的提高，也必将使可靠性高的产品更具竞争力。随着运营公司对车辆各系统质量要求的研究日益深入，更加明确的可靠性要求也将反映在采购技术条件中。

三、模块化、标准化、国产化

为了维修的方便、快捷，地铁车辆零部件的模块化、标准化是大势所趋，这是一切以运营为中心的要求，也是降低维修成本的途径。同样，为了方便维修、降低成本，提高车辆国产化率也是必然的趋势。

四、集中维修减员增效

随着线路、车辆的增多，维修资源共享的好处更加明显。将较大的修程交给专业人员集中来做，不但会提高效率、保证质量，还能节约大量人员，从而提高运营水平。而且备品备件可以集中采购，进一步降低成本。

五、人性化的乘车环境

以人为本已经成为社会共识的今天，为乘客提供一个更舒适的乘车环境也是我们的目标。

今后对客室温度、湿度的调节将更加精确；在扶手杆、座椅的设计上将更加科学；客室内的信息化服务将更加完备；在保证满足客流要求的前提下，减少每平米平均载客人数，不能让乘地铁永远和拥挤联系在一起。给乘客一个舒适的乘车环境，才能真正把市民从私家车中吸引过来。

城市轨道交通信号系统解决方案 篇7

随着国内城市轨道交通网络的大力发展, 近10年来, 有20多个大中城市建设近千公里的城市轨道交通线路。作为城市轨道交通“大脑”的信号控制系统, 是提高运营效率、保证行车安全及乘客舒适度的关键。基于通信的移动闭塞系统 (CBTC) 是当前世界轨道交通列车控制系统的发展趋势, 是近年来国内外使用的最先进的一种闭塞系统。

为打破国外轨道交通信号技术垄断, 加速我国城市轨道交通信号系统国产化进程, 卡斯柯信号有限公司从1994年开始启动智能列车监控子系统 (i TS) 的开发。2009年智能安全型计算机联锁子系统 (i LOCK) 开发完成并通过国际第三方独立安全认证。现在智能列车控制子系统 (i TC) 开发完成。历经17载的技术攻关, 最终开发并推出了具有完全自主知识产权的城市轨道交通信号系统解决方案——基于通信的智能型移动列车控制系统 (i CMTC) 。

1 i CMTC系统方案

基于通信的智能型移动列车控制系统采用目前最先进的基于通信的移动闭塞技术, 通过数据通信网络实现地面与车载控制、车站与中央控制相结合, 是一个集行车指挥、运行调整、安全间隔防护以及列车自动驾驶等功能为一体的移动闭塞列车运行控制系统。

1.1 i CMTC系统结构

i CMTC系统继承了卡斯柯信号有限公司现有的成熟地铁信号系统解决方案 (URBALIS 888系统) 良好的架构设计。

i CMTC系统由以下子系统组成:

(1) i TC。监控列车安全运行, 通过i TC车载部分和轨旁部分构成信息闭环控制, 实现移动闭塞控制功能。

i TC是i CMTC系统的一个核心子系统, 由车载和轨旁两部分组成。车载部分包括车载控制器 (i CC) 和驾驶员接口 (DMI) ;轨旁部分包括区域控制器 (ZC) 、线路控制器 (L C) 、编码器 (L E U) 和欧式信标 (BEACON) (见图1) 。

(2) i TS。提供自动或由人工控制进路功能, 实现行车调度指挥, 并向行车调度员和外部系统提供信息。

(3) i LOCK。执行i TS功能命令, 管理进路、道岔和信号控制, 并将进路、计轴、道岔和信号等状态信息提供给i TS和i TC子系统。

(4) DCS。通过网络通信和无线通信, 实现i CMTC系统各设备之间的安全信息和非安全信息传输。

(5) MSS。对i CMTC系统各设备的状态进行检测、诊断和集中报警, 帮助维护人员进行故障设备定位和维修。

i CMTC系统中, i LOCK、i TS、DCS和MSS子系统为既有成熟产品, 已在多个项目中应用。i TC子系统正按照EN 50126/50128/50129标准自主研发, 已处在系统集成和现场中试阶段。

1.2 i TC

1.2.1子系统组成

(1) i C C。主要实现两大功能:一是自动列车防护 (ATP) 。根据安装在列车车身上的编码里程计、信标天线和安装在轨旁的欧式应答器进行列车安全测速和定位。通过采集驾驶员输入和轨旁有源信标或区域控制器获得的变量信息和EOA信息, 确定列车的驾驶模式, 并对列车的速度、间隔、能量、退行、车门开关等进行监控, 在列车发生超速、超能、冒进、退行时对列车施加紧急制动, 保证列车运行和乘客安全;二是自动列车驾驶 (ATO) 。根据安装在列车车身上的编码里程计、信标天线和安装在轨旁的欧式应答器进行列车精确测速和定位。根据运行调整指令 (来自i TS的运行调整命令或司机人工调整停站时间) 自动驾驶列车运行, 保证列车运行时的乘客舒适性和自动精确停站。

(2) DMI。用于显示车载控制器信息的专用车载嵌入式计算机, 通过车载以太网与列车头尾2个车载控制器连接。DMI是车载控制器与列车驾驶员的接口, 根据车载控制器请求, 通过声音、图像等方式将列车运行状态和辅助驾驶信息通知列车驾驶员, 从而辅助驾驶员驾驶列车。

(3) ZC。实现移动闭塞控制的核心设备, 对其管辖区域范围内所有列车的安全间隔进行防护和管理。ZC根据车载控制器发送的位置报告或轨道区段的占用检测, 为每列列车创建自动保护区域 (AP) , 通过管理区域内的AP和轨旁状态为每一列通信列车计算移动授权 (EOA) 和安全变量信息, 并将其发送给车载控制器, 以实现对列车安全间隔的防护。

(4) L C。管理i T C子系统内部软件版本和安全时钟同步, 并接收来自i T S子系统的临时速度限制 (TSR) 设置和修改, 将线路TSR发送给车载控制器。

(5) LEU和BEACON。LEU接收i LOCK子系统的轨旁变量信息, 将其编码后通过信标发送给车载控制器。BEACON分为有源信标和无源信标。信标沿轨道布置, 用于列车越过信标时定位列车。有源信标与LEU连接, 将轨旁变量信息传递给车载控制器。LEU和信标提供轨旁i LOCK子系统和车载控制器之间的接口, 用于实现后备模式 (降级模式) 功能。

1.2.2开发流程

i TC核心子系统严格按照欧洲铁路应用标准EN 50126/50128/50129开发, 执行高标准的质量控制。 (1) 项目开发采用设计、测试、安全和质量相独立的组织结构。 (2) 系统开发过程采用安全生命周期模型 (V Cycle) , 安全生命周期模型各个阶段的输入和输出严格通过审核、验证和批准。 (3) 系统确认测试采用严格的零缺陷出口标准。 (4) 系统开发过程和安全由国际第三方安全机构进行独立安全认证。 (5) 系统开发采用标准推荐的组合故障安全和反应故障安全技术。 (6) 安全相关软件采用标准推荐的形式化开发方法, 使用经过SIL4级认证的SCADE工具进行开发。

1.2.3主要技术特点

i TC子系统符合“故障-安全”原则, 安全完整性等级为SIL4。主要技术特点体现在以下方面: (1) 车载控制器硬件采用“2取2”结构, 通过相异设计和双通道安全输出比较来提高系统的安全性。 (2) 车载控制器软件采用安全编码处理器 (VCP) 技术和数字集成安全保证逻辑 (NISAL) 编码技术, 使系统发生随机错误的不可检出率达到SIL4级要求, 保证系统的高安全性。 (3) 车头车尾的车载控制器构成冗余, 根据设备的可用性等级实现自动主备切换, 保证系统的高可用性。 (4) 轨旁设备统一采用卡斯柯信号有限公司自主研发的通过国际第三方SIL4级独立安全认证的轨旁安全平台 (TSP) 。该平台采用双系并行控制的“2乘2取2”技术、在线检测 (BIT) 技术和相异性 (DIV) 技术, 以保证轨旁系统的安全完整性等级达到SIL4级要求。 (5) 车载输入/输出模块的安全输入和输出采用并接方式连接, 构成双驱双采工作方式。 (6) 系统内部设备之间采用SACEM安全通信技术, 使用双24位SACEM编码和时间标签技术, 保证安全数据交换的安全性和时效性。

1.3 i LOCK

i LOCK是i CMTC系统中的一个关键子系统。该子系统符合“故障-安全”原则, 是以微处理器为基础的计算机联锁信号控制系统。它是卡斯柯信号有限公司引进法国阿尔斯通公司 (ALSTOM) SMARTLOCK系统核心技术, 结合我国铁路运营技术条件, 经过二次国产化开发而成的一种安全型计算机联锁系统。

i LOCK综合运用“反应故障-安全”、“组合故障-安全”和“固有故障-安全”技术, 采用双CPU表决输出方式, 比采用单一安全技术的系统具备更高的安全性。

该系统自2009年开始已广泛应用于我国国家铁路、地铁等领域, 如沪杭高速铁路, 虹桥枢纽, 北京地铁2号线、机场线和房山线, 上海地铁10号线, 深圳地铁2号线和5号线等。

i LOCK子系统的主要技术特点是: (1) 采用“2取2”双CPU结构和NISAL技术。NISAL技术在基本逻辑运算之外提供一种独立的安全校核, 使得i LOCK系统比一般的“2取2”双CPU结构具有更高的安全度等级, 保证系统的高安全性。 (2) 采用“故障-安全”通信协议与i TC系统交换安全数据, 保证安全系统之间数据通信的安全性和时效性。 (3) 采用“2乘2取2”结构和采集共享、并行驱动技术, 最大程度地提高i LOCK系统的可靠性。 (4) 采用多处理器、相互独立的计算机电源保护、防浪涌和双重电源防雷、机箱屏蔽接地、分区滤波等技术, 使i LOCK具有较高的防雷和抗干扰能力。 (5) NISAL技术的采用能确保输出驱动安全性的同时, 简化接口电路, 降低系统成本。

1.4 i TS

i TS是基于现代数据通信网络的分布式实时计算机控制系统, 与i LOCK子系统、i TC子系统、站台设备等连接, 为控制中心行车调度员和车站行车值班员提供信号和列车的监控功能, 并在此基础上实现对列车的自动化调度和运行调整, 从而减轻调度员和值班员的工作强度, 优化线路运行效率。

作为卡斯柯信号有限公司的既有成熟产品, i TS子系统在国内外地铁项目中得到了广泛的应用, 如伊朗德黑兰地铁1号线和2号线, 北京地铁2号线、9号线、机场线、房山线, 上海地铁1号线、10号线, 深圳地铁2号线和5号线等。

i T S子系统的主要特点是: (1) 关键单元采用“1+1”防护, 故障情况下冗余设备自动实现无扰切换。 (2) 采用分散自律功能配置, 在中央故障时仍可完成大部分自动控制功能。 (3) 对于涉及安全的操作, 采用高完整性控制安全协议 (HILC) , 提供安全操作的二次确认, 以确保安全。 (4) 对恶意入侵的实时监测, 保障系统的信息安全。 (5) 符合人机工程原理的标准化图形用户界面。 (6) 完善的故障诊断功能, 减少系统维护时间。

1.5 DCS

DCS为i CMTC系统提供可靠的通信连接, 主要由两大部分组成: (1) DCS有线传输系统。为i CMTC信号系统提供信息交互传输通道, 保证地面应用间正确的通信连接, 同时也为轨旁设备和车载设备通信提供接口。 (2) DCS无线传输系统。包括车载无线设备和轨旁无线单元, 为轨旁和车载设备提供可靠、持续、双向的通信服务。

DCS有线传输系统的核心网络采用基于同步数字传输 (SDH) 技术的多业务网络解决方案, 利用同步数字传输技术完善的保护机制确保信号应用通信具有更高的可靠性。DCS无线传输系统用于实现车辆与地面设备间的无线通信, 根据车-地无线传输方式不同, 系统支持自由无线和波导管两种无线方案。DCS子系统采用冗余设计 (红网和蓝网) , 具有高可用性、高带宽、双向自愈、组网灵活等特点。

1.6 MSS

MSS对i CMTC信号系统所有设备 (包括电源设备) 的工作状态和电气性能指标进行在线监测和集中报警, 收集并显示包括i TS、i TC、i LOCK等子系统设备的报警信息, 帮助维修调度人员计划和制定预防性和纠正性维护作业。MSS子系统是i CMTC系统的设备状态监测和维护辅助工具, 具有智能化诊断、功能易扩展等特点。

2 i CMTC系统特点

i CMTC系统设计充分考虑国内城市轨道交通现状和用户操作习惯, 能够满足兼顾安全和高效运营的需要。主要技术特点体现在以下方面: (1) 系统集成了多个既有的成熟子系统 (i LOCK、i TS、DCS和MSS) , 这些子系统经过充分应用验证, 技术稳定可靠。 (2) 整个信号系统中所有安全子系统的安全完整性等级达到SIL4级, 导致危险侧的故障率低于10-9/h, 确保系统的高安全性。 (3) 所有关键设备采用冗余热备配置, 故障情况下冗余设备之间自动实现切换, 不影响系统正常运营。 (4) 在同一线路上, 系统支持CBTC模式列车和点式后备模式列车的混合运营, 并提供完整的SIL4级安全防护。 (5) 在点式后备模式下提供ATO功能, 提高系统后备模式运营效率。 (6) 支持3种不同等级的运营模式——联锁模式、点式后备模式和CBTC模式, 当无线通信不能正常工作时, 系统可降级为后备模式或更低的联锁模式运行。 (7) 提供电信级的SDH骨干网, 具有高带宽、双向自愈、组网灵活, 可同时承载信号和实时多媒体, 以及视频监控等多项附加应用等特点。 (8) 采用模块化设计, 可根据项目需求灵活裁剪和扩充系统功能, 满足系统用户需求。

3 i CMTC系统研发历程

从1994年启动i TS子系统自主研发到现在整个i CMTC系统的集成和中试, i CMTC系统解决方案的设计和开发集结了众多中外信号专家的智慧与丰富经验。i CMTC系统具体研发历程如下:

1994年, 启动i TS子系统的自主研发;

1998年, 具有完全自主知识产权的i TS子系统成功应用于伊朗德黑兰地铁1号线和2号线;

2002年, 启动i LOCK子系统的自主研发;

2005年, 具有完全自主知识产权的i LOCK子系统 (采用“2乘2取2”结构) 研发成功;

2006年, i LOCK子系统通过铁道部技术审查, 被批准在客运特等站——上海南站投入使用;

2007年, 启动i TC核心子系统自主研发, 从概念、设计到开发, 整个过程由国际第三方进行独立安全审查和认证;

2008年, i TS、i LOCK作为国产化URBALIS 888信号解决方案的子系统, 成功应用于北京地铁2号线和北京首都机场线;

2009年, i LOCK子系统通过国际第三方SIL4级独立安全认证;

2011年, i TC子系统获准在上海轨道交通10号线试车线进行现场动车调试;

2011年, i CMTC获准在上海轨道交通张江实训基地进行中试;

2012年, 计划i TC子系统通过国际第三方SIL4级独立安全认证;

2012年, 计划推出具有完全自主知识产权的城市轨道交通信号系统解决方案——i CMTC系统。

4 结束语

随着i TC子系统开发完成并通过国际第三方SIL4级独立安全认证, 以及与既有成熟子系统集成, 卡斯柯信号有限公司将为中国城市轨道交通提供一个高安全性、高可靠性的具有完全自主知识产权的CBTC信号系统解决方案——i CMTC系统, 这将成为中国城市轨道交通国产信号控制系统发展的里程碑。

城市轨道交通信号概述 篇8

关键词：无线传输 CBTC 网络 波导管 漏缆 电台

中图分类号：U231+.7 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）02（b）-0010-02

各大系统供应商都希望通过无线电传输系统减少轨旁信号线缆的铺设以及线缆的日常维护工作从而进一步降低成本。这种期望得到了业界内广泛的认可。但是，随之而来的问题就是使用何种无线传输技术实现CBTC功能。

CBTC系统需要高度依赖列车、轨旁以及控制中心之间的高速双向通信传输，因此，必须拥有一套可靠性、稳定性高的车地无线传输系统。组建一个无线通信系统必须充分考虑无线电波的传播问题。下面将针对车地无线传输系统的实现方式展开探讨。

1 漏缆

由于城市轨道交通的特点使得它必须是线性无线覆盖，并且要在列车行驶的线路上均匀覆盖。对于使用漏缆或漏泄波导管作为传输介质的网络有先天性的优势，因为它们的特性使它们非常容易在复杂的传输环境中与钢轨形成一个平行的无线覆盖网络。

漏缆一般由内导体、绝缘介质和开有周期性槽孔的外导体三部分组成。电磁波从发射端通过同轴电缆传至另一端。电磁波在漏缆中传输的同时通过槽孔向外界辐射电磁波；而外界的电磁场则通过漏缆上的槽孔感应到漏缆内部并传送到接收端。漏缆的频段覆盖在450 MHz～2 GHz以上，能够适应现有的各种无线通信体制。与传统的天线系统相比，漏缆天线系统具有以下优点。

（1）适用频率宽，场强覆盖均匀稳定。

（2）漏缆衰减等传输参数更加均匀稳定，对安装环境适应能力强。

2 漏泄波导管

目前，北京地铁2号线就是利用此种方式来实现CBTC功能。波导管是一种用于传导高频电磁波的元件，是一种空心、内壁十分光洁的金属导管或内敷金属的管子，在其表面每隔一段距离刻有一条细微的裂缝，使无线电波从此裂缝中向外传送超高频电磁波。波导管物理特性和衰减性能很好，最大传输距离可达1 600 M，能够呈现良好的方向性分布，可在隧道及弯曲通道中传输。通过它脉冲信号可以以极小的损耗被传送到目的地。波导管具有以下优点。

（1）无线场强覆盖均匀，抗干扰能力较强，衰耗小。

（2）传输速率大、传输距离长，可以减少列车在各AP之间进行漫游和切换。

3 无线电台

目前，西安地铁1、2号线、北京地铁10号线均使用此种方式来实现CBTC功能。国内大多数地铁都采用此类信号系统，工程投资少，列车运行间隔短，轨道交通运输能力高，满足了大客流和运能的需求。它是根据IEEE802.11无线局域网的标准建立起的一套宽带通信系统。由轨旁、车载、骨干三部分网络组成。无线传播是目前使用最广泛的一种传播方式。它以无线信道作传输媒介的计算机局域网络，是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，以无线多址信道作为传输媒介，提供传统有线局域网的功能，能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接入。它利用电磁波在空气中从车载天线到轨旁天线双向传递行车数据。这种空间自由传播的方式能够节省大量的轨旁设备，在轨道交通狭窄的隧道安装上具有特殊的优势。相对于有线网络，具有安装简单、灵活性强、终端设备可移动和可扩展等优点，已成为几乎所有行业网络便携式、固定式终端设备的接入标杆性应用。无线电台具有以下优点。

（1）设备安装位置限制较少，受其他因素影响小。

（2）AP数据传播速率较高，可实现网络冗余覆盖。

（3）安装、维护容易，成本较低。

4 交叉感应环线

由交叉感应环线构成的双向通信系统主要用于车地设备之间的无线双向通信。系统内包括环形电缆、车载设备及轨旁设备。环形电缆需要沿着钢轨的中心对称进行敷设，每隔一段进行一次交叉。车地间传输的数据通过直接数字频率合成技术转换为信号，在经过功率放大器的放大后输送至环线上，与车载设备进行车地无线通信。交叉感应环线具有以下优点。

（1）使用经验成熟，施工工艺成熟，环线使用寿命较长。

（2）环线设备及施工投资较少。

5 结语

众所周知，电波在隧道中的传播特性和自由空间不同。当隧道直线距离短、弯道多时，直射波传播将受到环境因素的影响。另外，由于隧道内有吸收衰减和多径效应，使传播衰减大大增加。因此，空间自由传播的方式在工程实施时必须提前进行勘察，设备布置的不确定性较大。在开放空间的区段（如高架桥，车辆段区域），因存在其他的民用WLAN，传输更加容易受到污染。该文仅从现有车地无线传输方式中进行比对，列举了目前各信号系统供应商及投入使用的信号系统无线传输系统各自的优点，下面将这几种方式的缺点统一列出。

（1）漏缆缺点：在地面和高架段施工安装时工艺复杂、美观效果差、漏缆采购价格较高。

（2）波导管缺点：工程施工难度较高，需全线安装，安装精度要求较高。设备造价较高，后期养护投入较大。

（3）无线电台缺点：电波传输受弯道和坡度影响大，隧道内反射严重，容易受到无线环境影响。频繁漫游切换，降低了无线传输连续性和可靠性。

（4）交叉感应环线的缺点：环线安装在钢轨的中间，安装困难且不方便日后对钢轨的维保工作。车地通信的速率低，环线交叉点距离比较小，在长线路铺设时施工较为繁琐。

CBTC列车控制系统能够根据前行列车和前方线路情况，在确保安全的前提下紧追踪前行列车运行，能有效缩短列车追踪间隔，运输效率也得到极大提高，因此在国内外能够得到迅速推广。目前各种无线传输系统均有着自身的优势和不足，如何利用优点，并克服缺点，合理化的应用城市轨道交通，是需要探讨并解决的问题。

参考文献

[1]付兵，廖理明.城市轨道交通CBTC信号系统[M].西南交通大学出版社，2016.

[2]魏赟，鲁怀伟，何朝晖.基于802.11协议的CBTC系统数据通信子系统的探讨[J].铁道学报，2013，35（4）：51-56.