武漢地鐵1號線信號系統(tǒng)概述(ppt)

武漢地鐵1號線

信號系統(tǒng)概述課程內(nèi)容信號系統(tǒng)簡介1管理層SMC設(shè)備2操作層VCC設(shè)備3執(zhí)行層設(shè)備4車場、車輛段接口52信號系統(tǒng)簡介信號系統(tǒng)概述武漢地鐵1號線正線信號系統(tǒng)引進(jìn)了泰雷茲公司（原ALCATEL加拿大運(yùn)輸自動(dòng)化公司）基于交叉感應(yīng)電纜環(huán)線通信的移動(dòng)閉塞信號系統(tǒng)（SeltracS40），它是CBTC

（CommunicationBasedTrainControlSystem，基于通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)）的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例，最早應(yīng)用于加拿大的SkyTrain。該系統(tǒng)主要分為：管理層：SMC設(shè)備操作層：VCC設(shè)備執(zhí)行層：STC、VOBC、道岔、信號機(jī)及通信環(huán)線等3ATC系統(tǒng)層次圖系統(tǒng)管理中心（SMC）車輛控制中心（VCC）車站控制器（STC）車載控制器（VOBC）管理層操作層執(zhí)行層感應(yīng)環(huán)線（LOOP）道岔、信號機(jī)4SMC的功能系統(tǒng)管理中心（SMC，SystemManagementCentre）提供列車自動(dòng)監(jiān)督（ATS）功能，對列車自動(dòng)控制系統(tǒng)ATC進(jìn)行全面的協(xié)調(diào)管理，能連續(xù)地監(jiān)視列車運(yùn)行狀態(tài)獲取信號系統(tǒng)信息并進(jìn)行圖形化顯示，提供報(bào)警信息。SMC還向站臺旅客向?qū)到y(tǒng)PPG提供列車服務(wù)信息，以便通知車站上的乘客；現(xiàn)地SMC工作站在授權(quán)后也可以進(jìn)行運(yùn)營控制，比如扣車、現(xiàn)地模式時(shí)操作道岔、為線路重新復(fù)位計(jì)軸閉塞分區(qū)ACB?，F(xiàn)地SMC工作站還向站臺發(fā)車指示器提供距離發(fā)車還有多少時(shí)間的信息。SMC提供下列各項(xiàng)功能從服務(wù)隊(duì)列中增加或刪除列車分配列車進(jìn)路對道岔位置進(jìn)行正確設(shè)定在系統(tǒng)中調(diào)整列車運(yùn)行監(jiān)督列車運(yùn)行狀況VCC終端輸出顯示與外部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換SMC發(fā)給VCC的命令有：進(jìn)路辦理請求、計(jì)劃的速率、臨時(shí)限速、車站開放/關(guān)閉等等。反之，SMC從VCC接收運(yùn)行狀態(tài)，如列車位置、設(shè)備狀態(tài)。SMC的功能是非安全的?。?！5SMC的設(shè)備構(gòu)成在控制中心，SMC的主要設(shè)備有：局域網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、運(yùn)行圖調(diào)整服務(wù)器SRS、系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄服務(wù)器Datalogger、系統(tǒng)維護(hù)工作站、通信傳輸單元、調(diào)度長工作站、調(diào)度員工作站、運(yùn)行圖編輯工作站、仿真模擬系統(tǒng)、投影模擬顯示屏系統(tǒng)、運(yùn)行圖打印設(shè)備等。6SMC部分設(shè)備外觀SMC工作站界面：7SMC部分圖標(biāo)說明非控制區(qū)域SMC工作站控制

中央控制(調(diào)度員)現(xiàn)地控制(車站控制)（黃色）(綠色)(藍(lán)色)(灰色)早點(diǎn)列車準(zhǔn)點(diǎn)列車晚點(diǎn)列車(綠色)(黑色)(紅色)8VCC的功能車輛控制中心（VCC，VehicleControlCentre）提供列車自動(dòng)防護(hù)（ATP）和列車自動(dòng)運(yùn)行（ATO）功能，VCC負(fù)責(zé)計(jì)算列車的安全間隔和移動(dòng)限制。列車移動(dòng)與列車辦理進(jìn)路所要求的道岔位置進(jìn)行聯(lián)鎖。這些功能通過報(bào)文發(fā)給VOBC和STC的命令來完成。VCC從SMC接收排路和服務(wù)運(yùn)營命令，然后向SMC提供服務(wù)和設(shè)備的狀態(tài)。VCC計(jì)算每列車的目標(biāo)點(diǎn)并相應(yīng)地向VOBC發(fā)送指令。VCC還定期從VOBC和STC取得狀態(tài)報(bào)告（主要是列車位置和道岔位置）。VCC根據(jù)實(shí)時(shí)信息給控制區(qū)域內(nèi)的每列列車發(fā)布命令報(bào)文最新的列車速度和位置信息運(yùn)行方向最新確認(rèn)的前行列車的位置軌旁設(shè)備的狀態(tài)列車前方未鎖閉或未占用的道岔列車限速和停站、VCC的功能是安全的?。。?VCC的設(shè)備構(gòu)成VCC的物理組成如下：VCC中央計(jì)算機(jī)架;VCCI/O機(jī)架;VCC數(shù)據(jù)通信（DT）架;VCC調(diào)度員終端（CCOT）;中央緊急停車按紐（CESB）儀表盤。VCC中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由3個(gè)互相連結(jié)的中央處理單元（CPU）組成。每個(gè)CPU接收來自列車及現(xiàn)場設(shè)備的相同輸入報(bào)文。在確認(rèn)輸入報(bào)文有效后，每個(gè)CPU產(chǎn)生相應(yīng)的指令報(bào)文。原則是3取2，即在至少2個(gè)CPU的運(yùn)算結(jié)果一致時(shí)執(zhí)行操作。10VCC中央計(jì)算機(jī)架外觀VCC中央計(jì)算機(jī)架是重要的子系統(tǒng)提供列車安全距離控制車輛運(yùn)行和路徑設(shè)定是位于中央的計(jì)算機(jī)房間的柜裝儀器3個(gè)CPU處理器，分別實(shí)時(shí)獲取列車數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，運(yùn)算結(jié)果至少2個(gè)CPU相符時(shí)才會(huì)執(zhí)行操作命令。11CCOT界面CCOT是調(diào)度員操作VCC的控制終端，通過輸入相應(yīng)的VCC命令來完成對列車、道岔等設(shè)備的安全控制。12STC的功能車站控制器（STC，StationController）是ATC系統(tǒng)的安全型軌旁子系統(tǒng)，提供軌旁設(shè)備的控制功能，從道岔和信號機(jī)采集狀態(tài)信息并把它們轉(zhuǎn)發(fā)給VCC及現(xiàn)地SMC工作站。它還根據(jù)VCC或現(xiàn)地SMC工作站的命令來轉(zhuǎn)動(dòng)道岔，STC根據(jù)運(yùn)營模式（ATC自動(dòng)控制模式或后退模式）的需要來控制信號機(jī)。為車輛控制中心VCC提供聯(lián)鎖邏輯信息、控制道岔轉(zhuǎn)動(dòng)、控制地面信號機(jī)信號開/閉、計(jì)軸區(qū)段的信息傳遞、控制站臺緊急停車按鈕等其它軌旁設(shè)備。13感應(yīng)環(huán)線的功能感應(yīng)環(huán)線電纜敷設(shè)于軌道之間，每25米交叉一次。車載VOBC在其經(jīng)過每個(gè)交叉時(shí)檢測到信號相位的變化，并以此來進(jìn)行其定位計(jì)算，列車位置的最小精度為1個(gè)交叉的1/4，即6.25米。通信環(huán)線（LOOP）提供雙向通信和列車定位功能。感應(yīng)環(huán)線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是VCC和車載控制器VOBC之間交換信息的媒介。14感應(yīng)環(huán)線的設(shè)備構(gòu)成感應(yīng)環(huán)線通信系統(tǒng)由以下設(shè)備組成：饋電設(shè)備（FID，F(xiàn)eed-InDevice）；入口饋電設(shè)備（EFID，EntryFeed-InDevice）；遠(yuǎn)端環(huán)線盒（遠(yuǎn)程終端盒和遠(yuǎn)程饋電盒）；感應(yīng)環(huán)線電纜和支架。15感應(yīng)環(huán)線部分設(shè)備外觀感應(yīng)環(huán)線每25M一個(gè)交叉，安裝于軌旁，最長不超過3.2KM。饋電設(shè)備FID編解碼VOBC對VCC數(shù)據(jù)電文并監(jiān)督感應(yīng)環(huán)線的完整性（監(jiān)聽9kHz環(huán)線完整性信號），安裝于信號設(shè)備房。16VOBC的功能車載控制器（VOBC，VehicleOn-BoardController）通過通信環(huán)線與VCC通信,控制列車實(shí)現(xiàn)ATP及ATO功能。每列列車配備2個(gè)車載控制器VOBC（熱備冗余配置），當(dāng)其中1個(gè)出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)切換到冗余的備用VOBC上繼續(xù)進(jìn)行列車控制，若2個(gè)均發(fā)生故障將對列車實(shí)施緊急制動(dòng)確保安全。

通過控制列車的牽引和制動(dòng)系統(tǒng)來控制列車運(yùn)行。把列車位置、速度、運(yùn)行方向和設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)傳送給VCC。當(dāng)停車到站時(shí)控制列車門開閉。通過轉(zhuǎn)速計(jì)和加速度計(jì)來測量列車速度。從VCC接收旅客向?qū)畔⒉⑵滢D(zhuǎn)發(fā)給車載旅客向?qū)到y(tǒng)（列車廣播、到站信息等）。與車載列車管理系統(tǒng)TMS（TrainManagementSystem）交換健康狀態(tài)和性能數(shù)據(jù)信息。在列車司機(jī)操作面板TOD上顯示列車運(yùn)營狀態(tài)（如實(shí)際速度、最高限速等）以及報(bào)警信息來指導(dǎo)司機(jī)。17

VCC和VOBC間的通信VCCVOBC通信流程圖VCC和VOBC間通過感應(yīng)環(huán)線通信命令報(bào)文運(yùn)行方向最大速度目標(biāo)點(diǎn)車門指令制動(dòng)曲線回應(yīng)報(bào)文運(yùn)行方向位置速度系統(tǒng)狀態(tài)36kHz信號56kHz信號18其他軌旁設(shè)備正線采用9號道岔在ATC模式下，道岔是分動(dòng)的，即每1副道岔單獨(dú)動(dòng)作在后退模式下，道岔是聯(lián)動(dòng)的，一條渡線上的2副道岔同時(shí)動(dòng)作正線信號機(jī)采用4色燈信號機(jī)在ATC模式下顯示藍(lán)燈，與列車運(yùn)行無聯(lián)鎖關(guān)系，僅有指示作用在后退模式下顯示紅、綠、黃等色燈信號，與計(jì)軸區(qū)段、列車位置、道岔位置均有聯(lián)鎖關(guān)系19車場、車輛段接口車場位于崇仁路與硚口路區(qū)間，車場西口與正線交界處設(shè)有轉(zhuǎn)換區(qū)（軌）車輛段位于古田一路與竹葉海區(qū)間，車輛段出段線、入段線分別設(shè)有2處轉(zhuǎn)換區(qū)（軌）列車由車場、車輛段進(jìn)入正線運(yùn)行，或由正線退回車場、車輛段均須經(jīng)過轉(zhuǎn)換區(qū)（軌），并在轉(zhuǎn)換區(qū)（軌）內(nèi)停車完成正線與車場、車輛段信號系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換20列車投入車場、車輛段內(nèi)列車進(jìn)入正線時(shí)的列車投入：車場、車輛段轉(zhuǎn)換軌正線人工車開啟VOBC駛?cè)朕D(zhuǎn)換軌停穩(wěn)請求自動(dòng)駕駛模式系統(tǒng)開始自檢列車通過自檢信號系統(tǒng)給出速度碼、目標(biāo)點(diǎn)駛?cè)胝€運(yùn)行21列車退出正線列車返回車場、車輛段時(shí)的列車退出：正線轉(zhuǎn)換軌車場、車輛段自動(dòng)車駛?cè)朕D(zhuǎn)換軌停穩(wěn)請求變更為人工駕駛關(guān)閉VOBC列車轉(zhuǎn)為人工模式車場、車輛段開放入庫信號駛?cè)胲噲?、車輛段庫內(nèi)注意：車場必須先開放入庫信號，使轉(zhuǎn)換軌防護(hù)進(jìn)路取消，方能使自動(dòng)列車正常駛?cè)朕D(zhuǎn)換軌；車輛段無需開放接車信號，自動(dòng)列車亦能正常駛?cè)朕D(zhuǎn)換軌。22謝謝!附錄1移動(dòng)閉塞（MovingBlock）在移動(dòng)閉塞系統(tǒng)中，與前一列車之間的安全間隔是根據(jù)列車當(dāng)前運(yùn)行速度、制動(dòng)曲線以及列車在線路上的位置而動(dòng)態(tài)計(jì)算出來的。由于列車位置定位精度高，因此后續(xù)列車可以在該線路區(qū)段最大允許速度安全地接近前一列車最后一次確認(rèn)的尾部位置，并與之保持安全制動(dòng)距離。移動(dòng)閉塞安全列車間隔原理詳細(xì)解釋見下圖：返回24附錄2CBTC：該系統(tǒng)不依賴傳統(tǒng)的軌道電路向列車車載控制設(shè)備傳遞信息，而是利用通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)“車地通信”并實(shí)時(shí)傳遞“列車定位”信息。通過車載設(shè)備、軌旁通信設(shè)備實(shí)現(xiàn)列車與車站或控制中心之間的信息交換，完成速度控制。系統(tǒng)通過建立車地之間連續(xù)、雙向、高速的通信，使列車命令和狀態(tài)可以在車輛和地面之間進(jìn)行實(shí)時(shí)可靠的交換，并確定列車的準(zhǔn)確位置及列車間的相對距離，保證列車的安全間隔。實(shí)現(xiàn)方式有：基于交叉感應(yīng)環(huán)線技術(shù)基于無線電臺通信技術(shù)基于泄漏電纜無線傳輸技術(shù)基于裂縫波導(dǎo)管無線傳輸技術(shù)返回25附錄3列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)ATP包含了ATC系統(tǒng)中的安全功能，并負(fù)責(zé)列車安全運(yùn)行。ATP系統(tǒng)將防止列車敵對移動(dòng)造成的沖突。ATP系統(tǒng)將防止道岔錯(cuò)誤轉(zhuǎn)動(dòng)/設(shè)置而造成的沖突。ATP系統(tǒng)將防止因車門意外打開、列車倒溜而造成的乘客傷害。ATP系統(tǒng)將防止因列車超過線路限速或指令速度而造成對線路的損害。ATP系統(tǒng)通過車地雙向通信系統(tǒng)連續(xù)不斷地監(jiān)督列車在整個(gè)系統(tǒng)中的位置。ATP系統(tǒng)根據(jù)所需的最短安全停車距離來提供安全列車間隔。安全距離根據(jù)線路限速、車輛和ATC特性進(jìn)行計(jì)算。ATP系統(tǒng)提供道岔聯(lián)鎖以確保當(dāng)列車通過道岔時(shí)，該道岔不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)；且只有當(dāng)確認(rèn)道岔已排列好并鎖閉在正確位置時(shí)，列車才可以進(jìn)入該道岔區(qū)段；ATP系統(tǒng)提供排列、鎖閉進(jìn)路并監(jiān)督列車在進(jìn)路匯合或分歧處運(yùn)行。ATP系統(tǒng)按照安全行車和線路限速要求對列車限速。ATP系統(tǒng)監(jiān)督整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的列車運(yùn)行方向。ATP系統(tǒng)監(jiān)督列車倒溜；ATP系統(tǒng)檢測列車運(yùn)行方向中的障礙物；ATP系統(tǒng)提供車門控制安全聯(lián)鎖；ATP系統(tǒng)對中央和站臺緊急停車按鈕監(jiān)督；和ATP系統(tǒng)檢測列車完整性并監(jiān)督列車線。

返回26附錄4列車自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)ATO列車自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)（ATO）功能包括ATC系統(tǒng)中諸如速度調(diào)整、按計(jì)劃停站和門控制等功能。ATO指令總是從屬于ATP監(jiān)控功能。ATP功能施加的限制范圍內(nèi)調(diào)整列車速度，并在保證乘客舒適度的前提下運(yùn)行列車；計(jì)劃停站包括開/關(guān)門；車