城軌信號(hào)系統(tǒng)概述課件

城軌信號(hào)系統(tǒng)概述湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院主講：穆然《城軌信號(hào)與通信技術(shù)》引入市郊鐵路獨(dú)軌鐵道輕軌鐵路線性地鐵城市軌道交通形式磁懸浮交通系統(tǒng)自動(dòng)導(dǎo)向交通系統(tǒng)有軌電車地下鐵路在城市中使用車輛在固定導(dǎo)軌上運(yùn)行并主要用于城市客運(yùn)的交通系統(tǒng)稱為城市軌道交通。一、城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)信號(hào)？城市軌道交通信號(hào)？？？信號(hào)系統(tǒng)？1.什么是城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)？1.什么是城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)狹義的信號(hào)：一般指地面的信號(hào)機(jī)、表示器、手信號(hào)燈、旗以及車上的速度信號(hào)、指示燈等。廣義的信號(hào)：在軌道交通運(yùn)輸中，用于保證行車安全，提高車站和區(qū)間通過能力、編組站（車輛段）解體編組能力的各種控制設(shè)備（系統(tǒng)）的總稱。另一種說法：信號(hào)就是向有關(guān)行車和調(diào)度人員發(fā)出的指示和命令。2、軌道交通信號(hào)的發(fā)展歷程軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的發(fā)展主要經(jīng)歷了地面人工信號(hào)時(shí)期——地面自動(dòng)信號(hào)時(shí)期——列車自動(dòng)控制信號(hào)時(shí)期（車載信號(hào)）2、軌道交通信號(hào)的發(fā)展歷程1825年，世界上第一列火車在英國運(yùn)行時(shí)，由鐵路員工騎馬持旗在前引導(dǎo)運(yùn)行的，他邊跑邊以各種手勢(shì)發(fā)出信號(hào)指揮列車的前進(jìn)和停止。這是歷史上最早的列車信號(hào)系統(tǒng)。馬背上的“信號(hào)”指揮2、軌道交通信號(hào)的發(fā)展歷程考慮工作人員的安全性，演變成固定人工手信號(hào)，利用信號(hào)旗或信號(hào)燈進(jìn)行指揮，此種方式沿用至今。2、軌道交通信號(hào)的發(fā)展歷程1832年，美國在紐卡斯?fàn)?法蘭西堂鐵路開始使用球形固定信號(hào)裝置，以傳達(dá)列車運(yùn)行的消息。如列車準(zhǔn)時(shí)到達(dá)則懸掛白球，晚點(diǎn)懸掛黑球。這種信號(hào)機(jī)每個(gè)5公里安裝1架，工作人員用望遠(yuǎn)鏡瞭望，沿線互傳消息。1839年，英國開始用電報(bào)傳遞列車運(yùn)行消息。2、軌道交通信號(hào)的發(fā)展歷程直至1841年，鐵路信號(hào)開始使用更加直觀的方式表示，英國人戈里高利提出用長方形臂板作為信號(hào)顯示，通過變化壁板的不同位置來表示不同的行車命令，晚上則用不同燈光來指揮行車。中國的壁板信號(hào)2、軌道交通信號(hào)的發(fā)展歷程色燈信號(hào)機(jī)的出現(xiàn)結(jié)束了人工信號(hào)及機(jī)械式信號(hào)的歷史，它以不同的顏色指揮列車以不同的速度運(yùn)行。整個(gè)站區(qū)的信號(hào)機(jī)由車站聯(lián)鎖或區(qū)間閉塞系統(tǒng)控制，可根據(jù)列車的位置自動(dòng)變換燈光顏色。2、軌道交通信號(hào)的發(fā)展歷程2、軌道交通信號(hào)的發(fā)展歷程列車信號(hào)系統(tǒng)不斷發(fā)展，傳承到地鐵線路運(yùn)行時(shí)，經(jīng)歷了從電話閉塞到自動(dòng)固定閉塞，再到移動(dòng)閉塞的發(fā)展歷程。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速進(jìn)步，數(shù)字信號(hào)代替了傳統(tǒng)的燈光信號(hào)，主體信號(hào)也由地面信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)檐囕d信號(hào)，ATC/CBTC系統(tǒng)可在保證行車安全的情況下，最大限度的縮短行車間隔，提高運(yùn)行效率。3、城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的作用（1）確保列車運(yùn)行安全（滿足故障-安全原則）（2）提高軌道交通的運(yùn)輸效率（在保證安全的前提下，縮短行車間隔）（3）改善行車工作人員的勞動(dòng)條件4、城市軌道交通信號(hào)與鐵路信號(hào)的區(qū)別城市軌道交通的信號(hào)技術(shù)制式是沿襲大鐵路的制式，但由于其自身的特點(diǎn)，與鐵路的信號(hào)系統(tǒng)有一定的區(qū)別。鐵路信號(hào)系統(tǒng)：聯(lián)鎖、閉塞、調(diào)度集中城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)：ATC/CBTC(ATS、ATP、ATO)

鐵路主體信號(hào)——地面信號(hào)城市軌道交通主體信號(hào)——車載信號(hào)鐵路：地面信號(hào)機(jī)設(shè)置于列車運(yùn)行方向線路的左側(cè)城軌交通：地面信號(hào)機(jī)設(shè)置于列車運(yùn)行方向線路的右側(cè)5、城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的基本組成城軌信號(hào)系統(tǒng)通常由七個(gè)主要的子系統(tǒng)組成，包括：ATS（列車自動(dòng)監(jiān)控）、ATP（列車自動(dòng)防護(hù)）、ATO（列車自動(dòng)駕駛）、CI（計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖）、DCS（數(shù)據(jù)通信）DSU（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)）和維修診斷子系統(tǒng)。子系統(tǒng)里又包含了地面信號(hào)基礎(chǔ)設(shè)備和車載信號(hào)設(shè)備5、城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的基本組成

ATS子系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)中心級(jí)、車站級(jí)的控制。ATS系統(tǒng)是ATC/CBTC系統(tǒng)的上層管理系統(tǒng)，為控制和管理全線運(yùn)輸而設(shè)計(jì)的，是整個(gè)城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的指揮中樞。ATS系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)列車運(yùn)行監(jiān)督和控制，輔助調(diào)度人員對(duì)全線列車的管理。5、城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的基本組成

ATP子系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)基于通信的列車控制CBTC模式、以及基于應(yīng)答器的點(diǎn)式列車控制模式的超速防護(hù)，并且可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)升降級(jí)，無需人工參與。車載ATP-人機(jī)界面（DMI）ATP地面信號(hào)設(shè)備ATP車載信號(hào)設(shè)備5、城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的基本組成

ATO系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)全線的列車自動(dòng)啟動(dòng)、加速、巡航、惰行和減速停車等過程，并可以實(shí)現(xiàn)無人的自動(dòng)折返，大大提高效率與降低司機(jī)勞動(dòng)強(qiáng)度。ATO地面信號(hào)設(shè)備ATO車載信號(hào)設(shè)備5、城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的基本組成計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)CI

CI子系統(tǒng)可以對(duì)應(yīng)系統(tǒng)三級(jí)控制模式實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制功能，在CBTC模式下，可以結(jié)合移動(dòng)閉塞要求提供相關(guān)的進(jìn)路信息，由區(qū)域控制器發(fā)送移動(dòng)授權(quán)；在點(diǎn)式降級(jí)模式下，可以結(jié)合固定閉塞要求提供相應(yīng)的點(diǎn)式進(jìn)路信息，由有源應(yīng)答器發(fā)送移動(dòng)授權(quán)；在站間模式下，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的聯(lián)鎖功能。車輛段單獨(dú)設(shè)置聯(lián)鎖系統(tǒng)5、城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的基本組成DCS無線通信系統(tǒng)DCS（數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)）可以實(shí)現(xiàn)地面設(shè)備、地車設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸。包括地面的雙環(huán)冗余有線網(wǎng)絡(luò)DCS，實(shí)現(xiàn)中心、車站、軌旁的信息傳輸；地車的信息傳輸網(wǎng)絡(luò)DCS可以實(shí)現(xiàn)地車雙向、大容量數(shù)據(jù)信息傳輸。5、城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的基本組成維護(hù)支持系統(tǒng)（MSS）

維修診斷系統(tǒng)作為信號(hào)系統(tǒng)的輔助系統(tǒng)，在后期的運(yùn)營維護(hù)中將為運(yùn)營管理與維護(hù)人員提供強(qiáng)大的維護(hù)與管理信息。5、城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的基本組成MMI

車載ATP速度傳感器、雷達(dá)、應(yīng)答器天線車載ATO車載無線通信車載信號(hào)設(shè)備軌旁無線通信聯(lián)鎖+計(jì)軸+信號(hào)顯示固定應(yīng)答器LEU+可變應(yīng)答器軌旁ATP/ATO軌旁信號(hào)設(shè)備5、城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的基本組成信號(hào)基礎(chǔ)設(shè)備5、城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的基本組成信號(hào)基礎(chǔ)設(shè)備6、地鐵信號(hào)車間組織架構(gòu)信號(hào)車間正線工班（3-4個(gè)）車輛段工班技術(shù)組、綜合組ATS工班車載工班負(fù)責(zé)信號(hào)系統(tǒng)的技術(shù)管理以及車間人事、培訓(xùn)、物資、安全等綜合管理。負(fù)責(zé)正線所在區(qū)間段信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備設(shè)施（現(xiàn)地工作站、聯(lián)鎖、軌旁設(shè)備、轉(zhuǎn)轍機(jī)等）的維修及應(yīng)急響應(yīng)。負(fù)責(zé)車輛段信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備設(shè)施以及試車線的維修及應(yīng)急響應(yīng)。負(fù)責(zé)車載信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備的維修及應(yīng)急響應(yīng)。負(fù)責(zé)OCC信號(hào)設(shè)備、中央ATS工作站、中央服務(wù)器、DCS無線機(jī)柜、信號(hào)監(jiān)測(cè)終端等設(shè)備的維修及應(yīng)急響應(yīng)。7、城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的特點(diǎn)（1）正線設(shè)置成自動(dòng)信號(hào)由于城市軌道交通的線路長度、站間距離都較短，列車種類單一，行車時(shí)刻表的規(guī)律性很強(qiáng)，日復(fù)一日地按照同一運(yùn)行計(jì)劃周而復(fù)始地運(yùn)行，因此，在城市軌道交通的信號(hào)系統(tǒng)內(nèi)，通常都包含有進(jìn)路自動(dòng)排列功能。（2）數(shù)據(jù)傳輸速率較低

由于城市軌道交通的列車運(yùn)行速度遠(yuǎn)低于鐵路干線上的列車運(yùn)行速度80km/h，因此在信號(hào)系統(tǒng)中可以采用較低速率的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。7、城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的特點(diǎn)（3）聯(lián)鎖關(guān)系較“簡(jiǎn)單”，但技術(shù)要求高

由于城市軌道交通的大多數(shù)車站沒有站線，在正線停車，僅有上、下客的功能，在大多數(shù)車站上并不設(shè)置道岔，甚至也不設(shè)置地面信號(hào)機(jī)（依靠車載信號(hào)及速度監(jiān)控設(shè)備駕駛列車），僅在少數(shù)聯(lián)鎖站及車輛段才設(shè)置道岔及地面信號(hào)機(jī)，因而，聯(lián)鎖設(shè)備的監(jiān)控對(duì)象遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于一般大鐵路的客、貨站，通常1個(gè)設(shè)備集中站可實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)非集中站的聯(lián)鎖功能。城軌信號(hào)自動(dòng)控制的最大特點(diǎn)是把聯(lián)鎖關(guān)系和ATP編發(fā)碼功能結(jié)合。

7、城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的特點(diǎn)（4）車輛段獨(dú)立采用聯(lián)鎖設(shè)