1、第7章 城市軌道交通系統的構成信號與通信系統 城市軌道交通城市軌道交通信號與通信系統本章內容城市軌道交通信號系統城市軌道交通信號系統一一城市軌道交通通信系統城市軌道交通通信系統二二城市軌道交通信號系統 1.作用、特點作用、特點組成組成2.信號設備信號設備4.列車自動控制列車自動控制系統系統信號系統是城市軌道交通系統中最重要的設信號系統是城市軌道交通系統中最重要的設備之一。信號是指揮列車運行的命令。備之一。信號是指揮列車運行的命令。信號系統信號系統3.聯鎖設備聯鎖設備城市軌道交通信號系統7.1 信號系統的作用、特點和組成信號系統的作用、特點和組成信號系統的作用保證行車安全和提高效率；保證行車安全

2、和提高效率； 改善行車工作人員的勞動條件。改善行車工作人員的勞動條件。城市軌道交通信號系統 城市軌道交通對信號系統的要求 安全性要求高安全性要求高 通過能力大通過能力大 抗干擾能力強抗干擾能力強 可靠性高可靠性高自動化程度高自動化程度高城市軌道交通信號系統 城市軌道交通信號系統的特點 改變了傳統的鐵路以地面信號顯示指揮列改變了傳統的鐵路以地面信號顯示指揮列車的方式，實現了以車的方式，實現了以車載信號車載信號為主體信號，為主體信號，用計算機系統實現了用計算機系統實現了速度控制速度控制、進路選擇進路選擇和和進路控制進路控制等，并逐步地向無人駕駛的方等，并逐步地向無人駕駛的方向發展。向發展。城市軌道

3、交通信號系統 信號系統的組成 信號機信號機 轉轍機轉轍機 軌道電路軌道電路 聯鎖系統聯鎖系統 列車自動控制系統列車自動控制系統圖7-1信號系統的組成城市軌道交通信號系統7.2 信號基礎設備信號基礎設備1.信號機信號機2.轉轍機轉轍機3.軌道電路軌道電路基礎設備基礎設備城市軌道交通信號系統1.信號機信號機信號機的作用是指揮行車，保證列車的行車安信號機的作用是指揮行車，保證列車的行車安全。城市軌道交通的信號機采用色燈信號機。全。城市軌道交通的信號機采用色燈信號機。城市軌道交通信號系統1.信號機信號機(1)色燈信號機色燈信號機 高柱信號機高柱信號機 矮柱信號機矮柱信號機臂板信號機城市軌道交通信號系統

4、(2)地面信號機地面信號機1)地面信號機設置原則地面信號機設置原則 城市軌道交通采用右行車制，地面信號城市軌道交通采用右行車制，地面信號機設于列車運行方向的右側。機設于列車運行方向的右側。2)信號機的設置信號機的設置進出站信號機、阻攔信號機進出站信號機、阻攔信號機3)信號顯示顏色信號顯示顏色 紅、黃、綠紅、黃、綠城市軌道交通信號系統2.轉轍機轉轍機 轉轍機械 尖軌 軌距拉桿 轉轍拉桿 其他零配件城市軌道交通信號系統3.軌道電路軌道電路 軌道電路用來監督線路的占用情況和傳遞軌道電路用來監督線路的占用情況和傳遞列車的行車信息。列車的行車信息。 它是以鐵路線路軌道作為導體，兩端加以它是以鐵路線路軌道

5、作為導體，兩端加以機械絕緣，接上送電和受電設備構成的電路。機械絕緣，接上送電和受電設備構成的電路。城市軌道交通信號系統 軌道電路的基本原理軌道電路的基本原理l空閑狀態空閑狀態l分路狀態分路狀態l斷軌狀態斷軌狀態圖7-3最簡單的軌道電路城市軌道交通信號系統7.3 聯鎖設備聯鎖設備 聯鎖是指聯鎖是指信號信號、道岔道岔和和進路進路之間相互聯系之間相互聯系而又制約的關系。而又制約的關系。電氣集中聯鎖電氣集中聯鎖計算機聯鎖計算機聯鎖城市軌道交通信號系統1.6502電氣集中電氣集中(1)控制臺控制臺 控制臺是車站值班員指揮行車、調車控制中心指控制臺是車站值班員指揮行車、調車控制中心指揮列車運行和調車作業的

6、控制中心。揮列車運行和調車作業的控制中心。(2)區段人工解鎖區段人工解鎖 區段人工解鎖是在更換繼電器、軌道電路停電恢區段人工解鎖是在更換繼電器、軌道電路停電恢復時解鎖設備，恢復電路到正常狀態；或者道岔區復時解鎖設備，恢復電路到正常狀態；或者道岔區段不能解鎖時辦理故障解鎖，取消進路時不能關閉段不能解鎖時辦理故障解鎖，取消進路時不能關閉信號的情況下關閉信號。信號的情況下關閉信號。(3)繼電器、繼電器組合及組合架繼電器、繼電器組合及組合架 繼電器部分是繼電器部分是6502電氣集中的邏輯核心。電氣集中的邏輯核心。城市軌道交通信號系統2.計算機聯鎖計算機聯鎖“故障故障安全安全”性能性能(1) 表示操作層

7、表示操作層(2) 邏輯層邏輯層(3) 執行表示層執行表示層 執行表示層是邏輯層和設備驅動層的接口，它執行表示層是邏輯層和設備驅動層的接口，它分解邏輯層的命令，控制設備驅動層驅動設備，分解邏輯層的命令，控制設備驅動層驅動設備，將采集設備驅動層的表示信息給邏輯層。將采集設備驅動層的表示信息給邏輯層。(4) 設備驅動層設備驅動層 (5) 現場設備層現場設備層城市軌道交通信號系統3.聯鎖系統的控制聯鎖系統的控制進路的建立進路的建立 進路建立指進路開始辦理到防護該進路的信號機進路建立指進路開始辦理到防護該進路的信號機開放的這一階段。開放的這一階段。(2) 進路解鎖進路解鎖1) 取消進路取消進路 取消進路

8、是指進路建立后，因人為需要而取消進取消進路是指進路建立后，因人為需要而取消進路的一種解鎖方式。路的一種解鎖方式。2) 正常解鎖正常解鎖 正常解鎖是指列車通過進路中的軌道區段后自動正常解鎖是指列車通過進路中的軌道區段后自動解鎖。解鎖。城市軌道交通信號系統7.4 列車自動控制系統列車自動控制系統 列車自動控制（ATCATC）系統實現列車指揮和運行的自動化，最大程度地保證列車安全，提高運輸效率。城市軌道交通信號系統1.列車自動防護系統（列車自動防護系統（ATP）ATPATP系統是保證行車安全、系統是保證行車安全、防止列車進入前方防止列車進入前方列車占用區段列車占用區段和和防止超速運行防止超速運行的設

9、備。的設備。它將線路信息、前方目標點距離、允許速度信它將線路信息、前方目標點距離、允許速度信息等通過軌道電路傳至車上；息等通過軌道電路傳至車上；車載設備根據所傳輸的信息計算當前所允許的車載設備根據所傳輸的信息計算當前所允許的速度，由測速器測得列車實際的運行速度；速度，由測速器測得列車實際的運行速度；如果列車速度大于如果列車速度大于ATPATP裝置指示速度，裝置指示速度，ATPATP車載車載設備發出制動指令，列車自動制動，當列車速設備發出制動指令，列車自動制動，當列車速度降至指示速度以下時，自動緩解。度降至指示速度以下時，自動緩解。城市軌道交通信號系統ATP的工作原理的工作原理1)1)列車檢測列

10、車檢測 軌道電路作為檢測設備。軌道電路作為檢測設備。2)2)列車自動限速列車自動限速3)3)制動模式制動模式分級制動分級制動A.A. 一級制動一級制動城市軌道交通信號系統圖7-10分級制動城市軌道交通信號系統圖7-11一級制動城市軌道交通信號系統2.列車自動駕駛系統（列車自動駕駛系統（ATO） ATOATO系統主要實現系統主要實現“地對車的控制地對車的控制”，即，即用地面信息實現對列車的控制，根據控制用地面信息實現對列車的控制，根據控制中心的指令自動使列車正點、安全、平穩中心的指令自動使列車正點、安全、平穩運行。運行。 ATOATO模擬最佳的駕駛員，實現自動駕駛。模擬最佳的駕駛員，實現自動駕駛

11、。城市軌道交通信號系統(1)ATO的工作原理 ATO ATO系統從系統從ATPATP系統獲得最大允許速度和列系統獲得最大允許速度和列車實時速度，并根據車實時速度，并根據ATSATS系統和定位系統系統和定位系統的信息，的信息，發出牽引和制動命令發出牽引和制動命令，駕駛車輛，駕駛車輛運行。運行。(2)車門控制 ATO ATO只在自動模式下執行車門開啟。只在自動模式下執行車門開啟。(3)ATO和ATP的關系 ATPATP是是ATOATO的基礎，的基礎，ATOATO也不能脫離也不能脫離ATPATP，必，必須從須從ATPATP系統獲得基礎信息。系統獲得基礎信息。城市軌道交通信號系統圖7-12ATO和AT

12、P的關系城市軌道交通信號系統3.列車自動監控系統（列車自動監控系統（ATS）ATSATS系統主要實現對列車運行的監督和控制。系統主要實現對列車運行的監督和控制。(1)ATS(1)ATS系統的構成系統的構成p 控制中心設備控制中心設備p 車站車站( (車輛段車輛段) )設備設備城市軌道交通信號系統圖7-13ATS系統控制中心設備城市軌道交通信號系統(2)ATS(2)ATS系統的主要功能系統的主要功能1)1)列車監視列車監視2)2)時刻表處理時刻表處理3)3)自動建立進路自動建立進路4)4)列車運行調整列車運行調整上講內容回顧 信號系統的組成信號系統的組成 列車自動控制系統的組成列車自動控制系統的

13、組成本章內容城市軌道交通信號系統城市軌道交通信號系統一一城市軌道交通通信系統城市軌道交通通信系統二二信號與通信系統城市軌道交通通信系統 通信系統按用途可分為通信傳輸系統、電通信系統按用途可分為通信傳輸系統、電話系統、調度系統、時鐘系統、閉路電視話系統、調度系統、時鐘系統、閉路電視系統、廣播系統、商用通信系統和旅客信系統、廣播系統、商用通信系統和旅客信息系統。息系統。城市軌道交通通信系統通信傳輸系統通信傳輸系統傳輸系統的結構傳輸系統的結構傳輸系統的運行方式傳輸系統的運行方式1.1. 光纖通信光纖通信城市軌道交通通信系統傳輸系統的結構傳輸系統的結構傳輸系統是系統各站點與控制中心及站與傳輸系統是系統

14、各站點與控制中心及站與站之間的信息傳輸和信息交換的通道站之間的信息傳輸和信息交換的通道。 光纖骨干網光纖骨干網 網絡節點網絡節點 用戶接口卡用戶接口卡 網絡管理系統網絡管理系統城市軌道交通通信系統2.2.傳輸系統的運行方式傳輸系統的運行方式 傳輸系統采用雙環路運行方式：一個環路傳輸系統采用雙環路運行方式：一個環路運行，負責傳送信息；另一環路備用。運行，負責傳送信息；另一環路備用。 兩個環路功能一致，同時運行。兩個環路功能一致，同時運行。城市軌道交通通信系統3.3.光纖通信光纖通信城市軌道交通通信系統3.3.光纖通信光纖通信(1)(1)光纖的結構及其原理光纖的結構及其原理 光纖是用石英玻璃光纖是

15、用石英玻璃(SiO2)(SiO2)制成的雙層同心制成的雙層同心圓柱，在包層外有兩層涂覆物來保護光纖。圓柱，在包層外有兩層涂覆物來保護光纖。(2)(2)光纖通信的安全光纖通信的安全城市軌道交通通信系統電話系統電話系統公務電話公務電話調度電話調度電話1.1. 站內和軌旁電話站內和軌旁電話城市軌道交通通信系統 無線調度系統無線調度系統 無線調度系統是調度與駕駛員通信的唯一無線調度系統是調度與駕駛員通信的唯一手段，也是移動作業人員和搶險人員實現手段，也是移動作業人員和搶險人員實現通信的重要手段。通信的重要手段。 無線調度系統有兩種形式：專用頻道方式無線調度系統有兩種形式：專用頻道方式和集群方式和集群方

16、式城市軌道交通通信系統 閉路電視閉路電視 閉路電視系統是控制中心調度管理人員、閉路電視系統是控制中心調度管理人員、車站值班員、站臺管理人員和駕駛員實時車站值班員、站臺管理人員和駕駛員實時監控車站客流、列車出入站、旅客上下車監控車站客流、列車出入站、旅客上下車等情況，以提高運營組織管理效率，保證等情況，以提高運營組織管理效率，保證列車安全、正點運送乘客的系統。列車安全、正點運送乘客的系統。城市軌道交通通信系統車站級閉路電視應滿足以下要求：車站級閉路電視應滿足以下要求：(1)(1)圖像顯示圖像顯示 (2)(2)錄像功能錄像功能(3)(3)圖像文字疊加圖像文字疊加 (4)(4)駕駛員監視功能駕駛員監

17、視功能城市軌道交通通信系統 廣播系統廣播系統 廣播系統是城市軌道交通運營行車組織的廣播系統是城市軌道交通運營行車組織的必要手段，它的主要作用有：對乘客廣播，必要手段，它的主要作用有：對乘客廣播，通知列車到站、離站、線路換乘、時間表通知列車到站、離站、線路換乘、時間表變更、列車誤點、安全狀況，播放音樂以變更、列車誤點、安全狀況，播放音樂以改善候車環境。改善候車環境。城市軌道交通通信系統 時鐘系統時鐘系統1.1.時鐘系統的組成時鐘系統的組成2.2.時鐘系統的控制模式時鐘系統的控制模式(1)(1)中央控制運行模式中央控制運行模式(2)(2)車站級控制模式車站級控制模式城市軌道交通通信系統 商用通信系統商用通信系統 商用通信系統是為旅客提供在地鐵內的無商用通信系統是為旅客提供在地鐵內的無線通信、廣播和無線上網等服務，具體包線通信、廣播和無線上網等服務，具體包括城市廣播、中國移動括城市廣播、中國移動GSMGSM通信、通信、GPRSGPRS上網、上網、中國聯通中國聯通GSMGSM、CDMACDMA通信以及通信以及3G3G服務等。服務等。