1、城市軌道交通通信系統分析介紹一、軌道交通通信系統概述 為了保證城市軌道交通系統能可靠、安全、高效運營，并有效地傳輸地鐵運營、維護、管理相關的語音、數據、圖像等各種信息，就必須建立可靠的、易擴充的、獨立的通信網。 軌道交通通信網系統是直接為軌道交通運營、管理服務的，是保證列車及乘客安全、快速、高效運行的一種不可缺少的智能自動化綜合業務數字通信網。 5-1城市軌道交通信號系統1、軌道交通信號的作用信號是列車運行的憑證。信號設施用于指揮和控制列車運行。盡管投資額在整個工程中所占的比例低（通常在3以下），但對于提高列車通過能力、提高運能、保證行車安全有著至關重要的作用。確保列車運行的安全，防止追尾和沖

2、突。提高運行效率。實現列車運行的自動化。2、城市軌道交通信號的特點與軌道交通其他設施、系統一樣，信號系統也沿用鐵路的概念、設施和手段。城市軌道交通線路短、站間距小、運營密度大、運營線路條件差（隧道、彎道多），不能完全套用鐵路信號的概念、設施和手段。信號系統要根據城市軌道交通的這些特點加以改進、更新和發展。3、城市軌道交通信號系統組成軌道交通信號系統是信號（顯示）、閉塞、聯鎖的總稱。軌道交通信號系統是由各類信號顯示、軌道電路、道岔轉轍裝置等主體設備及其他有關附屬設施構成的一個完整的體系。色燈信號機4、軌道交通信號機上海地鐵色燈信號機機車信號將地面信號傳遞給機車，在司機操作臺上顯示，這就是機車信號

3、。在線路條件不好、氣候條件不好的情況下，機車信號的作用是不可估量的。機車信號在軌道交通線路中，由于站間距小、運營線路條件差，僅僅靠機車信號顯示、由司機來控制機車是很難做到大密度運營的。較為先進的軌道交通系統已摒棄了“用信號顯示指揮列車”的舊有概念，引進了ATC（Automatic Train Control）系統，司機臺上顯示的是反映列車運營的狀態。5-2閉塞的概念軌道交通運營中安全問題是首要的。 列車在軌道交通線路上運行時，確定列車在線路的確切位置是保證安全的關鍵。閉塞的概念最簡單的確定位置的方法是劃分一定長度的“區段”，在某一時間段內，在此區間內只容許一列車占有（運行、停放），這就是“閉塞

4、”的概念。為保證行車安全，將列車正在運行、停放的線路區段予以“封閉” ，不允許其他列車進入此區段，以防止對向列車、后續列車的正面沖突或追尾事故的發生。5-3 閉塞區段的劃分長久以來，均以車站作為閉塞區段 1）車站值班員“眼見為實” 作為判斷標準 ； 2）站間電報、 多次確定，作為允許列車通行的先決條件； 3）各種形式的信號指揮列車運行。隨著軌道交通電路的發展、完善，逐漸改為以軌道電路作為閉塞區段。城市軌道交通的閉塞現在已開始取消“固定閉塞區段” 的概念，從固定閉塞向移動閉塞方向發展。 5-4 軌道電路鋼軌是導體，左右兩根鋼軌可以組成閉合電路，用來檢查列車占用鋼軌線路的狀態，這就是軌道電路。軌道

5、電路的出現，代表鐵路自動信號的誕生。沒有列車進入的軌道電路列車進入后的軌道電路5-5 半自動閉塞人工開啟信號，列車經過時自動關閉信號的閉塞方式。在進站和出站處各安裝一個軌道電路，就可實現半自動閉塞。1、半自動閉塞的基本概念 半自動閉塞是人工辦理閉塞手續，列車憑信號顯示發車后，出站信號機自動關閉的閉塞方法。利用繼電器電路來實現分界點間聯系的半自動閉塞叫做繼電半自動閉塞。以單線鐵路繼電半自動閉塞為例：單線繼電半自動閉塞示意圖 在一個區間的相鄰兩站設一對半自動閉塞機（BB），并經過兩站間的閉塞 線連接起來，通過兩站半自動閉塞機的相互控制，并保證一個區間同時只有一列列車運行。 1、半自動閉塞的基本概念

6、2、半自動閉塞的技術要求一、認證行車安全方面1、單線繼電半自動閉塞，只有在區間空閑時，由發車站發出請求信號并收到接車站的同意信號后，發車站的閉塞機才能開通，出站信號機才能開放。接車站發出同意接車信號后，閉塞機應處于閉塞狀態。2、當列車出發進入發車軌道電路區段時，雙方站的閉塞機處于閉塞狀態。3、列車到達車站，進入并出清軌道電路區段，接車進路解鎖并辦理到達復原后，才能使雙方站的閉塞機復原。4、閉塞機處于閉塞狀態后，在接車站未發送到達復原信號或事故復原信號之前，當發生各種故障或錯誤辦理時，均不能使發車站閉塞機復原，更不能使發車站閉塞機開通。2、半自動閉塞的技術要求5、發車站閉塞機開放出站信號后，如果

7、軌道電路發生故障，應使雙方站閉塞機處于閉塞狀態；列車到達接車站，如果軌道電路發生故障，允許使用事故按鈕辦理事故復原。6、繼電半自動閉塞專用的軌道電路，其長度不少于25m。半自動閉塞專用的軌道電路最好能避免人為無意分路的影響。7、繼電半自動閉塞的外線，任何一處發生斷線、接地、混線以及外電干擾故障時，或錯誤辦理時，均應保證閉塞機不能錯誤開通。8、繼電半自動閉塞與站間閉塞 共用外線時，應該保證 振鈴電流不干擾閉塞機的正常運行；使用閉塞機時也不應該降低通話質量和影響振鈴信號。9、繼電半自動閉塞電源設備停電恢復時，閉塞機應處于閉塞狀態。只有兩站值班員確認區間空閑后，用事故按鈕才能使閉塞機復原。2、半自動

8、閉塞的技術要求二、提高行車效率方面 1、閉塞機開通后和列車未出發之前，允許發車站在出站信號機關閉狀態下取消已辦好的閉塞或變更發車進路。2、閉塞機開通后，在發車站未開放出站信號或接車站信號之前，允許進行站內調車作業。3、閉塞機應該動作迅速，辦理簡便，表示清楚。具有請求，開通，閉塞，列車出發通知和列車到達等表示。4、閉塞機能區分一般通話的呼叫信號和請求發車信號。5、閉塞機具有便于檢查閉塞設備、軌道電路和外線的性能，以便能及時發現故障，迅速修復，保證正常運行。6在保證“故障安全”原則下，應該盡量減少元件，簡化電路，提高閉塞機的可靠性，保證設備安全運行。3、辦理閉塞手續 單線繼電半自動閉塞要求兩個車站

9、的值班員共同辦理閉塞手續，其辦理手續分為正常辦理，取消復原、事故復原三種。根據列車運行情況和設備狀態分別采用之。 一、正常辦理 設甲站為發車站，乙站為接車站，辦理步驟如下： 1、甲站請求發車 2、乙站同意甲站發車 3、列車從甲站出發 4、列車到達乙站 5、到達復原 3、辦理閉塞手續二、取消復原 取消復原是指辦理閉塞手續后，列車因故不能發車時，而采用的取消閉塞的方法。取消復原有以下三種情況： 1、發車站請求發車。收到接車站的回執信號后， 取消閉塞復原 2、發車站收到對方站的同意接車信號后，但其出站信號機尚未開放以前取消閉塞復原 3、在電氣集中聯鎖的車站，發車站開放出站信號機后，列車尚未出發之前取

10、消閉塞復原3、辦理閉塞手續三、事故復原 使用事故按鈕使閉塞機復原的方法，叫事故復原。事故復原是在閉塞機不能正常復原時，所采用的一種特殊的復原方法。由于事故復原不檢查任何條件，行車安全全靠人為保護，因此兩站車站值班員必須共同確認區間沒有被占用（列車沒有出發、區間沒有車運行、列車整列到達），雙方出站信號機均關閉，并應在行車設備檢查登記薄中登記，然后由發生故障的一方車站值班員打開鉛封，按下事故按鈕使閉塞機復原。在下列情況下，允許使用事故按鈕使閉塞機復原： 、閉塞電源斷電后重新恢復供電時； 、車到達接車站，因軌道電路故障不能辦理到達復原時； 3、裝有鑰匙路簽的車站，必須由區間返回原發車站的路用列車時。

11、 5-6 自動閉塞如果全線分段鋪設軌道電路，每段軌道電路都設置信號，在列車占用該軌道電路線路時，信號自動顯示紅燈；前一段線路信號自動顯示黃燈；再前一段線路信號自動顯示綠燈。閉塞區段突破了“站”的限制，若車站區間8km，一段軌道電路，理論上站間可以同時有三列車。自動閉塞示意圖5-7 軌道電路的連接接頭軌頭夾板3夾板螺栓絕緣套管絕緣墊圈絕緣墊層金屬墊圈有絕緣接頭軌道電路的缺點有絕緣移頻軌道電路的優點是傳輸距離長、信息量大。但隨著無縫線路的出現，有絕緣軌道電路在運營中的最薄弱環節是其軌端絕緣節，故障率比較高，逐步暴露出其在自動閉塞系統中的不適應性。因此，需要將有絕緣軌道電路進行無絕緣改造。無絕緣軌道

12、電路示意（1）無絕緣軌道電路示意（2）無絕緣軌道電路示意（3）無絕緣軌道電路示意（4）軌道電路中再并聯一個同樣的電路則可以在這個電路中產生振蕩信號，這就是接收端。無絕緣軌道電路列車進入則產生短路（車軸短路），振蕩信號消失，發出另一種信號。在相連的軌道電路中，使用不同的信號加以區分，可以不相互干擾。可以區分不同的軌道交通線路區段，進而將控制信息通過軌道電路送到機車上。無絕緣軌道電路的應用6-1 聯鎖定義聯鎖是指為保證行車安全，而將軌道交通線路中的所有信號機、軌道電路及道岔等相對獨立的信號設備構成一種相互制約、互為控制的連帶環扣關系，即“聯鎖”關系。聯鎖辦法及作用列車進站的進路，或出站的進路，都是

13、由道岔的不同開通位置所確定的。因此，在進路入口處須有信號機。進站信號機防護的進路范圍為一整條站線，出發信號機防護的進路是應去區間，調車信號機則只是用于防護道岔區。當進路上的道岔開通位置符合進路要求，進路的線路空閑，并未安排同一股道的敵對進路，信號機才能開放，顯示綠燈或黃燈；否則，信號機不能開放，即顯示紅燈，禁止列車進入。信號機開放后，進路上的道岔被鎖在進路要求的位置；而敵對進路也必須鎖閉，同時敵對進路的信號機不開放，顯示紅燈。列車駛入進路后，防護這條進路的信號機立即關閉，顯示紅燈，不允許其他列車再駛入。這種信號機，進路空閑情況和進路道岔的聯鎖關系，成為保證列車和機車車輛在車站范圍內的運行安全，

14、以及有效地利用車站行車設備，提高車站通過能力的重要措施。ATC系統ATC系統：列車按地面傳送的速度（或距離）信息，自動控制列車運行的信號設備。 后續列車根據與先行列車之間的距離和進路條件，在車內連續地顯示出容許的速度信息，或按設定的運行條件達到容許速度的距離信息。 根據上述信息，列車自動地控制運行速度，進行超速防護，確保列車高效、安全的運行。7-1 城市軌道交通ATC系統的特點傳統信號系統是通過設置在地面的色燈信號機來傳遞不同的行車命令，這種制式基本上是依賴司機進行速度控制和調整，依靠司機保證行車安全。ATC系統將機車信號作為主體信號，傳遞給列車的信號是具體的速度或距離信息，列車按調度人員設置

15、的時刻表，實現自動運行、自動折返、自動調整停站時分，以及運用程序定位實現列車在車站的停車控制。7-2 ATC系統的組成ATC 系統的設備組成 現場軌旁設備、車載信號設備、控制中心及車站信號設備ATC系統的功能組成 ATO、ATS、ATPATO列車自動運行子系統ATO子系統主要用于實現“地對車控制”，即用地面信息實現對列車驅動、制動的控制。使用ATO子系統后，可以使列車經常處于最佳運行狀態，避免了不必要的、過于劇烈的加速或減速，因此明顯提高了乘坐的舒適度，提高了列車準點率及減少輪軌磨損。ATO子系統與列車的再生制動相配合，可以節省電能的消耗。ATS列車自動監控子系統ATS子系統主要實現對列車運行

16、的監督和控制，輔助行車調度人員對全線列車運行進行管理。它給行車調度人員顯示全線列車的運行狀態，監督和記錄運行圖的執行情況，在列車因故偏離運行圖時及時做出反應（提出調整建議或者自動修整運行圖）。通過ATO的接口，向旅客提供運行信息通報（列車到達、出發時間、運行方向、中途停靠站名）。ATP列車自動防護子系統ATP子系統是ATC系統的核心和關鍵。ATP子系統具有實現列車的間隔控制、超速防護、進路的安全監控、車門和站臺屏蔽門的控制等功能。7-3 中央控制室 車站控制室車載ATC列車自動防護（ATP）接收天線列車自動防護（ATP）接收天線7-4 向列車傳送控制信號目前我國已建成的地鐵、輕軌，基本上都采用

17、軌道電路向列車傳遞控制信息的方式。除采用鋼軌或設置環線來連續地傳遞信息外，也可以通過設置于運行線路上的點式傳感器向車上傳遞點式信息（上海莘閔線）。7-5 車地信息傳遞列車在線信息、車次號信息以及道岔、信號狀態信息等，傳送至控制中心，通過顯示屏及調度員工作站的CRT顯示。 列車上的車載設備接收并解譯地面送來的調度指令和ATP速度命令或距離信息，實現列車的自動運行；并將列車的運行狀態和設備狀態信息，經車站服務器傳送給控制中心。車次多次交換信息保證停車位置準確當列車進入站臺區域，站臺區段軌道電路的ATP接收器檢測到列車到達車站；列車到達停車點，經列車ATO系統確認，保證列車的制動；當檢測到列車的速度為零，列車向地面送出列車停站信號，列車收到開門信息，使相應的門控繼電器動作；司機按壓與門控繼電器相對應的門控按鈕后，才可